5機(jī)器裝配工藝過程設(shè)計(jì)機(jī)器的裝配是整個(gè)機(jī)器制造工藝過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它包括裝配（部裝和總裝）、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。裝配工作十分重要，對機(jī)器質(zhì)量影響很大。若裝配不當(dāng)，即使所有機(jī)器零件加工都合乎質(zhì)量要求，也不一定能夠裝配出合格的、高質(zhì)量的機(jī)器。反之，當(dāng)零件制造質(zhì)量并不十分精良時(shí)，只要裝配過程中采用了合適的工藝方法，也能使機(jī)器達(dá)到規(guī)定的要求。因此，研究和制訂合理的裝配工藝規(guī)程，采用有效的裝配方法，對于保證機(jī)器的裝配精度，提高生產(chǎn)率和降低成本，都具有十分重要的意義。

本章應(yīng)重點(diǎn)掌握各種裝配方法的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)和使用范圍，學(xué)會裝配尺寸鏈的建立方法，并應(yīng)熟練掌握運(yùn)用極值法、概率法計(jì)算裝配尺寸鏈。此外，對機(jī)器及零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性和制訂裝配工藝規(guī)程的方法也應(yīng)有一定的了解。5.1概述

本節(jié)是機(jī)器裝配工藝的總體概述。學(xué)習(xí)本節(jié)主要認(rèn)識機(jī)器裝配工藝系統(tǒng)的五大部分（零件、套件、組件、部件和機(jī)器），并了解各種生產(chǎn)類型及其特點(diǎn)。一、機(jī)器裝配的基本概念通常將機(jī)器分成若干個(gè)獨(dú)立的裝配單元。下圖所示為機(jī)器裝配工藝系統(tǒng)示意圖，由圖知，裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€(gè)等級，即零件、套件、組件、部件和機(jī)器。機(jī)器裝配系統(tǒng)示意圖

裝配過程是由基準(zhǔn)零件開始，沿水平線自左向右進(jìn)行裝配，一般將零件畫在上方，把套件、組件、部件畫在下方，其排列的順序就是裝配的順序。圖中的每一個(gè)方框表示零件、套件、組件或部件。每個(gè)方框分為三個(gè)部分，上方為名稱，下左方為編號，下右方為數(shù)量。有了裝配系統(tǒng)圖對機(jī)器的結(jié)構(gòu)和裝配工藝就很清楚，因此，裝配系統(tǒng)圖是一個(gè)很重要的裝配工藝文件。零件

零件是組成機(jī)器的基本元件，零件直接裝入機(jī)器的不多。一般都預(yù)先裝成套件，組件或部件才進(jìn)入總裝。套件

在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上一個(gè)或若干個(gè)零件就構(gòu)成了一個(gè)套件，它是最小的裝配單元。每個(gè)套件只有一個(gè)基準(zhǔn)零件，它的作用是聯(lián)接相關(guān)零件和確定各零件的相對位置。為形成套件而進(jìn)行的裝配工作稱為套裝。套件可以是若干個(gè)零件永久性的連接（焊接或鉚接等）或是連接在一個(gè)“基準(zhǔn)零件”上少數(shù)零件的組合。套件組合后，有的可能還要需要加工。例如發(fā)動機(jī)連桿小頭孔壓入襯套后需再經(jīng)精鏜孔。套件和組件示例

上圖a所示為套件的一個(gè)示例，其中蝸輪即屬于“基準(zhǔn)零件“。組件

在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上一個(gè)或若干個(gè)套件和零件就構(gòu)成一個(gè)組件。每個(gè)組件只有一個(gè)基準(zhǔn)零件，它聯(lián)接相關(guān)零件和套件，并確定它們的相對位置。為形成組件而進(jìn)行的裝配稱之為組裝。組件與套件的區(qū)別在于組件在以后的裝配中可拆，而套件在以后的裝配中一般不再拆開，可作為一個(gè)零件參加裝配。

上圖b為一個(gè)組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準(zhǔn)備好的一個(gè)套件，階梯軸為“基準(zhǔn)零件”。下圖a所示為組件裝配系統(tǒng)圖。

組件和部件裝配單元系統(tǒng)示意圖部件

在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上若干個(gè)組件、套件和零件就構(gòu)成部件。同樣，一個(gè)部件只能有一個(gè)基準(zhǔn)零件，由它來聯(lián)接各個(gè)組件、套件和零件，決定它們之間的相對位置。為形成部件而進(jìn)行的裝配工作稱之為部裝。如上圖b所示。機(jī)器

在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上若干個(gè)部件、組件、套件和零件就成為機(jī)器或稱產(chǎn)品。一臺機(jī)器只能有一個(gè)基準(zhǔn)零件，其作用與上述相同。

為形成機(jī)器而進(jìn)行的裝配工作，稱之為總裝。如一臺曲軸磨床就是由主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱等部件和若干組件、套件、零件所組成，而床身就是基準(zhǔn)零件，見下圖所示。5.2裝配工藝規(guī)程的制定本節(jié)主要掌握機(jī)器裝配工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容及其步驟等基礎(chǔ)知識。裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)容：1）分析產(chǎn)品圖樣，確定裝配組織形式，劃分裝配單元，確定裝配方法；2）擬定裝配順序，劃分裝配工序，編制裝配工藝系統(tǒng)圖和裝配工藝規(guī)程卡片；3）計(jì)算裝配時(shí)間定額；4）規(guī)定總裝配和部件裝配的技術(shù)條件，檢查方法和檢查工具；5）確定合理的運(yùn)輸方法和運(yùn)輸工具；6）選擇和設(shè)計(jì)裝配過程中所需要的工具、夾具和專用設(shè)備。一、制定裝配工藝規(guī)程的基本原則及原始資料1、制定裝配工藝規(guī)程的原則1）保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，并力求提高裝配質(zhì)量，以延長產(chǎn)品的使用壽命；2）合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝配工作量；3）提高裝配工作效率，縮短裝配周期；4）盡可能減少車間的作業(yè)面積，力爭單位面積上具有最大生產(chǎn)率。2、制定裝配工藝規(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)條件審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性；分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性；審核產(chǎn)品裝配的技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；分析與計(jì)算產(chǎn)品裝配尺寸鏈。2、確定裝配方法與組織形式裝配的組織形式分固定式和移動式兩種。移動式又分間歇移動、連續(xù)移動和變節(jié)奏移動三種方式。單件小批生產(chǎn)，或尺寸大、質(zhì)量大的產(chǎn)品多采用固定裝配的組織形式，其余用移動裝配的組織形式。

裝配的組織形式確定以后，裝配方式、工作點(diǎn)的布置、工序的分散與集中以及每道工序的具體內(nèi)容也根據(jù)裝配的組織形式而確定。固定式裝配工序集中，移動式裝配工序分散。3、劃分裝配單元，確定裝配順序

將產(chǎn)品劃分為套件、組件及部件等裝配單元是制定工藝規(guī)程中最重要的一個(gè)步驟，這對于大批量生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品尤為重要。各級裝配單元裝配時(shí)，先要確定一個(gè)基準(zhǔn)件先進(jìn)入裝配，然后安排其它零件、組件或部件進(jìn)入裝配的順序。如車床裝配時(shí)，床身是一個(gè)基準(zhǔn)件先進(jìn)入總裝，其他的裝配單元再依次進(jìn)入裝配。

安排裝配順序的一般原則為：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易、先重大后輕小，先精密后一般，預(yù)處理工序在前。4、劃分裝配工序裝配順序確定后，就可將裝配工藝過程劃分為若干工序，其主要工作如下：1）確定工序集中于分散的程度；2）劃分裝配工序，確定工序內(nèi)容；3）確定各工序所需要的設(shè)備和工具，如需專用夾具與設(shè)備，則應(yīng)擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書；4）制定各工序裝配操作規(guī)范，如過盈配合的壓入力、變溫裝配的裝配溫度以及緊固件的力矩等；5）制定各工序裝配質(zhì)量要求與檢測方法；6）確定工序時(shí)間定額，平衡各工序節(jié)拍。5、編制裝配工藝文件裝配工藝規(guī)程中的裝配工藝過程卡片和裝配工序卡片的編寫方法與機(jī)械加工的工藝過程卡和工序卡基本相同。在單件小批生產(chǎn)中，一般只編寫工藝過程卡，對關(guān)鍵工序才編寫工序卡。在生產(chǎn)批量較大時(shí)，除編寫工藝過程卡外還需編寫詳細(xì)的工序卡及工藝守則。單件小批生產(chǎn)大批和大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)裝配

裝配工藝主要是互換裝配法，只允許少量簡單的調(diào)整，工藝過程劃分較細(xì)，即采用分散工序原則，要求有較高的均衡性和嚴(yán)格的節(jié)奏性。其組織形式是在高效工藝裝備的物質(zhì)條件基礎(chǔ)上，建立起移動式流水線以至自動裝配線。

裝配方法以修配法及調(diào)整法為主，互換件比例較小，工藝上靈活性較大，工藝文件不詳細(xì)，多用通用裝備，工序集中，組織形式以固定式為主，裝配工作的效率一般較低。

裝配工作特點(diǎn)則介于上面兩種生產(chǎn)類型之間。5.3機(jī)器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性

機(jī)器的裝配工藝性要求機(jī)器結(jié)構(gòu)在裝配過程中，使相互聯(lián)接的零部件不用或少用修配和機(jī)械加工，就能按要求順利地、花比較少的勞動量裝配起來并達(dá)到規(guī)定的裝配精度。

裝配對零部件結(jié)構(gòu)工藝性的要求，主要是使裝配周期最短、勞動量最少、而且操作方便容易達(dá)到裝配精度要求。為此，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：一、機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分成獨(dú)立的裝配單元為了多快好省地裝配機(jī)器，必須最大限度縮短裝配

裝配周期，而把機(jī)器分成若干個(gè)裝配單元是縮短裝配周期的基本措施。因?yàn)闄C(jī)器分拆成若干個(gè)裝配單元后，可以在裝配工作上組織平行裝配作業(yè)，擴(kuò)大裝配工作面，而且能使裝配按流水線組織生產(chǎn)。同時(shí)，各裝配單元能預(yù)先調(diào)整試驗(yàn)。各部分能以較完善的狀態(tài)送去總裝，有利于保證機(jī)器的最終質(zhì)量。以機(jī)床生產(chǎn)實(shí)踐為例，一般機(jī)床都是由若干個(gè)部件組成，如普通車床由床頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架和床身等部件組成。在裝配時(shí)可以對各部件（裝配單元）平行進(jìn)行裝配，而互不干擾。

這些獨(dú)立的部件，裝配好之后，便可到專門的試驗(yàn)臺上試車和試驗(yàn)，合格后送去進(jìn)行總裝配。除上述優(yōu)點(diǎn)外，還有：1）便于部件規(guī)格化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，并可減少勞動量，提高裝配生產(chǎn)率和降低成本。2）有利于機(jī)器質(zhì)量不斷的改進(jìn)和提高。這對重型機(jī)器尤為重要，因?yàn)樗鼈儔勖芷谳^長，不會輕易報(bào)廢。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和要求的不斷提高，經(jīng)常在使用過程中需加以改進(jìn)。若機(jī)器具有獨(dú)立裝配單元，則改進(jìn)起來很方便。3）便于協(xié)作生產(chǎn)?？捎筛鲗I(yè)工廠分別生產(chǎn)獨(dú)立單元，然后再集中進(jìn)行裝配。4）給重型機(jī)械包裝運(yùn)輸帶來很大方便。5）裝配工作中，可在組織平行裝配作業(yè)基礎(chǔ)上安排流水作業(yè)生產(chǎn)。6）各獨(dú)立裝配單元可預(yù)先進(jìn)行調(diào)整實(shí)驗(yàn)，各部分以比較完善狀態(tài)進(jìn)入總裝，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量和總裝順利進(jìn)行。

如下圖所示：（b）圖裝配比（a）圖更方便、容易一些。二、減少裝配時(shí)的修配和機(jī)械加工多數(shù)機(jī)器在裝配過程中，難免要對某些零、部件進(jìn)行修配，這些工作多數(shù)由手工操作，技術(shù)要求高，難以事先確定工作量，因此對裝配過程有較大的影響，所以在機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少裝配時(shí)的修配工作量。為了減少修配的工作量，首先要減少不必要的配合面，因?yàn)榕浜厦孢^大、過多，零件機(jī)械加工就困難，裝配時(shí)修刮量也必然增加。上圖（a）中，斜齒輪嚙合間隙的大小是由與其配合的軸肩決定的，修配工作量大；而（b）圖為改進(jìn)的后的結(jié)構(gòu)。上圖表示車床溜板和床身導(dǎo)軌后壓板改進(jìn)前后的結(jié)構(gòu)，（b）結(jié)構(gòu)就是以調(diào)整法代替了修配法來保證溜板壓板與床身導(dǎo)軌間的合理間隙。下圖表示兩種不同的軸潤滑結(jié)構(gòu)，（a）圖所示結(jié)構(gòu)需要在軸裝配完后，在箱體上配鉆油孔，使裝配產(chǎn)生機(jī)械加工工作量；（b）圖所示結(jié)構(gòu)改在軸套上預(yù)先加工好油孔，消除機(jī)械加工工作量。三、機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸上圖a）螺栓緊固設(shè)計(jì)在封閉空間內(nèi)，裝配將會很困難，b）圖改進(jìn)后，螺栓置于外側(cè)，裝配非常方便。機(jī)器在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意一些“小問題”，例如扳手的操作空間，螺栓的使用空間等。軸承的拆卸方便與否，取決于連接的合理性。a）盲孔錐銷結(jié)構(gòu)不易拆卸，圖b）、c）為改進(jìn)后的設(shè)計(jì)。5.4裝配尺寸鏈

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，以及機(jī)器的裝配精度，零件的精度又是影響機(jī)器裝配精度的最主要因素。通過建立、分析計(jì)算裝配尺寸鏈，可以解決零件精度與裝配精度之間的關(guān)系。一、裝配精度

裝配精度包括：零、部件間的尺寸精度，位置精度，相對運(yùn)動精度和接觸精度等。1、裝配精度的內(nèi)容（1）相互位置精度相互位置精度是指產(chǎn)品中相關(guān)零部件之間的距離精度和相互位置精度。（2）相對運(yùn)動精度相對運(yùn)動精度是產(chǎn)品中有相對運(yùn)動的零部件之間在運(yùn)動方向和相對運(yùn)動速度上的精度。（3）相互配合精度相互配合精度包括配合表面間的配合質(zhì)量和接觸質(zhì)量。配合質(zhì)量是指零件配合表面之間達(dá)到規(guī)定的間隙或過盈的程度，它影響配和的性質(zhì)。接觸質(zhì)量是指兩配合表面或聯(lián)接表面間達(dá)到規(guī)定的接觸面積大小與接觸點(diǎn)分布情況，它影響接觸剛度，也影響配合質(zhì)量。2、裝配精度與零件精度的關(guān)系

一般來說，機(jī)器和部件的裝配精度與其相關(guān)的若干個(gè)零部件的加工精度有關(guān)。如果零件的加工精度低于規(guī)定的精度要求，即使采用合理的裝配方案，也可能無法使產(chǎn)品滿足裝配精度要求，所以應(yīng)當(dāng)合理地規(guī)定和控制這些相關(guān)零件的加工精度（誤差“累積現(xiàn)象”）。當(dāng)遇到有些要求較高的裝配精度，靠很高的相關(guān)零件的加工精度來保證比較困難。通常的做法是按經(jīng)濟(jì)精度來加工相關(guān)零、部件，而在裝配時(shí)則采取一定的工藝措施（如選擇、修配或調(diào)整等措施）來保證裝配精度。（舉例）二、裝配尺寸鏈

機(jī)器是由許多零件裝配而成，這些零件加工誤差的累積將影響裝配精度。在分析具有累積誤差的裝配精度時(shí)，首先應(yīng)找出影響這項(xiàng)精度的相關(guān)零件，并分析其具體影響因素，然后確定各相關(guān)零件具體影響因素的加工精度?？蓪⒂嘘P(guān)影響因素按照一定的順序一個(gè)個(gè)地聯(lián)接起來，形成封閉鏈，此封閉鏈即為裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈按各環(huán)的幾何特征和所處空間位置不同分為以下四類：（1）直線尺寸鏈

由長度尺寸組成，且各尺寸彼此平行，如下圖所示

：軸孔配合的裝配尺寸鏈（2）角度尺寸鏈

由角度、平行度、垂直度等構(gòu)成。（3）平面尺寸鏈

構(gòu)成一定角度關(guān)系的長度尺寸及相應(yīng)的角度尺寸（或角度關(guān)系）構(gòu)成，且處于同一或彼此平行的平面內(nèi)。（4）空間尺寸鏈

由位于空間相交平面的直線尺寸和角度尺寸（或角度關(guān)系）構(gòu)成。平面裝配尺寸鏈三、裝配尺寸鏈的查找方法

在裝配尺寸鏈中，裝配精度是封閉環(huán)，相關(guān)零件的設(shè)計(jì)尺寸是組成環(huán)。如何查找對某裝配精度有影響的相關(guān)零件，進(jìn)而選擇合理的裝配方法和確定這些零件的加工精度，是建立裝配尺寸鏈和求解裝配尺寸鏈的關(guān)鍵。1.裝配尺寸鏈查找方法

取封閉環(huán)兩端的那兩個(gè)零件為起點(diǎn)，沿著裝配精度要求的位置方向，以裝配基準(zhǔn)面為聯(lián)系線索，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(gè)基準(zhǔn)零件甚至是同一個(gè)基準(zhǔn)表面為止。

以車床主軸錐孔軸線和尾座頂尖套錐孔軸線對床身導(dǎo)軌的等高度的裝配尺寸鏈組成為例，見下圖。從圖中可以很容易地查找出等高度整個(gè)尺寸鏈的各組成環(huán)，如圖a所示。在查找裝配尺寸鏈時(shí)，應(yīng)注意以下原則：

a)b)

車床主軸與尾座中心線等高裝配尺寸鏈

1）裝配尺寸鏈的簡化原則

查找裝配尺寸鏈時(shí)，在保證裝配精度的前提下可略去那些影響較小的因素（e1、e2、e3、e4），使裝配尺寸鏈的組成環(huán)適當(dāng)簡化（精密裝配除外），如上圖b）。2）裝配尺寸鏈組成的最短路線原則

由尺寸鏈的基本理論可知，在結(jié)構(gòu)即定的條件下，組成裝配尺寸鏈的每個(gè)相關(guān)的零、部件只能有一個(gè)尺寸作為組成環(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)，這就是裝配尺寸鏈的最短路線原則。2.裝配尺寸鏈的計(jì)算

裝配尺寸鏈的計(jì)算可分為正計(jì)算和反計(jì)算。正計(jì)算用于對已設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行校核驗(yàn)算。反計(jì)算主要用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程之中。

5.5保證裝配精度的裝配方法通常，在實(shí)際生產(chǎn)中可以按經(jīng)濟(jì)加工精度加工零件，以降低零件的加工成本，而在裝配時(shí)需要采取一定的工藝措施，例如采取選配、調(diào)節(jié)、修配等方法以保證裝配精度。雖然裝配的勞動量和成本提高了，但就整個(gè)產(chǎn)品來看，比增加機(jī)械加工的勞動量和成本更經(jīng)濟(jì)。常用的保證裝配精度的方法有互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法。一、互換裝配法

互換裝配法是在裝配過程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。其實(shí)質(zhì)就是通過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

裝配時(shí)各組成環(huán)不需挑選或改變其位置或大小，裝配后即能達(dá)到裝配精度的要求，這種方法稱為完全互換法。特點(diǎn)：裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠；過程簡單效率高；易于實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)械化、自動化；便于流水作業(yè)和專業(yè)化生產(chǎn)，有利于產(chǎn)品的維護(hù)和零部件的更換。缺點(diǎn)是：當(dāng)裝配精度要求較高，組成環(huán)數(shù)目多時(shí)，零件難以按經(jīng)濟(jì)精度加工。所以適用于高精度的少環(huán)尺寸鏈或低精度多環(huán)尺寸鏈的大批、大量生產(chǎn)裝配中。（1）裝配尺寸鏈計(jì)算

采用完全互換裝配法時(shí)，裝配尺寸鏈采用極值法計(jì)算。即尺寸鏈各組成環(huán)公差之和應(yīng)小于封閉環(huán)公差（即裝配精度要求）：式中：T0——封閉環(huán)公差；

Ti——第個(gè)組成環(huán)公差；

n——尺寸鏈總環(huán)數(shù)。

進(jìn)行裝配尺寸鏈正計(jì)算，即已知組成環(huán)（相關(guān)零件）的公差，求封閉環(huán)的公差，可以校核按照給定的相關(guān)零件的公差進(jìn)行完全互換式裝配是否能滿足相應(yīng)的裝配精度要求。

進(jìn)行裝配尺寸鏈反計(jì)算時(shí)，即已知封閉環(huán)（裝配精度）的公差T0，來分配各相關(guān)零件（各組成環(huán)）的公差Ti時(shí)，可以按照“等公差法”或“相同精度等級法"來進(jìn)行。常用的方法是"等公差法"。

“等公差法”是按各組成環(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：然后根據(jù)各組成環(huán)尺寸大小和加工難易程度，將其公差適當(dāng)調(diào)整。但調(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)件尺寸（如軸承環(huán)或彈性擋圈的厚度等）時(shí)，其公差值和分布位置在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定，為已定值。

2）當(dāng)組成環(huán)是幾個(gè)尺寸鏈的公共環(huán)時(shí)，其公差值和分布位置應(yīng)由對其要求最嚴(yán)的那個(gè)尺寸鏈先行確定。而對其余尺寸鏈來說該環(huán)尺寸為已定值。3）當(dāng)分配待定的組成環(huán)公差時(shí)，一般可按經(jīng)驗(yàn)視各環(huán)尺寸加工難易程度加以分配。如尺寸相近、加工方法相同的取其公差值相等，難加工或難測量的組成環(huán)，其公差可取較大值等。

在確定各組成環(huán)極限偏差時(shí)，一般可按“入體原則”確定。即對相當(dāng)于軸的被包容尺寸，按基軸制(h)決定其下偏差；對相當(dāng)于孔的包容尺寸，按基孔制(H)決定其上偏差；而對孔中心距尺寸，按對稱偏差選取。必須指出，應(yīng)使組成環(huán)尺寸的公差值和分布位置符合《公差與配合》國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以便于組織生產(chǎn)。例如，可以利用標(biāo)準(zhǔn)極限量規(guī)（卡規(guī)、塞規(guī)等）來測量尺寸。

當(dāng)各組成環(huán)都按上述原則確定其公差值和分布位置時(shí)，往往不能恰好滿足封閉環(huán)的要求，因此就需要選取一個(gè)協(xié)調(diào)環(huán)，該環(huán)一般應(yīng)選用便于加工和可用通用量具測量的零件尺寸。例題如下圖所示齒輪部件裝配，軸是固定不動的，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。已知：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，（標(biāo)準(zhǔn)件）A5=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。解：1）畫裝配尺寸鏈圖，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸依題意，軸向間隙為0.1～0.35mm，則封閉環(huán)，封閉環(huán)公差T0=0.25mm。A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)，封閉環(huán)的基本尺寸為：A0=A3-（A1+A2+A4+A5）

=43-（30+5+3+5）=0由計(jì)算可知，各組成環(huán)基本尺寸無誤。2）確定各組成環(huán)公差和極限偏差按照“等公差法”分配各組成環(huán)公差：參照《公差與配合》國家標(biāo)準(zhǔn)，并考慮各零件加工的難易程度，對各組成環(huán)的公差進(jìn)行合理的調(diào)整，A5為一墊片，易于加工和測量，故選其為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標(biāo)準(zhǔn)件，A4=，T4=0.05mm，其余各環(huán)公差分別為：T1=0.06mm，T2=0.04mm，T3=0.07mm，各組成環(huán)公差等級約為IT9。

各環(huán)按“公差入體”原則得：3）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)極值公差和極限偏差協(xié)調(diào)環(huán)A5的極值公差為：T5=T0-（T1+T2+T3+T4）

=0.25-（0.06+0.04+0.07+0.05）

=0.03mmA5的偏差，由極值公式得：ES0=ESA3-（EIA1+EIA2+EIA4+EIA5）→EIA5=0.07-0.35-（-0.06-0.04-0.05）

=-0.13mmEI0=EIA3-（ESA1+ESA2+ESA4+ESA5）→ESA5=0-0.10-（0+0+0）

=-0.10mm所以，協(xié)調(diào)環(huán)A5的尺寸和極限偏差為：最后可得各組成環(huán)尺寸和極限偏差為：注：答案不是唯一的，合理即可。2.大數(shù)互換裝配法（1）方法原理

大數(shù)互換裝配法的實(shí)質(zhì)是放寬尺寸鏈各組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟(jì)加工。其裝配特點(diǎn)與完全互換裝配法相同，但由于零件所規(guī)定的公差要比完全互換法所規(guī)定的大，會有極少可能使封閉環(huán)的公差超出規(guī)定的范圍，從而產(chǎn)生極少量的不合格產(chǎn)品。大數(shù)互換法是以概率論為理論根據(jù)的。在正常生產(chǎn)條件下加工零件時(shí)，零件獲得極限尺寸的可能性是較小的，大多數(shù)零件的尺寸處于公差帶范圍的中間部分。而在裝配時(shí)，各零、部件的誤差恰好都處于極限尺寸的情況更為少見。因此，在尺寸鏈環(huán)數(shù)較多，封閉環(huán)精度又要求較高時(shí)，使用概率法計(jì)算更為合理。（2）裝配尺寸鏈計(jì)算

用概率法求解裝配尺寸鏈的基本問題是合理確定各組成環(huán)的公差。若采用等公差分配原則，可求出組成環(huán)的平均公差為：

大數(shù)互換法以一定置信水平為依據(jù)。通常，封閉環(huán)趨近正態(tài)分布，取置信水平P=99.73%，裝配不合格品率為0.27%。在某些生產(chǎn)條件下，要求適當(dāng)放大組成環(huán)公差時(shí)，可取較低的P值，并按下式確定組成環(huán)的平均公差：

P與m相應(yīng)數(shù)值可查表。

置信水平P和相對分布系數(shù)m例題：由圖5-25a裝配，已知A1=30mm，A2=5mmA3=43mm，（標(biāo)準(zhǔn)件），A5=5mm,裝配后齒輪與擋圈間軸向間隙為0.1～0.35mm，現(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）畫裝配尺寸鏈圖，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸與前例過程相同。2）確定各組成環(huán)公差和極限偏差

在大批量生產(chǎn)條件下，該工藝過程穩(wěn)定，各組成環(huán)尺寸趨近正態(tài)分布，則各組成環(huán)平均平方公差：考慮到尺寸A3較難加工，希望其公差盡可能的大，故選用A3作為協(xié)調(diào)環(huán)。參考各零件尺寸和加工難易程度，從嚴(yán)選取各組成環(huán)公差：T1=0.14mm，T2=T5=0.08mm，其公差等級約為IT11。（標(biāo)準(zhǔn)件），T4=0.05mm，按公差入體原則得：3）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差：P236式5-16得

只舍不進(jìn)協(xié)調(diào)環(huán)的中間偏差為：△3=△0+（△1+△2+△4+△5）

=0.225+（-0.07-0.04-0.025-0.04）

=0.05mm協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差分別為：ES3=△3+1/2T3=0.05+1/2×0.16=0.13mm；EI3=△3-1/2T3=0.05-1/2×0.16=-0.03mm所以協(xié)調(diào)環(huán)最后可得各組成環(huán)尺寸分別為：注：答案也不是唯一，合理即可。兩種方法比較，P237例題5-3。二、選擇裝配法選擇裝配法是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，使零件可以比較經(jīng)濟(jì)地加工，然后選擇合適的零件進(jìn)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。

1.直接選擇裝配法

直接選擇裝配法的優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到很高的裝配精度，缺點(diǎn)是裝配精度依賴于裝配工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)、裝配的時(shí)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。2.分組裝配法

分組裝配法可以降低對組成環(huán)的加工精度要求，而不降低裝配精度，但卻增加了測量、分組、和配套工作。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、尺寸鏈組成環(huán)很少的情況。采用分組裝配時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：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，公差放大的方向相同（同時(shí)放大上偏差或者下偏差），增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)，如下圖所示?；钊N與活塞的裝配關(guān)系2）配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨尺寸公差放大而放大，應(yīng)與分組公差相適應(yīng)，以保證配合性質(zhì)和配合精度要求。3）分組數(shù)不宜過多（一般為2～6組），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(shí)，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，否則會造成某些尺寸零件的積壓浪費(fèi)現(xiàn)象。例題：如上圖所示發(fā)動機(jī)活塞銷與活塞的裝配，按技術(shù)要求，銷軸直徑d與銷孔直徑D在冷態(tài)裝配時(shí)，應(yīng)有0.0025～0.0075mm的過盈量（Y），即：

Ymin=dmin-Dmax=0.0025mm

Ymax=dmax-Dmin=0.0075mm此時(shí)封閉環(huán)的工差為：

T0=Ymax-Ymin=0.0075-0.0025=0.0050mm按等公差法得各環(huán)公差為：T銷=T孔=0.0050/2=0.0025mm，即：銷為，孔為銷孔的精度相當(dāng)于IT2顯然，制造這樣精度的軸與孔即困難又不經(jīng)濟(jì)，所以現(xiàn)采用分組裝配法裝配，將銷、孔的公差擴(kuò)大4倍，即T銷=T孔=4×0.0025=0.01mm，采用上偏不動變下偏差，即：

（相當(dāng)于IT6）。這樣，銷可以用無心磨加工，孔可用金剛鏜床加工，并按尺寸大小分為4組，涂上不同的顏色加以區(qū)別，分組情況如下表所示：注：一旦銷或孔尺寸確定后，可通過尺寸鏈計(jì)算來確定孔或銷的尺寸。（間隙裝配舉例）3.復(fù)合選配法特點(diǎn)是配合件公差可以不相等，裝配速度較快，能滿足一定的生產(chǎn)節(jié)拍要求。發(fā)動機(jī)氣缸與活塞的裝配多采用這種方法。

三、修配裝配法修配裝配法是在裝配時(shí)修去指定零件上預(yù)留的修配量以達(dá)到裝配精度的方法，簡稱修配法。采用修配法時(shí)，尺寸鏈中各尺寸均按經(jīng)濟(jì)加工精度制造。在裝配時(shí)，累積在封閉環(huán)上的總誤差必然超出其公差。為了達(dá)到規(guī)定的裝配精度，必須對尺寸鏈中指定的組成環(huán)零件進(jìn)行修配，以補(bǔ)償超差部分的誤差，這個(gè)組成環(huán)叫做修配環(huán)，也稱補(bǔ)償環(huán)。單件或成批生產(chǎn)中那些精度要求高、組成環(huán)數(shù)目又較多的部件適合于用修配法裝配。采用修配法裝配時(shí)，首先應(yīng)正確選定補(bǔ)償環(huán)。作為補(bǔ)償環(huán)的零件應(yīng)滿足以下要求：1）易于修配并且裝卸方便；2）不是公共環(huán)。即作為補(bǔ)償環(huán)的零件應(yīng)當(dāng)只與一項(xiàng)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(gè)尺寸鏈的裝配精度，但又破壞了另一個(gè)尺寸鏈的裝配精度；3）不能選經(jīng)過表面處理的零件，以免修配后破壞表面處理層。修配尺寸鏈計(jì)算

當(dāng)補(bǔ)償環(huán)選定后，解裝配尺寸鏈的主要問題是如何確定補(bǔ)償環(huán)的尺寸和驗(yàn)算修配量是否合適。其計(jì)算方法一般采用極值法。

修配過程中，修配環(huán)對封閉環(huán)尺寸變化的影響有兩種情況：修配后使封閉環(huán)尺寸變大或者使封閉環(huán)尺寸變小。用修配法解算裝配尺寸鏈時(shí)，可分別根據(jù)這兩種情況來進(jìn)行計(jì)算。下面討論補(bǔ)償環(huán)被修配后封閉環(huán)尺寸變小的情況，對封閉環(huán)變大的情況可依據(jù)同樣的道理自行推出。（1）封閉環(huán)“越修越小”（修配增環(huán)）例題：下圖所示普通車床裝配時(shí)，要求尾架中心線比主軸中心線高0～0.06mm，已知：A1=202mm，A2=46mm，A3=156mm，現(xiàn)采用修配法裝配時(shí)，試確定各組成環(huán)公差及其分布。解：1）畫裝配尺寸鏈見圖a，其中A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。按題意有：

若按完全互換法的極值公式計(jì)算各組成環(huán)平均公差：顯然，各組成環(huán)公差太小，零件加工困難。所以在生產(chǎn)中常按經(jīng)濟(jì)加工精度規(guī)定各組成環(huán)的公差，而在裝配時(shí)采用修配法。

2）選擇補(bǔ)償環(huán)

組成環(huán)A2為尾座底板的厚度，底板裝卸方便，其加工表面形狀簡單，便于修配（如刮、磨），故選定A2為補(bǔ)償環(huán)。（A2為增環(huán)）3）確定各組成環(huán)的公差及偏差

A1、A3可以采用鏜模進(jìn)行鏜削加工，取經(jīng)濟(jì)公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取經(jīng)濟(jì)公差T2=0.15mm。除修配環(huán)以外各環(huán)的尺寸如下：

A1=202±0.05mm，A3=156±0.05mm

按照上面確定的各尺寸公差加工組成環(huán)零件，裝配時(shí)形成的封閉環(huán)公差為：T’

=T1+T2+T3=0.1+0.15+0.1=0.35mm最大補(bǔ)償量：

Fmax=0.35-0.06=0.29mm，即A2需改變0.29mm方能滿足裝配精度要求。4）確定補(bǔ)償環(huán)A2的尺寸及偏差

△0=0.03mm，所以△2=△0+△1-△3=0.03（△1、△3均為0），故：ES2=△2+1/2T2=0.03+0.15/2=0.105mmEI2=△2-1/2T2=0.03-0.15/2=-0.045mm補(bǔ)償環(huán)的尺寸為：5）驗(yàn)算封閉環(huán)極限偏差ES0=△0+1/2T’=0.03+0.35/2=0.205mmEI0=△0-1/2T’=0.03-0.35/2=-0.145mm封閉環(huán)精度為0～0.06mm，則：0.205-0.06=0.145mm-0.145-0=-0.145mm，故補(bǔ)償環(huán)需改變±0.145mm，才能保證原裝配精度不變。即A2需增加0.145mm所以補(bǔ)償環(huán)最終尺寸為：因要保證本工序最小修刮量，所以需增加最小修刮量0.1mm，則修正后的A2最終尺寸為：（2）封閉環(huán)“越修越大”（修配減環(huán)），P242例題5.4。修配的方法：1、單件修配法2、合并修配法3、自身加工修配法四、調(diào)整裝配法

調(diào)整裝配法是在裝配時(shí)用改變產(chǎn)品中可調(diào)整零件的相對位置或選用合適的調(diào)整件以達(dá)到裝配精度的方法。調(diào)整裝配法與修配裝配法的實(shí)質(zhì)相同。但在改變補(bǔ)償環(huán)尺寸的方法上，修配法采用補(bǔ)充加工的方法去除補(bǔ)償件上的金屬層，而調(diào)整法則采用調(diào)整的方法改變補(bǔ)償件的實(shí)際尺寸和位置，以補(bǔ)償由于各組成環(huán)公差擴(kuò)大后所產(chǎn)生的累積誤差，從而保證裝配精度要求。常見的調(diào)整法有以下三種：

1、固定調(diào)整法在裝配尺寸鏈中，選擇某一零件為調(diào)整件，根據(jù)各組成環(huán)形成累積誤差的大小來更換不同尺寸的調(diào)整件，以保證裝配精度要求，這種方法即為固定調(diào)整法。固定調(diào)整法常用的調(diào)整件有軸套、墊片、墊圈等。采用固定調(diào)整法時(shí)要解決以下三個(gè)問題：1）選擇調(diào)整范圍；2）確定調(diào)整件的分組數(shù)；3）確定每組調(diào)整件的尺寸。例題：圖5-25所示齒輪與軸的裝配關(guān)系。已知：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，（標(biāo)準(zhǔn)件），A5=5mm，裝配后齒輪軸向間隙為：0.1～0.35mm，現(xiàn)采用固定調(diào)整法裝配，試確定各組成環(huán)的尺寸、偏差，并求調(diào)整件的分組數(shù)及尺寸系列。解：1）畫尺寸鏈圖、校核各環(huán)基本尺寸與前相同。2）選擇調(diào)整件A5為一墊圈，加工和裝卸容易，故選A5為調(diào)整件。3）確定各組成環(huán)公差按經(jīng)濟(jì)精度確定各組成環(huán)公差：T1=T3=0.20mm，T2=T3=0.10mm，A4為標(biāo)準(zhǔn)件，其公差仍為已知數(shù)T4=0.05mm。各加工件公差約為IT11，可以經(jīng)濟(jì)加工。4）計(jì)算調(diào)整件A5的調(diào)整量T’=T1+T2+T3+T4+T5=0.2+0.1+0.2+0.05+0.1=0.65