第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法

1、,,第五章 機(jī)器裝配工藝過程設(shè)計(jì),第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,選擇合理裝配方法的核心 用較低的零件精度，達(dá)到較高的裝配精度; 用最少的裝配勞動(dòng)量達(dá)到較高的裝配精度和裝配效率。,互換裝配法的實(shí)質(zhì)——用控制零件的加工誤差來(lái)保證產(chǎn)品的裝配精度。,互換裝配法 ——零件不需經(jīng)過任何選擇、修配和調(diào)整，即可達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,互換裝配法的分類 根據(jù)零件

2、的互換程度不同，分為完全互換裝配法、大數(shù)互換裝配法。,基本概念,缺點(diǎn)：當(dāng)裝配精度要求較高、組成環(huán)數(shù)目較多時(shí)，各環(huán)公差值會(huì)很小，即零件的加工經(jīng)濟(jì)性較差。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,指在裝配時(shí)，各組成環(huán)零件不需挑選或改變其大小或位置，裝配后即能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。,1. 完全互換法,優(yōu)點(diǎn)：裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠，裝配過程簡(jiǎn)單；生產(chǎn)效率高；易于實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)械化、自動(dòng)化；便于組織流水作業(yè)和零部件的專業(yè)化生產(chǎn)。,應(yīng)用

3、常用于高精度的少環(huán)尺寸鏈，或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產(chǎn)中。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,尺寸鏈的求解 采用極值法公式計(jì)算。即要求尺寸鏈各組成環(huán)公差之和應(yīng)小于或等于封閉環(huán)公差。,如果已知封閉環(huán)的公差T0，可按“等公差”原則平均分配組成環(huán)的公差。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,根據(jù)各組成環(huán)尺寸大小和加工的難易程度，調(diào)整各組成環(huán)的公差。,1）組成環(huán)是標(biāo)準(zhǔn)件尺寸時(shí) 其公差值及其分布在相應(yīng)

4、的標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定，應(yīng)為確定值。,2）組成環(huán)是幾個(gè)尺寸鏈的公共環(huán) 其公差值及其分布由要求最嚴(yán)的尺寸鏈先行確定，對(duì)其余尺寸鏈則應(yīng)為確定值。,3）尺寸相近、加工方法相同的組成環(huán) 其公差值應(yīng)相等。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,5）對(duì)外尺寸（軸）的組成環(huán) 按基軸制（h）確定公差和分布；對(duì)內(nèi)尺寸（孔）的組成環(huán) 按基孔制（H）確定公差及分布；對(duì)于孔中心距的尺寸極限偏差 按對(duì)稱分布選取。,4）難加工、難測(cè)量的組成環(huán) 其公差

5、可取較大數(shù)值。而易加工、易測(cè)量的組成環(huán)，其公差可取較小數(shù)值。,6）協(xié)調(diào)環(huán) 能在尺寸鏈中起協(xié)調(diào)作用，使所計(jì)算的各組成環(huán)公差累計(jì)值符合封閉環(huán)的精度要求。可選擇易加工的零件作為協(xié)調(diào)環(huán)，但協(xié)調(diào)環(huán)不能為標(biāo)準(zhǔn)件或公共環(huán)。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,【5-1】如圖齒輪部件裝配，軸固定不動(dòng)，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1~0.35mm。已知：A1=30mm、 A2=5mm、 A3=43mm、 A4=30-0

6、.05mm（標(biāo)準(zhǔn)件）、 A5=5mm，現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。,解 1）畫裝配尺寸鏈圖，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸,軸向間隙為 0.1~0.35mm， 封閉環(huán) 封閉環(huán)公差 T0=0.25mm， A3為增環(huán)， A1、A2、A4、A5為減環(huán)。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,封閉環(huán)的基本尺寸為：,由此可知，各組成環(huán)基本尺寸無(wú)誤。,① A5為墊片，易于加工和

7、測(cè)量，故選A5 為協(xié)調(diào)環(huán)。 ② A4為標(biāo)準(zhǔn)件， T4=0.05mm。 ③ 其余組成環(huán)根據(jù)其尺寸和加工難易程度選擇的公差為： T1=0.06mm、 T2=0.04mm、 T3=0.07mm， 各組成環(huán)公差等級(jí)約為IT9。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,根據(jù)各組成環(huán)尺寸、零件加工難易程度，確定各環(huán)公差。,2）確定各組

8、成環(huán)公差和極限偏差,各組成環(huán)平均極值公差為：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,⑥封閉環(huán)的中間偏差? 為：,⑦各組成環(huán)的中間偏差分別為：,⑤A3 為內(nèi)尺寸，按基孔制確定極限偏差得：,④A1 、 A2 為外尺寸，按基軸制確定極限偏差得：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,3）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差,① 協(xié)調(diào)環(huán)A5 的公差為：,② 協(xié)調(diào)環(huán)A5 的中間偏差? 為：,⑤各組成環(huán)尺寸和極限偏差為：,第五節(jié)

9、 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,③協(xié)調(diào)環(huán)A5的極限偏差ES5、EI5 分別為：,④協(xié)調(diào)環(huán)A5的尺寸和極限偏差為：,●在組成環(huán)較多，各環(huán)公差較大時(shí)，裝配中零件出現(xiàn)極值組合的機(jī)會(huì)更是微小。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,2. 大數(shù)互換裝配法,完全互換法的使用局限性,●在封閉環(huán)為既定值時(shí)，各組成環(huán)所獲公差過于嚴(yán)格，使零件加工困難。,●在穩(wěn)定的工藝系統(tǒng)中大批大量加工時(shí)，零件加工誤差出現(xiàn)極值的可能性很小。,

10、●在裝配時(shí)，各零件的誤差同時(shí)出現(xiàn)極大、極小的“極值組合”的可能性更小。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,一、 互換裝配法,,大數(shù)互換法 對(duì)于大多數(shù)產(chǎn)品，裝配時(shí)各組成環(huán)不需挑選或改變其大小位置，裝配后即能達(dá)到裝配精度要求，但少數(shù)產(chǎn)品有可能出現(xiàn)廢品的裝配法。,特點(diǎn)： ?零件所規(guī)定的公差比完全互換法所規(guī)定的公差大，有利于零件的經(jīng)濟(jì)加工； ?裝配簡(jiǎn)單、方便； ?在裝配中，應(yīng)采取適當(dāng)措施來(lái)排除個(gè)別產(chǎn)品因公差超出而產(chǎn)生廢品。,應(yīng)用 適用于

11、大批大量生產(chǎn)，組成環(huán)較多、裝配精度要求又較高的場(chǎng)合。,裝配尺寸鏈的計(jì)算 采用統(tǒng)計(jì)公差公式計(jì)算。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,何謂選擇裝配法 是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，再選擇合適的零件進(jìn)行裝配的一種裝配方法。,三種形式：直接選配法、分組裝配法和復(fù)合選配法。,應(yīng)用：常用于裝配精度要求較高，而組成環(huán)數(shù)又較少的成批或大批量生產(chǎn)中。,應(yīng)用：不適合用于生產(chǎn)節(jié)拍要求較嚴(yán)的大批大量的流水作業(yè)中。,第五節(jié)

12、 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,直接選配法 裝配時(shí)，工人從許多待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進(jìn)行裝配。,1. 直接選配法,優(yōu)點(diǎn)：能達(dá)到很高的裝配精度。 缺點(diǎn)：裝配時(shí)，工人憑經(jīng)驗(yàn)和判斷性測(cè)量來(lái)選擇零件，裝配時(shí)間不易準(zhǔn)確控制，裝配精度由工人的技術(shù)水平?jīng)Q定。 當(dāng)各零件的加工誤差分布規(guī)律不同時(shí)，不符合同一精度要求的“剩余零件”可能很多。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,分組裝配法 零件加工時(shí)

13、，將各組成環(huán)的公差相對(duì)完全互換法所求數(shù)值放大數(shù)倍，使其尺寸能按經(jīng)濟(jì)精度加工。再按測(cè)量尺寸分組，最后按對(duì)應(yīng)組分別進(jìn)行裝配。,2. 分組裝配法,特點(diǎn)：同組內(nèi)零件可以互換——分組互換法。,應(yīng)用：常用于大批大量生產(chǎn)中，裝配精度要求高，組成環(huán)數(shù)少的部件的裝配。 如：滾動(dòng)軸承的裝配、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸活塞環(huán)的裝配、精密機(jī)床的精密部件的裝配。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,圖示為活塞銷與活塞的裝配關(guān)系，按技術(shù)要求，銷軸直徑d與銷

14、孔直徑D在裝配時(shí)，應(yīng)有0.0025~0.0075mm的過盈量。,舉例敘述分組裝配法的原理和過程,① 封閉環(huán)的公差為：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,②若采用完全互換法裝配，則銷與孔的平均公差為： 0.0050/2=0.0025mm,④銷用無(wú)心磨加工，活塞銷孔用金剛鏜床加工。然后測(cè)量，按尺寸大小分成4組，涂上不同顏色，以便分組裝配。,銷軸按基

15、軸制確定極限偏差，以銷孔為協(xié)調(diào)環(huán)，則,③為了加工經(jīng)濟(jì)，采用分組裝配法，將銷軸與銷孔的公差在相同方向放大4倍（采取上偏差不動(dòng)，變動(dòng)下偏差），則,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,活塞銷與活塞銷孔直徑分組,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,使用分組裝配法，應(yīng)滿足如下條件：,1）分組后各組的裝配性質(zhì)及配合精度與原裝配精度要求相同，配合件的公差范圍應(yīng)相等；公差應(yīng)同方向增加；增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)。,

16、2）為保證使零件分組后數(shù)量相匹配，應(yīng)使配合件的尺寸分布為相同的對(duì)稱分布。,如果分布曲線不相同或不對(duì)稱，將產(chǎn)生各組相配零件數(shù)量不等，造成一些零件的積壓。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配法,3）配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形狀精度不能隨尺寸精度放大而任意放大，應(yīng)與分組公差相適應(yīng)。,4）分組數(shù)不宜過多，零件尺寸公差只要放大到經(jīng)濟(jì)加工精度即可，以避免造成生產(chǎn)組織復(fù)雜。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,二、 選擇裝配

17、法,復(fù)合選配法 是分組裝配和直接裝配的復(fù)合，即零件加工后先檢測(cè)分組，裝配時(shí)，再在各對(duì)應(yīng)組內(nèi)適當(dāng)?shù)倪x配。,特點(diǎn)：配合件公差可以不等，裝配速度較快、質(zhì)量高。能滿足一定生產(chǎn)節(jié)拍的要求。,如：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸與活塞的裝配多采用此種方法。,3. 復(fù)合選配法,完全互換法、大數(shù)互換法，分組法，其特點(diǎn)都是零件能互換，這一點(diǎn)對(duì)于大批大量生產(chǎn)的裝配而言，非常重要。,修配件及修配環(huán) 裝配時(shí)進(jìn)行修配的零件稱作修配件，該組成環(huán)稱作修配環(huán)。 修配環(huán)是補(bǔ)償其

18、他組成環(huán)的累積誤差，達(dá)到裝配精度的目的，又稱為“補(bǔ)償環(huán)”。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,應(yīng)用：適用于裝配精度要求較高，組成環(huán)數(shù)目較多，不便采用互換法和分組法的成批生產(chǎn)或單件小批生產(chǎn)的裝配場(chǎng)合。,修配裝配法 將尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，裝配時(shí)，通過改變尺寸鏈中某一預(yù)先確定的組成環(huán)尺寸來(lái)達(dá)到裝配精度的裝配方法。,采用修配裝配法，應(yīng)正確選擇補(bǔ)償環(huán)。,三、 修配裝配法,補(bǔ)償環(huán)應(yīng)滿足以下要求：,1）便于拆裝，零

19、件形狀比較簡(jiǎn)單，易于修配，如果采用刮研修配時(shí)，刮研面積要小。,2）不應(yīng)為公共環(huán)，即該環(huán)只與一項(xiàng)裝配精度有關(guān)，而與其他裝配精度無(wú)關(guān)。,如果補(bǔ)償環(huán)為公共環(huán)，則修配后，雖然保證了一個(gè)尺寸鏈的要求，卻難以滿足另一個(gè)尺寸鏈的要求。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,修配法解算尺寸鏈的主要問題是：在保證補(bǔ)償量足夠且最小的原則下，計(jì)算補(bǔ)償環(huán)的尺寸。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,修配法裝配時(shí)，補(bǔ)償環(huán)被去除材料的厚度稱為修配量

20、。,設(shè)用完全互換法計(jì)算的各組成環(huán)公差分別為：,采用修配，將各組成環(huán)公差在上述基礎(chǔ)上放大，得到：,由于 ，則最大補(bǔ)償量為,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,1. 補(bǔ)償環(huán)被修配后封閉環(huán)尺寸變大,【例】如圖齒輪部件裝配，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1~0.35mm。已知：A1=30mm、 A2=5mm、 A3=43mm、 A4=30-0.05mm（標(biāo)準(zhǔn)件）、 A5=5mm，現(xiàn)采用修配法裝配，試確定各組成環(huán)公差

21、和及其分布。,解 1）選擇補(bǔ)償環(huán),根據(jù)裝配圖，選擇環(huán)A5為補(bǔ)償環(huán)。,由尺寸鏈得知：A5為減環(huán)，故修配后封閉環(huán)尺寸變大。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,由已知條件得：,T0=0.25mm,2）確定各組成環(huán)公差,各組成環(huán)公差相對(duì)完全互換法可有較大擴(kuò)大： T1=T3=0.2mm，T2=T5=0.10mm，A4為標(biāo)準(zhǔn)件，T4=0.05mm各加工件公差約為IT11，可采用經(jīng)濟(jì)加工。,3）計(jì)算補(bǔ)償環(huán)A5 的最大補(bǔ)償

22、量：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,4）確定各組成環(huán)（補(bǔ)償環(huán)除外）極限偏差,A3為內(nèi)尺寸，按H 取,A1、A2為外尺寸，按h 取,A4為標(biāo)準(zhǔn)件，為：,各組成環(huán)中間偏差為：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,5）計(jì)算補(bǔ)償環(huán)A5的極限偏差,A5的極限偏差為：,補(bǔ)償環(huán)尺寸為：,因,則,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,6）驗(yàn)算裝配后封閉環(huán)極限偏差,由題意知封閉環(huán)極限偏差應(yīng)為：,故

23、補(bǔ)償環(huán)需改變±0.20mm，才能保證裝配精度不變。,比較：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,7）確定補(bǔ)償環(huán)A5 尺寸,因補(bǔ)償環(huán)A5為減環(huán)，被修配后，齒輪與擋環(huán)的軸向間隙變大，即封閉環(huán)尺寸變大。所以只有裝配后封閉環(huán)的實(shí)際最大尺寸小于所要求的最大尺寸時(shí)，才能進(jìn)行裝配。,根據(jù)修配量足夠且最小原則，應(yīng)使：,即,應(yīng)滿足：,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,當(dāng)補(bǔ)償環(huán)

24、 時(shí)，裝配后封閉環(huán) 。只有A5 減環(huán)增大后，封閉環(huán)才能減小。,補(bǔ)償環(huán)最終尺寸為：,為滿足 ，補(bǔ)償環(huán) A5 應(yīng)增加 0.20mm，封閉環(huán)將減小0.20mm，才能保證SE0=0.35mm，使補(bǔ)償環(huán)具有足夠的補(bǔ)償量。,,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,2. 修配的方法,（1）單件修配

25、法,是在多環(huán)裝配尺寸鏈中，選定某一固定的零件做修配件，裝配時(shí)用去除金屬層的方法改變其尺寸滿足裝配精度的要求。如：齒輪與軸的裝配、車床尾座與主軸箱的裝配。,? 單件修配方法是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的修配法。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,（2）合并修配法,是將兩個(gè)或更多的零件合并在一起再進(jìn)行加工修配。合并后的尺寸可看作一個(gè)組成環(huán)。,如：尾座裝配，可采用將尾座體A3與底板A2相配合的平面分別加工好，再配刮橫向小導(dǎo)軌，將兩零

26、件裝配為一體，再以底板的底面為定位基準(zhǔn)，鏜削套筒孔。,A3與A2合并稱為A2-3 環(huán)，加大了公差，也給底板面留下較小的刮研量。,? 合并修配法多用于單件小批生產(chǎn)。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,三、 修配裝配法,（3）自身加工修配法,是指在機(jī)床總裝時(shí)，用機(jī)床本身來(lái)加工自己的方法，以保證機(jī)床裝配精度的修配方法。,如：牛頭刨床總裝后，用自刨方法加工工作臺(tái)面，以便保證滑枕運(yùn)動(dòng)方向與工作臺(tái)面平行度的要求。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方

27、法,三、 修配裝配法,,如：轉(zhuǎn)塔車床總裝后，在車床主軸上安裝一把鏜刀，轉(zhuǎn)塔作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，依次鏜削轉(zhuǎn)塔上的六個(gè)孔，以便保證主軸中心線與轉(zhuǎn)塔的六孔中心線的等高性。,轉(zhuǎn)塔,,主軸,,調(diào)整法與修配法的不同點(diǎn) 改變補(bǔ)償環(huán)尺寸的方法不同。 ① 修配法采用機(jī)械加工方法去除補(bǔ)償環(huán)節(jié)的金屬層； ② 調(diào)整法采用改變補(bǔ)償環(huán)零件的位置，或更換新的補(bǔ)償環(huán)零件來(lái)滿足裝配精度的要求。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,四、 調(diào)整裝配法,應(yīng)用 用于那些

28、裝配精度要求高、而組成環(huán)又較多的產(chǎn)品或部件，且不能采用互換法裝配的場(chǎng)合。,調(diào)整裝配法 在裝配時(shí)，改變產(chǎn)品中可調(diào)整零件的相對(duì)位置或選用合適的調(diào)整件，來(lái)達(dá)到裝配精度的裝配方法。,調(diào)整法與修配法的相同點(diǎn) 各零件公差均按經(jīng)濟(jì)精度的原則來(lái)確定，都采用選擇一個(gè)組成環(huán)為調(diào)整環(huán)。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,四、 調(diào)整裝配法,1. 固定調(diào)整法,在裝配尺寸鏈中，選擇某一零件為調(diào)整件，根據(jù)各組成環(huán)形成累積誤差的大小來(lái)更換不同尺寸的調(diào)整件，以保證裝配

29、精度調(diào)整法。,常用的調(diào)整件有： 軸套、墊片、墊圈等。,圖b：采用調(diào)整螺釘使楔塊上下移動(dòng)來(lái)調(diào)整絲杠和螺母的軸向間隙。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,四、 調(diào)整裝配法,2. 可動(dòng)調(diào)整法,采用改變調(diào)整件的相對(duì)位置來(lái)保證裝配精度的調(diào)整方法。,可動(dòng)調(diào)整的實(shí)例：,圖a：通過調(diào)整套筒的軸向位置來(lái)保證齒輪的軸向位置。,第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法,四、 調(diào)整裝配法,圖c：主軸箱用螺釘來(lái)調(diào)整端蓋的的軸向位置，達(dá)到調(diào)整軸承間隙的目的。,圖d：小