装配尺寸链的计算

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,装配工艺与尺寸链,按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，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,部装,把零件、组件和部件装配成产品的过程称为,总装,基本概念,机器装配精度,装配精度的内容,尺寸精度,位置精度,运动精度,接触精度,装配精度与零件精度的关系,机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用,如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品,相反，即使零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求,产品的质量取决于：,影响装配精度的因素,零件的加工精度,零件之间的配合要求和接触质量,零件的变形,旋转零件的不平衡,工人的装配技术,装配,尺寸链,机械制造基础,第12章,目的：,1、,机械产品、工装夹具等设计过程中，从装配图拆画零件图时，,确定每个零件的尺寸公差和偏差,2、确定用什么方法来保证装配精度,重点：装配尺寸链的解算与应用,车床尾座部件：要保证装配间隙A,0,，,标注零件尺寸公差和偏差,上学期设计的多轴钻床,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9,A10,A11,A0,装配尺寸链的,基本概念及其特征,机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链,装配尺寸链的特点,封闭环是装配时要保证的装配精度或技术要求,各组成环分别属于不同的零件或部件,装配尺寸链的建立,1）看图：看清装配关系，找到各零件的装配基准,2）明确装配要求封闭环,遵守最短路线原则：,组成环数等于相关零件数，即,一件一环,3）查找组成环：从封闭环起,一件一环原则,（b错）,精度低时适当简化,精度高时考虑配合间隙和形位公差,。,最短路线原则,装配方法的选择,（保证装配精度的,工艺方法）,机械制造基础,第12章,在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。,实质,其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。,1、互换法,根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法,合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。,定义,方法,其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。,（1） 完全互换法,用极值法解尺寸链,与解算工艺尺寸链的计算公式相同, 计算封闭环的基本尺寸，定出其上下偏差,计算各组成环的平均公差,选协调环，分配公差，确定偏差,计算协调环的上、下偏差,计算步骤,解：,1、完全互换法, 画出装配尺寸链图,其中,A,1,A,2,为增环，,A,3,、,A,4,A,5,为,减环，,A,0,为封闭环。,例：,齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙,0.20.7mm,。,有关零件基本尺寸是：,A,1,=122，,A,2,=28，,A,3,=5，,A,4,=140，,A,5,=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的,公差及上下偏差。,+0.2,A,0,=(,A,1,+,A,2,)-(,A,3,+,A,4,+,A,5,),=150-150=0, 确定各组成环尺寸公差和上下偏差,T,1,+,T,2,+,T,3,+,T,4,+,T,5,T,0,= 0.50,T,avA,=,T,0L,/5=0.1,考虑加工难易调整各公差,T,1,=0.2，,T,2,=0.1，,T,3,=,T,5,=0.05,按入体原则分配公差。留,A,4,为协调环，按尺寸链计算, 确定协调环公差及上下偏差,T,4,=,T,0,T,1,T,2,T,3,T,5,=0.1,EI,A0,=,EI,A1,+,EI,A2,ES,A3,ES,A4,ES,A5,ES,A0,=,ES,A1,+,ES,A2,EI,A3,EI,A4,EI,A5,ES,A4,= 0.20,EI,A4,= 0.30,A,4,=140,-0.20,-0.30, 确定协调环公差及上下偏差,T,4,=,T,0,T,1,T,2,T,3,T,5,=0.1,EI,A0,=,EI,A1,+,EI,A2,ES,A3,ES,A4,ES,A5,ES,A0,=,ES,A1,+,ES,A2,EI,A3,EI,A4,EI,A5,ES,A4,= 0.20,EI,A4,= 0.30,A,4,=140,-0.20,-0.30,特点,应用,特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配件制造，生产成本低,。,但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济精度制造。,用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。,（2）大数互换法（ 不完全互换法）,指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法,。,定义,实质,方法,其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。,各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。,用概率法解尺寸链 ：,设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。, 确定各组成环尺寸公差及偏差,i,=1，,k,i,=1,各组成环平均公差,按加工难易，调整各组成环公差,：,T,1,=0.4，,T,2,=0.2，,T,3,=,T,5,=0.08 ，按入体原则分配公差, 确定协调环公差及上下偏差,0.5,2,= 0.4,2,+ 0.2,2,+ 0.08,2,+,T,4,2,+ 0.08,2,T,4,=0.192,中间偏差,0,=(,1,+,2,)-(,3,+,4,+,5,),i,=,(,ES,i,+,EI,i,)/2,4,=-0.07,ES,A4,=,4,+,T,4,/2=+0.026,EI,A4,=,4,T,4,/2=0.166,注意：不能用极值法的公式计算上下偏差，只能先计算中间偏差，再加减半个公差！, 核算封闭环的极限偏差,0,=(,1,+,2,)-(,3,+,4,+,5,)= (0.2+0.1)-(-0.04-,0.07,-0.04)=0.45,T,0,2,=,T,1,2,+,T,2,2,+,T,3,2,+,T,4,2,+,T,5,2,T,0,=0.5,求封闭环极限偏差，得：,ES,A0,=,0,+,T,0,/2 =0.70,EI,A0,=,0,T,0,/2=0.20,由以上两种方法的解算结果看出:,概率法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍但必须是大批量生产才行。,特点,应用,特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。,但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。,用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。,2. 选配法,（1）直接选配法,（2）分组选配法,（3）复合选配法,将配合零件按经济精度制造，然后，选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的一种方法。,装配工人从许多待装配的零件中，凭经验挑选合格的零件通过试凑进行装配的方法。,优点：简单，不需要将零件分组，但挑选零件时间长，劳动量大，装配质量取决于工人的技术水平，不宜用于节拍要求较严的大批大量生产。这种装配方法没有互换性。,（1）直接选配法,（2）分组选配法,可将组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度，这就是分组法。,定义,实质,其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。,右图所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装简图，其中活塞销与活塞销孔为过盈配合，活塞销与连杆小头孔为间隙配合。,根据装配技术要求，活塞销孔直径D与活塞销直径d在冷态装配时，应有0.00250.0075mm的过盈量。,分组选配法计算,活塞、活塞销和连杆分组装配实例,a) 组装简图 b) 分组示意图,1 活塞 2连杆 3活塞销 4挡圈,从公差与配合的知识可知：,Y,min,=ES,D,-,ei,d,=-0.0025mm,Y,max,=EI,D,-,es,d,=-0.0075mm,Y,min,-Y,max,=T,0,= T,D,+T,d,=0.005mm,采用完全互换法装配,销与销孔的平均公差：,T,D,=T,d,=,0.0025mm,一轴配两孔，先定轴：,设销直径为,计算,销孔直径为,采用分组装配法,将它们的公差都按同方向放大四倍，（下偏差不动，上偏差上移）得,d= ，,D= 。,按尺寸大小分成四组，列表，工件按组涂上不同颜色便于分组装配。,图示为活塞销与活塞销孔的装配，直径为28mm，过盈量为0.00250.0075mm,1)配合件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的倍数要等于分组数。,2）要保证分组后各组的配合精度和配合性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公差增大而增大。,3),为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸分布应相同。,不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。,4),分组数不宜太多。,分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。,应用分组装配法必须注意以下几点,特点,应用,特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造不高，但可获得高的装配精度。,但增加了零件测量、分组、存储、运输的工作量。,用于大批大量生产中,装配精度要求高、组成环数少,的装配尺寸链中。,将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。,特点：配合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。,（3）复合选配法,3. 修配法,各组成环均按经济精度制造,，,而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。,定义,实质,其实质是,装配时去除补偿环的部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。,特点,应用,特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。,但增加了修配工作,生产效率低,对装配工人技术要求高。,用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。,（1）单件修配法,（2）合并加工修配法,（3） 自身加工修配法,修配方法,应用单件修配法必须注意以下几点,修配环,的选择,（1）,易于修配、便于装卸,（2）,尽量不选公共环为修配环,单件修配法解算步骤,（1）建立装配尺寸链,（2）选择修配环：,原则：便于拆装、易于修配；不是公共环。,（3）确定其他组成环尺寸的公差和偏差,（4）验算最大修配量F,max,=T,0,-T,0,不可过大,（5）计算修配环尺寸的上下偏差,要点：确保有修配余量,只有1个偏差可以用极值法的公式：,原则,另一个偏差用加上或减去公差的办法计算,右图是CA6140卧室车床主轴局部的装配简图,要求A0=0.10.35mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=43mm,A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4为标准尺寸,试按修配法求出各组成环的公差及上、下偏差。,A,1,A,4,A,5,A,3,A,0,A,2,4、调整法,组成环按经济精度加工，,采用调整的方法改变某个组成环（称补偿环或调整环）的实际尺寸或位置，使封闭环达到其公差和极限偏差的要求,。,定义,实质,其实质是,装配时调节调整件的相对位置，或选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。,调整法有三种方法：,可动调整法,选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。,需要计算调整环的各档尺寸及其偏差,固定调整法,选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。,1、建立尺寸链,2、选择调整环：选A5,3、确定组成环公差、偏差,4、确定调整范围s=T1+T2+T3+T4,5、确定分组数i,分组间隔=T,0,-T,5,i=s/，取整,6、计算调整环A,5,的尺寸系列,要求A0=0.050.2mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=115mm,A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5 mm,A5=9mm,试按固定调整法求出各组成环的公差及上、下偏差。,A,1,A,4,A,5,A,3,A,0,误差抵消调整法,在总装或部装时，通过对尺寸链中某些组成环误差的大小和方向的合理配置，达到使加工误差相互抵消或使加工误差对装配精度的影响减小的目的。,特点,应用,特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。,但增加了调整装置,。,（1）可动调整法和误差抵消调整法应用于小批生产；,（2）固定调整法应用于大批量生产的场合。,互换法,完全互换法,优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配,统计互换法,大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况,选配法,直接选配法,成批大量生产精度要求很高环数少的情况,分组选配法,大批量生产精度要求特别高环数少的情况,复合选配法,大批量生产精度要求特别高环数少的情况,修配法,单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情,况，组成环按经济精度加工，生产率低,调整法,可动调整法,小批生产装配精度要求较高环数较多的情况,固定调整法,大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况,误差抵消法,小批生产装配精度要求较高环数较多的情况,装配方法的选择,装配方法选择原则,返回,