七 裝配工藝基礎和裝配尺寸鏈PPT課件

1、.,1,第七章 裝配工藝基礎和裝配尺寸鏈,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 建立裝配尺寸鏈的方法 第三節(jié) 保證裝配精度的方法解裝配尺寸鏈 第四節(jié) 裝配工藝規(guī)程的制訂 第五節(jié) 產品的結構工藝性,2,.,第一節(jié) 概述,一、裝配的概念 任何機器都是由若干零件、組件和部件組成的。按規(guī)定的技術要求，將零件、組件和部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程稱為裝配。把零件、組件裝配成部件的過程稱為部件裝配，零件、組件和部件裝配成為最終產品的過程稱為總裝配。 裝配是機械制造過程中的最后一個階段。為了使產品達到規(guī)定的技術要求。裝配不僅是零件、組件和部件的配合和連接等過程，還應包括調整、檢驗、試驗、涂飾和包裝等工作

2、。,3,.,二、裝配精度 裝配精度是裝配工藝的質量指標，可根據機器的工作性能來確定。正確地規(guī)定機器和部件裝配精度是產品設計的重要環(huán)節(jié)之一，不僅關系到產品質量，也影響產品制造的經濟性。裝配精度是制訂裝配工藝規(guī)程的主要依據，也是選擇合理的裝配方法和確定零件加工精度的依據。所以，應正確規(guī)定機器的裝配精度。對于一些標準化、通用化和系列化的產品，如通用機床和減速器等，它們的裝配精度可根據國家標準和行業(yè)標準來制訂。 對于沒有標準可循的產品，其裝配精度可根據用戶的使用要求，參照經過實踐檢驗過的類似部件或產品的已有數據，采用類比法確定。,4,.,歸納起來，裝配精度包括零部件間的配合精度和接觸精度、位置尺寸精度

3、和位置精度、相對運動精度等。 1、零件間的配合精度和接觸精度 零件間的配合精度是指配合面間達到規(guī)定的間隙或過盈的要求。 它影響配合性質和配合質量。 零件間的接觸精度是指配合表面、接觸表面和連接表面達到規(guī)定的接觸面積大小與接觸點分布的情況。 它影響接觸剛度和配合質量。 2、零部件間的位置尺寸精度和位置精度 零部件間的位置尺寸精度是指零部件間的距離精度。,5,.,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。 3、零部件間的相對運動精度 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速度上的精度。,6,.,三、裝配精度與零件精度的關系 機器和部件是由零件裝配而成的。顯然，零件的精度

4、特別是關鍵零件的加工精度對裝配精度有很大影響。 一般而言，多數的裝配精度是和它相關的若干個零部件的加工精度有關的。,圖7-1,7,.,當遇到有些要求較高的裝配精度，如果完全靠相關零件的制造精度來直接保證，則零件的加工精度將會很高，給加工帶來較大困難。 四、裝配尺寸鏈的概念,圖7-2,8,.,第二節(jié) 建立裝配尺寸鏈的方法,建立裝配尺寸鏈就是根據封閉環(huán)裝配精度，查找組成環(huán)相關零件的設計尺寸，并畫出尺寸鏈圖，判別組成環(huán)的性質(判別增 減環(huán))。 一、長度尺寸鏈的建立方法 (一)建立長度尺寸鏈的實例和步驟,圖7-3,.,9,圖7-4,10,.,例7-1：圖7-4-a-所示為某減速器的齒輪軸組件裝配示意圖

5、。齒輪軸1在兩個滑動軸承2和5中轉動，兩軸承又分別壓入左箱體3和右箱體4的孔內，裝配要求是齒輪軸臺肩和軸承端面間的軸向間隙為0.20.7mm，試建立以軸向間隙為裝配精度的尺寸鏈。 解：一般按下列步驟建立尺寸鏈。 1、確定封閉環(huán) 2、查找組成環(huán) (1)查找相關零件 (2)確定相關零件上的相關尺寸 3、畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質,11,.,例7-2：,圖7-5,12,.,(二)建立長度尺寸鏈的實例和步驟 1、 幾何公差環(huán)的特點 幾何公差環(huán)可看做公稱尺寸為零的尺寸環(huán)。若幾何公差的上、下極限偏差對稱分布，如同軸度和對稱度等，那么無論把該環(huán)定為增環(huán)還是減環(huán)，它們對封閉環(huán)的影響將是相同的。因此，上、下極

6、限偏差對稱分布的幾何公差環(huán)，可以不必判定其是增環(huán)還是減環(huán)，任意假定都可以。若幾何公差的上、下極限偏差雖是對稱分布，而實際上是只允許單向極限偏差的環(huán)，那 么就必須判定其是增環(huán)還是減環(huán)，并限制其出現另一方向的極限偏差。判定方法見角度尺寸鏈。,13,.,2、配合間隙環(huán)的特點 配合間隙環(huán)是指間隙配合時，因軸比孔小，引起軸的軸線和孔的軸線的偏移量。因為軸和孔的公稱尺寸相同，所以配合間隙環(huán)的公稱尺寸也為零。 判別配合間隙環(huán)性質的方法取決于作用力(如重力)方向，按實際偏移方向畫出該環(huán)，再按一般長度尺寸環(huán)的判別方法確定其性質。 實際上，配合間隙環(huán)本身就是軸和孔的直徑組成的封閉環(huán)。該封閉環(huán)通過使軸線產生偏移又成

7、為另一裝配尺寸鏈的組成環(huán)，這種尺寸鏈之間通過封閉環(huán)的聯(lián)系形式，在機器的裝配尺寸鏈中常會遇到。,14,.,圖7-6,15,.,(三)查找組成環(huán)的原則 建立裝配尺寸鏈的關鍵是查找組成環(huán)。通過上述分析，歸納起來，查找組 成環(huán)的原則有： (1)封閉原則 (2)環(huán)數最少原則 (3)精確原則 (4)多方向原則,圖7-7,16,.,二、角度尺寸鏈的建立方法 (一)建立角度尺寸鏈的實例和步驟 建立角度尺寸鏈的步驟和建立長度尺寸鏈的步驟一樣，也是先確定封閉環(huán)，再查找組成環(huán)，最后畫出尺寸鏈圖。 例7-3 ： 臥式車床精度標準G13項橫刀架橫向移動對主軸軸線的垂直度，公差為0.02mm/300mm(偏差方向90)，

8、如表7-1所示。試建立該項要求的裝配尺寸鏈。 為了討論方便，現把G13項要求中的改成如圖7-8所 示的0(因對頂角相等，所以0 =)。,.,17,圖7-8,圖7-9,18,.,(二)判別角度尺寸鏈組成環(huán)性質的方法 常見的幾何公差環(huán)有垂直度、平行度、直線度和平面度等，它們都是角度尺寸環(huán)。其中，垂直度相當于角度為90的環(huán)，平行度相當于角度為0的環(huán)，直線度或平面度相當于角度為0或180的環(huán)。下面介紹幾種常用的判別角度環(huán)性質的方法。 1、直觀法 直觀法：直接在角度尺寸鏈的平面圖中，根據角度環(huán)的增加或減少來判別其對封閉環(huán)的影響，從而確定其性質的方法稱為直觀法。,19,.,直觀法判別組成環(huán)性質的特點有：

9、1)直接在裝配示意圖中的尺寸鏈圖上判別組成環(huán)性質。 2)平行度環(huán)看成角度很小的環(huán)，并約定其角頂的位置，一般角頂的位置取在尺寸鏈中垂直度環(huán)角頂較多的一邊，然后再判別其性質。 3)垂直度環(huán)按實際所在位置判別其性質。,圖7-10,20,.,2、公共角頂法 公共角頂法：公共角頂法是把角度尺寸鏈的各環(huán)畫成具有公共角頂形式的尺寸鏈圖，進而再判別其組成環(huán)的性質。 由于角度尺寸鏈一般都具有垂直度環(huán)，而垂直度環(huán)都有角頂，所以常以垂直度環(huán)的角頂作為公共角頂。尺寸鏈中的平行度環(huán)也看成角度很小的環(huán)，并約定公共角頂作為平行度環(huán)的角頂。,.,21,圖7-11,圖7-12,22,.,公共角頂法判別組成環(huán)性質的特點有： 1)

10、先在裝配示意圖上畫出各角度環(huán)。 2)選定任一垂直度環(huán)的角頂作為公共角頂，依次畫出全部角度環(huán)。平行度環(huán)可看成角度很小的環(huán)。 3)滿足“環(huán)數最少”原則。 4)畫出具有公共角頂的尺寸鏈圖后，可用類似長度尺寸鏈的方法判別組成環(huán)的性質。,23,.,3、角度轉化法 直觀法和公共角頂法都是把角度尺寸鏈中的平行度環(huán)轉化成小角度環(huán)，再判別組成環(huán)性質。但是，在實際的工藝測量時，常和上述情況相反，是用直角尺把垂直度轉化成平行度來測量的。,圖7-13,.,24,圖7-14,25,.,角度轉化法判別組成環(huán)性質的特點有： 1)用直角尺將尺寸鏈中所有垂直度都轉化為平行度。 2)滿足“環(huán)數最少”原則。為此，應使尺寸鏈中的兩垂

11、直度環(huán)在同一象限內。 3)用角度轉化法畫出全部環(huán)為平行度的尺寸鏈圖后，可用類似長度尺寸鏈的方法判別組成環(huán)的性質。,26,.,(三)角度尺寸鏈的線性化 上述介紹的判別組成環(huán)性質的方法都是希望用類似長度尺寸鏈的方法解決角度尺寸鏈問題。 三、平面尺寸鏈簡介,圖7-15,27,.,第三節(jié) 保證裝配精度的方法解裝配尺寸鏈,在機械制造中，達到裝配尺寸鏈封閉環(huán)要求的常用方法有：互換裝配法(包括完全互換裝配法和大數互換裝配法)、分組裝配法、修配裝配法和調整裝配法等，現分述如下。 一、互換裝配法 按互換程度的不同，互換裝配法有完全互換裝配法和大數互換裝配法兩種。,28,.,(一)完全互換裝配法 1、概念及尺寸鏈

12、的計算方法 完全互換裝配法：在全部產品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選或改變其大小或位置，裝入后即能達到封閉環(huán)的公差要求，這種裝配方法稱為完全互換裝配法。 選擇完全互換裝配法時，采用極值公差公式計算。為保證裝配精度要求，尺寸鏈中封閉環(huán)的極值公差應小于或等于封閉環(huán)的公差要求值。 當遇到反計算形式時，可按“等公差”原則先求出各組成環(huán)的平均極值公差。除采用 “等公差”方法外，也有采用“等精度”法的。,29,.,2、完全互換裝配法的特點及應用場合 完全互換裝配法的特點有： 裝配質量穩(wěn)定可靠，對裝配工人的技術等級要求較低，裝配工作簡單、經濟、生產率高，便于組織流水裝配和自動化裝配，又可保證零、部件的互換性，便

13、于組織專業(yè)化生產和協(xié)作生產，容易解決備件供應。因此，完全互換裝配法是比較先進和理想的裝配方法。 但是，當封閉環(huán)要求較嚴和組成環(huán)數目較多時，會提高零件的精度要求，加工比較困難。因此，只要各組成環(huán)的加工在技術上有可能，且經濟上合理時，應該盡量優(yōu)先采用完全互換裝配法，尤其在成批、大量生產時更應如此。,30,.,(二)大數互換裝配法 1、概念及尺寸鏈的計算方法 大數互換裝配法：大數互換裝配法是指在絕大多數產品中，裝配時的各組成環(huán)不需挑選或改變其大小或位置，裝入后即能達到封閉環(huán)的公差要求。 大數互換裝配法是采用統(tǒng)計公差公式計算。為保證絕大多數產品的裝配精度要求，尺寸鏈中封閉環(huán)的統(tǒng)計公差應小于或等于封閉環(huán)

14、的公差要求值。 當遇到反計算形式時，可按“等公差”原則先求出各組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差。,31,.,2、大數互換裝配法的特點及應用場合 大數互換裝配法的特點和完全互換裝配法的特點相似，只是互換程度不同。由于大數互換裝配法采用統(tǒng)計公差公式計算，因而擴大了組成環(huán)的公差，尤其是在環(huán)數較多，組成環(huán)又呈正態(tài)分布時，擴大的組成環(huán)公差最顯著，因而對組成環(huán)的加工更為方便。但是，會有少數產品超差。為了避免超差，采用大數互換裝配法時，應具有相應的工藝措施。只有當放大組成環(huán)公差所得到的經濟效果超過為避免超差所采取的工藝措施化的代價后，才可能采用大數互換裝配法。 大數互換裝配法常應用于生產節(jié)拍不是很嚴格的成批生產中。,3

15、2,.,二、分組裝配法 (一)概念 分組裝配法是先將組成環(huán)的公差相對于互換裝配法所求之值增大若干倍，使其能較經濟地加工；然后，將各組成環(huán)按其實際尺寸大小分為若干組，各對應組進行裝配，從而達到封閉環(huán)公差要求。由于分組裝配法中，同組零件具有互換性，所以它又稱為分組互換法。分組裝配法采用極值公差公式計算。 (二)尺寸鏈的計算方法,.,33,圖7-16,34,.,正確采用分組裝配法的關鍵，是保證分組后各對應組的配合性質和配合公差滿足設計要求。同時，對應組內相配件的數量要配套。為此，應滿足以下條件： 1)配合件的公差應相等，公差要向同方向增大，增大的倍數應等于分組數。 2)由于裝配精度取決于分組公差，故

16、配合件的表面粗糙度和形狀公差均需與分組公差相適應，不能隨尺寸公差的增大而放大。 3)為保證對應組內相配件的數量要配套，相配件的尺寸分布應相同，如同為正態(tài)分布或同方向的偏態(tài)分布；否則，將產生剩余零件。,.,35,圖7-17,36,.,(三)分組裝配法的特點及應用場合 分組裝配法可降低對組成環(huán)的加工要求，而不降低裝配精度。但是，分組裝配法增加了測量、分組和配套工作。當組成環(huán)數較多時，這種工作就會變得非常復雜。所以，分組裝配法適用于成批、大量生產中封閉環(huán)公差要求很嚴、尺寸鏈組成環(huán)很少的裝配尺寸鏈中。例如，精密偶件的裝配、精密機床中精密件的裝配和滾動軸承的裝配等。 (四)分組裝配法的其他類似形式 1、

17、直接選擇裝配法 2、選擇裝配法,37,.,三、修配裝配法 (簡稱修配法) (一)基本概念 修配裝配法是將尺寸鏈中各組成環(huán)的公差相對于互換裝配法所求之值增大，使其能按該生產條件下較經濟的公差制造，裝配時去除補償環(huán)(預先選定的某一組成環(huán))部分材料以改變其實際尺寸，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求。補償環(huán)(或稱修配環(huán))是用來補償其他各組成環(huán)由于公差放大后所產生的累積誤差。因修配裝配法是逐個修配，所以零件不能互換。修配裝配法通常采用極值公差公式計算。,38,.,(二)選擇補償環(huán)和確定其尺寸及極限偏差 采用修配裝配法的關鍵是正確選擇補償環(huán)和確定其尺寸及極限偏差。 1、選擇補償環(huán) 選擇補償環(huán)應滿足以下要求

18、： 1)要便于裝拆，易于修配。一般應選形狀比較簡單、修配面較小的零件。 2)盡量不選公共組成環(huán)。 2、確定補償環(huán)的尺寸及極限偏差 第1種情況是：越修配補償環(huán)，封閉環(huán)尺寸越大，簡稱“越修越大”。 第二種情況是：越修配補償環(huán)，封閉環(huán)尺寸越小，簡稱“越修越小”。,.,39,圖7-18,40,.,(三)尺寸鏈的計算步驟和方法 例7-4：圖7-2a所示為臥式車床床頭和尾座兩頂尖的等高度要求為00.06mm(只許尾座高)的結構示意圖。已知：A1=202mm，A2=46mm，A3=156mm。 根據本章第二節(jié)所述，建立如圖7-2b所示的裝配尺寸鏈。其中，封閉環(huán) ；A1為減環(huán),1=-1；A2、A3為增環(huán)，2=

19、3=+1。若按完全互換法用極值公差公式計算，各組成環(huán)的平均公差為 顯然，由于組成環(huán)的平均公差太小，加工困難，不宜用完全互換法，現采用修配裝配法。,41,.,解：具體計算步驟和方法如下： (1)選擇補償環(huán) (2)確定各組成環(huán)公差 (3)計算補償環(huán)A2的最大修配量 (4)確定除補償環(huán)以外各組成環(huán)的極限偏差 (5)計算補償環(huán)A2的尺寸及極限偏差 1)判別補償環(huán)A2修配時對封閉環(huán)A0的影響。 2)計算補償環(huán)尺寸及極限偏差。,.,42,例7-5：,圖7-19,圖7-20,43,.,(四)修配法的特點及應用場合 修配裝配法可降低對組成環(huán)的加工要求，利用修配補償環(huán)的方法可獲得較高的裝配精度，尤其是尺寸鏈中環(huán)

20、數較多時，其優(yōu)點更為明顯。但是，修配工作需要技術熟練的工人，又大多是手工操作，逐個修配，所以生產率低，沒有一定的生產節(jié)拍，不易組織流水裝配，產品沒有互換性。因此，在大批大量生產中很少采用修配法，在單件小批生產中則廣泛采用修配法。在中批生產中，一些封閉環(huán)要求較嚴的多環(huán)裝配尺寸鏈大多采用修配法。,44,.,(五)修配法的種類 在實際生產中，修配的方式較多，常見的有以下三種: 1、單件修配法 2、合并加工修配法 3、自身加工修配法,圖7-21,45,.,四、調整裝配法(簡稱調整法) (一)基本概念 調整法是將尺寸鏈中各組成環(huán)的公差相對于互換裝配法所求之值增大，使其能按該生產條件下較經濟的公差制造，裝

21、配時用調整的方法改變補償環(huán)(預先選定的某一組成環(huán))的實際尺寸或位置，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求。 (二)可動調整法 采用調整的方法改變補償環(huán)的位置，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求的方法，稱為可動調整法。,.,46,圖7-22,圖7-23,47,.,(三)固定調整法 1、基本概念 固定調整法：采用調整的方法改變補償環(huán)的實際尺寸，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求的方法，稱為固定調整法。 2、確定補償環(huán)的組數和各組的尺寸 (1)確定補償環(huán)的組數 (2)計算各組補償環(huán)的尺寸 3、尺寸鏈的計算步驟和方法,.,48,圖7-24,49,.,4、固定調整法的特點及應用場合 固定調整法可降低對組成環(huán)的加

22、工要求，利用調整的方法改變補償環(huán)的實際尺寸，從而獲得較高的裝配精度，尤其是尺寸鏈中環(huán)數較多時，其優(yōu)點更為明顯。固定調整法在裝配時不必修配補償環(huán)，沒有修配法的一些缺點，所以在大批大量生產中采用較多。固定調整法又沒有可動調整法中改變位置的補償件，因而剛性較好，結構比較緊湊。但是，固定調整法在調整時要拆換補償環(huán)，裝拆和調整比較費事，所以設計時要選擇裝折方便的結構。 固定調整法常用于大批大量生產和中批生產，以及封閉環(huán)要求較嚴的多環(huán)裝配尺寸鏈中，尤其是在比較精密的機械傳動中用調整法還能補償使用過程中的磨損和誤差，恢復原有精度。,50,.,(四)誤差抵消調整法 誤差抵消調整法是通過調整幾個補償環(huán)的相互位置

23、，使其加工誤差相互抵消一部分，從而使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求的方法。 誤差抵消調整法和可動調整法相似，所不同的是補償環(huán)是矢量，且多于一個。常見的補償環(huán)是軸承件的跳動量、偏心量和同軸度等。,.,51,圖7-25,52,.,五、裝配方法的選擇 選擇裝配方法的出發(fā)點是使產品制造的全過程達到最佳效果。具體考慮的因素有：封閉環(huán)公差要求(裝配精度)、結構特點(組成環(huán)環(huán)數等)、生產類型及具體生產條件。 一種產品究竟采用何種裝配方法來保證裝配精度，通常在設計階段即應確定。,53,.,第四節(jié) 裝配工藝規(guī)程的制訂,裝配工藝規(guī)程是指導裝配生產的主要技術文件，制訂裝配工藝規(guī)程是生產技術準備工作中的一項重要工作。裝配工藝規(guī)程對保證裝配質量、提高裝配生產率、縮短裝配周期、減輕工人的勞動強度、縮小裝配占地面積和降低成本等都有重要的影響。,54,.,一、制訂裝配工藝規(guī)程的基本要求及主要依據 (一)基本要求 具體要求包括： 1)保證產品裝配質量。 2)提高生產率。 3)減少裝配成本。 (二)主要依據(即原始資料) 1、產品的裝配圖樣及驗收技術條件 2、產品的生產綱領 3、現有生產條件和標準資料,55,.,二、制訂裝配工藝規(guī)程的步驟、方法和內容 1、熟悉和分析產品的裝配圖樣及驗收技術條