机械制造工艺第五章机械装配工艺基础

第五章机械装配工艺根底第一节概述第二节装配尺寸链第三节保证产品装配精度的方法第四节装配工艺规程的制定第一节概述二、装配工作的根本要求常见的装配工作有以下几项：1.清洗〔为什么清洗？方法？工艺要点？意义？〕〔1〕目的：除去零件外表或部件中的油污及杂质；〔2〕方法：擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。清洗液有煤油、汽油、酒精、碱液及各种化学清洗剂；〔3〕工艺要点：洗液、方法、工艺参数〔温度、时间、压力等〕；〔4〕意义：可保证产品的装配质量，延长产品的使用寿命。特别对轴承、导轨、密封件、精密偶件等。2.连接〔方式？〕〔1〕可拆卸连接：相互连接的零件在拆卸时不损坏任何零件，且拆卸后还能重新组装在一起。如：螺纹连接、键连接、销钉连接等；〔2〕不可拆卸连接：连接好的零件不能拆卸，假设拆卸那么必损坏某些零件。如：焊接、铆接、过盈连接等。3.装配加工〔刮削和配作〕〔1〕刮削：切削量小、切削力小，产生热量少，变形小。可提高零件的尺寸精度和形状精度，减小外表粗糙度、改善外表的接触刚度。〔2〕配作：是为保证机构调整后的位置不发生变动而采取的工艺措施。通常有配钻、配铰、配刮、配磨等；配钻多用于螺纹连接；配铰用于定位销孔的加工。2、按产品结构特点分：固定式装配和移动式装配四、产品的装配精度1.装配精度的概念装配时实际到达的精度。一般包括：1〕零件间距离精度。例：普通车床前后2顶尖对床身导轨的等高性要求。2〕相互位置精度：相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。3〕相对运动精度：有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。如传动精度、回转精度等。例如车床溜板移动对主轴心线的平行度要求。2.装配精度与零件精度间的关系各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来，就反映到装配精度上。因此，机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。如图5-1、5-2为了合理地确定零件的加工精度，必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链以保证产品的精度。普通车床尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨1与2的平行度车床主轴锥孔心线和尾座套筒锥孔轴心线对托板移动的等高，取决于床头箱、尾座及底板的、及的尺寸精度。第二节装配尺寸链二、装配尺寸链的建立〔掌握〕一、装配尺寸链的根本概念〔概念记忆〕三、装配尺寸链的计算方法〔掌握〕一、装配尺寸链的根本概念二、装配尺寸链的建立建立装配尺寸链可分以下几步：(1)确定封闭环。装配尺寸链的封闭环都是装配后间接形成的，多为产品或部件的最终装配精度要求。(2)查找组成环。组成环是与该装配精度有关的零部件的相应尺寸和相关位置关系。组成环的查找方法是：取封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度要求的位置方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件，直到找到同一个基准零件或同一个基准外表为止。(3)画尺寸链简图。标明封闭环、组成环、判断组成环是增环还是减环。备注：在建立装配尺寸链时，要遵循装配尺寸链最短路线原那么，尽量使组成环的数目等于有关零、部件的数目，即“一件一环〞。否那么，会使装配精度降低或给装配和零件加工增加难度。例题：图示为某减速器的齿轮轴组件装配图。装配要求是齿轮轴台肩和轴承面间的轴向间隙为A02、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机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影响的因素很多，查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。

〔2〕装配尺寸链组成的“一件一环〞原那么在装配精度既定的条件下，组成环数越少，那么各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。

在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环〞，这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原那么。

〔3〕装配尺寸链的“方向性〞同一装配结构中，不同位置方向都有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。三、装配尺寸链的计算方法1、极值解法例：如下图为齿轮箱部件，装配后要求轴向窜动量为0.2～0.7mm。即。其他零件的有关根本尺寸是：A1=122,A2=28、A3=5、A4=140、A5=5,试决定其上下偏差。〔1〕画出装配尺寸链，校验各环根本尺寸。如图，封闭环根本尺寸为:

根本尺寸正确。〔2〕确定各组成环尺寸的公差大小和分布位置。采用“中间计算法〞，将尺寸链中相对较难加工和不宜改变公差的组成环的公差先确定下来并按“入体原那么〞确定它们的上、下偏差

为了满足封闭环公差要求TΣ＝0.5，各组成环公差Ti的累积值ΣTi不得超过此0.50值，即应满足:〔3〕按等公差法把封闭环公差〔TΣ＝0.5〕分配到各组成环公差即将TΣ平均分摊到各个组成环Ti；再按公差分配的“入体原那么〞，将各环T；写成偏差:今特意留下一个环A4作为该尺寸链的“协调环〞，即A4的上、下偏差应通过计算获得：故：进行验算：TΣ=T1+T2+T3+T4+T5=0.10+0.10+0.10+0.10+0.10=0.50,计算结果符合装配精度要求。

等公差法计算方便，但未考虑各零件的根本尺寸差异，因此各零件的精度等级不同，显然不太合理。在同一尺寸链中根本尺寸大致差不多的情况下，此法应用广泛。2、概率计算法当装配精度要求较高，而尺寸链的环数又较多〔大于4环〕时，应采用概率解法。三、装配尺寸链的计算方法应用装配尺寸分析与解决装配精度问题的步骤：建立装配尺寸链确定保证装配的方法进行计算第三节保证产品装配精度的方法二、选配法一、互换法三、修配法四、调整法一、互换法〔完全互换和不完全互换〕1、完全互换法(1)定义：在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或不需改变其大小或位置，装配后即能到达装配精度要求的装配方法，称为完全互换法。(2)特点优点：装配质量稳定可靠〔装配质量是靠零件的加工精度来保证〕；装配过程简单，装配效率高〔零件不需挑选，不需修磨〕；易于实现自动装配,便于组织流水作业；产品维修方便。缺乏之处：当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工本钱高。(3)应用：完全互换装配法适用于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。(4)计算方法：其装配尺寸链采用极值法解算。2、不完全互换法〔1〕实质：是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工，但这会使极少数产品的装配精度超出规定要求，但这种事件是小概率事件，很少发生。尤其是组成环数目较少，产品批量大量，从总的经济效果分析，仍然是经济可行的。〔2〕特点优点：扩大了组成环的制造公差，零件制造本钱低；装配过程简单，生产效率高。缺乏之处是：装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取另外的返修措施。〔3〕应用：适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。〔4〕计算方法：采用概率法解算其装配尺寸链。分组装配法应注意的问题：〔1〕为保证分组后各组配合精度和配合性质符合原设计要求，配合件的公差应相等，公差增大方向要相同，增大的倍数等于分组数。〔2〕分组不宜过多，一般为4-5组〔3〕公差放大后，外表粗糙度和形位公差要求不能降低。〔4〕适用于配合件分布是正态分布，且数量多，工艺稳定，备品量多等大批大量生产中。3、复合选配法

分组选配法和直接选配法的复合形式。

三、修配法将尺寸链中各组成环均按经济加工精度制造，在装配时去除某一预先确定好的组成环上的材料，改变其尺寸，从而保证装配精度。被去除材料的零件成为“修配环〞。1、修配的方法1〕单件修配法：在尺寸链中选某一固定零件为修配件，装配时通过修配该件以保证装配精度。2〕合并加工修配法：将两个甚至多个零件合并在一起进行加工修配。合并得到的尺寸可看作一个组成环，减少组成环数，减少了修配劳动量。例题。例如图示，车床尾座装配为了减少对底板刮研量，一般先将尾座和底板配合面加工好，并配刮小导轨，然后将两者装为一体，再以底面为定位基准精镗顶尖套孔，并直接控制孔到地面的尺寸，使组成环A3、A2合并为A23。注：修配法多对号入座，给生产组织带来麻烦，故多用于单件小批量生产中。四、调整法在装配时通过改变产品中可调零件的位置或更换尺寸适宜的可调零件来保证装配精度的方法。与修配法的实质相同。分为可动调整法、固定调整法和误差抵消法三种。1、可动调整法2、固定调整法

在尺寸链中选定一个或参加一个零件作为调节环。作为环的零件是按一定尺寸间隙级别制成的一组专门零件，装配时根据需要，选用其中的某一级别的零件来补偿，从而保证所需的装配精度。常用的有垫圈、垫片、轴套等。

O1O2表示主轴回转轴线，被测主轴锥孔轴线的径向跳动就是相对O1O2的。影响B处径向跳动误差因素有e1：后轴承内环孔轴线对外环内滚道轴线的偏心量；e2：前轴承内环孔轴线对外环内滚道轴线的偏心量；es：主轴锥孔轴线CC对轴颈轴线SS的偏心量；三者均为矢量，假设其在同一平面内，那么：当es和e1、e2引起的主轴偏移量异向时，对B处的径向跳动量最小。五、装配方法的选择选择装配方法的出发点是使产品制造的全过程到达最正确效果。一般应考虑封闭环的公差要求，即装配精度、结构特点、生产类型和具体的生产条件。一般状态下，组成环的加工经济可行时，优先采用完全互换法，成批生产而组成环数较多时，可以采用不