第六章机器装配工艺基础

第六章机器装配工艺基础§5-1概述§5-2装配工艺规程的制定§5-4装配尺寸链§5-5保证装配精度的方法§5-3机器结构的装配工艺性主要内容§5-1概述

机器或产品的装配是整个机器制造过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验等工作。机器或产品的质量，是以机器或产品的工作性能、使用效果和寿命综合指标来评定的。装配工作任务之所以繁重就在于产品的质量最终由它来保证。

组成机器的最基本单元是零件。为保证有效进行装配，通常将机器划分为若干个能独立进行装配的部分，即装配单元。一、装配的基本概念装配：根据技术要求，将若干零件组合成一个整体（组件、部件）或产品的过程。零件名称编号件数1.组件及组装组件：由若干零件组合而成的装配单元。在基体零件上拼装若干零件——组装。零件连杆体010011零件连杆盖010021零件衬套010031组件组件连杆01-011名称编号件数连杆01-011连杆盖010021衬套010031连杆体010011名称编号件数组件名称编号件数基体零件名称编号件数零件名称编号件数零件名称编号件数零件组件装配系统图冷压2.部件及部装

部件在机器中能完成一定的、完整的功能。名称编号件数部件名称编号件数基体零件名称编号件数零件名称编号件数零件名称编号件数组件部件装配系统图名称编号件数机器基体零件名称编号件数零件名称编号件数零件名称编号件数组件名称编号件数组件名称编号件数部件3.总装总件装配系统图其他零部件发动机车身车桥车轮§5-2装配工艺规程的制定●分析产品图样、划分装配单元、确定装配方法；装配工艺规程的主要内容●拟定装配顺序、划分装配工序；●计算装配时间定额；●确定各工序装配技术要求、质量检查方法及检查工具；●确定装配时零、部件的输送方法，所需设备及工具●选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。（1）保证产品装配质量；一、制定装配工艺规程的基本原则及原始资料1.制定工艺规程的原则（2）合理安排装配顺序及工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效益；（3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率；（4）尽量减少成本。2.制定工艺规程的原始资料（1）产品的装配图及验收技术标准；（2）产品的生产纲领；（3）生产条件。二、制定装配工艺规程的步骤1.研究产品的装配图及验收技术条件2.确定装配方法与组织形式3.划分装配单元，确定装配顺序4.划分装配工序§5-3机器结构的装配工艺性

所谓机器结构的装配工艺性是机器或产品在满足技术要求的前提下，装配的可行性和经济性。具体要求：

相连接的零、部件少用或不用修配和机械加工；劳动量小；时间短。一、机器结构应能分解成独立的装配单元●可实现平行作业、专业协作（分部件装配、调试）；●有利于产品的改进和更新换代（局部结构变动）；●有利于机器的维护检修、包装、运输。操纵箱箱体2.减少装配时的修配和机械加工3.机器结构应便于装配和拆卸4.连接配合要可靠§5-4装配尺寸链A3A1A4A5A2A0轴向装配尺寸链。A2A0A3A4A5A1一、装配精度

所谓装配精度，是指机器或产品装配后实际达到的精度。

为了保证机器或产品的使用性能，产品设计人员在产品设计时，规定了许多装配精度——装配精度要求。例如：轴与孔配合的间隙或过盈；轴向间隙——旋转件与固定件间的间隙

——不同旋转速度件间的间隙

——因轴向定位所需的间隙

——因装配的可靠性而规定的间隙

——余隙（活塞运动到汽缸套顶部）值得注意的是：1.装配精度要求往往是装配尺寸链的封闭环（依据）。2.装配精度一定得高于装配精度要求。3.零件的加工精度不仅受工艺条件的影响，而且还受到经济性的限制。当产品装配精度要求较高时，以控制零件的加工精度来保证装配精度的方法，会给零件的加工带来困难，增加成本。

最大过盈量最小过盈量A3A2A1A01—主轴箱2—尾座3—底板4—床身1234例：在普通车床的装配中，前、后顶尖的不等高严格控制在0～0.06mm的范围内，且只允许后顶尖比前顶尖高。A0A1A23A0A1A3A2(c)

二、装配尺寸链的最短路线原则

三、装配尺寸链的建立

正确建立装配尺寸链，是保证装配精度要求的基础，也是合理确定零件设计尺寸公差及偏差的基础。（1）明确装配精度要求的含义——装配尺寸链的封闭环，是装配后自然形成的尺寸。（2）明确装配关系。明了相关零件沿封闭环尺寸方向上的装配基准。查找封闭尺寸图形。

四、尺寸链的计算公式（极值法）（1）（2）（3）（4）（5）（6）§5-5保证装配精度的方法

产品的精度要求，最终是靠装配实现的。生产中常用的产品装配工艺方法有：互换装配法、分组装配法、修配装配法和调整装配法。

一、互换装配法

互换法是指在装配过程中，零件互换后仍然达到装配精度要求的一种方法。这就是说，参加装配的零件，不需要经过挑选、修配和调整，就能达到装配精度要求。互换法的实质是用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。

根据互换程度的不同，互换装配法又可分为完全互换装配法和不完全互换装配法两种。1.完全互换法装配

A4A3A2A1A0双联转子泵装配示意图在产品装配中，装配尺寸链各组成环的公差按下式确定：

Ti：第i个组成环公差；

T0：封闭环公差要求值（装配精度要求）

显然，这种装配方法是用极值法进行计算的，装配时，零件完全可以互换。A0=0、A4=41、A1=A3=17、A2=7，要求在冷态下的轴向装配间隙应为0.05～0.15mm，试确定各组成环公差和极限偏差。例1如图为某双联转子泵轴向装配关系图，已知各公称尺寸：A4A3A2A1A0解：采用极值法计算该装配尺寸链●建立装配尺寸链。●确定其封闭环、增环、减环。计算可知，各环基本尺寸的确定无误。A0A1A2A3A4公差确定方法：平均公差法、经验法、等精度法等。●确定组成环公称公差和极限偏差。

（1）平均公差法各组成环平均极值公差：确定协调环A4的偏差：A0A1A2A3A4（2）经验法

各组成环平均公差：0.025mm

根据各组成环基本尺寸大小及零件加工难易程度，以平均极值公差为基础确定各组成环极值公差，但各组成环公差Ti的总和不得超过0.1mm。考虑尺寸A1

、A2

、A3可用平磨加工，公差可规定较小，其公差得符合于标准公差。尺寸A4由镗床加工保证，公差可给大些，且此尺寸属高度尺寸，生产中常用通用量具测量，故决定选它为协调环。由此确定：按IT7级精度取值按IT7级精度取值A0A1A2A3A4确定协调环的公差和及偏差

∵∴（3）等精度法按尺寸段查取同等精度等级的公差，调整后再计算。

在产品装配中，装配尺寸链各组成环的公差按下式确定：即：各有关零件公差值的平方之和的平方根小于或等于装配公差。不完全互换装配法一般采用概率法进行装配尺寸链计算。采用概率法时，当生产条件较稳定，从而使各组成环的尺寸分布也比较稳定时，也能达到完全互换的效果，否则将有极小部分产品达不到装配精度的要求。故把按上式来确定零件公差的装配方法称之为不完全互换装配法。2.不完全互换法装配

（参考内容，要求了解）（1）（2）按（1）式计算按（2）式计算（3）（4）完全互换法装配与不完全互换法装配的比较A0=0、A4=41、A1=A3=17、A2=7，要求在冷态下的轴向装配间隙应为0.05～0.15mm，试确定各组成环公差和极限偏差。例2如图为某双联转子泵轴向装配关系图，已知各公称尺寸：A4A3A2A1A0解：采用概率法计算该装配尺寸链A0A1A2A3A4装配间隙为：0.05～0.15mm，协调环A4的尺寸及偏差的确定：二、选择装配法

选择装配法是将零件的制造公差适当放宽，然后选取其中尺寸相当的零件进行装配，以保证达到规定的配合要求的工艺装配方法，它可以分为直接选择装配法和分组选择装配法两种。（1）直接选择装配法

它是由装配工人直接从一批加工好的零件中选择“合格”的零件进行装配。这种方法比较简单，其装配质量凭工人的经验和感觉来确定，因此装配效率不高。

（2）分组选配法

它是将一批零件逐一测量后，按实际尺寸的大小划分为若干组，然后将尺寸大的包容件（如孔）与尺寸大的被包容件（如轴）相配；这种装配方法的配合精度决定于分组数，增加分组数可以提高装配精度。

例：如图所示为销与孔的装配关系，销与孔的基本尺寸为φ28mm，根据装配技术要求，销直径d和孔直径D

在冷态装配时应有0.0025～0.0075mm的间隙。确定装配方法，并确定孔和销的尺寸及偏差。SmaxSmindmindmaxDmaxDminSmaxSmindmindmaxDmaxDminDdS

封闭环的公差为：

若采用完全互换法装配，则活塞销和销孔的平均极值公差:

按基孔制,则孔的尺寸为:相应地，可求得销孔尺寸应为:DdS

显然，制造这样精确的活塞销和销孔很困难,也很不经济。①将销和销孔的公差值放大n倍（经济可行的程度）。

加工的问题解决了，可是装配能否达到要求呢？如果把按公差扩大后(零件的公差扩大后，其尺寸变动范围也扩大了)加工合格的零件直接进行装配，显然是不能达到要求的。T’dT’D

本例公差扩大了4倍，所以销和销孔也相应分成4组，每组的尺寸间隔为0.0025mm。采取的办法是：②对加工后的零件进行测量，然后，根据测量的数据将零件分组，分组数与公差扩大的倍数相等。③装配时，在对应组内进行装配。组别

活塞销直径

活塞销孔直径

配合情况

最小间隙

最大间隙标志颜色1

0.0025

0.0075

2

0.0025

0.0075

3

0.0025

0.0075

4

0.0025

0.0075

注意每组零件的管理。

分组选择装配法的总结：（1）分组选择装配法是将零件的制造公差适当放宽到经济可行的程度——扩大公差。（2）零件制造合格后，对其进行测量和分组，分组数等于公差扩大的倍数——分组。（3）装配时，在对应组内进行装配。分组选择装配法的特点及适应场合：

——（课堂总结）轴承的装配方法？轴承的装配方法装配后径向游隙：滚珠加工方法：研磨

加工方法后，用精密量具测量，并按尺寸大小分组。装配时，在对应组内装配。

修配装配法是在装配过程中，通过修磨某配合件的预留量，以消除其积累误差，使配合零件达到规定的装配精度的方法。

尺寸链中各组成环按经济加工精度制造，装配时，通过直接改变尺寸链中某一预定的组成环（修配环）尺寸的方法来保证装配精度。由于对这一组成环的修配是为补偿其他各组成环的累积误差，故又称补偿环。这种方法的关键问题是确定修配环及修配环在加工时的实际尺寸，使修配时有足够的、而且是最小的修配量。3.修配装配法MA3A0A2A1压板例1：如图为车床大拖板与导轨的装配简图，要求保证间隙：A0=0~0.07mm。如果采用互换法，则：现采用修配法，其原理是：1.组成件按经济精度制造；A3A0A2A1A3的尺寸及偏差？A3A0A2A1A3A0A2A1封闭环误差实际值T0A0min封闭环误差规定值A0max此时，修配量最小A3A0A2A1A3起补偿作用，故称之为补偿环。2.实测修配件（环）的尺寸，并根据实际装配精度（或误差——体现间隙的大小）对修配件进行修磨。MA3A0A2A1压板

如果修刮P平面，又将如何确定A3呢？A3A0A2A1封闭环误差实际值T0A0min封闭环误差规定值A0max此时，修配量最小

修配装配法的优点是能够获得很高的装配精度，而零件的制造精度则可放宽；缺点是增加了一道比较费工、还需技术熟练的工人来做的修配工序，且修配时间也难以确定，不易保证装配流水线生产的要求。所以，修配装配法适用于在成批生产中，封闭环公差要求较严，组成环较多或在单件小批量生产中，封闭环公差要求较严，组成环较少的场合。修配装配法适用场合四、调整装配法

调整装配法即各零件公差按经济精度的原则来确定，选择一个组成环为补偿环（又称调整环），通过改变补偿环零件的位置或对补偿环的更换（改变调整环的尺寸）以补偿其累积误差，以保证装配精度。与修配法相比：两者在改变补偿环尺寸的方法上不同。修配法采用机械加工的方法去除补偿环零件上的金属层，以改变其尺寸，补偿因各组成环公差扩大后产生的积累误差；常见的调整法有可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法三种。1.可动调整法改变调整零件的位置来保证装配精度的方法称为可动调整法。常用的调整件有螺栓、挡环、斜面件等。在调整过程中不需拆卸零件，应用方便，可获得比较高的精度。同时，在产品使用过程中，由于某些零件的磨损而使装配精度下降时，此法有时还能时产品恢复原来的精度。可动调整法生产中应用较广，机器制造中采用可动调整法的例子很多。

如图a所示为车床主轴箱中调整轴承间隙的装置。调整时，先将螺母2放松，转动调节螺钉1即可调节轴承内圈、滚动体、外圈之间的间隙，以保证轴承在转动时，既有足够的刚性又不至于过分发热。间隙调整好后，仍需将螺母2拧紧。a调整装配法

卧式车床横刀架采用楔块5调整丝杠3和前螺母1、后螺母4之间的装置。该装置中前螺母1的右端做成斜面，在前螺母1和后螺母4之间装入一个左端也做成与前螺母1右端的斜面配合的b斜面楔块5。调整间隙时，先将前螺母固定螺钉放松，然后拧紧楔块的调节螺钉2，将楔块向上拉。由于斜面的作用，使前螺母向左移动，从而消除螺母和丝杠之间的间隙。调整完毕后，再拧紧前螺母的固定螺钉。2.固定调整法在装配尺寸链，选择某一组成环为调节环，将该环的零件按一定尺寸间隔级别制成一组专门零件。装配时，根据各组成环所形成积累误差的大小，在调节环中选定一个尺寸等级合适的调节件进行装配，以保证装配精度的方法称为固定调整法。通常用的调节件有轴套、垫圈、垫片等。这种调整方法简便，它在汽车、拖拉机等生产中得到广泛应用。调整装配法A3A1A4A5A2A0

试用固定调整法解算各组成环的极限偏差，并求调整环的分组数和调整环尺寸系列。调整装配法图示传动轴齿轮装配后要求轴向具有间隙：A3A1A4A5A0A2调整原理a.选择调整环选择加工比较容易，装卸比较方便的组成环作调整环。A2

b.确定空