汽车总装工艺

任务主要内容及目的

子学习情境4:汽车总装工艺学习

一、任务编号：ZP1-4

二、学时：3学时

三、主要内容及目的

（1）熟悉汽车制造过程中装配基本理论。

（2）掌握装配工艺流程。

（3）了解装配尺寸链。

（4）掌握保证装配精度的装配方法。

学习内容:

（一）装配的基本概念和装配工艺规程的制定

◎ 1 装配的基本概念

1.1装配的概念

任何机器（含汽车，后同）都是由若干个零件、组件和部件所组成的。按照规定的技术要

由于在总装配之前，可以单独进行部件装配，部件装配后就可以进行部件试验和调整，从而为提高汽车的产品质量和保证其性能打下了良好基础。这样还有利于企业之间的协作和产品的配套，易于组织部件（总成）的专业化生产。

3.2 要有正确的装配基准

图1 装配单元系统图

如同工件在机械加工时的定位一样，零件在装配单元上的正确位置，是靠零件装配基准（基面）间的配合和接触来实现的。因此，为使零件正确定位，就应该有正确的装配基准，而且装配时的零件定位也应符合六点定位原理。

图2所示是某农用运输车车桥主动锥齿轮轴承座组件装配图。轴承座装配至后桥壳体1内时，其装配基面为轴承座的两段外圆和法兰端面。轴承座装配基面与后桥壳内孔配合，与端面接触后，限制了5个自由度，绕轴线旋转的自由度不必限制。这样，轴承座在后桥壳体内就有正确定位了。

图2 轴承座组件装配基准面及两种设计方案

1-后桥壳体 2-轴承座 3-大锥角圆锥滚子轴承 4-主动锥齿轮轴 5-圆锥滚子轴承图3是汽车后桥主减速器装配图。减速器和差速器装入后桥壳体内时，装配基面为支承端面和内、外圆柱面（亦称内、外止口）。由于绕止口轴线旋转的自由度会影响到半轴齿轮的位置，从而影响半轴的装配，增加半轴的附加载荷，所以有些汽车在减速器与后桥壳体的接触面上，还要用圆柱定位销来限制绕轴线旋转的自由度。两个壳体定位销孔的尺寸及位置尺寸、定位销的尺寸均要求较严格，否则不易保证半轴的装配精度。

3.3 应便于装配和拆卸

产品设计时，要考虑零件结构便于装配和拆卸，在装配过程中，当发现问题或进行调整时，常需要进行中间拆装。因此，产品结构若能便于拆装和调整，就能节省装配时间，提高生产率。具有正确的装配基准是便于拆装的前提条件。此外，应注意的是组件的几个表面不应该同时装入基准零件（如箱体）的配合孔中，而应该先后依次进入装配。

下面举几个便于拆装和调整的实例予以说明。

在图（6.2a）中，是轴承座2的两段外圆柱表面（装配基准）同时进人壳体1的两配合孔中，由于不易同时对准两圆柱孔，使装配较为困难。当改为图（6.2b）所示结构后是轴承座2

右端外圆柱表面先进人壳体1的配合孔中3mm，并且有良好的导向后，左端外圆柱面再进人配合，所以装配较方便，工艺性也好。为保证左段外圆柱表面容易引人壳体内孔，右段外圆柱面前端应倒角，倒角角度一般为15°-30°。为减少外圆柱面与内孔配合时的摩擦，轴承座右段的外圆柱直径要略小于左段外圆柱面直径。同样，对于主动锥齿轮轴两段轴颈直径也应按这一原则设计。

图3 汽车后桥主减速器装配基面

1-圆柱定位销 2-减速器壳体 3-弓后桥壳体 4-半轴 5-半轴齿轮 6-弓行星齿轮 7-差速器壳体

图4 两箱体零件用圆柱定位销定位

图4是两个箱体零件用圆柱定位销定位的局部结构图，定位销与下箱体定位销孔为过盈配

合。如果定位销孔设计成盲孔时，因进入定位销时，孔内空气不能逸出，会阻碍定位销顺利进人。合理的设计应如图4 b）、c）所示那样，将箱体定位销孔钻通，或是在定位销上铣通气平面或钻通气孔。

装配工艺性不仅要考虑产品制造与装配的方便性，还要考虑装配中调整、修配和使用中维修拆卸的方便性。图5轴承外圈装于轴承座内和内圈装在轴颈上的3种结构方案。图5 a）所示结构的工艺性不好，因为轴承座台肩内径等于轴承外圈内径，而轴承内圈外径等于轴颈轴肩直径，所以轴承内、外圈均无法拆卸。轴颈轴启直径小于轴承内圈外径，或者在轴承座台肩处做出2～4个缺口，如图5 b）、c）所示，则轴承内、外圈都便于拆卸。

图5轴承座台肩与轴颈轴肩的结构

3.4 正确选择装配方法

装配精度是靠正确选择装配方法和零件制造精度来保证的。装配方法对部件的装配生产率和经济性有很大影响。设计人员设计结构时，应使结构尽量简单，有可能采用完全互换装配法装配，便可提高生产率。因此在装配精度要求不高，零件的尺寸公差能在加工时经济地保证时，都应采用完全互换法解尺寸链。只有当装配精度要求较高，用完全互换法解算尺寸链使零件尺寸公差过小时，才考虑采用其他装配方法。在采用补偿法（调整装配法和修配装配法）时，应

图6 齿轮轴向定位的两种方案

1-齿轮 2-锁紧螺钉 3-弓花键轴 4-对开环

4 装配尺寸链原理与应用

4.1 有关装配尺寸链的概念

机器或汽车的装配精度是由相关零件的加工精度和合理的装配方法共同保证的。因此，如何查找哪些零件对某装配精度有影响，进而选择合理的装配方法和确定这些零件的加工精度，就成了机械制造和机械设计工作中的一个重要课题。为了正确地和定量地解决上述问题，就需将尺寸链基本理论应用到装配中，即建立装配尺寸链和计算求解尺寸链。

4.2 建立装配尺寸链的方法

在装配尺寸链的研究分析中，建立装配尺寸链是十分关键的内容。只有建立的装配尺寸链是正确的，解装配尺寸链才有意义。建立装配尺寸链是在完整的装配图或示意图上进行的。装配精度和相关零件精度之间的关系构成装配尺寸链。显然，最后形成的封闭环是装配精度，相

关零件的设计尺寸是组成环。建立装配尺寸链就是根据封闭环—装配精度，查找组成环—相关零件设计尺寸，并画出尺寸链图，判别组成环的性质（判别增、减环）。

在装配关系中，对装配精度有直接影响的零部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样，装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。

例如，图7所示轴与孔配合的装配关系，装配后要求轴孔有一定的间隙。轴孔间的间隙A6

就是该尺寸链的封闭环，它是由孔尺寸A

1和轴尺寸A

2

装配后形成的尺寸。此时，孔尺寸A

1

增大，

间隙A

0（封闭环）亦随之增大，故A

1

为增环，反之，轴尺寸A

2

为减环。其尺寸链方程为：

A

＝A

1

－A

2

装配尺寸链的分类：装配尺寸链一般可分为4类：

（1）直线尺寸链系由长度尺寸组成，且各环尺寸彼此平行，如图7所示。

（2）角度尺寸链由角度、平行度、垂直度等构成。例如：卧式车床精度标准G13项—横刀架横向移动对主轴轴线的垂直度，公差为0.02mm／300mm（偏差方向α≥90o）。该项要求可

简化为如图8所示的角度装配尺寸链。本尺寸链只有组成环a

1和a

2

。a

1

为主轴箱部件装配后主

轴回转轴线与机床身前Ⅴ形导轨在水平面的平行度。a

2

为床鞍的上燕尾形导轨对下Ⅴ形导轨的垂直度。

图7 轴孔配合的装配尺寸链图8 车床横刀架横向移动对主轴轴线的垂