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1、第五章机器装配工艺过程设计本讲稿第一页，共九十一页第第5章章 机器装配机器装配Machine Assembling5.1 概述概述Introduction to Machine Assembling机械制造工艺学机械制造工艺学 本讲稿第二页，共九十一页q 机器装配5.1.1 机械装配基本概念机械装配基本概念机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成套件、组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。q 机器装配基本作业q 机器装配精度清洗连接校正、调整与配作 平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度套件装配齿轮1基准零件 2铆钉 3齿轮本
2、讲稿第三页，共九十一页q 套件与组件示例套件和组件示例 a）套件 b）组件5.1.1 机械装配基本概念机械装配基本概念本讲稿第四页，共九十一页q 装配工艺系统图5.1.2 装配工艺系统图装配工艺系统图为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（见下图)基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件机器装配系统示意图本讲稿第五页，共九十一页第第5章章 机器装配机器装配Machine Assembling5.2 装配工艺规程制定装配工艺规程制定Process Planning for Assembling机械制造工艺学机械
3、制造工艺学 本讲稿第六页，共九十一页5.2.1 装配装配工艺规程制定原则工艺规程制定原则q 制定装配工艺规程的原则 保证产品装配质量 选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益 合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率 尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件 注意采用和发展新工艺、新技术q 制定装配工艺规程所需原始资料 产品装配图及验收标准 生产纲领 生产条件本讲稿第七页，共九十一页5.2.2 制定制定装配装配工艺规程步骤工艺规程步骤q 研究产品装配图和验收条件q 确定装配方法和装配组织形式 q 划分装配单元将产品划分为部件、组件和套件等
4、装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面q 确定装配顺序在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上q 划分装配工序q 编制装配工艺文件本讲稿第八页，共九十一页生产规模装配方法与组织形式自动化程度特 点单件生产手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装配夹具、模具和各种工具，可分
5、部件装配和总装配，也可组成装配对象固定而装配工人流动的流水线手工为主，部分使用工具和夹具有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多；工作台位之间一般不用机械化输送成批生产轻型产品每个工人只完成一部分工作，装配对象用人工依次移动（可带随行夹具），装备按装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动成批或大批生产一种或几种相似装配对象专用流水线，有周期性间歇移动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高大批大量生产半自动或全自动装配线，半自动装配线部分上下料和装配工作采用人工方法半
6、自动、全自动装配生产率高，质量稳定，产品变动灵活性差，装备费用昂贵装配组织形式的选择与比较 5.2.2 制定制定装配装配工艺规程步骤工艺规程步骤本讲稿第九页，共九十一页车床床身装配简图油盘总成P011床 身10031垫板上涂铅油床身总成Z011用水平仪检查导轨的直线度右垫板2001 8左托盘1001 1右托盘1004 1前床脚1002 1后床脚1005 1螺栓2002 8垫圈2004 4螺栓2003 4垫圈2006 4螺母2005 4床身部件装配系统图5.2.2 制定制定装配装配工艺规程步骤工艺规程步骤本讲稿第十页，共九十一页第第6章章 机器装配机器装配Machine Assembling6.
7、3 机器结构装配工艺性机器结构装配工艺性Assembling Technological Efficiency of Machine Structure机械制造工艺学机械制造工艺学 本讲稿第十一页，共九十一页q 必要性q 实例5.3.1 机器结构能分成独立装配单元机器结构能分成独立装配单元 转塔车床快速行程轴装置 可以组织平行装配作业 部件可进行预调和试车 局部改进不影响整机装配 利于机器维护、检修、包装、运输操纵箱操纵箱 光轴 联轴器阶梯轴箱体箱体快速行程轴装置两种结构比较 齿轮、轴组件本讲稿第十二页，共九十一页修配法结构 调整法结构5.3.2 减少装配时修配与机加工减少装配时修配与机加工
8、车床床头箱装配山形导轨定位 平导轨定位 配钻油孔结构 无须配钻油孔结构 调整代替修配 避免机加工本讲稿第十三页，共九十一页5.3.3 机器结构便于装配和拆卸机器结构便于装配和拆卸 依次装配轴依次装配结构连接方式改进 便于装配操作本讲稿第十四页，共九十一页5.3.3 机器结构便于装配和拆卸机器结构便于装配和拆卸留出装配工具位置留出装配连接件位置本讲稿第十五页，共九十一页第第5章章 机器装配机器装配Machine Assembling5.4 装配尺寸链装配尺寸链Assembling Dimensional Chain机械制造工艺学机械制造工艺学本讲稿第十六页，共九十一页q 机器装配精度内容5.4.
9、1 机械装配精度机械装配精度 相互位置精度相互位置精度 指产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。指产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。相互运动精度相互运动精度 指产品中有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。运动方向指产品中有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。运动方向的精度常表现为部件间相对运动的平行度和垂直度，相对运动精度即是传动精度的精度常表现为部件间相对运动的平行度和垂直度，相对运动精度即是传动精度 相互配合精度相互配合精度 包括配合表面的配合质量和接触质量包括配合表面的配合质量和接触质量。接触精度和配合精度是距离精度的基础。接触精度和配
10、合精度是距离精度的基础。位置精度又是相对运动精度的基础。位置精度又是相对运动精度的基础。u装配精度间的关系装配精度间的关系本讲稿第十七页，共九十一页5.4.1 机械装配精度机械装配精度q 装配精度与零件精度关系 单件自保单件自保主轴与尾座主轴与尾座套筒中心线套筒中心线等高结构与等高结构与尺寸链尺寸链主轴箱主轴箱尾座尾座尾座底板尾座底板床身床身 形成尺寸链形成尺寸链尾座对溜板移动精度保证尾座对溜板移动精度保证A A溜板导轨溜板导轨 B B尾座导轨尾座导轨A AB Bu 零件精度特别是关键零件的精度对装配精度零件精度特别是关键零件的精度对装配精度有直接的影响有直接的影响单个零件精度保证某项装配精度
11、多个零件或部件的精度保证某项装配精度u当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。（零件按经济精度加工）保证装配精度。本讲稿第十八页，共九十一页5.4.1 机械装配精度机械装配精度q 机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0TRS卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向 影响装配精度的因素 零件的加工精度（装配精度常常与多个零件精度有关）装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起的零件变形 旋转零件的不平衡 u 一般来说零件精度越高，装配一般来说零件精度越高，装配精度就越容易保证
12、。但装配精度精度就越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精度来达到，而不完全依靠零件精度来达到，而与装配方法有关。与装配方法有关。本讲稿第十九页，共九十一页q 装配尺寸链基本概念5.4.2 装配尺寸链建立装配尺寸链建立 装配尺寸链：在机器装配关系中，由相关零件尺寸或位置关系组成的尺寸链 封闭环：通常就是装配精度要求q 装配尺寸链分类 直线尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸链角度装配尺寸链示例 O-O 主轴回转轴线 -山形导轨中线 -下溜板移动轨迹0.015200201OO孔轴配合装配尺寸链本讲稿第二十页，共九十一页5.4.2 装配尺寸链建立装配尺寸链建立螺孔中心线e过孔中心线X1X2Y2Y
13、1O2O1P1平面装配尺寸链示例P2P0本讲稿第二十一页，共九十一页q 装配尺寸链查找方法q 查找装配尺寸链应注意的问题5.4.3 装配尺寸链查找方法装配尺寸链查找方法取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环 必要的简化A0A1A2A3箱体孔轴线主轴锥孔轴线套筒锥孔轴线套筒外圆轴线尾座孔轴线e1e2e3A2A3A1A0主轴与尾座套筒中心线等高度装配尺寸链 简化后本讲稿第二十二页，共九十一页q 查找
14、装配尺寸链应注意的问题5.4.3 装配尺寸链查找方法装配尺寸链查找方法“一件一环”原则（装配尺寸链路线最短原则）：组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。相应地将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上 方向性：按不同方向分别建立装配尺寸链装配尺寸链“一件一环”原则尺寸不合理标注本讲稿第二十三页，共九十一页12345 最短路线原则最短路线原则-要求装配尺寸链中所要求装配尺寸链中所占据的组成数目最少，占据的组成数目最少，即每个有关零件仅以即每个有关零件仅以一个组成环列入。一个组成环列入。5.4.3 装配尺寸链查找方法装配尺寸链查找方法本讲稿第二十四页，
15、共九十一页p 装配尺寸链应用装配尺寸链应用(1)正计算正计算用于验算。用于验算。已有产品装配图和全部零件图，求封闭环，与设计要求比较。已有产品装配图和全部零件图，求封闭环，与设计要求比较。(2)反计算反计算用于设计。用于设计。根据产品装配精度要求（封闭环），确定各组成环零件根据产品装配精度要求（封闭环），确定各组成环零件的尺寸及精度。的尺寸及精度。p 计算方法计算方法 与装配方法有关，同一装配精度，采用不同的装配方法，与装配方法有关，同一装配精度，采用不同的装配方法，其装配尺寸链的计算方法也不同。其装配尺寸链的计算方法也不同。5.4.4 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法本讲稿第二十五页
16、，共九十一页第第5章章 机器装配机器装配Machine Assembling5.5 保证装配精度的装配方法保证装配精度的装配方法Assembling Methods to Assure Assembling Accuracy机械制造工艺学机械制造工艺学本讲稿第二十六页，共九十一页u定义定义 在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。u互换法实质：互换法实质：用用控制零件加工误差控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法。来保证装配精度的一种方法。u根据互换程度，分两种：根据互换程度，分两种：完全互换法和大数互换法完全互换法和大数互换法（不完全、部分互换法）（不完全、部分互换法）就是
17、机器在装配过程中每个待装配零件不需要挑选、就是机器在装配过程中每个待装配零件不需要挑选、修配和调整装配后就能达到装配精度。修配和调整装配后就能达到装配精度。5.5.1 互换互换装配法装配法完全互换法完全互换法 本讲稿第二十七页，共九十一页优点优点:装配过程简单，装配生产率高装配过程简单，装配生产率高 对工人的技术水平要求不高对工人的技术水平要求不高 便于组织流水线及自动化装配便于组织流水线及自动化装配 容易实现零部件专业协作容易实现零部件专业协作 便于备件供应及维修工作。便于备件供应及维修工作。缺点：缺点：在装配精度高，环数较多时就难以满足零件加工经济在装配精度高，环数较多时就难以满足零件加工
18、经济精度要求。精度要求。适用：适用：在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完全互在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完全互换。换。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。5.5.1 互换互换装配法装配法本讲稿第二十八页，共九十一页q 装配尺寸链的完全互换法 采用极值算法计算装配尺寸链5.5.2 互换互换装配法装配法u注意：封闭环公差注意：封闭环公差=组成环组成环公差公差之和。之和。极值法极值法正计算正计算与工艺尺寸链同。与工艺尺寸链同。极值法极值法反计算反计算：a)可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法等公差法，等
19、精度等精度法或按实际加工可能性分配法法或按实际加工可能性分配法等，确定各待定组成环公差大小等，确定各待定组成环公差大小b)根据各待定组成环的根据各待定组成环的尺寸大小和加工的难易程度尺寸大小和加工的难易程度，对其公差进行，对其公差进行适当适当调整调整。封闭环上偏差封闭环上偏差=增环上偏差增环上偏差-减环下偏差减环下偏差封闭环下偏差封闭环下偏差=增环下偏差增环下偏差-减环上偏差减环上偏差本讲稿第二十九页，共九十一页1）当组成环是标准尺寸(标准件)时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和分布位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链
20、确定5.5.2 互换互换装配法装配法u 封闭环公差的分配封闭环公差的分配3）尺寸相近、加工方法相同尺寸相近、加工方法相同的组成环，其的组成环，其公差值相等公差值相等。4）难加工或难测量难加工或难测量的组成环，其公差值可的组成环，其公差值可取较大数值取较大数值，易加工或易测量易加工或易测量的组成环，其的组成环，其公差值取较小数值公差值取较小数值。5）各组成环公差带位置）各组成环公差带位置按入体原则标注按入体原则标注，中心距尺寸按对称偏差标注，但，中心距尺寸按对称偏差标注，但要保留一环作要保留一环作“协调环协调环”（相依尺寸相依尺寸）。本讲稿第三十页，共九十一页n n协协协协调调调调环环环环：在在
21、装装配配尺尺寸寸链链中中，用用以以协协调调其其他他组组成成环环，以以最最终终满满足足封封闭闭环环精度要求的一个组成环，其公差带的位置精度要求的一个组成环，其公差带的位置由装配尺寸链计算确定由装配尺寸链计算确定1）通通常常选选易易于于制制造造并并可可用用通通用用量量具具测测量量的的尺尺寸寸，此此时时尺尺寸寸链链中中难难加加工工零零件件的尺寸公差的尺寸公差从宽选从宽选取；取；2）也也可可选选难难制制造造或或难难测测量量的的尺尺寸寸，此此时时尺尺寸寸链链中中易易加加工工零零件件的的尺尺寸寸公公差差从从严严选选取；取；3）不能选取标准件或公共环作为协调环）不能选取标准件或公共环作为协调环5.5.2 互
22、换互换装配法装配法u 协调环的选取协调环的选取本讲稿第三十一页，共九十一页【解】A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30,A2=5,A3=43,（标准件），A5=5。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例】1）建立装配尺寸链，校验各环基本尺寸2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为：T1=T2=T3=T4=T5=（0.35-0.1）/5=0.05考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：各组成环公差为IT9，5.5.2 互换互换装配法装配法T4=0.0
23、5,T1=0.06,T3=0.07,T2=0.04本讲稿第三十二页，共九十一页3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：，除协调环以外各组成环公差按入体标注：最后可确定：5.5.2 互换互换装配法装配法A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 计算协调环偏差：得到：EI5=-0.13,ES5=-0.10封闭环上偏差封闭环上偏差=增环上偏差增环上偏差-减环下偏差减环下偏差封闭环下偏差封闭环下偏差=增环下偏差增环下偏差-减环上偏差减环上偏差A0上上=0.35=0.07-（-0.04-0.06+A5下下-0.05），A5 下下=-0.13A0下下=0.1=0-（0+0+
24、A5上上+0），），A5上上=-0.1本讲稿第三十三页，共九十一页u极值法反计算极值法反计算 1)分析建立装配尺寸链分析建立装配尺寸链:2)确定组成环公差。确定组成环公差。求平均公差求平均公差（等公差法）（等公差法）5.5.2 互换互换装配法装配法 采用极值算法计算装配尺寸链的计算过程采用极值算法计算装配尺寸链的计算过程选选协调环协调环通常通常选择加工容易或生产上受限制选择加工容易或生产上受限制 较少的组成环。较少的组成环。调整其他组成环的公差。调整其他组成环的公差。本讲稿第三十四页，共九十一页计算计算协调环协调环公差公差 “协调环协调环”公差公差3)确定确定组成环组成环上下偏差上下偏差 按按
25、入体原则入体原则确定即确定即：包容面包容面(孔孔)下偏差为零；下偏差为零；被包容面被包容面(轴轴)上偏差为零上偏差为零。5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第三十五页，共九十一页计算计算协调环协调环上下偏差上下偏差 5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第三十六页，共九十一页例：如图，冷态下的轴例：如图，冷态下的轴向装配间隙为向装配间隙为0.050.15mm,A1=41mm,A2=A4=17mm，A3=7mm。求各组成。求各组成环的公差及偏差环的公差及偏差。12345A2A0A1A4A3图图 双联转子泵轴向关系简图双联转子泵轴向关系简图5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第三十七页，共九十
26、一页解解:(1)分析和建立尺寸链图分析和建立尺寸链图 封闭环尺寸是封闭环尺寸是A A 0A A4 4A A1 1A A 3 3A A 2 2 （2）确定各组成环公差：）确定各组成环公差：选择选择A1为为协调环协调环5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第三十八页，共九十一页(3)计算计算协调环协调环偏差偏差故故“协调环协调环”为：为：5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第三十九页，共九十一页 基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.099 +0.018 +0.015 +0.018 +0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.055.5.2 互换
27、互换装配法装配法本讲稿第四十页，共九十一页5.5.2 互换互换装配法装配法大数互换法（不全互换法、不全互换法、部分互换法）部分互换法）指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。u 实质实质其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。u特点特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。但会有少数产品达不到规定的装配精度要求（正常情况（正常情况0.27%），要采取另外的返修措施。用于大批大量生产中用于大批大量生产中装配
28、精度要求高、组成环较多装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。的尺寸链中。本讲稿第四十一页，共九十一页5.5.2 互换互换装配法装配法u 计算方法计算方法：采用概率算法计算装配尺寸链采用概率算法计算装配尺寸链 极值法优点是简单可靠极值法优点是简单可靠,缺点缺点是在是在封闭环公差较小组成环数量较多时封闭环公差较小组成环数量较多时，各组成环公差会很小，使零件加工困难，增加零件制造成本。因此，在成批各组成环公差会很小，使零件加工困难，增加零件制造成本。因此，在成批生产或大量生产中，当装配精度要求高，组成环数目又较多时，应用概率法生产或大量生产中，当装配精度要求高，组成环数目又较多时，应用概率法解尺寸链
29、比较合理。解尺寸链比较合理。1)各环公差计算各环公差计算 封闭环公差分配原则同完全互换法封闭环公差分配原则同完全互换法封闭环公差分配原则同完全互换法封闭环公差分配原则同完全互换法 独立随机变量之和的均方根误差独立随机变量之和的均方根误差 与这些随机变量相应的值与这些随机变量相应的值 有如下关系有如下关系:在装配尺寸链中在装配尺寸链中,其组成环是彼此独立的随机变量，因此作为其组成环是彼此独立的随机变量，因此作为组成环合成封闭环的数值也是一个随机变量。组成环合成封闭环的数值也是一个随机变量。q 装配尺寸链的大数互换法本讲稿第四十二页，共九十一页 1)各环公差计算各环公差计算 当尺寸链中各组成环的尺
30、寸误差分布都遵循正态分布规律则其当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循正态分布规律。封闭环必将遵循正态分布规律。令尺寸的公差为令尺寸的公差为 ，则封闭环公差为，则封闭环公差为 各组成环平均公差各组成环平均公差5.5.2 互换互换装配法装配法u 如零件尺寸不属于正态分布时，则引入一个相对分布系数如零件尺寸不属于正态分布时，则引入一个相对分布系数K，则有：，则有：不同分布曲线的相对分布系数值见不同分布曲线的相对分布系数值见P78页表页表2-6本讲稿第四十三页，共九十一页5.5.2 互换互换装配法装配法等公差分配各组成环平均公差计算公式：式中m为相对分布系数。P与m相应
31、数值可查下表 u 大数互换法以一定置信水平为依据。通常封闭环趋近正态分布，取置信水平p99.73，装配不合格品率为0.27%。u在某些生产条件下，要求适当放大组成环公差时，可取较低的p值，此时有：置信水平p与相对分布系数mp 99.73 99.5 99 98 95 90 m 1 1.06 1.16 1.29 1.52 1.82 1)各环公差计算各环公差计算 本讲稿第四十四页，共九十一页 2）各环平均尺寸的计算）各环平均尺寸的计算 根据概率论原理，各环的基本尺寸是以尺寸分布的集中位置即用根据概率论原理，各环的基本尺寸是以尺寸分布的集中位置即用算术平均算术平均 来表示，所以装配尺寸链中有来表示，所
32、以装配尺寸链中有 当各组成环的尺寸分布曲线属于对称分布，而且分布中心与公差带当各组成环的尺寸分布曲线属于对称分布，而且分布中心与公差带中心重合时，则其尺寸分布算术平均值中心重合时，则其尺寸分布算术平均值 等于该尺寸公差带中心尺寸，等于该尺寸公差带中心尺寸，此时有此时有5.5.2 互换互换装配法装配法3）计算协调环及其偏差）计算协调环及其偏差本讲稿第四十五页，共九十一页1.等公差分配 ,见表5-2，取P=99.73,见表5-3，取正态分布，调整公差：T0=0.25,T1=0.12,T2=0.1,T3=0.12,T4=0.05,T5=协调环=？2.反算 T5：因 ，取 T5=0.24设定尺寸：,3
33、.中间尺寸：反算 ：，4.确定尺寸：同上，46A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 同前例，用大数互换法计算【例】5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第四十六页，共九十一页同前例，用大数互换法计算【例】【解】5.5.2 互换互换装配法装配法 确定各组成环的公差和和偏差偏差各组成环平均公差各组成环平均公差为Tav.s=0.11 取取A3 为协调环为协调环，以平均公差，以平均公差为为基基础础，参考各，参考各零件尺寸和加工零件尺寸和加工难难易程度，易程度，选选取各取各组组成成环环公差。公差。取：T1=0.14mm，T2=T5=0.08mm，公差等级为IT11。标准件，T4=0.05m，由于A1
34、、A2、A5为被包容尺寸，按入体原则确定偏差。各各环环中中间间偏差偏差为为：A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 本讲稿第四十七页，共九十一页5.5.2 互换互换装配法装配法 计算协调环的公差及偏差计算协调环的公差及偏差 协调环协调环的中的中间间偏差偏差为：协调环协调环的上下偏差的上下偏差分别为：IT10级A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 所以协调环协调环本讲稿第四十八页，共九十一页同前例，用大数互换法计算【例】【解】取k=1.4，将T1、T2、T4、T5 及T0 值代入，可求出：T3=0.135于是有：除协调环外各组成环公差入体标注：A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配尺寸链
35、 A4 为标准尺寸，公差确定：T4=0.05A1、A2、A5 公差取经济公差：T1=0.1,T2=T5=0.0255.5.2 互换互换装配法装配法 确定各组成环的公差 确定各组成环的偏差取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：计算协调环的偏差：由概率法平均尺寸公式，得到：A5M=4.93由概率法公差计算公式，有：本讲稿第四十九页，共九十一页到第到第16张张 例：如图利用概率法例：如图利用概率法求各组成环公差及上下偏求各组成环公差及上下偏差差(设各零件加工符合正设各零件加工符合正态分布态分布)。解：解：(1)分析和建立装配尺分析和建立装配尺寸链寸链 封闭环尺寸为封闭环尺寸为12345A2
36、A0A1A4A35.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第五十页，共九十一页(2)确定各组成环公差确定各组成环公差 确定各环公差确定各环公差:协调环协调环A1公差公差:5.5.2 互换互换装配法装配法IT9级级公差大于公差大于IT9本讲稿第五十一页，共九十一页(2)计算协调环的平均尺寸计算协调环的平均尺寸(3)计算协调环及其偏差计算协调环及其偏差5.5.2 互换互换装配法装配法本讲稿第五十二页，共九十一页直接选配法直接选配法 由装配工人在许多待装配的零件中由装配工人在许多待装配的零件中凭经验凭经验挑选挑选 合适的零件装配在一起保证装配精度。合适的零件装配在一起保证装配精度。优点：优点：简单，简单
37、，不需要将零件分组不需要将零件分组；缺点：缺点：选配时间长，选配时间长，劳动量大，劳动量大，装配质量取决于工人的技术水平装配质量取决于工人的技术水平；不宜在有节拍的生产中用；不宜在有节拍的生产中用；没有互换性。没有互换性。5.5.3 选择选择装配法装配法q 选配法三种形式 直接选配法直接选配法 分组选配法分组选配法 复合选配法复合选配法本讲稿第五十三页，共九十一页 分组选配法分组选配法5.5.3 选择选择装配法装配法 可将组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组（公差放宽几倍分几组）（公差放宽几倍分几组），各对应组进行装配
38、各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度，这就是分组法。其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。优点：优点：零件加工精度要求不高，而能获得很高的装配精度；零件加工精度要求不高，而能获得很高的装配精度；同组零件可以互换。同组零件可以互换。缺点：缺点：增加零件的存贮量，增加了零件的测量分组工作，使零增加零件的存贮量，增加了零件的测量分组工作，使零 件的贮存运输工作复杂化。件的贮存运输工作复杂化。用于大批大量生产中用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环数少装配精度要求高、组成环数少的装配尺寸
39、的装配尺寸 链中。链中。本讲稿第五十四页，共九十一页+0.1+0.1Ymax=0.2Ymin=0轴轴装配精度为装配精度为0.2mm孔孔0.05+0.05Ymax=0.1现装配精度为现装配精度为0.1mm例：通过分组提高装配精度例：通过分组提高装配精度5.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第五十五页，共九十一页+0.1+0.1+0.1Ymax=0.2Ymin=0+0.2轴轴孔孔轴、孔的制造公差为轴、孔的制造公差为0.1现轴、孔的制造公差为现轴、孔的制造公差为0.2例：通过公差放大降低零件的加工精度例：通过公差放大降低零件的加工精度5.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第五十六页，共九十一页1 1
40、2 23 34 412 2343 342 21-0.0025-0.0050-0.0075-0.0100-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.002511活塞活塞22连杆连杆33活塞销活塞销44挡圈挡圈5.5.3 选择选择装配法装配法 活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为25，加工经济公差为0.01。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。【例】q 装配尺寸链的分组选配法 将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得
41、的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。本讲稿第五十七页，共九十一页【解】1）建立装配尺寸链 如图示3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为：，将其分为 4 组，解图示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：A1（活塞销直径）A2（销孔直径）A0活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为45.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第五十八页，共九十一页最小间隙最小间隙 (mm)最大间隙最大间隙 (mm)红红 4 黄黄 3 绿绿 2 0.0025
42、0.0075 黑黑 1 配合性质配合性质连杆小头孔连杆小头孔 直径直径(mm)活塞直径活塞直径 (mm)标志颜色标志颜色组别组别5.5.3 选择选择装配法装配法 公差放大后，活塞销可以用无心磨床加工，活塞销孔可以用金刚镗床加工然后用精密量具测量其尺寸，并按尺寸大小分成四组，涂上不同颜色区别，或分别装入不同容器中，以便进行分组装配。如下表所示。本讲稿第五十九页，共九十一页5.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第六十页，共九十一页采用分组装配注意事项如下：采用分组装配注意事项如下：1)配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍数就是分组数，
43、这样才能在分组后按对应组装配而得到预定数就是分组数，这样才能在分组后按对应组装配而得到预定的装配性质及精度。的装配性质及精度。2)配合件表面粗糙度配合件表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求形位公差必须保持原设计要求，不，不能能随着公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差随着公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差。3)分组不宜过多分组不宜过多，分组法只适用于封闭环精度要求很高分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。个。只要把零只要把零件尺寸公差放大到经济精度即可。件尺寸公差放大到经济精度即可。5.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第六十
44、一页，共九十一页4)要采取措施要采取措施,保证零件分组装配中都能配套保证零件分组装配中都能配套，相配件的尺寸相配件的尺寸分布应相同。分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。批零件与之配套。5）应严格组织对零件的精密测量）应严格组织对零件的精密测量、分组分组、识别识别、保管和运送等保管和运送等工作。工作。销孔对应组零件数量不等销孔对应组零件数量不等 28285.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第六十二页，共九十一页复合选配法复合选配法 将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。特点：配
45、合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。5.5.3 选择选择装配法装配法本讲稿第六十三页，共九十一页5.5.4 修配修配装配法装配法q 装配尺寸链的修装配尺寸链的修配配配配法法法法 各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环（称各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环（称补偿环或修补偿环或修配环配环）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。修配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。其实质是其实质是其实质是其实质是装配时去除补偿环的部分材料以装配时去除
46、补偿环的部分材料以改变其实际尺寸改变其实际尺寸，使，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。特点：特点：特点：特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。但增加了修配工作但增加了修配工作,生产效率低生产效率低,不便于组织流水作业不便于组织流水作业，不易预定工时不易预定工时。对装配工人技术要求高对装配工人技术要求高本讲稿第六十四页，共九十一页5.5.4 修配修配装配法装配法 修配环（补偿环）的选择修配环（补偿环）的选择修配环（补偿环）的选择修配环（补偿环）的选择1）修配环主要用来补偿由于其他组成环
47、精度的放大而形成修配环主要用来补偿由于其他组成环精度的放大而形成的累积误差，所以也叫补偿环。的累积误差，所以也叫补偿环。2）通常选容易修配加工、）通常选容易修配加工、重量轻重量轻、形状形状结构结构简单的零件。若简单的零件。若采用刮研修配，刮研面积要小。采用刮研修配，刮研面积要小。2)尽量选择容易独立安装和拆卸的零件；尽量选择容易独立安装和拆卸的零件；3）选择的修配件修配后不能影响其它装配精度，因此不能选择选择的修配件修配后不能影响其它装配精度，因此不能选择并并联尺寸链联尺寸链的公共环作修配环。的公共环作修配环。应用应用应用应用 用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的用于产品结构
48、比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。单件小批生产的场合。本讲稿第六十五页，共九十一页5.5.4 修配修配装配法装配法 修配环尺寸的确定修配环尺寸的确定修配环尺寸的确定修配环尺寸的确定 修配环被修配时，封闭环尺寸修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越小越修越小”。此时封闭。此时封闭环实际最小极限尺寸环实际最小极限尺寸A00min 不能小于封闭环所允许的最小尺不能小于封闭环所允许的最小尺寸寸A0min，即，即A00min A0min。修配环被修配时，封闭环尺寸修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越大越修越大”。此时封闭环实际。此时封闭环实际最大极限尺寸最大极限尺寸A00max 不
49、能大于封闭环所允许的最大尺寸不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max，即即A00max A0max。最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足够，又不能太大；最小可为零。研量。刮研量既要足够，又不能太大；最小可为零。修配法尺寸链计算修配法尺寸链计算 采用修配法时，解算装配尺寸的方法采用极值法。采用修配法时，解算装配尺寸的方法采用极值法。u目的：目的：在保证修配量足够且最小的原则下，计算修配环的尺寸。在保证修配量足够且最小的原则下，计算修配环的尺寸。本讲稿第六十六页，共九十一页A00max A0min A0min A0m
50、ax T0 装配装配要求要求T00 修配修配前公前公差带差带“越修越小越修越小”装配起来满足装配起来满足不需修配的最不需修配的最低条件低条件 A00min=A0min 计算基本条件:A2 A1 A0 A3 A2为修配环时为修配环时 5.5.4 修配修配装配法装配法“修小定小修小定小”修配环尺寸修配环尺寸 Ai=Aimin+Ti+Kimin本讲稿第六十七页，共九十一页图图 车床主轴与尾座不等高尺寸链a)结构示意图 b)装配尺寸链图1主轴箱 2尾座 3底板 4床身5.5.4 修配修配装配法装配法本讲稿第六十八页，共九十一页 车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为00.06，且只允许尾座套筒