1、1裝配尺寸鏈及裝配工藝裝配尺寸鏈及裝配工藝第六章2第第6 6章章 機(jī)械產(chǎn)品的裝配工藝機(jī)械產(chǎn)品的裝配工藝 6.1概述概述 6.1.1裝配及裝配精度裝配及裝配精度（1）裝配的概念 機(jī)器的裝配是整個(gè)機(jī)器制造過程中的最后一個(gè)階段，它包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。通過裝配，最后保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求。它是對機(jī)器設(shè)計(jì)和零件加工質(zhì)量的一次總檢驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和加工中存在的問題，從而加以不斷改進(jìn)。3（2 2）裝配精度）裝配精度 機(jī)器的質(zhì)量，是以機(jī)器裝配精度的工作性能、使用效果、精度和壽命等綜合指標(biāo)來評定的。機(jī)器的質(zhì)量，主要取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性、零件的加工質(zhì)量（包括材料和熱處理）以及機(jī)器的裝配精度。 對于

2、一般機(jī)器，裝配精度是為了保證機(jī)器、部件和組件的良好工作性能；對于機(jī)床，裝配精度則還將直接影響到被加工零件的精度，故其重要性更為突出。 裝配的精度要求既影響產(chǎn)品的質(zhì)量，又影響產(chǎn)品制造的經(jīng)濟(jì)性。因而它是確定零件精度要求和制訂裝配工藝措施的一個(gè)重要依據(jù)。 4產(chǎn)品裝配精度包括：產(chǎn)品裝配精度包括： 1）相互位置精度 指相關(guān)零部件間的平行度、垂直度、同軸度、各種跳動及距離尺寸精度等。 2) 相對運(yùn)動精度 指有相對運(yùn)動的零部件間在運(yùn)動方向和相對速度上的精度。 3）配合質(zhì)量及接觸質(zhì)量 配合質(zhì)量是指零件配合表面間實(shí)際的間隙或過盈量達(dá)到要求的程度。機(jī)器是由零件裝配而成，因而零件的有關(guān)精度直接影響到相應(yīng)的裝配精度。

3、例如，普通車床的裝配精度中有項(xiàng)尾座移動相對溜板移動的平行度要求，它主要取決于溜板用導(dǎo)軌與尾座用導(dǎo)軌之間的平行度，如圖61所示。5 例如，尾座移動相對溜板移動的平行度要求，裝配中一般是對溜板及尾座底板進(jìn)行配制或配磨來解決。綜上所述，產(chǎn)品裝配精度與零件加工精度有直接關(guān)系，但并不完全取決于零件的加工精度，要想合理地保證裝配精度，應(yīng)從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件加工和裝配方法等幾方面綜合考慮。 圖 6-1 車床導(dǎo)軌截面圖）溜板用導(dǎo)軌 2）尾座用導(dǎo)軌66.1.26.1.2裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈 裝配尺寸鏈與工藝尺寸鏈有所不同。工藝尺寸鏈由一個(gè)零件上有關(guān)尺寸組成，主要解決零件加工精度問題。 裝配尺寸鏈和工藝尺寸鏈都是

4、尺寸鏈，有共同的形式、計(jì)算方法和解題類型。 裝配尺寸鏈可以按各環(huán)的幾何特征和所處空間位置分為長度尺寸鏈、角度尺寸鏈、平面尺寸鏈及空間尺寸鏈。（1）裝配尺寸鏈的定義和形式7 裝配尺寸鏈的建立就是在裝配圖上，根據(jù)裝配精度的要求，找出與該項(xiàng)精度有關(guān)的零件及其有關(guān)尺寸，最后畫出相應(yīng)的尺寸鏈線圖。通常稱與該項(xiàng)精度有關(guān)的零件為相關(guān)零件，零件上有關(guān)尺寸稱為相關(guān)尺寸。裝配尺寸鏈的建立是解決裝配精度問題的第一步，只有當(dāng)所建立起來的尺寸鏈正確時(shí)，求解尺寸鏈才有意義。因此在裝配尺寸鏈中，如何正確地建立尺寸鏈，是一個(gè)十分重要的問題。 下面從長度尺寸鏈來闡述裝配尺寸鏈的建立 裝配尺寸鏈的建立可以分為三個(gè)步驟：確定封閉環(huán)

5、、查找組成環(huán)和畫出尺寸鏈圖。現(xiàn)以圖6-2所示（2）裝配尺寸鏈的建立8圖 6-2 齒輪軸組件的裝配示意圖及其尺寸鏈（）009確定封閉環(huán)裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是裝配精度要求A0=0.20.7mm。查找組成環(huán)裝配尺寸鏈的組成環(huán)是相關(guān)零件的相關(guān)尺寸。本例中的相關(guān)零件是齒輪軸1、左滑動軸承2、左箱體3、右箱體4和右滑動軸承5。確定相關(guān)零件以后，應(yīng)遵守“尺寸鏈環(huán)數(shù)最少”原則，確定相關(guān)尺寸，在例中的相關(guān)尺寸是A1、A2、A3、A4和A5，它們是以A0為封閉環(huán)的裝配尺寸鏈中的組成環(huán)。請注意，“尺寸鏈環(huán)數(shù)最少”是建立裝配尺寸鏈時(shí)遵循的一個(gè)重要原則，它要求裝配尺寸鏈中所包括的組成環(huán)數(shù)目為最少，以便于保證裝配精度。10

6、 畫出尺寸鏈圖，并確定組成環(huán)的性質(zhì) 將封閉環(huán)和所找到的組成環(huán)連接起來畫出尺寸鏈圖，如圖62（b）所示。 組成環(huán)中與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)是減環(huán)，即A1、A2和A5是減環(huán)；組成環(huán)中與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)是增環(huán)，即A3和A4是增環(huán)。 裝配尺寸鏈的計(jì)算方法 裝配尺寸鏈的計(jì)算方法同工藝尺寸鏈相同，有極值法和概率法兩種，這里不再贅述。116.26.2獲得裝配精度的方法獲得裝配精度的方法 任何機(jī)械產(chǎn)品，要達(dá)到裝配高度要求，除了與組成產(chǎn)品的零件加工精度有關(guān)外，還在一定程度上依賴于裝配的工藝方法。保證裝配精度的方法，可歸納為四種，即互換法、分組法、修配法和調(diào)整法。126.2.1 6.2.1 互換法互換法 零

7、件加工完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后，在裝配時(shí)不經(jīng)任何調(diào)整和修配就可以達(dá)到要求的裝配精度，這種方法就是互換法。根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、結(jié)構(gòu)性能和精度要求，又可將互換法分為完全互換法、大數(shù)互換法（部分互換法或不完全互換法）。 13（1 1）完全互換法）完全互換法 完全互換法就是機(jī)器在裝配過程中每個(gè)待裝配零件不需要挑選、修配和調(diào)整，裝配后就能達(dá)到裝配精度要求的一種方法，這種方法是用控制零件的制造精度來保證機(jī)器的裝配精度。 完全互換法的裝配尺寸鏈?zhǔn)前礃O值法來計(jì)算的。14（2 2）不完全互換法）不完全互換法 不完全互換法又稱部分互換法。當(dāng)機(jī)器的裝配精度較高，組成環(huán)零件的數(shù)目較多，用極值法（完全互換法）計(jì)算各組成環(huán)的

8、公差，結(jié)果勢必很小，難于滿足零件的經(jīng)濟(jì)加工精度的要求，甚至很難加工。 與完全互換法相比，采用不完全互換法裝配時(shí)，零件的加工誤差可以放大一些。使零件加工容易，成本低，同時(shí)也達(dá)到部分互換的目的。其缺點(diǎn)是將會出現(xiàn)極少數(shù)產(chǎn)品的裝配精度超差。這就需要考慮好補(bǔ)救措施，或者事先進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算來論證可能產(chǎn)生的廢品而造成的損失小于因零件制造公差放大而得到的增益。那么，不完全互換法就值得采用。156.2.2 6.2.2 分組法分組法 分組法又稱分組互換法或選擇裝配法。 當(dāng)封閉環(huán)的精度要求很高，用完全互換法和大數(shù)互換法來解時(shí)，組成環(huán)的公差非常小，使加工十分困難甚至不可能，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。這時(shí)可將全部組成環(huán)的公差擴(kuò)大36

9、倍，使組成環(huán)能夠按經(jīng)濟(jì)公差加工，然后再將各組成環(huán)按原公差大小分組，并按相應(yīng)組進(jìn)行裝配，這就是分組法。16 采用分組法時(shí)，必須保證原來的配合精度和配合性質(zhì)的要求，否則就沒有意義，因此一般多是各組成環(huán)的公差相等，如果各組成環(huán)的公差不等，則分組互換裝配時(shí)，配合精度不變，而各尺寸組的配合性質(zhì)將不同。現(xiàn)舉軸孔配合為例，如圖6-3所示，連桿小頭孔和活塞銷的配合要求精度很高，活塞銷的直徑為25mm，連桿小頭孔的直徑為25mm，配合間隙要求為0.00250.0075 mm，因此生產(chǎn)上多采用分組互換法，將活塞銷的直徑公差增大四倍，為25mm，連桿小頭孔的直徑公差也增大四倍，為25mm，再進(jìn)行分四個(gè)組按組裝配，就

10、可保證配合精度和性質(zhì)，如表61所示。為了避免在裝配時(shí)出錯(cuò)，在各組零件上標(biāo)志不同顏色。17活塞連桿活塞銷擋圈圖 6-3 活塞、活塞銷和連桿組裝圖18表表6-16-1活塞銷和連桿小頭孔的分組互換裝配活塞銷和連桿小頭孔的分組互換裝配 mm mm最小間隙最大間隙紅4黃3綠2 0.0025 0.0075白1 配合性質(zhì)連桿小頭孔直徑/cm活塞銷直徑/cm標(biāo)志顏色組別mm25050.00075.00mm25025.00050.00mm25025.00050.00mm25025.00050.00mm25050.00075.00mm25025.000mm250025.00mm25001.00251.001920

11、025. 00025. 02軸孔TT由于配合精度 = 孔T軸T式中 連桿小頭孔的直徑公差；活塞銷的直徑公差。 可知各組的配合精度和配合性質(zhì)均與原來相同。20 分組法中選定的分組數(shù)不宜太多，否則會造成零件的尺寸測量、分類、保管、運(yùn)輸?shù)妊b配組織工作的復(fù)雜性。分組數(shù)只要使零件能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度就可以了。 采用分組法時(shí)，各組成環(huán)的尺寸分布曲線都是正態(tài)的，才能使裝配時(shí)得以配套，否則將造成零件積壓。圖6-4所示為各組尺寸分布不對應(yīng)的情況。 通常分組法多用于封閉環(huán)精度要求很高的短環(huán)尺寸鏈，一般組成環(huán)為23個(gè)，在汽車拖拉機(jī)、軸承等制造中可以見到，其應(yīng)用范圍較窄。216.2.3 6.2.3 修配法修配法 在封閉環(huán)精

12、度要求較高的長環(huán)尺寸鏈中，用互換法來裝配，會增加機(jī)械加工的難度，同時(shí)提高了成本。另外，在單件小批或中批生產(chǎn)中，由于產(chǎn)量不大，也不必要用互換法來裝配。這時(shí)可采用修配法來裝配，既先將各組成環(huán)的尺寸按可能的經(jīng)濟(jì)公差制造，選定一個(gè)組成環(huán)為修配環(huán)，在裝配時(shí)用修配該環(huán)的尺寸來滿足封閉環(huán)的要求。 圖6-5所示是一臺普通車床的前后頂尖等高的裝配尺寸鏈，它是一個(gè)多環(huán)尺寸鏈，在生產(chǎn)中簡化為一個(gè)四環(huán)尺寸鏈，已知A0=mm，只允許后頂尖比前頂尖高，A1=160 mm，A2=30 mm， A3=130 mm，若用完全互換法和大數(shù)互換法來求解，零部件的加工精度都難于保證，由于機(jī)床多為成批生產(chǎn)，故多用修配法來裝配。 用修配

13、法來裝配時(shí)，有組成環(huán)尺寸公差的確定、修配環(huán)的選擇、修配環(huán)基本尺寸的確定和修配量的計(jì)算等幾個(gè)問題，現(xiàn)結(jié)合圖6-5所示的裝配尺寸鏈來說明。22主 軸 箱 體前 頂 尖軸 承主 軸尾 座 底 板床 身后 頂 尖尾 座 套 筒尾 座 體圖 6-5 普 通 車 床 前 后 頂 尖 等 高 裝 配 尺 寸 鏈231、確定組成環(huán)的公差 從經(jīng)驗(yàn)上來考慮，由于主軸箱前頂尖至底面的尺寸精度不易控制，故取雙向公差，確定=1600.1 mm。同樣考慮尾架頂尖至底面的尺寸公差取=1300.1 mm。但尾架底板加工比較方便，取單向公差；又由于這項(xiàng)裝配精度要求后頂尖比前頂尖高，故取正公差，這樣= mm。這里各組成環(huán)尺寸公差

14、的大小和方向主要是根據(jù)尺寸大小和加工難易程度來定。2、選擇修配環(huán) 主要從裝配時(shí)便于修配來考慮，顯然，在這些組成環(huán)中，尾架底板最便于在裝配時(shí)修配加工，故選A2為修配環(huán)。3、確定修配環(huán)的基本尺寸 用修配法裝配時(shí)，當(dāng)修配環(huán)為被包容件時(shí)，其尺寸只能是逐漸修小而不能變大；當(dāng)修配環(huán)為包容件時(shí)，其尺寸只能是逐漸修大而不能變小，因此就要計(jì)算其基本尺寸，以保證有修配量。 240A4.02.030 mm = 根據(jù)所確定的各組成環(huán)公差，用極值法求出這時(shí)封閉環(huán)的公差，可得25 而原來封閉環(huán)要求A0= mm，可見這時(shí)封閉環(huán)的上偏差大于原封閉環(huán)的上偏差，但由于修配環(huán)A2是增環(huán)，修配（減?。┧某叽缇涂梢詽M足原封閉環(huán)的要求

15、。 但是封閉環(huán)的下偏差小于原封閉環(huán)的下偏差，當(dāng)在裝配中出現(xiàn)的值小于0.03 mm時(shí)，由于修配環(huán)是增環(huán)，將產(chǎn)生不能修配的情況。因此必須事先增大修配環(huán)的基本尺寸，使封閉環(huán)的下偏差大于原封閉環(huán)的下偏差，可見需要增大（0.2+0.03）mm=0.23 mm，這樣修配環(huán)A2的尺寸應(yīng)為+0.23 mm= mm。264、修配量的計(jì)算 根據(jù)改變后的修配環(huán)尺寸，重新用極值法計(jì)算這時(shí)的封 閉環(huán)尺寸，可得 ，與原封閉環(huán)尺寸 比較，可知： 最大修配量為（0.630.06）mm=0.57 mm 最小修配量為（0.030.03）mm=0 mm 考慮在車床裝配時(shí)，需留有一定的刮研量，如刮研量為0.10 mm，這時(shí)應(yīng)將修配環(huán)

16、A2的基本尺寸再增加0.10 mm，則 mm0A-0.630.03 mm0A-0.060.030mmmmA2 . 00 2 233.3001. 0A272.4 2.4 調(diào)整法調(diào)整法 在大批大量生產(chǎn)中，用修配法裝配顯然生產(chǎn)率不能滿足要求，這時(shí)可以更換不同尺寸的某一組成環(huán)來調(diào)整封閉環(huán)的尺寸，以滿足裝配精度要求，稱之為可動調(diào)整法。統(tǒng)稱為調(diào)整法，而所選的該組成環(huán)，稱之為調(diào)整環(huán)。28（1）固定調(diào)整法 在裝配尺寸鏈中，選擇某一組成環(huán)為調(diào)節(jié)環(huán)（補(bǔ)償環(huán)），該環(huán)是按一定尺寸間隙分級制造的一套專用零件（如墊圈、墊片或軸套等）。產(chǎn)品裝配時(shí)，根據(jù)各組成環(huán)所形成累積誤差的大小，通過更換調(diào)節(jié)件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)環(huán)實(shí)際尺寸的方法，

17、以保證裝配精度，這種方法即固定調(diào)節(jié)法。 圖6-6所示的車床主軸大齒輪的裝配中，加入一個(gè)厚度為的調(diào)節(jié)墊就是加入一個(gè)零件作為調(diào)節(jié)環(huán)的實(shí)例。待、裝配后，現(xiàn)測其軸向間隙值，然后去選擇一個(gè)適當(dāng)厚度的裝入，再重新裝上，即可保證所需的裝配精度 29圖 6-6 固定調(diào)整裝配法30(2) 可動調(diào)整法 用改變調(diào)整件位置來滿足裝配精度的方法，叫做可動調(diào)整裝配法。調(diào)整過程中不需要拆卸零件，比較方便。 在機(jī)械制造中使用可動調(diào)整裝配法的例子很多如圖6-7a)所示是調(diào)整滾動軸承間隙或過盈的結(jié)構(gòu)，可保證軸承既有足夠的剛度又不至于過分發(fā)熱。6-7b)，是用調(diào)螺釘通過墊片來保證車床溜板和車身導(dǎo)軌之間的間隙。6-7c)是通過轉(zhuǎn)動調(diào)

18、整螺釘，使斜楔塊上下移動來保證螺母與絲桿之間的合理間隙 31圖6-7 可動調(diào)整法32 可動調(diào)整法，不但調(diào)整方便，能獲得比較高的精度，而且可以補(bǔ)償由于磨損和變形等所引起的誤差，使設(shè)備恢復(fù)原有精度。所以在一些傳動機(jī)構(gòu)或易磨損機(jī)構(gòu)中，常用可動調(diào)整法，但是，可動調(diào)整法中因可動調(diào)整件的出現(xiàn)，削弱了機(jī)構(gòu)的剛性，因而在剛性要求較高或機(jī)構(gòu)比較緊湊，無法安排可動調(diào)整件時(shí)，就必須采用其他的調(diào)整法。 前述四種保證裝配精度的裝配方法。在選擇裝配方法時(shí)，先要了解各種裝配方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。一般地說，應(yīng)優(yōu)先選用完全互換法；在生產(chǎn)批量較大，組成環(huán)又較多時(shí)，應(yīng)考慮采用不完全互換法；在封閉環(huán)的精度較高，組成環(huán)數(shù)較少時(shí)，可以采

19、用選配法；只有在應(yīng)用上述方法使零件加工困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，特別是在中小批生產(chǎn)時(shí)，尤其是單件生產(chǎn)是才宜采用修配法或調(diào)整法。 336.36.3裝配工藝規(guī)程的制訂裝配工藝規(guī)程的制訂（1）制訂裝配工藝規(guī)程的原則 裝配工藝規(guī)程就是用文件的形式將裝配的內(nèi)容、順序、檢驗(yàn)等規(guī)定下來，成為指導(dǎo)裝配工作和處理裝配工作中所發(fā)生問題的依據(jù)。它對裝配質(zhì)量的保證、生產(chǎn)率和成本的分析、裝配工作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等都有積極的作用。當(dāng)前，大批大量生產(chǎn)的工廠大多有裝配工藝規(guī)程，而單件小批生產(chǎn)的工廠所制訂的裝配工藝規(guī)程則比較簡單，甚至沒有裝配工藝規(guī)程。大多數(shù)工廠對機(jī)械加工工藝規(guī)程比較重視，而對裝配工藝規(guī)程則往往抓得很少，不認(rèn)識裝配工藝影響機(jī)

20、器質(zhì)量的重要性。 34在制訂裝配工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則： 1）保證產(chǎn)品的質(zhì)量 2）滿足裝配周期的要求 3)減少手工裝配勞動量 4）降低裝配工作所占成本35（2）制訂裝配工藝規(guī)程的原始資料 在制訂裝配工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)事先有一些依據(jù)，具備一定的原始資料，才能便于進(jìn)行這一工作。 1）產(chǎn)品圖紙和技術(shù)性能要求 2) 生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)就是年產(chǎn)量，它是制訂裝配工藝和選擇裝配生產(chǎn)組織形式的重要依據(jù)。 3）生產(chǎn)條件 在制訂裝配工藝規(guī)程時(shí)，要考慮工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和技術(shù)，如裝配車間的生產(chǎn)面積、裝配工具和裝配設(shè)備、裝配工人的技術(shù)水平等，使所制訂的裝配工藝能夠切合實(shí)際，符合生產(chǎn)要求，這是十分重要的。對于新建廠，要注意調(diào)查研究，設(shè)計(jì)出符合生產(chǎn)實(shí)際的裝配工藝。 36（3）裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容及制訂步驟 1）產(chǎn)品圖紙分析 從產(chǎn)品的總裝圖、部裝圖和零件圖了解產(chǎn)品結(jié)