機(jī)械制造工藝學(xué)課件第六章機(jī)器的裝配工藝

1、機(jī)器裝配工藝基本問題概述機(jī)器裝配工藝基本問題概述保證機(jī)器裝配精度的方法及裝配尺寸鏈解算保證機(jī)器裝配精度的方法及裝配尺寸鏈解算裝配工藝規(guī)程的制訂裝配工藝規(guī)程的制訂內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱6-2 保證機(jī)器裝配精度的方法及裝配尺寸鏈解算保證機(jī)器裝配精度的方法及裝配尺寸鏈解算一、裝配尺寸鏈計(jì)算一、裝配尺寸鏈計(jì)算1.1.裝配尺寸鏈的概念裝配尺寸鏈的概念裝配尺寸鏈?zhǔn)且阅稠?xiàng)裝配精度指標(biāo)（或裝配要求）作為封閉環(huán)，查找所有與該項(xiàng)精度指標(biāo)（或裝配要求）有關(guān)零件的尺寸（或位置要求）作為組成環(huán)而形成的尺寸鏈。 裝配尺寸鏈的封閉環(huán)、組成環(huán)裝配尺寸鏈的封閉環(huán)、組成環(huán)封閉環(huán)：是間接保證的。裝配尺寸鏈的封閉環(huán)產(chǎn)品或部件的裝配精度要求

2、裝配精度要求。如裝配間隙、過盈量、裝配后的位置要求。一個(gè)裝配精度要求就可以建立一個(gè)裝配尺寸鏈。組成環(huán)：對(duì)裝配精度要求有直接影響的那些零、部件上的尺寸和位置關(guān)系。分為增環(huán)和減環(huán)（定義及判斷方法同工藝尺寸鏈）。分類：根據(jù)各環(huán)的幾何特征及所處的空間位置線性尺寸鏈線性尺寸鏈 所有環(huán)為長(zhǎng)度或精度的尺寸鏈，各環(huán) 位于同一平面且彼此平行。角度尺寸鏈 垂直度、平行度等平面尺寸鏈空間尺寸鏈2. 2. 裝配尺寸鏈的分類裝配尺寸鏈的分類3. 3. 裝配尺寸鏈的建立步驟裝配尺寸鏈的建立步驟依據(jù)機(jī)器裝配精度要求，準(zhǔn)確地從機(jī)械部件圖或總裝圖中找出相應(yīng)的裝配尺寸關(guān)系并建立裝配尺寸鏈?zhǔn)墙馑阊b配尺寸鏈的關(guān)鍵。例如鏈輪與軸裝配精

3、度要求控制軸向裝配間隙a0。與軸向裝配間隙a0直接相關(guān)的零件尺寸有a1、a2、a3、a4和a5。下面結(jié)合此例說明建立裝配尺寸鏈的步驟。1. 確定封閉環(huán)確定封閉環(huán)裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是有關(guān)零、部件裝配后形成的，具有裝配精度要求或裝配技術(shù)要求的尺寸，一般為某一個(gè)配合間隙量或配合過盈量。此例裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)為a0。3. 3. 裝配尺寸鏈的建立步驟裝配尺寸鏈的建立步驟2. 查找組成環(huán)查找組成環(huán)裝配尺寸鏈的組成環(huán)是對(duì)裝配精度發(fā)生直接影響的那些零、部件的尺寸。在查找裝配尺寸鏈組成環(huán)時(shí)，遵循尺寸鏈環(huán)數(shù)最少原則尺寸鏈環(huán)數(shù)最少原則。尺寸鏈環(huán)數(shù)最少原則要求每個(gè)裝配相關(guān)的零、部件只應(yīng)有一個(gè)尺寸作為組成環(huán)列入裝配尺

4、寸鏈，即將連接兩個(gè)裝配基準(zhǔn)面間的位置尺寸直接標(biāo)注在零件圖上。這樣，組成環(huán)的數(shù)目組成環(huán)的數(shù)目就等于有關(guān)零、部件的數(shù)目，即就等于有關(guān)零、部件的數(shù)目，即“一件一環(huán)一件一環(huán)”，此時(shí)裝配尺寸鏈環(huán)數(shù)最少此時(shí)裝配尺寸鏈環(huán)數(shù)最少。鏈輪裝配尺寸鏈中，組成環(huán)為a1、a2、a3、a4和a5。 3. 3. 裝配尺寸鏈的建立步驟裝配尺寸鏈的建立步驟3. 畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質(zhì)畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質(zhì)根據(jù)封閉環(huán)和找到的組成環(huán)畫出尺寸鏈圖，并根據(jù)尺寸鏈理論可以確定增減環(huán)。建立鏈輪裝配尺寸鏈圖見右圖，其中a2是增環(huán)，a1、a3、a4和a5是減環(huán)。 4. 4. 裝配尺寸鏈的計(jì)算方法裝配尺寸鏈的計(jì)算方法裝配尺寸鏈的應(yīng)用

5、可分為正計(jì)算正計(jì)算和反計(jì)算反計(jì)算。已知與裝配精度有關(guān)的各零部件的基本尺寸及其偏差，求裝配精度要求的基本尺寸及偏差（封閉環(huán)封閉環(huán)）的計(jì)算過程為正計(jì)算，主要用于校核驗(yàn)算。當(dāng)已知裝配精度要求（即已知裝配尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸及其偏差），求解與該項(xiàng)裝配精度有關(guān)的各零部件基本尺寸及其偏差的計(jì)算過程稱為反計(jì)算，裝配尺寸鏈的反計(jì)算主要應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)裝配尺寸鏈的反計(jì)算主要應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。裝配尺寸鏈的計(jì)算方法主要有極值法極值法和概率法概率法兩種，主要講解極值法。二、保證機(jī)器裝配精度的方法二、保證機(jī)器裝配精度的方法1.互換裝配法2.分組裝配法3.修配裝配法4.調(diào)整裝配法1.1.互換裝配法互換裝配法 完全互換裝

6、配法在全部產(chǎn)品中，裝配時(shí)各組成環(huán)不需挑選或不需改變其大小或位置，裝配后即能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法，稱為完全互換法。例題：【解】 圖示齒輪部件，齒輪套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.10.35。已知各零件有關(guān)的基本尺寸為：a1 = 30 , a2 = 5 , a3 = 43, （標(biāo)準(zhǔn)件），a5 = 5 。用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)的極限偏差?！纠縜2a3a1a5a4a0圖6-1 齒輪與軸部件裝配 040.053a1）建立裝配尺寸鏈（圖6-1 ）2）確定各組成環(huán)的公差公差：按等公等公差法差法計(jì)算，各組成環(huán)公差為： t1 = t2 = t3 = t4 = t5 = （0.35-0.

7、1）/ 5 = 0.05 考慮加工難易程度，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（a4公差不變），得到： t4 = 0.05, t1 = 0.06 , t3 = 0.07 , t2 = 0.04, t5= 0.03， 3）確定各組成環(huán)的偏差偏差：取a5為協(xié)調(diào)環(huán)協(xié)調(diào)環(huán)。a4為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，公差帶位置確定：， 除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標(biāo)注：040.053a 計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：由工藝尺寸鏈計(jì)算公式，得到： ei5 = -0.13 , es5 = -0.10最后可確定：a2a3a1a5a4a0圖6-1 齒輪與軸部件裝配 07. 00 30 04. 020 06. 0143,5,30aaa10. 013. 055aa2a3a1

8、a5a4a0圖6-2 齒輪與軸部件裝配尺寸鏈 2.2.分組裝配法分組裝配法當(dāng)采用互換裝配法設(shè)計(jì)零件尺寸公差，零件加工精度過高難以滿足加工要求，或者經(jīng)濟(jì)性很差時(shí)，如果零件數(shù)目很少，如只有兩件，可以考慮采用分組裝配法。1）基本概念分組裝配法是先將組成環(huán)的公差相對(duì)于完全互換裝配法所求之公差數(shù)值增大若干倍，使組成環(huán)零件加工較為經(jīng)濟(jì)增大若干倍，使組成環(huán)零件加工較為經(jīng)濟(jì)。然后，將各組成環(huán)零件按實(shí)際尺寸進(jìn)行分組，各對(duì)應(yīng)組零件進(jìn)行裝配，從而達(dá)到封閉環(huán)公差要求的裝配方法。分組裝配法又稱分組互換法。分組裝配法采用極值法計(jì)算。2）應(yīng)用實(shí)例下面用發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與活塞銷的裝配為例，講解分組裝配方法。例例：發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔與活

9、塞銷的結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔與活塞銷的結(jié)構(gòu)如圖所示，冷態(tài)裝配要求活塞銷構(gòu)如圖所示，冷態(tài)裝配要求活塞銷孔與活塞銷過盈量是孔與活塞銷過盈量是0.00250.0075mm。試用分組裝配法設(shè)計(jì)活塞銷孔試用分組裝配法設(shè)計(jì)活塞銷孔和活塞銷的相關(guān)加工尺寸。和活塞銷的相關(guān)加工尺寸。問題分析問題分析：從裝配精度看，冷：從裝配精度看，冷態(tài)裝配要求活塞銷孔與活塞銷過盈態(tài)裝配要求活塞銷孔與活塞銷過盈量是量是0.00250.0075mm，裝配精，裝配精度要求很高。度要求很高。盡管裝配涉及零件少，采用互盡管裝配涉及零件少，采用互換法計(jì)算組成環(huán)公差小，零件加工換法計(jì)算組成環(huán)公差小，零件加工精度要求很高。精度要求很高。解解：1)

10、采用完全互換法裝配，則可以設(shè)計(jì)活塞銷孔，活塞銷直徑。可以驗(yàn)證它采用完全互換法裝配，則可以設(shè)計(jì)活塞銷孔，活塞銷直徑。可以驗(yàn)證它們配合的過盈量符合要求。們配合的過盈量符合要求。但是按照完全互換法設(shè)計(jì)的活塞和活塞銷相當(dāng)于但是按照完全互換法設(shè)計(jì)的活塞和活塞銷相當(dāng)于it2，機(jī)械加工較為困難。，機(jī)械加工較為困難。2) 在實(shí)際生產(chǎn)中，分組裝配法將活塞銷孔和活塞銷采用在實(shí)際生產(chǎn)中，分組裝配法將活塞銷孔和活塞銷采用相同相同的制造的制造公差等公差等級(jí)級(jí)，也即，也即公差帶寬相同公差帶寬相同。在。在相同方向相同方向上上同時(shí)放大四倍同時(shí)放大四倍，并將零件按照放大后的公差，并將零件按照放大后的公差進(jìn)行加工制造。進(jìn)行加工制

11、造。通過通過測(cè)量零件實(shí)際尺寸測(cè)量零件實(shí)際尺寸，按照給出的設(shè)計(jì)尺寸，按照給出的設(shè)計(jì)尺寸分為四組分為四組，零件分組公差帶，零件分組公差帶圖見下頁(yè)。圖見下頁(yè)。為了生產(chǎn)操作方便，為了生產(chǎn)操作方便，將分組后零件用顏色標(biāo)識(shí)將分組后零件用顏色標(biāo)識(shí)。同種顏色零件進(jìn)行裝配，具有完全互換性同種顏色零件進(jìn)行裝配，具有完全互換性。 3.特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)及應(yīng)用范圍分組裝配法特點(diǎn)是在保證裝配精度條件下，分組裝配法可降低裝配精度對(duì)分組裝配法特點(diǎn)是在保證裝配精度條件下，分組裝配法可降低裝配精度對(duì)組成環(huán)的加工精度要求。組成環(huán)的加工精度要求。但是但是，分組裝配法增加了測(cè)量、分組和配套工作。當(dāng)組成環(huán)數(shù)較多時(shí)，上，分組裝配法增加了

12、測(cè)量、分組和配套工作。當(dāng)組成環(huán)數(shù)較多時(shí)，上述工作就會(huì)變得非常復(fù)雜。述工作就會(huì)變得非常復(fù)雜。分組裝配法適用于成批大量生產(chǎn)中封閉環(huán)公差要求很嚴(yán)、尺寸鏈組成環(huán)很分組裝配法適用于成批大量生產(chǎn)中封閉環(huán)公差要求很嚴(yán)、尺寸鏈組成環(huán)很少的裝配尺寸鏈中。少的裝配尺寸鏈中。例如，精密偶件的裝配、精密機(jī)床中精密件的裝配和滾動(dòng)軸承的裝配等。例如，精密偶件的裝配、精密機(jī)床中精密件的裝配和滾動(dòng)軸承的裝配等。正確采用分組裝配法的關(guān)鍵是保證分組后各對(duì)應(yīng)組的配合性質(zhì)和配合公差正確采用分組裝配法的關(guān)鍵是保證分組后各對(duì)應(yīng)組的配合性質(zhì)和配合公差滿足設(shè)計(jì)要求，并使對(duì)應(yīng)組內(nèi)相配零件的數(shù)量要匹配。滿足設(shè)計(jì)要求，并使對(duì)應(yīng)組內(nèi)相配零件的數(shù)量要匹配。分組裝配應(yīng)符合以下條件：分組裝配應(yīng)符合以下條件：(1) 配合件的配合件的公差應(yīng)相等公差應(yīng)相等，公差要，公差要向同方向增大向同方向增大，增大的，增大的倍數(shù)應(yīng)等于分組數(shù)倍數(shù)應(yīng)等于分組數(shù)。(2) 由于裝配精度取決于分組公差，故配合件的表面粗糙度和形狀公差均需由于裝配精度取決于分組公差，故配合件的表面粗糙度和形狀公差均需與分組公差相適應(yīng)，