機 器 制 造 工 藝 篇 第三章 裝配精度及裝配尺寸鏈,機器工藝制造篇,第一節 裝配精度與裝配尺寸鏈的關系 一、裝配精度 （一）為了保證機器有良好的工作性能，對機器提出 了若干項裝配精度要求，這些精度要求在裝配過程中 來保證。 （二）裝配精度的內容 1.尺寸精度：比如一定的尺寸要求，一定的配合； 2.相互位置精度:比如平行度、垂直度和同軸度等； 3.相對運動精度：傳動精度、回轉精度。,機器工藝制造篇,（三）裝配精度與零件精度的關系 從裝配工藝角度出發，裝配工作最好是只進行簡單的連接過程，不必進行任何修配或調整就能滿足技術要求。因此一般裝配精度要求高的，那么零件精度要求也高。但是零件的精度不僅在工藝技術上受到限制，而且受到經濟的制約，如果機器設備組成的零件較多，而最終的裝配精度要求又較高時，即使不考慮經濟性，盡可能的提高零件的加工精度以降低累積誤差還是達不到裝配精度的要求，那么必須依賴于裝配的工藝技術來保證。,機器工藝制造篇,（四）裝配中的連接 1.固定連接:保證裝配好的相配零件相互位置不變。 2.活動連接:保證裝配好的零件有一定的相對運動。 3.可拆卸連接。 4.不可拆卸連接。,機器工藝制造篇,二、裝配尺寸鏈所用的計算公式 有:極大極小法和概率法.我們主要介紹極大極小法. （一）計算公式 1.封閉環的基本尺寸計算 式中：n包括封閉環在內尺寸鏈的總環數； m尺寸鏈中所有增環的數目。 2.封閉環的最大與最小尺寸計算,機器工藝制造篇,3.封閉環的上偏差與下偏差的計算 （封閉環的上偏差=增環的上偏差之和 減環的下偏差之和） （封閉環的下偏差=增環的下偏差之和 減環的上偏差之和） 4.封閉環的公差,機器工藝制造篇,（二）組成裝配尺寸鏈的最短路線原則 我們知道封閉環公差等于各組成環公差之和，在(A)一定的情況下，盡量減小組成環的數目(n)，這樣就使組成環的公差(Ai)相對增大，使零件的精度降低,這樣零件的加工費用降低。所以在產品的設計過程中，在滿足工作性能的條件下應盡可能使影響封閉環精度的相關零件數目為最少。組成環的數目僅等于相關零件的數目，這就是組成裝配尺寸鏈的最短路線(環數最少)原則。,（三）極大極小法的優缺點 優點：簡單可靠，各零件具有完全的可靠性，機器 使用性能得到充分保證。 缺點：它是根據極端情況出發的，推導出封閉環與 組成環的關系，大部分尺寸處于公差帶中 間，很少處于極端尺寸。,機器工藝制造篇,機器工藝制造篇,第二節 裝配尺寸鏈的解法 一、裝配尺寸鏈的解法 裝配尺寸鏈的計算式表達了封閉環（裝配精 度）與各組成環（零件精度）之間的定量關系，一 般用于兩種計算： （一）驗算計算（正計算） 已知各組成環的基本尺寸和上下偏差，求封閉 環的基本尺寸和上下偏差。,機器工藝制造篇,（二）設計計算（反計算） 已知封閉環的基本尺寸和上下偏差以及各組成 環的基本尺寸，來確定各組成環的上下偏差。（包 括：各組成環公差大小和公差帶位置）。 1.各組成環公差大小的確定 由公式 我們知道，已知(A) 無法求出每個組成環的公差(Ai)。在這里我們介 紹三種解法：,機器工藝制造篇,(1)等公差法:首先假設各組成環的公差相等,這樣 然后再按一定的原則進行調整, 調整原則: a.加工方法相同,加工精度相近的可以取相等公差； b.工誤差不易保證的可以取較大的公差； c.組成環為標準件查相關手冊。 當各組成環的尺寸加工難易程度相似采用該法。 (2)等精度法：在一定的尺寸范圍內，組成環的公 差可以表示為公差等級系數與公差單位的乘積：,機器工藝制造篇,式中:ai 公差等級系數,mm；ii 公差單位,m。 等精度法就是我們假設各組成環的精度相等,也就 是假設它們的公差等級系數相等,即:a1= a2= = an 這樣： 因為（A）已知，ii可以查表，那么可以求出： 最終求得：,機器工藝制造篇,（3）利用協調環分配封閉環公差： 如果尺寸鏈中有一些難以加工和公差不宜改變 的組成環，利用前兩者都有一定的困難，這時可以 把這些苛刻的公差首先定下來，只將一個或極少數 幾個比較容易加工或生產上受限制較少的組成環定 為協調環，用來協調封閉環與組成環之間的關系。 協調環公差。協調環又稱為“相依尺寸”。,機器工藝制造篇,2、各組成環公差帶的確定 求各組成環的上下偏差： 每個方程有n-1個未知數，所以要求解必須作出一定 的假設，我們必須假定一系列的未知數才可能求 解。在這里我們引入“入體原則”,一般假定：,機器工藝制造篇,（1）相當于軸的被包容尺寸，假設上偏差為零，那 么已知公差就可以求出下偏差； （2）相當于孔的包容尺寸，假設下偏差為零，已知 公差，就可以求出下偏差； （3）對于孔心距尺寸，假設上下偏差絕對值相等， 分別等于公差的一半。,機器工藝制造篇,第三節 保證裝配精度的方法 一、裝配的幾種方法,機器工藝制造篇,（一）互換裝配法 采用互換法裝配時，被裝配的每一個零件不需作任何挑選、修配和調整就能達到規定的裝配精度要求。用互換法裝配，其裝配精度主要取決于零件的制造精度。根據零件的互換程度,互換裝配法可分為完全互換裝配法和統計互換裝配法,現分述如下：,機器工藝制造篇,1.完全互換裝配法 完全互換裝配的優點是：裝配質量穩定可靠；裝配過程簡單，裝配效率高；易于實現自動裝配；產品維修方便。不足之處是：當裝配精度要求較高，尤其是在組成環數較多時，組成環的制造公差規定得嚴，零件制造困難，加工成本高。所以，完全互換裝配法適用于在成批生產、大量生產中裝配那些組成環數較少或組成環數雖多但裝配精度要求不高的機器結構。,機器工藝制造篇,2.統計互換裝配法(不完全互換裝配法) 統計互換裝配法又稱不完全互換裝配法，其實 質是將組成環的制造公差適當放大，使零件容易加 工，但這會使極少數產品的裝配精度超出規定要 求，但這種事件是小概率事件，很少發生。尤其是 組成環數目較少，產品批量大量，從總的經濟效果 分析，仍然是經濟可行的。,機器工藝制造篇,統計互換裝配方法的優點是：擴大了組成環的制造公差，零件制造成本低；裝配過程簡單，生產效率高。不足之處是：裝配后有極少數產品達不到規定的裝配精度要求，須采取另外的返修措施。大數互換裝配方法適用于在大批大量生產中裝配那些裝配精度要求較高且組成環數又多的機器結構。,機器工藝制造篇,（二）分組裝配法 在大批大量生產中，裝配那些精度要求特別高同時又不便于采用調整裝置的部件，若用互換裝配法裝配，組成環的制造公差過小，加工很困難或很不經濟，此時可以采用分組裝配法裝配。采用分組裝配法裝配時，組成環按加工經濟精度制造，然后測量組成環的實際尺寸并按尺寸范圍分成若干組，裝配時被裝零件按對應組號進行裝配，達到裝配精度要求。,機器工藝制造篇,采用分組法裝配最好能使兩相配件的尺寸分布曲線具有完全相同的對稱分布曲線，如果尺寸分布曲線不相同或不對稱，則將造成各組相配零件數不等而不能完全配套，造成浪費。采用分組法裝配時，零件的分組數不宜太多，否則會因零件測量、分類、保管、運輸工作量的增大而使生產組織工作變得相當復雜。 分組法裝配的主要優點是：零件的制造精度不高，但卻可獲得很高的裝配精度；組內零件可以互換，裝配效率高。不足之處是：增加了零件測量、分組、存貯、運輸的工作量。分組裝配法適用于在大批大量生產中裝配那些組成環數少而裝配精度又要求特別高的機器結構。,機器工藝制造篇,（三）修配裝配法 在單件生產、小批生產中裝配那些裝配公差要求高、組成環數又多的機器結構時，常用修配法裝配。采用修配法裝配時，各組成環均按該生產條件下經濟可行的精度等級加工，裝配時封閉環所積累的誤差，勢必會超出規定的裝配精度要求；為了達到規定的裝配精度，裝配時須修配裝配尺寸鏈中某一組成環的尺寸(此組成環稱為修配環)。為減少修配工作量，應選擇那些便于進行修配的組成環做修配環。在采用修配法裝配時，要求修配環必須留有足夠但又不是太大的修配量。,機器工藝制造篇,修配裝配法的主要優點是：組成環均可以按加工經濟精度制造，但卻可獲得很高的裝配精度。不足之處是：增加了修配工作量，生產效率低；對裝配工人的技術水平要求高。修配裝配法適用于單件小批生產中裝配那些組成環數較多而裝配精度又要求較高的機器結構。,機器工藝制造篇,（四）調整裝配法 裝配時用改變調整件在機器結構中的相對位置或選用合適的調整件來達到裝配精度的裝配方法，稱為調整裝配法。調整裝配法與修配裝配法的原理基本相同。在以裝配精度要求為封閉環建立的裝配尺寸鏈中，除調整環外各組成環均以加工經濟精度制造，由于擴大組成環制造公差累積造成的封閉環過大的誤差，通過調節調整件相對位置的方法消除，最后達到裝配精度要求。調節調整件相對位置的方法有可動調整法、固定調整法和誤差抵消調整法等三種。,機器工藝制造篇,調整裝配法的主要優點是：組成環均可以按加工經濟精度制造，但卻可獲得較高的裝配精度；裝配效率比修配裝配法高。不足之之處是要另外增加一套調整裝置。可動調整法和誤差抵消調整法適用于在小批生產中應用，固定調整法則主要適用于大批量生產。,機器工藝制造篇,二、修配法 （一）定義：在裝配時修去指定零件上的預留的修 配量以達到裝配精度。 （二）實質:將零件按經濟精度加工,裝配時通過修 配尺寸鏈中某一組成環的尺寸或就地配制,使之滿足 裝配精度的要求,預先規定的組成環稱為“修配環”. （三）修配法的選擇應注意 1.易于修配并且易于拆卸； 2.不是公共環，只與一項裝配精度有關； 3.不要求表面處理的零件,以免修配后破壞表面處 理層。,機器工藝制造篇,(四)修配法計算舉例 已知：床頭箱主軸中心到底面高度 A1=202mm；尾座底板厚度A2=46mm； 尾座頂尖中心距到底版頂面距離A3=156mm；要求裝 配精度A=0 - 0.06。 解(1)首先根據裝配尺寸鏈最短路線原則將A2和A3合 并，減少組成環的數目。