第七講 機器的裝配工藝

第七講機器的裝配工藝2023/9/71第1頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月概述機器的裝配是整個機器制造工藝過程中的最后一個環(huán)節(jié)，它包括裝配（部裝和總裝）、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。

裝配工作十分重要，對機器質(zhì)量影響很大。若裝配不當，即使所有機器零件加工都合乎質(zhì)量要求，也不一定能夠裝配出合格的、高質(zhì)量的機器。反之，當零件制造質(zhì)量并不十分精良時，只要裝配過程中采用了合適的工藝方法，也能使機器達到規(guī)定的要求。因此，研究和制訂合理的裝配工藝規(guī)程，采用有效的裝配方法，對于保證機器的裝配精度，提高生產(chǎn)率和降低成本，都具有十分重要的意義。2023/9/72第2頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月一、機器的裝配工藝過程

通常將機器分成若干個獨立的裝配單元。圖7-1所示為機器裝配工藝系統(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、部件和機器。

2023/9/73第3頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

裝配過程是由基準零件開始，沿水平線自左向右進行裝配，一般將零件畫在上方，把套件、組件、部件畫在下方，其排列的順序就是裝配的順序。圖中的每一方框表示一個零件、套件、組件或部件。每個方框分為三個部分，上方為名稱，下左方為編號，下右方為數(shù)量。

有了裝配系統(tǒng)圖對整個機器的結(jié)構(gòu)和裝配工藝就很清楚，因此裝配系統(tǒng)圖是一個很重要的裝配工藝文件。

2023/9/74第4頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月零件

零件是組成機器的基本元件，零件直接裝入機器的不多。一般都預先裝成套件，組件或部件才進入總裝。套件

在一個基準零件上，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零件，它的作用是聯(lián)接相關零件和確定各零件的相對位置。為形成套件而進行的裝配工作稱為套裝。

套件可以是若干個零件永久性的聯(lián)接（焊接或鉚接等）或是連接在一個"基準零件"上少數(shù)零件的組合。套件組合后，有的可能還要需要加工。例如發(fā)動機連桿小頭孔壓入襯套后需再經(jīng)精鏜孔。圖7-2a所示為套件的一個示例，其中蝸輪即屬于"基準零件"。2023/9/75第5頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)燃機連桿內(nèi)燃機連桿連桿體連桿蓋螺栓墊圈螺母連桿襯套軸瓦2023/9/76第6頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月組件

在一個基準零件上，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零件，它聯(lián)接相關零件和套件，并確定它們的相對位置。為形成組件而進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7-2b為一個組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準備好的一個套件，階梯軸為"基準零件"。圖7-3a所示為組件裝配系統(tǒng)圖。

2023/9/77第7頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/78第8頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/79第9頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/710第10頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/711第11頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月部件

在一個基準零件上，裝上若干個組件、套件和零件就構(gòu)成部件。同樣，一個部件只能有一個基準零件，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。為形成部件而進行的裝配工作稱之為部裝。如圖7-3b所示。機器

在一個基準零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機器或稱產(chǎn)品。一臺機器只能有一個基準零件，其作用與上述相同。為形成機器而進行的裝配工作，稱之為總裝。如一臺曲軸磨床就是由主軸箱、進給箱、溜板箱等部件和若干組件、套件、零件所組成，而床身就是基準零件。2023/9/712第12頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月二、不同生產(chǎn)類型裝配工藝的特點與組織形式

機器裝配根據(jù)生產(chǎn)批量大致可分為三種類型：1）大批大量生產(chǎn)；2）成批生產(chǎn)；3）單件小批生產(chǎn)。生產(chǎn)類型與裝配工作的組織形式、裝配工藝方法、工藝過程、工藝裝備、手工操作要求等方面的關系如表7-1所示。2023/9/713第13頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)基本特性產(chǎn)品固定，生產(chǎn)活動長期重復，生產(chǎn)周期一般較短產(chǎn)品在系列化范圍內(nèi)變動，分批交替投產(chǎn)或多品種同時投產(chǎn)，生產(chǎn)活動在一定時期內(nèi)重復產(chǎn)品經(jīng)常變換，不定期重復生產(chǎn)，生產(chǎn)周期一般較長裝配工作特點組織形式多采用流水裝配線：有連續(xù)移動、間歇移動及可變節(jié)奏等移動方式，還可采用自動裝配機或自動裝配線笨重、批量不大的產(chǎn)品多采用固定流水裝配，批量較大時采用流水裝配，多品種平行投產(chǎn)時多品種可變節(jié)奏流水裝配多采用固定裝配或固定式流水裝配進行總裝，同時對批量較大的部件亦可采用流水裝配裝配工藝方法按互換法裝配，允許有少量簡單的調(diào)整，精密偶件成對供應或分組供應裝配，無任何修配工作主要采用互換法，但靈活運用其它保證裝配精度的裝配工藝方法，如調(diào)整法、修配法及合并法，以節(jié)約加工費用以修配法及調(diào)整法為主，互換件比例較少工藝過程工藝過程劃分很細，力求達到高度的均衡性工藝過程的劃分須適合于批量的大小，盡量使生產(chǎn)均衡一般不訂詳細工藝文件，工序可適當調(diào)度，工藝也可靈活掌握工藝裝備專業(yè)化程度高，宜采用專用高效工藝裝備，易于實現(xiàn)機械化、自動化通用設備較多，但也采用一定數(shù)量的專用工、夾、量具，以保證裝配質(zhì)量和提高工效一般為通用設備及通用工、夾、量具手工操作要求手工操作比重小，熟練程度容易提高，便于培養(yǎng)新工人手工操作比重較大，技術水平要求較高手工操作比重大，要求工人有高的技術水平和多方面工藝知識應用實例汽車，拖拉機，內(nèi)燃機，滾動軸承，手表，縫紉機，電氣開關機床，機車車輛，中小型鍋爐，礦山采掘機械重型機床，重型機器，汽輪機，大型內(nèi)燃機，大型鍋爐表7-1各種生產(chǎn)類型裝配工作的特點2023/9/714第14頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月三、裝配工藝規(guī)程設計

1、裝配工藝規(guī)程的設計原則和基本內(nèi)容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。它是指導裝配工作的技術文件，也是進行裝配生產(chǎn)計劃及技術準備的主要依據(jù)。

從廣義上講，機器及其部件、組件裝配圖，尺寸鏈分析圖，各種裝配夾具的應用圖，檢驗方法圖及其說明，零件機械加工技術要求一覽表，各個“裝配單元”及整臺機器的運轉(zhuǎn)、試驗規(guī)程及其所用設備圖，以至于裝配周期表等，均屬于裝配工藝范圍內(nèi)的文件。

2023/9/715第15頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則1）保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，并力求提高裝配質(zhì)量，以延長產(chǎn)品的使用壽命；2）合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝配工作量；3）提高裝配工作效率，縮短裝配周期；4）盡可能減少車間的作業(yè)面積，力爭單位面積上具有最大生產(chǎn)率。2023/9/716第16頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容

1）分析產(chǎn)品圖樣，確定裝配組織形式，劃分裝配單元，確定裝配方法；

2）擬定裝配順序，劃分裝配工序，編制裝配工藝系統(tǒng)圖和裝配工藝規(guī)程卡片；

3）選擇和設計裝配過程中所需要的工具、夾具和設備；

4）規(guī)定總裝配和部件裝配的技術條件，檢查方法和檢查工具；

5）確定合理的運輸方法和運輸工具；

6）制定裝配時間定額。2023/9/717第17頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2、裝配工藝規(guī)程的設計步驟

（1）進行產(chǎn)品分析

1）分析產(chǎn)品圖樣，掌握裝配的技術要求和驗收標準。

2）對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行尺寸分析和工藝分析。在此基礎上，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)批量，確定保證達到裝配精度的裝配方法。

3）研究產(chǎn)品分解成“裝配單元”的方案，以便組織平行、流水作業(yè)。2023/9/718第18頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）確定裝配的組織形式

裝配的組織形式分固定式和移動式兩種。移動式又分間歇移動、連續(xù)移動和變節(jié)奏移動三種方式。

單件小批生產(chǎn)，或尺寸大、質(zhì)量大的產(chǎn)品多采用固定裝配的組織形式，其余用移動裝配的組織形式。

裝配的組織形式確定以后，裝配方式、工作點的布置、工序的分散與集中以及每道工序的具體內(nèi)容也根據(jù)裝配的組織形式而確定。

固定式裝配工序集中，移動式裝配工序分散。

2023/9/719第19頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）擬定裝配工藝過程

1）確定裝配工作的具體內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和裝配精度的要求可以確定各裝配工序的具體內(nèi)容。

2）確定裝配工藝方法及設備。必須選擇合適的裝配方法及所需的設備、工具、夾具和量具等。當車間沒有現(xiàn)成的設備、工具、夾具、量具時，還得提出設計任務書。所用的工藝參數(shù)可參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)或計算確定。

2023/9/720第20頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月3）確定裝配順序

各級裝配單元裝配時，先要確定一個基準件先進入裝配，然后安排其它零件、組件或部件進入裝配的順序。如車床裝配時，床身是一個基準件先進入總裝，其他的裝配單元再依次進入裝配。

安排裝配順序的一般原則為：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易、先重大后輕小，先精密后一般。4）確定工時定額及工人的技術等級目前裝配的工時定額大都根據(jù)實踐經(jīng)驗估計，工人的技術等級并不作嚴格規(guī)定。

但必須安排有經(jīng)驗的技術熟練的工人在關鍵的裝配崗位上操作，以把好質(zhì)量關。

2023/9/721第21頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）編寫裝配工藝文件

裝配工藝規(guī)程中的裝配工藝過程卡片和裝配工序卡片的編寫方法與機械加工的工藝過程卡和工序卡基本相同。在單件小批生產(chǎn)中，一般只編寫工藝過程卡，對關鍵工序才編寫工序卡。

在生產(chǎn)批量較大時，除編寫工藝過程卡外還需編寫詳細的工序卡及工藝守則。

2023/9/722第22頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、保證機器裝配精度的工藝方法

1、裝配精度和裝配尺寸鏈的概念（1）裝配精度

裝配精度包括：零、部件間的尺寸精度，位置精度，相對運動精度和接觸精度等。

1）零、部件間的尺寸精度包括配合精度和距離精度。例如，軸和孔的配合間隙或配合過盈的變化范圍，它影響配合性質(zhì)和配合質(zhì)量。

2）零、部件間的位置精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動等。

2023/9/723第23頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月3）零、部件間的相對運動精度是指有相對運動的零、部件間在運動方向和運動位置上的精度。

運動方向上的精度如車床溜板移動在水平面內(nèi)的直線度，溜板移動軌跡對主軸回轉(zhuǎn)中心的平行度等。

運動位置上的精度如滾齒機滾刀主軸與工作臺的相對運動精度等。4）零、部件間的接觸精度影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。如錐體配合、齒輪嚙合和導軌面之間均有接觸精度要求。2023/9/724第24頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配精度與零件精度間的關系1.機器和部件是由許多零件裝配而成的，所以，零件的精度特別是關鍵零件的精度影響相應的裝配精度。2.當裝配精度要求較高時，采用適當?shù)墓に嚧胧慵唇?jīng)濟精度加工）保證裝配精度。2023/9/725第25頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

一般來說，機器和部件的裝配精度與其相關的若干個零部件的加工精度有關。如圖7-4所示。如果零件的加工精度低于規(guī)定的精度要求，即使采用合理的裝配方案，也可能無法使產(chǎn)品滿足裝配精度要求，所以應當合理地規(guī)定和控制這些相關零件的加工精度。2023/9/726第26頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/727第27頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月當遇到有些要求較高的裝配精度，靠很高的相關零件的加工精度來保證比較困難。

通常的做法是按經(jīng)濟精度來加工相關零、部件，而在裝配時則采取一定的工藝措施（如選擇、修配或調(diào)整等措施）來保證裝配精度。在圖7-4中，可采用修配底板3的工藝措施保證裝配精度，雖然增加了裝配的勞動量，但從整個產(chǎn)品制造的全局分析，仍是經(jīng)濟可行。2023/9/728第28頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/729第29頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）裝配尺寸鏈

機器是由許多零件裝配而成，這些零件加工誤差的累積將影響裝配精度。在分析具有累積誤差的裝配精度時，首先應找出影響這項精度的相關零件，并分析其具體影響因素，然后確定各相關零件具體影響因素的加工精度。

可將有關影響因素按照一定的順序一個個地聯(lián)接起來，形成封閉鏈，此封閉鏈即為裝配尺寸鏈。

2023/9/730第30頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

裝配尺寸鏈按各環(huán)的幾何特征和所處空間位置不同分為以下四類：

1）直線尺寸鏈

由長度尺寸組成，且各尺寸彼此平行，如圖7-4中由尺寸A0、A1、A2和A3組成的尺寸鏈。

2）角度尺寸鏈

由角度、平行度、垂直度等構(gòu)成。如圖7-5所示。

3）平面尺寸鏈

構(gòu)成一定角度關系的長度尺寸及相應的角度尺寸（或角度關系）構(gòu)成，且處于同一或彼此平行的平面內(nèi)。如圖7-6所示。2023/9/731第31頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-52023/9/732第32頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-62023/9/733第33頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

4）空間尺寸鏈

由位于空間相交平面的直線尺寸和角度尺寸（或角度關系）構(gòu)成。

在裝配尺寸鏈中，裝配精度是封閉環(huán)，相關零件的設計尺寸是組成環(huán)。

如何查找對某裝配精度有影響的相關零件，進而選擇合理的裝配方法和確定這些零件的加工精度，是建立裝配尺寸鏈和求解裝配尺寸鏈的關鍵。2023/9/734第34頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配尺寸鏈分析（1）裝配尺寸鏈的組成和查明方法

裝配尺寸鏈的組成和查明方法是：

取封閉環(huán)兩端的那兩個零件為起點，沿著裝配精度要求的位置方向，以裝配基準面為聯(lián)系線索，分別查明裝配關系中影響裝配精度要求的那些有關零件，直至找到同一個基準零件甚至是同一個基準表面為止。這樣，所有有關零件上直接聯(lián)接兩個裝配基準面間的位置尺寸或位置關系，便是裝配尺寸鏈的全部組成環(huán)。2023/9/735第35頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月1）裝配尺寸鏈的簡化原則

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)適當簡化。如圖7-7所示。圖7-72023/9/736第36頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/737第37頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/738第38頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-7說明：

例如，圖7.7a為車床主軸與尾座中心線等高尺寸鏈，其組成環(huán)包括e1、e2、e3、e4、A1、A2、A3等7個。由于e1、e2、e3、e4的數(shù)值相對于A1、A2、A3的誤差較小，故裝配尺寸鏈可簡化為如圖6.7b所示的結(jié)果。但在精密裝配中，應計入對裝配精度有影響的所有因素，不可隨意簡化。2023/9/739第39頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2）裝配尺寸鏈組成的最短路線原則

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)目就應等于相關零、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。2023/9/740第40頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）裝配尺寸鏈的計算

裝配尺寸鏈的計算可分為正計算和反計算。正計算用于對已設計的圖紙進行校核驗算。反計算主要用于產(chǎn)品設計過程之中。

通常，在實際生產(chǎn)中可以按經(jīng)濟加工精度加工零件，以降低零件的加工成本，而在裝配時需要采取一定的工藝措施，例如采取選配、調(diào)節(jié)、修配等方法以保證裝配精度。雖然裝配的勞動量和成本提高了，但就整個產(chǎn)品來看，比增加機械加工的勞動量和成本更經(jīng)濟。常用的保證裝配精度的方法有互換法、調(diào)整法和修配法等。

2023/9/741第41頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2、保證裝配精度的工藝方法------互換法、選配法、修配法、調(diào)整法（1）互換裝配法

互換裝配法是在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。其實質(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）。2023/9/742第42頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月A、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——第三個組成環(huán)公差；

n——尺寸鏈總環(huán)數(shù)。2023/9/743第43頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

進行裝配尺寸鏈正計算，即已知組成環(huán)（相關零件）的公差，求封閉環(huán)的公差，可以校核按照給定的相關零件的公差進行完全互換式裝配是否能滿足相應的裝配精度要求。

進行裝配尺寸鏈反計算時，即已知封閉環(huán)（裝配精度）的公差T0，來分配各相關零件（各組成環(huán)）的公差Ti時，可以按照“等公差法”或“相同精度等級法”來進行。

常用的方法是"等公差法"。

2023/9/744第44頁，課件共106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。2023/9/745第45頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2）調(diào)整參照原則

1、當組成環(huán)是標準件尺寸（如軸承環(huán)或彈性擋圈的厚度等）時，其公差值和分布位置在相應的標準中已有規(guī)定，為已定值。

2、當組成環(huán)是幾個尺寸鏈的公共環(huán)時，其公差值和分布位置應由對其要求最嚴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。如尺寸相近、加工方法相同的取其公差值相等，難加工或難測量的組成環(huán)，其公差可取較大值等。2023/9/746第46頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

在確定各組成環(huán)極限偏差時，一般可按“入體原則”確定。----即對相當于軸的被包容尺寸，按基軸制(h)決定其下偏差；對相當于孔的包容尺寸，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。

必須指出，應使組成環(huán)尺寸的公差值和分布位置符合《公差與配合》國家標準的規(guī)定，以便于組織生產(chǎn)。例如，可以利用標準極限量規(guī)（卡規(guī)、塞規(guī)等）來測量尺寸。

當各組成環(huán)都按上述原則確定其公差值和分布位置時，往往不能恰好滿足封閉環(huán)的要求，因此就需要選取一個協(xié)調(diào)環(huán)，該環(huán)一般應選用便于加工和可用通用量具測量的零件尺寸。2023/9/747第47頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月［

例7.1］如圖7-8所示裝配關系，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A1=30mm、A2=A3=A5=5mm、（標準件）?，F(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。圖7-82023/9/748第48頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月解:1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗各環(huán)基本尺寸

根據(jù)題意，軸向間隙為0.10～0.35mm，則封閉環(huán)尺寸公差:，裝配尺寸鏈如圖7-9所示，尺寸鏈總環(huán)數(shù)5，其中A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。封閉環(huán)的基本尺寸為：A0=A3-（A1+A2+A4+A5）=43-（30+5+3+5）=02023/9/749第49頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月由計算可知，各組成環(huán)基本尺寸的已定數(shù)值是正確的。圖7-92023/9/750第50頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2）確定協(xié)調(diào)環(huán)

A5是一個擋圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具測量，因此選它作為協(xié)調(diào)環(huán)。3）確定各組成環(huán)公差和極限偏差

按照"等公差法"分配各組成環(huán)公差：2023/9/751第51頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月參照《公差與配合》國家標準，并考慮各零件加工的難易程度，在各組成環(huán)平均極值公差的基礎上，對各組成環(huán)的公差進行合理的調(diào)整。

軸用擋圈A4是標準件，其尺寸為；其余各組成環(huán)的公差按加工難易程度調(diào)整如下：2023/9/752第52頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月4）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差

協(xié)調(diào)環(huán)公差T5=T0-（T1+T2+T3+T4）=0.25-（0.06+0.02+0.1+0.05）=0.02mm

協(xié)調(diào)環(huán)的下偏差

EI0=ES3-（EI1+EI2+EI4+EI5）0.35=0.1-（-0.06-0.02-0.05+EI5）可求得：

協(xié)調(diào)環(huán)的上偏差ES5=T5+EI5=0.02+（-0.12）=-0.10mm因此，協(xié)調(diào)環(huán)的尺寸為：

2023/9/753第53頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月B、大數(shù)互換裝配法

（1）方法原理

大數(shù)互換裝配法的實質(zhì)是放寬尺寸鏈各組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟加工。

其裝配特點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。2023/9/754第54頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月在正常生產(chǎn)條件下加工零件時，零件獲得極限尺寸的可能性是較小的，大多數(shù)零件的尺寸處于公差帶范圍的中間部分。而在裝配時，各零、部件的誤差恰好都處于極限尺寸的情況更為少見。因此，在尺寸鏈環(huán)數(shù)較多，封閉環(huán)精度又要求較高時，使用概率法計算更為合理。2023/9/755第55頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）裝配尺寸鏈計算

概率法尺寸鏈計算公式已在前面章節(jié)中介紹。用概率法求解裝配尺寸鏈的基本問題是合理確定各組成環(huán)的公差。根據(jù)前面的公式，若采用等公差分配原則，可求出組成環(huán)的平均公差為：2023/9/756第56頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

大數(shù)互換法以一定置信水平為依據(jù)。

通常，封閉環(huán)趨近正態(tài)分布，取置信水平P=99.73%，裝配不合格品率為0.27%。在某些生產(chǎn)條件下，要求適當放大組成環(huán)公差時，可取較低的P值，并按下式確定組成環(huán)的平均公差：2023/9/757第57頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月［例7.2］仍以圖7-8所示的裝配關系為例，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知A1=30mm、A2=A3=A5=5mm、（標準件）?，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。

通過上面的兩個例子可以看出，當封閉環(huán)公差一定時，用大數(shù)互換法可以擴大各組成環(huán)公差，從而降低加工費用。2023/9/758第58頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

解：

1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗各環(huán)基本尺寸

這一過程與例7.1相同，A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。

2）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。

3）確定除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差和極限偏差

假定個組成環(huán)均接近正態(tài)分布（即ki=1），則按照"等公差法"分配各組成環(huán)公差：2023/9/759第59頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

參照《公差與配合》國家標準，并考慮各零件加工的難易程度，在各組成環(huán)平均公差的基礎上，對各組成環(huán)的公差進行合理的調(diào)整。

軸用擋圈A4是標準件，其尺寸為；其余各組成環(huán)的公差Ti調(diào)整如下：T1=0.14mm，T2=T4=T5=0.05mm，

，，2023/9/760第60頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

4）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差

①計算協(xié)調(diào)環(huán)公差只舍不進

②計算各環(huán)平均尺寸，并求出協(xié)調(diào)環(huán)的平均尺寸A1M=29.93mm；A2M=A5M=4.975mm；A4M=2.975mm；A0M=0.225mm；而由于：A0M=A3M-（A1M+A2M+A4M+A5M）則有：A3M=A0M+（A1M+A2M+A4M+A5M）=43.08mm

協(xié)調(diào)環(huán)尺寸和極限偏差是：2023/9/761第61頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）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)濟可行的程度，使零件可以比較經(jīng)濟地加工，然后選擇合適的零件進行裝配，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、分組裝配法和復合選配法等三種形式。1、直接選擇裝配法

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

這種裝配方法沒有互換性。2023/9/762第62頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2、分組裝配法

分組裝配法可以降低對組成環(huán)的加工精度要求，使組成環(huán)零件可以按經(jīng)濟精度進行加工，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。其實質(zhì)是零件按經(jīng)濟精度制造，公差適當放大，零件加工容易，按實際尺寸測量分組，對應組完全互換裝配，達到裝配精度要求。2023/9/763第63頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月－+－0.1ⅠⅠ+0.1Ymax=0.2Ymin=0軸裝配精度為0.2mm孔ⅡⅡ－0.05+0.05Ymax=0.1現(xiàn)裝配精度為0.1mm例：通過分組提高裝配精度2023/9/764第64頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月－+－0.1+0.1ⅠⅠ+0.1Ymax=0.2Ymin=0ⅡⅡ+0.2軸孔軸、孔的制造公差為0.1現(xiàn)軸、孔的制造公差為0.2例：通過公差放大降低零件的加工精度2023/9/765第65頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月［例7-3］活塞銷和活塞銷孔的裝配關系如圖7-10所示。

活塞銷直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術要求，在冷態(tài)裝配時應有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經(jīng)濟精度（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。現(xiàn)采用分組選配法進行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組尺寸。2023/9/766第66頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

采用分組裝配時應當注意以下幾點：

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，應當使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數(shù)應等于以后的分組數(shù)，如圖7-12所示。

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，應與分組公差相適應，以保證配合性質(zhì)和配合精度要求。2023/9/767第67頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)組織工作復雜化。

4）制造零件時，應盡可能使各對應組零件的數(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現(xiàn)象。圖7-122023/9/768第68頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月3、復合選擇法

將上述兩種方法的綜合，即將零件預先測量分組，裝配時再在各對應組內(nèi)憑工人經(jīng)驗直接選配。

復合選擇法的特點是配合件公差可以不相等，裝配速度較快，能滿足一定的生產(chǎn)節(jié)拍要求。

發(fā)動機氣缸與活塞的裝配多采用這種方法。

2023/9/769第69頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

例7.3活塞銷和活塞銷孔的裝配關系如圖7-10所示?；钊N直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術要求，在冷態(tài)裝配時應有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經(jīng)濟精度（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。2023/9/770第70頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7-112023/9/771第71頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月解:

1）建立裝配尺寸鏈

如圖7-11所示。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)濟公差為0.01mm，即需將公差擴大4倍，于是可得到分組數(shù)為4。

3）確定分組尺寸

若活塞銷直徑尺寸定為：

2023/9/772第72頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月將其分為4組，各組直徑尺寸列于表7-3第3列中。

解圖7-11所示尺寸鏈，可求得活塞銷孔與之對應的分組尺寸，其值列于表7-3第4列中。表7-32023/9/773第73頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）修配裝配法1、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留的修配量以達到裝配精度的方法，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)零件進行修配，以補償超差部分的誤差，這個組成環(huán)叫做修配環(huán)，也稱補償環(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。2023/9/774第74頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

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

1）易于修配并且裝卸方便；

2）不是公共環(huán)。即作為補償環(huán)的零件應當只與一項裝配精度有關，而與其它裝配精度無關。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）不要求進行表面處理的零件，以免修配后破壞表面處理層。

2023/9/775第75頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月2、修配尺寸鏈計算

當補償環(huán)選定后，解裝配尺寸鏈的主要問題是如何確定補償環(huán)的尺寸和驗算修配量是否合適。其計算方法一般采用極值法。

修配過程中，修配環(huán)對封閉環(huán)尺寸變化的影響有兩種情況：修配后使封閉環(huán)尺寸變大或者使封閉環(huán)尺寸變小。用修配法解算裝配尺寸鏈時，可分別根據(jù)這兩種情況來進行計算。下面進討論補償環(huán)被修配后封閉環(huán)尺寸變小情況，對封閉環(huán)變大的情況可依據(jù)同樣的道理自行推出。2023/9/776第76頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月［

例7-4］圖7-4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。

圖7-72023/9/777第77頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月解:

1）畫裝配尺寸鏈

見圖7-7a，其中A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。按題意有：

若按完全互換法的極值公式計算各組成環(huán)平均公差：

顯然，各組成環(huán)公差太小，零件加工困難。所以在生產(chǎn)中常按經(jīng)濟加工精度規(guī)定各組成環(huán)的公差，而在裝配時采用修配法。

2023/9/778第78頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）選擇補償環(huán)

組成環(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為補償環(huán)。

3）確定各組成環(huán)的公差及偏差

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

，

2023/9/779第79頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，需要在裝配時對補償環(huán)零件進行修配。2023/9/780第80頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月從裝配尺寸鏈中可以看出，修配底板A2將使封閉環(huán)尺寸減小。若以A00表示修配前的封閉環(huán)實際尺寸，則修配后A00只會變小。故A00的最小值不能小于所要求封閉環(huán)A0的最小值。2023/9/781第81頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)題意，封閉環(huán)下偏差為：EI0=0mm;

由計算公式可知：EI00=(EI2+EI3)-EI1=EI0將已知數(shù)據(jù)代入：(EI2-0.05)-0.05=0

可求出：

EI2=0.1mm于是可確定：

圖7-132023/9/782第82頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月5）核算修配量

按照上面確定的各組成環(huán)尺寸及偏差對零件進行加工，則在裝配時所形成的封閉環(huán)極限偏差可分別求出：ES00=(ES2+ES3)-EI1=(0.25+0.05)-(-0.05)=0.35mm;EI00=(EI2+EI3)-ES1=(0.1-0.05)-0.05=0mm

即此時的封閉環(huán)尺寸及偏差是，顯然不滿足題中所要求的裝配精度，需要對補償環(huán)進行修配。2023/9/783第83頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月在這個例子當中，修配補償環(huán)將使封閉環(huán)的尺寸變小，由圖7-13可以看出，當封閉環(huán)獲得最小極限尺寸時，則不能再對補償環(huán)進行修配，

因此補償環(huán)的最小修配量是Fmin=0mm；而最大修配量Fmax=0.35-0.06=0.29mm。2023/9/784第84頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

由于補償環(huán)零件A2的修配表面對平面度要和表面粗糙度有較高的要求，因此需要保證有最小的修配量Fmin=0.1mm，為此需要擴大補償環(huán)零件的尺寸，即使：此時，最大修配量為：Fmax=0.29+0.1=0.39mm，最小修配量為：Fmin=0.1mm.

2023/9/785第85頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月修配方法

（1）單件修配法

選擇某一固定的零件作為修配件（即補償環(huán)），裝配時對該零件進行補充加工來改變其尺寸，以保證裝配精度的要求。

（2）套件加工修配法

將兩個或更多的零件套裝在一起后再進行加工修配，套裝后的尺寸可以視為一個組成環(huán)，這就減少了裝配尺寸鏈的環(huán)數(shù)，并且減少了修配的勞動量。

2023/9/786第86頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

以圖7-4為例，尾座裝配時，把尾座體和底板相配合的平面分別加工好，并配刮橫向小導軌結(jié)合面，然后把兩件裝配成為一體，以底板的底面為定位基面，鏜削加工套筒孔，這樣就把A2、A3合并成為一個環(huán)，減少了一個組成環(huán)的公差，可以留給底板底面較小的刮研量。這種方法一般應用在單件小批生產(chǎn)的裝配場合。2023/9/787第87頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）自身加工修配法

在機床制造中，有一些裝配要求，總裝時用自己加工自己的方法，來滿足裝配精度比較方便。例如，牛頭刨床總裝時，自刨工作臺面，比較容易滿足滑枕運動方向與工作臺面平行度的要求。又比如，在六角車床裝配中也采用自身加工修配法。因此自身加工修配法在機床制造中經(jīng)常采用。2023/9/788第88頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）調(diào)整裝配法

調(diào)整裝配法是在裝配時用改變產(chǎn)品中可調(diào)整零件的相對位置或選用合適的調(diào)整件以達到裝配精度的方法。

調(diào)整裝配法與修配裝配法的實質(zhì)相同。

但在改變補償環(huán)尺寸的方法上，修配法采用補充加工的方法去除補償件上的金屬層，而調(diào)整法則采用調(diào)整的方法改變補償件的實際尺寸和位置，以補償由于各組成環(huán)公差擴大后所產(chǎn)生的累積誤差，從而保證裝配精度要求。2023/9/789第89頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的調(diào)整法有以下三種：

固定調(diào)整法、可動調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法。1、固定調(diào)整法

固定調(diào)整法常用的調(diào)整件有軸套、墊片、墊圈等。

采用固定調(diào)節(jié)法的關鍵是確定調(diào)節(jié)件的分級和各級調(diào)節(jié)件的尺寸大小。下面舉一例進行說明。2023/9/790第90頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月［例7-5］圖7-14所示部件中，齒輪軸向間隙要求控制在0.05～0.15mm范圍內(nèi)。

若A1和A2的基本尺寸分別為50mm和45mm，按加工經(jīng)濟精度確定A1和A2的公差分別為0.15mm和0.1mm。試確定調(diào)節(jié)墊片Ak的厚度。圖7-142023/9/791第91頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月

解：

1）求空位尺寸As

圖7-14a的下方示出了齒輪裝配尺寸鏈。在該尺寸鏈中，將"空位"尺寸（未裝入調(diào)節(jié)件Ak時的軸向間隙，用As表示）視為中間變量，可將此尺寸鏈分解為兩個尺寸鏈，分別如圖7-14b和c所示。2023/9/792第92頁，課件共106頁，創(chuàng)作于2023年2月在尺寸鏈b中，A1和A2是零件上的尺寸，在裝配前已加工好，是尺寸鏈的組成環(huán)；As是在裝配中獲得的，是尺寸鏈的封閉環(huán)。根據(jù)已知條件，并按入體原則標注偏差，有：