《機(jī)械加工裝配精度》PPT課件.ppt

機(jī) 器 制 造 工 藝 篇 第三章 裝配精度及裝配尺寸鏈,機(jī)器工藝制造篇,第一節(jié) 裝配精度與裝配尺寸鏈的關(guān)系 一、裝配精度 （一）為了保證機(jī)器有良好的工作性能，對機(jī)器提出 了若干項(xiàng)裝配精度要求，這些精度要求在裝配過程中 來保證。 （二）裝配精度的內(nèi)容 1.尺寸精度：比如一定的尺寸要求，一定的配合； 2.相互位置精度:比如平行度、垂直度和同軸度等； 3.相對運(yùn)動精度：傳動精度、回轉(zhuǎn)精度。,機(jī)器工藝制造篇,（三）裝配精度與零件精度的關(guān)系 從裝配工藝角度出發(fā)，裝配工作最好是只進(jìn)行簡單的連接過程，不必進(jìn)行任何修配或調(diào)整就能滿足技術(shù)要求。因此一般裝配精度要求高的，那么零件精度要求也高。但是零件的精度不僅在工藝技術(shù)上受到限制，而且受到經(jīng)濟(jì)的制約，如果機(jī)器設(shè)備組成的零件較多，而最終的裝配精度要求又較高時，即使不考慮經(jīng)濟(jì)性，盡可能的提高零件的加工精度以降低累積誤差還是達(dá)不到裝配精度的要求，那么必須依賴于裝配的工藝技術(shù)來保證。,機(jī)器工藝制造篇,（四）裝配中的連接 1.固定連接:保證裝配好的相配零件相互位置不變。 2.活動連接:保證裝配好的零件有一定的相對運(yùn)動。 3.可拆卸連接。 4.不可拆卸連接。,機(jī)器工藝制造篇,二、裝配尺寸鏈所用的計(jì)算公式 有:極大極小法和概率法.我們主要介紹極大極小法. （一）計(jì)算公式 1.封閉環(huán)的基本尺寸計(jì)算 式中：n包括封閉環(huán)在內(nèi)尺寸鏈的總環(huán)數(shù)； m尺寸鏈中所有增環(huán)的數(shù)目。 2.封閉環(huán)的最大與最小尺寸計(jì)算,機(jī)器工藝制造篇,3.封閉環(huán)的上偏差與下偏差的計(jì)算 （封閉環(huán)的上偏差=增環(huán)的上偏差之和 減環(huán)的下偏差之和） （封閉環(huán)的下偏差=增環(huán)的下偏差之和 減環(huán)的上偏差之和） 4.封閉環(huán)的公差,機(jī)器工藝制造篇,（二）組成裝配尺寸鏈的最短路線原則 我們知道封閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和，在(A)一定的情況下，盡量減小組成環(huán)的數(shù)目(n)，這樣就使組成環(huán)的公差(Ai)相對增大，使零件的精度降低,這樣零件的加工費(fèi)用降低。所以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，在滿足工作性能的條件下應(yīng)盡可能使影響封閉環(huán)精度的相關(guān)零件數(shù)目為最少。組成環(huán)的數(shù)目僅等于相關(guān)零件的數(shù)目，這就是組成裝配尺寸鏈的最短路線(環(huán)數(shù)最少)原則。,（三）極大極小法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，各零件具有完全的可靠性，機(jī)器 使用性能得到充分保證。 缺點(diǎn)：它是根據(jù)極端情況出發(fā)的，推導(dǎo)出封閉環(huán)與 組成環(huán)的關(guān)系，大部分尺寸處于公差帶中 間，很少處于極端尺寸。,機(jī)器工藝制造篇,機(jī)器工藝制造篇,第二節(jié) 裝配尺寸鏈的解法 一、裝配尺寸鏈的解法 裝配尺寸鏈的計(jì)算式表達(dá)了封閉環(huán)（裝配精 度）與各組成環(huán)（零件精度）之間的定量關(guān)系，一 般用于兩種計(jì)算： （一）驗(yàn)算計(jì)算（正計(jì)算） 已知各組成環(huán)的基本尺寸和上下偏差，求封閉 環(huán)的基本尺寸和上下偏差。,機(jī)器工藝制造篇,（二）設(shè)計(jì)計(jì)算（反計(jì)算） 已知封閉環(huán)的基本尺寸和上下偏差以及各組成 環(huán)的基本尺寸，來確定各組成環(huán)的上下偏差。（包 括：各組成環(huán)公差大小和公差帶位置）。 1.各組成環(huán)公差大小的確定 由公式 我們知道，已知(A) 無法求出每個組成環(huán)的公差(Ai)。在這里我們介 紹三種解法：,機(jī)器工藝制造篇,(1)等公差法:首先假設(shè)各組成環(huán)的公差相等,這樣 然后再按一定的原則進(jìn)行調(diào)整, 調(diào)整原則: a.加工方法相同,加工精度相近的可以取相等公差； b.工誤差不易保證的可以取較大的公差； c.組成環(huán)為標(biāo)準(zhǔn)件查相關(guān)手冊。 當(dāng)各組成環(huán)的尺寸加工難易程度相似采用該法。 (2)等精度法：在一定的尺寸范圍內(nèi)，組成環(huán)的公 差可以表示為公差等級系數(shù)與公差單位的乘積：,機(jī)器工藝制造篇,式中:ai 公差等級系數(shù),mm；ii 公差單位,m。 等精度法就是我們假設(shè)各組成環(huán)的精度相等,也就 是假設(shè)它們的公差等級系數(shù)相等,即:a1= a2= = an 這樣： 因?yàn)椋ˋ）已知，ii可以查表，那么可以求出： 最終求得：,機(jī)器工藝制造篇,（3）利用協(xié)調(diào)環(huán)分配封閉環(huán)公差： 如果尺寸鏈中有一些難以加工和公差不宜改變 的組成環(huán)，利用前兩者都有一定的困難，這時可以 把這些苛刻的公差首先定下來，只將一個或極少數(shù) 幾個比較容易加工或生產(chǎn)上受限制較少的組成環(huán)定 為協(xié)調(diào)環(huán)，用來協(xié)調(diào)封閉環(huán)與組成環(huán)之間的關(guān)系。 協(xié)調(diào)環(huán)公差。協(xié)調(diào)環(huán)又稱為“相依尺寸”。,機(jī)器工藝制造篇,2、各組成環(huán)公差帶的確定 求各組成環(huán)的上下偏差： 每個方程有n-1個未知數(shù)，所以要求解必須作出一定 的假設(shè)，我們必須假定一系列的未知數(shù)才可能求 解。在這里我們引入“入體原則”,一般假定：,機(jī)器工藝制造篇,（1）相當(dāng)于軸的被包容尺寸，假設(shè)上偏差為零，那 么已知公差就可以求出下偏差； （2）相當(dāng)于孔的包容尺寸，假設(shè)下偏差為零，已知 公差，就可以求出下偏差； （3）對于孔心距尺寸，假設(shè)上下偏差絕對值相等， 分別等于公差的一半。,機(jī)器工藝制造篇,第三節(jié) 保證裝配精度的方法 一、裝配的幾種方法,機(jī)器工藝制造篇,（一）互換裝配法 采用互換法裝配時，被裝配的每一個零件不需作任何挑選、修配和調(diào)整就能達(dá)到規(guī)定的裝配精度要求。用互換法裝配，其裝配精度主要取決于零件的制造精度。根據(jù)零件的互換程度,互換裝配法可分為完全互換裝配法和統(tǒng)計(jì)互換裝配法,現(xiàn)分述如下：,機(jī)器工藝制造篇,1.完全互換裝配法 完全互換裝配的優(yōu)點(diǎn)是：裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠；裝配過程簡單，裝配效率高；易于實(shí)現(xiàn)自動裝配；產(chǎn)品維修方便。不足之處是：當(dāng)裝配精度要求較高，尤其是在組成環(huán)數(shù)較多時，組成環(huán)的制造公差規(guī)定得嚴(yán)，零件制造困難，加工成本高。所以，完全互換裝配法適用于在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機(jī)器結(jié)構(gòu)。,機(jī)器工藝制造篇,2.統(tǒng)計(jì)互換裝配法(不完全互換裝配法) 統(tǒng)計(jì)互換裝配法又稱不完全互換裝配法，其實(shí) 質(zhì)是將組成環(huán)的制造公差適當(dāng)放大，使零件容易加 工，但這會使極少數(shù)產(chǎn)品的裝配精度超出規(guī)定要 求，但這種事件是小概率事件，很少發(fā)生。尤其是 組成環(huán)數(shù)目較少，產(chǎn)品批量大量，從總的經(jīng)濟(jì)效果 分析，仍然是經(jīng)濟(jì)可行的。,機(jī)器工藝制造篇,統(tǒng)計(jì)互換裝配方法的優(yōu)點(diǎn)是：擴(kuò)大了組成環(huán)的制造公差，零件制造成本低；裝配過程簡單，生產(chǎn)效率高。不足之處是：裝配后有極少數(shù)產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的裝配精度要求，須采取另外的返修措施。大數(shù)互換裝配方法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高且組成環(huán)數(shù)又多的機(jī)器結(jié)構(gòu)。,機(jī)器工藝制造篇,（二）分組裝配法 在大批大量生產(chǎn)中，裝配那些精度要求特別高同時又不便于采用調(diào)整裝置的部件，若用互換裝配法裝配，組成環(huán)的制造公差過小，加工很困難或很不經(jīng)濟(jì)，此時可以采用分組裝配法裝配。采用分組裝配法裝配時，組成環(huán)按加工經(jīng)濟(jì)精度制造，然后測量組成環(huán)的實(shí)際尺寸并按尺寸范圍分成若干組，裝配時被裝零件按對應(yīng)組號進(jìn)行裝配，達(dá)到裝配精度要求。,機(jī)器工藝制造篇,采用分組法裝配最好能使兩相配件的尺寸分布曲線具有完全相同的對稱分布曲線，如果尺寸分布曲線不相同或不對稱，則將造成各組相配零件數(shù)不等而不能完全配套，造成浪費(fèi)。采用分組法裝配時，零件的分組數(shù)不宜太多，否則會因零件測量、分類、保管、運(yùn)輸工作量的增大而使生產(chǎn)組織工作變得相當(dāng)復(fù)雜。 分組法裝配的主要優(yōu)點(diǎn)是：零件的制造精度不高，但卻可獲得很高的裝配精度；組內(nèi)零件可以互換，裝配效率高。不足之處是：增加了零件測量、分組、存貯、運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?。分組裝配法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)少而裝配精度又要求特別高的機(jī)器結(jié)構(gòu)。,機(jī)器工藝制造篇,（三）修配裝配法 在單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)中裝配那些裝配公差要求高、組成環(huán)數(shù)又多的機(jī)器結(jié)構(gòu)時，常用修配法裝配。采用修配法裝配時，各組成環(huán)均按該生產(chǎn)條件下經(jīng)濟(jì)可行的精度等級加工，裝配時封閉環(huán)所積累的誤差，勢必會超出規(guī)定的裝配精度要求；為了達(dá)到規(guī)定的裝配精度，裝配時須修配裝配尺寸鏈中某一組成環(huán)的尺寸(此組成環(huán)稱為修配環(huán))。為減少修配工作量，應(yīng)選擇那些便于進(jìn)行修配的組成環(huán)做修配環(huán)。在采用修配法裝配時，要求修配環(huán)必須留有足夠但又不是太大的修配量。,機(jī)器工藝制造篇,修配裝配法的主要優(yōu)點(diǎn)是：組成環(huán)均可以按加工經(jīng)濟(jì)精度制造，但卻可獲得很高的裝配精度。不足之處是：增加了修配工作量，生產(chǎn)效率低；對裝配工人的技術(shù)水平要求高。修配裝配法適用于單件小批生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較多而裝配精度又要求較高的機(jī)器結(jié)構(gòu)。,機(jī)器工藝制造篇,（四）調(diào)整裝配法 裝配時用改變調(diào)整件在機(jī)器結(jié)構(gòu)中的相對位置或選用合適的調(diào)整件來達(dá)到裝配精度的裝配方法，稱為調(diào)整裝配法。調(diào)整裝配法與修配裝配法的原理基本相同。在以裝配精度要求為封閉環(huán)建立的裝配尺寸鏈中，除調(diào)整環(huán)外各組成環(huán)均以加工經(jīng)濟(jì)精度制造，由于擴(kuò)大組成環(huán)制造公差累積造成的封閉環(huán)過大的誤差，通過調(diào)節(jié)調(diào)整件相對位置的方法消除，最后達(dá)到裝配精度要求。調(diào)節(jié)調(diào)整件相對位置的方法有可動調(diào)整法、固定調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法等三種。,機(jī)器工藝制造篇,調(diào)整裝配法的主要優(yōu)點(diǎn)是：組成環(huán)均可以按加工經(jīng)濟(jì)精度制造，但卻可獲得較高的裝配精度；裝配效率比修配裝配法高。不足之之處是要另外增加一套調(diào)整裝置?？蓜诱{(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法適用于在小批生產(chǎn)中應(yīng)用，固定調(diào)整法則主要適用于大批量生產(chǎn)。,機(jī)器工藝制造篇,二、修配法 （一）定義：在裝配時修去指定零件上的預(yù)留的修 配量以達(dá)到裝配精度。 （二）實(shí)質(zhì):將零件按經(jīng)濟(jì)精度加工,裝配時通過修 配尺寸鏈中某一組成環(huán)的尺寸或就地配制,使之滿足 裝配精度的要求,預(yù)先規(guī)定的組成環(huán)稱為“修配環(huán)”. （三）修配法的選擇應(yīng)注意 1.易于修配并且易于拆卸； 2.不是公共環(huán)，只與一項(xiàng)裝配精度有關(guān)； 3.不要求表面處理的零件,以免修配后破壞表面處 理層。,機(jī)器工藝制造篇,(四)修配法計(jì)算舉例 已知：床頭箱主軸中心到底面高度 A1=202mm；尾座底板厚度A2=46mm； 尾座頂尖中心距到底版頂面距離A3=156mm；要求裝 配精度A=0 - 0.06。 解(1)首先根據(jù)裝配尺寸鏈最短路線原則將A2和A3合 并，減少組成環(huán)的數(shù)目。