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1、教师：孙敏,开封大学机电工程学院,机械装配工艺设计,1.装配概念,装配工艺,一、装配的概念及装配内容,机械装配工艺设计,2.装配工作的基本内容,清洗,联接,机器制造装配过程,工艺路线,BOM,项目,市场,制造,下达制造,设计工程,装配车间,用户,客户服务,校正、调整与配作,平衡,验收试验,二、装配精度与零件精度,装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且影响它们的使用寿命。装配精度主要包括：各部件的相互位置精度（轴向间隙；顶尖等高度；径跳）各运动部件间的相对运动精度（溜板移动直线度；主轴刀架间运动精度）配合表面间的配合精度和接触质量（H7/n6;锥体接触精度）,1. 机器和部件是由许多零件装配
2、而成的，所以，零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。如车床床身导轨主轴轴承,2. 当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。如修车床尾座底板,1.装配精度内容,2.装配精度与零件精度间的关系,三、装配尺寸链的建立,1.装配尺寸链的查找方法,首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找线索，分别找出影响装配精度要求的零件（组成环），直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。（举例）,2.查找装配尺寸链应注意的问题,1. 装配尺寸链应进行必要的简化（举例）,2. 应遵循最短路线原则；,3.
3、装配尺寸链的方向性。,图 11-2 装配尺寸链举例,A1轴 A2垫片A3齿轮 A4定位弹性挡圈 A5垫片 A0轴向间隙封闭环,图例 卧式车床床头和尾座两顶尖的等高度要求,图例 车床主轴与尾座中心线等高装配尺寸链,四、保证装配精度的装配方法,常用装配方法,互换法选配法修配法调整法,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,（一）互换装配法,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,定义,方法,1. 完全互换法,各组成环的平均极值公差公式,解尺寸链公差法的原则,2 .标准件尺寸：定值3 .公共环：按要求严的先行确定，对其他链视为定值4.按照经验加工难易程
4、度分配组成环的公差：难加工取大些，易加工取小些5 .确定极限偏差时按入体原则：轴取最大尺寸为基本尺寸(只小不大)，孔取最小尺寸为基本尺寸(只大不小)中心距双向对称标注。6 . 协调环：取一个便于制造，测量的组成环作为协调环，用于协调其他组成环使满足封闭环的公差要求协调环的基本尺寸上下偏差是算出来的，用平均极值公差公式计算。,1.先计算各组成环的平均极值公差,1.封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和,2.封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和,极值解法：这种方法又叫极大极小值解法。,3.封闭环的下偏差等于所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和,4
5、.封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和,5.封闭环的最小极限尺寸等于所有增环最小极限尺寸之和减去所有减环最大极限尺寸之和,6.封闭环的公差等于组成环公差之和,特点,应用,例111（图112）所示为车床主轴部件的局部装配图，要求装配后保证轴向间隙A00.10.35mm。已知各组成环的基本尺寸为：A1=43mm，A2=5mm，A3=30mm，,A5=5mm，A4为标准件的尺寸，试按极值法求出各组成环的公差及上、下偏差。,解： （1）建立装配尺寸链，其中，,减环：A2，A3，A4，A5,增环：A1,（2）确定各组成环的公差，组成环的平均极限公差为：,根据实际情
6、况确定：T(A1)= T(A3) 0.06mm， T(A2)= T(A5) 0.045mm，A4为标准件，即T(A4)0.04mm。,以A3作为协调环，其它各组成环按入体原则标注上、下偏差，即：,计算协调环A3的上、下偏差：,ES（A3）= 0+0+0-0.10=-0.1mm,A0=0,+0.35,+0.10,EI（A3）= 0.06+0.045+0.045+0.04-0.35=-0.16mm,2. 不完全互换法,定义,实质,方法,概率解法：,置信水平99.73%,特点,应用,1.封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和,4. 组成环平均统计公差等于封闭环的公差的关系表
7、达式：,2.封闭环的平均尺寸等于所有增环平均尺寸之和减去所有减环平均尺寸之和,3.封闭环的平均偏差等于所有增环平均偏差之和减去所有减环平均偏差之和,例112 已知条件与例111相同，试用不完全互换法确定各组成环的公差及其上、下偏差。,解：装配尺寸链与前相同,组成环的平均公差Tav为,以Tav作参考，根据实际情况确定T(A1)= 0.15mm， T(A2)= T(A5) 0.10mm，A4为标准件，即T(A4)0.04mm。选A3为协调环，其公差T（A3）可从下式算出。,确定各组成环的上、下偏差。除协调环A3以外，其它组成环均按入体原则标注，即：,计算协调环A3的上、下偏差：,根据公式,计算协调
8、环的中间偏差3,0.2250.075（0.05+30.020.05）,30.03mm,A0=0,+0.35,+0.10,A0=0.2250.125,A1,A2,A0,A3,A2=57 螺母轴向尺寸,A1=60 尾座体轴向尺寸,A3=3 后盖轴向尺寸,求封闭环A0轴向间隙尺寸公差及上下偏差？,+0.2,0,0,-0.2,0,-0.1,解：封闭环的基本尺寸A0=A1-A2-A3=60-57-3=0,封闭环公差,（0.2）+（0.2）+（0.1） =0.3,2,2,2,封闭环平均偏差：E0M=EA1M-EA2M-EA3M=+0.1-(-0.1)-(-0.05)=+0.25,封闭环上下偏差：ES0=E
9、0M+(1/2)T0=+0.25+0.3/2=+0.40 EI0=E0M-(1/2)T0=+0.25-0.3/2=+0.10,封闭环尺寸A0=0,+0.40,+0.10,A1,A2,A0,A3,A1=40 为左箱体轴向尺寸,A0=60 为轴向间隙,求封闭环组成环尺寸公差及上下偏差？,+0.12,0,A1=20 为右箱体轴向尺寸,A3=59.5 为齿轮轴向尺寸,4,0.12,=0.07,A0=A1+A2-A3=40+20-59.5=0.5,A3协调环,TA1=0.075； TA2=0.07；,T0-TA1-TA2,（0.12）-（0.075）-（0.07） =0.62,2,2,2,2,2,2,入
10、体标注A1=40 =40.0375 0.0375,A2=20 =20.035 0.035 A0=0.560.06,+0.075,0,+0.070,0,A3=A3M （1/2）TA3 =59.5125 0.031,A3M=A1M+A2M-A0M=40.0375+20.035-0.56=59.5125,封闭环平均尺寸公式计算,3. 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。,（1）直接选配法,如活塞和活塞环的装配要防止卡死,（2）分组选配法,定义,实质, +,0.1,+0.1,Ymax=0.2,Ymin=0,轴,装配精度为0.2mm,孔,0.05,+
11、0.05,Ymax=0.15,现装配精度为0.1mm,例：通过分组提高装配精度,Ymin=0.05, +,0.1,+0.1,+0.1,Ymax=0.2,Ymin=0,+0.2,轴,孔,轴、孔的制造公差为0.1,现轴、孔的制造公差为0.2,例：通过公差放大降低零件的加工精度,特点,应用,典型产品：活塞和活塞销、精密偶件、滚动轴承装配,（3）复合选配法,现以汽车发动机活塞、活塞销和连杆组装为例，对分组装配法进行分析。图11-5a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
12、.00250.0075mm的过盈量，即Ymin=Dmax-dmin=-0.0025mmYmax=Dmin-dmax=-0.0075mm从公差与配合的知识可知Ymin-Ymax=T0= Th+Ts=0.005mm,分组选配法应用举例,图115 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,若采用完全互换法装配，则销与销孔的平均极值公差仅为0.0025mm，设活塞销直径为 mm，销孔直径为 mm，显然加工是十分困难的。,现将它们的公差都按同方向放大四倍，放大后的d和D为：d= mm，D= mm。这样可采用高效率的无心磨和金刚镗分别加工活塞销外
13、圆和活塞销孔，然后用精密量仪进行测量，并按尺寸大小分成四组，涂上不同颜色便于分组装配，见表11-1。,将表11-1所示互配零件加工尺寸的公差带放大并分组后的情况用图11-5b表示。可见虽然互配零件的公差扩大了四倍，但只要用对应组的零件进行互配，其装配精度完全符合设计要求。,28,0,-0.0025,-0.0050,-0.0075,-0.010,-0.0125,-0.0150,-0.0050,-0.0075,-0.010,28,0,-0.0025,-0.0050,-0.0075,-0.010,-0.0125,-0.0150,-0.0175,-0.010,-0.0125,-0.0075,A1外沟尺
14、寸+5微米,A2内沟尺寸-5微米,A0径向游隙？,A3钢球尺寸-5*2微米,轴承装配尺寸链,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。剩余零件配不上怎么办？按定制偏差制造4)分组数不宜太多。分四组零件加工出来不合格怎么办？分组增加2倍； 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,三. 修配法,定义,实质,特点,应用,（1）单件修配法（2）
15、合并加工修配法（3） 自身加工修配法,修配方法,应用装配法必须注意以下几点,修配环选择,（1）易于修配、便于装卸（2）尽量不选公共环为修配环,（1）修A1越修越大（2）修配环 计算用A0max公式，算出修配环最小极限尺寸，加公差算出最大极限尺寸,（1）修A1越修越小（2）修配环 计算用A0min公式，算出修配环最小极限尺寸，加公差算出最大极限尺寸,4，封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和,5.封闭环的最小极限尺寸等于所有增环最小极限尺寸之和减去所有减环最大极限尺寸之和,修配环尺寸的确定,（1）修配环被修配时，尺寸“越修越小”。此时封闭环实际最小极限尺寸A0min 不能小于封闭环所允许的最小尺寸A0min。（2）修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越大”。此时封闭环实际最大极限尺寸A0max 不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max。（3）最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足够，又不能太大。,
