機械制造工程講義唐老師第6章

1、2 . 1 . 2機械裝配工藝過程n 機械裝配過程是指將組成的全部零、部件按一定的精度要求和技術(shù)條件連接與固定在一起，機械的過程。n 機械裝配過程由一系列的工序、工步和操作組成。¨ 裝配工序是指在一個工作地點，由一個或一組工人所連續(xù)完成的那一部分裝配工作。¨ 裝配工步是裝配工序的組成部分，在裝配工步中，裝配對象、裝配工具和裝配方法均不改變。¨ 裝配操作是指裝配工步中各個裝配動作。后頂蓋彈簧止動螺釘襯套夾緊手輪鉆模板套芯軸夾具體鉆套螺釘定位銷螺釘快換鉆套鉆夾具的裝配過程2 . 1 . 2機械裝配工藝過程n 機械裝配過程是指將組成的全部零、部件按一定的精度要求和技術(shù)條

2、件連接與固定在一起，機械的過程。n 機械裝配過程由一系列的工序、工步和操作組成。¨ 裝配工序是指在一個工作地點，由一個或一組工人所連續(xù)完成的那一部分裝配工作。¨ 裝配工步是裝配工序的組成部分，在裝配工步中，裝配對象、裝配工具和裝配方法均不改變。¨ 裝配操作是指裝配工步中各個裝配動作。一、裝配精度的概念n 裝配精度包括：1）零、部件間的精度包括配合精度和距離精度。2）零、部件間的位置精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動等。3）零、部件間的相對運動精度是指有相對運動的零、部件間在運動方向和運動位置上的精度。4）零、部件間的接觸精度影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。1

3、5±0.1æ + 0.041öF 7ç÷è+ 0.020øf 25æ0öh6ç÷è- 0.013ø15±0.1Aæ + 0.041öF 7ç÷è+ 0.020øf 25æ0öh6ç÷è- 0.013ø0.03A一、裝配精度的概念n 裝配精度包括：1）零、部件間的精度包括配合精度和距離精度。2）零、部件間的位置精度包括平行度、垂直度、同軸度

4、和各種跳動等。3）零、部件間的相對運動精度是指有相對運動的零、部件間在運動方向和運動位置上的精度。4）零、部件間的接觸精度影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。一、裝配精度的概念n 裝配精度包括：3）零、部件間的相對運動精度是指有相對運動的零、部件間在運動方向和運動位置上的精度運動方向：零部件相對運動時的直線度、平行度、垂直度車床溜板移動在水平面內(nèi)的直線度溜板移動軌跡與主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度運動位置：傳動精度，即內(nèi)連對運動（轉(zhuǎn)角）精度鏈中始末兩端傳動組件間相車車螺紋，主軸回轉(zhuǎn)與車刀縱向進給之間的相對位置一、裝配精度的概念n 裝配精度包括：4）零、部件間的接觸精度影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)定性。配合表面

5、、接觸表面和連接表面之間的實際接觸面積以及接觸點的分布狀況。錐體配合、齒輪配合、導(dǎo)軌面配合等二、裝配鏈的建立n 裝配鏈的意義如圖，普通車床裝配時，要求尾架中心線比主中心線高00.06mm。在裝配時如何達到該裝配精度？二、裝配n 建立裝配鏈的建立鏈的方法取封閉環(huán)（裝配后的技術(shù)要求）兩端的那兩個零件為起點，沿著裝配精度要求的位置方向，以裝配基準(zhǔn)面為線索，分別查明裝配關(guān)系中影響裝配精度要求的那些有關(guān)零件，直至找到同一個基準(zhǔn)零件甚至是同一個基準(zhǔn)表面為止。二、裝配n 建立裝配鏈的建立鏈的原則1）簡化原則在保證裝配精度的前提下，略去影響較小的因素，使裝配鏈的組成環(huán)適當(dāng)簡化。2）最短路線原則在結(jié)構(gòu)即定的條件

6、下，組成裝配鏈的每個相關(guān)的零、部件只能有一個作為組成環(huán)列入裝配尺寸鏈，這樣組成環(huán)的數(shù)目就應(yīng)等于相關(guān)零、部件的數(shù)目，即一件一環(huán)，這就是裝配原則。鏈的最短路線二、裝配n 建立裝配鏈的建立鏈的原則1）簡化原則在保證裝配精度的前提下，略去影響較小的因素，使裝配鏈的組成環(huán)適當(dāng)簡化。2）最短路線原則在結(jié)構(gòu)即定的條件下，組成裝配鏈的每個相關(guān)的零、部件只能有一個作為組成環(huán)列入裝配尺寸鏈，即一件一環(huán)。這樣，組成環(huán)的數(shù)目應(yīng)等于相關(guān)零、部件的數(shù)目，這就是裝配原則。鏈的最短路線如圖為齒輪與軸部件裝配圖，要求齒輪與擋圈之間的間隙為0.10.35mm。A3裝配圖鏈：A2A1A5A0A4三、裝配鏈的計算裝配鏈的計算可分為正

7、計算和反計算。正計算用于對已設(shè)計的圖紙進行校核驗算。（即已知各組成環(huán)的及偏差）偏差求封閉環(huán)的反計算主要用于知封閉環(huán)的寸及偏差）設(shè)計過程之中。（即已及偏差，求解組成環(huán)的尺三、裝配鏈的計算達到裝配精度的工藝方法¨ 互換裝配法¨ 選擇裝配法¨ 修配裝配法¨ 調(diào)整裝配法達到裝配精度的工藝方法1.互換法：裝配過程中，零件不需經(jīng)過任何挑選、修配或調(diào)整，就可達到規(guī)定的裝配精度。即通過零件的誤差來達到裝配精度。2.選擇法：將相關(guān)零件按精度制造，然后選擇合適的零件進行裝配。3.修配法：將相關(guān)零件按精度制造，在裝配過程中根據(jù)實際測量的結(jié)果，通過修配改變某個零件的，來達到裝配

8、精度要求。4.調(diào)整法：將相關(guān)零件按精度制造，在裝配時通過改變調(diào)整件的位置或更換調(diào)整件（如墊片、軸套等）來達到裝配精度要求。1、互換裝配法n 互換裝配法是在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。其實質(zhì)就是通過零件的誤差來保證的裝配精度。n 根據(jù)互換程度的不同，互換法分為完全互換法和大數(shù)互換法（又稱概率互換 法）。1）完全互換裝配法（1）裝配鏈計算采用完全互換裝配法時，裝配法計算。即鏈采用極值鏈各組成環(huán)差之和（封閉環(huán)公差）小于裝配精度要求：n - 1å Ti0=£ 00TTi = 1式中： T00 裝配度要求T0 封閉環(huán)公差Ti 第 i個組成環(huán)公差n 鏈總環(huán)數(shù)完

9、全互換法中的反計算等公差法（1）按各組成環(huán)公差相等的原則分配封閉環(huán)公差的方法，即假設(shè)各組成環(huán)公差相等，求出組成環(huán)平均公差：T00=Tin - 1大小和（2）根據(jù)各組成環(huán) 將其公差適當(dāng)調(diào)整。難易程度，（3）調(diào)整后的各組成環(huán)公差之和仍不得大于封閉環(huán)要求的公差。調(diào)整參照原則1）當(dāng)組成環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)件（如軸承環(huán)或彈性擋圈的厚度等）時，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不作調(diào)整。2）當(dāng)組成環(huán)是幾個鏈的公共環(huán)時，其公差值和分布位置應(yīng)由對其要求最嚴(yán)的那個鏈先行確定。而對其余鏈來說該環(huán)為已定值。3）當(dāng)分配待定的組成環(huán)公差時，一般可按經(jīng)驗視各環(huán)難易程度加以分配。4）在確定各組成環(huán)極限偏差時，一般可按“入體原則”確定：軸等被包容孔等包容孔中心

10、距，取負(fù)差；，取正差；，按對稱偏差選取。例6.1 如圖示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10 0.35mm。A1 = 30mmA2 = 50mm已知A4 = 30A= 43mmmm（標(biāo)準(zhǔn)件）-0.053A5 = 5mm現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。A3A解: (1)畫裝配鏈A2A1(2各環(huán)性質(zhì)A0A4A0為封閉環(huán)，A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。5310=mm 2 5=0 Amm3 4=3A00-mmmm軸向間隙為0.100.35mm5=3 =05mm（標(biāo)準(zhǔn)A件）A54.3解:（1） 畫裝配鏈AA2A1（2）各環(huán)性質(zhì)

11、A0A4A 為封閉環(huán)，A 為增環(huán)，A 、A 、A 、A 均為減環(huán)。0310=A4=32453 -(+3 +=)（3）確定封閉環(huán)的基本AAA24A5A0)150 +.0+ .-(30 +5 +35100=A故 0mm（4）選定協(xié)調(diào)環(huán)，確定協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)的公差及上下偏差T0=0.25 =05先平均分配： T =0.mmn- 15再按各組成環(huán)大小和難易程度進行調(diào)整，令TA1=0.06，TA2=0.02，TA3=0.1A4為標(biāo)準(zhǔn)件，按圖紙標(biāo)注 TA4=0.05擋圈易于和測量，選A5為協(xié)調(diào)環(huán)，其公差及上下偏差通過計算5A1 = 30mm A2 = 50mm A3 = 43mmA4 = 30= 5mm

12、mm（標(biāo)準(zhǔn)件）A5解: （1）畫裝配鏈-0.05（2）軸向間隙為0.100.35mm各環(huán)性質(zhì)A3= 0+0.35 mm（3）確定封閉環(huán)的基本A+0.100A（4）確定協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)的公差及上下偏差 AA21A4 = 300.05 mmA5為協(xié)調(diào)環(huán)， A4為標(biāo)準(zhǔn)件AA-04其它組成環(huán)：TA1=0.06，TA2=0.02，TA3=0.1A= 43+0.1mm按入體原則標(biāo)注：A1 = 300A= 50mmmm-0.06-0.02230（5）計算協(xié)調(diào)環(huán)A5的公差和極限偏差T5 = T0 - (T1 + T2 + T3 + T4 ) = 0.25 - (0.06 + 0.02 + 0.1+ 0.05

13、) = 0.02mmEI0 = ES3 - (EI1 + EI2 + EI4 + EI5 )0.35 = 0.1- (-0.06 - 0.02 - 0.05 + EI5 )= 5-0.l0A5mm-0.12EI5 = -0.12ES0 = T5 + EI5 = 0.02 + (-0.12) = -0.10mm5完全互換裝配方法的特點裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠；裝配過程簡單、生產(chǎn)率高；易于實現(xiàn)裝配機械化、自動化；便于組織流水作業(yè)和各零部件的協(xié)作與專業(yè)化生產(chǎn)；有利于和各部件的更換。的維護這種裝配方法常用于高精度少環(huán)鏈或低精度的多環(huán)鏈的大批大量生產(chǎn)裝配中。利用極值計算公式，計算出的組成環(huán)公差比較嚴(yán) 格，當(dāng)封閉

14、環(huán)要求較高，組成環(huán)數(shù)較多時，尤其是這樣。在實際生產(chǎn)中，每個零件均是極值的情況很少，當(dāng)組成環(huán)數(shù)較多，而又在大批大量生產(chǎn)條件下，可用大數(shù)互換法計算。（2）大數(shù)互換裝配法大數(shù)互換法是以概率論為理論根據(jù)的 ，產(chǎn)生極少量的不。（2）大數(shù)互換裝配法可利用第5章講過的概率法基本公式：1）平均A0M計算公式n-1m= åå-AjMAkMj =1k =m+12） 公差計算公式n - 1å2=TT0ii = 1例6.2仍以圖示的裝配關(guān)系為例，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10 0.35mm?，F(xiàn)采用大數(shù)互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。解:（1）畫裝配鏈A3（2）各環(huán)性

15、質(zhì)AA2A1A0為封閉環(huán)，A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。A0A45軸向間隙為0.100.35mmA1 = 30mm A2 = 50mm A3 = 43mmA3A4 = 30= 5mmmm（標(biāo)準(zhǔn)件）A5-0.05AA2A1解:（1）畫裝配鏈A0A4（2）各環(huán)性質(zhì)A0為封閉環(huán)，A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5均為減環(huán)。（3）確定封閉環(huán)的基本A0 = A3 - (A1 + A2 + A4 + A5 )= 43 - (30 + 5 + 3 + 5) = 0（4）確定協(xié)調(diào)環(huán)= 0+0.35 mmA故+0.100A3較難考慮到，希望其公差盡可能的大，故選用A3作為協(xié)調(diào)環(huán)，最后確定其公差。5

16、軸向間隙為0.100.35mmA1 = 30mm A2 = 50mm A3= 43mmA3= 300.05 mm（標(biāo)準(zhǔn)件）A5= 5mmA4A-AA21= 0+0.35 mm解：A+0.100A0A4（4）確定A3為協(xié)調(diào)環(huán)（5）確定除協(xié)調(diào)環(huán)以外的組成環(huán)公差及上、下偏差根據(jù)概率計算公式按照“等公差法”分配各組成環(huán)公差：T0= 0.25 » 0.11mmT =n -15調(diào)整：T1=0.14，T2=T5=0.05，T4=0.05（標(biāo)準(zhǔn)件）按入體原則標(biāo)注：A1 = 300= A= 50, A= 30, A(標(biāo)準(zhǔn)件)-0.14-0.05-0.0525451 3=0 Amm2 5=0 A4=35

17、=AAmm3mmmm軸向間隙為0.100.35mm00-3=m（m標(biāo)準(zhǔn)A件）54.05A30 +.0+ .035100=解A：0301mm=AA2 (A1= 00A=,A,AA5標(biāo)準(zhǔn)3件)0-0. 4 050- . 2 14505（6）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差及上、下偏差A(yù)0A-(2T21T2+22=0= .+T+T3TT025)+02025+452020 +.2-0»55(14.0.)0.18計算協(xié)調(diào)節(jié)環(huán)的平均：+MM=(-1A+A 40 A MA3A2AM)MM5(=- 0 3 . M-075+0- .M=43025+- 3+.0-25A3005A.083± 0. 43 08 .

18、 18=08090 +=.1701A=0± .43430 -.32最后確定各組成環(huán)和組成環(huán)偏差為：30),105,A=05= , 0 A=04+3.17,=A0標(biāo)準(zhǔn)3 件( =00- .2140- .3050- .4010- .0550- .5同一個問題：用完全互換法結(jié)果:, A= 43+0.1, A= 5-0.10A1 = 300, A= 50= 30(標(biāo)準(zhǔn)件), A-0.06-0.02-0.05-0.1223045用大數(shù)互換法結(jié)果:= 43+0.17 , AA1 = 300, A= 50= 30(標(biāo)準(zhǔn)件), A= 50, A-0.14-0.05-0.01-0.05-0.05234

19、5當(dāng)封閉環(huán)公差一定時，用大數(shù)互換法可以擴大各組成環(huán)公差，從而降低費用。2、選擇裝配法選擇裝配法是將鏈中組成環(huán)的公差放大到可行的程度，使零件可以比較地，然后挑選合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的方法。這種方法可以分為直接選擇裝配法、分組裝配法和復(fù)合選配法等三種形式。2、選擇裝配法直接選擇裝配法：裝配工人憑經(jīng)驗挑選零件裝配。能達到很高的裝配精度，但裝配的時間不易控 制，因此不宜用于生產(chǎn)節(jié)拍要求較嚴(yán)的大批大量生產(chǎn)中。分組裝配法：對零件進量，分組配套裝配。因此，分組裝配法適用于成批或大量生產(chǎn)中裝配精度要求較高、鏈組成環(huán)很少的情況。復(fù)合選配法是分組裝配法與直接選擇法的復(fù)合，即零件后預(yù)先測量分組，裝

20、配時再在各對應(yīng)組內(nèi)由工人進行直接選配的方法。2、選擇裝配分組裝配法例6.3活塞銷和活塞銷孔的裝配關(guān)系如圖6-10所示。活塞銷直徑A1與活塞銷孔徑A2的基本為28mm，按裝配技術(shù)要求，在冷態(tài)裝配時應(yīng)有0.00250.0075mm的過盈量。活塞銷和活塞銷孔的經(jīng)濟精度（活塞銷采用精密無心磨，活塞銷孔采用工）為0.01mm。鏜加現(xiàn)采用分組選配法進行裝 配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組。過盈量0.00250.0075mm解:1）建立裝配鏈A1：活塞銷的直徑A2：活塞銷孔的直徑A0：活塞銷與活塞銷孔配合的過盈量2）確定分組數(shù)過盈量的公差為0.005mm，將其平均分配給組成環(huán)，各得到公差0.00

21、25mm?；钊着c活塞銷直徑的精度為0.01mm，即需將公差擴大4倍，于是可得到分組數(shù)為4。3）確定分組 定為：活塞銷直徑將其分為4組，各組直徑活塞銷孔直徑定為：每組獲得的過盈量均為0.00250.0075mm采用分組裝配時注意事項：1）為保證分組后，各組的配合性質(zhì)和配合精度與原裝配精度要求相同，應(yīng)當(dāng)使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)。2） 配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨公差放大而放大。3）分組數(shù)不宜過多，否則就會因零件測量、分類、保管工作量的增加造成生產(chǎn)組織工作復(fù)雜化。4）制造零件時，應(yīng)盡可能使各對應(yīng)組零件的數(shù)量相等，滿足配套要求，否則會

22、造成某些壓浪費現(xiàn)象。零件的積3、修配裝配法采用修配法時，鏈中各均按精度制造。在裝配時，累積在封閉環(huán)上的總誤差必然超出其公差。為了達到規(guī)定的裝配精度，必須對鏈中某指定的組成環(huán)零件進行修配()，以補償超差部分的誤差，這個組成環(huán)叫做修配環(huán)，也稱補償環(huán)。A2為尾座底板的厚度，底板裝卸方便，其 表面形狀簡單，便于修配（如刮、磨），故選定A2為修配環(huán)。修配裝配法單件或成批生產(chǎn)中精度要求高、組成環(huán)數(shù)目又較多的部件適合于用修配法裝配。3、修配裝配法選擇補償環(huán)零件：1） 易于修配并且裝卸方便；2） 不是公共環(huán)。即作為補償環(huán)的零件應(yīng)當(dāng)只與一項裝配精度有關(guān)， 而與其它裝配精度無關(guān)。否則修配后，保證了一個鏈的裝配精度

23、，但又破壞了另一個配精度；3）不進行表面處理的零件以免修配后破壞表面處理層。鏈的裝3、修配裝配法修配法裝配（1） 選好修配環(huán)（2） 確定修配環(huán)鏈求解關(guān)鍵：（3）驗算修配量是否合適例6.4圖示普通車床裝配時，要求尾架中心線比主軸中心線高00.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，現(xiàn)采用修配法裝配時，試確定各組成環(huán)公差及其分布。1）畫裝配鏈解:2）各環(huán)性質(zhì)，驗算基本，選擇修配環(huán)A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。= 0+0.06 mmA00A2為尾座底板的厚度，底板裝卸方便，其單，便于修配（如刮、磨），故選定A2為修配環(huán)。表面形狀簡A0A3A1A2A1=160

24、mm A2=30mm A3=130mm3）確定補償環(huán)以外各組成環(huán)的公差及偏差A(yù)1、A3可以采用鏜模進行鏜削，取公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨，取公差T2=0.15mm。除修配環(huán)以外各環(huán)的如下：A1 = 160 ± 0.05mmA3 = 130 ± 0.05mm組成環(huán)零件，裝配時形成按照上面確定的各的封閉環(huán)公差為：公差T0 = T1 + T2 + T3 = 0.1 + 0.15 + 0.1 = 0.35mm顯然，這時公差超出了規(guī)定的裝配精度= 0+0.06 mmA00需要在裝配時對補償環(huán)零件進行修配。A04）確定補償環(huán)A2的分析補償環(huán)A2 ：及偏差A(yù)3A1（1）A2為增環(huán)： A2減小，封閉環(huán)減小A2（2）A2為被包容所以：（1）修配底板A2將使封閉環(huán)：修底板，A2減小= 0+0.06 mmAA1A300= 160 ± 0.05mm= 130 ± 0.05mm A2=30mm減小。（2）若各環(huán)按精度制造裝配而以A0表未修配之前的封閉環(huán)實際示，則修配后A0只會變小。修配原則A0的最小值不能小于所要求的封閉環(huán)的最小值A(chǔ)004）確定補償環(huán)A2的及偏差A(yù)0修配原則：A00的最小值不能小于所要求的封閉環(huán)A0的最小值。計算：所要求的封閉環(huán)下偏差為：EI00 = 0A3A1A2