1、【教学目的和要求】【教学目的和要求】了解装配的概念、装配精度的内容，掌握保证装了解装配的概念、装配精度的内容，掌握保证装配精度的方法及其特点。具备选用合理装配方法的初步能力。配精度的方法及其特点。具备选用合理装配方法的初步能力。【教学内容摘要】【教学内容摘要】一、概述一、概述 二、装配精度二、装配精度 三、装配尺寸链简介三、装配尺寸链简介 四、保证装配精度的方法四、保证装配精度的方法【教学重点、难点】【教学重点、难点】重点：掌握装配的概念、装重点：掌握装配的概念、装 配精度的内容配精度的内容l 难点：装配方法的选择难点：装配方法的选择【教学方法和使用教具】【教学方法和使用教具】讲授讲授【教学时
2、数】【教学时数】4 41.1.装配的概念装配的概念2.2.装配的内容装配的内容 根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。由若干零件配合、联接在一起，成为机械产品的某一组成部分即部件，这一装配工艺过程称为部装。把零件和部件进一步装配成最终产品的过程称为总装。部件进入装配是有层次的，通常把直接进入产品总装配的部件称为组件；直接进入组件装配的部件称为第一级分组件；直接进入第一级分组件装配的部件称为第二级分组件；依此类推。机械产品结构越复杂，分组件的级数就越多。常见的装配工作包括：清洗、联接、校正调整与常见的装配工作包括：清洗、联接、校正调整与配作、平衡
3、、验收试验以及油漆、包装等内容。配作、平衡、验收试验以及油漆、包装等内容。装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节。装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节。装配工作对产品质量影响很大。若装配不当，即使所装配工作对产品质量影响很大。若装配不当，即使所有零件都合格，也不一定装配出合格的、高质量的机有零件都合格，也不一定装配出合格的、高质量的机械产品。反之，若零件制造精度并不高，而在装配中械产品。反之，若零件制造精度并不高，而在装配中采用适当的工艺方法，如进行选配、修配、调整等，采用适当的工艺方法，如进行选配、修配、调整等，也能使产品达到规定的技术要求。也能使产品达到规定的技术要求。1 1装配
4、精度的概念装配精度的概念2 2装配精度与零件精度的关系装配精度与零件精度的关系 装配精度是产品设计时根据使用性能要求规装配精度是产品设计时根据使用性能要求规 定的装配时必须保证的质量指标。定的装配时必须保证的质量指标。（1 1）距离精度）距离精度 距离精度指相关零部件间的距离尺距离精度指相关零部件间的距离尺 寸精度，包括间隙、过盈等配合要求。寸精度，包括间隙、过盈等配合要求。（2 2）相互位置精度）相互位置精度 装配中的相互位置精度是指产装配中的相互位置精度是指产 品中相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度品中相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度 及各种跳动等。及各种跳动等。（3 3）相对运动精
5、度）相对运动精度 相对运动精度指产品中相对运相对运动精度指产品中相对运 动的零部件间在运动方向和相对运动速度上的动的零部件间在运动方向和相对运动速度上的 精度，主要表现为运动方向的直线度、平行度精度，主要表现为运动方向的直线度、平行度 和垂直度，相对运动速度的精度即传动精度。和垂直度，相对运动速度的精度即传动精度。（4 4）接触精度）接触精度 接触精度是指相互配合表面、接触接触精度是指相互配合表面、接触 表面间接触面积的大小和接触点的分布情况。表面间接触面积的大小和接触点的分布情况。机械产品是由众多零部件组成，显然装配精度首先取机械产品是由众多零部件组成，显然装配精度首先取决于相关零部件精度，
6、尤其是关键零部件的精度。例如决于相关零部件精度，尤其是关键零部件的精度。例如卧式车床的尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决卧式车床的尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨于床身导轨A A与与B B的平行度的平行度（如图（如图28-128-1所示）所示）；又如车床；又如车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A A0 0，就主要取决，就主要取决于主轴箱、尾座及底板的于主轴箱、尾座及底板的A A1 1、A A2 2及及A A3 3的尺寸精度的尺寸精度（如图（如图28-228-2所示）所示）。其次，装配精度的保证还取决于装配方法。其次，装配精度的保证还取决
7、于装配方法。图图28-228-2所所示示的等高度的等高度A A0 0的精度要求是很高的，如果靠控制尺寸的精度要求是很高的，如果靠控制尺寸A A1 1、A A2 2及及A A3 3的精度来达到的精度来达到A A0 0的精度是很不经济的。实际生产中的精度是很不经济的。实际生产中常按经济精度来制造相关零部件尺寸常按经济精度来制造相关零部件尺寸A A1 1、A A2 2及及A A3 3，装配时，装配时则采用修配底板则采用修配底板3 3的工艺措施保证等高度的工艺措施保证等高度A A0 0的精度。的精度。l例如卧式车床的尾座例如卧式车床的尾座移动对溜板移动的平移动对溜板移动的平行度，就主要取决于行度，就主
8、要取决于床身导轨床身导轨A A与与B B的平行的平行度度（如图（如图28-128-1所示）所示）1 1装配尺寸链的概念装配尺寸链的概念2 2装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 3 3装配尺寸链的计算装配尺寸链的计算 产品或部件在装配过程中，由相关零部件的有关尺寸产品或部件在装配过程中，由相关零部件的有关尺寸（表面或中心线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直（表面或中心线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度）所组成的尺寸链称为装配尺寸链度或同轴度）所组成的尺寸链称为装配尺寸链（如图（如图28-2b28-2b所示）所示）。在装配尺寸链中，每一个尺寸都是尺寸链的组成环，在装配尺寸链中，每一个
9、尺寸都是尺寸链的组成环，如如A A1 1、A A2 2、A A3 3，它们是进入装配的零件或部件的有关尺寸，它们是进入装配的零件或部件的有关尺寸，而而装配精度指标常作为封闭环装配精度指标常作为封闭环，如，如A A0 0。显然，封闭环不是。显然，封闭环不是一个零件或一个部件上的尺寸，而是不同零件或部件的表一个零件或一个部件上的尺寸，而是不同零件或部件的表面或中心线之间的相对位置尺寸，它是装配后形成的。面或中心线之间的相对位置尺寸，它是装配后形成的。更多更多 各组成环都有加工误差，所有组成环的误差累积就形成封闭环的误差。因此，各组成环都有加工误差，所有组成环的误差累积就形成封闭环的误差。因此，应用
10、装配尺寸链就便于揭示累积误差对装配精度的影响，并可列出计算公式，进应用装配尺寸链就便于揭示累积误差对装配精度的影响，并可列出计算公式，进行定量分析计算，据此来确定合理的装配方法和零件相关尺寸的公差。行定量分析计算，据此来确定合理的装配方法和零件相关尺寸的公差。装配尺寸链按照各环的几何特性和所处的空间位置，可分为：线性尺寸链、角装配尺寸链按照各环的几何特性和所处的空间位置，可分为：线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。其中最常见的是前两种。度尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。其中最常见的是前两种。线性尺寸链是由彼此平行的直线尺寸所组成的尺寸链线性尺寸链是由彼此平行的直线尺寸所组成的尺寸链
11、(如图如图28-2b28-2b所示所示),),它所它所涉及的都是距离尺寸的精度问题。涉及的都是距离尺寸的精度问题。角度尺寸链是由角度（含平行度和垂直度）尺寸所组成的尺寸链，其各环的角度尺寸链是由角度（含平行度和垂直度）尺寸所组成的尺寸链，其各环的几何特征多为平行度或垂直度（几何特征多为平行度或垂直度（如图如图28-328-3所示所示）。它所涉及的都是相互位置精度）。它所涉及的都是相互位置精度问题。问题。应用装配尺寸链分析与解决装配精度问题关键步骤有三：第一是建立装配尺应用装配尺寸链分析与解决装配精度问题关键步骤有三：第一是建立装配尺寸链；第二是确定达到装配精度的方法；第三是作出必要的计算。最终
12、目的是确寸链；第二是确定达到装配精度的方法；第三是作出必要的计算。最终目的是确定经济的、至少是可行的零件相关尺寸的公差。定经济的、至少是可行的零件相关尺寸的公差。正确地建立装配尺寸链，是运用尺寸链原理分析和解决零件精度与正确地建立装配尺寸链，是运用尺寸链原理分析和解决零件精度与装配精度关系问题的基础。装配精度关系问题的基础。装配尺寸链的封闭环为产品或部件的装配精度。找出对装配精度有装配尺寸链的封闭环为产品或部件的装配精度。找出对装配精度有直接影响的零部件尺寸和位置关系，即可查明装配尺寸链的各组成环。直接影响的零部件尺寸和位置关系，即可查明装配尺寸链的各组成环。可见，正确查找组成环是建立装配尺寸
13、链的关键。可见，正确查找组成环是建立装配尺寸链的关键。一般查找装配尺寸链组成环的方法是：首先根据装配精度要求确定一般查找装配尺寸链组成环的方法是：首先根据装配精度要求确定封闭环，然后取封闭环两端的那两个零部件为起点，沿着装配精度要封闭环，然后取封闭环两端的那两个零部件为起点，沿着装配精度要求的位置方向，以零部件装配基准面为查找线索，分别找出影响装配求的位置方向，以零部件装配基准面为查找线索，分别找出影响装配精度要求的有关零部件，直至找到同一个基准零部件或同一基准表面精度要求的有关零部件，直至找到同一个基准零部件或同一基准表面为止。这样，各有关零部件上直接联接相邻零部件装配基准间的尺寸为止。这样
14、，各有关零部件上直接联接相邻零部件装配基准间的尺寸或位置关系，即为装配尺寸链中的组成环。或位置关系，即为装配尺寸链中的组成环。当然，查找装配尺寸链也可从封闭环的一端开始，依次查找相关零当然，查找装配尺寸链也可从封闭环的一端开始，依次查找相关零部件直到封闭环的另一端。还可从共同的基准面或零部件开始，分别部件直到封闭环的另一端。还可从共同的基准面或零部件开始，分别查找到封闭环的两端。查找到封闭环的两端。装配尺寸链的计算有两种方法：极值法（极大极小法）和概装配尺寸链的计算有两种方法：极值法（极大极小法）和概率法。极值法计算装配尺寸链的方法与工艺尺寸链的解算方法率法。极值法计算装配尺寸链的方法与工艺尺
15、寸链的解算方法相同。这种方法的特点是简单可靠，但当封闭环公差较小或组相同。这种方法的特点是简单可靠，但当封闭环公差较小或组成环较多时，会使各组成环公差太小而加工困难。根据概率论成环较多时，会使各组成环公差太小而加工困难。根据概率论的基本原理，首先，在一个稳定的工艺系统中进行较大批量加的基本原理，首先，在一个稳定的工艺系统中进行较大批量加工时，零件的加工误差出现极值的可能性是很小的。其次，装工时，零件的加工误差出现极值的可能性是很小的。其次，装配时，各零件误差同时出现极值的配时，各零件误差同时出现极值的“最坏组合最坏组合”的可能性就更的可能性就更小。若组成环数较多，装配时零件出现小。若组成环数较
16、多，装配时零件出现“最坏组合最坏组合”的机会就的机会就更加微小，上可忽略不计。显然极值法以缩小组成环公差为代更加微小，上可忽略不计。显然极值法以缩小组成环公差为代价换取装配中极少出现的极端情况下的产品合格是不经济的。价换取装配中极少出现的极端情况下的产品合格是不经济的。而以概率论原理为基础建立的尺寸链计算方法，即概率法，在而以概率论原理为基础建立的尺寸链计算方法，即概率法，在上述情况下比极值法将更合理，这里我们不做介绍。上述情况下比极值法将更合理，这里我们不做介绍。1.1.互换法互换法 4.4.、调整法、调整法 2.2.选配法选配法 (1)(1)可动调整法可动调整法 （1 1）直接选配法）直接
17、选配法 (2)(2)固定调整法固定调整法 （2 2）分组装配法）分组装配法 (3)(3)误差抵消调整误差抵消调整法法 （3 3）复合选配法）复合选配法 3.3.修配法修配法 （1 1）单件修配法）单件修配法 （2 2）合并加工修配法）合并加工修配法 （3 3）自身加工修配法）自身加工修配法 互换法是装配过程中，同种零部件互换后仍能达到装互换法是装配过程中，同种零部件互换后仍能达到装配精度要求的一种方法。产品采用互换装配法时，装配精配精度要求的一种方法。产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零部件的加工精度。互换法的实质就是用控度主要取决于零部件的加工精度。互换法的实质就是用控制零部件的加工误
18、差来保证产品的装配精度。制零部件的加工误差来保证产品的装配精度。采用互换法保证产品装配精度时，零部件公差的确定采用互换法保证产品装配精度时，零部件公差的确定有两种方法：极值法和概率法。采用极值法时，如果各有有两种方法：极值法和概率法。采用极值法时，如果各有关零部件（组成环）的公差之和小于或等于装配公差（封关零部件（组成环）的公差之和小于或等于装配公差（封闭环公差），故装配中同种零部件可以完全互换，即装配闭环公差），故装配中同种零部件可以完全互换，即装配时零部件不经任何选择、修配和调整，均能达到装配精度时零部件不经任何选择、修配和调整，均能达到装配精度的要求，因此称为的要求，因此称为“完全互换法
19、完全互换法”。更多更多 采用概率法时，如果各有关零部件（组成环）公差值合适，当生产条采用概率法时，如果各有关零部件（组成环）公差值合适，当生产条件比较稳定，从而使各组成环的尺寸分布也比较稳定时，也能达到完全件比较稳定，从而使各组成环的尺寸分布也比较稳定时，也能达到完全互换的效果。否则，将有一部分产品达不到装配精度的要求，因此称为互换的效果。否则，将有一部分产品达不到装配精度的要求，因此称为“不完全互换法不完全互换法”，也称为，也称为“大数互换法大数互换法”。显然，概率法适用于较大。显然，概率法适用于较大批量生产。批量生产。用不完全互换法比用完全互换法对各组成环加工要求放松了，可降低用不完全互换
20、法比用完全互换法对各组成环加工要求放松了，可降低各组成环的加工成本。但装配后可能会有少量的产品达不到装配精度要各组成环的加工成本。但装配后可能会有少量的产品达不到装配精度要求。这一问题一般可通过更换组成环中的求。这一问题一般可通过更换组成环中的1 12 2个零件加以解决。个零件加以解决。采用完全互换法进行装配，可以使装配过程简单，生产率高，易于组采用完全互换法进行装配，可以使装配过程简单，生产率高，易于组织流水作业及自动化装配，也便于采用协作方式组织专业化生产。因此，织流水作业及自动化装配，也便于采用协作方式组织专业化生产。因此，只要能满足零件加工的经济精度要求，无论何种生产类型都应首先考虑只
21、要能满足零件加工的经济精度要求，无论何种生产类型都应首先考虑采用完全互换法装配。但是当装配精度要求较高，尤其是组成环数较多采用完全互换法装配。但是当装配精度要求较高，尤其是组成环数较多时，零件就难以按经济精度制造。这时在较大批量生产条件下，就可考时，零件就难以按经济精度制造。这时在较大批量生产条件下，就可考虑采用不完全互换法装配。虑采用不完全互换法装配。在大量或成批生产条件下，当装配精度要求很高且组成在大量或成批生产条件下，当装配精度要求很高且组成 环数较少时，可考虑采用选配法装配。环数较少时，可考虑采用选配法装配。选配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程选配法是将尺寸链中组成环的公差
22、放大到经济可行的程 度来加工，装配时选择适当的零件配套进行装配，以保证装配精度要求度来加工，装配时选择适当的零件配套进行装配，以保证装配精度要求的一种装配方法。的一种装配方法。选配法有三种不同的形式：直接选配法、分组装配法和复合选配法。选配法有三种不同的形式：直接选配法、分组装配法和复合选配法。1 1直接选配法直接选配法 装配时，由工人从许多待装的零件中，直接选取合适的零件进行装装配时，由工人从许多待装的零件中，直接选取合适的零件进行装配，来保证装配精度的要求。这种方法的特点是：装配过程简单，但装配，来保证装配精度的要求。这种方法的特点是：装配过程简单，但装配质量和时间很大程度上取决于工人的技
23、术水平。由于装配时间不易准配质量和时间很大程度上取决于工人的技术水平。由于装配时间不易准确控制，所以不宜用于节拍要求较严的大批大量生产中。确控制，所以不宜用于节拍要求较严的大批大量生产中。2 2分组装配法分组装配法 分组装配法又称分组互换法，它是将组成环的公差相对完全互换分组装配法又称分组互换法，它是将组成环的公差相对完全互换法所求之值放大数倍，使其能按经济精度进行加工。装配时先测量尺法所求之值放大数倍，使其能按经济精度进行加工。装配时先测量尺寸，根据尺寸大小将零件分组，然后按对应组分别进行装配，来达到寸，根据尺寸大小将零件分组，然后按对应组分别进行装配，来达到装配精度的要求。而且组内零件装配
24、是完全互换的。装配精度的要求。而且组内零件装配是完全互换的。3 3复合选配法复合选配法 复合选配法是直接选配法与分组装配法两种方法的复合，即零件复合选配法是直接选配法与分组装配法两种方法的复合，即零件公差可适当放大，加工后先测量分组，装配时再在各对应组内由工人公差可适当放大，加工后先测量分组，装配时再在各对应组内由工人进行直接选配。这种方法的特点是配合件的公差可以不等，且装配质进行直接选配。这种方法的特点是配合件的公差可以不等，且装配质量高，速度较快，能满足一定生产节拍要求。如发动机气缸与活塞的量高，速度较快，能满足一定生产节拍要求。如发动机气缸与活塞的装配多采用这种方法。装配多采用这种方法。
25、在单件小批或成批生产中，当装配精度要求较高，装在单件小批或成批生产中，当装配精度要求较高，装配尺寸链的组成环数较多时，常采用修配法来保证装配精配尺寸链的组成环数较多时，常采用修配法来保证装配精度要求。度要求。所谓修配法，就是将装配尺寸链中组成环按经济加工所谓修配法，就是将装配尺寸链中组成环按经济加工精度制造，装配时按各组成环累积误差的实测结果，通过精度制造，装配时按各组成环累积误差的实测结果，通过修配某一预先选定的组成环尺寸，或就地配制这个环，以修配某一预先选定的组成环尺寸，或就地配制这个环，以减少各组成环由于按经济精度制造而产生的累积误差，使减少各组成环由于按经济精度制造而产生的累积误差，使
26、封闭环达到规定精度的一种装配工艺方法。封闭环达到规定精度的一种装配工艺方法。(1)(1)单件修配法单件修配法 在装配时，选定某一固定的零件作修配件进行修配，在装配时，选定某一固定的零件作修配件进行修配，以保证装配精度的方法称为单件修配法。此法在生产中应以保证装配精度的方法称为单件修配法。此法在生产中应用最广。用最广。(2)(2)合并加工修配法合并加工修配法 这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个零这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个零件进行修配。这样减少了组成环的数目，从而减少了修配件进行修配。这样减少了组成环的数目，从而减少了修配量。量。合并加工修配法虽有上述优点，但是由于零件
27、合并要合并加工修配法虽有上述优点，但是由于零件合并要对号入座，给加工、装配和生产组织工作带来不便。因此对号入座，给加工、装配和生产组织工作带来不便。因此多用于单件小批生产中。多用于单件小批生产中。在机床制造中，利用机床本身的切削加工能力，用在机床制造中，利用机床本身的切削加工能力，用自己加工自己的方法可以方便地保证某些装配精度要自己加工自己的方法可以方便地保证某些装配精度要求，这就是自身加工修配法。这种方法在机床制造中求，这就是自身加工修配法。这种方法在机床制造中应用极广。应用极广。修配法最大的优点就是各组成环均可按经济精度制修配法最大的优点就是各组成环均可按经济精度制造，而且可获得较高的装配
28、精度。但由于产品需逐个造，而且可获得较高的装配精度。但由于产品需逐个修配，所以没有互换性，且装配劳动量大，生产率低，修配，所以没有互换性，且装配劳动量大，生产率低，对装配工人技术水平要求高。因而修配法主要用于单对装配工人技术水平要求高。因而修配法主要用于单件小批生产和中批生产中装配精度要求较高的情况下件小批生产和中批生产中装配精度要求较高的情况下 。调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配时，通过调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配时，通过更换尺寸链中某一预先选定的组成环零件或调整其位置来保证装更换尺寸链中某一预先选定的组成环零件或调整其位置来保证装配精度的方法。装配时进行更换
29、或调整的组成环零件叫调整件，配精度的方法。装配时进行更换或调整的组成环零件叫调整件，该组成环称调整环。该组成环称调整环。调整法和修配法在原理上是相似的，但具体方法不同。调整法和修配法在原理上是相似的，但具体方法不同。根据调整方法的不同，调整法可分为：可动调整法、固定调整根据调整方法的不同，调整法可分为：可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法三种。法和误差抵消调整法三种。在装配时，通过调整、改变调整件的位置来保证装配精度的方法在装配时，通过调整、改变调整件的位置来保证装配精度的方法称为可动调整法。称为可动调整法。在产品装配中，可动调整法的应用较多。在产品装配中，可动调整法的应用较多。如图如图28
30、-4a 28-4a 所示所示为调整为调整套筒的轴向位置以保证齿轮轴向间隙套筒的轴向位置以保证齿轮轴向间隙的要求；的要求；图图28-4b 28-4b 所示所示为调为调整镶条的位置以保证导轨副的配合间隙；整镶条的位置以保证导轨副的配合间隙；图图28-4c 28-4c 所示所示为调整楔块为调整楔块的上下位置以调整丝杠螺母副的轴向间隙。的上下位置以调整丝杠螺母副的轴向间隙。可动调整法不仅能获得较理想的装配精度，而且在产品使用中，可动调整法不仅能获得较理想的装配精度，而且在产品使用中，由于零件磨损使装配精度下降时，可重新调整使产品恢复原有精度，由于零件磨损使装配精度下降时，可重新调整使产品恢复原有精度，
31、所以，该法在实际生产中应用较广。所以，该法在实际生产中应用较广。在装配时，通过更换尺寸链中某一预先选定在装配时，通过更换尺寸链中某一预先选定的组成环零件来保证装配精度的方法称为固定调的组成环零件来保证装配精度的方法称为固定调整法。预先选定的组成环零件即调整件，需要按整法。预先选定的组成环零件即调整件，需要按一定尺寸间隔制成一组专用零件，以备装配时根一定尺寸间隔制成一组专用零件，以备装配时根据各组成环所形成累积误差的大小进行选择。故据各组成环所形成累积误差的大小进行选择。故选定的调整件应形状简单，制造容易，便于装拆。选定的调整件应形状简单，制造容易，便于装拆。常用的调整件有垫片，套筒等。常用的调
32、整件有垫片，套筒等。固定调整法常用于大批大量生产和中批生产固定调整法常用于大批大量生产和中批生产中装配精度要求较高的多环尺寸链。中装配精度要求较高的多环尺寸链。在产品或部件装配时，通过调整有关零件的相互位置，使其加工误差相互抵消一部分，以提高装配的精度，这种方法叫做误差抵消调整法。该方法在机床装配时应用较多，如在机床主轴装配时，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。在机械产品装配时，应根据产品的结构、装配精度要求、装配尺寸链环数的多少、生产类型及具体生产条件等因素合理选择装配方法。一般情况下，只要组成环的加工比较经济可行时，就应优先采用完全互换法。若生产批量较大，组成环又较多时应考虑采用不完全互换法。当采用互换法装配使组成环加工比较困难或不经济时，可考虑采用其它方法：大批大量生产，组成环数较少时可以考虑采用分组装配法，组成环数较多时应采用调整法；单件小批生产常用修配法，成批生产也可酌情采用修配法。
