装配工艺基础4327613113

1第五章装配工艺基础和装配尺寸链第一节概述第二节建立装配尺寸链的方法第三节保证装配精度的方法——解装配尺寸链第四节装配工艺规程的制订第五节产品的结构工艺性2第一节概述一、装配的概念按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。把零件、组件装配成部件的过程称为部件装配。零件、组件、部件装配成最终产品的过程称为总装配。装配不仅是零件、组件、部件的配合和连接等过程，还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。研究装配工艺，选择合适的装配方法，制定合理的装配工艺规程不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产效率，降低制造成本的有力措施。二、装配精度装配精度包括零部件间的配合精度和接触精度、位置尺寸精度和位置精度、相对运动精度等。3对于一些标准化、通用化、系列化的产品，装配精度可根据国家标准、部颁标准或行业标准来制定。（如表5-1）对于没有标准可循的产品，其装配精度可根据用户的使用要求，参考类似产品的已有数据，采用类比法确定。对于一些重要产品，其装配精度要经过分析计算和试验研究后才能确定。4567891.零部件间的配合精度和接触精度◇零部件间的配合精度——配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。▶主要影响配合性质和配合质量。◇零部件间的接触精度——配合表面、接触表面和连接表面达到规定的接触面积大小与接触点分布情况。▶主要影响接触刚度和配合质量。2.零部件间的位置尺寸精度和位置精度◇零部件间的位置尺寸精度——零部件间的距离精度。◇零部件间的位置精度——平行度、垂直度、同轴度和各种跳动。103.零部件间的相对运动精度——有相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度。◇运动方向上的精度——零部件间相对运动时的直线度、平行度和垂直度等。◇运动位置上的精度——内联系传动链中，始末两端传动元件间相对运动（转角）精度。◆各种装配精度之间的关系：配合精度和接触精度是距离精度和位置精度的基础，而位置精度又是相对运动精度的基础。三、装配精度与零件精度之间的关系零件的加工精度特别是关键零件的加工精度对装配精度有很大影响。11多数的装配精度是和它相关的若干个零部件的加工精度有关。有些要求较高的装配精度，如果完全靠相关零件的制造精度来直接保证，则零件的加工精度将会很高，给加工带来较大困难。12四、装配尺寸链的概念机器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。装配尺寸链是全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。查找哪些相关零件的设计尺寸对某装配精度有影响，就是建立装配尺寸链。选择合理的装配方法和确定这些相关零件设计尺寸的加工精度，就是解装配尺寸链。装配时由于采用不同的工艺措施，从而形成各种不同的装配方法，使得装配精度与零件的加工精度具有不同的关系。13第二节建立装配尺寸链的方法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。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——相关零件的设计尺寸，并画出尺寸链图，判别组成环的性质（增、减环））。14一、长度尺寸链的建立方法（一）建立长度尺寸链的实例和步骤【步骤】1、确定封闭环——装配尺寸链的封闭环是装配精度【实例】152、查找组成环——装配尺寸链的组成环是相关零件的相关尺寸。【相关尺寸】指该相关零件上的某设计尺寸，它的变化会引起封闭环的变化。1）查找相关零件2）确定相关零件的相关尺寸3、画尺寸链图并确定组成环的性质16例5-2按规定：当最大工件回转直径为800mm＜Da≤1250m时，等高度要求0~0.06mm（只需尾座高）。影响Ao的相关件中：底板、床身是相关零件；主轴箱和尾座是相关部件。17▼主轴箱部件的装配关系当装配精度要求较高时，长度尺寸链中还应考虑端面的平面度、端面和轴线的垂直度、端面间的平行度等形位公差环和配合间隙环。18▼画尺寸链图19（二）形位公差环和配合间隙环的特点1、形位公差环的特点•形位公差环可以看作基本尺寸为零的尺寸环。•若形位公差的上、下偏差对称分布，无论把该环定为增环还是减环，它们对封闭环的影响是相同的。•若是只允许单向偏差的环，就必须判定其是增环还是减环，并限制其出现另一方向的偏差。2、配合间隙环的特点配合间隙环也可以看作基本尺寸为零的尺寸环。•判别配合间隙环性质的方法取决于作用力（如重力）方向，按实际偏移方向画出该环再按一般长度尺寸环的判别方法确定其性质。20（三）查找组成环的原则1、封闭原则2、环数最少原则3、精确原则4、多方向原则•若实际偏移方向是对称分布，同形位公差的上、下偏差对称分布的环一样，不必判断配合间隙环的性质，任意假定都可以。21二、角度尺寸链的建立方法（一）建立角度尺寸链的实例和步骤2223（二）判别角度尺寸链组成环性质的方法1、直观法——根据角度环的增加或减少来判别其对封闭环的影响，从而确定其性质的方法。常见的形位公差环有垂直度、平行度、直线度和平面度等，它们都是角度尺寸链。垂直度相当于角度为90°的环；平行度相当于角度为0°的环；直线度或平面度相当于角度为0°或180°的环。24把平行度看成是角度很小的环，并约定角度顶点的位置。25直观法判别组成环性质的特点：1）直接在装配示意图中的尺寸链图上判别组成环性质。2）平行度环看成角度很小的环，并约定其顶角的位置，一般顶角的位置取在尺寸链中垂直度环角顶较多的一边，然后再判别其性质。3）垂直度环按实际所在位置判别其性质。262、公共角顶法☞是把角度尺寸链的各环画成具有公共角顶形式的尺寸链图，进而再判别其组成环的性质。•由于角度尺寸链一般都有垂直度环，而垂直度环都有角顶，所以常以垂直度的角顶作为公共角顶。•平行度环也看成角度很小的环，并约定公共角顶作为平行度环的角顶。具有公共角顶形式的尺寸链图的绘制方法2728①角度尺寸链中的垂直度环都在同一象限（第二象限），因而具有公共角顶的尺寸链图都能封闭。（图5-9）②角度尺寸链中的两个垂直度环分别在第二和第三象限（图5-8）——尺寸链没有封闭。为了使尺寸链图封闭，必须借助一个180º角的理想环，在尺寸链图中用带框的180º表示。2930313.角度转换法在角度尺寸链中，用90º角尺把垂直度转化成平行度来测量。即把尺寸链中的垂直度都转化成平行度，画出平行度关系的尺寸链图。32例在标准导轨1上用90º角尺4和千分表3测量升降台水平导轨面的平行度，该测得的平行度即升降台水平导轨面对垂直导轨面得垂直度。33例可用类似长度尺寸链的方法判别组成环性质。34■角度转化法判别组成环性质的特点：1）用90º角尺将尺寸链中所有垂直度都转化为平行度。2）满足“环数最少”原则。转化时，原角度在Ⅰ、Ⅱ象限内，则90º角尺应放在相应零件的左边；原角度在Ⅰ、Ⅳ象限内，则90º角尺应放在相应零件的右边。各90º角尺的位置应按相应零件的顺序排列。3）用角度转化法画出全部环为平行度的尺寸链图后，可用类似长度尺寸链的方法判别组成环的性质。•判别角度尺寸链组成环性质的方法，主要是针对形位公差环，如垂直度环和平行度环。这些方法也适用于判别精度要求较高的长度尺寸链中的形位公差环。•由形位公差组成的角度尺寸链应注意形位公差的分布形式对判别组成环性质的影响。35（三）角度尺寸链的线性化☞一般将角度尺寸链中常见的垂直度和平行度用规定长度上的偏差值来表示，那么角度尺寸链的各环都可以直接用偏差值或公差值进行计算，最后在计算结果上在注明统一的规定值。三、平面尺寸链简介如图，由长度尺寸组成的平面尺寸链。将平面尺寸链的各环投影到水平和垂直两坐标上后，平面尺寸链就分解成两个直线尺寸链，然后再按直线尺寸链进行分析。36第三节保证装配精度的方法——解装配尺寸链一、互换装配法用控制零件的加工误差来保证装配精度的方法。（一）完全互换装配法1、概念及尺寸链的计算方法☞在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求，这种装配方法称为完全互换法装配。▶这种装配方法的实质就是控制零件加工误差来保证装配精度。▶解算尺寸链可选用极值法。37▶选择完全互换法装配时，采用极值公差公式计算。为保证装配精度要求，尺寸链中封闭环的极值公差应小于或等于封闭环的公差要求值。即38（5-2）（5-1）39采用“等公差”法时，应根据生产经验，考虑到各组成环尺寸的大小和加工的难易程度进行适当调整。除采用“等公差”方法外，也可采用“等精度”法。确定各组成环的公差后，按“入体原则”确定极限偏差。在组成环中选择一个协调环。解完全互换装配法的计算公式，见工艺尺寸链（第一章第九节）。2、完全互换装配法的特点及应用场合1）特点2）应用场合40例1如图所示车床部件1230.08425,0(250.065),(00.006),0.02500AmmAmmAmmAmm试校核配合间隙能否得到保证。41例如图所示的机构，装配后应保证间隙为0~0.2㎜，试求尺寸A1=80mm,A2=50mm,A3=30mm的公差。42例2汽车发动机曲轴，设计要求轴向配合间隙为0.05~0.25mm，在曲轴主轴颈前后两端套有止推垫片，正齿轮被压紧在主轴颈台肩上，试确定曲轴主轴颈长度A1=43.50㎜，前后止推垫片厚度A2=A4=2.5㎜，轴承座宽度A3=38.5㎜等尺寸的上、下偏差。43（二）大数互换装配法1、概念及尺寸链的计算方法将各相关零件的制造公差适当放大，使加工容易而经济，又能保证绝大多数产品达到装配要求的一种方法，又称为不完全互换法。根据概率论原理，装配允许公差必须大于或等于各相关零件公差值平方之和的平方根，用公式可以表示为：（5-3）44（5-4）♦再根据生产经验，考虑到各组成环尺寸的大小和加工的难易程度进行适当调整。■45■■46■■47例汽车发动机曲轴，设计要求轴向配合间隙为0.05~0.25mm，在曲轴主轴颈前后两端套有止推垫片，正齿轮被压紧在主轴颈台肩上，试确定曲轴主轴颈长度A1=43.50㎜，前后止推垫片厚度A2=A4=2.5㎜，轴承座宽度A3=38.5㎜等尺寸的上、下偏差。■482、大数互换装配法的特点及应用场合常应用与生产节拍不是很严格的成批生产中。二、分组装配法（一）概念对于制造公差要求很严的互配零件，将其制造公差按整数倍放大到经济精度加工，然后进行测量并按原公差分组，按对应组分别装配，达到封闭环公差要求。由于分组装配法中，同组零件具有互换性，又称为分组互换法。（二）尺寸链的计算方法以发动机中，活塞销与活塞销孔的配合为例。4950在实际生产中，采用分组法装配。当销与孔的基本尺寸都为28mm时，先将销和孔的公差在同方向都放大4倍，由0.0025mm放大到0.010mm。即51◆采用分组选配法满足以下要求：⑴为了保证分组后各组的配合精度符合原设计要求，配合件公差应当相等，公差要向同方向增大，增大的倍数等于分组数。⑵分组不宜过多，以便不使零件的贮存、运输及装配工件复杂化。⑶分组后配合零件的表面粗糙度及形位公差不能扩大。⑷分组后应尽量使组内相配零件数配套，相配件的尺寸分布应相同，如同为正态分布或同方向的偏态分布。523、分组装配法的特点及应用场合分组装配法适应于成批、大量生产中封闭环要求很严、尺寸链组成环很少的装配尺寸链中。53（四）分组装配法的其他类似形式1、直接选配法零件按经济精度制造，凭工人经验直接从待装配零件中选择合适的零件进行装配，满足装配精度要求。常用于封闭环公差要求不太严，产品的产量不大或生产节拍要求不很严格的成批生产中。2、复合选配法此法是上述两种方法的复合。先将零件测量分组，装配时再在各对应组内凭工人的经验直接选择装配。这种装配方法的特点是配合公差可以不等，其装配质量高，速度较快，能满足一定生产节拍的要求。在发动机的气缸与活塞的装配中，多选用此法。54三、修配装配法修配装配法——将尺寸链中各组成环的公差放大，按其经济精度加工，装配时去除补偿环的部分材料以改变其