1、4.9.裝配工藝與尺寸鏈裝配工藝與尺寸鏈 按規定的技術要求，將零件、組件按規定的技術要求，將零件、組件和部件進行配合和聯接，使之成為和部件進行配合和聯接，使之成為半成品或成品的工藝過程稱為半成品或成品的工藝過程稱為裝配裝配把零件、組件裝配成部件的過程把零件、組件裝配成部件的過程稱為稱為部裝部裝把零件、組件和部件裝配成產品把零件、組件和部件裝配成產品的過程稱為的過程稱為總裝總裝基本基本概念概念機器裝配精度機器裝配精度 裝配精度的內容裝配精度的內容裝配精度與零件精度的關系裝配精度與零件精度的關系機器的質量是通過裝配質量最終機器的質量是通過裝配質量最終得以保證的，裝配工藝方法對保得以保證的，裝配工藝

2、方法對保證機器的質量有著很重要的作用證機器的質量有著很重要的作用 如果裝配不當，即使零件的加工質量如果裝配不當，即使零件的加工質量再高，仍可能出現不合格產品再高，仍可能出現不合格產品 相反，即使零件的加工質量不是很高，相反，即使零件的加工質量不是很高，但在裝配時采用了合適的工藝方法，依但在裝配時采用了合適的工藝方法，依然可能使產品達到規定的精度要求然可能使產品達到規定的精度要求 產品的質量取決于：產品的質量取決于：影響裝配精度的因素影響裝配精度的因素零件的加工精度零件的加工精度零件之間的配合要求和接觸質量零件之間的配合要求和接觸質量零件的變形零件的變形旋轉零件的不平衡旋轉零件的不平衡工人的裝配

3、技術工人的裝配技術機械制造基礎機械制造基礎第第12章章目的：目的：1、機械產品、工裝夾具等設計過程中，從裝機械產品、工裝夾具等設計過程中，從裝配圖拆畫零件圖時，配圖拆畫零件圖時，確定每個零件的尺寸公確定每個零件的尺寸公差和偏差差和偏差 2、確定用什么方法來保證裝配精度、確定用什么方法來保證裝配精度 重點：裝配尺寸鏈的解算與應用重點：裝配尺寸鏈的解算與應用車床尾座部車床尾座部件：要保證件：要保證裝配間隙裝配間隙A0，標注零件尺標注零件尺寸公差和偏寸公差和偏差差A1A2A3B1B2C1C2上學期設計的多軸鉆床上學期設計的多軸鉆床裝配尺寸鏈的裝配尺寸鏈的基本概念及其特征基本概念及其特征機器裝配過程中

4、，由相關零件的尺寸或相互機器裝配過程中，由相關零件的尺寸或相互位置關系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈位置關系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的特點裝配尺寸鏈的特點封閉環是裝配時封閉環是裝配時要保證的裝配精要保證的裝配精度或技術要求度或技術要求各組成環分別屬于各組成環分別屬于不同的零件或部件不同的零件或部件裝配尺寸鏈的建立裝配尺寸鏈的建立1）看圖：看清裝配關系，找到各零件的裝）看圖：看清裝配關系，找到各零件的裝配基準配基準2）明確裝配要求）明確裝配要求封閉環封閉環遵守最短路線原則：遵守最短路線原則：組成環數等于相關零件數，即組成環數等于相關零件數，即一件一環一件一環3）查找組成環：從封閉

5、環起）查找組成環：從封閉環起一件一環原則一件一環原則（b錯）錯）精度低時適當簡化精度低時適當簡化精度高時考慮配合間隙和形位公差精度高時考慮配合間隙和形位公差。最短路線原則最短路線原則機械制造基礎機械制造基礎第第12章章 在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。精度要求的裝配方法。實質實質 其實質是用控制零件加工誤差來其實質是用控制零件加工誤差來保證裝配精度。保證裝配精度。1、互換法、互換法 根據零件的互換程度不同，互換法又可分為完全互根據零件的互換程度不同，互換法又可分為完全互換法和不完全互換法換法和不完全互換法 合格的零件在進入裝配時，不經

6、任何選擇、合格的零件在進入裝配時，不經任何選擇、調整和修配就可以使裝配對象全部達到裝配精調整和修配就可以使裝配對象全部達到裝配精度的裝配方法，稱之為完全互換法。度的裝配方法，稱之為完全互換法。定義定義方法方法 其方法是各有關零件公差之和應小于或其方法是各有關零件公差之和應小于或等于裝配公差。等于裝配公差。（1） 完全互換法完全互換法110niiATAT用極值法解尺寸鏈用極值法解尺寸鏈與解算工藝尺寸鏈的與解算工藝尺寸鏈的計算公式相同計算公式相同 計算封閉環的基本尺寸，定出其上下偏差計算封閉環的基本尺寸，定出其上下偏差 計算各組成環的平均公差計算各組成環的平均公差 選協調環，分配公差，確定偏差選協

7、調環，分配公差，確定偏差 計算協調環的上、下偏差計算協調環的上、下偏差計算步驟計算步驟解：解：1、完全互換法、完全互換法 畫出裝配尺寸鏈圖畫出裝配尺寸鏈圖, ,其中其中 A1 A2為增環，為增環，A3、A4 A5為為 減環，減環，A0為封閉環。為封閉環。 例：例：齒輪箱部件中，要求裝配后的軸向間隙齒輪箱部件中，要求裝配后的軸向間隙 0.20.7mm 。有關零件基本尺寸是：有關零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140，A5=5。分別按極值法和概率法確定各組成環零件尺寸的。分別按極值法和概率法確定各組成環零件尺寸的公差及上下偏差。公差及上下偏差。A0=(A1+A2)-(A3

8、+A4+A5) =150-150=05 . 02 . 07 . 0007 . 02 . 00TA特點特點應用應用特點：裝配工作簡單，生產率高，有利于組成特點：裝配工作簡單，生產率高，有利于組成流水生產、協作生產，同時也有利于維修和配流水生產、協作生產，同時也有利于維修和配件制造，生產成本低件制造，生產成本低。 但當裝配精度要求較高，組成環較多時，但當裝配精度要求較高，組成環較多時，零件難以按經濟精度制造。零件難以按經濟精度制造。用于少環尺寸鏈或精度不高的多環尺寸鏈中。用于少環尺寸鏈或精度不高的多環尺寸鏈中。適用于任何生產類型。適用于任何生產類型。 （2）大數互換法（）大數互換法（ 不完全互換法

9、）不完全互換法）指機器或部件的所有合格零件，在裝配時無須指機器或部件的所有合格零件，在裝配時無須選擇、修配或改變其大小或位置，裝入后即能選擇、修配或改變其大小或位置，裝入后即能使絕大多數裝配對象達到裝配精度的裝配方法使絕大多數裝配對象達到裝配精度的裝配方法。定義定義實質實質方法方法其實質是零件按經濟精度制造，公差適當放大，其實質是零件按經濟精度制造，公差適當放大，零件加工容易，但會使少數產品裝配精度達不零件加工容易，但會使少數產品裝配精度達不到要求，但這是小概率事情，總體經濟可行。到要求，但這是小概率事情，總體經濟可行。各有關零件公差平方之和應小于或等于裝配公各有關零件公差平方之和應小于或等于

10、裝配公差的平方。差的平方。1120niiATAT)(110ATnnTav用概率法解尺寸鏈用概率法解尺寸鏈 ： 設各環尺寸正態分布，尺寸分布中心與公差帶中心重合。設各環尺寸正態分布，尺寸分布中心與公差帶中心重合。 確定各組成環尺寸公差及偏差確定各組成環尺寸公差及偏差 i =1=1， k i =1=1 各組成環平均公差各組成環平均公差 0.2250.51osAavs,mTT按加工難易，調整各組成環公差按加工難易，調整各組成環公差：T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入體原則分配公差，按入體原則分配公差 確定協調環公差及上下偏差確定協調環公差及上下偏差 0.52= 0.42+

11、0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中間偏差中間偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166 核算封閉環的極限偏差核算封閉環的極限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封閉環極限偏差，得：求封閉環極限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0T0/2=0.20 由以上兩種方法的解算結果看出由以上兩

12、種方法的解算結果看出: : 概率法算得的各組成環公差比極值法約擴大了一倍但必須概率法算得的各組成環公差比極值法約擴大了一倍但必須是大批量生產才行。是大批量生產才行。 特點特點應用應用特點：擴大了組成環的制造公差，零件制造成特點：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。本低，裝配過程簡單，生產效率高。 但會有少數產品達不到規定的裝配精度要但會有少數產品達不到規定的裝配精度要求，要采取另外的返修措施。求，要采取另外的返修措施。用于大批大量生產中裝配精度要求高、組成用于大批大量生產中裝配精度要求高、組成環較多的尺寸鏈中。環較多的尺寸鏈中。 2. 選配法選配法（1）直接選配法

13、）直接選配法（2）分組選配法）分組選配法（3）復合選配法）復合選配法將配合零件按經濟將配合零件按經濟精度制造，然后，精度制造，然后，選擇合適的零件進選擇合適的零件進行裝配，以保證裝行裝配，以保證裝配精度的一種方法。配精度的一種方法。 裝配工人從許多待裝配的零件中，憑經裝配工人從許多待裝配的零件中，憑經驗挑選合格的零件通過試湊進行裝配的方法。驗挑選合格的零件通過試湊進行裝配的方法。優點：簡單，不需要將零件分組，但挑選零優點：簡單，不需要將零件分組，但挑選零件時間長，勞動量大，裝配質量取決于工人件時間長，勞動量大，裝配質量取決于工人的技術水平，不宜用于節拍要求較嚴的大批的技術水平，不宜用于節拍要求

14、較嚴的大批大量生產。這種裝配方法沒有互換性。大量生產。這種裝配方法沒有互換性。（1）直接選配法）直接選配法（2）分組選配法）分組選配法 可將組成環公差增大若干倍（一般為可將組成環公差增大若干倍（一般為2倍），使組成環零件可以按經濟精度進行加倍），使組成環零件可以按經濟精度進行加工，然后再將各組成環按實際尺寸大小分為若工，然后再將各組成環按實際尺寸大小分為若干組，各對應組進行裝配，同組零件具有互換干組，各對應組進行裝配，同組零件具有互換性，并保證全部裝配對象達到規定的裝配精度，性，并保證全部裝配對象達到規定的裝配精度，這就是分組法。這就是分組法。定義定義實質實質 其實質是零件按經濟精度制造，公差

15、適當其實質是零件按經濟精度制造，公差適當放大，零件加工容易，按實際尺寸測量分組，放大，零件加工容易，按實際尺寸測量分組，對應組完全互換裝配，達到裝配精度要求。對應組完全互換裝配，達到裝配精度要求。右圖所示為發動機活塞、活塞右圖所示為發動機活塞、活塞銷和連桿的組裝簡圖，其中活銷和連桿的組裝簡圖，其中活塞銷與活塞銷孔為過盈配合，塞銷與活塞銷孔為過盈配合，活塞銷與連桿小頭孔為間隙配活塞銷與連桿小頭孔為間隙配合。合。 根據裝配技術要求，活塞根據裝配技術要求，活塞銷孔直徑銷孔直徑D與活塞銷直徑與活塞銷直徑d在冷在冷態裝配時，應有態裝配時，應有0.00250.0075mm的過盈量。的過盈量。分組選配法計算

16、分組選配法計算從公差與配合的知識可知：從公差與配合的知識可知：Ymin=ESD-eid=-0.0025mmYmax=EID-esd=-0.0075mmYmin-Ymax=T0= TD+Td=0.005mm采用完全互換法裝配采用完全互換法裝配 銷與銷孔的平均公差：銷與銷孔的平均公差：TD=Td=0.0025mm一軸配兩孔，一軸配兩孔，先定軸：先定軸： 設銷直徑為設銷直徑為 計算計算銷孔直徑為銷孔直徑為 0100.00125.0250150.00175.025 采用分組裝配法采用分組裝配法將它們的公差都按同方向放大四倍，將它們的公差都按同方向放大四倍，（下偏差不動，上偏差上移）得（下偏差不動，上偏

17、差上移）得 d= ， D= 。按尺寸大小分成四組，列表，工件按組按尺寸大小分成四組，列表，工件按組涂上不同顏色便于分組裝配。涂上不同顏色便于分組裝配。 0025.00125.0250075.00175.025 圖示為活塞銷與活塞銷孔的裝配，直徑為28mm，過盈量為0.00250.0075mm 1)配合件公差應當相等；公差要向同方向增大；增大的配合件公差應當相等；公差要向同方向增大；增大的倍數要等于分組數。倍數要等于分組數。 2）要保證分組后各組的配合精度和配合性質符合原設）要保證分組后各組的配合精度和配合性質符合原設計要求，原規定的形位公差和表面粗糙度值不能隨公差增大計要求，原規定的形位公差和

18、表面粗糙度值不能隨公差增大而增大。而增大。 3) 為保證對應組內相配件數量的配套，相配件的尺寸分為保證對應組內相配件數量的配套，相配件的尺寸分布應相同。布應相同。不配套的零件聚集至一定數量時，專門加工一批不配套的零件聚集至一定數量時，專門加工一批零件與之配套。零件與之配套。 4) 分組數不宜太多。分組數不宜太多。 分組法只適用于封閉環精度要求很分組法只適用于封閉環精度要求很高的少環尺寸鏈，一般相關零件只有高的少環尺寸鏈，一般相關零件只有23個。個。應用分組裝配法必須注意以下幾點應用分組裝配法必須注意以下幾點特點特點應用應用特點：擴大了組成環的制造公差，零件制造不特點：擴大了組成環的制造公差，零

19、件制造不高，但可獲得高的裝配精度。高，但可獲得高的裝配精度。 但增加了零件測量、分組、存儲、運輸的但增加了零件測量、分組、存儲、運輸的工作量。工作量。 用于大批大量生產中用于大批大量生產中裝配精度要求高、裝配精度要求高、組成環數少組成環數少的裝配尺寸鏈中。的裝配尺寸鏈中。 將上述兩種方法的綜合，即將零件預先將上述兩種方法的綜合，即將零件預先測量分組，裝配時再在各對應組內憑工測量分組，裝配時再在各對應組內憑工人經驗直接選配。人經驗直接選配。特點：配合件公差可以不等，裝配質量特點：配合件公差可以不等，裝配質量高，且裝配速度較快，能滿足一定的生高，且裝配速度較快，能滿足一定的生產節拍要求。產節拍要求

20、。（3）復合選配法）復合選配法3. 修配法修配法各組成環均按經濟精度制造各組成環均按經濟精度制造，而對其中某一環而對其中某一環（稱補償環或修配環）預留一定的修配量，在（稱補償環或修配環）預留一定的修配量，在裝配時用鉗工或機械加工的方法將修配量去除，裝配時用鉗工或機械加工的方法將修配量去除，使裝配對象達到設計所要求的裝配精度。使裝配對象達到設計所要求的裝配精度。定義定義實質實質其實質是其實質是裝配時去除補償環的部分材料以改變裝配時去除補償環的部分材料以改變其實際尺寸，使封閉環達到其公差與極限偏差其實際尺寸，使封閉環達到其公差與極限偏差要求的裝配方法。要求的裝配方法。特點特點應用應用特點：組成環可

21、按經濟精度制造，但可獲得高特點：組成環可按經濟精度制造，但可獲得高的裝配精度。的裝配精度。 但增加了修配工作但增加了修配工作,生產效率低生產效率低,對裝配工對裝配工人技術要求高。人技術要求高。用于產品結構比較復雜、尺寸鏈環數較多、用于產品結構比較復雜、尺寸鏈環數較多、產品精度要求高的單件小批生產的場合。產品精度要求高的單件小批生產的場合。（1）單件修配法）單件修配法（2）合并加工修配法）合并加工修配法（3） 自身加工修配法自身加工修配法修配方法修配方法應用單件修配法必須注意以下幾點應用單件修配法必須注意以下幾點修配環修配環的選擇的選擇（1）易于修配、便于裝卸易于修配、便于裝卸（2）盡量不選公共

22、環為修盡量不選公共環為修配環配環單件修配法解算步驟單件修配法解算步驟 （1）建立裝配尺寸鏈）建立裝配尺寸鏈 （2）選擇修配環：）選擇修配環： 原則：原則：便于拆裝、易于修配；便于拆裝、易于修配；不是公共環。不是公共環。 （3）確定其他組成環尺寸的公差和偏差）確定其他組成環尺寸的公差和偏差 （4）驗算最大修配量）驗算最大修配量Fmax=T0-T0不可過大不可過大 （5）計算修配環尺寸的上下偏差）計算修配環尺寸的上下偏差 要點：確保有修配余量要點：確保有修配余量,只有只有1個偏差可以個偏差可以用極值法的公式：用極值法的公式：原則原則另一個偏差用加上或減去公差的辦法計算另一個偏差用加上或減去公差的辦

23、法計算 右圖是右圖是CA6140臥室車床主軸局臥室車床主軸局部的裝配簡圖部的裝配簡圖 要求要求A0=0.10.35mm,已知已知各組成環的基本尺寸為各組成環的基本尺寸為A1=43mm,A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4為標準尺寸為標準尺寸,試按試按修配法求出各組成環的公差及上、修配法求出各組成環的公差及上、下偏差。下偏差。A1A4A5A3A0A2005. 04、調整法、調整法組成環按經濟精度加工，組成環按經濟精度加工，采用調整的方法改變采用調整的方法改變某個組成環（稱補償環或調整環）的實際尺寸某個組成環（稱補償環或調整環）的實際尺寸或位置，使封閉環達到其公差和極限

24、偏差的要或位置，使封閉環達到其公差和極限偏差的要求求。定義定義實質實質其實質是其實質是裝配時調節調整件的相對位置，或選裝配時調節調整件的相對位置，或選用合適的調整件，使封閉環達到其公差與極限用合適的調整件，使封閉環達到其公差與極限偏差要求的裝配方法。偏差要求的裝配方法。調整法有三種方法：調整法有三種方法：可動調整法可動調整法選定某個零件為調整環，選定某個零件為調整環，根據封閉環的精度要求，根據封閉環的精度要求，采用改變調整環的位置，采用改變調整環的位置，即移動、旋轉或移動旋轉即移動、旋轉或移動旋轉同時進行，以達到裝配精同時進行，以達到裝配精度的方法。度的方法。 需要計算調整環的各檔尺寸及其偏差

25、需要計算調整環的各檔尺寸及其偏差固定調整法固定調整法選擇一個組成環作調整環，選擇一個組成環作調整環，作為調整環的零件是按一作為調整環的零件是按一定尺寸間隔制成的一組零定尺寸間隔制成的一組零件，裝配時根據封閉環超件，裝配時根據封閉環超差的大小，從中選出某一差的大小，從中選出某一尺寸等級適當的零件來進尺寸等級適當的零件來進行補償，從而保證規定的行補償，從而保證規定的裝配精度。通常使用的調裝配精度。通常使用的調整環有墊圈、墊片、軸套整環有墊圈、墊片、軸套等。等。1、建立尺寸鏈、建立尺寸鏈2、選擇調整環：選、選擇調整環：選A53、確定組成環公差、偏差、確定組成環公差、偏差4、確定調整范圍、確定調整范圍s=T1+T2+T3+T45、確定分組數、確定分組數i 分組間隔分組間隔=T0-T5 i=s/，取整，取整6、計算調整環、計算調整環A5的尺寸系列的尺寸系列 要求要求A0=0.050.2mm,已知各組已知各組成環的基本尺寸為成環的基本尺寸為A1=115mm,A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5 mm,A5=9mm,試按固定調整法求出試按固定調整法求出各組成環的公差及上