機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第九章：機(jī)械裝配工藝

機(jī)械加工精度機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)金屬切削過程的基本知識(shí)金屬切削過程的基本規(guī)律及其應(yīng)用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理機(jī)械裝配工藝機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定退出金屬切削機(jī)床與刀具第三章第五章第二章第九章第七章第六章第一章機(jī)械加工表面質(zhì)量第八章§9-1機(jī)械裝配基本問題概述

裝配是機(jī)器制造的最后一部分生產(chǎn)過程，它包括清洗、拼裝、調(diào)整、檢驗(yàn)、試車、油漆和包裝等工作，機(jī)器產(chǎn)品質(zhì)量是以其工作性能、精度、壽命和使用效果等綜合指標(biāo)來評(píng)價(jià)的。這些指標(biāo)是在保證零件質(zhì)量的前提下，由裝配工作最終加以保證，因此裝配工作對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要意義。一、裝配的生產(chǎn)類型及其特點(diǎn)根據(jù)裝配產(chǎn)品的批量大小，裝配生產(chǎn)類型可分為：大批、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)。不同的生產(chǎn)類型，在裝配工作的組織形式、裝配方法、工藝裝配等方面均有較大的區(qū)別,各種生產(chǎn)類型的裝配工作特點(diǎn)見表9-1。退出上一頁機(jī)械裝配工藝第01頁章目錄節(jié)目錄共26頁下一頁二、零件精度與裝配精度的關(guān)系：裝配精度包括尺寸精度、位置精度；但它同時(shí)還應(yīng)有運(yùn)動(dòng)精度，如傳動(dòng)精度、回轉(zhuǎn)精度等。零件的精度越高則裝配后的機(jī)器精度也就越高，同時(shí)零件的個(gè)數(shù)越少，則在零件加工精度相同的情況下，機(jī)器裝配后的精度也就越高。這是因?yàn)橐话懔慵加幸欢ǖ募庸ふ`差，零件的加工誤差在裝配時(shí)的積累就影響了裝配精度。因此，一般裝配精度高的，則要求零件的加工精度也高。但零件的加工精度不但在工藝技術(shù)上受到加工條件的限制，而且也受到經(jīng)濟(jì)性的制約。對(duì)于一些組成零件較多，裝配精度又高的機(jī)器，即使不考慮經(jīng)濟(jì)性，即使盡量提高零件的加工精度來降低積累誤差，有時(shí)還是達(dá)不到裝配精度的要求，因此要保證裝配精度，不能只靠提高零件的加工精度，在一定程度上還必須依賴于裝配的工藝技術(shù)。退出機(jī)械裝配工藝第02頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁三、裝配工作的基本內(nèi)容：機(jī)器的裝配主要包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆和包裝等工作，常見的裝配工作有以下幾項(xiàng)：1、清洗：機(jī)器裝配過程中，零、部件的清洗對(duì)保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和延長產(chǎn)品的使用壽命均有重要意義，特別是軸承、密封件、......以及其他有特殊要求的工件更為重要。清洗的目的：去除零件表面或部件中的油污及機(jī)械雜質(zhì)。清洗方法：擦洗、浸洗、噴洗、超聲波清洗等。清洗液：煤油、汽油、堿液、各種化學(xué)清洗劑。2、連接：在裝配過程中有大量連接工作。連接方式有：退出機(jī)械裝配工藝第03頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁(1)固定連接：保證裝配好后的相配零件間相互位置不變；(2)活動(dòng)連接：能保證裝配后的相配零件間有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；在固定連接和活動(dòng)連接中，又根據(jù)能否拆卸的情況又分為：1）可拆卸連接——連接后仍可將零件拆卸開或重裝，而不損壞任何零件。如螺紋連接、鍵連接、銷釘連接等；2）不可拆卸連接：零件連接后不能拆卸，否則，會(huì)損壞原有零件。如焊接、鉚接、過盈配合等。3）校正、調(diào)整與配作校正指產(chǎn)品中相關(guān)零部件相互位置的找正、找平及相應(yīng)調(diào)整工作。裝配中的配作是指配鉆、配鉸、配刮及配磨等工作。退出機(jī)械裝配工藝第04頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁4）平衡：對(duì)于高速、平衡性要求高的機(jī)器，為防止使用中出現(xiàn)振動(dòng)，在裝配時(shí)，對(duì)有關(guān)旋轉(zhuǎn)的零部件進(jìn)行平衡工作。平衡方法有：靜平衡法和動(dòng)平衡法。對(duì)于直徑大且長度短的零件，一般用靜平衡。對(duì)于長度較大的零件需采用動(dòng)平衡。5）檢驗(yàn)、試驗(yàn)四、裝配單元及裝配階段的劃分：

機(jī)器產(chǎn)品是由若干零件、合件、組件、部件等組成的，這些零件、合件、組件、部件稱為機(jī)器的裝配單元（基本單元）。退出機(jī)械裝配工藝第05頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁零件：——是機(jī)器中最基本的單元；合件：——可以是若干永久連接（焊、鉚），或者是連接在一個(gè)“基礎(chǔ)件”上裝上少數(shù)幾個(gè)零件，稱為合件裝配。裝配后，有的可能還需加工組件：——在一個(gè)基礎(chǔ)零件上，連接數(shù)個(gè)零件組合而成的裝配單元。例如：減速器內(nèi)高速軸、中速軸、低速軸都是一個(gè)基體零件，上面裝有軸承、齒輪、鍵等構(gòu)成三個(gè)組件。部件：——在一個(gè)基體零件上，連接若干組件和零件組合而成的裝配單元。例如：減速機(jī)、床頭箱、進(jìn)給箱等。為了便于組織生產(chǎn)和分析裝配問題，將機(jī)器的裝配過程劃分為四個(gè)階段：退出機(jī)械裝配工藝第06頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁（1）、合件裝配（2）、組件裝配（組裝）：在一個(gè)基體零件上，連接數(shù)個(gè)零件和合件，并確定其相對(duì)位置而進(jìn)行的裝配過程。減速箱中的高、中、低速軸的裝配。（3）部件裝配（部裝）：在一個(gè)基體零件上，連接數(shù)個(gè)組件和零件，并確定其相對(duì)位置而進(jìn)行的裝配程。主軸箱的裝配過程。（4）總裝配（總裝）：將若干部件、組件、零件安裝在一個(gè)基體上，這個(gè)過程稱總裝。車床的裝配。劃分裝配單元和裝配階段的優(yōu)點(diǎn)：

1）可以組織平行的裝配作業(yè)；2）有關(guān)部件可以單位進(jìn)行調(diào)試和試車；3）可進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改進(jìn)，而不動(dòng)整臺(tái)機(jī)器；4）有利于維修。退出機(jī)械裝配工藝第07頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁§9-2保證裝配精度的方法保證裝配精度的方法歸納為：互換法、選配法、修配法和調(diào)整法。一、互換法：零件按一定公差加工后，裝配時(shí)不經(jīng)任何修配和調(diào)整或采用少許修配和調(diào)整就能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法稱互換法，按其互換程度，可分階段為完全互換法和不完全互換法。1、完全互換法：定義：零件按一定公差加工后，裝配時(shí)不經(jīng)任何修配和調(diào)整就能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法稱完全互換法，這種方法是通過控制零件的制造精度來保證機(jī)器的裝配精度，零件加工誤差的規(guī)定應(yīng)使有關(guān)零件公差之和小于或等于裝配公差。退出機(jī)械裝配工藝第08頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁其特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：①裝配過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高；②對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高；③便于組織流水裝配和自動(dòng)化裝配；④便于實(shí)現(xiàn)零部件專業(yè)化生產(chǎn)（生產(chǎn)協(xié)作）；⑤便于備件供應(yīng)及機(jī)械維修。由于上述優(yōu)點(diǎn)，無論何種生產(chǎn)類型，只要零件的公差在經(jīng)濟(jì)加工精度或接近經(jīng)濟(jì)加工精度的要求，都應(yīng)采用完全互換法進(jìn)行裝配。2、完全互換法的計(jì)算：對(duì)于完全互換法就是用極值法解裝配尺寸鏈，正計(jì)算時(shí)其公式與解工藝尺寸鏈相同。在這里我們只講設(shè)計(jì)計(jì)算，也就是反計(jì)算，即已知封閉環(huán)的公差，求各組成環(huán)的公差、偏差。（1）按等公差原則分配封閉環(huán)公差：即各組成環(huán)的公差相等，其大小為：退出機(jī)械裝配工藝第09頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁此方法簡(jiǎn)單，但從工藝上講，當(dāng)各組成環(huán)加工難易程度、尺寸大小不一樣時(shí)，規(guī)定各組成環(huán)公差相等不夠合理，當(dāng)各組成環(huán)尺寸和加工難易程度相近時(shí)，采用該法較為合適。（2）按等精度的原則分配封閉環(huán)的公差，即使各組成環(huán)的精度相等。各組成環(huán)的公差值根據(jù)基本尺寸按公差中尺寸分段及精度等級(jí)確定，然后再給予適當(dāng)調(diào)整使各組成環(huán)的公差之和小于封閉環(huán)的公差。這種方法在工藝上是合理的。（3）利用協(xié)調(diào)環(huán)分配封閉環(huán)公差：

退出機(jī)械裝配工藝第10頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁如果在尺寸鏈中有一些難以加工和不宜改變其公差的組成環(huán)，利用前面兩種方法都有一定的困難，這時(shí)可以先將這些組成環(huán)的公差確定下來，只將一個(gè)或幾個(gè)比較容易加工，或在生產(chǎn)上受限制較少和利用通用量具測(cè)量的組成環(huán)定為協(xié)調(diào)環(huán)，用來協(xié)調(diào)封閉環(huán)和組成環(huán)之間的關(guān)系。協(xié)調(diào)環(huán)又稱“相依尺寸”。那么封閉環(huán)的公差為：1）封閉環(huán)的公差：2）封閉環(huán)的基本尺寸：或

退出機(jī)械裝配工藝第11頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁3）封閉環(huán)上、下偏差：協(xié)調(diào)環(huán)為增環(huán)時(shí)：

在解決尺寸鏈設(shè)計(jì)計(jì)算問題時(shí)，先按方法1求各組成環(huán)的平均公差，再按加工難易、尺寸大小進(jìn)行分配和協(xié)調(diào)。

點(diǎn)擊看例題：退出機(jī)械裝配工藝第12頁例題1共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁例1：如圖9.1為某雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵的軸向裝配關(guān)系圖，已知各基本尺寸A1=41mm、A2=A4=14mm、A3=7mm。根據(jù)要求，冷態(tài)下的軸向裝配間隙為0.05～0.15mm,試確定各組成環(huán)的公差及極限偏差？解：1)畫尺寸鏈圖，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸。依題意，軸向間隙為0.05～0.15mm,是封閉環(huán)， 封閉環(huán)公差為，A1為增環(huán)， A2、A3、A4為減環(huán)。裝配尺寸鏈圖如下：2）求封閉環(huán)基本尺寸：由計(jì)算可知，各組成環(huán)公差基本尺寸無誤。退出機(jī)械裝配工藝第13頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁3）確定各組成環(huán)的公差及上、下偏差先按等公差法考慮各環(huán)所分配的平均公差

此公差值精度不高，是可以加工的，因此用極值法是可行的。但是還應(yīng)根據(jù)各環(huán)加工的難易程度和設(shè)計(jì)要求來調(diào)整公差，A5為一墊片，易于加工和測(cè)量，故選A5為協(xié)調(diào)環(huán)（相依尺寸）。A4為標(biāo)準(zhǔn)件，,T4=0.05mm,其余各組成環(huán)根據(jù)其尺寸和加工難易程度選擇公差為:T1=0.06mm,T2=0.04mm,T3=0.07mm,各組成環(huán)公差等級(jí)約為IT9。各組成環(huán)按向體原則標(biāo)注，確定其上、下偏差為：退出機(jī)械裝配工藝第14頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁4）確定協(xié)調(diào)環(huán)的公差及極限偏差：封閉環(huán)的中間偏差：各組成環(huán)的中間偏差：△1=-0.03mm、△2=-0.02mm、△3=0.035mm、△4=-0.025mm協(xié)調(diào)環(huán)公差為：①②協(xié)調(diào)環(huán)中間偏差為：協(xié)調(diào)環(huán)上、下偏差為：退出機(jī)械裝配工藝第15頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁所以協(xié)調(diào)環(huán)的尺寸及上、下偏差為：最后可提各組成環(huán)尺寸和極限偏差為：退出機(jī)械裝配工藝第16頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁2、不完全互換法：用完全互換法的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是從極端情況下推導(dǎo)出的計(jì)算公式比較保守。當(dāng)封閉環(huán)公差較小，而組成環(huán)數(shù)又較多時(shí)，則各組成環(huán)分得的公差值很小，這就使加工困難，制造成本增加。生產(chǎn)實(shí)踐證明，加工一批工件，實(shí)際尺寸處于公差帶中間占大多數(shù)，而處于極小或極大值的占很小部分（正態(tài)分布），而且在一批工件在裝配時(shí)，其尤是環(huán)數(shù)較多時(shí)，恰好處于極限尺寸裝配在一起，那就更少見了。因此，在成批大量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度較高，而且組成環(huán)數(shù)目較多時(shí)，采用不完全互換法，即采用概率法計(jì)算尺寸鏈就比較合理。

用概率法解尺寸鏈，由于將各組成環(huán)公差放大，各零件的加工制造方便，成本降低，但在裝配時(shí)有可能出現(xiàn)廢品，但總的來算還是合算的。退出機(jī)械裝配工藝第17頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁計(jì)算公式：用不完全互換法解尺寸鏈時(shí)，尺寸標(biāo)注全部按對(duì)稱公差的形式，這樣除了封閉環(huán)的公差計(jì)算公式不同外，其它計(jì)算公式與完全互換法解尺寸鏈?zhǔn)窍嗤?。封閉環(huán)的公差：用概率法計(jì)算時(shí)，先按各組成環(huán)公差值相等計(jì)算，即二、選配法在成批大量生產(chǎn)中對(duì)于組成環(huán)多，而裝配精度要求很高的尺寸鏈，若采用完全互換法，則零件公差過嚴(yán)，甚至無法加工，在這種情況下，可采用選擇裝配法，這種方法是：各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)精度制造（即制造公差比要求公差放大了），然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證規(guī)定的裝配精度要求。退出機(jī)械裝配工藝第18頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁1、選配法的種類：

選取配法有三種：直接選配、分組選配和復(fù)合選配。

（1）直接選配法：由裝配工人從許多待裝配的零件中，憑經(jīng)驗(yàn)挑選合適的零件裝在一起。這種方法的優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，零件不必事先分組。缺點(diǎn)：選配零件需較長的時(shí)間，裝配質(zhì)量很大程度取決于工人技術(shù)水平。不宜用于大量生產(chǎn)。（2）分組裝配法：將組成環(huán)公差，按完全互換的極值法所求得的值放大數(shù)倍（一般為2-4倍）,使能按經(jīng)濟(jì)精度加工，然后測(cè)量出零件的實(shí)際尺寸的大小，進(jìn)行分組，將相應(yīng)組的零件分別進(jìn)行裝配,以達(dá)到規(guī)定的裝配精度要求。（3）復(fù)合選配法：是上述兩種方法的復(fù)合，即把零件預(yù)先測(cè)量分組，裝配時(shí)再在各相應(yīng)組中直接選配。退出機(jī)械裝配工藝第19頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁三、修配法：1、修配法：在單件小批量生產(chǎn)中裝配精度要求高而且環(huán)數(shù)較多時(shí)，如果采用完全互換法將會(huì)使有關(guān)零件的尺寸精度要求過嚴(yán)，加工困難，若采用不完全互換法，由于零件數(shù)量少，無法分組，在這種情況下廣泛采用修配裝配法。

修配法：就是將機(jī)器中有關(guān)零件按經(jīng)濟(jì)精度制造,裝配后。裝配后所累積起來的總誤差必然超過規(guī)定的裝配精度的要求,裝配時(shí)選定某一個(gè)組成環(huán)進(jìn)行修配,使之達(dá)到規(guī)定的裝配精度。修配法的方法有：一是按件修配法,即選擇一個(gè)零件作為修配環(huán)；二是合并加工修配法，即裝配后加工的方法。三是自身加工修配法(略)。退出機(jī)械裝配工藝第20頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁2、采用修配法應(yīng)注意的問題：1）盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，加工面積小和易于加工的零件為修配環(huán)。2）盡量選擇獨(dú)立安裝和拆卸的零件為修配環(huán)。3）選擇的修配環(huán)，修配后不能影響其他的裝配精度。4）修配環(huán)的尺寸公差要合理，不能過大也不能過小。即要保證它有足夠的修配量，又不要使修配量過大。四、調(diào)整法1、為什么要用調(diào)整法：在成批大量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度要求較高，組成環(huán)數(shù)目又較多時(shí)，也可采用調(diào)整法來裝配，調(diào)整法與修配法在補(bǔ)償原則上是相似的，只是具體做法不同。退出機(jī)械裝配工藝第21頁共26頁上一頁章目錄節(jié)目錄下一頁調(diào)整法：也是按經(jīng)濟(jì)加工精度確定各有關(guān)零件的公差，由于每個(gè)組成環(huán)的公差擴(kuò)大，結(jié)果會(huì)使裝配精度超差，為了保證裝配精度，可以通過改變某一零件的位置，或在尺寸鏈中選定或增加一調(diào)節(jié)環(huán)來補(bǔ)償誤差，以保證裝配精度。點(diǎn)擊看練習(xí)題：

2、調(diào)整法的種類：1）移動(dòng)調(diào)整法：是改變零件的位置來達(dá)到裝配精度要求。這種方法優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)過