1、2022-8-3河南科技大学机电工程学院1第第6章章 机械装配技术基础n6.1 概述概述n6.2 装配方法装配方法n6.3 装配工艺规程的制订装配工艺规程的制订2022-8-3河南科技大学机电工程学院26.1 机器装配概述机器装配概述n6.1.1 机器的装配工艺过程机器的装配工艺过程 按照规定的装配要求，将若干个零件或部件进行必要的配合和连接，使之成为合格机器的过程，叫做装配。n装配工艺系统图装配工艺系统图 将机器划分为若干个能进行独立装配的部分，称为装配单元。装配单元一般分为零件、合件、组件、部件和机器五个等级。图6-1所示为机器装配工艺系统图。图6-1 机器装配工艺系统图2022-8-3河
2、南科技大学机电工程学院36.1 机器装配概述机器装配概述n6.1.1 机器的装配工艺过程机器的装配工艺过程 n合件与组件示例n合件可以是若干零件永久连接（如焊接、铆接等）或者是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件的组合。图6-2所示的齿轮-蜗轮合件。n组件是在一个基准零件上，装上一个或若干个合件及零件而成的。如图6-3所示为某传动轴组件。图6-2 齿轮-蜗轮合件图6-3 传动轴组件2022-8-3河南科技大学机电工程学院4n6.1.2机器装配精度及其影响因素机器装配精度及其影响因素n1.装配精度的概念装配精度的概念n相互位置精度。n相对运动精度。n相互配合精度。n2.零件精度与装配精度的关系
3、零件精度与装配精度的关系 如图6-4所示卧式铣床简图。由于一般零件都有一定的加工误差，在装配时这些零件的加工误差累积就会影响装配精度。从装配工艺角度考虑，当然希望这种累积误差在规定的范围内，从而使装配工作简单，不必进行任何的修配或调整就能满足装配精度要求。但零件的加工精度不但在工艺上受到加工条件的限制，而且也受到经济上的制约。因此要达到装配精度，就不能简单地按装配精度要求去加工零件，还应在装配时采取一定的工艺措施。6.1 概述概述2022-8-3河南科技大学机电工程学院56.1 机器装配概述机器装配概述回转台床鞍升降台P0TRS图6-4 卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直
4、角尺工作台移动方向2022-8-3河南科技大学机电工程学院6n6.2.1 装配尺寸链装配尺寸链n1.装配尺寸链的基本概念装配尺寸链的基本概念 在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法n2.装配尺寸链的装配尺寸链的建立建立n确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求n装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是
5、装配尺寸链的组成环。图6-5 轴孔配合尺寸链2022-8-3河南科技大学机电工程学院7n2.装配尺寸链的装配尺寸链的建立建立n装配尺寸链的简化。如图6-6所示的装配尺寸链。n最短路线原则。在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”。如图6-7 所示为齿轮箱装配简图。图6-6 主轴与尾座套筒中心线等高装配尺寸链6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法2022-8-3河南科技大学机电工程学院8a)图6-7 齿轮箱装配轴向尺寸链6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法2022-8-3河南科技大学机电
6、工程学院9n6.2.2 互换装配法互换装配法 采用互换法装配时，装配精度主要取决于零件的加工精度，装配时不经任何挑选、调整和修配，就可以达到装配精度，这种装配方法称为互换装配法。互换装配法的实质就是用控制零件的加工误差来保证产品装配精度的一种方法。n1.完全互换装配法完全互换装配法 n采用极值算法计算装配尺寸链。n中间计算法（或称“相依尺寸公差法”）。该方法是将一些比较难以加工和不宜改变其公差的组成环（如标准件）的公差预先确定下来，只将极少数或一个比较容易加工，或在生产上受限制较少和用通用量具容易测量的组成环定为协调环。这个环称为“相依尺寸”。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法202
7、2-8-3河南科技大学机电工程学院10n1.完全互换装配法完全互换装配法（概率法）（概率法）大多数产品在装配时，各组成零件不需挑选，修配或调节，装配后即能达到装配精度的要求，但少数产品有可能出现废品，这种方法称为不完全互换法。其实质是将组成零件的公差值适当放大，有利于零件的经济加工。n封闭环公差的分配。n当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值。n某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定。n在确定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按实际加工可能性分配法等。6.
8、2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法2022-8-3河南科技大学机电工程学院116.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30,A2=5,A3=43,（标准件），A5=5。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例6-1】A2A3A1A5A4A0图6-8 齿轮与轴部件装配 040.053A【解】1）建立装配尺寸链（图6-8）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为：T1=T2=T3=T4=T5=（0.35-0.1）/5=0.05 考虑加工难易程度，进行适当调整（A4
9、公差不变），得到：T4=0.05,T1=0.06,T3=0.1,T2=T5=0.022022-8-3河南科技大学机电工程学院126.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：040.053A除协调环以外各组成环公差按入体标注：0.10003020.210.0643,5,30AAA 计算协调环偏差：由式（5-23），得到：EI5=-0.12,ES5=-0.1最后可确定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0图6-8 齿轮与轴部件装配 2022-8-3河南科技大学机电工程学院13n2.不不完全互换装配法完全互换装配法（概率
10、法）（概率法）n采用概率算法计算装配尺寸链n封闭环公差分配原则同完全互换法 n封闭环的计算。为便于计算，常把各环的基本尺寸换算成平均尺寸，于是封闭环的平均尺寸A0M。封闭环的公差TA0 在计算出各环公差值以及平均尺寸后，各环的公差值对平均尺寸应注成双向对称偏差，然后根据需要再改注成具有基本尺寸和相应上、下偏差的形式。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法1011mnMpMqMpq mAAATA0=112niiTA 同例6-1，用不完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。2022-8-3河南科技大学机电工程学院146.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法【解】1）建立装配尺寸链（图6-9
11、）2）确定各组成环的公差和极限偏差：【例6-2】A2A3A1A5A4A0图6-9 齿轮与轴部件装配尺寸链 TAiM=1.0525.010nTAA4为标准件，其公差值已确定。其余各组成环公差调整如下：TA1=0.14mm，TA2=TA5=0.05mm。则A1=mm，A2=mm，A5=mm。0 14.0300 05.050 05.05计算协调环的公差和极限偏差mmTATATATATATA18.005.0314.025.022225242221203A3M0.225+(29.93+4.975+2.975+4.975)=43.08mm mmA17.001.0343218.008.432022-8-3河
12、南科技大学机电工程学院15n6.2.3.分组装配法分组装配法 分组装配法是将各组成环的制造公差相对完全互换法所求数值放大几倍（一般为34倍），使其尺寸能按经济精度加工，再按实测尺寸将零件分组，并按对应组进行装配以达到装配精度的要求。由于同组内零件可以互换，故这种方法又称为分组互换法。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法【例6-3】活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，加工经济公差为0.01。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。图6-10 活塞与活塞销组件图2022-8-3河南科技大学
13、机电工程学院166.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法【解】1）建立装配尺寸链 如图6-11所示。2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为：，将其分为 4组，解图6-11所示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：001.0128AA1（活塞销直径）A2（销孔直径）A0图6-11 活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径0025.0005.02800025.028005.00075.0280075.001.028005.00075.0280075.001.02801.0012
14、5.0280125.0015.0282022-8-3河南科技大学机电工程学院17n采用分组装配时应注意以下几点：n为保证分组后各组的配合性质及配合精度与原装配要求相同，应使配合件的公差相等；公差应同方向增大，且增大的倍数应等于分组数。n为保证零件分组装配中都能配套，应使配合件的尺寸分布为相同的对称分布。n配合件的表面粗糙度、形位公差不能随尺寸公差的放大而放大，应保持原设计要求。n分组数不宜过多，否则就会因零件的测量、分类、保管工作量的增加导致组织工作复杂。7.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法2022-8-3河南科技大学机电工程学院18n6.2.4 修配装配法修配装配法 修配装配法是将各
15、组成环按经济精度制造，装配时通过手工挫、刮、研等方法修配尺寸链中某一组成环（称为修配环）的尺寸，使封闭环达到规定的装配精度要求。n1.修配环的选择修配环的选择 修配环要易于修配且便于装拆；修配环最好不要是公共环，以免引起不必要的麻烦。另外，修配环是不要求进行表面处理的零件。n2.修配环极限尺寸的确定修配环极限尺寸的确定n修配环越修使封闭环越大的情况 A0max6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法max0AmpnmqqpAAA111minmaxmax02022-8-3河南科技大学机电工程学院196.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法【例6-4】图6-12所示为机床溜板与导轨装配简图
16、，要求保证间隙A0=00.6mm。现采用修配法来保证装配精度，选择压板3为修配环。已知：A1=30-0.15mm，A2=20+0.25mm，TA3=0.10mm。试求在最小修配量Zmin=0.1mm情况下，修配M面时A3的尺寸及其极限偏差，并计算最大修配量Zmax。图6-12机床溜板与导轨装配简图【解】1）建立装配尺寸链2）计算修配环的极限尺寸A3max=0.06+29.85-20.25=9.66 mmA3min=A3max-TA3=9.66-0.1=9.56 mmA3=mm取Zmin=0.1mm，则A3=-0.1=mm最大修配量Zmax=-TA0+Zmin=0.15+0.25+0.1-0.0
17、6+0.1=0.54 mm34.044.01034.044.01044.054.0100AT 2022-8-3河南科技大学机电工程学院20n6.2.5调整装配法调整装配法 调整装配法是在装配时用改变可调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法。这两种零件都起到补偿装配累积误差的作用，故称为补偿件。n1.固定调整法固定调整法 在装配尺寸链中，选择某一零件为调整件，该零件是按一定尺寸间隔分级制造的一套专用件（如轴套、垫片、垫圈等）。根据各组成环形成的累积误差的大小来更换不同尺寸的调整件，以达到装配精度要求的方法称为固定调整法。该方法的关键是确定调整件的分组数和各组调整件的尺
18、寸。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法2022-8-3河南科技大学机电工程学院216.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法【例6-5】已知条件与例6-1相同。现采用固定调整法确定各组成环的尺寸偏差，并求调整件的分组数以及各组调整件的尺寸。【解】1）建立装配尺寸链2）选择调整件。因A5为一垫圈，加工容易，装拆方便，故选其为调整件。3）确定组成环的公差。A4为标准件，其余各组成环均按经济精度制造。取TA1=TA3=0.20mm，TA2=TA5=0.10mm。各环按入体原则标注，则A1=30-0.2 mm，A2=5-0.1mm，A3=43+0.2 mm。A5=5+0.1 mm4)计算调
19、整环A5的调整范围R。由于各组成环均按经济精度制造，其实际累积公差值TA0必然大于规定的公差值TA0。这二者之差即为调整环的调整范围。R=TA0TA0=0.650.25=0.40mm5)确定调整环的分组数N。取调整封闭环公差与调整环制造公差之差，作为调整环尺寸分组间隔，即 2022-8-3河南科技大学机电工程学院226.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法5)确定调整环的分组数N。取调整封闭环公差与调整环制造公差之差，作为调整环尺寸分组间隔，即 =TA0TA5=0.250.10=0.15 mm那么调整环的分组数N为 N=R/+1=0.40/0.15+1=3.664 (1)分组数不能为小数。
20、当计算的值和圆整后的值相差较大时，可以通过改变各组成环的公差或调整环公差的方法，使N值近似为整数；(2)分组数不能过多（34组）。调整件公差的减小有助于减少分组数。6）确定各组调整件的尺寸。(1)当N为奇数时，首先确定中间一组的尺寸，其余各组尺寸相应的加上或减去一个值。(2)当N为偶数时，以预先确定的调整件尺寸为对称中心，再根据尺寸差确定各组尺寸。本例中N=4为偶数，故以A5=5+0.10 mm为对称中心，并以尺寸差=0.15mm的间隔确定各组尺寸，即：，待把A1、A2、A3、A4这四个零件装入后，测量其轴向间隙值，然后取下A4，从一组调整件中选择一个适当厚度的A5装入，再重新装上A4，即可保
21、证所需的装配精度。0.1250.22550.0250.07550.1750.07550.3250.22552022-8-3河南科技大学机电工程学院23n2.可动调整法可动调整法 用改变调整件在机器结构中的相对位置来保证装配精度的方法称为可动调整法。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法图6-13 可动调节法示例1 调节套筒 2 调节螺钉 3 楔条 4 调节螺钉 5 丝杠螺母 6 丝杠a）b）c）2022-8-3河南科技大学机电工程学院24n3.误差抵消调整法误差抵消调整法 在装配机器时，通过调整有关零件的相互位置，使起加工误差相互抵消一部分，以提高装配的精度，这种方法称为误差抵消调整法。
22、这种方法在机床装配中应用较多。如在车床主轴装配中，通过调整前后轴承的径向跳动方向来控制主轴的径向跳动；在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，常采用调整蜗轮和轴承的偏心方向来抵消误差，以提高分度蜗轮的工作精度。6.2 保证装配精度的方法保证装配精度的方法 选择装配方法的一般原则是：选择装配方法的一般原则是：优先选择完全互换法；在生产批量较大，组成环数又较多时，应考虑采用不完全互换法；大量生产中，在封闭环精度较高，组成环数较少时可考虑采用分组装配法，环数较多时采用调整法；在装配精度要求很高，又不宜选择其他方法，或在单件小批生产中，可采用修配法。2022-8-3河南科技大学机电工程学院256.3 装配工艺规
23、程的制订n6.3.1 装配工艺规程的主要内容装配工艺规程的主要内容n分析产品装配和装配技术条件，确定装配方法与组织形式，划分装配单元；n拟定装配顺序，划分装配工序，绘制装配工艺系统图，编制配工艺规程；n选择和设计产品装配过程中要使用的工具、夹具和设备；n确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检查工具；n确定合理的运输方法和运输工具；n计算装配时间定额。2022-8-3河南科技大学机电工程学院266.3 装配工艺规程的制订n6.3.2制订装配工艺规程的基本原则及所需的原始资制订装配工艺规程的基本原则及所需的原始资料料n1.装配工艺规程设计的基本原则n保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使
24、用寿命；n合理安排装配工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率；n尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率；n要尽量减少装配工作所占用的成本；n2.制定装配工艺规程所需的原始资料n产品的总装图和部件装配图。n产品验收的技术标准。n产品的生产纲领。n现有的生产条件。2022-8-3河南科技大学机电工程学院276.3 装配工艺规程的制订n6.3.3 制订装配工艺规程的方法与步骤制订装配工艺规程的方法与步骤n1.研究产品的装配图及验收技术条件n2.确定装配方法与组织形式n装配的组织形式n固定式。n移动式n3.划分装配单元，确定装配顺序，绘制装配系统图n装配顺序：先难后易、先内后外、先下后上、先重大后轻小、先精密后一般。处于同一基准件方位的装配工作尽可能集中安排；使用相同安装设备的装配应集中安排；电线、气路和油路的安装应和相应的工序同时进行；具有危险性的零部件安装应放在最后。n划分装配工序，进行装配工序设计n编制装配工艺文件谢谢 谢！谢！
