装配工艺规程设计教材

第五章装配工艺规程设计1.装配概念其基本任务就是研究在一定的生产条件下，以高生产率和低成本装配出高质量的产品。装配工艺按照规定的技术要求，将零件组合成组件，并进一步结合成部件以至整台机器的过程，分别称为装配。一、装配的概念及装配内容

2.装配工作的基本内容清洗去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力。联接可拆卸联接——螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。不可拆卸连接——焊接、铆接及过盈连接等。机器制造装配过程计划采购订单成本核算产品设计工艺路线BOM项目市场制造下达制造设计工程装配车间用户客户服务校正、调整与配作校正是指产品中相关零部件相互位置的找正、找平及相应的调整工作。配作通常指配钻、配铰、配刮和配磨等。平衡防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出现振动。验收试验根据有关技术标准和规定，对其进行比较全面的检验和试验。二、装配精度与零件精度

装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。装配精度主要包括：各部件的相互位置精度；各运动部件间的相对运动精度；配合表面间的配合精度和接触质量。1.装配精度内容1.机器和部件是由许多零件装配而成的，所以，零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。2.当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。2.装配精度与零件精度间的关系三、装配尺寸链的建立1.装配尺寸链的查找方法

首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找线索，分别找出影响装配精度要求的零件（组成环），直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。（举例）2.查找装配尺寸链应注意的问题1.装配尺寸链应进行必要的简化（举例）2.应遵循最短路线原则；3.装配尺寸链的方向性。图装配尺寸链举例图例卧式车床床头和尾座两顶尖的等高度要求图例车床主轴与尾座中心线等高装配尺寸链四、保证装配精度的装配方法常用装配方法互换法选配法修配法调整法完全互换法部分互换法在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。实质

其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。（一）互换装配法

根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。定义方法

其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。1.完全互换法特点应用特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配件制造，生产成本低。

但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。

例11－1（图11－2）所示为车床主轴部件的局部装配图，要求装配后保证轴向间隙A0＝0.1～0.35mm。已知各组成环的基本尺寸为：A1=43mm，A2=5mm，A3=30mm，，A5=5mm，A4为标准件的尺寸，试按极值法求出各组成环的公差及上、下偏差。解：（1）建立装配尺寸链，其中，减环：A2，A3，A4，A5增环：A1（2）确定各组成环的公差，组成环的平均极限公差为：

以A3作为协调环，其它各组成环按入体原则标注上、下偏差，即：计算协调环A3的上、下偏差：EI（A3）＝－0.16mmES（A3）＝－0.10mm∴

根据实际情况确定：T(A1)=T(A3)0.06mm，T(A2)=T(A5)＝0.045mm，A4为标准件，即T(A4)＝0.04mm。2.不完全互换法指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。定义实质方法其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。特点应用特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。

但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。

例11－2已知条件与例11－1相同，试用不完全互换法确定各组成环的公差及其上、下偏差。解：装配尺寸链与前相同组成环的平均公差Tav为

以Tav作参考，根据实际情况确定T(A1)=0.15mm，T(A2)=T(A5)＝0.10mm，A4为标准件，即T(A4)＝0.04mm。选A3为协调环，其公差T（A3）可从下式算出。

确定各组成环的上、下偏差。除协调环A3以外，其它组成环均按入体原则标注，即：计算协调环A3的上、下偏差：根据公式计算协调环的中间偏差Δ30.025＝0.075－（－0.05+Δ3－0.02－0.05）Δ3＝－0.03mm3.选配法（1）直接选配法（2）分组选配法（3）复合选配法将配合零件按经济精度制造，然后，选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的一种方法。

装配工人从许多待装配的零件中，凭经验挑选合格的零件通过试凑进行装配的方法。优点：简单，不需要将零件分组，但挑选零件时间长，劳动量大，装配质量取决于工人的技术水平，不宜用于节拍要求较严的大批大量生产。这种装配方法没有互换性。（1）直接选配法（2）分组选配法可将组成环公差增大若干倍（一般为2～４倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度，这就是分组法。定义实质

其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。－+－0.1ⅠⅠ+0.1Ymax=0.2Ymin=0轴装配精度为0.2mm孔ⅡⅡ－0.05+0.05Ymax=0.1现装配精度为0.1mm例：通过分组提高装配精度－+－0.1+0.1ⅠⅠ+0.1Ymax=0.2Ymin=0ⅡⅡ+0.2轴孔轴、孔的制造公差为0.1现轴、孔的制造公差为0.2例：通过公差放大降低零件的加工精度特点应用特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造不高，但可获得高的装配精度。

但增加了零件测量、分组、存储、运输的工作量。用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环数少的装配尺寸链中。

将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。特点：配合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。（3）复合选配法

现以汽车发动机活塞、活塞销和连杆组装为例，对分组装配法进行分析。图11-5a所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装简图，其中活塞销与活塞销孔为过盈配合，活塞销与连杆小头孔为间隙配合。根据装配技术要求，活塞销孔直径D与活塞销直径d在冷态装配时，应有0.0025～0.0075mm的过盈量，即：

Ymin=Dmax-dmin=-0.0025mm

Ymax=Dmin-dmax=-0.0075mm从公差与配合的知识可知Ymin-Ymax=T0=Th+Ts=0.005mm分组选配法应用举例图11－5活塞、活塞销和连杆分组装配实例

a)组装简图b)分组示意图

1－活塞2－连杆3－活塞销4－挡圈若采用完全互换法装配，则销与销孔的平均极值公差仅为0.0025mm，设活塞销直径为

mm，销孔直径为

mm，显然加工是十分困难的。

现将它们的公差都按同方向放大四倍，放大后的d和D为：d=mm，D=mm。这样可采用高效率的无心磨和金刚镗分别加工活塞销外圆和活塞销孔，然后用精密量仪进行测量，并按尺寸大小分成四组，涂上不同颜色便于分组装配，见表11-1。

将表11-1所示互配零件加工尺寸的公差带放大并分组后的情况用图11-5b表示。可见虽然互配零件的公差扩大了四倍，但只要用对应组的零件进行互配，其装配精度完全符合设计要求。

1)配合件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的倍数要等于分组数。

2）要保证分组后各组的配合精度和配合性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公差增大而增大。

3)

为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。

4)

分组数不宜太多。

分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有2~3个。应用分组装配法必须注意以下几点三.修配法各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。定义实质其实质是装配时去除补偿环的部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。特点应用特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。

但增加了修配工作,生产效率低,对装配工人技术要求高。用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。（1）单件修配法（2）合并加工修配法（3）自身加工修配法修配方法应用装配法必须注意以下几点修配环选择（1）易于修配、便于装卸（2）尽量不选公共环为修配环修配环尺寸的确定（1）修配环被修配时，尺寸“越修越小”。此时封闭环实际最小极限尺寸A’0min

不能小于封闭环所允许的最小尺寸A0min。（2）修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越大”。此时封闭环实际最大极限尺寸A’0max

不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max。（3）最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足够，又不能太大。车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为0～0.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图6-8所示。【例6-4】【解】1）选择修配环本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。修配装配法举例图6-8

车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3用A0′表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配环修配后封闭环变小，故A0′的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法公式，可导出：2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置3）确定修配环公差带的位置A1A0A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，按对称原则标注，有：

A1=202±0.05,A3=156±0.05，A2采用精刨加工，经济公差也为0.1。修配装配法举例A2A3将已知数值代入，可求出：A2min=46.1,于是可得到：若要求尾座底板装配时必须刮研，且最小刮研量为0.15。则可最后确定底板厚度为：此时，可能出现的最大刮研量为：

为了减小刮研量，可以采用“合并加工”的方法，将尾座和底板配合面配刮后装配成一个整体，再精镗尾座套筒孔。此时，直接获得尾座套筒孔轴线至底板底面的距离A23，由此而构成的新的装配尺寸链，组成环数减少为两个，这是装配尺寸链最短路线（最少环数）原则的一个应用。四、调整法组成环按经济精度加工，采用调整的方法改变某个组成环（称补偿环或调整环）的实际尺寸或位置，使封闭环达到其公差和极限偏差的要求。定义实质其实质是装配时调节调整件的相对位置，或选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。调整法有三种方法：可动调整法选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。固定调整法选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。误差抵消调整法在总装或部装时，通过对尺寸链中某些组成环误差的大小和方向的合理配置，达到使加工误差相互抵消或使加工误差对装配精度的影响减小的目的。特点应用特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。

但增加了调整装置。（1）可动调整法和误差抵消调整法应用于小批生产；（2）固定调整法应用于大批量生产的场合。图6-10a所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.05～0.15范围内。若A1、A2和AK的基本尺寸分别为50、45和5，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度及公差。【例6-12】A0A2A1AKa）图6-10

固定调节法示例采用调整法计算各组成环及调整环的公差。图6-10b所示为尺寸链图。【解】1、选择AK为调整件。因为其加工容易，装卸方便。固定调整法举例AkA2A1b）A03、确定组成环的极限偏差：按入体原则确定各组成环的极限偏差。固定调整法举例4、确定各环的中间偏差：

△A1=+0.075，△A2=-0.05，△A0=+0.12、确定各组成环的公差：除调整环和标准件外，其余的都按照经济精度确定各组成环公差。取T1=0.15,T2=0.1，TK=0.03。调整件的公差取小些，否则会造成调整件级数太多。5、计算调整环AK的调整（补偿）量FF=（T1+T2+Tk）-T0=（0.15+0.1+0.03）-0.1=0.18mm6、计算各组调整件的尺寸间隔S及组数ZS=T0-TK=0.1-0.03=0.077、计算调整环的平均尺寸：调整环的中间偏差为△AK

△A0=△A1-(△A2+△AK)∴△Ak=△A1-△A2-△A0=0.025mm∴Akav=Ak+△Ak=5.025mm8、确定各组调整环的尺寸本例为奇数，则：装配尺寸链计算方法的选用不完全互换法完全互换法选配法修配法调整法用极值法计算，大批量生产用概率法。用概率法计算。用极值法计算。用极值法计算。用极值法计算，大批量生产用概率法。第四节装配工艺规程的制订基本原则1)保证产品的装配质量；2)缩短装配周期，提高生产率；3)合理安排装配工序，尽量减少钳工装配的工作量。4)尽量减少装配成本；5)装配工艺规程应做到正确、完整、协调、规范。6)充分利用现有生产条件，尽可能采用国内外先进工艺技术。7)充分考虑安全生产和防止环境污染问题。内容、方法、步骤1．研究产品图样及验收技术条件产品分析2．装配尺寸链分析计算、装配结构工艺性分析3．将产品分解为独立的装配单元零件：组成机器的基本元件。合件：若干零件永久连接或连接在某个基准零件上少数几个零件组合。组件：一个或几个合件和几个零件组合。部件：一个或几个组件、合件或零件的组合。机器：即产品，全部装配单元结合而成的整体。装配组织形式确定固定式装配移动式装配全部的装配工作在一个固定的工作地上进行。装配过程中装配对象的位置不变，装配所需要的零部件都汇集在工作地附近。装配过程在装配对象的连续或间歇的移动中完成。各种装配方法的适用范围和应用实例装配方法

适用范围应用举例完全互换法

适用于零件数较少、批量很大、零件可用经济精度加工时汽车、拖拉机、中小型柴油机、缝纫机及小型电机的部分部件不完全互换法

适用于零件数稍多、批量大、零件加工精度可适当放宽时机床、仪器仪表中的某些部件

分组法

适用于成批或大量生产中，装配精度很高，零件数很少，又不采用调整装配时中小型柴油机的活塞与缸套、活塞与活塞销、滚动轴承的内外圈与滚子修配法

单件小批生产中，装配精度要求高且零件数较多的场合车床尾座垫板、滚齿机分度蜗轮与工作台装配后精加工齿形调整法

除必须采用分组法选配的精度配件外，调整法可用于各种装配场合机床导轨的楔形镶条、滚动轴承调整间隙的间隔套垫圈装配方法的选择装配工艺规程确定装配内容装配顺序清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试车、油漆、包装等。先下后上，先内