1、7/18/20221机械制造工艺学（第3版）郑修本 机械工业出版社第五章 装配工艺规程制订主讲教师：何俊2装配和装配精度装配尺寸链保证装配精度的方法装配组织形式和生产纲领装配工艺规程的制订3u能从保证产品质量要求出发，分析装配工艺和机械加工工艺的关系u培养主管产品工艺的初步能力u能制订一般产品的装配工艺规程4u按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程(部装、总装)u装配不仅是零部件的配合和连接过程，还包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作u装配工艺过程是机器生产的最终检验环节5u机器是由零件装配而成的，零件是机器的最小制造单元。u为了有效地组织装配工作
2、进行，一般将机器划分为若干可以独立开展装配工作的部分，称之为装配单元。u机器装配单元主要有合件、组件、部件和机器等。u合件：是由若干零件固定连接(铆或焊)而成，或连接后再经加工而成，如装配式齿轮，发动机连杆小头孔压入衬套后再镗孔。合件也被称为套件。6u组件：是指一个或几个合件与零件的组合，没有显著完整的作用。如主轴箱中轴与其上的齿轮、套、垫片、链和轴承的组合体。7u部件：是若干组件、合件及零件的组合体，部件在机器中具有完整的功能与用途。例如汽车的发动机、变速箱；车床主轴箱和溜板箱等。89u机器是由零件、合件、组件和部件等组成。u机器装配一般过程：零件预先装成合件、组件和部件，然后进一步装配成机
3、器。u合件装配是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个最小装配单元的装配过程。u组件装配是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组件装配单元的装配过程，简称为组装。u部件装配是在一个基准零件上装上若干个组件、合件和零件构成部件装配单元的装配过程。u总装配是在一个基准件上安装若干个部件、组件、合件和零件，最终组成一台机器的装配过程。总装配简称总装。10u零部件间的配合精度和接触精度：配合精度指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求；接触精度指配合表面、接触表面和连接表面达到规定的接触面积大小与接触点分布的情况。u零部件之间的位置尺寸精度和位置精度：位置尺寸精度是指零部件间的距离精度。位置精
4、度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动。u零部件间的相对运动精度：指有相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度。运动方向上的精度包括零件间相对运动时的直线度、平行度和垂直度。跳转11活塞活塞连杆连杆缸体缸体曲轴曲轴3 0 1 2 返回12u一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的，这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。u在加工条件允许时，可以合理地规定有关零部件的制造精度，使它们的累积误差仍不超出装配精度所规定的范围，从而简化装配过程，这对于大批量生产过程是十分必要的。u如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证，则称这种情况是“单件自保”。受相应零件精度（特别是关
5、键零件精度）的影响，如车床尾座移动相对溜板移动的平行度要求，主要取决于溜板用导轨与尾座用导轨之间的平行度，如下图所示。13u对于某些装配精度要求高的装配单元，特别是装配单元包含零件较多时，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保证，则对各零件的加工精度要求很高，这样会造成加工困难，其至无法加工。u遇到这种情况，常按经济加工精度来确定大部分零件的精度要求，使之易于加工，而在装配阶段采用一定的装配工艺措施（如修配、调整、选配等）来保证装配精度。修配底板修配底板14B3B1B0B2A2A3A1A A0 0车床装配的尺寸15u建立装配尺寸链的目的：机械的装配精度由相关零件的加工精度和合理的装配方法
6、共同保证。为了查找哪些零件对装配精度有影响，进而选择合理的装配方法和确定零件的加工精度。u概念：全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。u建立装配尺寸链：查找哪些相关零件的设计尺寸对某装配精度有影响u解装配尺寸链：选择合理的装配方法和确定相关零件设计尺寸的加工精度16u建立装配尺寸链在完整的装配图或示意图上进行。装配精度和相关零件精度之间的关系构成装配尺寸链。u确定封闭环（最后形成的）：通常为装配精度。装配尺寸链的封闭环是有关零、部件装配后形成的，具有装配精度要求或装配技术要求的尺寸，一般为某一个配合间隙量或配合过盈量。17u查找组成环：所谓组成环是指对装配精度有影响的相关零件上的相关（设
7、计）尺寸。u建立装配尺寸链就是根据封闭环，查找组成环，并画出尺寸链图u在查找装配尺寸链组成环时，遵循。要求每个装配相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“”，此时装配尺寸链环数最少。u画尺寸链图并确定组成环的性质。右图所示的链轮装配图结构，装配精度要求控制轴向装配间隙A0。与轴向装配间隙A0直接相关的零件尺寸有A1、A2、A3、A4和A5。所以组成环为A1、A2、A3、A4和A5。18u如图示，装配精度是轴和孔的配合精度间隙A0（封闭环）。u组成环：A2、A119解封闭环封闭环：
8、装配精度：装配精度A0=0.20.7mm20以零件的装配基准为联系以零件的装配基准为联系逐个找到基逐个找到基准件，最后由基准件把两端封闭，其准件，最后由基准件把两端封闭，其间经过的间经过的所有零件都是相关零件。所有零件都是相关零件。相关零件：相关零件：齿轮轴齿轮轴1 1、左滑动轴承、左滑动轴承2 2、左箱体左箱体3 3、右箱体、右箱体4 4、右滑动轴承、右滑动轴承5 5原则：原则：尺寸链环数最少（一件一环）尺寸链环数最少（一件一环）理想方案：理想方案：每个相关零件上仅有一个尺每个相关零件上仅有一个尺寸作为相关尺寸，即寸作为相关尺寸，即相关零件上装配基相关零件上装配基准间的尺寸作为相关尺寸准间的
9、尺寸作为相关尺寸。21解封闭环封闭环：装配精度：装配精度A0=00.06mm（只许尾座高）（只许尾座高）2223是轴线是轴线24间位置尺寸和形位公间位置尺寸和形位公差差(同轴度、平行度、同轴度、平行度、平面度平面度)以及轴和孔以及轴和孔的间隙配合所引起的的间隙配合所引起的轴线偏移量。轴线偏移量。说明说明2：本例中，由于前后顶尖和两锥孔都是过盈配合，故：本例中，由于前后顶尖和两锥孔都是过盈配合，故它们的轴线偏移量为它们的轴线偏移量为0，因此，可把主轴锥孔的轴线和尾座，因此，可把主轴锥孔的轴线和尾座套筒的轴线作为前、后顶尖的轴线。同理，主轴轴承的外套筒的轴线作为前、后顶尖的轴线。同理，主轴轴承的外
10、环和主轴箱体的孔也是过盈配合，故主轴轴承外环的外圆环和主轴箱体的孔也是过盈配合，故主轴轴承外环的外圆轴线和主轴箱体孔的轴线重合。轴线和主轴箱体孔的轴线重合。25说明说明3：考虑到前顶尖中心位置的确定是取其跳动量的平均：考虑到前顶尖中心位置的确定是取其跳动量的平均值，即主轴回转轴线的平均位置，它就是轴承外环内滚道的值，即主轴回转轴线的平均位置，它就是轴承外环内滚道的轴线位置。因此，前顶尖前后锥的同轴度、主轴锥孔对主轴轴线位置。因此，前顶尖前后锥的同轴度、主轴锥孔对主轴颈的同轴度、轴承内环孔和内环外滚道的同轴度以及滚柱的颈的同轴度、轴承内环孔和内环外滚道的同轴度以及滚柱的不均匀性等，都可不计入装配
11、尺寸链中。不均匀性等，都可不计入装配尺寸链中。26A2尾座底板厚度尾座底板厚度A3尾座体孔轴线至底面的尺寸尾座体孔轴线至底面的尺寸e1主轴轴承外环内滚道主轴轴承外环内滚道(或主轴前锥孔或主轴前锥孔)轴线与外环外圆轴线与外环外圆(即主轴箱体的轴承孔即主轴箱体的轴承孔)轴线的同轴度轴线的同轴度e2尾座套筒锥孔轴线与其外圆轴线的同轴度尾座套筒锥孔轴线与其外圆轴线的同轴度e3尾座套筒与尾座体孔间隙配合所引起的轴线偏移量尾座套筒与尾座体孔间隙配合所引起的轴线偏移量e4床身上安装主轴箱体和安装尾座底板的平导轨面之间的平面度床身上安装主轴箱体和安装尾座底板的平导轨面之间的平面度A1主轴箱体的轴承孔主轴箱体的
12、轴承孔 轴线至底面的尺寸轴线至底面的尺寸27u形位公差环的特点：l形位公差环可看作基本尺寸为0的尺寸环；l上、下偏差对称分布的形位公差环(如同轴度、对称度)，可以不必判定其增、减性，任意假定均可。l若上、下偏差虽是对称分布，而实际上是只允许单向偏差的环，则必须判定其是增环还是减环，并限制其出现另一方向的偏差。具体判定方法见角度尺寸链。u配合间隙环的特点：l配合间隙环指间隙配合时，因轴比孔小，引起轴的轴线和孔的轴线的偏移量。l由于轴和孔的基本尺寸相同，所以配合间隙环的基本尺寸也为零。l判别配合间隙环性质的方法取决于作用力（如重力）的方向，按实际偏移方向画出该环，再按一般长度尺寸环的判别方法确定其
13、性质。28减环减环29u配合间隙环的特点：l判别配合间隙环性质时，若实际偏移方向是对称分布(如轴线垂直安装)，轴线可在孔内向任意方向偏移，则该配合间隙环的上偏差为+emax，下偏差为-emax。此时，同形位公差上、下偏差对称分布的环一样，可以不必判别配合间隙环的性质，任意假定均可。l实际上，配合间隙环本身就是轴和孔的直径组成的封闭环。该封闭环通过使轴线产生偏移又成为另一装配尺寸链的组成环。两尺寸链通过封闭环联系起来。30u封闭原则：组成环由封闭环两端为起点开始查找，一直查到基准件后形成封闭的尺寸组为止。u环数最少原则：以零件的装配基准为联系查相关零件，再以相关零件上装配基准间的尺寸(或联系)为
14、相关尺寸，该相关零件上的相关尺寸作为组成环就能满足环数最少原则。在加工或装配过程中采取一定措施后，也可用组件或部件的相关尺寸替代若干个相关零件的相关尺寸，从而减少组成环的环数。u精确原则：当装配精度要求高时，组成环中除了长度尺寸环外，还会有形位公差环和配合间隙环。u多方向原则：在同一装配结构中，不同的位置方向都有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。31u步骤：确定封闭环、查找组成环、画尺寸链图。为讨论方便，将为讨论方便，将 改成改成 0 0，如图，如图解：装配精度要求装配精度要求 0 0即为即为封闭环。封闭环。02132021主轴回转轴线主轴回转轴线刀架移动轨迹刀架移动轨迹分析分析
15、：该环的两端是主轴回转轴线和刀架移动轨迹。遵循环：该环的两端是主轴回转轴线和刀架移动轨迹。遵循环数最少原则，用部件或组件的相关尺寸作为组成环，则中间数最少原则，用部件或组件的相关尺寸作为组成环，则中间仅通过一个装配基准仅通过一个装配基准床身导轨面。床身导轨面。组成环组成环：1 1和和 2 2 1 1 主轴回转轴线对床身前主轴回转轴线对床身前导轨在水平面内的平行度导轨在水平面内的平行度 2 2床鞍的上燕尾形导轨对床鞍的上燕尾形导轨对下下V V形导轨的垂直度（床鞍以形导轨的垂直度（床鞍以下下V V形导轨装在床身前形导轨装在床身前V V形导形导轨上）轨上）床身前床身前V V形导轨中线形导轨中线33封
16、闭环封闭环 0 0 ：主轴旋转轴线对工作：主轴旋转轴线对工作台面的垂直度台面的垂直度组成环组成环 1 1 ：工作台台面对其导：工作台台面对其导轨面前后方向上的平行度轨面前后方向上的平行度组成环组成环 2 2 ：床鞍上：床鞍上/下导轨面在前下导轨面在前后方向上的平行度后方向上的平行度组成环组成环 3 3 ：升降台水平导轨与立导轨的垂直度：升降台水平导轨与立导轨的垂直度组成环组成环 4 4 ：床身大圆面对立导轨的平行度：床身大圆面对立导轨的平行度组成环组成环 5 5 ：立铣头主轴旋转轴线对立铣头回转面的平行度：立铣头主轴旋转轴线对立铣头回转面的平行度34直接在角度尺寸链的平面中，直接在角度尺寸链的
17、平面中，根据角度环的增加或减少来根据角度环的增加或减少来判断其对封闭环的影响，从判断其对封闭环的影响，从而确定其性质。而确定其性质。021如右图，垂直度环的判别可如右图，垂直度环的判别可明显看出。明显看出。2 2 0 0，2 2为减环。为减环。35021如右图，把如右图，把 1 1的角度顶点取在右的角度顶点取在右边，即边，即OOOO轴线和轴线和I I轴线在右边很轴线在右边很远处相交。可见远处相交。可见 1 1为增环。为增环。36若约定角度顶点的位置不同，则会使该环性质发生改变。但若约定角度顶点的位置不同，则会使该环性质发生改变。但该环的增加和减少也变了，两者综合结果仍是一致的。该环的增加和减少
18、也变了，两者综合结果仍是一致的。021右图的角度尺寸链方程式为：右图的角度尺寸链方程式为：0 0 1 1 2 2左图的角度尺寸链方程式为：左图的角度尺寸链方程式为：0 0 3 3(1 1+2 2+4 4+5 5)21543037u直接在装配示意图中的尺寸链图上判别组成环性质。u平行度环看成角度很小的环，并约定其角顶的位置，一般角顶的位置取在尺寸链中垂直度环角顶较多的一边，然后再判别其性质。u垂直度环按实际所在位置判别其性质。38u原理：把角度尺寸链的各环画成具有公共角顶形式的尺寸链图，进而再判别其组成环的性质。u常以垂直度环为公共角顶。平行度环也看成角度很小的环，并约定公共角顶作为平行度环的角
19、顶。21543012035439u首先取垂直度环0的角顶为公共角顶，并画出090u按相对位置依次以小角度画出平行度环1和 2(往下方向)以及平行度环4和5(往右方向)u用垂直度环3封闭整个尺寸链图215430120354031245()以类似长度尺寸链的方法写出方程式以类似长度尺寸链的方法写出方程式40u当两个垂直度环在相邻象限时，尺寸链图不能封闭，如下图。图中的尺寸链的两个垂直度环分别在第二和第三象限。u尺寸链建立方法：先取垂直度环0的角顶为公共角顶，并画出090；接着按相对位置以小角度画出平行度环1；最后按垂直度环290的实际位置即2的另一边顺时针画出。此时，尺寸链没有封闭。0210214
20、1012180因理想环可不计公差变化，所以可因理想环可不计公差变化，所以可把理想环把理想环180180略去，尺寸链方程式为：略去，尺寸链方程式为：01242u先在装配示意图上画出各角度环。u选定任一垂直度环的角顶作为公共角顶，依次画出全部角度环。平行度环可看成角度很小的环。u满足“环数最少”原则。因此，应使尺寸链中的两个垂直度环在同一象限内。由于工艺原因(如测量不便)，不能使两个垂直度在同一象限时，就应用补角的形式即(180)转化到同一象限，否则，尺寸链不封闭。u画出具有公共角顶的尺寸链图后，可用类似长度尺寸链的方法判别组成环的性质。43u 与直观法和公共角顶法把平行度环转化为小角度环不同，实
21、际工艺测量时，往往是用90角尺把垂直度转化成平行度来测量。此时，就能画出平行度的尺寸链图。012354标准导轨标准导轨升降台升降台90角尺角尺千分表千分表01254344u用90角尺将尺寸链中所有垂直度都转化为平行度。转化时，原角度在II、III象限内，则90角尺应放在相应零件的左边；原角度在I、IV象限内，则90角尺应放在相应零件的右边。各90角尺的位置应按相应零件的顺序排列u满足“环数最少”原则。为此，应使尺寸链中的两垂直度环在同一象限内。u用角度转化法画出全部环为平行度的尺寸链图后，可用类似长度尺寸链的方法判别组成环性质。45u由形位公差组成的角度尺寸链，若形位公差的上下偏差是对称分布的
22、(常见的形位公差都如此)，照理可以不必判别组成环的性质，因为无论把该环定为增环还是减环，它的变化对封闭环的影响都是相同的。但是，实际上在机床等机械产品中，经常对这些形位公差环提出附加要求。这样，就使原来是对称分布的偏差要求变为单向分布的偏差要求。46u前面介绍的判别组成环性质的方法都是用类似长度尺寸链的方法解决角度尺寸链问题。如果将角度尺寸链中常见的垂直度和平行度用规定长度上的偏差值来表示，如规定300mm长度上的偏差不超过0.02mm，或公差带宽度为0.02mm，即用“0.02mm/300mm”表示，而且全部环都用同一规定长度，则角度尺寸链的各环都可直接用偏差值或公差值进行计算，最后在计算结
23、果上再注明统一的规定值即可。47销孔轴线销孔轴线过孔轴线过孔轴线e11xy、床鞍上齿轮床鞍上齿轮O1O1的坐标尺寸的坐标尺寸22xy、溜板箱上齿轮溜板箱上齿轮O2O2的坐标尺寸的坐标尺寸12rr、两齿轮节圆半径两齿轮节圆半径e销孔和过孔的轴线偏移量销孔和过孔的轴线偏移量0P两齿轮的啮合间隙，两齿轮的啮合间隙，封闭环封闭环48u解装配尺寸链和装配方法密切相关，不同的装配方法有不同的解法。u解装配尺寸链要根据封闭环公差的要求、结构特点、生产类型和生产条件，先选择合理的装配方法，再确定组成环的加工精度互换装配法互换装配法分组装配法分组装配法修配装配法修配装配法调整装配法调整装配法49u概念 在全部产
24、品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求u计算方法极值公式 00LTT01mLiiiTT0LT0T iT im01miiiTT(1)(1)50,av LT0,1av LmiiTT(2)(2)01miiiTT(1)(1)51525312345A2A0A1A4A3例例5：如图，冷态下的轴向：如图，冷态下的轴向装配间隙为装配间隙为0.050.15mm,A1=41mm,A2=A4=17mm，A3=7mm。求各组成环的公。求各组成环的公差及偏差差及偏差。双联转子泵轴向关系简图54相
25、依尺寸级级)7(7)7(1710015.030018.042AAAAITmmITmm解解:(1)分析和建立尺寸链图分析和建立尺寸链图 封闭环尺寸是封闭环尺寸是mm025.0151.01)()(0nATATicp15.005.000AA A 0A A4 4A A1 1A A 3 3A A 2 2 （2）确定各组成环公差：）确定各组成环公差：选择选择A1为为“相依尺寸（协调环）相依尺寸（协调环）”55(3)计算相依尺寸偏差计算相依尺寸偏差故故“相依尺寸相依尺寸”为：为：mmmm05.000005.0)()()()()(099.0)018.0()015.0()018.0(15.0)()()()()(
26、4320143201AESAESAESAEIAEIAEIAEIAEIAESAESmm099.005.0141A 基本尺寸基本尺寸 ES ES EI EI A1 A1 4141 A2 -17 A2 -17 A3 -7 A3 -7 A4 -17 A4 -17 +0.099+0.099 +0.018 +0.018 +0.015 +0.015 +0.018 +0.018 +0.05+0.05 0 0 0 0 0 0 A0 0 A0 0 +0.15 +0.15 +0.05+0.0556u当组成环为标准件尺寸时(如轴承环或弹性垫圈的厚度等)，其公差大小和极限偏差在相应标准中已有规定，是已知值。u对于同时为
27、几个不同装配尺寸链的组成环(称为公共环)，其公差及分布位置的确定，应根据对其有严格公差要求的那个装配尺寸链的计算来确定。在其余尺寸链计算中，该环的尺寸已经成为已知值。u尺寸相近、加工方法相同的组成环，可取相等的公差值。u难加工或难测量的组成环，可取较大的公差值。u各组成环的极限偏差按如体原则确定。u如通过上述过程确定各组成环公差后，不能满足装配后封闭环的要求。则可从组成环中选择一个环，其公差大小和分布位置不按上述方法确定，而是通过计算确定，以便用它来协调各组成环与封闭环的关系，以满足封闭环的要求。u这个预定在尺寸链中起协调作用的组成环称为协调环，也叫补偿环。57u一般选用便于制造及便于测量的零
28、件尺寸作为补偿环，取较小的制造公差，这样可放宽难加工零件的尺寸公差。u协调环的尺寸是通过解算尺寸链求得的。58u装配质量稳定可靠u对装配工人的技术等级要求低u装配工作简单、经济、生产率高u便于组织流水装配和自动化装配u可保证零件、部件的互换性u便于组织专业化生产和协作生产u容易解决备件供应u当封闭环要求较严且组成环数目较多时，会提高零件的精度要求，造成零件加工比较困难 59 00STT2220101mSiiiiTk Tk600ST0T iT im0k ik 2220101miiiik TTk(3)(3)表征尺寸分散性的系数，表征尺寸分散性的系数，正态分布时正态分布时k=1=1。61,av ST
29、00,221av Smiiik TTk(4)(4)6200,221av Smiiik TTk0,1av LmiiTT比较上两式可见：当封闭环的公差比较上两式可见：当封闭环的公差T T0 0相同时，组成环的平均相同时，组成环的平均统计公差统计公差T Tav,Sav,S大于平均极值公差大于平均极值公差T Tav,Lav,L。可见大数互换法的实可见大数互换法的实质是使各组成环的公差比完全互换法所规定的公差大，从而质是使各组成环的公差比完全互换法所规定的公差大，从而使组成环的加工比较容易，降低了加工难度及加工成本。但使组成环的加工比较容易，降低了加工难度及加工成本。但是，其结果会使一些产品装配后超出规
30、定的装配精度。是，其结果会使一些产品装配后超出规定的装配精度。比较比较极值公差极值公差统计公差统计公差63u方法：以一定的置信水平P()为依据u置信水平：代表装配后合格产品所占的百分数u超差产品的百分数：1P 通常，封闭环趋近正态分布，取置信水平通常，封闭环趋近正态分布，取置信水平P=99.73%P=99.73%，这时相对这时相对分布系数分布系数k0=1=1，产品中有产品中有1 1P P0.270.27的超差产品的超差产品。在一定生在一定生产条件下，要求适当放大组成环公差时，可取较低的产条件下，要求适当放大组成环公差时，可取较低的P P值值。64u组成环的相对分布系数ki：表征尺寸分散性的系数
31、，取决于组成环的分布形式，正态分布时，k=1。u组成环的相对不对称系数e：表征分布曲线不对称程度的系数。1.17 1.171.14 1.73 1.22 1 k 0.26 -0.26-0.28 0 0 0 e分布曲线分布曲线 外尺寸外尺寸 内尺寸内尺寸 偏态分布偏态分布瑞利分布瑞利分布均匀分布均匀分布三角分布三角分布正态分布正态分布分布特征分布特征2Te2Te2Te65660,21av QmiiTT(5)(5)670,21av EmiiTTk(6)(6)00,221av Smiiik TTk比较比较大小68u同完全互换法相似，只是互换程度不同。u由于大数互换法采用统计公差公式计算，因而扩大了组成
32、环的公差，尤其是在环数较多时，组成环又呈正态分布时，扩大的组成环公差最显著，因而对组成环的加工更为方便。u有少数产品超差。u只要当放大组成环公差所得到的经济效果超过为避免超差所采取的工艺措施花的代价后，才可能采用大数互换法。u常应用于生产节拍不是很严格的成批生产中。如机床和仪器仪表等产品装配中。69 采用互换装配法达到封闭环公差要求，是靠限制组成环采用互换装配法达到封闭环公差要求，是靠限制组成环的加工误差来保证的。当封闭环公差要求很严时，采用互的加工误差来保证的。当封闭环公差要求很严时，采用互换法会使组成环的加工很困难或很不经济。为此，当尺寸换法会使组成环的加工很困难或很不经济。为此，当尺寸链
33、环数不多时，可采用分组装配法。链环数不多时，可采用分组装配法。70如图，装配技术要求规定：活塞销如图，装配技术要求规定：活塞销1 1与活塞销孔在冷态装配时，与活塞销孔在冷态装配时，应有应有0.00250.0075mm0.00250.0075mm的过盈量，即最大和最小过的过盈量，即最大和最小过盈量盈量71分别为分别为maxminmax0.0075YDdmm minmaxmin0.0025YDdmm 封闭环公差封闭环公差T0过盈公差为：过盈公差为：0maxmin0.0050TYYmm若采用完全互换法装配，则销与孔的平均极值公差若采用完全互换法装配，则销与孔的平均极值公差,0.0025av LTmm
34、当销与销孔的基本尺寸为当销与销孔的基本尺寸为26mm26mm时，其公差等级为时，其公差等级为IT2IT2。加加工困难，不经济。工困难，不经济。7200.01028dmm0.0050.01528Dmm7374u 配合件的公差应相等，公差要向同方向增大，增大的倍数应等配合件的公差应相等，公差要向同方向增大，增大的倍数应等于分组数。于分组数。u 由于装配精度取决于分组公差，所以由于装配精度取决于分组公差，所以配合件的表面粗糙度和形配合件的表面粗糙度和形状公差状公差均需与分组公差相适应，均需与分组公差相适应，不能随尺寸公差的增大而放大不能随尺寸公差的增大而放大。表面粗糙度和形状公差一般应小于分组公差的
35、表面粗糙度和形状公差一般应小于分组公差的5050。因此，。因此，分分组法的组数不能任意增加，它受零件表面粗糙度和形状公差的组法的组数不能任意增加，它受零件表面粗糙度和形状公差的限制。限制。u 为保证对应组内相配件的数量要配套，为保证对应组内相配件的数量要配套，相配件的尺寸分布应相相配件的尺寸分布应相同同，如同为正态分布或同方向的偏态分布；否则，将如下图所，如同为正态分布或同方向的偏态分布；否则，将如下图所示产生剩余零件。为此，在实际生产中常常专门生产一些与剩示产生剩余零件。为此，在实际生产中常常专门生产一些与剩余件配套的零件，以解决积压剩余件问题。余件配套的零件，以解决积压剩余件问题。正确采用
36、分组装配法的正确采用分组装配法的关键关键，是，是保证分组后各对应组的配合性质保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求和配合公差满足设计要求。同时，。同时，对应组内相配件的数量要配套对应组内相配件的数量要配套。为此，必须满足以下条件：为此，必须满足以下条件：75u可降低对组成环的加工要求，而不降低装配精度。u增加了测量、分组和配套工作。u当组成环数较多时，工作量繁重。u适用于成批、大量生产中封闭环公差要求很严、尺寸链组成环很少的装配尺寸链中。如精密偶件的装配、精密机床中精密件的装配和滚动轴承的装配。76 该法也是先将组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大，但不需预先测量分组，而是在装
37、配时直接从待装配的零件中选择合适的零件进行装配，满足装配精度要求。特点：装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平，装配工时不稳定。应用场合：用于封闭环公差要求不太严、产品的产量不大或生产节拍要求不很严格的成批生产中。如发动机活塞与活塞环装配。是分组装配和直接选择装配的复合形式。先将组成环的公差相对于互换法所求之值增大，零件加工后预先测量、分组，装配时工人将在各对应组内进行选择装配。特点：能提高装配精度，又不必过多增加分组数；但装配精度仍依赖工人技术水平，工时不稳定。常用于相配件公差不等时，作为分组装配法的一种补充形式。如发动机中气缸与活塞的装配。77在成批生产中，若装配尺寸链的封闭环公差要求较
38、严，组成环又较多时，用互换装配法势必要求组成环的公差很小，提高了装配精度，造成零件加工困难，并影响机器制造的经济性。若用分组装配法，又会因装配尺寸链环数多，使测量、分组和配套工作变得非常困难和复杂，甚至造成生产上的混乱。在，当封闭环公差要求较严，即使组成环数很少，也会因零件生产数量少而不能采用分组装配法。将尺寸链中各组成环的公差相对于互换法所求之值增大，使其能按现有生产条件下较经济的公差制造，装配时去除补偿环(预先选定的某一组成环)部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求。是用来补偿其他各组成环由于公差放大后所产生的累积误差。78u修配法采用极值公式计算。：正确选择补偿环和确
39、定其尺寸及极限偏差。：l要便于装拆，易于修配。一般应选形状比较简单、修配面较小的零件；l尽量不选公共组成环，而应选只与一项装配精度有关的环。：l选择补偿环l按经济加工精度确定除了补偿环之外的组成环的公差及偏差，并按如体原则确定上述各组成环的尺寸l确定补偿环的尺寸和极限偏差79如右图所示的铣床矩形导轨的装配结构。压板是修配件。装配精度要求是控制装配间隙。经分析可知：修磨A面可以使装配间隙减小，这是“越修越小”的情况。修磨B面可以使装配间隙增大，这是“越修越大”的情况。80为保证修配量足够和最小，放大组成环公差后实际封闭环的公差带和设计要求封闭环的公差带之间的相对关系应满足T0设计要求封闭环的公差
40、L0max设计要求最大极限尺寸L0min设计要求最小极限尺寸T0E表示放大组成环公差后封闭环的公差L0Emax放大组成环公差后最大极限尺寸L0Emin放大组成环公差后最小极限尺寸Fmax表示最大修配量(7)(7)max0max0LLE81为保证修配量足够和最小，放大组成环公差后实际封闭环的公差带和设计要求封闭环的公差带之间的相对关系应满足T0设计要求封闭环的公差L0max设计要求最大极限尺寸L0min设计要求最小极限尺寸T0E表示放大组成环公差后封闭环的公差L0Emax放大组成环公差后最大极限尺寸L0Emin放大组成环公差后最小极限尺寸Fmax表示最大修配量(8)(8)min0min0LLE8
41、2上述两种情况下的最大修配量均为：0100maxTTTTFmiiiL(9)(9)当已知各组成环放大后的公差，并按入体原则确定组成环的极限偏差后，就可按式(7)或(8)求出补偿环的某一极限尺寸(或极限偏差)，再由已知的补偿环公差求出补偿环的另一极限尺寸(偏差)补偿环需要预留供装配时修配加工，如何安排补偿环修配量，因补偿环是增环还是减环，有所不同“越修越大”的情况，补偿环加工尺寸预先小一些，留修配量。“越修越小”的情况，补偿环加工尺寸预先大一些，留修配量。“越修越大”的情况，补偿环加工尺寸预先大一些，留修配量。“越修越小”的情况，补偿环加工尺寸预先小一些，留修配量。83例例5 如图所示为卧式车床床
42、头和尾座两顶尖等高度要求为如图所示为卧式车床床头和尾座两顶尖等高度要求为00.06mm(只许尾座高只许尾座高)的结构示意图。已知：的结构示意图。已知：A1=202mm，A2=46mm,A3=156mm。求各尺寸公差及偏差。求各尺寸公差及偏差。84根据题意，可建立根据题意，可建立b b图的尺寸链。其中图的尺寸链。其中A0=0A0=0+0.06+0.060 0；A1A1为减为减环，环，1 11 1；A2A2、A3A3为增环，为增环，231。若按完全若按完全互换法用极值公差公式计算，各组成环的平均公差为互换法用极值公差公式计算，各组成环的平均公差为0,0.060.023av LTTm85解：（1 1
43、）选择补偿环）选择补偿环 因组成环因组成环A A2 2尾座底板的形状简单，表面面尾座底板的形状简单，表面面积较小，便于刮研修配，所以选择积较小，便于刮研修配，所以选择A A2 2为补偿环为补偿环（2 2）确定各组成环公差）确定各组成环公差 根据各组成环所采用的加工方法的根据各组成环所采用的加工方法的经济精度确定其公差。经济精度确定其公差。A A1 1和和A A3 3采用镗模加工，取采用镗模加工，取T1=T3T1=T3=0.1mm=0.1mm；底板采用半精刨加工，取；底板采用半精刨加工，取T2=0.15mmT2=0.15mm（3 3）计算补偿环）计算补偿环A A2 2的最大修配量的最大修配量ma
44、x0001(0.1 0.150.1 0.06)0.29miiiFTTTTmm（4 4）确定除补偿环外各组成环的极限偏差）确定除补偿环外各组成环的极限偏差 因因A A1 1和和A A3 3是孔轴是孔轴线和底面的位置尺寸，故偏差按对称分布，即线和底面的位置尺寸，故偏差按对称分布，即A A1 12022020.050.05；A A3 31561560.050.0586（5 5）计算补偿环）计算补偿环A2A2的尺寸及极限偏差的尺寸及极限偏差1）判别补偿环A2修配时对封闭环A0的影响越修越小越修越小2）计算补偿环尺寸及极限偏差min0min0LLE2min0min3min1max0(1560.05)(2
45、020.05)46.1AAAAmm20.15Tmm2max2min246.25AATmm0.2520.1046Ammmin0min0AAE87（6 6）分析）分析实际生产中，为提高接触精度还应考虑底板底面在总装时必须留有一定的刮研量。上面求出的A2，其最大刮研量为0.29mm时，符合要求，但最小刮研量为0时就不符合总装要求，所以必须将A2加大。对底板而言，最小刮研量可留0.1mm，所以A2应加大0.1mm，即0.3520.2046Amm88例例6 图示链轮装配，装配技术要求链轮图示链轮装配，装配技术要求链轮轴向间隙轴向间隙A0应在应在0.050.20mm之间。之间。已知已知A1=2.5，A2=
46、52，A3=4.5，A4=40，Ak=5。试用修配法确定装配尺寸关系。试用修配法确定装配尺寸关系中各组成环的设计尺寸。中各组成环的设计尺寸。：从装配精度看，链轮轴向间隙A0要求控制在0.050.20mm之间。本例组成环环数较多，如根据极值法和概率法计算，采用互换法无法实现装配精度要求，所以此处采用修配法。（1）建立尺寸链如图所示。确定A0为封闭环。20.005.000A89（2）计算组成环平均公差03.0515.00mTTavL（3）选择A5为协调环（修配环），记为Ak，即Ak=A5，属于“越修越大”的情况（4）按经济加工精度确定除了协调环之外的组成环公差及偏差1.01T12.02T05.03
47、T1.04T03.0kT按“入体原则”确定各组成环的尺寸如下：01.0252A005.035.4A010.0440A01.015.2A（5）计算封闭环的实际公差mmTTTTTTkL40.04321090（6）计算补偿环的最大补偿量mmTTFL25.015.040.000max（7）计算除补偿环外的各组成环的中间偏差125.0220.005.0005.0210.0106.0212.02025.0205.0305.0210.04则补偿环的中间偏差为：k43120060.0k（8）初步拟定补偿环的尺寸计算中间尺寸：mmAAkkkm94.4)06.0(591因此按对称公差初步拟定补偿环尺寸为：015.
48、094.4kcA（9）验算装配后封闭环的极限偏差325.040.021125.02100max0LmETAL075.040.021125.02100min0LmETAL按照装配精度要求，封闭环的极限偏差应为：20.0max0L05.0min0L由于这是一例“越修越大”的情况，配置修配量要求：max0max0LLE因此需要对初步拟定的015.0940.4kcA进行修正kA是减环，确定补偿环尺寸：92003.0max0max008.5125.0015.094.4)(LLAAEkck（10）整理计算结果93u可降低对组成环的加工要求u利用修配补偿环的方法可获得较高的装配精度，在尺寸链环数较多时，有较
49、大优势u修配工作需要技术熟练的工人u生产率低u没有一定节拍，不易组织流水装配u产品无互换性大批量生产中很少采用修配法，在单件小批生产中广泛采用修配法；中批生产中，在一些封闭环要求较严的多环装配尺寸链大多采用修配法94u概念：将尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大，使其能按该生产条件下较经济的公差制造，装配时用调整的方法改变补偿环的实际尺寸或位置，使封闭环达到其公差与极限偏差要求。u适用场合：用于封闭环公差要求较严而组成环又较多的装配尺寸链。u计算方法：极值法。u分类：l固定调整法l可动调整法l误差抵消调整法95u概念：采用调整的方法改变补偿环的位置，使封闭环达到其公差与极限偏差要
50、求的方法。u常用的补偿环：螺栓、斜面、挡环、孔轴联接中的间隙等。96u特点：调整方便，能获得比较高的精度，可以补偿由于磨损和变形等引起的误差，使设备恢复原有精度。缺点是削弱了系统的刚性。u应用场合：主要用于传动机构或易磨损的机构中。(a)(a)(b)(b)(c)(c)轴承挡圈楔块97u概念：采用调整的方法改变补偿环的实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的方法。u对补偿环的要求：形状简单，便于装拆。u改变补偿环实际尺寸的方法：预先按一定的尺寸要求制成若干组不同尺寸的补偿环，供装配时选用根据封闭环公差和极限偏差要求，分别装入不同尺寸的补偿环。因此，需要。98u确定补偿量：00LFTT实际封闭
