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1、1,项目5 利用尺寸链原理分析装配精度,1装配概述,2 装配工艺方法,3 装配尺寸链的解法,4 装配工艺规程的制定,2,1 装配概述,一、装配的概念及装配内容,1.装配概念,装配工艺,3,2.装配工作的基本内容,清洗,联接,4,校正,平衡,验收试验,5,二、装配精度与零件精度,1.装配精度内容,装配精度是装配以后出现的一些尺寸、相互位置等实际值与理想值的符合程度。装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。,6,装配精度主要包括：各部件的相互位置精度；零件或部间的尺寸精度；各运动部件间的相对运动精度；配合表面间的配合精度和接触精度。,7,2.装配精度与零件精度间的关系,机器和
2、部件是由许多零件装配而成的，所以，零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。,当装配精度要求较高时，应采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）也保证装配精度。,8,3、装配单元,零件 是组成机器的最小单元，由整块金属或其他材料制成.,套件 是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的，是最小的装配单元（如轴承）,9,组件 是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的，如：主轴组件,部件 是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的，如：车床的主轴箱。部件的特征：是在机器中能够完成一定的、完整的功能。,10,三、装配结构的工艺性,（1）产品应能分解成若干个独立的装配单元,11
3、,（2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少,12,（3）机器结构应便于装配与拆卸,13,四、尺寸链,（1）尺寸链的定义,将零件设计、加工或机器装配过程的一些相关尺寸集中组合起来，形成的封闭的尺寸组合，这种封闭的尺寸组合就称尺寸链。,14,（2）尺寸链的基本术语,1）封闭环,在加工、装配、或测量等过程中最后得到，自然形成的尺寸，成为封闭环,2）组成环,一个尺寸链中，除封闭环外的其他尺寸成为组成环。,增环,与封闭环变化方向相同的组成环当其余组成环不变时，某一组成环增大，封闭环随之增大，反之，封闭环随之变小。,15,减环,与封闭环变化方向相反的组成环当其余组成环不变时，某一组成环减小，封闭环随
4、之增大，反之，封闭环随之变大。,增、减环的确定,箭头法：根据尺寸链的路径，作出封闭的曲线，沿一个方向在每个尺寸旁标出一个箭头，凡是旁边箭头方向与封闭环旁边箭头方向相反的组成环即为增环，旁边箭头方向与封闭环旁边箭头方向相同的组成环为减环。,16,尺寸链的分类,A、按几何特征分有长度尺寸链和角度尺寸链B、按应用分有装配尺寸链、工艺尺寸链、零件尺寸链C、按环的空间位置关系分有直线尺寸链、平面尺寸链空间尺寸链,17,尺寸链的计算公式,封闭环基本尺寸：封闭环最大极限尺寸：封闭环最小极限尺寸：封闭环公差：,18,封闭环公差：,封闭环的上偏差,封闭环的下偏差,19,概率法计算,概率法计算公式是将概率理论用于
5、尺寸链计算得到的计算公式。按概率法计算，在相同封闭环公差条件下，可使组成环的公差扩大，从而获得良好的技术经济效益，常用在大批量生产，组成环较多的情况。,20,公差计算,K为分布系数，它是与零件尺寸分布有关的系数。一般取1.21.7，通常取K=1.3,21,平均偏差的计算,平均偏差是上下偏差的平均值，用 表示,封闭环的平均偏差等于所有的增环平均偏差的和减去所有减环平均偏差的和，用 表示,22,平均尺寸封闭环平均尺寸等于哥增环平均尺寸之和减去各减环的平均尺寸之和。,平均尺寸,23,最大与最小尺寸的计算,24,（3）装配尺寸链解算方法步骤：,根据题意，画装配尺寸链图；,判断并指出封闭环，标注增环和减
6、环；,根据装配尺寸链计算公式，分别计算封闭环的基本尺寸、封闭环的上偏差、封闭环的下偏差，移项后，求得未知数。,25,（4）解题类型,正计算（用于校核）：从已确定的各组成环尺寸及其上下偏差，校核计算封闭环（装配精度）能否达到设计要求。,反计算（用于设计）：已知封闭环（即装配精度）尺寸，求解各组成环的尺寸及其上下偏差。,中间计算:已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）,26,2 装配工艺方法,保证装配精度的方法：,互换装配法、选择装配法、修配装配法和调整装配法,互换装配法,采用互换法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调整就能达到规定的
7、装配精度要求。其装配精度主要取决于零件的制造精度。,27,1.完全互换装配法,1）完全互换装配法定义,在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或不需改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求的装配方法，称为完全互换法。,（完全互换法也称极值法）,条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差：,28,完全互换装配法,2）特点,(3)应用,适用于在成批生产、大量生产中装配那些装配精度要求高、组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。,29,2、不完全（大数）互换装配法,1）不完全互换装配法,实质是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工，但这会使极少数产品的装配精度超出规定要求，
8、但这种事件是小概率事件，很少发生。,2）特点,30,3）应用,适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。,31,选择装配法,1、选择装配法定义,是将装配尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的装配方法,32,1）直接选配法,33,2）分组选配法,定义：将各组成环的公差按经济精度加工适当放大，再按实际测量尺寸将零件分组，按对应的组分别进行装配，以达到装配精度要求的选择装配法，称为分组选配法。,应用：在大批大量生产中，装配那些精度要求特别高，若用互换装配法装配，组成环的制造公差过小，加工很困难或很不经济，此时可以采用分
9、组选配法装配。,34,例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高：,分组选配法,第组的孔与第组的轴相配，以此类推。,35,修配装配法,1、定义,是将装配尺寸链中各组成环按经济加工精度（放大公差）制造，装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸(修配环)的方法来保证装配精度的装配法，称为修配装配法。,36,2、修配装配法的特点,3、应用,适用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。,37,注意以下三点：（1）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的，不需热处理、非公共环做修配环。（2）修配件余量要经过计算（3）尽量利用机械加工代替手工修配,38,调整装配法,1、
10、定义,装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整装配法。,39,（）移动调整法,移动调整法：例一,就是用改变补偿件的位置 移动、旋转或移动和旋转二者兼用）以达到装 配精度的，调整过程中不需拆卸零件。,40,移动调整法：例二,为了保证装配间隙,加工一个可移动的套筒（补偿件）来调整装配间隙。,还有：在机床导轨结构中常用锲铁调整来得到合适的间隙等。,41,（2）固定调整法,固定调整装配法,利用调整垫片厚度的方法获得要求的装配精度。调整环可采用多件拼合的方式。适于大批量生产中装配精度要求较高的产品。,42,主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却
11、可获得较高的装配精度；装配效率比修配装配法高。不足之之处是：要另外增加一套调整装置。,3、应用,可动调整法适用于在小批生产中应用，固定调整法（如：改变垫片厚度）则主要适用于大批量生产。,2、调整装配法的特点,43,（五）装配方法的选择,44,3 装配尺寸链的解法,一、完全互换法 完全互换法有等公差法和等精度法两种。等公差法适用于尺寸链环数较少，装配精度要求不高的场合。,1、等公差法的特点和适用场合,等公差法的优点是:装配工作简单,生产效率高;缺点是对相关零件的制造精度要求高。当尺寸链中的环数较多时，零件由于加工精度高而造成加工困难。,45,如下左图所示：某汽车发动机曲轴的轴向间隙设计要求为。已
12、知：，试用完全互换装配法确定轴向装配间隙的大小。,3、等公差法举例,“正计算”法计算举例,46,47,（1）首先建立装配尺寸链，为封闭环，组成环,（2）与 变化方向相同，为增环，其余组成环与封闭环变化方向相反为减环,48,（3）极值法计算封闭环基本尺寸：上偏差：下偏差：所以，轴向装配间隙范围为00.3.,49,如下左图所示：某汽车发动机曲轴的轴向间隙设计要求为。已知：，。试用完全互换装配法确定有关零件的尺寸和极限偏差。,3、等公差法举例,2“反计算”法计算举例,50,解：画装配尺寸链图，判断可知：轴向间隙尺寸 为封闭环。由封闭环基本尺寸公式：计算平均公差,51,可分配到各项的平均公差值,（3）
13、按加工的难易程度，确定各组成环公差：（选 为协调环）(4)按“入体原则”确定各组成环公差带位置：这里，尺寸较小，故取 尺寸较大，故取,52,根据“入体原则”确定上、下偏差：,（5）计算协调环的公差和上、下偏差：按尺寸链计算公式有,53,（6）验算计算结果符合装配要求。如不符合重新设定其余组成环的公差，再次计算结果。,54,二、大数（不完全）互换装配法,定义,实质,方法,55,特点,应用,56,计算例题：,已知各零件尺寸满足正太分布，要求：采用不完全互换法装配，要求装配后间隙 在0.10.45mm范围内。试分析能否达到装配精度要求。,57,58,解：采用不完全互换法进行装配，装配尺寸链可用概率论
14、（1）首先建立装配尺寸链，为封闭环，组成有（2）与 变化方向相同，为增环：其余组成环与封闭环变化方向相反为增环。概率法计算：封闭环基本尺寸：,59,封闭环公差：零件尺寸满足正太分布，所以：分布系数K=1,组成环平均偏差：,60,封闭环平均偏差：,上偏差：下偏差：,所以，轴向装配间隙精度满足要求。,61,假设零件尺寸不满足正太分布，分布系数取K=1.3。同样计算可得：同样满足装配间隙精度要求。,62,如下左图所示：某汽车发动机曲轴的轴向间隙设计要求为。已知：，。试用不完全互换装配法确定有关零件的尺寸和极限偏差。,63,解：采用不完全互换法进行装配，装配尺寸链可用概率法计算。（1）首先建立装配尺寸
15、链，为封闭环，组成环有 与 变化方向相同，为增环，其余组成环与封闭环变化方向相反为减环。（2）基本尺寸,64,（3）同样选择 作为协调环。（4）确定除协调环其余组成环的公差及上下偏差。同样根据“入体原则”确定。和极值法计算相比，组成环公差可以取大一点。,65,（5）计算协调环公差及上下偏差零件尺寸满足正太分布，所以分布系数K=1.根据公差计算公式有,66,平均偏差：上偏差：下偏差：所以：,67,定义,三、修配装配法,实质,特点,68,应用,修配方法,（1）单件修配法（选一零件作修配件，去除修配件金属的方法来满足精度要求）（2）合并加工修配法（将几个零件合并在一起在进行加工、修配。如尾座）（3）
16、自身加工修配法（用机床本身来加工自己的方法来保证机床的装配精度。如牛头刨床用自刨的方法加工工作台表面）,69,应用装配法必须注意以下几点：,修配环选择,易于修配、便于装卸,修配环尺寸的确定,（1）修配环被修配时，尺寸“越修越小”。此时封闭环实际最小极限尺寸A0min 不能小于封闭环所允许的最小尺寸A0min。（2）修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越大”。此时封闭环实际最大极限尺寸A0max 不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max。（3）最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足够，又不能太大。,70,71,修配法例题一（越修越小）,车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等
17、高误差要求为00.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图所示。,【例题】,若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。,72,修配法例题一（越修越小）,【解】,1）选择修配环、建立装配尺寸链 可见，各组成环公差太小，现采用修配法：本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。,2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置,A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，按对称原则标注，有:A1=2020.05,其中间偏差：A3=15
18、60.05A2采用精刨加工，经济公差为0.15。,73,3）计算修配环A2的最大刮研量F：,4）计算A2的极限偏差 封闭环的中间偏差为：,故：,由,得,74,5）验算装配后封闭环极限偏差,由题意可知：封闭环要求的极限偏差为：,题故修配环需改变0.145，才能保证原装配精度不变。,则：,75,6）确定修配环A2尺寸,在本例中，修配环底版越修，封闭环尺寸越小。故，只有封闭环的实际最小尺寸（）不小于封闭环要求的最小尺寸（）时，才能进行修配。故应满足不等式：,根据修配量足够且最小原则，应：,即：,76,为满足上述不等式，修配环A2应增加0.145mm，封闭环最小尺寸（）才能从-0.145mm增加到0（
19、尾座中心与床头箱中心等高），以保证具有足够的修配量。,所以，修配环的尺寸应为：,由于底板的底面在总装时必须有一定的刮研量。而上述计算的最大刮研量为0.29mm，符合装配要求，但最小刮研量为0，这不符合总装要求。必须将A2尺寸再放大些，如保留最小刮研量为0.1mm，最终修配环的尺寸为：,77,4 装配工艺规程的制定,1、制定装配工艺过程的基本原则：保证产品的装配质量，以延长产品的使用寿命；合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动 量，缩短装配周期，提高装配效率；尽量减少装配占地面积；尽量减少装配工作的成本。2、制订装配工艺规程的步骤：研究产品的装配图及验收技术条件：审核产品图样的完整性、正确
20、性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准；分析和计算产品装配尺寸链。,78,确定装配方法与组织形式：装配方法的确定：主要取决于产品结构的尺寸大小和重量，以及产品的生产纲领。装配组织形式：1）固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成。适用于单件小批生产和体积、重量大的设备的装配。2）移动式装配：是将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配点工作的总和就是整个产品的全部装配工作。适用于大批量生产。,79,划分装配单元，确定装配顺序：将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，进行分级装配；确定装配单元的基准零件；根据基准零件确定装配单元的装配顺序。划分装配工序：划分装配工序，确定工序内容（如清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试运转、油漆、包装等）；确定各工序所需的设备和工具；制定各工序装配操作规范：如过盈配合的压入力等；制定各工序装配质量要求与检验方法；确定各工序的时间定额，平衡各工序的工作节拍。编制装配工艺文件。,80,安排装配顺序的原则是：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般。,81,作业：P87 例题4,
