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1、第4章 装配技术第4章 装 配 技 术教学目标与要求 掌握装配工艺方法 了解影响装配精度的因素 掌握装配尺寸链的解算方法 能读懂装配工艺系统图教学重点 装配工艺方法 影响装配精度的因素 装配尺寸链的解算方法机械产品的精度要求最终是靠装配实现的。产品的装配精度、结构和生产类型不同，采用的装配方法也就不同。装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，制定装配工艺规程是生产技术准备工作的主要内容之一。4.1 装配工艺规程的设计科学合理的装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、减小占地面积和降低生产成本等都有重要的影响。1制定装配工艺规程的原则 在保证产品装配质量
2、的前提下，尽可能延长产品的使用寿命。 合理安排装配工序，减少钳工装配工作量，提高效率，缩短装配周期。 尽可能减少作业面积。2制定装配工艺时所需的原始资料 产品的总装配图、部件装配图和重要的零件图。 产品的验收标准。它规定产品主要技术性能的检验、试验工作的内容及方法，是制定装配工艺的主要依据之一。 产品的生产纲领。 现有的生产条件，主要包括现有的装配工艺条件、车间的作业面积、工人的技术水平以及时间定额标准等。3装配工艺规程的内容制定装配工艺规程包括以下工作。 产品分析。根据装配图分析尺寸链，在弄清零部件相对位置和尺寸关系的基础上，根据生产规模合理安排装配顺序和装配方法，编制装配工艺系统图和工艺规
3、程卡片。 根据生产纲领，选择装配的组织形式。 选择和设计所需要的工具、夹具和设备。 规定总装配和部件装配的技术条件和检查方法。 规定合理的运输方式和运输工具。4.1.1 装配工艺方法在长期的生产实践中，人们根据不同的机器、不同的生产类型，创造出许多行之有效的装配方法。这些方法可归纳为互换法、选配法、修配法和调整法4大类。1互换法互换法可以根据互换的程度，分完全互换法和不完全互换法。（1）完全互换法。完全互换法就是机器在装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配和调整，装配后就能达到装配精度要求的一种装配方法。这种方法是用控制零件的制造精度来保证机器的装配精度。完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的
4、。完全互换法具有装配过程简单，生产效率高；对装配工人的技术水平要求不高；便于组织流水作业及实现自动化装配；容易实现零部件的专业协作；便于备件供应及维修等特点。由于完全互换法具有上述优点，无论何种生产类型，只要零件在经济精度的情况下，装配后又能保证机器的装配精度，都应采用完全互换法进行装配。（2）不完全互换法。当机器的装配精度要求较高，组成环零件的数目较多，用极值法计算各组成环的公差较小，难以满足零件的经济加工精度的要求，甚至很难加工出这些高精度要求的零件时，应采用不完全互换法进行装配。因此，在大批生产条件下采用概率法计算装配尺寸链，用不完全互换法保证机器的装配精度。与完全互换法相比，采用不完全
5、互换法进行装配时，零件的加工误差可以放大一些，使零件加工容易，成本低，同时也达到部分互换的目的。其缺点是往往出现一部分产品的装配精度超差，需要采取一些补救措施，或进行经济论证以决定能否采用不完全互换法。2选配法在成批或大量生产的条件下，若组成环的零件数目不多，而装配精度却要求很高时，可采用选配法进行装配。采用这种方法时，组成环零件按经济加工精度加工，然后选择合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度。选配法又分为以下3种。（1）直接选配法。此法是由装配工人从许多待装零件中，凭经验挑选合适的零件进行装配，来保证装配精度。这种方法的优点是简单，但是工人挑选零件的时间较长，而装配精度在很大程度上取决于
6、工人的技术水平，不宜用于大批大量的流水线上装配。（2）分组选配法。此法是先把加工零件的制造公差放宽几倍（一般为34倍），零件加工后测量分组（公差带放宽几倍就分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度。分组选配法在机床装配中用得较少，而在内燃机、轴承等大批生产中有一定的应用。 例如，如图4-1所示活塞与活塞销的连接情况。根据装配技术要求，活塞销孔与活塞销外径在冷状态装配时应有0.00250.0075mm的过盈量。但与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销采用完全互换法装配，且按“等公差”的原则分配孔与销的直径公差时，各自的公差只有0.0025mm。如果配合采用基轴制原则，活塞销外径尺
7、d=mm，相应孔的直径D=mm。加工这样精度的零件是十分困难的，也是不经济的。图4-1 活塞与活塞销的连接生产中将上述零件的公差放大4倍（d=mm、D=mm），用高效率的无心磨和精镗加工，然后用精密量具测量，并按尺寸大小分成4组，涂上不同的颜色，以便进行分组装配。具体分组情况见表4-1。从表中可以看出，各组公差和配合性质与原来的要求相同。表4-1活塞孔与活塞销直径分组组 别标 志颜 色活塞销孔直径活塞销直径配 合 情 况最 大 过 盈最 小 过 盈红ff0.00750.0025白ff黄ff绿ff采用分组选配法应当注意以下几点。 为了保证分组后各组的配合精度符合原设计要求，各组的配合公差应当相等
8、，配合公差增大的方向应当相同，增大的倍数要等于以后的分组数，如图4-1所示。 分组不宜过多，以免使零件储存、运输及装配工作复杂化。 分组后零件表面的粗糙度及形位公差不能扩大，仍按原设计要求制造。 分组后应尽量使组内相配零件数相等，如不相等，可专门加工一些零件与其相配。（3）复合选配法。此法是上述2种方法的复合，先将零件预先测量分组，装配时再在对应组内凭工人的经验直接选择装配。这种装配方法的特点是配合公差可以不等，装配质量高，速度较快，能满足一定生产节拍的要求。在发动机的汽缸与活塞装配中，多采用这种方法。3修配法在单件小批生产中，对于产品中那些装配精度要求较高的多环尺寸链，各组成环先按经济精度加
9、工，装配时通过修配某一组成环的尺寸，使封闭环的精度达到产品精度的要求，这种装配方法称为修配法。在装配中，被修配的组成环称为修配环，其零件称为修配件。修配件上一般留有修配量，修配尺寸的改变通常采用刨削、铣削、磨削及刮研等方法来达到。修配法的优点是能利用较低的制造精度，来获得很高的装配精度。其缺点是零件修配工作量较大，要求装配工人技术水平高，不易预计工时，不便组织流水作业。（1）修配方法。 单件修配法：在多环尺寸链中，预先选定某一固定的零件作修配件，装配时在非装配位置上进行再加工，以达到装配精度的装配方法称为单件修配法。例如，在如图4-2所示的装配关系中，床身与压板之间的间隙A0是靠修配压板的C面
10、或D面来改变尺寸A2而保证的。A2为修配环，装配时须经过多次试装、测量、拆下修配C面或D面，最后保证装配间隙A0要求。 自身加工修配法：在机床制造业中，常利用机床本身有切削加工的能力，在装配中采用自己加工自己的方法来保证某些装配精度，这种方法称自身加工修配法。如图4-3所示的转塔车床，在装配后利用在车床主轴上安装的镗刀作切削运动，转塔作纵向进给运动，依次镗出转塔上的6个刀具安装孔。经自身加工，主轴轴线与转塔各孔轴线 图4-2 机床导轨间隙装配关系 图4-3 转塔车床的自身加工修配法的等高度要求就可以方便地达到。若再在主轴上安装一个可以自动径向进给的专用刀具，还可以分别加工转塔上的6个平面，以保
11、证孔与端面的垂直度。此外，平面磨床装配时自己磨削自己的工作台面，以保证工作台面与砂轮平行；牛头刨床、龙门刨床等总装时，用自刨工作台平面的方法来达到滑枕或导轨与工作台面的平行度要求；立式车床装配时通过对自己工作台面进行“自车”来矫正立式车床主轴相对工作台面的垂直度要求；万能铣床总装时为了保证刀杆支架孔对主轴中心线的同轴度要求，可采用一专用工具对支架锥孔进行修整。自身加工修配法效果理想，加工也较为方便，但必须是具有切削能力的产品才能采用，所以常用于成批生产的机床制造中。 合并修配法：将2个或多个零件合并在一起进行加工修配，便为合并修配法。合并加工所得的尺寸，看作一个组成环，这样既减少了组成环的数目
12、，又减少了修配工作量，使修配加工更为容易。如图4-4所示的车床尾座装配，为了减少总装时对尾座底板的刮研量，一般先把尾座和底板的配合面分别加工好，并配制横向小导轨，然后将两者装配为一体，以底板的底面为定位基准，镗尾座的套筒孔，直接控制尾座的套筒孔至底板底面的尺寸。这样，组成环A2、A3合并为A2、3一个环，使原来3个组成环减为2个，加工精度容易保证。图4-4 床头箱主轴中心线与尾架中心线等高示意图合并加工修配法虽有上述优点，但这种方法要求合并零件对号入座（配对加工），给组织生产带来不便，因此多在单件小批生产中应用。（2）修配环的选择。采用修配法来保证装配精度时，正确选择修配环很重要。修配环一般应
13、按下述要求选择。 尽量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易于加工的零件。 尽量选择容易独立安装和拆卸的零件。 修配件修配后不能影响其它装配精度。因此，不能选择并联尺寸链中的公共环作为修配环。4调整法对于装配精度要求高而组成环较多的尺寸链，可以采用调整法进行装配。调整法和修配法相似，各组成环可按经济精度加工，由此而引起的封闭环的积累误差的超出部分，通过改变某一组成环的尺寸来补偿。但两者的方法不同，修配法是在装配时通过对某一组成环（修配环）的补充加工来补偿；调整法是装配时通过调整某一零件的位置或变更组成环（调整环）来补偿封闭环的超差部分。常见的调整法有以下2种。（1）可动调整法。可动调整法是通过改
14、变调整件的位置来保证装配精度的装配方法。这种方法不必拆卸零件，调整方便，广泛应用于成批和大量生产中。常用的调整件有螺栓、斜面、挡环等。图4-5所示为一可动调整的装配实例。其中：图（a）是通过螺钉调整轴承间隙；图（b）是通过调整套筒的位置来保证它与齿轮的轴向位置要求；图（c）是用调整螺钉使楔块上下移动来调整丝杠和螺母的间隙。图4-5 可动调整法可动调整法不但用于装配中，而且在零件加工过程中机床及工艺装备等因磨损、受力变形、热变形等使精度发生变化时，可以及时进行调整以保持和恢复要求的精度。正由于这些突出的优点，该方法在生产中得到了广泛应用。（2）固定调整法。在装配尺寸链中，选择某一组成环作为调整环
15、，将该环按一定的尺寸级别制造一套专用零件，装配时根据各组成环所形成的累积误差的大小，在这套零件中选择一个合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求，这种装配方法称为固定调整法。图4-6（a）所示为车床主轴大齿轮装配图，按照装配的技术要求，当隔套（A2）、齿轮（A3）、图4-6 固定调整法装配示例垫圈（固定调整件Ak）和弹性挡圈（A4）装在轴上以后，齿轮的轴向间隙A0应在0.050.2mm。图4-6（b）所示是尺寸链简图，其中A1=115mm、A2=8.5mm、A3=95mm、A4=2.5mm、Ak=9mm。如果采用完全互换法进行装配，则各组成环的平均公差为显然，按这样小的公差制造零件是不经济的。如果将尺寸A2、A3及A4按经济精度加工，装配时暂时不装入调整环Ak，装配后出现“空位”，而空位尺寸As将随A1A4各环尺寸的变化而变化。空位尺寸As包括封闭环A0和调整环Ak 2个环。由于封闭环的要求是正确的，其公差T(A0)又远小于空位尺寸的变动范围Ts。为了使调整环进入空位尺寸后能保证封闭环的要求，调整环的尺寸应随着空位尺寸的变化而变化。因此，调整环应是一个变
