第13講_裝配方法與裝配尺寸鏈

1、第第1 1頁頁機械制造工程機械制造工程第十二講 裝配方法和裝配尺寸鏈計算機械制造工程機械制造工程浙江大學機械工程學系現(xiàn)代制造工程研究所浙江大學機械工程學系現(xiàn)代制造工程研究所第第2 2頁頁機械制造工程機械制造工程提綱u裝配方法與裝配尺寸鏈u裝配尺寸鏈解算u裝配技術第第3 3頁頁機械制造工程機械制造工程裝配概念u裝配是指按規(guī)定的技術要求，將零件、組件或部件等進行配合連接，使之成為半成品或成品的過程零件零件零件零件標準件標準件組裝組裝組件組件零件零件標準件標準件部裝部裝部件部件組件組件零件零件標準件標準件總裝總裝產(chǎn)品產(chǎn)品第第4 4頁頁機械制造工程機械制造工程裝配精度與裝配尺寸鏈u裝配精度是指產(chǎn)品裝配

2、時應達到的最低精度，是確定零件加工精度、選擇裝配方法和制定裝配工藝規(guī)程的主要依據(jù)u零件是產(chǎn)品的基本組成部分，其加工精度與產(chǎn)品的裝配精度密切相關u為保證裝配精度，需要用尺寸鏈方法來分析與計算第第5 5頁頁機械制造工程機械制造工程u研究裝配尺寸鏈的目的就是為了要保證裝配精度的要求，通過研究裝配精度與零件精度的關系，使機械的結(jié)構(gòu)設計和制造工藝在一定的生產(chǎn)規(guī)模下，最經(jīng)濟地最合理地保證質(zhì)量第第6 6頁頁機械制造工程機械制造工程裝配尺寸鏈u裝配尺寸鏈是由相關零件、組件和部件中的相關尺寸所形成的封閉尺寸組合u裝配尺寸鏈與工藝尺寸鏈共同點：由一個封閉環(huán)、若干個組成環(huán)構(gòu)成，組成環(huán)又共同點：由一個封閉環(huán)、若干個組

3、成環(huán)構(gòu)成，組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)；形式也有長度尺寸鏈、角度尺寸鏈、可分為增環(huán)和減環(huán)；形式也有長度尺寸鏈、角度尺寸鏈、直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈等；直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈等；不同點：工藝尺寸鏈的各環(huán)均屬于同一個零件；而裝配不同點：工藝尺寸鏈的各環(huán)均屬于同一個零件；而裝配尺寸鏈的各環(huán)屬于不同零件，而且一般地一個零件只有尺寸鏈的各環(huán)屬于不同零件，而且一般地一個零件只有一個組成環(huán)；一個組成環(huán)；第第7 7頁頁機械制造工程機械制造工程裝配尺寸鏈的構(gòu)建u裝配尺寸鏈的建立就是在裝配圖上，根據(jù)裝配精度的要求，找出與該項精度有關的零件及相應的有關尺寸，并畫出相應的尺寸鏈線圖。u與該項精度有關

4、的零件稱之為相關零件，其相應的有關尺寸，稱之為相關尺寸。u建立正確的裝配尺寸鏈主要是確定相關零件的相關尺寸裝配尺寸鏈表達的是產(chǎn)品或部（組）件裝配尺寸間的關心，裝配尺寸鏈表達的是產(chǎn)品或部（組）件裝配尺寸間的關心，故其尺寸鏈中的任意兩環(huán)都不是在同一零件（組件）的表故其尺寸鏈中的任意兩環(huán)都不是在同一零件（組件）的表面之間、軸心線之間的距離尺寸或相互位置關系面之間、軸心線之間的距離尺寸或相互位置關系第第8 8頁頁機械制造工程機械制造工程裝配尺寸鏈的構(gòu)建u 封閉環(huán)判別：由其它零件來決定的尺寸是封閉環(huán)。一般封閉環(huán)是裝配精度要求的項目。由于裝配精度大多是兩個零件之間的距離精度或形位精度，所以封閉環(huán)大多是兩個

5、零件之間的精度要求。裝配尺寸鏈中的封閉環(huán)較易判斷。u 組成環(huán)判別：判別組成環(huán)首先要找相關零件，其方法是從封閉環(huán)出發(fā)，按逆時針或順時針尋找與封閉環(huán)有關系的零件。實際上可以沿著相鄰零件來尋找。直至找到同一零件或同一基準面把兩端封閉為止。u 畫出尺寸鏈線圖第第9 9頁頁機械制造工程機械制造工程裝配尺寸鏈的構(gòu)建u組成環(huán)判別的原則和注意事項封閉性原則：尺寸鏈必須是封閉的封閉性原則：尺寸鏈必須是封閉的環(huán)數(shù)最少原則：一個零件一般只能有一個組成環(huán)，如果環(huán)數(shù)最少原則：一個零件一般只能有一個組成環(huán)，如果一個零件上有兩個以上的組成環(huán)，則應先解工藝尺寸鏈一個零件上有兩個以上的組成環(huán)，則應先解工藝尺寸鏈形位誤差和間隙的

6、處理：形位誤差和間隙的處理：形位誤差及配合間隙都可以看成基本尺寸為形位誤差及配合間隙都可以看成基本尺寸為0的尺寸組成環(huán)的尺寸組成環(huán)一個零件上只有一個尺寸組成環(huán)，但同時可以有形位誤差組成環(huán)一個零件上只有一個尺寸組成環(huán)，但同時可以有形位誤差組成環(huán)形位誤差及配合間隙可以合并到尺寸組成環(huán)中，以減少尺寸鏈的形位誤差及配合間隙可以合并到尺寸組成環(huán)中，以減少尺寸鏈的環(huán)數(shù)環(huán)數(shù)第第1010頁頁機械制造工程機械制造工程u增環(huán)減環(huán)的判斷：對于形位誤差組成環(huán)，由于其基本尺寸為0，增減環(huán)判斷比較麻煩：同軸度：考慮封閉環(huán)的要求及保證封閉環(huán)的難易來決定同軸度：考慮封閉環(huán)的要求及保證封閉環(huán)的難易來決定其增減環(huán)，一般為減環(huán)其增

7、減環(huán)，一般為減環(huán)等高度和平直度的考慮原則同上，一般也為減環(huán)等高度和平直度的考慮原則同上，一般也為減環(huán)配合間隙對封閉環(huán)的影響主要從部件受力或自然重力的配合間隙對封閉環(huán)的影響主要從部件受力或自然重力的情況來考慮，在有力的作用下使封閉環(huán)尺寸變大者為增情況來考慮，在有力的作用下使封閉環(huán)尺寸變大者為增環(huán)，使封閉環(huán)尺寸變小者為減環(huán)環(huán)，使封閉環(huán)尺寸變小者為減環(huán)第第1111頁頁機械制造工程機械制造工程裝配方法u在產(chǎn)品裝配工作中，用什么裝配方法來達到規(guī)定的裝配精度，特別是以較低的零件精度、最小的裝配工作量達到較高的裝配精度，是裝配工藝的核心問題u利用尺寸鏈來達到裝配精度的工藝方法有：互換法：完全互換法、大數(shù)互換

8、法（不完全互換法）互換法：完全互換法、大數(shù)互換法（不完全互換法）分組法分組法修配法修配法調(diào)整法調(diào)整法第第1212頁頁機械制造工程機械制造工程裝配方法互換法u零件加工完畢經(jīng)檢驗合格后，在裝配時不經(jīng)任何調(diào)整和修配就可以達到要求的裝配精度，這種方法稱為互換法u互換法又可分為完全互換法和大數(shù)互換法第第1313頁頁機械制造工程機械制造工程1. 完全互換法u所有零件都出現(xiàn)極值時，仍能保證裝配精度u即使當所有的增環(huán)零件都出現(xiàn)最大值、所有的減環(huán)零件出現(xiàn)最小值時，裝配精度也應該合格；并且當所有的增環(huán)零件都出現(xiàn)最小值、所有的減環(huán)零件出現(xiàn)最大值時，裝配精度也應合格。所有零件都實現(xiàn)完全互換。u求解方法：極值法u計算類

9、型：正面問題、反面問題第第1414頁頁機械制造工程機械制造工程封閉環(huán)與組成環(huán)的公差u封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和u采用等公差時，組成環(huán)的公差：u裝配容易，但當環(huán)數(shù)較多時零件精度要求較高。多用于精度不是太高的短環(huán)裝配尺寸鏈01miiTT0iTTm第第1515頁頁機械制造工程機械制造工程2. 不完全互換法u根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律，裝配時所有的零件同時出現(xiàn)極值的概率是很小的；而所有增環(huán)零件都出現(xiàn)最大值，所有的減環(huán)零件都出現(xiàn)最小值，所有的減環(huán)零件都出現(xiàn)最大值的概率就更小。u因此可以舍棄這些情況，將組成環(huán)的公差適當加大，裝配時有為數(shù)不多的組件、部件的裝配精度不合格，留待以后再分別進行處理，這種裝配方法稱為

10、大數(shù)互換法。u基本理論是統(tǒng)計法第第1616頁頁機械制造工程機械制造工程u大數(shù)互換法組成環(huán)的公差與完全互換法相比，零件公差增大u可以擴大組成環(huán)的公差，并保證封閉環(huán)的精度，但有部分零部件要進行返修。00iTmTTmm第第1717頁頁機械制造工程機械制造工程3. 分組法u當封閉環(huán)的精度要求很高，用完全互換法或大數(shù)互換法解裝配尺寸鏈時，組成環(huán)的公差非常小，使加工十分困難而不經(jīng)濟u分組法：將組成環(huán)公差增大若干倍（一般3 6倍），使組成環(huán)零件能按經(jīng)濟公差加工，然后再將各組成環(huán)按原公差大小分組，按相應組進行裝配。第第1818頁頁機械制造工程機械制造工程u分組法的實質(zhì)仍是互換法，按對應組互換，實現(xiàn)在封閉環(huán)公差

11、不變的前提下擴大組成環(huán)的公差。增加測量、分組、配套及零件管理等工作。u以能達到裝配精度要求、同時使分組工作量最小為目標，如何對零件進行合理分組優(yōu)化問題 相關零件均要測量；相關零件均要測量； 相關零件均要分組；相關零件均要分組； 相關零件之間存在配套關系相關零件之間存在配套關系第第1919頁頁機械制造工程機械制造工程4. 修配法u在環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈中，當封閉環(huán)的精度要求較高時，用互換法來裝配，勢必使組成環(huán)的公差很小，增加機械加工的難度并影響經(jīng)濟性u采用修配法來裝配，即將各組成環(huán)按經(jīng)濟公差制造，選定一個組成環(huán)為修配環(huán)，在裝配時進行修改該環(huán)的尺寸來滿足封閉環(huán)的精度要求u修配法的實質(zhì)是擴大組成環(huán)的公差

12、，在裝配時逐個修配來達到裝配精度，不能互換。第第2020頁頁機械制造工程機械制造工程u獨件修配法：選定某一固定的零件作為修配件，在裝配過程中進行修配，以保證裝配精度u合并加工修配法：將兩個或多個零件合并在一起進行修配，將所得尺寸作為一個組成環(huán)，從而減少組成環(huán)環(huán)數(shù)u自身加工修配法：自已加工自己的方法達到裝配精度。第第2121頁頁機械制造工程機械制造工程5. 調(diào)整法u修配法一般是在現(xiàn)場進行修配，限制了應用u在大批量生產(chǎn)情況下，采用更換不同尺寸大小的某個組成環(huán)，或調(diào)整某個組成環(huán)的位置來達到封閉環(huán)的精度要求，稱為調(diào)整法。u調(diào)整法的實質(zhì)也是擴大組成環(huán)的公差，即各組成環(huán)按經(jīng)濟公差制，并保證封閉環(huán)的精度第第

13、2222頁頁機械制造工程機械制造工程u可動調(diào)整法：改變零件的位置來達到裝配精度，如軸承間隙調(diào)整、絲杠螺母副間隙調(diào)整u固定調(diào)整法：在尺寸鏈中選定一個或加入一個零件作為調(diào)節(jié)環(huán)，該零件按一定的尺寸間隔級別制成，如墊片。u誤差抵消調(diào)整法：在裝配時根據(jù)尺寸鏈中某些組成環(huán)誤差的方向作定向裝配，使其誤差互相抵消一部分，以提高封閉環(huán)的精度。第第2323頁頁機械制造工程機械制造工程提綱u裝配方法與裝配尺寸鏈u裝配尺寸鏈解算u裝配技術第第2424頁頁機械制造工程機械制造工程完全互換法裝配尺寸鏈u計算原理：兩種極端情況均能滿足裝配要求（所有增環(huán)最大、所有減環(huán)最??；所有增環(huán)最小、所有減環(huán)最大）極值法u計算公式：與工序

14、尺寸鏈相同u計算類型：正問題：已知零件精度，分析能否達到裝配精度要求正問題：已知零件精度，分析能否達到裝配精度要求反問題：已知裝配精度，計算零件的精度反問題：已知裝配精度，計算零件的精度u計算步驟：略第第2525頁頁機械制造工程機械制造工程修配法裝配尺寸鏈u計算原理：所有零件按經(jīng)濟精度制造，其中選擇一個零件作為修配環(huán)，并通過增大或減小尺寸來預留合理的修配量，使其在裝配時可通過修配該尺寸達到裝配精度要求。u要點：區(qū)分以下兩種修配情況越修越大越修越大：修配零件某表面，使封閉環(huán)尺寸變大修配零件某表面，使封閉環(huán)尺寸變大。計算點：封閉環(huán)尺寸為極大值，再修將更大計算點：封閉環(huán)尺寸為極大值，再修將更大越修越

15、小越修越?。盒夼淞慵潮砻?，使封閉環(huán)尺寸變小修配零件某表面，使封閉環(huán)尺寸變小。計算點：封閉環(huán)尺寸為極小值，再修將更小計算點：封閉環(huán)尺寸為極小值，再修將更小u計算公式：極大值或極小值的計算公式第第2626頁頁機械制造工程機械制造工程u 修配零件某表面的補充說明：零件尺寸增減修配量 修配某表面，改變零件的尺寸（增大或減?。?；由于零件尺寸的變修配某表面，改變零件的尺寸（增大或減?。?；由于零件尺寸的變化，將引起封閉環(huán)尺寸的變化（增大或減?。??；瑢⒁鸱忾]環(huán)尺寸的變化（增大或減?。?。1. 修配使零件尺寸增大修配使零件尺寸增大，若該尺寸是增環(huán)，則封閉環(huán)增大，若該尺寸是增環(huán)，則封閉環(huán)增大越修越大越修越大2

16、. 修配使零件尺寸增大修配使零件尺寸增大，若該尺寸是減環(huán)，則封閉環(huán)減小，若該尺寸是減環(huán)，則封閉環(huán)減小越修越小越修越小3. 修配使零件尺寸減小修配使零件尺寸減小，若該尺寸是增環(huán)，則封閉環(huán)減小，若該尺寸是增環(huán)，則封閉環(huán)減小越修越小越修越小4. 修配使零件尺寸減小修配使零件尺寸減小，若該尺寸是減環(huán)，則封閉環(huán)增大，若該尺寸是減環(huán)，則封閉環(huán)增大越修越大越修越大第第2727頁頁機械制造工程機械制造工程u 修配法計算步驟1. 畫裝配尺寸鏈，封閉環(huán)、組成環(huán)、增環(huán)、減環(huán)畫裝配尺寸鏈，封閉環(huán)、組成環(huán)、增環(huán)、減環(huán)2. 選擇修配環(huán)，確定各組成環(huán)（包括修配環(huán)）按經(jīng)濟制造精度（公差選擇修配環(huán)，確定各組成環(huán)（包括修配環(huán)）按

17、經(jīng)濟制造精度（公差值）值）3. 分析修配類型：越修越大還是越修越小分析修配類型：越修越大還是越修越小4. 確定計算公式：越修越大（按確定計算公式：越修越大（按A0max = A0max計算），越修越小計算），越修越?。ò矗ò碅0min = A0min計算）計算）5. 代入除修配環(huán)以外的其它組成環(huán)和封閉環(huán)尺寸值代入除修配環(huán)以外的其它組成環(huán)和封閉環(huán)尺寸值6. 求出修配環(huán)的極大值或極小值求出修配環(huán)的極大值或極小值7. 考慮修配環(huán)公差，得到修配環(huán)尺寸考慮修配環(huán)公差，得到修配環(huán)尺寸第第2828頁頁機械制造工程機械制造工程最小修配量、最大修配量和最小修刮量u最小修配量是修配原則 若越修零件尺寸越?。ㄍ鈴匠?/p>

18、寸）：尺寸可以是無限大若越修零件尺寸越?。ㄍ鈴匠叽纾撼叽缈梢允菬o限大 若越修零件尺寸越大（內(nèi)徑尺寸）：尺寸可以是零若越修零件尺寸越大（內(nèi)徑尺寸）：尺寸可以是零u最大修配量是按照最小修配量原則進行修配時，最大可能需要修配的量 最大修配量最大修配量 = （所有組成環(huán)公差之和）（所有組成環(huán)公差之和） （封閉環(huán)公差）（封閉環(huán)公差）u最小修刮量是裝配要求 在裝配時，為保證裝配質(zhì)量，修配環(huán)某表面必須要修刮一下，以提在裝配時，為保證裝配質(zhì)量，修配環(huán)某表面必須要修刮一下，以提高該表面的表面粗糙度高該表面的表面粗糙度 若考慮最小修刮量，需要在零件尺寸的基礎上，增加或減小最小修若考慮最小修刮量，需要在零件尺寸的

19、基礎上，增加或減小最小修刮量的值（外徑尺寸增加，內(nèi)徑尺寸減小）刮量的值（外徑尺寸增加，內(nèi)徑尺寸減小）第第2929頁頁機械制造工程機械制造工程修配法計算題型u 已知： 裝配關系示意圖裝配關系示意圖 各組成環(huán)的基本尺寸和公差各組成環(huán)的基本尺寸和公差 封閉環(huán)的尺寸封閉環(huán)的尺寸 指定修配環(huán)和修配表面指定修配環(huán)和修配表面 最小修刮量最小修刮量u 問：按最小修配量原則，確定修配環(huán)的尺寸；計算最大修配量第第3030頁頁機械制造工程機械制造工程第第3131頁頁機械制造工程機械制造工程第第3232頁頁機械制造工程機械制造工程第第3333頁頁機械制造工程機械制造工程第第3434頁頁機械制造工程機械制造工程第第35

20、35頁頁機械制造工程機械制造工程第第3636頁頁機械制造工程機械制造工程第第3737頁頁機械制造工程機械制造工程第第3838頁頁機械制造工程機械制造工程第第3939頁頁機械制造工程機械制造工程第第4040頁頁機械制造工程機械制造工程第第4141頁頁機械制造工程機械制造工程第第4242頁頁機械制造工程機械制造工程第第4343頁頁機械制造工程機械制造工程第第4444頁頁機械制造工程機械制造工程第第4545頁頁機械制造工程機械制造工程第第4646頁頁機械制造工程機械制造工程第第4747頁頁機械制造工程機械制造工程第第4848頁頁機械制造工程機械制造工程第第4949頁頁機械制造工程機械制造工程第第5050頁頁機械制造工程機械制造工程第第5151頁頁機械制造工程機械制造工程第第5252頁頁機械制造工程機械制造工程第第5353頁頁機械制造工程機械制造工程第第5