1、第 五 章机械装配工艺基础,主要内容,装配概述装配方法装配尺寸链的建立装配工艺规程的制订,概述,装配的概念 装配就是按照规定技术要求，将零件、套件、组件、部件等进行配合和连接，并对其进行调试和检测，使之成为成品或半成品的工艺过程。,概述,装配单元 能独立进行装配的部分叫做装配单元，包括零件、套件、组件、部件。,零件是最小的装配单元,概述,套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的，它是比零件高一级的装配单元,概述,组件是在一个基准零件上，装上若干合件及零件而构成的,还没有独立完整的功能。,概述,部件是在一个基准零件或组件上，装上若干组件、合件和零件构成,成为具有独立、完整功能的装配单元
2、,概述,在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器。把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。,装配的地位机器装配是整个机器制造过程中最后一个阶段机器的质量最终是通过装配质量保证的通过机器的装配，可以发现机器设计的错误和零件加工工艺中存在的质量问题并加以改进,概述,概述,装配的内容 装配内容包括清洗、连接、校正、调整与配作、平衡、验收试验、油漆和包装等工作。 清洗 目 的：去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污 清洗方法： 擦洗、浸洗、喷洗及超声波清洗 清 洗 液： 煤油、机油、汽油、碱液和各种化学清洗液 清洗后的工件通常具有一定的防锈能力,概述,连接 过盈连接的装配方法压
3、装法 （手工锤击、压力机）温差法 （热装、冷装）液压套装,概述,密封件装配 油封装配 成形填料密封装配,概述,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。在产品总装中应用较多。,溜板移动对主轴轴线平行度的校正,主轴中心与尾座套筒中心等高的校正,概述,调整是指保证零部件相互位置的具体调节工作。如轴承间隙、导轨副的间隙及齿轮齿条的啮合间隙的调整。,配作通常是指用已加工的零件为基准加工与其相配或相连的零部件，如配钻、配铰、配刮、配磨等。,概述,平衡 为防止对运动平稳性要求较高的机器在使用中出现振动，在装配中应对有关旋转零件进行平衡试验。,概述,验收和试验 机器装配
4、完成后，应根据有关的技术标准和规定，对其进行全面的验收和试验。,概述,装配的组织形式根据产品特点、生产批量和现有生产条件等因素确定装配的组织形式，它直接影响装配效率和装配的工艺过程。 按照产品在装配中是否移动，装配的组织形式分为固定式装配和移动式装配两类。,概述,固定式装配 产品或部件的全部都安排在一个固定的工作地点进行。 （1）集中固定式装配 产品的全部装配工作由一组工人在一个工作地点集中完成。 特点： 占用的场地面积大、工人数量少 对工人技术要求全面 产品效率低、周期长 应用：单件小批装配较简单的产品。,概述,（2）分散固定式装配（多组固定式装配） 产品的全部装配过程分解为部件装配和总装配
5、，分别在多个工作地点 进行。 特点： 操作专业化 装配周期短 装配工人能得到合理分工 生产效率较高 应用：较大批量装配较复杂的产品，如机床的装配。,概述,（3）产品固定式流水装配 将固定式装配分成若干个独立的装配工序，分别由几组工人负责，各组工人按工艺顺序依次到各装配地点对固定不动的产品进行本组所担负的装配工作。 特点： 工人专业化程度高、效率高、质量好、周期短。 占用场地、工人多，管理难度大。 应用： 适合产品结构复杂 尺寸庞大的产品批量生 产，如飞机的装配。,概述,移动式装配 移动式装配是指所装配的产品不断地从一个装配地点移到下一个装配地点，工人则在某一固定地点完成固定工序内容 （1）自由
6、移动式装配 自由移动式装配所有工序都按各个 装配地点分散，装配中产品用手推 或用传送带、起重机移动，产品传 送无节拍，对工人技术水平要求较 低。主要在成批生产中被广泛采用 如中型机床、柴油机批量生产,概述,强制移动式装配 强制移动式装配也是工序分散在不同装配地点，装配过程中产品由传送带或小车强制地移动，产品直接在传送带上进行装配。 连续移动式装配间歇移动式装配,概述,装配精度 装配精度是指产品装配后实际达到的精度。,概述,概述,上述精度之间的关系： 接触精度和配合精度是距离精度的基础。 位置精度又是相对运动精度的基础。,概述,概述,产品的装配精度和零件的加工精度的关系 装配精度是零件的加工精度
7、和合理的装配方法共同保证的零件精度是保证装配精度的基础装配精度并不完全取决于零件精度，还可以通过合理的装配方法保证 （如：装配精度要求较高，组成零件较多的结构）,概述,在生产中常用的保证装配精度的方法有：互换装配法、选配装配法、修配装配法与调整装配法。,保证装配精度的方法,互换装配法 通过控制零件的加工误差来保证装配精度。完全互换装配法(极值法) 机器在装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配和调整，装配后就能达到装配精度要求的一种装配方法。 条件：各相关零件公差之和小于或等于装配公差。,保证装配精度的方法,优点：装配过程简单，装配生产率高； 对工人的技术水平要求不高； 便于组织流水线及自动化装
8、配； 容易实现零部件专业协作； 便于备件供应及维修工作。缺点：在装配精度高，组装零件较多时就难以满足零件加 工经济精度要求。适用：在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完 全互换； 主要用于低精度或高精度但组装零件少的 装配。,保证装配精度的方法,部分互换法（大数互换法） 将各相关零件的制造公差适当放大，使加工容易而经济，又能保证绝大多数产品达到装配要求的一种方法，又称为部分互换法。 条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配 允许公差。,保证装配精度的方法,优点：放大了零件制造公差，零件加工容易，成本低。缺点：有极小部分产品达不到装配精度(正常情况0.27%)。应用：统计互换装配法
9、常用于大批量生产、装配精度要求较高 相关零件较多(大于4)的情况。,保证装配精度的方法,选配法 当装配精度要求极高，零件制造公差限制很严，致使几乎无法加工时，可将制造公差放大到经济可行的程 度，然后选择合适的零件进行装配来保证装配精度的一种装配方法。直接选配法 零件按经济精度制造，凭工人经验直接从待装配零件中选择合适的零件进行装配。 优点：简单 缺点：选配时间长； 不宜在有节拍的生产中用。,保证装配精度的方法,分组选配法,保证装配精度的方法,例：如图所示，连杆小头孔的直径为 mm， 活塞销的直径为 mm, 其配合间隙要求为0.0025mm0.0075mm,-0.0025,-0.0050,+0.
10、0025,0,保证装配精度的方法,分组选配法 将被加工零件的制造公差放宽几倍, 零件加工测量后 分组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度的方法。优点：零件加工精度要求不高，而能获得很高的装配精度； 同组零件可以互换。缺点：增加零件的存贮量，增加了零件的测量分组工作应用：适用于配合精度很高，组件很少的情况下。,保证装配精度的方法,分组选配法注意事项如下：配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍数就是分组数。配合件表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求。分组后应尽量使组内相配零件数相等。分组不宜过多。,保证装配精度的方法,复合选配法(组内选配法) 先将零件测量分组，然
11、后在组内再直接选配。配合件组内公差可不等，装配精度可达很高。,保证装配精度的方法,修配装配法 在单件小批生产中，装配精度要求高而且组成件多时，各组成件按经济精度加工，选其中某一零件为修配 件，并预留修配量，在装配过程中用手工挫、刮、研等方法修去该零件上的多余部分材料，使装配精度满足技术要求，这种方法称为为修配法。,保证装配精度的方法,优点：能利用较低的制造精度来获得很高的装配精度。缺点：劳动量大，要求工人技术水平高，不易预定工时，不 便组织流水线。修配件的选择尽量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易加工的零件；尽量选择容易独立安装和拆卸的零件；该件只与一项装配精度有关，而与其它项装配精度无关。
12、修配方法：独件修配法、就地加工修配法、合并加工修配法,保证装配精度的方法,思考：修配件的修配量怎样确定？,保证装配精度的方法,调整装配法 用一个可调整零件，装配时或者调整它在机器中的位置，或者增加一个定尺寸零件，以达到装配精度的方法。,保证装配精度的方法,可动调整法：采用移动调整件位置来保证装配精度。,保证装配精度的方法,优点：调整过程中不需拆装零件，零件精度不高可达较高装 配精度，调整方便，应用很广。 缺点：需增加一套调整机构，增加了结构复杂程度。,保证装配精度的方法,固定调整法 选定某一零件为调整件，根据装配要求来确定该调整件的尺寸，以达到装配精度。,保证装配精度的方法,误差抵消调整法 在
13、装配中通过调整零部件的相对位置，使加工误差 相互抵消，达到或提高装配精度的要求。 例如：车床主轴装配中调整前后轴承的径向跳动方向来 控制主轴的径向跳动。 例如：在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，调整蜗轮和轴 承的偏心方向抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。 应用：小批生产。,保证装配精度的方法,装配方法的选择 需考虑的主要因素：机器的结构特点及技术要求、生产类型、生产条件、装配组织形式等。 优先选择完全互换法，在生产批量较大、组成件又较多时应考虑采用不完全互换性；在装配精度较高，组成件较少时还可考虑采用选配法，只有在用上述方法使零件加工很困难或不经济时，特别在中小批生产时，才适宜采用修配法或调节法。,
14、保证装配精度的方法,保证装配精度的方法,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的基本概念概念 装配尺寸链是产品或部件装配过程中，由相关零件的有关尺寸（表面或轴向间距离）或相互位置关系所组成的 尺寸链。装配尺寸链是保证装配精度的依据。,装配尺寸链的建立,作用和目的 查找零件对装配精度的影响； 指导制订装配工艺，合理安排装配工序； 分析产品结构的合理性。 确定经济的、至少是可行的零件加工公差。,装配尺寸链的建立,特点除有一般尺寸链的特点外，还有：封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精度；封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只有装配后才能测量）；各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个
15、零件或部件间与装配精度有关的尺寸；装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。,装配尺寸链的建立,分类线性尺寸链：由彼此平行的直线尺寸所组成的尺寸链。,角度尺寸链：由角度（含平行度与垂直度）尺寸所组成的尺寸链。,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立 装配尺寸链是建立在装配图的基础之上，根据装配精度的要求，找出与该精度有关的相关零件及相应的相关尺寸，并画出尺寸链图。 方法：1、确定封闭环：是在装配后形成的，具有装配精度要求2、确定组成环：取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以 基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一 基准零件，甚至同一基准面为止3、确定增
16、减环,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立,建立装配尺寸链的注意事项一件一环，遵循最短路线原则在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可以适当简化。当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应按不同方向建立装配尺寸链（如：蜗杆副中心线的精度要求）。,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立,尺寸链简化： 只有当A0的精度要求很高时，才有必要考虑各同轴度误差和导轨直线度误差；否则，均忽略不计。,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的计算方法及公式 计算方法 极值法 概率法,装配尺寸链的建立,计算分类 正计算 -用于验算设计图样中某项精度指标 反计算 -用于产品设计阶段 中间计算-常用在结构
17、设计时，确定协调环公差,将一些比较难以加工或不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将极少数或比较容易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象。此环即为协调环。,装配尺寸链的建立,装配工艺方法与计算方法的配合,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的应用实例,装配尺寸链的建立,例1：一齿轮箱部件，装配后要求保证轴向间隙0.20.7mm， 已知其它相关零件的基本尺寸为：A1=122mm，A2=28mm， A3=A5=5mm。现确定各环的公差及其偏差。,解：（1）查明并画出装配尺寸链,其中A0为封闭环，A1、A2为增环，A3、A4、A5为减环。,装配尺寸链的建立,（2）确定组成环平均公差,各组成环公差之
18、和等于或小于封闭环的公差，即：,先设各组成环的公差相等（称等公差值法），求出各环的平均公差,选定A4为协调环,（3）协调环的确定及计算,选择协调环的原则为： 选择不需用定尺寸刀具加工、不需用极 限量规检验的尺寸做协调环。 选易于加工的尺寸作协调环。,装配尺寸链的建立,（4）调整各组成环公差,按下述原则进行调整： 标准件尺寸公差大小取相应标准值； 尺寸相近、最终加工方法类同取相等公 差值； 难加工或难测量的尺寸，可取较大公差 值； 表面粗糙度值小(0.8m以下)的尺 寸，可取较小公差值。,A1、A2较难加工，公差给大些， A3、A5 较易加工，公差给小些，取：,所以,装配尺寸链的建立,（5）协调
19、环的公差带位置按尺寸链计算得到的上、下偏差的结果标注。,装配尺寸链的建立,计算步骤：1）建立装配尺寸链 并判定A0及Ai的性质2）确定各组成环公差及极限偏差 a.确定Tavl （完全互换法） （部分互换法） b.给出并调整Ti c.选定协调环为A4 d.计算协调环偏差,此例为极值法和概率法分别在完全互换装配和部分互换装配中的应用。,装配尺寸链的建立,例2：发动机活塞3与活塞销1间配合精度要求较高，活塞销1与活塞销孔3间过盈装配，要求冷态Y0.00250.0075mm的过盈量。现在活塞与活塞销采用分组选配法，试分析活塞与活塞销的公差位置。（基本尺寸28）,解：（1）确定封闭环： 过盈是轴孔装配的
20、封闭环 T00.0025（0.0075）0.005 （2）组内的组成环尺寸及偏差 因分组装配组内采用完全互换 所以Tav.LT0/m+n0.005/20.0025 取 则 （3）将销孔（D1，d1）公差同向放大 4倍，实现相关经济加工，并对应组内须完全 互换装配。,装配尺寸链的建立, d D d D d D d D,此例为极值法反计算在分组装配中的应用,装配尺寸链的建立,例3：图示齿轮箱结构图，装配要求保证轴向有00.2mm的间隙，已知：A1430mm，A2=80,A3=100,A4=190,A5=60，各环经济即制造公差 ：T10.155，T2=0.074 ，T3=0.087,T40.115
21、,T5=0.074,并确定 A5为补偿环Ax求:确定修配法装配时Ax尺寸及偏差，写出Cmax、 Cmin对应的Ax值。,解： (1) 确定封闭环尺寸及公差: 因：装配要求保证轴向有00.2mm的间隙 所以：A 0=0 0 +0.2 T 0=0.2 （2）各组成环平均公差为：,（3）按照经济加工精度调整各组成环公差 T10.155，T2=0.074 ，T3=0.087, T4=0.115 按照入体原则标注各组成环：,装配尺寸链的建立,（4）因AX为减环，所以此问题是“越修越大”的问题 故， AX为最小值时， A0为最大值，修配量C为最小值，Cmin=0 所以， 即： 时，Cmin=0 当AX为最
22、大值时， A0为最小值，修配量C为最大值 （5） 如加0.1mm预修量，则对应的AX为,装配尺寸链的建立,装配尺寸链的建立,例4 车床主轴大齿轮装配图，按装配技术要求，当隔套（A2），齿轮（A3），垫圈固定调整件（AK）和弹性挡圈(A4)装在轴上后，齿轮的轴向间隔A0应在0.050.2mm范围内。其中A1=115mm，A2=8.5mm，A3=95mm，A4=2.5 mm，K=9mm。试确定各尺寸的偏差及调整件各组尺寸与偏差。,装配尺寸链的建立,解 ：（1）建立装配链（2）确定其它各组成环a. TavLT0/（m+n）（0.2-0.05）/50.03b按各环的经济加工给出公差： T10.15，T
23、20.1，T30.1，T40.12，Tk0.03按极值法计算， 应满足下式,上式中，T1T4的累积值为0.47mm，已大于封闭环公差T0=0.15mm，故无论调整环TK公差是何值，均无法满足尺寸链的公差关系式， 也即无法补偿封闭环公差的超差部分。为此，可将尺寸链中未装入调整件TK时的轴向间隙(称为“空位”尺寸， 用AS表示)分成若干尺寸段，相应调整环也分成同等数目的尺寸组， 不同尺寸段的空位尺寸用相应尺寸组的调整环装入，使各段空位内的公差仍能满足尺寸链的公差关系。,装配尺寸链的建立,（3）确定调整环的分组数 为便于分析，现将尺寸链分解 空位尺寸As可视为封闭环。 则 S=T1+T2+T3+T4
24、=0.47mm,现将空位尺寸AS均分为Z段(相应调整环A0也分为Z组)，则每一段空位尺寸的公差为TS/Z。若各组调整环的公差相等，均为TK， 则各段空位尺寸内的公差关系应满足下式,取Z4,装配尺寸链的建立,(4) 确定各组调整环的尺寸TS=0.47均分为四段，则每段空位尺寸的公差为0.1185mm，取0.12mm，可得各段空位尺寸为：调整环相应也分成四组，根据尺寸链计算公式， 可求为方便装配， 列出补偿表,制定装配工艺规程的原则 总原则保证产品装配质量前提下尽可能提高生产率和降低成本（优质、高产、低耗）,装配工艺规程的制订,制订装配工艺规程的原始资料 产品装配图样及验收的技术标准 产品生产纲领
25、 现有生产条件及标准和同类资料,装配工艺规程的制订,制订装配工艺规程的方法和步骤 研究分析产品的装配图及验收的技术标准 确定装配的方法与装配的组织形式 划分装配单元确定装配顺序 装配工序的划分与设计 填写工艺文件,装配工艺规程的制订,划分装配单元确定装配顺序装配基准件： 每个装配单元选比自己低一级的装配单元为装配基准 基准件：体积大、重量大、支承大、足够稳定的零件或组 件、部件.,装配工艺规程的制订,装配顺序的安排原则保证装配精度，前面工序不妨碍后边工序，后面工序不破坏前面工序的质量具体安排顺序是：工件预处理在先（工件的倒角、去毛刺、飞边、清洗、防绣涂漆、干燥等等）先难后易、先内后外、先下后上
26、、先基准件及大件（保证装配稳定顺利进行,先进行可能破坏以后装配质量的工作：如冲击、压力、加热）集中安排：使用工装相同的、相对基准件同一方位上的件装配安排在一起 易燃、易爆、易碎、有毒物质或零部件装配尽量放在最后,装配工艺规程的制订,装配工序的划分与设计制订工序的操作规范： （如过盈压力；变温装配温度值；紧固螺栓的预紧力或扭距；特殊装配环境等等）确定设备及所用工装： （根据装配的批量、要求判定出需用的工装，提出任务书）确定装配的工时定额： （协调各工序内容，均衡工序的节拍，充分利用工装、设备及人力,实现流水作业）,装配工艺规程的制订,填写工艺文件 常用装配工艺文件有：装配单元系统图、装配工艺过程卡及工序卡,装配工艺规程的制订,装配单元系统图 清晰、直观地表示装配单元划分及工序顺序过程的线图,装配工艺规程的制订,装配工艺规程的制订,装配工艺规程的制订,装配工艺规程的制订,装配工艺规程的制订,由基准件开始，沿水平线自左向右到装配成部件为止。,小结,本章重点介绍为达到装配精度而采取的四种装配方法（互换法、选配法、修配法和调整法）、各自优缺点和使用场合以及以装配精度相关的尺寸链求解算法。,本章结束,谢谢观赏,
