第6章机械装配工艺基础2课件

机械与汽车工程学院,第6章 机械装配工艺基础,6.1,概述,6,.2 装配尺寸链,6,.3 保证装配精度的工艺方法,6,.4 装配工艺规程的制订,第6章 机械装配工艺基础,装配,根据技术要求将若干零件接合成部件,或将若干个零件和部件接合成产品的,劳动过程。,装配单元,一般分为零件、合件、组件、部件和机器五个等级。,装配内容,零部件的清洗、连接（分固定和活动）、调整与配作、试验、检验、油漆和包装。,装配的概念,6.1 概述,装配根据技术要求将若干零件接合成部件装配的概念6.1 概,进给箱,主轴箱,溜板箱,床身,尾座,光杠,丝杠,刀架,主轴,CA6140型卧式车床的结构,进给箱主轴箱溜板箱床身尾座光杠丝杠刀架主轴CA6140型卧,划分独立的装配单元的好处：,1、可组织平行装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，便于多长协作生产；,2、机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装；,3、当机器的局部结构改进后，机器改装方便，利于产品的改进和更新换代；,4、利于机器的维护检修。,划分独立的装配单元的好处：1、可组织平行装配作业，各单元装配,机器装配系统图,机器装配系统图,：在制定装配工艺过程中，表明零、部件间相互装配关系、装配流程、装配顺序的示意图。（主要用于大批大量生产）,机器装配系统图机器装配系统图：在制定装配工艺过程中，表明零、,相互位置精度,相对运动精度,是指产品中相关零部件间的,距离精度和相互位置精度,装配精度,装配精度是指机器装配以后，各工作面间的相对位置和相对运动等参数与规定指标的符合程度。,相互配合精度,是指产品中有相对运动的零,部件之间在运动方向和相对,运动速度上的精度,包括配合表面的配合质量和,接触质量。,相互位置精度相对运动精度是指产品中相关零部件间的装配精度,上述精度之间的关系：,接触精度和配合精度是距离精度的基础。,位置精度又是相对运动精度的基础。,装配精度与零件精度之间的关系：,一般来说零件精度越高，装配精度就,越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精,度来达到，而与装配方法有关,。,上述精度之间的关系：,6.2.1 装配尺寸链的概念,装配尺寸链,在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或 相互位置关系所组成的封闭尺寸组合。,A,1,A,2,A,0,装配尺寸链是保证装配精度的依据。,6.2 装配尺寸链,6.2.1 装配尺寸链的概念A1A2A0装配尺寸链是保,6.2.2 装配尺寸链的建立,简化原则,在保证装配精度的前提下，不考虑影响较小的因素（尺寸），而使装配尺寸链简化。,6.2.2 装配尺寸链的建立,6.2.2 装配尺寸链的建立,最短路线原则-,要求装配尺寸链中所,占据的组成环数目最少，即每个有关零件仅以一个组成环列入（一件一环）。,6.2.2 装配尺寸链的建立,装配尺寸链建立的步骤,1)熟悉产品结构，首先确定封闭环。,2)查找组成环。,3)画出尺寸链图，用回路法判别增、减环。,4)列出尺寸链方程式,1）对外购的标准组件和部件，一般以一个零件对待，以标 准部件或组件尺寸参加装配尺寸链。,2）在建立装配尺寸链时，对于以合件进行加工时，应以一个零件对待，用合件尺寸参加装配尺寸链。,3）按独立原则标注的形位公差，应以一个组成环参加装配尺寸链。,建立装配尺寸链时应注意的问题,装配尺寸链建立的步骤 1)熟悉产品结构，首先确定封闭环。1）,6.3,保证装配精度的工艺方法,6.3.1 互换法,装配时不需要挑选、调整和修配，就能达到规定的装配精度要求。,实质是,通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。,条件1：,各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差，即装配尺寸链各组成环的公差之和不得大于封闭环规定的公差。,1、完全互换法,条件2：,封闭环的极限偏差在允许的极限偏差范围内。,6.3 保证装配精度的工艺方法条件1：各有关零件的公差之,1.公差的设计计算（反计算）,（1）组成环公差的规定相等公差修正法（相依尺寸公差法）,按封闭环设计要求的公差求出组成环的极值平均公差，然后根据各组成环的加工难易程度进行适当修正。,1)组成环的平均公差:,2)公差修正考虑的因素,A.标准件的尺寸公差应按标准规定,B.组成环尺寸大的取较大公差，反之取较小公差并应取标准公差值。一般取小于等于9级。,C.组成环中选择一,协调环,（相依尺寸）。,1.公差的设计计算（反计算）（1）组成环公差的规定相等公,（2）组成环极限偏差的规定,1）标准件的极限偏差按标准的规定确定。,2）除协调环及标准件以外的组成环的极限偏差，按“偏差注向体内”原则标注。孔中心矩按对称偏差确定极限偏差。,3）协调环的极限偏差按计算公式确定。,注：协调环的选择原则：,不使用定尺寸刀具获得的尺寸,易于使用通用量具测量的尺寸,不是诸多尺寸链的公共环。,（2）组成环极限偏差的规定注：协调环的选择原则：,例1 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知各零件有关的基本尺寸为：mm，mm，mm，mm，mm。现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差值和极限偏差。,例1 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿,解：,（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。,尺寸链中的组成环为A1、A2、A3、A4、A5。封闭环基本尺寸为A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0，可见，各组成环基本尺寸的已定数正确。封闭环尺寸为A0=mm。因为A1易于加工和测量，故选它作为协调环。,解：（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。,（2）确定各组成环公差值和极限偏差,从题意得知封闭环的公差T(A,0,)=(0.35-0.10)=0.25mm，组成环的平均极限公差为：,现参考 来确定各组成环的公差：A,2,和A,5,尺寸大小和加工难易大体相当，故取T(A,2,)=T(A,5,)=0.045mm；取T(A,3,)=0.06mm；A,4,为标准件，其公差为已定值T(A,4,)=0.04mm。按入体原则确定各组成环的极限偏差为：mm，mm，mm；另外，mm。,（2）确定各组成环公差值和极限偏差,（3）计算协调环的公差值和极限偏差,A,1,的公差值为：T(A,1,)=T(A,0,)-T(A,2,)+T(A,3,)+T(A,4,)+T(A,5,),=0.25-(0.045+0.06+0.04+0.045)=0.06(mm),A,1,的上偏差为：ES(A,1,)=-0.10 mm,A,1,的下偏差为：EI(A,1,)ES(A,1,)-T(A,1,)=-0.10-0.06=-0.16 mm,所以协调环A,1,尺寸为：mm,（3）计算协调环的公差值和极限偏差,完全互换法的特点：,零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单，生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；,在各种生产类型中都应优先采用。,但精度要求高组成环多时，组成环公差小制造困难。,用于低精度或较高精度少环装配。,完全互换法的特点：,条件：,相关,零件公差平方之和的平方根小于或等于装配,允许公差。,2、不完全互换法（部分互换法/概率法/大数互换法）,将零件尺寸公差都放大到经济公差的大小，装配时零件不需挑选或改变其位置等，就能使,绝大多数,装配产品达到装配精度要求。实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。,其中：,ki 为分布系数，取决于分布特征和装配精度的合格率,如正态分布，合格率p=99.73%时，ki=1；,k,0,取决于装配精度的合格率。当p=99.73%，k,0,=1；,当p=95.44%，k,0,=1.5,条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配 2,公差的设计计算,（1）组成环公差,封闭环和组成环公差的关系：,组成环公差按相等公差修正法确定,1)组成环的平均公差:,2)公差修正考虑的因素,A.标准件的尺寸公差应按标准规定,B.组成环尺寸大的取较大公差，反之取较小公差并应取标准公差值。一般放大到10级到11级。,C.组成环中选择一协调环。,公差的设计计算（1）组成环公差封闭环和组成环公差的关系：组成,（2）确定组成环极限偏差,1）标准件的极限偏差按标准的规定确定。,2）除协调环及标准件以外的组成环的极限偏差，按“偏差注向体内”原则标注。孔中心矩按对称偏差确定极限偏差。,3）协调环的极限偏差，首先计算出协调环的,中间偏差（平均偏差）,，然后计算出上偏差和下偏差。,（2）确定组成环极限偏差,概率法计算公式：,(1)各环公差之间的关系,(2)各环平均偏差之间的关系,（3）协调环极限偏差的确定，由上式求出协调环的平均偏差，然后计算极限偏差：,假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。,概率法计算公式：(1)各环公差之间的关系 (2)各环平,例3 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知各零件有关的基本尺寸为：mm，mm，mm，mm，mm。现采用不完全互换法装配，试确定各组成环公差值和极限偏差。,例3 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿,解：,（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。,尺寸链中的组成环为A1、A2、A3、A4、A5。封闭环基本尺寸为A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0，可见，各组成环基本尺寸的已定数正确。封闭环尺寸为A0=mm。因为A1易于加工和测量，故选它作为协调环。,解：（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。,（2）确定各组成环公差和极限偏差。,封闭环的公差T(A0)=0.25mm，因采用不完全互换法装配，组成环的平均公差为：mm,现以 为基础，综合考虑各零件加工难易程度，确定各组成环公差值：T(A2)=T(A5)=0.10mm；取T(A3)=0.15mm；A4为标准件，其公差为已定值T(A4)=0.04mm。按入体原则确定各组成环的极限偏差为：mm，mm，mm；另外，mm。,（2）确定各组成环公差和极限偏差。,（3）计算协调环的公差值和极限偏差,A,1,的公差值为：,各组成环的中间偏差：=-0.05mm，=0.075mm，,=-0.02mm；封闭环的中间偏差：=0.225mm。,则A,1,的中间偏差为：,=0.075-（-0.05-0.02-0.05+0.225）-0.03(mm)。,（3）计算协调环的公差值和极限偏差,A1的上偏差为：,A1的下偏差为：,所以协调环A1尺寸为：,mm,A1的上偏差为：,不完全互换法的装配特点和应用,实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。故概率法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多（大于4）的情况。,不完全互换法的装配特点和应用,6.3.2选配法,用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。,实质：,是,将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择,合适的零件进行装配。,（1）直接选配法,工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。,（2）分组选配法（分组互换法）,先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配,（3）复合选配法（组内选配法）,先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件,组内公差可不等，装配精度可达很高。,6.3.2选配法（1）直接选配法,例：,发动机中活塞销与销孔的配合精度很高,例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高,分组选配法的特点：,.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度；,2.组内零件可以互换，装配效率高；,.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。,必须满足的几个条件：,（1）相配件的公差应相等；,（2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；,（3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；,（4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。,适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况,分组选配法的特点：必须满足的几个条件：适于大批量生产中组成,6.3.3 修配法,单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常,用修配法装配。,此时各组成