機械制造工藝學課件：機械裝配工藝規(guī)程設計 -

機械裝配工藝規(guī)程設計

§7-1

概述一、本講內容1.裝配生產的基本特點；2.裝配精度的基本概念及保證措施；3.裝配尺寸鏈的基本概念及求解；4.裝配工藝規(guī)程的制定。二、學習的目的1.運用裝配方法制定合理的裝配工藝規(guī)程；2.運用裝配基本原理處理和解決實際生產中的裝配質量問題；3.應用有效地計算方法保證裝配精度、減少裝配工作量。三、概念基本1.裝配：按照規(guī)定程序和技術要求，將零件進行配合和連接使之成為機器或部件的過程。2.裝配單元：零件、套件、組件、部件、機器；3.總裝：組成整臺機器的過程。4.部裝：組成部件的過程。四、裝配工作的主要內容：1.清洗：去除粘附在零件上的灰塵、切屑和油污。清洗后的零件應具有一定的防銹能力；2.連接：

1）靜連接：銷釘連接、鉚接、過盈連接等；

2）動連接：螺紋連接，過渡配合、圓錐副等；

3.校正：產品中相關零部件相互位置的找正、找平及相應調整工作。配作通常指配鉆、配鉸、配刮和配磨等；4.調整：互換、選配、修配等；5.配作：鉆、鉸和配加工等；6.平衡：防止運轉平穩(wěn)性要求較高的機器出現(xiàn)振動；7.驗收和試驗、涂漆、包裝等，根據有關技術標準和規(guī)定，對其進行比較全面的檢驗和試驗。計劃采購訂單成本核算產品設計工藝路線BOM項目市場制造下達制造

設計工程裝配車間用戶客戶服務機器制造裝配過程1.分析方法：1）產品應能分解成若干個獨立的裝配單元；2）裝配修配工作和機加工工作量應盡可能少。3）機器結構應便于裝配與拆卸。

五、裝配結構的工藝性裝配配工作和機加工工作量應盡可能少機器結構應便于裝配與拆卸裝配精度項目：

1）零件間的距離精度；

2）相互配合精度；

3）相互位置精度；

4）相對運動精度；

5）接觸精度。

§7-2裝配精度與裝配尺寸鏈一、裝配精度：產品裝配后實際達到的精度。為保證產品可靠性和精度穩(wěn)定性，裝配精度稍高于標準通用產品有國標、部標，無標準根據用戶使用要求。

2.機器裝配精度分析回轉臺床鞍升降臺αPα0αTαRαS

臥式萬能銑床工作臺面對升降臺垂直移動的垂直度要求千分表直角尺工作臺移動方向1）影響裝配精度的因素（1）零件加工精度（與多個零件精度有關）；

裝配方法與裝配技術；零件間的接觸質量；

力、熱、內應力引起的零件變形；

旋轉零件的不平衡。

3.裝配工藝系統(tǒng)圖

為便于裝配，通常將機器分成若干個獨立的裝配單元。圖裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€等級，即零件、套件、組件、部件和機器?；鶞柿慵C器零件零件零件零件零件部件部件組件套件零件

機器裝配系統(tǒng)示意圖生產規(guī)模裝配方法與組織形式自動化程度特點單件生產手工（使用簡單工具）裝配，無專用和固定工作臺位手工生產率低，裝配質量很大程度上取決于裝配工人的技術水平和責任心成批生產裝配工作臺位固定，備有裝配夾具、模具和各種工具，可分部件裝配和總裝配，也可組成裝配對象固定而裝配工人流動的流水線手工為主，部分使用工具和夾具有一定生產率，能滿足裝配質量要求，需用設備不多；工作臺位之間一般不用機械化輸送成批生產輕型產品每個工人只完成一部分工作，裝配對象用人工依次移動（可帶隨行夾具），裝備按裝配順序布置人工流水線生產率較高，對工人技術水平要求相對較低，裝備費用不高；裝配工藝相似的多品種流水線可采用自由節(jié)拍移動成批或大批生產一種或幾種相似裝配對象專用流水線，有周期性間歇移動和連續(xù)移動兩種方式機械化傳輸生產率高，節(jié)奏性強，待裝零、部件不能脫節(jié)，裝備費用較高大批大量生產半自動或全自動裝配線，半自動裝配線部分上下料和裝配工作采用人工方法半自動、全自動裝配生產率高，質量穩(wěn)定，產品變動靈活性差，裝備費用昂貴裝配組織形式的選擇與比較

產品的裝配精度與零部件制造精度直接相關，而零部件精度等級及偏差是通過解算裝配尺寸鏈來確定。裝配尺寸鏈：各有關零件裝配尺寸所組成的尺寸鏈4.裝配尺寸鏈的建立與裝配精度的關系：1）確定封閉環(huán)，通常是產品或部件的裝配精度要求；2）確定各組成環(huán)，對裝配精度有直接影響的零件尺寸或

位置關系；3）按層次分別建立部件和產品裝配尺寸鏈；封閉環(huán)一次性；4）影響小的組成環(huán)忽略，遵守組成環(huán)最少原則即一件一環(huán)。

注：1）零件加工精度是保證產品裝配精度的基礎，但裝配精度并不完全取決于零件的加工精度；

2）裝配精度的保證應從產品結構、機械加工和裝配工藝方法等幾方面綜合考慮；

3）裝配方法不同，解算尺寸鏈的方法及結果也不同。

4）零部件的尺寸精度和偏差，根據裝配精度要求和裝配方法通過解算裝配尺寸鏈來確定。

§7-3裝配工藝方法一、互換法

通過控制零件的加工誤差來保證產品裝配精度。1.完全互換法

1）條件：各有關零件的公差之和小于或等于裝配允許公差。

式中：TOL—封閉環(huán)極值公差

T０′—裝配允許公差2）特點：（1）無需修配，裝配過程簡單；（2）生產率高，工人要求不高，便于自動化裝配；（3）應優(yōu)先采用，精度高組成環(huán)多，組成環(huán)公差小制造困難；（4）用于低精度或較高精度少環(huán)裝配。2.統(tǒng)計互換法

1）條件：相關零件公差平方和的平方根小于或等于裝配

允許公差。

式中：TOS—封閉環(huán)統(tǒng)計公差

k０—封閉環(huán)的相對分布系數

ki

—第i個組成環(huán)的相對分布系數2）特點；（1）適當放大組成環(huán)公差，零件易加工，存在極少產品精度超差；（2）大批量生產，加工誤差符合概率規(guī)律。（3）常用于大批量生產、裝配精度要求較高環(huán)數較多（大于4）的情況。解：（1）完全互換法

①畫出裝配尺寸鏈圖,其中

A1

A2為增環(huán)，A3、A4

A5為減環(huán)，A0為封閉環(huán)。

例：

齒輪箱部件中，要求裝配后的軸向間隙A0=0+0.7

。有關零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140，A5=5。分別按極值法和概率法確定各組成環(huán)零件尺寸的公差及上下偏差。+0.2A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5)=150-150=0-0.30

②確定各組成環(huán)尺寸公差和上下偏差

T1+T2+T3+T4+T5≤T0′=0.50TavA=

T0L/5=0.1

考慮加工難易調整各公差T1=0.2，T2=0.1，T3=T5=0.05

按入體原則分配公差。留A4為協(xié)調環(huán)，按尺寸鏈計算③確定協(xié)調環(huán)公差及上下偏差

T4=T0–

T1–

T2–

T3–T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2–ESA3–ESA4–ESA5ESA0=ESA1+ESA2–EIA3–EIA4–EIA5ESA4=–0.20EIA4=–0.30

A4=140-0.20（2）統(tǒng)計互換法

設各環(huán)尺寸正態(tài)分布，尺寸分布中心與公差帶中心重合。①確定各組成環(huán)尺寸公差及偏差

ξi=∣1∣，ki=1

各組成環(huán)平均公差

按加工難易，調整各組成環(huán)公差：T1=0.4，T2=0.2，T3=T5=0.08，按入體原則分配公差②確定協(xié)調環(huán)公差及上下偏差

0.52=0.42+0.22+0.082+T42+0.082T4=0.192

中間偏差Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)Δi=(ESi+EIi)/2

Δ4=-0.07ESA4=Δ4+T4/2=+0.026EIA4=Δ4－T4/2=－0.166

③核算封閉環(huán)的極限偏差

Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)=(0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45

T02=T12+T22+T32+T42+T52

T0=0.5

求封閉環(huán)極限偏差，得：

ESA0=Δ0+T0/2=0.70

EIA0=Δ0－T0/2=0.20

由以上兩種方法的解算結果看出:

1°統(tǒng)計法的各組成環(huán)公差比極值法約擴大了一倍；

2°極值法的公差值也符合經濟加工精度要求，采用完全互換法與統(tǒng)計互換法均可。

二、選配法

用于成批大量生產、組成環(huán)不多裝配精度很高情況下。實質是將各組成環(huán)公差放大按經濟精度加工，然后選擇合適的零件進行裝配。1.直接選配法工人憑經驗挑選合適零件試湊的裝配。2.分組選配法（分組互換法）先對互配零件測量和分組，然后按對應組零件裝配。3.復合選配法（組內選配法）先將零件測量分組，然后在組內再直接選配。配合件組內公差可不等，裝配精度可達很高。例：發(fā)動機中活塞銷與銷孔的配合精度很高4.分組選配法的特點：1）制造精度不高，卻可獲得很高的裝配精度；2）組內零件可互換，裝配效率高；3）增加測量、分組、存貯、運輸工作量，組不宜太多。

5.分組選配法的條件：1）相配件的公差應相等；2）相配件公差應同向擴大，分組數與擴大倍數相等；3）相配件有完全相同的對稱尺寸分布曲線；4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按圖紙要求加工。6.分組選配法應用：適于大批量生產、組成環(huán)少、裝配精度特別高的情況。三、修配法

1.應用范圍：單件小批生產，組成環(huán)較多裝配精度很高的產品。

2.裝配方法：各組成環(huán)先按經濟精度加工，裝配時根據實測結果對某一組成環(huán)進行修配，達到很高裝配精度要求。

3.特點：增加修配量，裝配效率低，裝配質量受工人技術水平限制。注：

1）正確選擇修配對象，應選便于裝拆、修配、測量、不需熱處理、非公共環(huán)做修配環(huán)；

2）經計算來確定修配件余量；

3）盡量利用機械加工代替手工修配。解：①按完全互換法求組成環(huán)平均公差

TavA=T0/(m-1)=0.06/3=0.02公差小不經濟用修配法②選擇修配環(huán)

刮修方便，選A2、A3合并成為修配環(huán)A1A23A0例：車床裝配前后軸線等高，A0=0+0.06，A1=202，A2=46，

A3=156，試確定修配環(huán)及尺寸公差。0

④確定修配環(huán)偏差

修配環(huán)A23為增環(huán)，刮修A23→A0減小

A0′min≥A0minA23min－A1max=0A23min=A1max=202.05A23max=A23min＋T23=202.15A23=202+0.15+0.05

③按經濟精度定組成環(huán)公差及A1偏差

A1、A23用鏜模加工，T1=T23=0.1，A1=202±0.05

A23=

46＋156=202

⑤確定實際修配環(huán)偏差

取最小刮研量為0.15，

A23′=202+0.15＋

0.15=202+0.30

最大刮量Zmax=A0′max－A0max=202.30-201.95-0.06=0.29

實際上正好刮到最大尺寸是很少修刮量會稍大于0.29+0.05+0.20A1A2A0注：當修配環(huán)為減環(huán)時，隨著修刮使封閉環(huán)實際尺寸變大，應使：

A0′max≤A0max四、調整法

1.方法：原理與修配法基本相同，除調整環(huán)外各組成環(huán)均按經濟精度加工，造成封閉環(huán)過大的累積誤差通過調節(jié)調整件的尺寸或位置，達到裝配精度要求。

2.特點：可達較高精度，效率比修整法高。

3.分類：動調整法、固定調整法、誤差抵消調整法。4.可動調整法

特點：零件精度不高可達較高裝配精度，調整方便，應用很廣。需一套調整裝置，適于小批生產中。5.固定調整法1）方法：通過更換不同尺寸的固定調整環(huán)來補償封閉環(huán)的累積誤差，達到裝配精度要求。

例:A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5，

A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定調整法解各組成環(huán)偏差，求調整環(huán)的分組數和調整環(huán)尺寸系列。+0.05解：1）建立裝配尺寸鏈；

2）選擇A5為調整環(huán)；

3）確定各組成環(huán)公差及偏差；

T2=T3=0.10，T4=0.12，T5=0.03

按入體原則分公差，A1為協(xié)調環(huán)A1A2A3A4A

A1偏差按尺寸鏈計算確定

EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4-ESA50.05=EIA1-0-0-0-0T1=0.15ESA1=0.20

4）確定調整范圍δ；實測空隙A，包含A5和A0，

A為尺寸鏈中的封閉環(huán)

Amax=A1max-A2min-A3min-A4min=115.2-(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12)=9.52Amin=A1min-A2max-A3max-A4max=115.05-8.5-95-2.5=9.05δ=Amax-Amin=9.52-9.05=0.47

5）確定調整環(huán)的分組數i

因δ＞T0

，應將調整環(huán)分組在對應組尺寸鏈中，實測間隙A、調整環(huán)A5為組成環(huán)，A0為封閉環(huán)

T0=Δ＋T5Δ為分組間隔，即一組中A變化范圍則i=δ/Δ=δ/(T0-T5)=0.47/(0.15-0.03)≈3.9

取i=4，分組數不宜過多6）確定調整環(huán)A5的尺寸系列

A0min=Amin-A5max=9.05-A5A5=9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36A5Amax=9.52A5ΔΔΔΔA5

2）特點：固定調整裝配法適于大批量生產、裝配精度要求較高的產品，調整環(huán)可采用多件拼合的方式。2）應用：適于在小批生產中。3.誤差抵消調整法

1）方法：通過調整零部件的相對位置，使加工誤差相互抵消，達到或提高裝配精度的要求。如車床主軸裝配中調整前后軸承的徑跳方向來控制主軸的徑向跳動。在滾齒機工作臺分度蝸輪裝配中，調整蝸輪和軸承的偏心方向來抵消誤差，提高分度蝸輪工作精度。5.裝配方法的選擇互換法完全互換法優(yōu)先選用，多用于低精度或較高精度少環(huán)裝配統(tǒng)計互換法大批量生產裝配精度要求較高環(huán)數較多的情況選配法直接選配法成批大量生產精度要求很高環(huán)數少的情況分組選配法大批量生產精度要求特別高環(huán)數少的情況復合選配法大批