1、機械制造技術基礎,第8章 機器的裝配工藝,FUNDAMENTALS OF MACHINERY MANUFACTURING TECHNOLOGY,Techniques of Machine Assembly,8.1 概述,一個基準零件上裝上一個或若干個零件,一個基準零件上裝上一個或若干個套件和零件,一個基準零件上裝上若干個組件、套件和零件,裝配是機器制造中的最后階段，除組裝、部裝和總裝外，還包括調整、檢驗和試驗等工作。 機器的質量不只取決于機器結構設計的正確性及零件的加工質量，裝配的質量也很大程度地決定著產品的最終質量。 采用合理的機器裝配工藝方法還可適當地降低對機械加工精度的要求。 不同的生產

2、類型與裝配工作的安排具有緊密的聯系。,8.2 裝配工藝規(guī)程的設計方法及裝配尺寸鏈,設 計步驟,確定裝配組織形式,擬定裝配工藝過程,編寫裝配工藝文件 裝配工藝過程卡片，裝配工序卡片,8.2.2 裝配尺寸鏈,在機器的設計過程中，必須合理地規(guī)定零件的尺寸公差和技術條件，并計算校核零部件的配合尺寸及公差是否協調； 在制訂裝配工藝時，要采取相應的工藝措施，合理地確定裝配方法以保證機器各部件及總體的裝配精度。,在根據不同裝配方法確定零件制造精度與裝配精度的關系時，可通過建立和解算裝配尺寸鏈的方法來分析。,裝配尺寸鏈及其種類,裝配尺寸鏈是以某項裝配精度指標或裝配要求作為封閉環(huán)，查找所有與該項精度指標（或裝配

3、要求）相關零件的設計尺寸（或位置要求）作為組成環(huán)而形成的尺寸鏈。,裝配尺寸鏈按各環(huán)的幾何特征和所處的空間位置可分為: 直線尺寸鏈 由長度尺寸組成，全部組成環(huán)都平行于封閉環(huán)； 角度尺寸鏈 組成環(huán)均為角度尺寸，包括角度、平行度、垂直度等。 平面尺寸鏈 由成角度關系布置的長度尺寸組成，全部組成環(huán)位于 一個或幾個平行平面內，但某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)； 空間尺寸鏈 組成環(huán)位于幾個不平行平面內的尺寸鏈；,裝配尺寸鏈的建立,首先應查明機器或部件裝配的最終精度要求，將每項精度要求作為一個裝配尺寸鏈的封閉環(huán)； 對于每一個封閉環(huán)，通過裝配關系查明與其各項精度要求有關的零部件的尺寸和精度，作為尺寸鏈中的組成環(huán)；

4、最短路線原則一件一環(huán)，使裝配尺寸鏈中所包括的組成環(huán)數目最少。,例：圖示為一曲軸軸頸與齒輪的裝配簡圖，要求墊片Ak與齒輪端面之間的間隙為A0 。試建立裝配尺寸鏈。,零、部件之間的相互位置精度 零、部件之間的相對運動精度 零、部件之間的相互配合精度 零、部件之間的相互接觸精度,裝配精度,8.3 保證機器裝配精度的工藝方法,機器的裝配精度,相互配合精度,包括配合表面間的配合質量和接觸質量： 配合質量是指配合面之間達到規(guī)定的間隙或過盈的程度。配合質量影響著配合的性質； 接觸質量是指兩配合或連接表面間達到規(guī)定的接觸面積的大小和接觸點的分布情況。接觸質量主要影響接觸剛度及配合質量的保持度。,書例：,理論要

5、求同軸，結果不同軸，要求A0控制在一定范圍之內。,裝配精度要求不僅影響機器或部件的工作性能和使用壽命，而且影響到產品制造的經濟性。同時，它也是確定零件加工精度和制訂裝配工藝規(guī)程的重要依據。,一般情況下，裝配精度是由有關組成零件的加工精度來保證的。 對于某些裝配精度要求高的產品，或組成零件較多的部件，如果完全由零件的制造精度來保證裝配精度，則往往對各零件的加工精度要求太高而導致加工困難，甚至無法加工。 在這種情況下：通常按經濟加工精度確定零件的制造精度 并采用一定的裝配工藝措施來保證裝配精度 （如汽輪機的葉片裝配，連桿、活塞、活塞銷裝配）,因此，要保證機器制造的優(yōu)質、高效、低成本，必須從機器的設

6、計、零件的制造、裝配及檢驗各方面綜合考慮。,8.3.1 互換裝配法,互換裝配法是通過控制零件的加工誤差來保證產品的裝配精度的。,互換裝配法在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度的裝配方法。,由各組成環(huán)零件的尺寸，利用極值解法核算封閉環(huán)（裝配精度）。,計算協調環(huán)的尺寸極其偏差。 協調環(huán)預定在尺寸鏈中起協調作用以滿足封閉環(huán)要求的組成環(huán)。 協調環(huán)尺寸是在其他組成環(huán)尺寸確定后通過尺寸鏈計算獲得的。 選擇原則： （1）非標準件； （2）易加工、易測量件（也可取難加工尺寸作協調環(huán)，此時所給協調環(huán) 公差大，其它組成環(huán)公差小）； （3）易拆卸、非公共環(huán)。,例： 用完全互換法確定各組成環(huán)尺寸。,反計算問題,例

7、： 用完全互換法確定各組成環(huán)尺寸及公差分布。,2）確定協調環(huán),1）畫裝配尺寸鏈，校驗各環(huán)基本尺寸：,3）按照 “等公差法” 分配各組成環(huán)公差,根據各零件加工的難易程度作適當調整，并“入體”標注各尺寸為：,由此，求協調環(huán)公差,4）計算協調環(huán)尺寸 用極值法計算公式：,得：,解：,難加工件 A1,完全互換裝配法的特點:,裝配質量穩(wěn)定可靠； 裝配過程簡單、生產率高； 易于實現裝配機械化、自動化； 便于組織流水作業(yè)、加工協作和專業(yè)化生產； 有利于產品的維護和零、部件更換； 零件數多、裝配精度要求又高時，零件難以經濟精度加工。（缺點）,2. 大數互換裝配法,大數互換法的實質是放寬各組成環(huán)的公差，以利于零件

8、的經濟加工。,采用大數互換法時，裝配尺寸鏈用概率解法計算 （反問題求解，平均公差法）,與完全互換法相比，同樣按照等公差原則計算，大數互換法裝配時的各組成環(huán)公差可平均放大 倍。,除在某些特殊情況下需考慮置信水平與相對分布系數外，一般認為各組成環(huán)的尺寸假定為接近于正態(tài)分布。,例：圖示為齒輪箱的裝配關系，試用大數互換法求解齒輪軸向與箱蓋間的間 隙。已知： ，且 均為正態(tài)分布。,1）建立尺寸鏈如圖。,解：,2）將各組成環(huán)尺寸變換為對稱公差形式,3）計算封閉環(huán)基本尺寸和公差,得,正計算問題,例: 用大數互換法確定各組成環(huán)尺寸。,反計算問題,概率法,例：如圖所示箱體，根據使用要求，齒輪軸肩與軸承端面間的軸

9、向間隙應在1-1.75mm范圍內，若已知各零件基本尺寸為A1=101，A2=50，A3=A5=5mm，A4=140mm，試用極值法和概率法確定這些尺寸的公差及偏差。那一種方法更易滿足裝配精度指標要求？對實際生產有何指導意義？,解 （1）建立裝配尺寸鏈，如圖所示，A1，A2為增環(huán)，A3,A4為減環(huán)，間隙A0為封閉環(huán)。,由題意得：A0max=1.75mm, A0main=1mm 封閉環(huán)基本尺寸為：,（2）極值法（設各環(huán)公差相等） （a）計算各組成環(huán)的平均公差（一定要注意環(huán)數）,（b）根據加工條件及尺寸大小調整公差，并選出協調環(huán)，求出其公差 由于A3=A5尺寸小又易加工，可取T3=T5=0.1mm；

10、又因A1，A2尺寸較大，且為箱體尺寸，加工較難，適當放大公差為T1=T2=0.2mm，尺寸A4最大，選之為協調環(huán)。,則協調環(huán)A4的公差為：T4=T0-（T1+T2+T3+T4）=0.15mm （c）確定除協調環(huán)外其它組成環(huán)的公差及分布位置（按“入體原則”進行）A1，A2為包容尺寸，則有A1=101（+0.2，0），A2=50（+0.2，0）mm A3,A5為被包容尺寸，則有A3=A5=5（0，-0.1）mm （d）求協調環(huán)公差分布位置,（e）驗算 T0LT0 計算正確,（2）概率法（等公差） （a）計算各組成環(huán)平均公差,（b）根據加工條件及尺寸大小調整公差，并選出協調環(huán)，求出其公差 由于A3=A5尺寸小又易加工，可取T3=T5=0.16mm；又因A1，A2尺寸較大，且為箱體尺寸，加工較難，適當放大公差為T1=0.46, T2=0.34mm，尺寸A4最大，選之為協調環(huán)。,則協調環(huán)A4的公差為： （c）確定除協調環(huán)外其它組成環(huán)的公差及分布位置（按“入體原則進行”）A1，A2為包容尺寸，則有A1=1