機(jī)器的裝配工藝

機(jī)器的裝配工藝第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)本節(jié)主要掌握裝配精度的概念及其保證機(jī)器裝配精度的四種工藝方法：互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法；并能夠運(yùn)用裝配尺寸鏈對裝配精度進(jìn)行定量分析和求解。第六章機(jī)器的裝配工藝第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月一、機(jī)器的裝配工藝過程

通常將機(jī)器分成若干個獨(dú)立的裝配單元。圖6-1所示為機(jī)器裝配工藝系統(tǒng)示意圖，由圖知，裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€等級，即零件、套件、組件、部件和機(jī)器。

零件是組成機(jī)器的基本元件，零件直接裝入機(jī)器的不多。一般都預(yù)先裝成套件，組件或部件才進(jìn)入總裝。在一個基準(zhǔn)零件上，裝上一個或若干個零件就構(gòu)成了一個套件，它是最小的裝配單元。每個套件只有一個基準(zhǔn)零件，它的作用是聯(lián)接相關(guān)零件和確定各零件的相對位置。為形成套件而進(jìn)行的裝配工作稱為套裝。（如圖6-2）第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月組件

在一個基準(zhǔn)零件上，裝上一個或若干個套件和零件就構(gòu)成一個組件。每個組件只有一個基準(zhǔn)零件，它聯(lián)接相關(guān)零件和套件，并確定它們的相對位置。為形成組件而進(jìn)行的裝配稱之為組裝。組件與套件的區(qū)別在于組件在以后的裝配中可拆，而套件在以后的裝配中一般不再拆開，可作為一個零件參加裝配。圖6-2b為一個組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準(zhǔn)備好的一個套件，階梯軸為"基準(zhǔn)零件"。圖6-3a所示為組件裝配系統(tǒng)圖。第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月部件與機(jī)器在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干個組件、套件和零件就構(gòu)成部件。一個部件只能有一個基準(zhǔn)零件，由它來聯(lián)接各個組件、套件和零件，決定它們之間的相對位置。為形成部件而進(jìn)行的裝配工作稱之為部裝。如圖6-3b所示。在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機(jī)器或稱為產(chǎn)品。第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配精度尺寸精度位置精度運(yùn)動精度接觸精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動包括配合精度和距離精度。指有相對運(yùn)動的零、部件間在運(yùn)動方向和運(yùn)動位置上的精度。影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。二、機(jī)器裝配精度的概念

第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月三、達(dá)到裝配精度的工藝方法1.互換法：裝配過程中，零件不需經(jīng)過任何挑選、修配或調(diào)整，就可達(dá)到規(guī)定的裝配精度。其實(shí)質(zhì)就是通過控制零件的加工誤差來達(dá)到裝配精度。它分為完全互換法和大數(shù)到換法。2.選擇法：將相關(guān)零件按加工經(jīng)濟(jì)精度制造，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配。它包括直接選配法、分組裝配法和復(fù)合選配法。3.修配法：在裝配過程中根據(jù)實(shí)際測量的結(jié)果，通過修配來改變某個零件的尺寸，來達(dá)到裝配精度要求。4.調(diào)整法：在裝配時通過改變調(diào)整件的位置或更換調(diào)整件（如墊片、軸套等）來達(dá)到裝配精度要求。第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、裝配尺寸鏈的建立如圖為齒輪與軸部件裝配圖，軸固定，齒輪回轉(zhuǎn)，要求齒輪與擋圈之間的間隙為0.1~0.35，在設(shè)計時如何由裝配圖確定有關(guān)零件的尺寸公差？裝配尺寸鏈的意義第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、裝配尺寸鏈的建立如圖，普通車床裝配時，要求尾架中心線比主中心線高0~0.06mm，在裝配時如何達(dá)到該裝配精度？裝配尺寸鏈的意義第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法取封閉環(huán)（裝配后的技術(shù)要求）兩端的那兩個零件為起點(diǎn)，沿著裝配精度要求的位置方向，以裝配基準(zhǔn)面為聯(lián)系線索，分別查明裝配關(guān)系中影響裝配精度要求的那些有關(guān)零件，直至找到同一個基準(zhǔn)零件甚至是同一個基準(zhǔn)表面為止。第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月1）簡化原則查找裝配尺寸鏈時，在保證裝配精度的前提下可略去那些影響較小的因素，使裝配尺寸鏈的組成環(huán)適當(dāng)簡化。2）最短路線原則

由尺寸鏈的基本理論可知，在結(jié)構(gòu)即定的條件下，組成裝配尺寸鏈的每個相關(guān)的零、部件只能有一個尺寸作為組成環(huán)列入裝配尺寸鏈，這樣組成環(huán)的數(shù)目就應(yīng)等于相關(guān)零、部件的數(shù)目，即一件一環(huán)，這就是裝配尺寸鏈的最短路線原則。四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的原則第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配尺寸鏈的計算可分為正計算和反計算。正計算用于對已設(shè)計的圖紙進(jìn)行校核驗算。（即已知各組成環(huán)的尺寸偏差求封閉環(huán)的尺寸及偏差）反計算主要用于產(chǎn)品設(shè)計過程之中。（即已知封閉環(huán)的尺寸及偏差，求解組成環(huán)的尺寸及偏差）四、裝配尺寸鏈的建立裝配尺寸鏈的計算第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月五、互換裝配法

互換裝配法是在裝配過程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。其實(shí)質(zhì)就是通過控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。根據(jù)互換程度的不同，互換法分為完全互換法和大數(shù)互換法（又稱概率互換法）。第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）完全互換裝配法

（1）裝配尺寸鏈計算

采用完全互換裝配法時，裝配尺寸鏈采用極值法計算。即尺寸鏈各組成環(huán)公差之和應(yīng)小于封閉環(huán)公差（即裝配精度要求）：

式中：T0——封閉環(huán)公差；

Ti

——第個組成環(huán)公差；

n——尺寸鏈總環(huán)數(shù)。第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月等公差法是按各組成環(huán)公差相等的原則分配封閉環(huán)公差的方法，即假設(shè)各組成環(huán)公差相等，求出組成環(huán)平均公差：

然后根據(jù)各組成環(huán)尺寸大小和加工難易程度，將其公差適當(dāng)調(diào)整。但調(diào)整后的各組成環(huán)公差之和仍不得大于封閉環(huán)要求的公差。

第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)整參照原則

1）當(dāng)組成環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)件尺寸（如軸承環(huán)或彈性擋圈的厚度等）時，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。2）當(dāng)組成環(huán)是幾個尺寸鏈的公共環(huán)時，其公差值和分布位置應(yīng)由對其要求最嚴(yán)的那個尺寸鏈先行確定。而對其余尺寸鏈來說該環(huán)尺寸為已定值。3）當(dāng)分配待定的組成環(huán)公差時，一般可按經(jīng)驗視各環(huán)尺寸加工難易程度加以分配。在確定各組成環(huán)極限偏差時，一般可按“入體原則”確定。即對相當(dāng)于軸的被包容尺寸，按基軸制(h)決定其下偏差；對相當(dāng)于孔的包容尺寸，按基孔制(H)決定其上偏差；而對孔中心距尺寸，按對稱偏差選取。第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月例6.1如圖6-8所示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知（標(biāo)準(zhǔn)件），現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環(huán)性質(zhì)A0為封閉環(huán),A3為增環(huán),A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。

第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（標(biāo)準(zhǔn)件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環(huán)性質(zhì)A0為封閉環(huán),A3為增環(huán),A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。

（3）確定封閉環(huán)的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm故（4）確定各組成環(huán)的公差及上下偏差先平均分配：再按各組成環(huán)尺寸大小和加工難易程度進(jìn)行調(diào)整，令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4為標(biāo)準(zhǔn)件，按圖紙標(biāo)注，選A5為協(xié)調(diào)環(huán)（因擋圈易于加工和測量），其公差及上、下偏差通過計算得到第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（標(biāo)準(zhǔn)件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環(huán)性質(zhì)

（3）確定封閉環(huán)的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm（4）確定各組成環(huán)的公差及上下偏差先平均分配：TAi=0.025再按各組成環(huán)尺寸大小和加工難易程度進(jìn)行調(diào)整，令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4為標(biāo)準(zhǔn)件按圖紙標(biāo)注選A5為協(xié)調(diào)環(huán)（因擋圈易于加工各測量），其公差及上、下偏差通過計算得到,按入體原則標(biāo)注：（5）計算協(xié)調(diào)環(huán)A5的公差和極限偏差EI5=-0.12故第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月完全互換裝配方法的特點(diǎn)

裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠；裝配過程簡單、生產(chǎn)率高；易于實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)械化、自動化；便于組織流水作業(yè)和各零部件的協(xié)作與專業(yè)化生產(chǎn)；有利于產(chǎn)品的維護(hù)和各、部件的更換。這種裝配方法常用于高精度少環(huán)尺寸鏈或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產(chǎn)裝配中。

利用極值計算公式，計算出的組成環(huán)公差比較嚴(yán)格，當(dāng)封閉環(huán)要求較高，組成環(huán)數(shù)較多時，尤其是這樣。在實(shí)際生產(chǎn)中，每個零件尺寸均是極值的情況很少，當(dāng)組成環(huán)數(shù)較多，而又在大批大量生產(chǎn)條件下，可用大數(shù)互換法計算。第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）大數(shù)互換裝配法

大數(shù)互換裝配法的實(shí)質(zhì)是放寬尺寸鏈各組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟(jì)加工。其裝配特點(diǎn)與完全互換裝配法相同，但由于零件所規(guī)定的公差要比完全互換法所規(guī)定的大，會有極少可能使封閉環(huán)的公差超出規(guī)定的范圍，從而產(chǎn)生極少量的不合格產(chǎn)品。大數(shù)互換法是以概率論為理論根據(jù)的。第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月可利用第5章講過的概率法基本公式：1）平均尺寸計算公式2）公差計算公式（2）大數(shù)互換裝配法

第27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月例6.2仍以圖6-8所示的裝配關(guān)系為例，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm?，F(xiàn)采用大數(shù)互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。解:(1)畫裝配尺寸鏈第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（標(biāo)準(zhǔn)件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環(huán)性質(zhì)A0為封閉環(huán),A3為增環(huán),A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。

（3）確定封閉環(huán)的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm故（4）確定協(xié)調(diào)環(huán)考慮到尺寸A3較難加工，希望其公差盡可能的大，故選用A3作為協(xié)調(diào)環(huán)，最后確定其公差。第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（標(biāo)準(zhǔn)件），軸向間隙為0.10～0.35mm解：（4）確定A3為協(xié)調(diào)環(huán)（5）確定除協(xié)調(diào)環(huán)以外的組成環(huán)公差及上、下偏差根據(jù)概率計算公式，按照"等公差法"分配各組成環(huán)公差：

調(diào)整：T1=0.14,T2=T5=0.05,T4=0.05(標(biāo)準(zhǔn)件)按入體原則標(biāo)注：（6）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差及上、下偏差計算協(xié)調(diào)節(jié)環(huán)的平均尺寸：A0M=A3M-（A1M+A2M+A4M+A5M）0.025=A3M-(30-0.07+5-0.025+3-0.025+5-0.025)第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（標(biāo)準(zhǔn)件），軸向間隙為0.10～0.35mm解：

按入體原則標(biāo)注：（6）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差及上、下偏差計算協(xié)調(diào)節(jié)環(huán)的平均尺寸：A0M=A3M-（A1M+A2M+A4M+A5M）0.025=A3M-(30-0.07+5-0.025+3-0.025+5-0.025)A3M=43.08最后確定各組成環(huán)尺寸和組成環(huán)偏差為：第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月通過上面的兩個例子可以看出，當(dāng)封閉環(huán)公差一定時，用大數(shù)互換法可以擴(kuò)大各組成環(huán)公差，從而降低加工費(fèi)用。同一個問題,用完全互換法結(jié)果:用大數(shù)互換法結(jié)果:第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月六、選擇裝配法

選擇裝配法是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，使零件可以比較經(jīng)濟(jì)地加工，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度要求的方法。這種方法可以分為直接選擇裝配法、分組裝配法和復(fù)合選配法等三種形式。第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

直接選擇裝配法的優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到很高的裝配精度，缺點(diǎn)是裝配精度依賴于裝配工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗、裝配的時間不易控制，因此不宜用于生產(chǎn)節(jié)拍要求較嚴(yán)的大批大量生產(chǎn)中。

分組裝配法可以降低對組成環(huán)的加工精度要求，而不降低裝配精度，但卻增加了測量、分組、和配套工作。因此，分組裝配法適用于成批或大量生產(chǎn)中裝配精度要求較高、尺寸鏈組成環(huán)很少的情況。復(fù)合選配法是分組裝配法與直接選擇法的復(fù)合，即零件加工后預(yù)先測量分組，裝配時再在各對應(yīng)組內(nèi)由工人進(jìn)行直接選配的方法。六、選擇裝配法

第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月例6.3活塞銷和活塞銷孔的裝配關(guān)系如圖6-10所示?；钊N直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術(shù)要求，在冷態(tài)裝配時應(yīng)有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經(jīng)濟(jì)精度（活塞銷采用精密無心磨加工，活塞銷孔采用金剛鏜加工）為0.01mm?，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。六、選擇裝配——分組裝配法

第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月解:

1）建立裝配尺寸鏈

其中，A0為活塞銷與活塞銷孔配合的過盈量，是尺寸鏈的封閉環(huán)；A1為活塞銷的直徑尺寸，A2為活塞銷孔的直徑尺寸，這兩個尺寸是尺寸鏈的組成環(huán)。

2）確定分組數(shù)

過盈量的公差為0.005mm，將其平均分配給組成環(huán)，各得到公差0.0025mm。而活塞孔與活塞銷直徑的加工經(jīng)濟(jì)公差為0.01mm，即需將公差擴(kuò)大4倍，于是可得到分組數(shù)為4。

3）確定分組尺寸

活塞銷直徑尺寸定為：

活塞銷孔直徑定為：

將其分為4組，各組直徑尺寸列于表6-3中。

第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月每組獲得的過盈量均為0.0025～0.0075mm第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月采用分組裝配時注意事項：

1）為保證分組后，各組的配合性質(zhì)和配合精度與原裝配精度要求相同，應(yīng)當(dāng)使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)。

2）配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨尺寸公差放大而放大，應(yīng)與分組公差相適應(yīng)，以保證配合性質(zhì)和配合精度要求。

3）分組數(shù)不宜過多，否則就會因零件測量、分類、保管工作量的增加造成生產(chǎn)組織工作復(fù)雜化。

4）制造零件時，應(yīng)盡可能使各對應(yīng)組零件的數(shù)量相等，滿足配套要求，否則會造成某些尺寸零件的積壓浪費(fèi)現(xiàn)象。第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月七、修配裝配法修配法基本原理

修配裝配法是在裝配時修去指定零件上預(yù)留的修配量以達(dá)到裝配精度的方法，簡稱修配法。

采用修配法時，尺寸鏈中各尺寸均按經(jīng)濟(jì)加工精度制造。在裝配時，累積在封閉環(huán)上的總誤差必然超出其公差。為了達(dá)到規(guī)定的裝配精度，必須對尺寸鏈中指定的組成環(huán)零件進(jìn)行修配，以補(bǔ)償超差部分的誤差，這個組成環(huán)叫做修配環(huán)，也稱補(bǔ)償環(huán)。

單件或成批生產(chǎn)中那些精度要求高、組成環(huán)數(shù)目又較多的部件適合于用修配法裝配。

第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

采用修配法裝配時，首先應(yīng)正確選定補(bǔ)償環(huán)。作為補(bǔ)償環(huán)的零件應(yīng)滿足以下要求：

1）易于修配并且裝卸方便；

2）不是公共環(huán)。即作為補(bǔ)償環(huán)的零件應(yīng)當(dāng)只與一項裝配精度有關(guān)，而與其它裝配精度無關(guān)。否則修配后，保證了一個尺寸鏈的裝配精度，但又破壞了另一個尺寸鏈的裝配精度；

3）不要求進(jìn)行表面處理的零件，以免修配后破壞表面處理層。七、修配裝配法第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月前面已經(jīng)介紹，修配法是使各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)精度制造，在組成環(huán)中選出一修配環(huán)，預(yù)先留有修配量，裝配時通過修配它的尺寸來達(dá)到裝配精度要求。因此，求解修配法裝配尺寸鏈的關(guān)鍵在于：（1）選好修配環(huán)（2）確定修配環(huán)尺寸（3）驗算修配量是否合適

七、修配裝配法第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

例6.4

圖6-4所示普通車床裝配時，要求尾架中心線比主軸中心線高0～0.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，現(xiàn)采用修配法裝配時，試確定各組成環(huán)公差及其分布。第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月解:

1）畫裝配尺寸鏈

2）判斷各環(huán)性質(zhì)，驗算基本尺寸，選擇修配環(huán)

A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。

A2為尾座底板的厚度，底板裝卸方便，其加工表面形狀簡單，便于修配（如刮、磨），故選定A2為修配環(huán)。A0A1A3A2A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月3）確定各組成環(huán)的公差及偏差

A1、A3可以采用鏜模進(jìn)行鏜削加工，取經(jīng)濟(jì)公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取經(jīng)濟(jì)公差T2=0.15mm。除修配環(huán)以外各環(huán)的尺寸如下：

，

按照上面確定的各尺寸公差加工組成環(huán)零件，裝配時形成的封閉環(huán)公差為：

顯然，這時公差超出了規(guī)定的裝配精度，需要在裝配時對補(bǔ)償環(huán)零件進(jìn)行修配。第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月4）