第六章機(jī)器裝配工藝基礎(chǔ)

第六章機(jī)器裝配工藝基礎(chǔ)§5-1概述§5-2裝配工藝規(guī)程的制定§5-4裝配尺寸鏈§5-5保證裝配精度的方法§5-3機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性主要內(nèi)容§5-1概述

機(jī)器或產(chǎn)品的裝配是整個機(jī)器制造過程中的最后一個階段，它包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。機(jī)器或產(chǎn)品的質(zhì)量，是以機(jī)器或產(chǎn)品的工作性能、使用效果和壽命綜合指標(biāo)來評定的。裝配工作任務(wù)之所以繁重就在于產(chǎn)品的質(zhì)量最終由它來保證。

組成機(jī)器的最基本單元是零件。為保證有效進(jìn)行裝配，通常將機(jī)器劃分為若干個能獨(dú)立進(jìn)行裝配的部分，即裝配單元。一、裝配的基本概念裝配：根據(jù)技術(shù)要求，將若干零件組合成一個整體（組件、部件）或產(chǎn)品的過程。零件名稱編號件數(shù)1.組件及組裝組件：由若干零件組合而成的裝配單元。在基體零件上拼裝若干零件——組裝。零件連桿體010011零件連桿蓋010021零件襯套010031組件組件連桿01-011名稱編號件數(shù)連桿01-011連桿蓋010021襯套010031連桿體010011名稱編號件數(shù)組件名稱編號件數(shù)基體零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)零件組件裝配系統(tǒng)圖冷壓2.部件及部裝

部件在機(jī)器中能完成一定的、完整的功能。名稱編號件數(shù)部件名稱編號件數(shù)基體零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)組件部件裝配系統(tǒng)圖名稱編號件數(shù)機(jī)器基體零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)零件名稱編號件數(shù)組件名稱編號件數(shù)組件名稱編號件數(shù)部件3.總裝總件裝配系統(tǒng)圖其他零部件發(fā)動機(jī)車身車橋車輪§5-2裝配工藝規(guī)程的制定●分析產(chǎn)品圖樣、劃分裝配單元、確定裝配方法；裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)容●擬定裝配順序、劃分裝配工序；●計(jì)算裝配時間定額；●確定各工序裝配技術(shù)要求、質(zhì)量檢查方法及檢查工具；●確定裝配時零、部件的輸送方法，所需設(shè)備及工具●選擇和設(shè)計(jì)裝配過程中所需的工具、夾具和專用設(shè)備。（1）保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量；一、制定裝配工藝規(guī)程的基本原則及原始資料1.制定工藝規(guī)程的原則（2）合理安排裝配順序及工序，盡量減少鉗工手工勞動量，縮短裝配周期，提高裝配效益；（3）盡量減少裝配占地面積，提高單位面積生產(chǎn)率；（4）盡量減少成本。2.制定工藝規(guī)程的原始資料（1）產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（2）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；（3）生產(chǎn)條件。二、制定裝配工藝規(guī)程的步驟1.研究產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件2.確定裝配方法與組織形式3.劃分裝配單元，確定裝配順序4.劃分裝配工序§5-3機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

所謂機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性是機(jī)器或產(chǎn)品在滿足技術(shù)要求的前提下，裝配的可行性和經(jīng)濟(jì)性。具體要求：

相連接的零、部件少用或不用修配和機(jī)械加工；勞動量小；時間短。一、機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分解成獨(dú)立的裝配單元●可實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)、專業(yè)協(xié)作（分部件裝配、調(diào)試）；●有利于產(chǎn)品的改進(jìn)和更新?lián)Q代（局部結(jié)構(gòu)變動）；●有利于機(jī)器的維護(hù)檢修、包裝、運(yùn)輸。操縱箱箱體2.減少裝配時的修配和機(jī)械加工3.機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸4.連接配合要可靠§5-4裝配尺寸鏈A3A1A4A5A2A0軸向裝配尺寸鏈。A2A0A3A4A5A1一、裝配精度

所謂裝配精度，是指機(jī)器或產(chǎn)品裝配后實(shí)際達(dá)到的精度。

為了保證機(jī)器或產(chǎn)品的使用性能，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時，規(guī)定了許多裝配精度——裝配精度要求。例如：軸與孔配合的間隙或過盈；軸向間隙——旋轉(zhuǎn)件與固定件間的間隙

——不同旋轉(zhuǎn)速度件間的間隙

——因軸向定位所需的間隙

——因裝配的可靠性而規(guī)定的間隙

——余隙（活塞運(yùn)動到汽缸套頂部）值得注意的是：1.裝配精度要求往往是裝配尺寸鏈的封閉環(huán)（依據(jù)）。2.裝配精度一定得高于裝配精度要求。3.零件的加工精度不僅受工藝條件的影響，而且還受到經(jīng)濟(jì)性的限制。當(dāng)產(chǎn)品裝配精度要求較高時，以控制零件的加工精度來保證裝配精度的方法，會給零件的加工帶來困難，增加成本。

最大過盈量最小過盈量A3A2A1A01—主軸箱2—尾座3—底板4—床身1234例：在普通車床的裝配中，前、后頂尖的不等高嚴(yán)格控制在0～0.06mm的范圍內(nèi)，且只允許后頂尖比前頂尖高。A0A1A23A0A1A3A2(c)

二、裝配尺寸鏈的最短路線原則

三、裝配尺寸鏈的建立

正確建立裝配尺寸鏈，是保證裝配精度要求的基礎(chǔ)，也是合理確定零件設(shè)計(jì)尺寸公差及偏差的基礎(chǔ)。（1）明確裝配精度要求的含義——裝配尺寸鏈的封閉環(huán)，是裝配后自然形成的尺寸。（2）明確裝配關(guān)系。明了相關(guān)零件沿封閉環(huán)尺寸方向上的裝配基準(zhǔn)。查找封閉尺寸圖形。

四、尺寸鏈的計(jì)算公式（極值法）（1）（2）（3）（4）（5）（6）§5-5保證裝配精度的方法

產(chǎn)品的精度要求，最終是靠裝配實(shí)現(xiàn)的。生產(chǎn)中常用的產(chǎn)品裝配工藝方法有：互換裝配法、分組裝配法、修配裝配法和調(diào)整裝配法。

一、互換裝配法

互換法是指在裝配過程中，零件互換后仍然達(dá)到裝配精度要求的一種方法。這就是說，參加裝配的零件，不需要經(jīng)過挑選、修配和調(diào)整，就能達(dá)到裝配精度要求?；Q法的實(shí)質(zhì)是用控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。

根據(jù)互換程度的不同，互換裝配法又可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法兩種。1.完全互換法裝配

A4A3A2A1A0雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵裝配示意圖在產(chǎn)品裝配中，裝配尺寸鏈各組成環(huán)的公差按下式確定：

Ti：第i個組成環(huán)公差；

T0：封閉環(huán)公差要求值（裝配精度要求）

顯然，這種裝配方法是用極值法進(jìn)行計(jì)算的，裝配時，零件完全可以互換。A0=0、A4=41、A1=A3=17、A2=7，要求在冷態(tài)下的軸向裝配間隙應(yīng)為0.05～0.15mm，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。例1如圖為某雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵軸向裝配關(guān)系圖，已知各公稱尺寸：A4A3A2A1A0解：采用極值法計(jì)算該裝配尺寸鏈●建立裝配尺寸鏈?！翊_定其封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)。計(jì)算可知，各環(huán)基本尺寸的確定無誤。A0A1A2A3A4公差確定方法：平均公差法、經(jīng)驗(yàn)法、等精度法等。●確定組成環(huán)公稱公差和極限偏差。

（1）平均公差法各組成環(huán)平均極值公差：確定協(xié)調(diào)環(huán)A4的偏差：A0A1A2A3A4（2）經(jīng)驗(yàn)法

各組成環(huán)平均公差：0.025mm

根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸大小及零件加工難易程度，以平均極值公差為基礎(chǔ)確定各組成環(huán)極值公差，但各組成環(huán)公差Ti的總和不得超過0.1mm?？紤]尺寸A1

、A2

、A3可用平磨加工，公差可規(guī)定較小，其公差得符合于標(biāo)準(zhǔn)公差。尺寸A4由鏜床加工保證，公差可給大些，且此尺寸屬高度尺寸，生產(chǎn)中常用通用量具測量，故決定選它為協(xié)調(diào)環(huán)。由此確定：按IT7級精度取值按IT7級精度取值A(chǔ)0A1A2A3A4確定協(xié)調(diào)環(huán)的公差和及偏差

∵∴（3）等精度法按尺寸段查取同等精度等級的公差，調(diào)整后再計(jì)算。

在產(chǎn)品裝配中，裝配尺寸鏈各組成環(huán)的公差按下式確定：即：各有關(guān)零件公差值的平方之和的平方根小于或等于裝配公差。不完全互換裝配法一般采用概率法進(jìn)行裝配尺寸鏈計(jì)算。采用概率法時，當(dāng)生產(chǎn)條件較穩(wěn)定，從而使各組成環(huán)的尺寸分布也比較穩(wěn)定時，也能達(dá)到完全互換的效果，否則將有極小部分產(chǎn)品達(dá)不到裝配精度的要求。故把按上式來確定零件公差的裝配方法稱之為不完全互換裝配法。2.不完全互換法裝配

（參考內(nèi)容，要求了解）（1）（2）按（1）式計(jì)算按（2）式計(jì)算（3）（4）完全互換法裝配與不完全互換法裝配的比較A0=0、A4=41、A1=A3=17、A2=7，要求在冷態(tài)下的軸向裝配間隙應(yīng)為0.05～0.15mm，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。例2如圖為某雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵軸向裝配關(guān)系圖，已知各公稱尺寸：A4A3A2A1A0解：采用概率法計(jì)算該裝配尺寸鏈A0A1A2A3A4裝配間隙為：0.05～0.15mm，協(xié)調(diào)環(huán)A4的尺寸及偏差的確定：二、選擇裝配法

選擇裝配法是將零件的制造公差適當(dāng)放寬，然后選取其中尺寸相當(dāng)?shù)牧慵M(jìn)行裝配，以保證達(dá)到規(guī)定的配合要求的工藝裝配方法，它可以分為直接選擇裝配法和分組選擇裝配法兩種。（1）直接選擇裝配法

它是由裝配工人直接從一批加工好的零件中選擇“合格”的零件進(jìn)行裝配。這種方法比較簡單，其裝配質(zhì)量憑工人的經(jīng)驗(yàn)和感覺來確定，因此裝配效率不高。

（2）分組選配法

它是將一批零件逐一測量后，按實(shí)際尺寸的大小劃分為若干組，然后將尺寸大的包容件（如孔）與尺寸大的被包容件（如軸）相配；這種裝配方法的配合精度決定于分組數(shù)，增加分組數(shù)可以提高裝配精度。

例：如圖所示為銷與孔的裝配關(guān)系，銷與孔的基本尺寸為φ28mm，根據(jù)裝配技術(shù)要求，銷直徑d和孔直徑D

在冷態(tài)裝配時應(yīng)有0.0025～0.0075mm的間隙。確定裝配方法，并確定孔和銷的尺寸及偏差。SmaxSmindmindmaxDmaxDminSmaxSmindmindmaxDmaxDminDdS

封閉環(huán)的公差為：

若采用完全互換法裝配，則活塞銷和銷孔的平均極值公差:

按基孔制,則孔的尺寸為:相應(yīng)地，可求得銷孔尺寸應(yīng)為:DdS

顯然，制造這樣精確的活塞銷和銷孔很困難,也很不經(jīng)濟(jì)。①將銷和銷孔的公差值放大n倍（經(jīng)濟(jì)可行的程度）。

加工的問題解決了，可是裝配能否達(dá)到要求呢？如果把按公差擴(kuò)大后(零件的公差擴(kuò)大后，其尺寸變動范圍也擴(kuò)大了)加工合格的零件直接進(jìn)行裝配，顯然是不能達(dá)到要求的。T’dT’D

本例公差擴(kuò)大了4倍，所以銷和銷孔也相應(yīng)分成4組，每組的尺寸間隔為0.0025mm。采取的辦法是：②對加工后的零件進(jìn)行測量，然后，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)將零件分組，分組數(shù)與公差擴(kuò)大的倍數(shù)相等。③裝配時，在對應(yīng)組內(nèi)進(jìn)行裝配。組別

活塞銷直徑

活塞銷孔直徑

配合情況

最小間隙

最大間隙標(biāo)志顏色1

0.0025

0.0075

2

0.0025

0.0075

3

0.0025

0.0075

4

0.0025

0.0075

注意每組零件的管理。

分組選擇裝配法的總結(jié)：（1）分組選擇裝配法是將零件的制造公差適當(dāng)放寬到經(jīng)濟(jì)可行的程度——擴(kuò)大公差。（2）零件制造合格后，對其進(jìn)行測量和分組，分組數(shù)等于公差擴(kuò)大的倍數(shù)——分組。（3）裝配時，在對應(yīng)組內(nèi)進(jìn)行裝配。分組選擇裝配法的特點(diǎn)及適應(yīng)場合：

——（課堂總結(jié)）軸承的裝配方法？軸承的裝配方法裝配后徑向游隙：滾珠加工方法：研磨

加工方法后，用精密量具測量，并按尺寸大小分組。裝配時，在對應(yīng)組內(nèi)裝配。

修配裝配法是在裝配過程中，通過修磨某配合件的預(yù)留量，以消除其積累誤差，使配合零件達(dá)到規(guī)定的裝配精度的方法。

尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，裝配時，通過直接改變尺寸鏈中某一預(yù)定的組成環(huán)（修配環(huán)）尺寸的方法來保證裝配精度。由于對這一組成環(huán)的修配是為補(bǔ)償其他各組成環(huán)的累積誤差，故又稱補(bǔ)償環(huán)。這種方法的關(guān)鍵問題是確定修配環(huán)及修配環(huán)在加工時的實(shí)際尺寸，使修配時有足夠的、而且是最小的修配量。3.修配裝配法MA3A0A2A1壓板例1：如圖為車床大拖板與導(dǎo)軌的裝配簡圖，要求保證間隙：A0=0~0.07mm。如果采用互換法，則：現(xiàn)采用修配法，其原理是：1.組成件按經(jīng)濟(jì)精度制造；A3A0A2A1A3的尺寸及偏差？A3A0A2A1A3A0A2A1封閉環(huán)誤差實(shí)際值T0A0min封閉環(huán)誤差規(guī)定值A(chǔ)0max此時，修配量最小A3A0A2A1A3起補(bǔ)償作用，故稱之為補(bǔ)償環(huán)。2.實(shí)測修配件（環(huán)）的尺寸，并根據(jù)實(shí)際裝配精度（或誤差——體現(xiàn)間隙的大小）對修配件進(jìn)行修磨。MA3A0A2A1壓板

如果修刮P平面，又將如何確定A3呢？A3A0A2A1封閉環(huán)誤差實(shí)際值T0A0min封閉環(huán)誤差規(guī)定值A(chǔ)0max此時，修配量最小

修配裝配法的優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得很高的裝配精度，而零件的制造精度則可放寬；缺點(diǎn)是增加了一道比較費(fèi)工、還需技術(shù)熟練的工人來做的修配工序，且修配時間也難以確定，不易保證裝配流水線生產(chǎn)的要求。所以，修配裝配法適用于在成批生產(chǎn)中，封閉環(huán)公差要求較嚴(yán)，組成環(huán)較多或在單件小批量生產(chǎn)中，封閉環(huán)公差要求較嚴(yán)，組成環(huán)較少的場合。修配裝配法適用場合四、調(diào)整裝配法

調(diào)整裝配法即各零件公差按經(jīng)濟(jì)精度的原則來確定，選擇一個組成環(huán)為補(bǔ)償環(huán)（又稱調(diào)整環(huán)），通過改變補(bǔ)償環(huán)零件的位置或?qū)ρa(bǔ)償環(huán)的更換（改變調(diào)整環(huán)的尺寸）以補(bǔ)償其累積誤差，以保證裝配精度。與修配法相比：兩者在改變補(bǔ)償環(huán)尺寸的方法上不同。修配法采用機(jī)械加工的方法去除補(bǔ)償環(huán)零件上的金屬層，以改變其尺寸，補(bǔ)償因各組成環(huán)公差擴(kuò)大后產(chǎn)生的積累誤差；常見的調(diào)整法有可動調(diào)整法、固定調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法三種。1.可動調(diào)整法改變調(diào)整零件的位置來保證裝配精度的方法稱為可動調(diào)整法。常用的調(diào)整件有螺栓、擋環(huán)、斜面件等。在調(diào)整過程中不需拆卸零件，應(yīng)用方便，可獲得比較高的精度。同時，在產(chǎn)品使用過程中，由于某些零件的磨損而使裝配精度下降時，此法有時還能時產(chǎn)品恢復(fù)原來的精度?？蓜诱{(diào)整法生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，機(jī)器制造中采用可動調(diào)整法的例子很多。

如圖a所示為車床主軸箱中調(diào)整軸承間隙的裝置。調(diào)整時，先將螺母2放松，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘1即可調(diào)節(jié)軸承內(nèi)圈、滾動體、外圈之間的間隙，以保證軸承在轉(zhuǎn)動時，既有足夠的剛性又不至于過分發(fā)熱。間隙調(diào)整好后，仍需將螺母2擰緊。a調(diào)整裝配法

臥式車床橫刀架采用楔塊5調(diào)整絲杠3和前螺母1、后螺母4之間的裝置。該裝置中前螺母1的右端做成斜面，在前螺母1和后螺母4之間裝入一個左端也做成與前螺母1右端的斜面配合的b斜面楔塊5。調(diào)整間隙時，先將前螺母固定螺釘放松，然后擰緊楔塊的調(diào)節(jié)螺釘2，將楔塊向上拉。由于斜面的作用，使前螺母向左移動，從而消除螺母和絲杠之間的間隙。調(diào)整完畢后，再擰緊前螺母的固定螺釘。2.固定調(diào)整法在裝配尺寸鏈，選擇某一組成環(huán)為調(diào)節(jié)環(huán)，將該環(huán)的零件按一定尺寸間隔級別制成一組專門零件。裝配時，根據(jù)各組成環(huán)所形成積累誤差的大小，在調(diào)節(jié)環(huán)中選定一個尺寸等級合適的調(diào)節(jié)件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的方法稱為固定調(diào)整法。通常用的調(diào)節(jié)件有軸套、墊圈、墊片等。這種調(diào)整方法簡便，它在汽車、拖拉機(jī)等生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。調(diào)整裝配法A3A1A4A5A2A0

試用固定調(diào)整法解算各組成環(huán)的極限偏差，并求調(diào)整環(huán)的分組數(shù)和調(diào)整環(huán)尺寸系列。調(diào)整裝配法圖示傳動軸齒輪裝配后要求軸向具有間隙：A3A1A4A5A0A2調(diào)整原理a.選擇調(diào)整環(huán)選擇加工比較容易，裝卸比較方便的組成環(huán)作調(diào)整環(huán)。A2

b.確定空