第6章机器的装配工艺

第6章机器的装配工艺
解：（1）作尺寸链图，判断各环性质。
•A2 •A1
•A3 •A
0
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•（2）根据装配间隙A0=0.005～0.025mm及各组成环尺 寸及偏差为：
•A1=25(+0.084)mm,A2=20±0.065mm, A3=5±0.006mm, 对封闭环的基本尺寸及公差进行验算。
➢封闭环公差的分配原则：
• 1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈 的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值。
• 2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其 公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链 确定。
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• 3）在确定各待定组成环公差大小时，可根据具 体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法，等精 度法或按实际加工可能性分配法等。 • 4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要 保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配 尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具 测量的尺寸。
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机器装配基本作业：
•清洗 •连接 •校正、调整与配作 •平衡 •验收、试验
机器装配精 度：
•相互位置精度 •相互运动精度 •相互配合精度
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机器装配精度分
析
影 响 装 配 精 度 因 素
•移动方向 •直角尺
➢零件的加工精度 （与多个零件精度 有关，图6-1） ➢ 装配方法与装配技术
组成环：Tk= T0 /n
•特点：计算简便；当各组成环的基本尺寸相近，加
工方法相同时，优先考虑该种方法的采用。
•（2）等精度法：按等精度原则来分配封闭环公差。
即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出 公差等级系数，再求出各组成环公差。
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（3）实际可行性分配法：先按实际可行（参考经
•手工（使用简单工具）装配， 无专用和固定工作台位
•自动化程度
•特 点
•手工
•生 产率低 ，装 配质量很 大程度上取决于装配工人
的技术水平和责任心
•成批生产
•装配工作台位固定，备有装配 夹具、模具和各种工具，可分
部件装配和总装配，也可组成
装配对象固定而装配工人流动 的流水线
•手工为主，
•有 一定生产率 ，能满足 装配质量要求，需用设备
A3 =38.5 mm等尺寸 的上、下偏差。
•解：
•（1）作尺寸链图
•A0 •A2
•A3
•A4
•A1
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•（2）较核各基本尺寸: •A0= A1-（A2+A3+A4 ）=43.5 -(2.5+38.5+2.5)=0 •（3）确定各组成环尺寸公差及偏差。 •1） 按等公差法计算TK: Tk=0.250•2.）05确/4定=0协.0调5m环m 及其余各环公差:选择A1为协调环 • 根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并 按“入体原则”安排各环的偏差：
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•一、 装配精度和装配尺寸链
1、装配精度
•零、部件间的尺寸精度 •零、部件间的相对运动精度
•零、部件间的相互接触精度
•A3
•A1
•A2
• 影响车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度 第6章机器的装配工艺
2、装配尺寸链
• 尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形 成。装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平 面和空间尺寸链四种。
•分组 选配法
•①零件按尺寸分组，将对应尺寸 组零件装配在一起；②零件误差
较完全互换法可以大数倍
•适用于大批量生产中零件数少、装配精 度要求较高又不便采用其它调整装置的
场合
•修配 法
•调节 法
•预留修配量的零件，在装配过程 中通过手工修配或机械加工，达
到装配精度
•用于单件小批生产中装配精度要求高的 场合
•成批或大 批生产
•一种或几种相似装配对象专用 流水线，有周期性间歇移动和
连续移动两种方式
•生产率高，节 奏性强，
•机械化传输
待装零、部件不能脱节， 装备费用较高
•大批大量 生产
•半自动或全自动装配线，半自 动装配线部分上下料和装配工 作采用人工方法
•半自动、全 自动装配
•生 产率高 ，质 量稳定 ， 产品变动灵活性差，装备 费用昂贵
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确定装配顺序——在划分装配单元并确定装配 基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序 的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、 先下后上 划分装配工序 编制装配工艺文件
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•6.3 装配方法与装配尺寸链 •Assembling Methods and
Assembling Dimensional Chain
•①配合件公差平方和的平方根小 于/等于规定的装配公差；②装配 操作简单，便于流水作业；③会 出现极少数超差件
•大批量生产中零件数较少、零件可用加 工经济精度制造者，或零件数较多但装 配精度要求不高者
•大批量生产中零件数略多、装配精度有 一定要求，零件加工公差较完全互换法 可适当放宽；完全互换法适用产品的其 它一些部件装配
➢ 组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个 尺寸列人装配尺寸链。相应地，应将直接连接两个装 配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图 上。
➢ 又称一件一环原则。
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4、装配尺寸链的计算：
➢装配尺寸链的计算有正向和反向计算两种。
•尺寸链反计算中的公差分配
（1）等公差法：将封闭环的公差平均分配给各
•零 •零 •零 •零 •零 件件件件件
•基准零件
•零 件
•机 器
•部 •部 件件
•组 •套 件件
•图6-2 机器装配系统示意图第6章机器的装配工艺
套件与组件示例
•a）套件
b）组件
Leabharlann Baidu
•图6-3 套件和组件示例
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•表6-1 装配组织形式的选择与比较
•生产规模 •单件生产
•装配方法与组织形式
•（3）验算结果：
•（4）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保 证。
•（5）产生原因：组成环公差不合理。
•T0=0.02
•T’0=0.226 第6章机器的装配工艺
•例2：尺寸链反向计算应用实例：
图示为发动机曲轴
轴颈局部装配图。
设计要求轴向装配
间隙
，试确
定曲轴轴颈长度
A1=43.5mm，前后止 推垫片厚度A2 = A4 =2.5mm，轴承宽度
装配尺寸链的建立
➢ 确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精
度要求
➢ 装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为
起点，沿装配精度要求的位置方向，分别查明装配 关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找 到同一基准零件或同一基准表面为止。
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3、装配尺寸链的分析
装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原 则：
• 5）应使组成环尺寸的公差值和分布位置符合 《公差与配合》国家标准的规定，以便于组织生产。
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•完全互换装配方法的特点：
• 装配质量稳定可靠；装配过程简单、生产率高； 易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和 零.部件的协作与专业化生产；有利于产品的维护和各、 部件的更换。
➢ 零件间的接触质量
➢ 力、热、内应力引起 的零件变形
•αT •αR •αS
•工作台 •回转台 •床鞍 •升降台
•α0
•千分表
•αP
➢ 旋转零件的不平衡
•图6-1 卧式万能铣床工作台面 •对升降台垂直移动的垂直度要求
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装配工艺系统图
• 为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装 配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、 套件、组件、部件和机器（图6-2)
部 分 使 用 工 不多； 工作台位之间一般
具和夹具 不用机械化输送
•每个工人只完成一部分工作，
•成批生产 装配对象用人工依次移动（可 轻型产品 带随行夹具），装备按装配顺
序布置
•生 产率较高 ， 对工人技 术水平要求相对较低，装
•人工流水线 备费用不高；装配工艺相 似的多品种流水线可采用 自由节拍移动
•装配过程中调整零件之间的相互 位置，或选用尺寸分级的调整件，
以保证装配精度
•动调整法多用于对装配间隙要求较高并 可以设置调整机构的场合；静调整法多
用于大批量生产中零件数较多、装配精
度要求较高的场合
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1、互换装配法
•（1）完全互换装配法
• 采用完全互换装配法时，装配尺寸链采用极值法计 算。即尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差（即 装配精度要求）：
完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。
•【解】 •1）建立装配尺寸链（图6-4 ）
•，，
•2）确定各组成环的公差：按等 公差法计算，各组成环公差为：
• T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.350.1）/ 5 = 0.05 • 考虑加工难易程度，进行适当 调整（A4公差不变），得到：
济加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满
足
，若满足，则确定所分配的公差，反之，提
高组成环的加工精度。
•注意：标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。
•例1：尺寸链正向计算应用实例：
• 图示为车床溜板部位的局部装配简图。装配间 隙A0=0.005～0.025mm, 其余各组成环尺寸及偏差为：
• A1=25(+0.084)mm,A2=20±0.065mm, A3=5±0.006mm,试校核装配间歇A0能否得到保证。
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2020/11/26
第6章机器的装配工艺
•6.1 机械装配概述 •（Introduction to Machine
Assembling）
机器装配
• 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成 机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配 是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键 环节。
• 这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度 的多环尺寸链的大批大量生产装配中。
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••【例6-3】 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡
圈的轴向间隙为0.1～0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：
A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43,
（标准件），A5 = 5 。用
•A2
•A1 •A0
•A5 •A4
•A3
• 齿轮与轴部件装配
•T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02 第6章机器的装配工艺
•3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准 尺寸，公差带位置确定：
•除协调环以外各组成环公差 按入体标注：
•，，
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2、制定装配工艺规程的原 则
➢保证产品装配质量 ➢选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整 体效益
➢合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工 作量，缩短装配周期，提高装配效率
➢尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率， 改善劳动条件
➢注意采用和发展新工艺、新技术
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二、装配工艺规程的设计步骤
研究产品装配图和验收条件 确定装配方法和装配组织形式 划分装配单元——将产品划分为部件、组件和套 件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。
装配单元的划分要便于装配，并应合理的选 择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干 零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支 撑面和较多的公共结合面
•A4=A2=2.5-0.04mm，A3=38.5-0.07mm
•3） 计算A1协调环的偏差：
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•二、常用装配方法
•表6-2 常用装配方法及其适用范围
•装配方法
工艺特点
适用范围
•完全 互换法
•大数 互换法
•①配合件公差之和小于/等于规定 装配公差；②装配操作简单；便 于组织流水作业和维修工作
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•6.2 装配工艺规程设计
•Process Planning of Assembling
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一、 装配工艺规程制定原则
1、装配工艺规程及其重要 性
➢将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺 规程。 ➢它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产 计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机 器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。
➢ 计算协调环偏差：由式（5-
23），得到：EI5 = - 0.12 , ➢ES5 = - 0.1 最后可确定：
•A2
•A1 •A0
•A5 •A4
•A3
• 齿轮与轴部件装配
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•（2）不完全互换法(大数互换法）：
• 不完全互换法的实质是放宽尺寸链各组成环的公 差，以利于零件的经济加工。其装配特点与完全互换装 配法相同，但由于零件所规定的公差要比完全互换法所 规定的大，会有极少可能使封闭环的公差超出规定的范 围，从而产生极少量的不合格产品。