機(jī)械制造基礎(chǔ)課件第七章：機(jī)器的裝配工藝

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)裝配工藝規(guī)程制定本章要點(diǎn)裝配方法裝配尺寸鏈第7章 機(jī)器的裝配工藝q 機(jī)器裝配機(jī)械裝配是按規(guī)定的精度和技術(shù)要求，將構(gòu)成機(jī)器的零件結(jié)合成組件、部件和產(chǎn)品的過程。裝配是機(jī)器制造中的后期工作，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。q 機(jī)器裝配基本作業(yè)q 機(jī)器裝配精度清洗連接校正、調(diào)整與配作 平衡驗(yàn)收、試驗(yàn)相互位置精度相互運(yùn)動(dòng)精度相互配合精度7.1 概述第7章 機(jī)器的裝配工藝7.1.1 基本概念q 機(jī)器裝配精度分析回轉(zhuǎn)臺床鞍升降臺P0TRS圖7-1 臥式萬能銑床工作臺面對升降臺垂直移動(dòng)的垂直度要求千分表直角尺工作臺移動(dòng)方向影響裝配精度的因素 零件的加工精度（與多個(gè)零件精度有關(guān)，圖7-1） 裝配方法與

2、裝配技術(shù) 零件間的接觸質(zhì)量 力、熱、內(nèi)應(yīng)力引起的零件變形 旋轉(zhuǎn)零件的不平衡 第7章 機(jī)器的裝配工藝q 裝配工藝系統(tǒng)圖7.1.2 機(jī)械裝配工藝過程為了便于裝配，通常將機(jī)器分成若干個(gè)獨(dú)立的裝配單元。圖裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€(gè)等級，即零件、套件、組件、部件和機(jī)器（圖7-2) 基準(zhǔn)零件機(jī)器零件零件零件零件零件部件部件組件套件零件圖7-2 機(jī)器裝配系統(tǒng)示意圖第7章 機(jī)器的裝配工藝q 套件與組件示例圖7-3 套件和組件示例 a）套件 b）組件第7章 機(jī)器的裝配工藝7.1.3 裝配組織形式生產(chǎn)規(guī)模裝配方法與組織形式自動(dòng)化程度特 點(diǎn)單件生產(chǎn)手工（使用簡單工具）裝配，無專用和固定工作臺位手工生產(chǎn)率低，裝配質(zhì)量很

3、大程度上取決于裝配工人的技術(shù)水平和責(zé)任心成批生產(chǎn)裝配工作臺位固定，備有裝配夾具、模具和各種工具，可分部件裝配和總裝配，也可組成裝配對象固定而裝配工人流動(dòng)的流水線手工為主，部分使用工具和夾具有一定生產(chǎn)率，能滿足裝配質(zhì)量要求，需用設(shè)備不多； 工作臺位之間一般不用機(jī)械化輸送成批生產(chǎn)輕型產(chǎn)品每個(gè)工人只完成一部分工作，裝配對象用人工依次移動(dòng)（可帶隨行夾具），裝備按裝配順序布置人工流水線生產(chǎn)率較高，對工人技術(shù)水平要求相對較低，裝備費(fèi)用不高；裝配工藝相似的多品種流水線可采用自由節(jié)拍移動(dòng)成批或大批生產(chǎn)一種或幾種相似裝配對象專用流水線，有周期性間歇移動(dòng)和連續(xù)移動(dòng)兩種方式機(jī)械化傳輸生產(chǎn)率高，節(jié)奏性強(qiáng)，待裝零、部件

4、不能脫節(jié)，裝備費(fèi)用較高大批大量生產(chǎn)半自動(dòng)或全自動(dòng)裝配線，半自動(dòng)裝配線部分上下料和裝配工作采用人工方法半自動(dòng)、全自動(dòng)裝配生產(chǎn)率高，質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品變動(dòng)靈活性差，裝備費(fèi)用昂貴表7-1 裝配組織形式的選擇與比較 第7章 機(jī)器的裝配工藝第7章 機(jī)器的裝配工藝7.2 裝配尺寸鏈7.2.1 裝配尺寸鏈的概念 裝配尺寸鏈?zhǔn)且阅稠?xiàng)裝配精度指標(biāo)（或裝配精度要求）作為封閉環(huán)，查找所有與該項(xiàng)目精度指標(biāo)（或裝配要求）有關(guān)零件的尺寸（或位置要求）做為組成環(huán)而形成的尺寸鏈。圖 7-4 裝配尺寸鏈舉例第7章 機(jī)器的裝配工藝7.2.2 裝配尺寸鏈的種類及其建立步驟1. 長度尺寸鏈一般步驟如下： （1）確定封閉環(huán)； （2）查找組

5、成環(huán)（遵循裝配尺寸鏈組成的最短路線原則）； （3）畫尺寸鏈圖，并確定組成環(huán)的性質(zhì)。第7章 機(jī)器的裝配工藝 圖7-5 齒輪軸組件的裝配示意圖及尺寸鏈第7章 機(jī)器的裝配工藝 圖 7-6 普通車床床頭和尾座兩頂尖的等高度要求示意圖第7章 機(jī)器的裝配工藝 圖7-7 車床兩頂尖等高度的裝配尺寸鏈第7章 機(jī)器的裝配工藝2.角度尺寸鏈 （1）建立角度尺寸鏈的步驟（和長度尺寸鏈一樣，先確定封閉環(huán)，再查找組成環(huán)，最后畫出尺寸鏈圖）； （2）判斷角度尺寸鏈組成環(huán)性質(zhì)的方法；直觀法；公共角頂法；角度轉(zhuǎn)化法。 （3）角度尺寸鏈的線性化。平面尺寸鏈7.2.3 裝配尺寸鏈的計(jì)算方法第7章 機(jī)器的裝配工藝 圖 7-8 立式

6、銑床主軸回轉(zhuǎn)軸線對工作臺面的垂直度的裝配尺寸鏈第7章 機(jī)器的裝配工藝 圖 7-9 具有公共角頂點(diǎn)的尺寸鏈圖第7章 機(jī)器的裝配工藝圖 7-10 立式銑床主軸回轉(zhuǎn)軸線對工作臺面垂直度要求用角度轉(zhuǎn)化法建立尺寸鏈第7章 機(jī)器的裝配工藝圖7-11 平面尺寸鏈?zhǔn)纠b配方法 工 藝 特 點(diǎn) 適 用 范 圍表7-2 常用裝配方法及其適用范圍 完全互換法 配合件公差之和小于/等于規(guī)定裝配公差；裝配操作簡單；便于組織流水作業(yè)和維修工作 大批量生產(chǎn)中零件數(shù)較少、零件可用加工經(jīng)濟(jì)精度制造者，或零件數(shù)較多但裝配精度要求不高者大數(shù)互換法 配合件公差平方和的平方根小于/等于規(guī)定的裝配公差；裝配操作簡單，便于流水作業(yè)；會(huì)出現(xiàn)

7、極少數(shù)超差件 大批量生產(chǎn)中零件數(shù)略多、裝配精度有一定要求，零件加工公差較完全互換法可適當(dāng)放寬；完全互換法適用產(chǎn)品的其它一些部件裝配 分組選配法 零件按尺寸分組，將對應(yīng)尺寸組零件裝配在一起；零件誤差較完全互換法可以大數(shù)倍適用于大批量生產(chǎn)中零件數(shù)少、裝配精度要求較高又不便采用其它調(diào)整裝置的場合修配法 預(yù)留修配量的零件，在裝配過程中通過手工修配或機(jī)械加工，達(dá)到裝配精度 用于單件小批生產(chǎn)中裝配精度要求高的場合調(diào)節(jié)法 裝配過程中調(diào)整零件之間的相互位置，或選用尺寸分級的調(diào)整件，以保證裝配精度動(dòng)調(diào)整法多用于對裝配間隙要求較高并可以設(shè)置調(diào)整機(jī)構(gòu)的場合；靜調(diào)整法多用于大批量生產(chǎn)中零件數(shù)較多、裝配精度要求較高的場

8、合第7章 機(jī)器的裝配工藝7.3 保證裝配精度的方法 7.3.1 裝配尺寸鏈的完全互換法采用極值算法計(jì)算裝配尺寸鏈封閉環(huán)公差的分配1）當(dāng)組成環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸時(shí)（如軸承寬度，擋圈的厚度等），其公差大小和分布位置為確定值2）某一組成環(huán)是不同裝配尺寸鏈公共環(huán)時(shí)，其公差大小和位置根據(jù)對其精度要求最嚴(yán)的那個(gè)尺寸鏈確定3）在確定各待定組成環(huán)公差大小時(shí)，可根據(jù)具體情況選用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按實(shí)際加工可能性分配法等4）各組成環(huán)公差帶位置按入體原則標(biāo)注，但要保留一環(huán)作“協(xié)調(diào)環(huán)”，協(xié)調(diào)環(huán)公差帶的位置由裝配尺寸鏈確定。協(xié)調(diào)環(huán)通常選易于制造并可用通用量具測量的尺寸第7章 機(jī)器的裝配工藝【解】 圖示齒

9、輪部件，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.10.35。已知各零件有關(guān)的基本尺寸為：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （標(biāo)準(zhǔn)件），A5 = 5 。用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)的偏差?！纠?-1】A2A3A1A5A4A0圖7-12 齒輪與軸部件裝配 040.053A1）建立裝配尺寸鏈（圖7-12 ）2）確定各組成環(huán)的公差：按等公差法計(jì)算，各組成環(huán)公差為： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考慮加工難易程度，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（A4公差不變），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.

10、1 , T2 = T5 = 0.02， 第7章 機(jī)器的裝配工藝3）確定各組成環(huán)的偏差：取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，公差帶位置確定：， 除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標(biāo)注：040.053A0.10003020.210.0643,5,30AAA 計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：得到：EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1最后可確定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0圖7-13 齒輪與軸部件裝配 第7章 機(jī)器的裝配工藝 7.3.2 裝配尺寸鏈的大數(shù)互換法采用概率算法計(jì)算裝配尺寸鏈封閉環(huán)公差分配原則同完全互換法 同例7-1，用大數(shù)互換法計(jì)算【例7-2】【解】取k=1.4，將T1 、T2 、

11、T4 、 T5 及T0 值代入，可求出：T3 = 0.135于是有：0.057550.08254.930.01255A除協(xié)調(diào)環(huán)外各組成環(huán)公差入體標(biāo)注：0.135003020.0210.143,5,30AAAA2A3A1A5A4A0圖7-14 齒輪與軸部件裝配尺寸鏈 A4 為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，公差確定：T4 = 0.05A1、A2、A5 公差取經(jīng)濟(jì)公差：T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.025確定各組成環(huán)的公差確定各組成環(huán)的偏差040.053A取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，公差帶位置確定：計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)的偏差：由式（6-15），得到：A5M = 4.9322222012345Tk TTTTT由式

12、（6-12 ），有：第7章 機(jī)器的裝配工藝活塞與活塞銷在冷態(tài)裝配時(shí)，要求有0.00250.0075的過盈量。若活塞銷孔與活塞銷直徑的基本尺寸為28，加工經(jīng)濟(jì)公差為0.01?，F(xiàn)采用分組選配法進(jìn)行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組尺寸。7.3.3 裝配尺寸鏈的分組選配法將組成環(huán)公差按完全互換法求得后，放大若干倍，使之達(dá)到經(jīng)濟(jì)公差的數(shù)值。然后，按此數(shù)值加工零件，再將加工所得的零件按尺寸大小分成若干組（分組數(shù)與公差放大倍數(shù)相等）。最后，將對應(yīng)組的零件裝配起來。 【例7-3】圖7-15 活塞與活塞銷組件圖第7章 機(jī)器的裝配工藝【解】1）建立裝配尺寸鏈 如圖7-16所示。3）確定各尺寸：若活塞

13、銷直徑尺寸定為： ，將其分為 4組，解圖6-46所示尺寸鏈，可求得活塞銷孔與之對應(yīng)的分組尺寸如下：001. 0128AA1（活塞銷直徑）A2（銷孔直徑）A0圖7-16 活塞銷與活塞銷孔裝配尺寸鏈 組 號 1 2 3 4 活塞銷直徑活塞銷孔直徑0025. 0005. 02800025. 028005. 00075. 0280075. 001. 028005. 00075. 0280075. 001. 02801. 00125. 0280125. 0015. 0282）確定分組數(shù)：平均公差為0.0025，經(jīng)濟(jì)公差為0.01，可確定分組數(shù)為4。第7章 機(jī)器的裝配工藝 車床主軸孔軸線與尾座套筒錐孔軸線

14、等高誤差要求為00.06，且只允許尾座套筒錐孔軸線高。為簡化計(jì)算，略去各相關(guān)零件軸線同軸度誤差，得到一個(gè)只有A1、A2、A3三個(gè)組成環(huán)的簡化尺寸鏈，如圖7-17所示。采用修配法時(shí)，裝配尺寸鏈中各尺寸均按經(jīng)濟(jì)公差制造，但留出一個(gè)尺寸做修配環(huán)。通常選容易修配加工，且對其它尺寸鏈沒有影響的尺寸作修配環(huán)?！纠?-4】圖7-17 車床主軸中心線與尾座套筒中心線等高裝配尺寸鏈A1A0A2A3【解】1）選擇修配環(huán) 本例中修刮尾座底板最為方便，故選A2作修配環(huán)。 若已知A1、A2、A3的基本尺寸分別為202、46和156。用修配法裝配，試確定A1、A2、A3的偏差。7.3.4 裝配尺寸鏈的修配法第7章 機(jī)器的

15、裝配工藝用A00表示修配前封閉環(huán)實(shí)際尺寸。本例中，修配環(huán)修配后封閉環(huán)變小，故A00的最小值應(yīng)與A0的最小值相等。按直線尺寸鏈極值算法公式，可導(dǎo)出：2）確定各組成環(huán)公差及除修配環(huán)外的各組成環(huán)公差帶位置3）確定修配環(huán)公差帶的位置mjnmkkjAAAA11maxminmin0min002 . 01 . 0246A將已知數(shù)值代入，可求出：A2min = 46.1, 于是可得到：若要求尾座底板裝配時(shí)必須刮研，且最小刮研量為0.15。則可最后確定底板厚度為：35. 025. 0246A此時(shí)，可能出現(xiàn)的最大刮研量為：Zmax = A00max - A0max = 0.39為了減小刮研量，可以采用“合并加工”

16、的方法，將尾座和底板配合面配刮后裝配成一個(gè)整體，再精鏜尾座套筒孔。此時(shí)，直接獲得尾座套筒孔軸線至底板底面的距離A23，由此而構(gòu)成的新的裝配尺寸鏈，組成環(huán)數(shù)減少為兩個(gè)，這是裝配尺寸鏈最短路線（最少環(huán)數(shù)）原則的一個(gè)應(yīng)用。A1A0A2A3A1和A3兩尺寸均采用鏜模加工，經(jīng)濟(jì)公差為0.1，按對稱原則標(biāo)注，有： A1 = 2020.05 , A3 = 1560.05A2采用精刨加工，經(jīng)濟(jì)公差也為0.1。第7章 機(jī)器的裝配工藝1. 修配使封閉環(huán)尺寸減小圖 7-16 修配使封閉環(huán)尺寸減小的情況第7章 機(jī)器的裝配工藝2. 修配使封閉環(huán)尺寸增大圖 7-17 修配使封閉環(huán)尺寸增大的情況第7章 機(jī)器的裝配工藝調(diào)節(jié)法

17、與修配法相似，尺寸鏈各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)精度加工，由此引起的封閉環(huán)超差，通過調(diào)節(jié)某一零件的位置或?qū)δ骋唤M成環(huán)（調(diào)節(jié)環(huán)）的更換來補(bǔ)償。常用的調(diào)節(jié)法有三種：可動(dòng)調(diào)節(jié)法，固定調(diào)節(jié)法和誤差抵消調(diào)節(jié)法圖7-18 可動(dòng)調(diào)節(jié)法示例1 調(diào)節(jié)套筒 2 調(diào)節(jié)螺釘 3 楔條 4 調(diào)節(jié)螺釘 5 絲杠螺母 6 絲杠a）b）c）可動(dòng)調(diào)節(jié)法7.3.5 裝配尺寸鏈的調(diào)節(jié)法第7章 機(jī)器的裝配工藝通過更換不同尺寸的調(diào)節(jié)件來達(dá)到裝配精度。采用固定調(diào)節(jié)法的關(guān)鍵是確定調(diào)節(jié)件的分級和各級調(diào)節(jié)件的尺寸大小。固定調(diào)節(jié)法 圖7-19a所示部件中，齒輪軸向間隙要求控制在0.050.15范圍內(nèi)。若A1和A2的基本尺寸分別為50和45，按加工經(jīng)濟(jì)精度確定

18、A1和A2的公差分別為0.15和0.1。試確定調(diào)節(jié)墊片AK的厚度。 【例7-5】A0A2A1AKa）圖7-19 固定調(diào)節(jié)法示例 圖7-19a所示尺寸鏈中，將“空位”尺寸AS視為中間變量，可將此尺寸鏈分解為兩個(gè)尺寸鏈，如圖b、c所示?！窘狻緼KA0ASASA2A1b）c）在尺寸鏈c中，A0是在裝配中最后保證的，是封閉環(huán)。為使A0獲得規(guī)定的公差，可將空位尺寸分成若干級，每一級空位尺寸的公差應(yīng)小于或等于軸向間隙（封閉環(huán)）公差與調(diào)節(jié)墊片厚度（組成環(huán)）公差之差0.2505SA由尺寸鏈b，可求出：第7章 機(jī)器的裝配工藝 級 號 1 2 3 4 空位尺寸 調(diào)節(jié)墊片厚度0.250.1850.180.1250.

19、120.0650.06050.130.150.070.0350.010.0350.050.095式中 TS、T0、TK 分別為空位尺寸、封閉環(huán)尺寸、調(diào)節(jié)墊片厚度公差本例中：T0 = 0.1, TS = 0.25, 并假定 TK = 0.03，代入上式得到：n3.6取 n = 4，將空位尺寸適當(dāng)分級后解尺寸鏈，可確定調(diào)節(jié)件各級尺寸v 在批量大、精度高的裝配中，調(diào)節(jié)件的分級級數(shù)可能很多，不便于管理。此時(shí)，可采用一定厚度的墊片與不同厚度的薄金屬片組合的方法，構(gòu)成不同尺寸，使調(diào)節(jié)工作更加方便。由此可確定出分級數(shù)n ：0SKTnTT第7章 機(jī)器的裝配工藝 誤差補(bǔ)償調(diào)節(jié)法在裝配時(shí)，根據(jù)尺寸鏈中某些組成環(huán)誤

20、差的方向作定向裝配，使各組成環(huán)的誤差方向合理配置，以達(dá)到互相抵消的目的。這種方法在機(jī)床裝配中應(yīng)用較多，如裝配機(jī)床主軸時(shí)，通過調(diào)整前后軸承的徑向圓跳動(dòng)方向來控制主軸錐孔的徑向跳動(dòng)；在滾齒機(jī)工作臺分度蝸輪的裝配中，采用調(diào)整兩者偏心方向來抵消誤差，提高裝配精度。第7章 機(jī)器的裝配工藝7.4.1 裝配工藝規(guī)程制定原則q 制定裝配工藝規(guī)程的原則保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量選擇合理的裝配方法，綜合考慮加工和裝配的整體效益合理安排裝配順序和工序，盡量減少鉗工裝配工作量，縮短裝配周期，提高裝配效率盡量減少裝配占地面積，提高單位面積生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件注意采用和發(fā)展新工藝、新技術(shù)q 裝配工藝規(guī)程及其重要性將裝配工藝過程用文件形式規(guī)定下來就是裝配工藝規(guī)程它是指導(dǎo)裝配工作的技術(shù)文件，也是進(jìn)行裝配生產(chǎn)計(jì)劃及技術(shù)準(zhǔn)備的主要依據(jù)。對于設(shè)計(jì)或改建一個(gè)機(jī)器制造廠，它是設(shè)計(jì)裝配車間的基本文件之一。 第7章 機(jī)器的裝配工藝7.4 裝配工藝規(guī)程7.4 裝配工藝規(guī)程的制定1.準(zhǔn)備原始資料法 （1）產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件； （2）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)； （3）現(xiàn)有生產(chǎn)條