,第五章 机器装配工艺过程设计,本章要点,第一节 概述 机器的装配是生产制造中的最后一个环节，在很大程度上会影响产品的最终质量和生产成本。装配并非是简单地机械组合，它还包含调整、检验、试验等工作。,一、基本概念,机器装配,机械装配是按规定的装配精度和装配技术要求，将构成机器的零件结合成套件、组件、部件和产品的过程。,机器装配基本作业,机器装配精度,装配内容的组成部分涉及：套装、组装、部装和总装,套装：在一个基准零件上，装上零件就构成一个套件（合件）。套件是考虑制造可行、使用方便而分开制造的零件。,套件装配齿轮 1基准零件 2铆钉 3齿轮,5,6,组件装配工艺系统图,二、装配工艺系统图组装：在一个基准零件上，装上一个或若 干个零件、套件就构成一个组件。,套件与组件示例,9,10,部件装配工艺系统图,部装：在一个基准零件上，装上若干个组件、套 件和零件就构成部件,总装：在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、 套件和零件就成为机器或称产品,总装装配工艺系统图,床身部件装配系统图,车床床身装配简图,第二节 装配工艺规程的制定,一、 制定装配工艺规程的原则,保证产品装配质量、降低装配成本、提高产品合格率 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，缩短装配周期，提高装配效率 尽量减少装配占地面积和手工劳动量 注意采用和发展新工艺、新技术,二、制定装配工艺规程所需原始资料,产品装配图及验收标准 生产纲领 装配条件,三、制定装配工艺规程步骤,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（固定式、移动式） 划分装配单元和选择装配基准件,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。装配基准件应是基体件或主干件，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。,确定装配顺序,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 涉及：工序集中与工序分散，装配具体内容及要求。 编制装配工艺文件,一、 机器结构应能分成独立的装配单元,必要性,实例,转塔车床快速行程轴装置,可以组织平行装配作业 部件可进行预调和试运行 局部改进不影响整机装配 利于机器维护、检修、包装、运输,齿轮、轴组件,二、减少装配时修配与机加工,车床床头箱装配,配钻油孔结构 无须配钻油孔结构,调整代替修配,避免机加工,三、 机器结构便于装配和拆卸,依次装配,轴依次装配结构,连接方式改进,便于装配操作,三、 机器结构便于装配和拆卸,留出装配工具位置,留出装配连接件位置,第四节 装配尺寸链,一、装配精度,机器装配精度内容,相互位置精度 相互运动精度 相互配合精度,装配精度与零件精度关系,取决某一零件：单件自保,取决多个零件：多件联保，形成尺寸链,二、 装配尺寸链建立,装配尺寸链基本概念,装配尺寸链：在机器装配关系中，由相关零件尺寸或位置关系组成的尺寸链 封闭环：通常就是装配精度要求,装配尺寸链分类,直线尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸链,孔轴配合装配尺寸链,三、 装配尺寸链查找方法,装配尺寸链查找方法,查找装配尺寸链应注意的问题,取封闭环两端的零件为起点，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，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环,必要的简化（精密装配不要简化）,查找装配尺寸链应注意的问题,“一件一环”原则（装配尺寸链路线最短原则）：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装配图上,方向性：按不同方向分别建立装配尺寸链,装配尺寸链“一件一环”原则,尺寸不合理标注,26,作业,5-1 5-3 5-4,第五节 保证装配精度的装配方法,28,一、 互换装配法 相关零件任意组合，装配精度主要取决于加工精度。,1、完全互换法：相关零件不作任何挑选，任取装配即可。最为简单，装配效率高，首选。 应用条件 n：组成环数 :误差传递系数（线性取1） 完全互换法适用于高精度少环或低精度多环、大批量装配。（轴承装配部分采用之）,完全互换法,采用极值法计算装配尺寸链 封闭环公差的分配（反计算）：,1）当组成环是标准件时（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 3）在确定各待定组成环公差大小时，根据具体情况选用等公差值原则或等公差级原则来定 4）各组成环公差带位置一般按入体原则标注，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零件 5）对中心距尺寸公差按对称分布。,完全互换装配法,【解】,1）建立装配尺寸链图，校验各环基本尺寸 2）确定各组成环的公差：先按等公差值原则计算，各组成环公差为（mm）： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 再考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：,T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02,，,完全互换装配法,3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准件，公差带位置确定：,，,除协调环以外各组成环公差按入体标注：,最后可确定： 可见，非标零件的设计公差是事先由装配尺寸链确定的。,计算协调环偏差：计算中间偏差,得到：ES5 = = - 0.1，EI5 = = - 0.12 ,2、大数互换装配法,大数互换法（部分互换法、不完全互换法）：仍按完全互换法装配操作，可保绝大多数产品合格,按概率法计算分配零件的公差 1、对正态分布 如一批键、槽间隙配合的装配 A0 A1 A2 按方差合成式：,33,概率计算法,若取 （i=0,1，,n) 则有： （公差可取对称分布） *反计算时： （与极值法的等公差值相比？） 2、对非正态分布 （i=1,2，,n） Ki为相对分布系数（i=0，1,n），K0也表示正态分布时要求放大组成环公差时，置信水平降低时的相对分布系数。,大数互换装配法,通常封闭环趋近正态分布，取置信水平p99.73，装配不合格品率为0.27%。,此时等公差值分配组成环平均公差计算公式：,在某些生产条件下，要求适当放大组成环公差时，可取较低的p值，此时有：,大数互换装配法,【解】,除协调环外各组成环公差入体标注：,对稳定工艺的大批生产，各环均趋近 正态分布，则组成环平均公差： （封闭环公差不变T0 = 0.25mm）, 确定各组成环的公差、偏差, 确定各组成环的偏差,仍取A5为协调环。A4为标准件，公差带位置确定： T4 = 0.05 再考虑加工难易程度选择： T1 = 0.14, T2 = 0.08， T3 = 0.16 则由概率法公差计算有,由概率法公差计算公式，有：,36,计算协调A5环的中间偏差：,由 =0.08-0.225-（-0.07-0.04-0.025） =-0.01mm,二、 选择装配法：各有关零件均按经济精度加工，依选择保证装配精度。,选配法有三种形式,1、 直接选配法：由人工直接选取零件，即时装配 特点：可以获得较高的装配精度，受工人技术水平影响大，余件多，不易流水作业，装配效率低。（挑件用时长） 2、 分组选配法（分组互换法） 将零件公差分段事先设组，使分组公差满足装配精度，实现对应组内互换装配。（兼有互换法的优点，轴承装配应用多） 需满足的条件： n组成环数 Tf分组公差 3、复合选配法：粗分组后在组内再选 特点：可获得较高的装配精度，装配效率 比直接选配法高。,选择装配法,活塞与活塞销组件图,选择装配法,【解】,1）建立装配尺寸链 如图示,3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为： ，将其分为 4 组，解图示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：,2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4,选择装配法,分组装配法注意问题,最好使配合件的公差相等，公差增大方向相同，增大倍数等于分组数,配合件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能随尺寸公差放大而放大，应与分组公差相适应 分组数不宜过多，否则就会因零件测量、分类、保管工作量的增加造成生产组织工作复杂化。 制造零件时，应尽可能使各对应组零件的数量相等，满足配套要求，否则会造成某些尺寸零件的积压浪费现象。,三、 修配装配法,各组成环零件均按经济精度加工，专门设置修配件，装配时对其进行机械加工来补偿装配累计误差。通常选择形状简单，且对其它尺寸链没有影响的环作修配环（修配件），在保证补偿量足够且最小的原则下，由尺寸链计算补偿量。 适合：各种生产类型，多环、高精度的装配场合。 （装配中有机械加工，装配效率较低）,修配方法,单件修配法针对一个零件进行修配。（应用最广）,合并修配法将两个或更多的零件合并在一起后再进行加工修配。合并后的尺寸可以视为一个组成环，这就减少了装配尺寸链的环数，放大了修配公差。 需合并后再加工、装配，装配组织不方便，多用于单件、小批装配。,自身加工修配法在切削机床制造中，可利用自身刀具（砂轮）直接加工定位面/安装面，以满足高的位置精度要求。例如，牛头刨床总装时，自刨工作台面；转塔车床的刀架镗孔；平面磨床工作台；电磁无心夹具磁极面等。,四、 调整装配法,各组成环按经济精度加工，通过调节某一零件的位置或对某一组成环（调节环）的更换来满足装配精度。 特别优点：通过调整还可补偿产品的动态误差（磨损、热变形等） 常用的调节法有三种：,1、 可动调节法：改变调整件的相对位置（多依螺旋机构）,2、固定调节法 事先做好一批不同尺寸的调整件（片、套、圈等），装配时依调换来满足装配精度。采用固定调节法的关键是确定调节件的分级和各级调节件的尺寸大小。 3、误差抵消调节法 调整相关件的相对位置来抵消较小的误差，以满足装配精度。 这种方法在机床装配中应用较多，如装配机床主轴时，通过调整前后轴承的径向圆跳动方向来控制主轴锥孔的径向跳动。 如要将土地上放置的圆桌面调整致水平，可用以上三种方法。,46,作业,5-11 5-14,