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1、第十二讲 装配方法和装配尺寸链计算,机械制造工程,浙江大学机械工程学系现代制造工程研究所,提纲,装配方法与装配尺寸链装配尺寸链解算装配技术,装配概念,装配是指按规定的技术要求，将零件、组件或部件等进行配合连接，使之成为半成品或成品的过程,装配精度与装配尺寸链,装配精度是指产品装配时应达到的最低精度，是确定零件加工精度、选择装配方法和制定装配工艺规程的主要依据零件是产品的基本组成部分，其加工精度与产品的装配精度密切相关为保证装配精度，需要用尺寸链方法来分析与计算,研究装配尺寸链的目的就是为了要保证装配精度的要求，通过研究装配精度与零件精度的关系，使机械的结构设计和制造工艺在一定的生产规模下，最经
2、济地最合理地保证质量,装配尺寸链,装配尺寸链是由相关零件、组件和部件中的相关尺寸所形成的封闭尺寸组合装配尺寸链与工艺尺寸链共同点：由一个封闭环、若干个组成环构成，组成环又可分为增环和减环；形式也有长度尺寸链、角度尺寸链、直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链等；不同点：工艺尺寸链的各环均属于同一个零件；而装配尺寸链的各环属于不同零件，而且一般地一个零件只有一个组成环；,装配尺寸链的构建,装配尺寸链的建立就是在装配图上，根据装配精度的要求，找出与该项精度有关的零件及相应的有关尺寸，并画出相应的尺寸链线图。与该项精度有关的零件称之为相关零件，其相应的有关尺寸，称之为相关尺寸。建立正确的装配尺寸链主要是
3、确定相关零件的相关尺寸,装配尺寸链表达的是产品或部（组）件装配尺寸间的关系，故其尺寸链中的任意两环都不是在同一零件（组件）的表面之间、轴心线之间的距离尺寸或相互位置关系,装配尺寸链的构建,封闭环判别：由其它零件来决定的尺寸是封闭环。一般封闭环是装配精度要求的项目。由于装配精度大多是两个零件之间的距离精度或形位精度，所以封闭环大多是两个零件之间的精度要求。装配尺寸链中的封闭环较易判断。组成环判别：判别组成环首先要找相关零件，其方法是从封闭环出发，按逆时针或顺时针寻找与封闭环有关系的零件。实际上可以沿着相邻零件来寻找。直至找到同一零件或同一基准面把两端封闭为止。画出尺寸链线图,装配尺寸链的构建,组
4、成环判别的原则和注意事项封闭性原则：尺寸链必须是封闭的环数最少原则：一个零件一般只能有一个组成环，如果一个零件上有两个以上的组成环，则应先解工艺尺寸链形位误差和间隙的处理：形位误差及配合间隙都可以看成基本尺寸为0的尺寸组成环一个零件上只有一个尺寸组成环，但同时可以有形位误差组成环形位误差及配合间隙可以合并到尺寸组成环中，以减少尺寸链的环数,增环减环的判断：对于形位误差组成环，由于其基本尺寸为0，增减环判断比较麻烦：同轴度：考虑封闭环的要求及保证封闭环的难易来决定其增减环，一般为减环等高度和平直度的考虑原则同上，一般也为减环配合间隙对封闭环的影响主要从部件受力或自然重力的情况来考虑，在有力的作用
5、下使封闭环尺寸变大者为增环，使封闭环尺寸变小者为减环,装配方法,在产品装配工作中，用什么装配方法来达到规定的装配精度，特别是以较低的零件精度、最小的装配工作量达到较高的装配精度，是装配工艺的核心问题利用尺寸链来达到装配精度的工艺方法有：互换法：完全互换法、大数互换法（不完全互换法）分组法修配法调整法,装配方法互换法,零件加工完毕经检验合格后，在装配时不经任何调整和修配就可以达到要求的装配精度，这种方法称为互换法互换法又可分为完全互换法和大数互换法,1. 完全互换法,所有零件都出现极值时，仍能保证装配精度即使当所有的增环零件都出现最大值、所有的减环零件出现最小值时，装配精度也应该合格；并且当所有
6、的增环零件都出现最小值、所有的减环零件出现最大值时，装配精度也应合格。所有零件都实现完全互换。求解方法：极值法计算类型：正面问题、反面问题,封闭环与组成环的公差,封闭环的公差等于所有组成环的公差之和采用等公差时，组成环的公差：装配容易，但当环数较多时零件精度要求较高。多用于精度不是太高的短环装配尺寸链,2. 不完全互换法,根据统计规律，装配时所有的零件同时出现极值的概率是很小的；而所有增环零件都出现最大值，所有的减环零件都出现最小值，所有的减环零件都出现最大值的概率就更小。因此可以舍弃这些情况，将组成环的公差适当加大，装配时有为数不多的组件、部件的装配精度不合格，留待以后再分别进行处理，这种装
7、配方法称为大数互换法。基本理论是统计法,大数互换法组成环的公差与完全互换法相比，零件公差增大可以扩大组成环的公差，并保证封闭环的精度，但有部分零部件要进行返修。,3. 分组法,当封闭环的精度要求很高，用完全互换法或大数互换法解装配尺寸链时，组成环的公差非常小，使加工十分困难而不经济分组法：将组成环公差增大若干倍（一般3 6倍），使组成环零件能按经济公差加工，然后再将各组成环按原公差大小分组，按相应组进行装配。,分组法的实质仍是互换法，按对应组互换，实现在封闭环公差不变的前提下扩大组成环的公差。增加测量、分组、配套及零件管理等工作。以能达到装配精度要求、同时使分组工作量最小为目标，如何对零件进行
8、合理分组优化问题相关零件均要测量；相关零件均要分组；相关零件之间存在配套关系,4. 修配法,在环数较多的尺寸链中，当封闭环的精度要求较高时，用互换法来装配，势必使组成环的公差很小，增加机械加工的难度并影响经济性采用修配法来装配，即将各组成环按经济公差制造，选定一个组成环为修配环，在装配时进行修改该环的尺寸来满足封闭环的精度要求修配法的实质是扩大组成环的公差，在装配时逐个修配来达到装配精度，不能互换。,独件修配法：选定某一固定的零件作为修配件，在装配过程中进行修配，以保证装配精度合并加工修配法：将两个或多个零件合并在一起进行修配，将所得尺寸作为一个组成环，从而减少组成环环数自身加工修配法：自已加
9、工自己的方法达到装配精度。,5. 调整法,修配法一般是在现场进行修配，限制了应用在大批量生产情况下，采用更换不同尺寸大小的某个组成环，或调整某个组成环的位置来达到封闭环的精度要求，称为调整法。调整法的实质也是扩大组成环的公差，即各组成环按经济公差制，并保证封闭环的精度,可动调整法：改变零件的位置来达到装配精度，如轴承间隙调整、丝杠螺母副间隙调整固定调整法：在尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调节环，该零件按一定的尺寸间隔级别制成，如垫片。误差抵消调整法：在装配时根据尺寸链中某些组成环误差的方向作定向装配，使其误差互相抵消一部分，以提高封闭环的精度。,提纲,装配方法与装配尺寸链装配尺寸链解算装配
10、技术,完全互换法装配尺寸链,计算原理：两种极端情况均能满足装配要求（所有增环最大、所有减环最小；所有增环最小、所有减环最大）极值法计算公式：与工序尺寸链相同计算类型：正问题：已知零件精度，分析能否达到装配精度要求反问题：已知装配精度，计算零件的精度计算步骤：略,修配法装配尺寸链,计算原理：所有零件按经济精度制造，其中选择一个零件作为修配环，并通过增大或减小尺寸来预留合理的修配量，使其在装配时可通过修配该尺寸达到装配精度要求。要点：区分以下两种修配情况越修越大：修配零件某表面，使封闭环尺寸变大。计算点：封闭环尺寸为极大值，再修将更大越修越小：修配零件某表面，使封闭环尺寸变小。计算点：封闭环尺寸为
11、极小值，再修将更小计算公式：极大值或极小值的计算公式,修配零件某表面的补充说明：零件尺寸增减修配量修配某表面，改变零件的尺寸（增大或减小）；由于零件尺寸的变化，将引起封闭环尺寸的变化（增大或减小）。修配使零件尺寸增大，若该尺寸是增环，则封闭环增大越修越大（零件原尺寸 减 修配量）修配使零件尺寸增大，若该尺寸是减环，则封闭环减小越修越小（零件原尺寸 减 修配量）修配使零件尺寸减小，若该尺寸是增环，则封闭环减小越修越小（零件原尺寸 加 修配量）修配使零件尺寸减小，若该尺寸是减环，则封闭环增大越修越大（零件原尺寸 加 修配量）,修配法计算步骤画装配尺寸链，封闭环、组成环、增环、减环选择修配环，确定各
12、组成环（包括修配环）按经济制造精度（公差值）分析修配类型：越修越大还是越修越小确定计算公式：越修越大（按A0max = A0max计算），越修越小（按A0min = A0min计算）代入除修配环以外的其它组成环和封闭环尺寸值求出修配环的极大值或极小值考虑修配环公差，得到修配环尺寸,最小修配量、最大修配量和最小修刮量,最小修配量是修配原则若越修零件尺寸越小（外径尺寸）：尺寸可以是无限大若越修零件尺寸越大（内径尺寸）：尺寸可以是零最大修配量是按照最小修配量原则进行修配时，最大可能需要修配的量最大修配量 = （所有组成环公差之和） （封闭环公差）最小修刮量是装配要求在装配时，为保证装配质量，修配环某
13、表面必须要修刮一下，以提高该表面的表面粗糙度若考虑最小修刮量，需要在零件尺寸的基础上，增加或减小最小修刮量的值（外径尺寸增加，内径尺寸减小）,修配法计算题型,已知：装配关系示意图各组成环的基本尺寸和公差封闭环的尺寸指定修配环和修配表面最小修刮量问：按最小修配量原则，确定修配环的尺寸；计算最大修配量,最大修配量 = （所有组成环公差之和） （封闭环公差）,=（0.63-0.03）-（0.06-0.03）,作业,要求A0 = 0 0.06采用修配法，选择A1为修配环已知：A1的公差T1=0.09计算：修配面为M面时，试以修配余量最小原则确定A1的尺寸；修配面为N面时，试以修配余量最小原则确定A1的尺寸,提纲,装配方法与装配尺寸链装配技术装配尺寸链解算,工厂外貌,工厂模型,工厂内部形象,车身装配定位架,车桥装配,成品车库,零件配送柜,轿车制造（播放录像）,
