装配尺寸链

分组互换法多用于封闭环精度要求较高的短环尺寸链。一般组成环只有2 ～3个，通常用于汽车、拖拉机及轴承制造业等大批量生产中。 3. 复合选配法 是分组装配法和直接选配法的复合，即零件加工后预先测量 分组，装配时在各对应组进行直接选配。这种方法可以达到比较高的装配
（三）修配法 修配法是在装配过程中，通过修配尺寸链中某一组成环的尺寸，使封闭
mm, 活塞销孔的孔径为
mm，销与销孔的平均公差为0.0025mm。按此公差制造是很不经济的。实际 生产中将轴、孔的公差放大4倍，即活塞销为
mm，活塞销孔
mm。这样活塞销外圆用无心磨、活塞销孔可用金刚镗等高效率加工方法。 加工后用精密量仪测量其实际尺寸，并按尺寸的大小分成四组，分别涂上 不同的颜色加以区别。以便进行分组装配。具体分组见表12-1。
mm，已知其它零件的有关基本尺寸是：
mm,试确定各组成环的大小及分布位置。
图12-5 齿轮箱部件装配尺寸链 求解步骤如下： （1）画出装配尺寸链图(图12-5)并进行分析该尺寸链由六环组成，其中
为封闭环，
为增环，
为减环。 （2）校核各环的基本尺寸封闭环的基本尺寸为
各环的基本尺寸符合要求。 （3）确定各组成环的公差及其分布位置 为满足封闭环公差 mm的要求，各组成环公差之和 。先按等公差法考虑各环所能分配的平均公差
为规定尺寸)。若
，则再要修配，只能使封闭环的尺寸变得更小，无法达到装配精度的要 求。因此，为保证有足够的修配余量，必须使
；要使修配量最小，则
。由此可得到在修配环被修配后封闭环尺寸变小的情况下确定修配环公差 带位置的计算公式： （12－1） 将已知数值代人上式有
（mm）
（mm） 若考虑尾座底板装配时必须刮研，应留最小修配量。例如0.15mm，则
第十二章 装配工艺
第二节 保证装配精度的方法和装配尺寸链
一、装配精度 （一）几何精度 1. 距离精度 是指产品中相关零、部件间的距离精度。如图12-3所示， 卧式车床精度标准要求主轴锥孔中心线和尾座顶尖锥孔中心线对机床导轨 的等高度，只许尾座锥孔中心高0～0.06mm。
a) b) 图12-3 车床主轴锥孔中心线与尾座锥孔中心线等高度 2. 相互位置精度 是指产品中相关零、部件间的平行度、垂直度、同轴 度等。如卧式车床规定的溜板箱移动对主轴中心线的平行度；溜板箱移动 对尼座顶尖锥孔中心线的平行度。 （二）运动精度 1. 回转精度 机床中回转零件的径向跳动和轴向窜动，一般车床主轴的 径向跳动允许在轴端处为0.01mm，在300mm处为0.02mm；轴向窜动为 0.015mm。回转精度除了与主轴组件各零件的精度有关，与装配方法也有密 切关系。 2. 传动链精度 机床内联系传动链中对该项精度有规定要求。 （三）相互配合精度 配合精度是指零件配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量影响配合 性质，接触质量影响产品的接触刚度，影响机械产品的几何精度和运动精 度的保持性。 二、装配尺寸链 （一）装配尺寸链的建立 装配尺寸链的建立就是在装配图上，根据装配精度的要求，找出与该项精 度有关的零件上相应的尺寸，并画出相应的尺寸链线图。如图12-3a)所示的 装配图，装配后要求主轴锥孔中心线和尾座顶尖锥孔中心线对机床导轨的 等高度，只许尾座锥孔中心高0～0.06mm。即
在平均公差的基础上，再考虑各组成环加工的难易程度，调整各组成环的 公差如下：
为了满足 的要求，协调环 的公差按该式进行计算。即 （mm） 按“入体原则”确定组成环的公差带位置，即
考虑到用概率法进行计算时，按对称公差算法比较方便。将各环用对称公 差表示，即
计算协调环 的平均尺寸，即
（mm） （mm） （mm） 从上面的计算可以看出：在封闭环公差一定的情况下，利用大数互换法装 配其组成环的公差比完全互换法装配时组成环的公差加大（组成环的平均
分组装配法 将组成环的公差按完全互换法装配算出后放大数倍，达到经 济精度公差数值。零件加工后测量实际尺寸的大小，并进行分组，相对应 组进行互换装配以达到规定的装配精度。由于组内零件可以互换，又称分 组互换法。 如图12-6所示的活塞销与活塞的装配关系，配合要求最大过盈量为 0.0075mm，最小过盈量为0.0025mm。若采用完全互换法的极值法计算，以 等公差规定活塞销外径
为组成环的环数。 再根据各环加工的难易程度和尺寸的大小调整各环的公差。考虑到
加工较难，公差可略大；
加工较易，其公差可规定较严。选
为协调环（在装配尺寸链中起协调作用），故确定
mm再按“入体原则”确定公差带的位置，
（4）确定协调环的上、下偏差根据极值法上；下偏差的计算式(11-8)和式 (11-9)有
为封闭环、与该项精度有关零件的尺寸
为组成环。所组成的装配尺寸链如图12－3b)所示。 对于每一个封闭环，通过装配关系的分析，查找方法为：
取封闭环两端的那两个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配 基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零 件及零件上的尺寸，直到封闭为止。这样所有与装配精度有关的尺寸或位 置关系，就是装配尺寸链的全部组成环。 在建立装配尺寸链时应使环数最少，即最短路线原则。 在结构确定的条件下来组成装配尺寸链时，每一个有关零件只应有一个尺 寸列入装配尺寸链。图12-4a所示是装配情况，图12-4b所示的尺寸链符合组 成环环数最少原则，而12-4c所示的不符合组成环环数最少原则，是不合理
（一）互换法 互换法是通过零件的精度来保证装配精度的一种装配方法。装配时零件不 需进行任何选择、修配或调节就可以达到规定的装配精度要求。其优点是
装配工作简单、生产率高、便于组织装配流水线和协作化生产，也有利于 产品的维修。 互换法是通过求解尺寸链来达到装配精度的要求，解尺寸链的核心问题是 将封闭环的公差合理地分配到各组成环上去。 公差的分配方法有三种：即等公差法、等精度法和经验法。 等公差法 设定各组成环的公差相等，将封闭环的公差平均分配到各组 成环上。此方法计算较简单，但未考虑相关零件的尺寸大小和实际加工方 法，所以不够合理，常用在组成环尺寸相差不太大，而加工方法的精度较 接近的场合。 等精度法 设定各组成环的精度相等，考虑了组成环尺寸的大小，但未 考虑各零件加工的难易程度，使组成环中有的零件精度容易保证，有的精 度较难保证。此法比等公差法合理，但计算较复杂。 经验法 先根据等公差法计算出各组成环的公差值，再根据尺寸大小、 加工的难易程度及工作经验进行调整，最后利用封闭环公差和各组成环公 差之间的关系进行核算。此法在实际中应用较多。 互换法可分为完全互换法和大数互换法。 1. 完全互换法(极值解法) 这种方法由于采用极值法求解尺寸链，只要 零件的尺寸及公差按图纸要求加工合格，装配精度就能够保证，这样就实 现了零件的完全互换。广泛应用于汽车、拖拉机、轴承、自行车等大批大 量生产的装配中。当封闭环环数较多，而封闭环的公差较小时，不宜采用 完全互换法装配。 如图12-5所示之齿轮箱部件，装配后要求轴向间隙为 0.2～0.7mm，即
（4）计算最大修配量 若
加工到最大，
加工到最小，则可能出现的最大修配量为： （mm） 2. 修配环被修配后使封闭环尺寸变大 计算过程与修配环被修后使封闭 环尺寸变小时相同，确定修配环公差带位置的计算公式如下：
若选的修配环为增环时，计算出的将为
；若修配环为减环时，计算出的将为
。计算后再考虑修配量。 （四）调整法 调整法是在装配时用改变产品中可调件的相对位置或选用大小合适的调整 件来达到装配精度的方法。 1.可动调整法 通过改变零件的相对位置来达到装配精度的方法。这种 方法调整比较方便，在机械产品的装配中被广泛采用。图 12-7a)所示，用调 整螺钉使楔块上下移动来整丝杠螺母副的轴向间隙；图12-7b)为通过螺钉来 调整轴承间隙。
mm。现采用修配法装配，确定各组成环公差及其分布。计算过程如下： （1）选择修配环 修刮尾座底板底面较方便，故选 作修配环。 （2）根据加工经济精度确定各组成环公差并确定除修配环以外各组成环公 差带的位置
两尺寸用镗模加工，取
尺寸采用精刨加工，取 ，以上公差均为加工经济精度公差。按对称原则标注有
（3）确定修配环公差带的位置 由尺寸链可知，修配环 被修配后，封闭环的实际尺寸
＝0.16+0.084-0.7-(-0.048)-(-0.048) ＝0.36(mm)
＝0+0-0.2-0-0 ＝-0.2(mm)
2. 大数互换法(概率解法) 当装配精度要求较高而尺寸链的组成环又较 多，如用完全互换法装配，则会使得各组成环的公差很小，造成加工困 难。其实采用完全互换法装配，所有零件同时出现极值是小概率事件（所 有增坏都达到最大值、所有减坏都达到最小值，或反之）。所以采用概率 法进行计算，可能存在0.27％的不合格品率，故此法称大数互换法或不完全 互换法。 现仍以图12-5为例进行计算。
c） 图12-4 尺寸链环数最少原则
（二）装配尺寸链的计算方法和解题类型 1. 尺寸链的计算方法 极值法（采用第八章的计算公式）； 概率法（采用第八章的计算公式）。 在装配尺寸链的计算中，各组成环的尺寸是为了保证封闭环的多个相关零 件上的尺寸。 2. 装配尺寸链的解题类型在计算装配尺寸链时常遇到以下三类问题： （1）已知组成环的尺寸和公差，求封闭环的尺寸及公差。在装配工作中， 用来校验产品装配后精度是否达到规定要求。这类问题计算比较简单，称 正计算。 （2）已知封闭环的尺寸和公差，求组成环的尺寸和公差。用于产品设计工 作中，已知装配精度要求，设计各相关零件的精度。因未知数较多，求解 比较复杂。解这类问题称反计算。 （3）已知封闭环和部分组成环的尺寸和公差，求其余组成环的尺寸和公 差。许多反计算问题最终都是转化为这类求解问题。所以称中间计算。具 体计算过程中常设定某些组成环，只留一个组成环为未知数。利用尺寸链 的计算公式求出最后结果。 三、保证装配精度的方法
修配法解尺寸链的主要问题是如何合理确定修配环公差带的位置，使修 配时有足够的而又尽可能小的修配余量。修配环被修配后对封闭环尺寸变 化的影响有两种情况：一种是使封闭环尺寸变小，另一种是使封闭环尺寸