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1、学习好资料欢迎下载第 4 章装 配 技 术教学目标与要求 掌握装配工艺方法 了解影响装配精度的因素 掌握装配尺寸链的解算方法 能读懂装配工艺系统图教学重点 装配工艺方法 影响装配精度的因素 装配尺寸链的解算方法机械产品的精度要求最终是靠装配实现的。产品的装配精度、结构和生产类型不同，采用的装配方法也就不同。装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，制定装配工艺规程是生产技术准备工作的主要内容之一。4.1装配工艺规程的设计科学合理的装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、减小占地面积和降低生产成本等都有重要的影响。1制定装配工艺规程的原则 在保证产品装配质
2、量的前提下，尽可能延长产品的使用寿命。 合理安排装配工序，减少钳工装配工作量，提高效率，缩短装配周期。 尽可能减少作业面积。2制定装配工艺时所需的原始资料 产品的总装配图、部件装配图和重要的零件图。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页学习好资料欢迎下载 产品的验收标准。它规定产品主要技术性能的检验、试验工作的内容及方法，是制定装配工艺的主要依据之一。 产品的生产纲领。 现有的生产条件，主要包括现有的装配工艺条件、车间的作业面积、工人的技术水平以及时间定额标准等。3装配工艺规程的内容制定装配工艺规程包括以下工作。 产品
3、分析。 根据装配图分析尺寸链，在弄清零部件相对位置和尺寸关系的基础上，根据生产规模合理安排装配顺序和装配方法，编制装配工艺系统图和工艺规程卡片。 根据生产纲领，选择装配的组织形式。 选择和设计所需要的工具、夹具和设备。 规定总装配和部件装配的技术条件和检查方法。 规定合理的运输方式和运输工具。4.1.1装配工艺方法在长期的生产实践中，人们根据不同的机器、不同的生产类型，创造出许多行之有效的装配方法。这些方法可归纳为互换法、选配法、修配法和调整法4 大类。1互换法互换法可以根据互换的程度，分完全互换法和不完全互换法。（1）完全互换法。完全互换法就是机器在装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配和调
4、整，装配后就能达到装配精度要求的一种装配方法。这种方法是用控制零件的制造精度来保证机器的装配精度。完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的。完全互换法具有装配过程简单，生产效率高；对装配工人的技术水平要求不高；便于组织流水作业及实现自动化装配；容易实现零部件的专业协作；便于备件供应及维修等特点。由于完全互换法具有上述优点，无论何种生产类型，只要零件在经济精度的情况下，装配后又能保证机器的装配精度，都应采用完全互换法进行装配。（2）不完全互换法。当机器的装配精度要求较高，组成环零件的数目较多，用极值法计算各组成环的公差较小，难以满足零件的经济加工精度的要求，甚至很难加工出这些高精度要求的零件时，应
5、采用不完全互换法进行装配。因此，在大批生产条件下采用概率法计算装配尺寸链，用不完全互换法保证机器的装配精度。与完全互换法相比，采用不完全互换法进行装配时，零件的加工误差可以放大一些，使零件加工容易，成本低，同时也达到部分互换的目的。其缺点是往往出现一部分产品的装配精度超差，需要采取一些补救措施，或进行经济论证以决定能否采用不完全互换法。2选配法在成批或大量生产的条件下，若组成环的零件数目不多，而装配精度却要求很高时，可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页学习好资料欢迎下载采用选配法进行装配。采用这种方法时，组成环零件
6、按经济加工精度加工，然后选择合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度。选配法又分为以下3 种。（1）直接选配法。此法是由装配工人从许多待装零件中，凭经验挑选合适的零件进行装配，来保证装配精度。这种方法的优点是简单，但是工人挑选零件的时间较长，而装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平，不宜用于大批大量的流水线上装配。（2）分组选配法。此法是先把加工零件的制造公差放宽几倍（一般为3 4 倍） ，零件加工后测量分组 （公差带放宽几倍就分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度。分组选配法在机床装配中用得较少，而在内燃机、轴承等大批生产中有一定的应用。例如，如图4-1 所示活塞与活塞销的连接情况。根
7、据装配技术要求，活塞销孔与活塞销外径在冷状态装配时应有0.0025 0.0075mm的过盈量。但与此相应的配合公差仅为 0.005mm 。若活塞与活塞销采用完全互换法装配，且按“等公差”的原则分配孔与销的直径公差时，各自的公差只有0.0025mm 。如果配合采用基轴制原则，活塞销外径尺d=00.002528mm，相应孔的直径D=0.00500.007528mm。加工这样精度的零件是十分困难的，也是不经济的。图 4-1 活塞与活塞销的连接生产中将上述零件的公差放大4 倍（ d=00.0128mm、D=0.0050.01528mm） ，用高效率的无心磨和精镗加工，然后用精密量具测量，并按尺寸大小分
8、成4组，涂上不同的颜色，以便进行分组装配。具体分组情况见表4-1。从表中可以看出，各组公差和配合性质与原来的要求相同。表 4-1活塞孔与活塞销直径分组组别标 志颜 色活塞销孔直径0.0050.01528D活塞销直径00.0128d配 合 情 况最 大 过 盈最 小 过 盈红0.00500.00752800.0025280.0075 0.0025 白0.00750.0100280.00250.005028黄0.01000.0125280.00500.007528绿0.01250.0150280.00750.010028精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
9、 - - -第 3 页，共 17 页学习好资料欢迎下载采用分组选配法应当注意以下几点。 为了保证分组后各组的配合精度符合原设计要求，各组的配合公差应当相等，配合公差增大的方向应当相同，增大的倍数要等于以后的分组数，如图4-1 所示。 分组不宜过多，以免使零件储存、运输及装配工作复杂化。 分组后零件表面的粗糙度及形位公差不能扩大，仍按原设计要求制造。 分组后应尽量使组内相配零件数相等，如不相等，可专门加工一些零件与其相配。（3）复合选配法。此法是上述2 种方法的复合，先将零件预先测量分组，装配时再在对应组内凭工人的经验直接选择装配。这种装配方法的特点是配合公差可以不等，装配质量高，速度较快，能满
10、足一定生产节拍的要求。在发动机的汽缸与活塞装配中，多采用这种方法。3修配法在单件小批生产中，对于产品中那些装配精度要求较高的多环尺寸链，各组成环先按经济精度加工，装配时通过修配某一组成环的尺寸，使封闭环的精度达到产品精度的要求，这种装配方法称为修配法。在装配中， 被修配的组成环称为修配环，其零件称为修配件。修配件上一般留有修配量，修配尺寸的改变通常采用刨削、铣削、磨削及刮研等方法来达到。修配法的优点是能利用较低的制造精度，来获得很高的装配精度。其缺点是零件修配工作量较大，要求装配工人技术水平高，不易预计工时，不便组织流水作业。（1）修配方法。单件修配法：在多环尺寸链中，预先选定某一固定的零件作
11、修配件，装配时在非装配位置上进行再加工，以达到装配精度的装配方法称为单件修配法。例如，在如图4-2 所示的装配关系中，床身与压板之间的间隙A0是靠修配压板的C 面或 D 面来改变尺寸A2而保证的。 A2为修配环，装配时须经过多次试装、测量、拆下修配C 面或 D 面，最后保证装配间隙 A0要求。 自身加工修配法：在机床制造业中，常利用机床本身有切削加工的能力，在装配中采用自己加工自己的方法来保证某些装配精度，这种方法称自身加工修配法。如图 4-3 所示的转塔车床，在装配后利用在车床主轴上安装的镗刀作切削运动，转塔作纵向进给运动，依次镗出转塔上的6 个刀具安装孔。经自身加工，主轴轴线与转塔各孔轴线
12、图 4-2 机床导轨间隙装配关系图 4-3 转塔车床的自身加工修配法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页学习好资料欢迎下载的等高度要求就可以方便地达到。若再在主轴上安装一个可以自动径向进给的专用刀具，还可以分别加工转塔上的6 个平面，以保证孔与端面的垂直度。此外，平面磨床装配时自己磨削自己的工作台面，以保证工作台面与砂轮平行；牛头刨床、龙门刨床等总装时，用自刨工作台平面的方法来达到滑枕或导轨与工作台面的平行度要求；立式车床装配时通过对自己工作台面进行“自车”来矫正立式车床主轴相对工作台面的垂直度要求；万能铣床总装时为
13、了保证刀杆支架孔对主轴中心线的同轴度要求，可采用一专用工具对支架锥孔进行修整。自身加工修配法效果理想，加工也较为方便，但必须是具有切削能力的产品才能采用，所以常用于成批生产的机床制造中。 合并修配法： 将 2 个或多个零件合并在一起进行加工修配，便为合并修配法。合并加工所得的尺寸，看作一个组成环，这样既减少了组成环的数目，又减少了修配工作量，使修配加工更为容易。如图4-4 所示的车床尾座装配，为了减少总装时对尾座底板的刮研量，一般先把尾座和底板的配合面分别加工好，并配制横向小导轨，然后将两者装配为一体，以底板的底面为定位基准，镗尾座的套筒孔，直接控制尾座的套筒孔至底板底面的尺寸。这样，组成环
14、A2、A3合并为 A2、3一个环，使原来3 个组成环减为2 个，加工精度容易保证。图 4-4 床头箱主轴中心线与尾架中心线等高示意图合并加工修配法虽有上述优点，但这种方法要求合并零件对号入座（配对加工），给组织生产带来不便，因此多在单件小批生产中应用。（2）修配环的选择。采用修配法来保证装配精度时，正确选择修配环很重要。修配环一般应按下述要求选择。 尽量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易于加工的零件。 尽量选择容易独立安装和拆卸的零件。 修配件修配后不能影响其它装配精度。因此，不能选择并联尺寸链中的公共环作为修配环。4调整法对于装配精度要求高而组成环较多的尺寸链，可以采用调整法进行装配。调整
15、法和修配法相似，各组成环可按经济精度加工，由此而引起的封闭环的积累误差的超出部分，通过改变某一组成环的尺寸来补偿。但两者的方法不同，修配法是在装配时通过对某一组成环（修配环） 的补充加工来补偿；调整法是装配时通过调整某一零件的位置或变更组成环（调整环）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页学习好资料欢迎下载来补偿封闭环的超差部分。常见的调整法有以下2 种。（1）可动调整法。可动调整法是通过改变调整件的位置来保证装配精度的装配方法。这种方法不必拆卸零件，调整方便，广泛应用于成批和大量生产中。常用的调整件有螺栓、斜面、挡环
16、等。 图 4-5 所示为一可动调整的装配实例。其中： 图（a）是通过螺钉调整轴承间隙；图（ b）是通过调整套筒的位置来保证它与齿轮的轴向位置要求；图（c）是用调整螺钉使楔块上下移动来调整丝杠和螺母的间隙。图 4-5 可动调整法可动调整法不但用于装配中，而且在零件加工过程中机床及工艺装备等因磨损、受力变形、热变形等使精度发生变化时，可以及时进行调整以保持和恢复要求的精度。正由于这些突出的优点，该方法在生产中得到了广泛应用。（2）固定调整法。在装配尺寸链中，选择某一组成环作为调整环，将该环按一定的尺寸级别制造一套专用零件，装配时根据各组成环所形成的累积误差的大小，在这套零件中选择一个合适的零件进行
17、装配，以保证装配精度的要求，这种装配方法称为固定调整法。图 4-6 （a） 所示为车床主轴大齿轮装配图，按照装配的技术要求，当隔套（A2） 、 齿轮（A3） 、图 4-6 固定调整法装配示例精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页学习好资料欢迎下载垫圈（固定调整件Ak） 和弹性挡圈 （A4） 装在轴上以后， 齿轮的轴向间隙A0应在 0.050.2mm。图 4-6（b）所示是尺寸链简图，其中 A1=115mm、A2=8.5mm、A3=95mm、A4=2.5mm、Ak=9mm。如果采用完全互换法进行装配，则各组成环的平均公差
18、为0av()0.20.050.03mm55T AT显然，按这样小的公差制造零件是不经济的。如果将尺寸A2、 A3及 A4按经济精度加工，装配时暂时不装入调整环Ak，装配后出现“空位”，而空位尺寸As将随A1 A4各环尺寸的变化而变化。空位尺寸As包括封闭环A0和调整环Ak 2 个环。由于封闭环的要求是正确的，其公差T(A0)又远小于空位尺寸的变动范围Ts。为了使调整环进入空位尺寸后能保证封闭环的要求，调整环的尺寸应随着空位尺寸的变化而变化。因此，调整环应是一个变量。4.1.2装配工艺系统图装配工艺规程是用文件、图表等形式规定下来的装配工艺过程。它是装配生产的指导性文件，又是进行装配生产计划及技
19、术准备的主要依据，也是设计装配工装、设计装配车间的主要依据。装配工艺规程对于保证产品的装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、缩小装配车间面积、降低生产成本等都有重要作用。制定装配工艺规程时需要的原始资料有产品的装配图、部分零件图、产品的验收标准和技术要求、生产纲领和现有生产条件等。1绘制装配工艺图的步骤（1）产品分析。研究产品图和验收技术条件，审查产品结构装配工艺性，分析装配尺寸链，确定保证产品精度的装配方法。（2）确定装配的组织形式。根据生产规模及产品结构尺寸、重量等确定装配生产的组织形式。（3）划分装配单元及确定装配顺序。从工艺角度出发，将产品分解成可以独立装配的单
20、元，以便组织装配工作，装配单元常分为零件、合件、组件、部件。装配单元划分后，可确定各装配单元合理的装配顺序。（4）划分装配工序、确定各工序的具体内容。划分工序内容包括确定工序数目、顺序、工作内容、所需的设备及工装、各工序装配质量要求、工时定额等。（5）编制装配工艺文件。装配工艺文件包括装配工艺路线卡或装配工序卡。（6）绘制装配工艺系统图。产品装配单元的划分及其装配顺序，如装配工艺系统图所示。现以图 4-7 所示台式钻床装配图为例，绘制装配工艺系统图，如图 4-8 所示。 图 4-8 中装配单元用长方格表示，其上方注明装配单元的名称，左下方为装配单元的代号或件号。装配工艺系统图的中间为一横线，左
21、端为基准件，右端为产品。按装配顺序从左向右，将零件画在横线上方，组件、部件画在横线下方。对于结构较简单的产品可只绘出装配工艺系统图； 对于结构复杂、零部件多的产品，还可按装配单元分级绘制装配单元系统图（见图 4-9） 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页学习好资料欢迎下载图 4-7 台式钻床装配图图 4-8 装配工艺系统图示例精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页学习好资料欢迎下载图 4-9 装配单元系统图2装配实例分析图 4-7 所示为
22、ZT512 台式钻床的装配图（局部有省略、 简化） ，其零部件明细表见表4-2。表 4-2 ZT512 台式钻床零、部件明细表件号名称件号名称1 底座18 垫圈2 立柱19 2向心球轴承 6205/P6 3 主轴20 V 带 A1168 4 压紧螺母21 主轴带轮5 密封圈22 轴用弹性挡圈6 2向心球轴承 6230/P6 23 平键 435 7 推力球轴承 5103/P6 24 导杆套部件8 齿轮轴、弹簧盒部件25 上罩壳9 主齿轮条套筒26 电动机带轮10 主轴箱27 平键11 弹簧28 紧定螺钉12 垫圈29 螺钉13 轴用弹性挡圈 17 30 电机平台14 轴用弹性挡圈 25 31 电
23、机 A02-7124 15 下罩壳32 组合开关导线部件16 花键套筒33 左/右锁紧块和手柄部件17 紧定螺钉 M616 34 升降螺母部件ZT512 台式钻床主要装配精度要求有主轴回转精度（轴端径向圆跳动0.01mm） 、主轴回转中心对底座工作台面的垂直度要求0.03mm、底座平面度要求0.02mm（只许中凸） 。其中，底座平面度主要依靠底座本身的加工精度来保证；主轴回转中心对底座工作台面的垂直度要精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页学习好资料欢迎下载求主要靠台式钻床主轴箱体上立柱孔与主轴孔间的平行度和立柱中心对
24、立柱端面的垂直度来保证，采用部分互换法装配，必要时修配底座上的立柱安装表面；主轴回转精度的影响因素较多， 其中要求主轴齿条套筒与主轴箱体孔的配合间隙为0.0030.008mm，采用分组选配装配。根据台式钻床的年产量5000 台，属成批生产；其结构尺寸较小，重量较轻，确定其装配组织形式为移动式流水线装配。根据台式钻床的结构，可将其划分为数个装配单元，见表4-3，其中主要有主轴套筒部件、花键套筒部件、电动机带轮部件、齿轮轴弹簧盒部件、主轴箱部件、导杆套部件、升降螺母部件等。以底座为装配基准件，按照前一工序不得影响后一工序装配的基本原则，依次从下往上、 从内到外， 确定台式钻床的装配顺序，绘制出台式
25、钻床装配工艺系统图（见图 4-8）和装配单元系统图（见图4-9） 。表 4-3装配单元简表名称代号所含部件件号主轴套筒部件001 3、4、5、6、7、9、11、12、13 花键套筒部件002 14、16、18、19、23 电动机带轮部件003 26、27、28、29、31 齿轮轴弹簧盒部件004 8 主轴箱部件005 10 导杆套部件006 24 组合开关导线部件007 32 锁紧块、手柄部件008 33 升降螺母部件009 34 按装配工艺系统图划分工序内容，确定所需设备与工装，编制装配工艺规程。台式钻床装配工艺路线见表4-4。表 4-4台式钻床的装配工艺线路序号工 作 内 容10 将底座
26、1吊上装配线工作台20 把立柱 2固定在底座 1 上，旋紧螺栓 4-M12 30 把升降螺母部件009 装到立柱 2 上，要求能自由滑落40 把主轴箱部件005装到立柱 2上50 将左右锁紧块和手柄部件008装入主轴箱 10 孔 32H7 中，要求锁紧后手柄位置应在正上方或正下方；松开手柄，不得抱死立柱60 将主轴箱 10 与升降螺母部件 009 用螺钉 3-M5 连接并锁紧70 将下罩壳 15 装在主轴箱 10 上方80 把主轴带轮 21 装入花键套筒 16 上，再装上挡圈22 90 将导杆套部件006装到主轴箱 10 和下罩壳 15 上方，锁紧螺钉 3-M8 100 将电机平台 30 装入
27、主轴箱尾部上，要求能自由轴向移动110 将组合开关导线部件007 装入主轴箱，旋紧螺钉4-M3，并固定好护线软套120 装上电动机、带轮部件003，锁紧螺钉 4-M8 25，装上 V 带 20 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页学习好资料欢迎下载续表序号工 作 内 容130 将上罩壳 25 装在导杆、套部件006 上，要求上下套罩壳配合良好，导杆在导套内移动灵活140 将主轴套筒部件 001 按分组选配装入主轴箱10 的 50H7 孔内，保证间隙为 0.0030.008mm，要求移动灵活并能随其重量自行下滑150
28、 装上齿轮轴、弹簧盒部件004，调整弹簧，使主轴套筒9 下移，放手后可自动复位160 按电器装配工艺要求，接好电机线170 检验主轴跳动180 检验主轴中心对底座垂直度，返修至合格190 检验底座平面度，复检综合垂直度200 试车210 清洗、上油、包装220 外观总检230 起吊至木箱底板上，钉箱、入库4.2装配精度与装配尺寸链4.2.1装配精度的概念任何机械产品， 设计时不仅应根据使用要求进行合理的结构设计，而且要确定整机或有关部件的运动精度和相互位置精度。设计的装配精度要求可根据国家标准或其他资料予以确定。产品的装配精度，是指机器装配以后，各工作面间的相对位置和相对运动参数与规定指标的相
29、符程度。它主要包括工作面相互间的平行度、垂直度、同轴度、距离、间隙、过盈、运动轨迹、 速度的稳定性等。配合精度的高低是保证机器工作性能、质量和寿命的重要因素。1装配精度产品装配精度一般包括尺寸、相互位置、相对运动和接触精度。（1）尺寸精度。尺寸精度是指相关零、部件间的距离尺寸精度和配合精度。它是零、部件之间相对距离的尺寸要求，如普通车床床头和尾座两顶尖对床身导轨的等高要求，就是一个距离尺寸关系，称为距离精度。配合精度是配合面间的间隙或过盈要求。（2）相互位置精度。位置精度包括相关零、部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动，如普通车床主轴轴线对床身导轨的平行度就属于相互位置精度。（3）相对运动
30、精度。相对运动精度是产品中有相对运动的零部件在运动方向和相对速度上的精度。运动方向上的精度是指零部件间相对运动的直线度、平行度、垂直度等，如普通车床溜板移动轨迹对主轴轴线的平行度要求。相对速度上的精度是指传动精度，即始末两端传动元件相对运动（转角）精度，如车床车削螺纹时主轴与刀架移动的相对运动要求。（4）接触精度。接触精度是指相互配合的表面，接触表面达到规定接触面积的大小，如齿轮啮合、锥体与锥孔配合以及导轨副之间均有接触精度要求。接触精度常以接触面积的大小或接触点的数量级分布情况来衡量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共
31、17 页学习好资料欢迎下载2装配精度与零件精度间的关系机械及其部件都是由零件所组成的，装配精度与相关零部件制造误差的积累有关。显然，装配精度取决于零件特别是关键零件的加工精度。例如卧式车床尾座移动对床鞍移动的平行度，就主要取决于床身导轨A 与 B 的平行度（见图4-10） ；又如车床主轴锥孔轴心线与尾座套筒锥孔轴心线的等高度（A0） ，即主要取决于主轴箱、尾座、底板的A1、A2、A3的尺寸精度（见图4-4） 。另一方面，装配精度又取决于装配方法，在单件小批生产及装配精度要求较高时装配方法尤为重要。例如图 4-4中所示的等高度要求是很高的，如果靠提高尺寸A1、A2及 A3的尺寸精度来保证是不经济
32、的，甚至在技术上也是很困难的。比较合理的办法是在装配中通过检测，对某个零部件进行适当的修配来保证装配精度。因此，机械的装配精度不但取决于零件的精度，而且取决于装配方法。零件精度是保证装配精度的基础，但有了精度合格的零件，若装配方法不当也可能装配不出合格的机械；反之，当零件制造精度不高时，若装配方法恰当（如选配、修配、调整等），也可装配出具有较高装配精度的产品。所以为保证机械的装配精度，应从产品结构、机械加工及装配等方面进行综合考虑，选择适当的装配方法并合理地确定零件的加工精度。而装配尺寸链分析，是进行综合分析的有效手段。4.2.2装配尺寸链的概念及建立1装配尺寸链的基本概念产品或部件的装配精度
33、与构成产品或部件的零件精度有着密切关系。为了定量地分析这种关系，将尺寸链的基本理论用于装配过程，即可建立起装配尺寸链。装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的尺寸和位置关系所组成的封闭的尺寸系统。装配尺寸虽然起源于产品设计中，但应用装配尺寸链原理可以指导制定装配工艺、合理安排装配工序、解决装配中的质量问题和分析产品结构合理性等。装配尺寸链是尺寸链的一种，它与一般尺寸链相比，具有显著的特点。具体如下。 装配尺寸链的封闭环一定是机械产品或部件的某项装配精度，因此，装配尺寸链的封闭环是十分明显的。 装配精度只有在机械产品装配后才能测量。因此， 封闭环只有在装配后才能形成，不具有独立性。 装配
34、尺寸链中的各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。2装配尺寸链的建立当运用装配尺寸链的原理去分析和解决装配精度问题时，首先要正确地建立起装配尺寸链，即正确地确定封闭环，并根据封闭环的要求查明各组成环。图 4-10 床身导轨简图A床鞍移动导轨； B尾座移动导轨精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页学习好资料欢迎下载如前所述，装配尺寸链的封闭环为产品或部件的装配精度。为了正确地确定封闭环，必须深入了解产品的使用要求及各零部件的作用，明确设计者对产品及零、部件提出的装配技术要求。 为
35、正确查找各组成环，须仔细分析产品或部件的结构，了解各零件连接的具体情况。查找组成环的一般方法是：以封闭环两端的2 个零件为起点， 沿着装配精度要求的位置方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件，直至找到同一个基准零件或同一表面。这样，各有关零件上直线连接相邻零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。建立装配尺寸链就是要准确地找出封闭环和组成环，并画出尺寸链简图。图 4-4（a）所示的车床主轴中心线与尾座中心线在垂直方向上的等高公差为A0，在机床检验标准中规定为00.06mm，且只许尾座高，这就是封闭环。分别由封闭环两端的2 个
36、零件（即主轴和尾座）中心线起，由近及远，沿着垂直方向可以找到3 个尺寸， A1、A2和 A3直接影响装配精度，为组成环。 其中 A1是主轴中心线至主轴箱安装基准之间的距离，A3是尾座中心至尾架体的装配基准之间的距离，A2是尾座体的安装基准至尾座底板的安装基准之间的距离。 A1和 A2都是以导轨平面为共同的安装基准，尺寸封闭。图4-4（b）所示为车床主轴线与尾座中心线等高要求的装配尺寸链简图。装配尺寸链比较复杂，在同一装配结构中装配精度要求往往有几个，需要在不同方向 （如垂直、水平、径向和轴向等）分别查找。在查找中要坚持最小环数原则，即最短路线原则，并且在保证产品精度的前提下，装配尺寸链的组成环
37、可以适当地简化。4.2.3装配尺寸链的解算实例装配尺寸链的应用包括2 个方面： 其一，在已有产品装配图和全部零件图，及尺寸链的封闭环、组成环的基本尺寸、 公差及偏差都已知的情况下，由已知的组成环的基本尺寸、公差及偏差，求封闭环的基本尺寸、 公差及偏差。 然后与已知条件相比， 看是否满足装配精度的要求，验证组成环的基本尺寸、公差及偏差的确定是否合理。这种应用一般称为“正计算”；其二，在产品设计阶段，根据产品装配精度要求（封闭环），确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差，然后将这些已确定的基本尺寸、公差和偏差标注到零件图上，这种应用一般称为“反计算” 。但无论哪一种应用方法，装配尺寸链的计算方法只有
38、2 种，即极值法和概率法，常用的是极值法。装配尺寸链的极值法计算所应用的公式与工艺尺寸链的计算公式相同。在装配尺寸链中封闭环是装配的最终要求，当封闭环公差确定后，组成环愈多则每一环的公差就愈小。所以在装配尺寸链中应尽量减少尺寸链的环数，即最短尺寸链原则。【例 4-1】 一只对开齿轮箱如图4-11（a）所示，根据使用要求间隙A0在 11.75mm。 已知各零件的有关基本尺寸 A1=101mm， A2=50mm， A3=A5=5mm， A4=140mm，求尺寸链各组成环尺寸偏差。图 4-11 对开齿轮箱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1
39、3 页，共 17 页学习好资料欢迎下载解：画出尺寸链图,如图 4-11（b）所示。A1、A2为增环， A3、A4、A5为减环，间隙A0为封闭环，即A0=A1+A2- (A3+A4+A5)=101+50- (5+140+5)=1mm 由题 T0=1.75- 1=0.75mm，则A0=0.7501mm 封闭环公差为各组成环公差之和。求各环公差时， 可采用等精度法，先初步估算公差值，然后根据实际情况合理确定各环公差。各组成环的平均公差为Tav=0Tn=0.755=0.15mm T1=0.22mm 、T2=0.16mm、T3=T5=0.075mm，则T4=T0- (T1+T2+T3+T5)0.22mm
40、。为取标准公差值，查标准公差表确定T4 0.16mm(IT10) 。根据“入体原则”，各组成环尺寸应为A1=0.220101、A2=0.160101、 A3=A5=00.0755、A4=00.16140。验算结果： ES(A0)=+0.69，EI(A0)=0，满足 A0=+0.7501mm 的要求。4.3自动化装配自动化装配基于19 世纪机械制造业中零部件的标准化和互换性开始用于小型武器和钟表的生产， 随后又应用于汽车工业。20 世纪，美国福特汽车公司首先建立采用运输带的移动式汽车装配，将工序细分，在各工序上实行专业装配操作，使装配周期缩短了约90%，降低了生产成本。互换性生产和移动装配线的出
41、现和发展，为大批量生产中采用自动化开辟了道路。于是陆续出现了料斗式自动给料器和螺钉、螺母自动拧紧机等简单的自动化装置。大批量生产的轴承、离合器和中小型电机等零件少、装配工艺简单的机电产品，以及汽车、农业机械、仪器仪表等产品中的部分简单部件，有的也采用了自动或半自动装配机（线），但由于对适合自动装配的产品结构有很大的限制，自动化装配机投资多而对产品改型的适应性小，因此，机械制造中的自动化装配仅用于大批量生产。20 世纪 60 年代，随着数字控制技术的迅速发展，出现了自动化程度较高而又有较大适应性的数控装配机，从而有可能在多品种中批量生产中采用自动化装配。 1982 年，日本的个别工厂已采用数字控
42、制工业机器人来自动装配多种规格的交流伺服电机。自动化装配机械主要包括自动给料、自动传输、自动装配、自动控制等几个方面。按照基础件在装配工位间的传送方式不同，装配机（线）的结构可分为回转式 （见图 4-12）和直进式（见图4-13）两大类。回转式结构简单，定位精度易保证，装配工位少，适合于零件数量少的中小型部件和产品。基础件可连续传送或间歇传送，间歇传送在基础件停止传送时进行装配作业。间歇传送应用广泛。直进式的结构比回转式复杂，装配工位数不受限制，调整较灵活，占地面积大，基础件一般间歇传送。按照间歇传送的节拍又分为同步式和异步式。同步式适合批量大、零件少、节拍短的场合；异步式适合于自由节拍、装配
43、工艺复杂、手工装配与自动装配相结合的装配线上。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页学习好资料欢迎下载传送装置主要有回转工作台、链式传送装置和异步的夹具式传送装置等。各种传送装置可供基础件直接定位或用随行夹具定位。图 4-12 回转式自动装配机（线）图 4-13 直进式自动装配机（线）自动化装配作业包括自动清洗、平衡、分选、装入、连接、检验等，有时还包括成品包装和一些辅助的加工工序。清洗自动化是将零件输送到清洗机内，按规定程序自动完成清洗作业，然后输送到下一个工序。自动平衡的特点是在测出不平衡量的大小与相位后，用自动
44、去重或配重的方法求得平衡。常用的去重方法是通过钻削将不平衡量去除；对于小型的精密零件（如陀螺仪转子等） ，不平衡量很小，可用激光汽化方法去除。自动配重是根据不平衡量的大小自动选取相应重量级别的平衡块，用焊接或胶接方法固定在被平衡零件的相应位置上。自动分选是通过自动装配作业测量出零件的配合尺寸，并按规定的几组公差带将零件自动分组，使各对应组内相互配合的零件实现互换装配。自动分选是采用选配法装配之前的必要工序，在自动分选机上进行。自动装入是自动装配作业中最基本的工序，有重力装入、 机械推入和机动夹入3 种方式，可按具体情况选择。采用较多的是机械推入，即先将零件夹持，保持正确定向，在基础件上对准，再
45、由装入工作头缓慢进给，将其装入基础件内。螺纹连接的自动化操作采用螺钉或螺母的自动化装配工作头，一般包括抓取、对准、拧入和拧紧等动作，通常需要有扭矩控制装置，以保证达到要求的紧固程度。自动检测是自动装配的重要组成部分。常见的检测项目有：装配过程中的检测，如检查是否缺件，零件方向与位置是否正确和夹持是否可靠；装配后的部件或产品的性能的检测，如轴的振摆、回转运动精度、传动装置的反向间隙、启动和回转扭矩、振动、噪声以及温升。将实测结果与检测标准相对比，以决定合格与否。装配过程中出现不合格情况时，便自动停止装配，并发出信号。有关产品性能的实测数据常由自动打印机输出备查。自动装配中各种传送、给料和装配作业
46、的程序以及相互协调必须依靠控制系统。常用的是由凸轮、杠杆、弹簧、挡块等机构组成的固定程序控制系统，但当装配的部件或产品精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页学习好资料欢迎下载有较大的改变时便不能适应。例如采用数字控制系统，在装配件改变时容易调整工序。特别是微处理机可存储各种程序，随时调用。这种控制系统适用于中小批量的多品种自动装配。本 章 小 结（1）机械产品的精度要求最终是靠装配来实现的。产品的装配精度、结构和生产类型不同，采用的装配方法也不同。装配方法可归纳为互换法、选配法、修配法和调整法4 大类。（2）装配工艺
47、规程是用文件、图表等形式规定下来的装配工艺过程。它是装配生产的指导性文件。装配工艺系统图能清晰地表示产品或部件的装配顺序，即在图的中间为一横线，左端为基准件，右端为产品，按装配顺序从左向右，将零件画在横线上方，组件、部件画在横线下方。（3）产品的装配精度一般包括尺寸、相互位置、相对运动和接触精度4 个方面。装配精度一方面取决于装配方法，另一方面取决于零件特别是关键零件的加工精度。零件精度是保证装配精度的基础，若装配方法选择不当，即使有了精度合格的零件，也不一定能装配出合格的产品。（4）装配尺寸链是尺寸链的一种，它与一般尺寸链相比，具有显著的特点：装配尺寸链的封闭环一定是机械产品或部件的某项精度
48、；装配精度在装配后才能测量；装配尺寸不是一个零件的尺寸，而是几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。习题与思考4-1 制定装配工艺规程有何原则？包含哪些内容？4-2 装配方法有哪些？各有何特点？应用于哪些场合？4-3 采用修配法进行装配时，如何正确选择修配环？4-4 装配精度包括哪些内容？装配精度与零件精度有何关系？4-5 图 4-14 所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.100.35mm。已知 A1=30mm、A2=5mm、A3=43mm、040.053mmA（标准件），A5=5mm，试确定各组成环公差和极限偏差。图 4-14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页学习好资料欢迎下载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页