【正文】 2/7/2022 1 機械制造工藝學（第 3版） 鄭修本 機械工業(yè)出版社 第五章 裝配工藝規(guī)程制訂 主講教師：何俊 2 裝配和裝配精度 裝配尺寸鏈 保證裝配精度的方法 裝配組織形式和生產(chǎn)綱領(lǐng) 裝配工藝規(guī)程的制訂 … 本章內(nèi)容提要 3 本章學習目的 ?能從保證產(chǎn)品質(zhì)量要求出發(fā)，分析裝配工藝和機械加工工藝的關(guān)系 ?培養(yǎng)主管產(chǎn)品工藝的初步能力 ?能制訂一般產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)程 4 裝配的概念 ?按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件和部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程 (部裝、總裝 ) ?裝配不僅是零部件的配合和連接過程，還包括調(diào)整、檢驗、試驗、油漆和包裝等工作 ?裝配工藝過程是機器生產(chǎn)的最終檢驗環(huán)節(jié) 5 裝配的概念 ?機器是由零件裝配而成的， 零件 是機器的最小制造單元。 ?為了有效地組織裝配工作進行，一般將機器劃分為若干可以獨立開展裝配工作的部分，稱之為 裝配單元 。 ?機器裝配單元主要有合件、組件、部件和機器等。 ?合件： 是由若干零件固定連接 (鉚或焊 )而成，或連接后再經(jīng)加工而成，如裝配式齒輪，發(fā)動機連桿小頭孔壓入襯套后再鏜孔。合件也被稱為套件。 6 裝配的概念 ?組件： 是指一個或幾個合件與零件的組合，沒有顯著完整的作用。如主軸箱中軸與其上的齒輪、套、墊片、鏈和軸承的組合體。 7 ?部件： 是若干組件、合件及零件的組合體，部件在機器中具有完整的功能與用途。例如汽車的發(fā)動機、變速箱；車床主軸箱和溜板箱等。 裝配的概念 8 裝配的概念 9 研究加工精度的方法 ?機器是由零件、合件、組件和部件等組成。 ?機器裝配一般過程： 零件預(yù)先裝成合件、組件和部件，然后進一步裝配成機器。 ?合件裝配 是在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件形成一個最小裝配單元的裝配過程。 ?組件裝配 是在一個基準零件上裝上若干個合件及零件構(gòu)成組件裝配單元的裝配過程，簡稱為組裝。 ?部件裝配 是在一個基準零件上裝上若干個組件、合件和零件構(gòu)成部件裝配單元的裝配過程。 ?總裝配 是在一個基準件上安裝若干個部件、組件、合件和零件，最終組成一臺機器的裝配過程。總裝配簡稱總裝。 10 裝配精度 ?零部件間的配合精度和接觸精度： 配合精度指配合面間達到規(guī)定的間隙或過盈的要求；接觸精度指配合表面、接觸表面和連接表面達到規(guī)定的接觸面積大小與接觸點分布的情況。 ?零部件之間的位置尺寸精度和 位置精度 ： 位置尺寸精度是指零部件間的距離精度。位置精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動 。 ?零部件間的相對運動精度： 指有相對運動的零部件間在運動方向和運動位置上的精度。運動方向上的精度包括零件間相對運動時的直線度、平行度和垂直度。 跳轉(zhuǎn) 11 活塞 連桿 缸體 曲軸 3?0?1?2?裝配精度 返回 12 影響裝配精度的因素 ?一般情況下，裝配精度是由有關(guān)組成零件的加工精度來保證的，這些零件的加工誤差的累積將影響裝配精度。 ?在加工條件允許時，可以合理地規(guī)定有關(guān)零部件的制造精度，使它們的累積誤差仍不超出裝配精度所規(guī)定的范圍，從而簡化裝配過程，這對于大批量生產(chǎn)過程是十分必要的。 ?如果機器的裝配精度是由一個零件的精度來控制與保證，則稱這種情況是 “ 單件自保 ” 。受相應(yīng)零件精度（特別是關(guān)鍵零件精度）的影響，如車床尾座移動相對溜板移動的平行度要求，主要取決于溜板用導軌與尾座用導軌之間的平行度，如下圖所示。 13 影響裝配精度的因素 ? 對于某些裝配精度要求高的裝配單元，特別是裝配單元包含零件較多時，如果裝配精度完全由有關(guān)零件的加工精度來直接保證，則對各零件的加工精度要求很高，這樣會造成加工困難，其至無法加工。 ? 遇到這種情況，常按經(jīng)濟加工精度來確定大部分零件的精度要求，使之易于加工，而在裝配階段采用一定的裝配工藝措施（如修配、調(diào)整、選配等）來保證裝配精度。 修配底板 14 B 3 B 1 B 0 B 2 A 2 A 3 A 1 A 0 車床裝配的尺寸 影響裝配精度的因素 15 裝配尺寸鏈 ?建立裝配尺寸鏈的目的： 機械的裝配精度由相關(guān)零件的加工精度和合理的裝配方法共同保證 。為了查找哪些零件對裝配精度有影響，進而選擇合理的裝配方法和確定零件的加工精度 。 ?概念： 全部組成環(huán)為不同零件設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。 ?建立裝配尺寸鏈： 查找哪些相關(guān)零件的設(shè)計尺寸對某裝配精度有影響 ?解裝配尺寸鏈 ：選擇合理的裝配方法和確定相關(guān)零件設(shè)計尺寸的加工精度 16 建立裝配尺寸鏈的方法與步驟 ?建立裝配尺寸鏈在完整的裝配圖或示意圖上進行。裝配精度和相關(guān)零件精度之間的關(guān)系構(gòu)成裝配尺寸鏈。 ?確定封閉環(huán)（最后形成的）：通常為裝配精度。 裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是有關(guān)零、部件裝配后形成的，具有裝配精度要求或裝配技術(shù)要求的尺寸，一般為某一個配合間隙量或配合過盈量。 17 建立裝配尺寸鏈的方法與步驟 ? 查找組成環(huán)： 所謂組成環(huán)是指對裝配精度有影響的 相關(guān)零件上的相關(guān)（設(shè)計）尺寸 。 ? 建立裝配尺寸鏈就是根據(jù)封閉環(huán)，查找組成環(huán)，并畫出尺寸鏈圖 ? 在查找裝配尺寸鏈組成環(huán)時，遵循 最短路線原則 。 ? 最短路線原則： 要求每個裝配相關(guān)的零、部件只應(yīng)有一個尺寸作為組成環(huán)列入裝配尺寸鏈，即將連接兩個裝配基準面間的位置尺寸直接標注在零件圖上。這樣，組成環(huán)的數(shù)目就等于有關(guān)零、部件的數(shù)目，即 “ 一件一環(huán) ” ，此時裝配尺寸鏈環(huán)數(shù)最少。 ? 畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質(zhì)。 右圖所示的 鏈輪裝配圖結(jié)構(gòu)，裝配精度要求控制軸向裝配間隙 A0。與軸向裝配間隙 A0直接相關(guān)的零件尺寸有 AA A A4和 A5。 所以組成環(huán)為 A A A A4和 A5。 18 建立裝配尺寸鏈的方法和步驟 ?如圖示，裝配精度是軸和孔的配合精度 —— 間隙 A0（封閉環(huán)）。 ?組成環(huán)： A A1 19 建立長度尺寸鏈實例 例 1 如圖所示為某減速器的齒輪軸組件裝配示意圖。齒輪軸 1在兩個滑動軸承 2和 5中轉(zhuǎn)動，兩軸承又分別壓入左箱體 3和右箱體 4的孔內(nèi)，裝配要求是齒輪軸臺肩和軸承端面間的軸向間隙為 ～ ，試建立軸向間隙為裝配精度的尺寸鏈 解 1. 確定封閉環(huán) 封閉環(huán) ：裝配精度 A0=～ 2. 查找組成環(huán) （ 1）查找相關(guān)零件 方法： 從封閉環(huán)兩端所依的零件出發(fā)， 20 建立長度尺寸鏈實例 以零件的裝配基準為聯(lián)系 逐個找到基 準件，最后由基準件把兩端封閉，其 間經(jīng)過的 所有零件都是相關(guān)零件。 相關(guān)零件： 齒輪軸 左滑動軸承 左箱體 右箱體 右滑動軸承 5 （ 2）確定相關(guān)零件上的相關(guān)尺寸 原則： 尺寸鏈環(huán)數(shù)最少（一件一環(huán)） 理想方案： 每個相關(guān)零件上僅有一個尺 寸作為相關(guān)尺寸，即 相關(guān)零件上裝配基 準間的尺寸作為相關(guān)尺寸 。 相關(guān)尺寸 ： A A A A A5 （ 3）畫尺寸鏈圖并確定組成環(huán)性質(zhì) 增環(huán) ： A A4 減環(huán) ： A A A5 21 建立長度尺寸鏈實例 例 2 如圖所示為臥式車床床頭和尾座兩頂尖的等高度要求的裝配尺寸鏈。按規(guī)定：當最大工件回轉(zhuǎn)直徑為 800mmDa1250mm時， 等高度等于 0～ （只許尾座高）。試確定其裝配尺寸鏈。 解 1. 確定封閉環(huán) 封閉環(huán) ：裝配精度 A0=0～ （只許尾座高） 22 建立長度尺寸鏈實例 （ 1）查找相關(guān)零件 方法 ： 同前。 注意 ： 在上圖中，影響 A0的相關(guān)件中底板 3和床身 4是相關(guān)零件，而主軸箱 1和尾座 2不是相關(guān)零件而是相關(guān)部件。 注意： 用部件或組件代替多個相關(guān)零件有利于減少尺寸鏈環(huán)數(shù)。 2. 查找組成環(huán) 23 建立長度尺寸鏈實例 說明 ：若要進一步 查找相關(guān)部件中的 相關(guān)零件，需要完 整的部件裝配示意 圖，如右圖。 相關(guān)零件 ： 前頂尖、主軸、軸承內(nèi)環(huán)、滾柱、軸承外環(huán)、主軸箱體、 床身、尾座底板、尾座體、尾座套筒、后頂尖。 （ 2）確定相關(guān)零件上的相關(guān)尺寸 說明 1：本裝配尺寸鏈中的各相關(guān)零件的裝配基準大多是圓柱面 (孔和軸 )和平面，因而裝配基準之間的關(guān)系大多 是軸線 24 建立長度尺寸鏈實例 間位置尺寸和形位公差 (同軸度、平行度、平面度 )以及軸和孔的間隙配合所引起的軸線偏移量。 說明 2：本例中，由于前后頂尖和兩錐孔都是過盈配合，故它們的軸線偏移量為 0，因此，可把主軸錐孔的軸線和尾座套筒的軸線作為前、后頂尖的軸線。同理，主軸軸承的外環(huán)和主軸箱體的孔也是過盈配合，故主軸軸承外環(huán)的外圓軸線和主軸箱體孔的軸線重合。 25 建立長度尺寸鏈實例 說明 3：考慮到前頂尖中心位置的確定是取其跳動量的平均值，即主軸回轉(zhuǎn)軸線的平均位置，它就是軸承外環(huán)內(nèi)滾道的軸線位置。因此，前頂尖前后錐的同軸度、主軸錐孔對主軸頸的同軸度、軸承內(nèi)環(huán)孔和內(nèi)環(huán)外滾道的同軸度以及滾柱的不均勻性等，都可不計入裝配尺寸鏈中。 26 建立長度尺寸鏈實例 A2—— 尾座底板厚度 A3—— 尾座體孔軸線至底面的尺寸 e1—— 主軸軸承外環(huán)內(nèi)滾道 (或主軸前錐孔 )軸線與外環(huán)外圓 (即主軸箱體的軸承孔 ) 軸線的同軸度 e2—— 尾座套筒錐孔軸線與其外圓軸線的同軸度 e3—— 尾座套筒與尾座體孔間隙配合所引起的軸線偏移量 e4—— 床身上安裝主軸箱體和安裝尾座底板的平導軌面之間的平面度 A1—— 主軸箱體的軸承孔 軸線至底面的尺寸 27 形位公差環(huán)和配合間隙環(huán)的特點 ?形位公差環(huán)的特點： ? 形位公差環(huán)可看作基本尺寸為 0的尺寸環(huán)； ? 上、下偏差對稱分布的形位公差環(huán) (如同軸度、對稱度 )，可以不必判定其增、減性，任意假定均可。 ? 若上、下偏差雖是對稱分布，而實際上是只允許單向偏差的環(huán)，則必須判定其是增環(huán)還是減環(huán)，并限制其出現(xiàn)另一方向的偏差。具體判定方法見角度尺寸鏈。 ?配合間隙環(huán)的特點： ? 配合間隙環(huán)指間隙配合時，因軸比孔小，引起軸的軸線和孔的軸線的偏移量。 ? 由于軸和孔的基本尺寸相同，所以配合間隙環(huán)的基本尺寸也為零。 ? 判別配合間隙環(huán)性質(zhì)的方法取決于作用力（如重力）的方向，按實際偏移方向畫出該環(huán)，再按一般長度尺寸環(huán)的判別方法確定其性質(zhì)。 28 形位公差環(huán)和配合間隙環(huán)的特點 減環(huán) 29 形位公差環(huán)和配合間隙環(huán)的特點 ?配合間隙環(huán)的特點： ? 判別配合間隙環(huán)性質(zhì)時，若實際偏移方向是對稱分布 (如軸線垂直安裝 )，軸線可在孔內(nèi)向任意方向偏移，則該配合間隙環(huán)的上偏差為 +emax，下偏差為 emax。此時，同形位公差上、下偏差對稱分布的環(huán)一樣，可以不必判別配合間隙環(huán)的性質(zhì)，任意假定均可。 ? 實際上，配合間隙環(huán)本身就是軸和孔的直徑組成的封閉環(huán)。該封閉環(huán)通過使軸線產(chǎn)生偏移又成為另一裝配尺寸鏈的組成環(huán)。兩尺寸鏈通過封閉環(huán)聯(lián)系起來。 30 查找組成環(huán)的原則 ? 封閉原則： 組成環(huán)由封閉環(huán)兩端為起點開始查找，一直查到基準件后形成封閉的尺寸組為止。 ? 環(huán)數(shù)最少原則： 以零件的裝配基準為聯(lián)系查相關(guān)零件，再以相關(guān)零件上裝配基準間的尺寸 (或聯(lián)系 )為相關(guān)尺寸，該相關(guān)零件上的相關(guān)尺寸作為組成環(huán)就能滿足環(huán)數(shù)最少原則。在加工或裝配過程中采取一定措施后，也可用組件或部件的相關(guān)尺寸替代若干個相關(guān)零件的相關(guān)尺