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1、第第6章章 机器装配机器装配 Machine Assembling本章主要内容：本章主要内容： 装配方法、装配尺寸链、装配工艺规程制定、自装配方法、装配尺寸链、装配工艺规程制定、自动装配。动装配。16.1 机械装配概述机械装配概述（Introduction to Machine Assembling）机器装配机器装配 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。环节。2机器装配基
2、本作业：机器装配基本作业： 机器装配精度：机器装配精度：清洗清洗连接连接校正、调整与配作校正、调整与配作 平衡平衡验收、试验验收、试验相互位置精度相互位置精度相互运动精度相互运动精度相互配合精度相互配合精度3机器装配精度分析机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0TRS图6-1 卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度因素影响装配精度因素 零零件件的的加加工工精精度度（与与多多个个零零件件精精度度有关，图有关，图6-1） 装配方法与装配技术装配方法与装配技术 零件间的接触质量零件间的接触质量 力力、热热、内内应应力力引引起起的零件变形的零件变形 旋转零
3、件的不平衡旋转零件的不平衡 4q 装配工艺系统图装配工艺系统图 为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（图6-2) 基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件图6-2 机器装配系统示意图5q 套件与组件示例套件与组件示例图图6-3 套件和组件示例套件和组件示例 a）套件 b）组件6生产规模装配方法与组织形式自动化程度特 点单件生产手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装配夹具、模具和各种工具，可分部件装配和总装
4、配，也可组成装配对象固定而装配工人流动的流水线手工为主，部分使用工具和夹具有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多； 工作台位之间一般不用机械化输送成批生产轻型产品每个工人只完成一部分工作，装配对象用人工依次移动（可带随行夹具），装备按装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动成批或大批生产一种或几种相似装配对象专用流水线，有周期性间歇移动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高大批大量生产半自动或全自动装配线，半自动装配线部分上下料和装配工作采用人工方法半自动、全自动
5、装配生产率高，质量稳定，产品变动灵活性差，装备费用昂贵表表6-1 装配组织形式的选择与比较装配组织形式的选择与比较 76.2 6.2 装配工艺规程设计装配工艺规程设计Process Planning of Assembling8一、一、 装配装配工艺规程制定原则工艺规程制定原则1 1、装配工艺规程及其重要性、装配工艺规程及其重要性将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程。规程。它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机计划及技术准备的主要依据。对于设计
6、或改建一个机器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。 92 2、制定装配工艺规程的原则、制定装配工艺规程的原则保证产品装配质量保证产品装配质量选选择择合合理理的的装装配配方方法法，综综合合考考虑虑加加工工和和装装配配的的整整体效益体效益合合理理安安排排装装配配顺顺序序和和工工序序，尽尽量量减减少少钳钳工工装装配配工工作量作量，缩短装配周期，提高装配效率缩短装配周期，提高装配效率尽尽量量减减少少装装配配占占地地面面积积，提提高高单单位位面面积积生生产产率率，改善劳动条件改善劳动条件注意采用和发展新工艺、新技术注意采用和发展新工艺、新技术10二、装配二、装
7、配工艺规程的设计步骤工艺规程的设计步骤q 研究产品装配图和验收条件研究产品装配图和验收条件q 确定装配方法和装配组织形式确定装配方法和装配组织形式 q 划划分分装装配配单单元元将将产产品品划划分分为为部部件件、组组件件和和套套件件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。 装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面面和较多
8、的公共结合面11q确定装配顺序确定装配顺序在划分装配单元并确定装配在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上先下后上q 划分装配工序划分装配工序q 编制装配工艺文件编制装配工艺文件126.3 装配方法与装配尺寸链装配方法与装配尺寸链Assembling Methods and Assembling Dimensional Chain13一、一、 装配精度和装配尺寸链装配精度和装配尺寸链 1 1、装配精度、装配精度零、部件间的尺寸精度零、部
9、件间的尺寸精度零、部件间的相对运动精度零、部件间的相对运动精度零、部件间的相互接触精度零、部件间的相互接触精度 影响车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A1A0A2A3142 2、装配尺寸链、装配尺寸链 尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形成。尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形成。尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形成。尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形成。装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平面和装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平面和装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平面和装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平面和空间尺寸链四种。空间尺寸链四种。空
10、间尺寸链四种。空间尺寸链四种。q 装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 确确定定封封闭闭环环：通通常常装装配配尺尺寸寸链链封封闭闭环环就就是是装装配配精精度要求度要求 装装配配尺尺寸寸链链查查找找方方法法：取取封封闭闭环环两两端端的的零零件件为为起起点点，沿沿装装配配精精度度要要求求的的位位置置方方向向，分分别别查查明明装装配配关关系系中中影影响响装装配配精精度度要要求求的的那那些些有有关关零零件件，直直至至找找到同一基准零件或同一基准表面为止。到同一基准零件或同一基准表面为止。15装配尺寸链组成的最短路线（装配尺寸链组成的最短路线（最少环数最少环数）原则：）原则： 组组成成装装配配尺尺寸寸链链时
11、时，应应使使每每个个有有关关零零件件只只有有一一个个尺尺寸寸列列人人装装配配尺尺寸寸链链。相相应应地地，应应将将直直接接连连接接两两个个装装配配基基准准面面间间的的那那个个位位置置尺尺寸寸或或位位置置关关系系标标注注在在零零件件图图上。上。 又称一件一环原则。又称一件一环原则。3 3、装配尺寸链的分析、装配尺寸链的分析16（1 1）等公差法：）等公差法：将封闭环的公差平均分配给各将封闭环的公差平均分配给各组成环：组成环：T Tk k= = T T0 0 /n /n尺寸链反计算中的公差分配尺寸链反计算中的公差分配特点：特点：计算简便；当各组成环的基本尺寸相近，加计算简便；当各组成环的基本尺寸相近
12、，加工方法相同时，优先考虑该种方法的采用。工方法相同时，优先考虑该种方法的采用。（2 2）等精度法：）等精度法：按等精度原则来分配封闭环公差。按等精度原则来分配封闭环公差。按等精度原则来分配封闭环公差。按等精度原则来分配封闭环公差。即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出公差等级系数，再求出各组成环公差。公差等级系数，再求出各组成环公差。公差等级系数，再求出各组成环公差。公差等级系数，再求出各组成环公差。4 4、装配尺寸链的计算：、装配尺寸链的
13、计算：装配尺寸链的计算有正向和反向计算两种。装配尺寸链的计算有正向和反向计算两种。17（3 3）实际可行性分配法：）实际可行性分配法：先按实际可行（参考经济先按实际可行（参考经济先按实际可行（参考经济先按实际可行（参考经济加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满足加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满足加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满足加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满足 ，若满足，则确定所分配的公差，反之，提高组成环，若满足，则确定所分配的公差，反之，提高组成环，若满足，则确定所分配的公差，反之，提高组成环，若满足，则确定所分配的公差，反之，提高组成环的加工精
14、度。的加工精度。的加工精度。的加工精度。注意：注意：标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。 A A A A1 1 1 1=25(=25(=25(=25(+0.084+0.084+0.084+0.084)mm,A)mm,A)mm,A)mm,A2 2 2 2=20=20=20=20 0.065mm, 0.065mm, 0.065mm, 0.065mm, A A A A3 3 3 3=5=5=5=5 0.006mm,0.006mm,0.006mm,0.006mm,试校核装配间歇试校核装配间歇试校
15、核装配间歇试校核装配间歇A A A A0 0 0 0能否得到保证。能否得到保证。能否得到保证。能否得到保证。例例1：尺寸链正向计算应用实例：尺寸链正向计算应用实例： 图示图示图示图示为车床溜板部位的局部装配简图。装配间隙为车床溜板部位的局部装配简图。装配间隙为车床溜板部位的局部装配简图。装配间隙为车床溜板部位的局部装配简图。装配间隙A A A A0 0 0 0=0.005=0.005=0.005=0.0050.025mm, 0.025mm, 0.025mm, 0.025mm, 其余各组成环尺寸及偏差为：其余各组成环尺寸及偏差为：其余各组成环尺寸及偏差为：其余各组成环尺寸及偏差为：18解：解：（
16、1 1）作尺寸链图，判断各环性质。）作尺寸链图，判断各环性质。A0A1A2A319（4 4 4 4）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保证。）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保证。）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保证。）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保证。（2 2）根据装配间隙）根据装配间隙A A0 0=0.005=0.0050.025mm0.025mm及各组成环尺及各组成环尺寸及偏差为：寸及偏差为：（3 3 3 3）验算结果：）验算结果：）验算结果：）验算结果：A A1 1=25(=25(+0.084+0.084)mm,A)mm,A2 2=20=200.065mm,
17、 A0.065mm, A3 3=5=50.006mm,0.006mm,对对封闭环的基本尺寸及公差进行验算。封闭环的基本尺寸及公差进行验算。（5 5 5 5）产生原因：组成环公差不合理。）产生原因：组成环公差不合理。）产生原因：组成环公差不合理。）产生原因：组成环公差不合理。T0=0.02T0=0.22620图示为发动机曲轴图示为发动机曲轴轴颈局部装配图。轴颈局部装配图。设计要求轴向装配设计要求轴向装配间隙间隙 ，试确，试确定曲轴轴颈长度定曲轴轴颈长度A A1 1=43.5mm=43.5mm，前后止前后止推垫片厚度推垫片厚度A A2 2 = A = A4 4 =2.5mm=2.5mm，轴承宽度轴
18、承宽度A A3 3 =38.5 mm=38.5 mm等尺寸等尺寸的上、下偏差。的上、下偏差。A0A2A3A4A1解：解：（1 1 1 1）作尺寸链图）作尺寸链图）作尺寸链图）作尺寸链图例例2：尺寸链反向计算应用实例：尺寸链反向计算应用实例：21（2 2 2 2）较核各基本尺寸）较核各基本尺寸）较核各基本尺寸）较核各基本尺寸: : : :（3 3 3 3）确定各组成环尺寸公差及偏差。）确定各组成环尺寸公差及偏差。）确定各组成环尺寸公差及偏差。）确定各组成环尺寸公差及偏差。A A A A0 0 0 0= A= A= A= A1 1 1 1- - - -（A A A A2 2 2 2+A+A+A+A
19、3 3 3 3+A+A+A+A4 4 4 4 ）=43.5 -(2.5+38.5+2.5)=0=43.5 -(2.5+38.5+2.5)=0=43.5 -(2.5+38.5+2.5)=0=43.5 -(2.5+38.5+2.5)=01 1 1 1） 按等公差法计算按等公差法计算按等公差法计算按等公差法计算T T T TK K K K: : : : T T T Tk k k k=0.25-0.05/4=0.05mm=0.25-0.05/4=0.05mm=0.25-0.05/4=0.05mm=0.25-0.05/4=0.05mm2 2 2 2）确定协调环及其余各环公差确定协调环及其余各环公差确定协
20、调环及其余各环公差确定协调环及其余各环公差: : : :选择选择选择选择A A A A1 1 1 1为协调环为协调环为协调环为协调环 根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并按按按按“ “入体原则入体原则入体原则入体原则” ”安排各环的偏差：安排各环的偏差：安排各环的偏差：安排各环的偏差：3 3 3 3） 计算计算计算计算A A A A1 1 1 1协调环的偏差：协调环的偏差：协调环的偏差：协调环的偏差：A4 4 4 4=A2 2 2 2=2.5-0.04mm，A3 3 3
21、3=38.5-0.07mm22装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围表6-2 常用装配方法及其适用范围 完全互换法 配合件公差之和小于/等于规定装配公差；装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者大数互换法 配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；装配操作简单，便于流水作业；会出现极少数超差件 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 分组选配法 零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；零件误差较完全互换法可以大数倍适用
22、于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调节法 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；静调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合二、常用装配方法二、常用装配方法231 1、互换装配法、互换装配法 1）当当组组成成环环是是标标准准尺尺寸寸时时（如如轴轴承承宽宽度度，挡挡圈圈的的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值。厚度等），其公差大小和分布位置为
23、确定值。封闭环公差的分配原则：封闭环公差的分配原则：采用采用完全互换装配法完全互换装配法时，装配尺寸链采用极值法计时，装配尺寸链采用极值法计算。即算。即尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差（即尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差（即装配精度要求）装配精度要求）：（1 1）完全互换装配法）完全互换装配法 2）某某一一组组成成环环是是不不同同装装配配尺尺寸寸链链公公共共环环时时，其其公公差差大大小小和和位位置置根根据据对对其其精精度度要要求求最最严严的的那那个个尺尺寸寸链链确确定。定。24 3）在在确确定定各各待待定定组组成成环环公公差差大大小小时时，可可根根据据具具体体情情况况选选用用不不同
24、同的的公公差差分分配配方方法法，如如等等公公差差法法，等等精精度度法或按实际加工可能性分配法等。法或按实际加工可能性分配法等。 4）各各组组成成环环公公差差带带位位置置按按入入体体原原则则标标注注，但但要要保保留留一一环环作作“协协调调环环”，协协调调环环公公差差带带的的位位置置由由装装配配尺尺寸寸链链确确定定。协协调调环环通通常常选选易易于于制制造造并并可可用用通通用用量量具具测测量的尺寸。量的尺寸。 5 5）应使组成环尺寸的公差值和分布位置符合）应使组成环尺寸的公差值和分布位置符合公差与配合公差与配合国家标准的规定，以便于组织生产。国家标准的规定，以便于组织生产。25 装配质量稳定可靠；装
25、配过程简单、生产率高；装配质量稳定可靠；装配过程简单、生产率高；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和零零. .部件的协作与专业化生产；有利于产品的维护和各、部件的协作与专业化生产；有利于产品的维护和各、部件的更换。部件的更换。完全互换装配方法的特点：完全互换装配方法的特点： 这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的大批大量生产装配中。的多环尺寸链的大批大量生产装配中。26【解】 图图示示齿齿轮轮部部件件，齿齿轮轮空空套套在在轴轴上上，要要求求齿齿轮轮与与挡挡圈圈的的轴轴向向间间隙隙
26、为为0.10.35。已已知知各各零零件件有有关关的的基基本本尺尺寸寸为为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标标准准件件），A5 = 5 。用用完完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例6-3】A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 1）建立装配尺寸链）建立装配尺寸链（图图6-4 ）2）确定各组成环的公差：）确定各组成环的公差：按等公按等公差法计算，各组成环公差为：差法计算，各组成环公差为： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考考虑虑加加工工难难易易程程度度，进进行行适适
27、当当调整（调整（A4公差不变），得到：公差不变），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02， 273）确确定定各各组组成成环环的的偏偏差差：取取A5为为协协调调环环。A4为为标标准准尺寸，公差带位置确定：尺寸，公差带位置确定：， 除协调环以外各组成环公差除协调环以外各组成环公差按入体标注：按入体标注： 计算协调环偏差：计算协调环偏差：由式（由式（5-23），），得到：得到：EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1最后可确定：最后可确定：A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 28 不完全互换法的实质是放宽尺寸链各组
28、成环的公差，以利于零件的经济加工。其装配特点与完全互换装配法相同，但由于零件所规定的公差要比完全互换法所规定的大，会有极少可能使封闭环的公差超出规定的范围，从而产生极少量的不合格产品。 （2 2）不完全互换法）不完全互换法( (大数互换法）：大数互换法）： 大数互换法是以概率论为理论根据的。在正常生产条件下加工零件时，零件获得极限尺寸的可能性是较小的，大多数零件的尺寸处于公差带范围的中间部分。而在装配时，各零、部件的误差恰好都处于极限尺寸的情况更为少见。因此，在尺寸链环数较多，封闭环精度又要求较高时，使用概率法计算更为合理。 29采用概率法计算装配尺寸链：采用概率法计算装配尺寸链：采用不完全互
29、换法解算尺寸链时，其封闭环公采用不完全互换法解算尺寸链时，其封闭环公差分配原则同完全互换法差分配原则同完全互换法 一致。一致。30同例同例6-36-3，用大数互换法计算，用大数互换法计算【例例6-46-4】【解】【解】A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配尺寸链 A4 为标准尺寸，公差确定：为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05（1）确定各组成环的公差）确定各组成环的公差A1、A2、A5 公公差差取取经经济济公公差差：T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.02531（2）确定各组成环的偏差）确定各组成环的偏差取取k=1.4，将将T1 、T2 、T4 、 T5 及及T0 值值代代入入
30、，可可求求出出：T3 = 0.135根据公式根据公式有：有：取取A5为协调环，为协调环，A4标准尺寸的公差带位置确定：标准尺寸的公差带位置确定：除协调环外各组成环公差入体标注：除协调环外各组成环公差入体标注：32于是有：于是有：计算协调环的偏差计算协调环的偏差：得到：得到：A5M = 4.93通过上面的两个例子可以看出，当封闭环公差一通过上面的两个例子可以看出，当封闭环公差一定时，用大数互换法可以扩大各组成环公差，从而降定时，用大数互换法可以扩大各组成环公差，从而降低加工费用。低加工费用。将本方法所得公差值与完全互换法所得值比较：将本方法所得公差值与完全互换法所得值比较：完全互换：完全互换：T
31、1=0.06，T3=0.1,T2=T5=0.02不完全互换：不完全互换：T1=0.1，T3=0.135,T2=T5=0.02533选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，使零件可以比较经济地加工，然后选择济可行的程度，使零件可以比较经济地加工，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的方法。这合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的方法。这种方法可以分为直接选择装配法、分组装配法和复合选种方法可以分为直接选择装配法、分组装配法和复合选配法等三种形式。配法等三种形式。2 2、选择装配选择装配法法 直接选择装配法直接选择装配法的优点是
32、能达到很高的装配精度，的优点是能达到很高的装配精度，缺点是装配精度依赖于装配工人的技术水平和经验、装缺点是装配精度依赖于装配工人的技术水平和经验、装配的时间不易控制，因此不宜用于生产节拍要求较严的配的时间不易控制，因此不宜用于生产节拍要求较严的大批大量生产中。大批大量生产中。 （1 1）直接选择装配法）直接选择装配法34分组装配法分组装配法可以降低对组成环的加工精度要求，可以降低对组成环的加工精度要求，而不降低装配精度，但却增加了测量、分组、和配套而不降低装配精度，但却增加了测量、分组、和配套工作。因此，工作。因此，分组装配法适用于成批或大量生产中装分组装配法适用于成批或大量生产中装配精度要求
33、较高、尺寸链组成环很少的情况配精度要求较高、尺寸链组成环很少的情况。（2 2）分组装配法）分组装配法将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。起来。35 活活塞塞与与活活塞塞销销在在冷冷态态装装配配时时，要要求求有有0.00250.0075的的过过盈盈量量。若若活活塞
34、塞销销孔孔与与活活塞塞销销直直径径的的基基本本尺尺寸寸为为28，加加工工经经济济公公差差为为0.01。现现采采用用分分组组选选配配法法进进行行装装配配，试试确确定定活活塞塞销销孔孔与与活活塞塞销销直直径径分分组组数数目目和和分分组尺寸。组尺寸。【例例7-5】活塞与活塞销组件图活塞与活塞销组件图36【解】【解】1）建立装配尺寸链）建立装配尺寸链 如下图所示。如下图所示。3）确确定定各各尺尺寸寸：若若活活塞塞销销直直径径尺尺寸寸定定为为： ，将将其其分分为为 4组组，解解图图所所示示尺尺寸寸链链，可可求求得得活活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：塞销孔与之对应的分组尺寸如下：A1（活塞销直径）A2（销
35、孔直径）A0活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径 2）确定分组数）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。371 1） 为保证分组后，各组的配合性质和配合精度与为保证分组后，各组的配合性质和配合精度与原装配精度要求相同，应当使配合件的公差相等，公原装配精度要求相同，应当使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍数应等于以后的分组数，差增大的方向相同，增大的倍数应等于以后的分组数，如图如图所示。所示。采用分组装配时应当注意以下几点：采用分组装配时应当注意以下几点： 2 2） 配合件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙配合
36、件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能随尺寸公差放大而放大，应与分组公差相适度，不能随尺寸公差放大而放大，应与分组公差相适应，以保证配合性质和配合精度要求。应，以保证配合性质和配合精度要求。3 3）分组数不宜过多，否则就会因零件测量、分类、）分组数不宜过多，否则就会因零件测量、分类、保管工作量的增加造成生产组织工作复杂化。保管工作量的增加造成生产组织工作复杂化。38 4 4）制造零件时，应尽可能使各对应组零件的数量）制造零件时，应尽可能使各对应组零件的数量相等，相等，满足配套满足配套要求，否则会造成某些尺寸零件的积要求，否则会造成某些尺寸零件的积压浪费现象。压浪费现象。 复合选择法复合选
37、择法的特点是配合件公差可以不相等，装的特点是配合件公差可以不相等，装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。发动机气配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。发动机气缸与活塞的装配多采用这种方法。缸与活塞的装配多采用这种方法。（3 3）复合选择法）复合选择法39修配装配法是在装配时修去指定零件上预留的修修配装配法是在装配时修去指定零件上预留的修配量以达到装配精度的方法，简称修配法。配量以达到装配精度的方法，简称修配法。3 3、修、修配配法法采采用用修修配配法法时时，装装配配尺尺寸寸链链中中各各尺尺寸寸均均按按经经济济公公差差制制造造，但但留留出出一一个个尺尺寸寸做做修修配配环环。通通常常选选容容易易
38、修修配配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。单件或成批生产中那些精度要求高、组成环数目单件或成批生产中那些精度要求高、组成环数目又较多的部件适合于用修配法装配。又较多的部件适合于用修配法装配。40采用修配法装配时，首先应正确选定补偿环。作采用修配法装配时，首先应正确选定补偿环。作为补偿环的零件应满足以下要求：为补偿环的零件应满足以下要求：3）不要求进行表面处理的零件，以免修配后破坏表）不要求进行表面处理的零件，以免修配后破坏表面处理层。面处理层。1）易于修配并且装卸方便；）易于修配并且装卸方便；2）不是公共环。即作为补偿环的零件应当只与一项）
39、不是公共环。即作为补偿环的零件应当只与一项装配精度有关，而与其它装配精度无关。否则修配后，装配精度有关，而与其它装配精度无关。否则修配后，保证了一个尺寸链的装配精度，但又破坏了另一个尺保证了一个尺寸链的装配精度，但又破坏了另一个尺寸链的装配精度；寸链的装配精度；41当补偿环选定后，解装配尺寸链的主要问题是当补偿环选定后，解装配尺寸链的主要问题是如如何确定补偿环的尺寸和验算修配量是否合适何确定补偿环的尺寸和验算修配量是否合适。其计算。其计算方法一般采用极值法。方法一般采用极值法。修配尺寸链计算：修配尺寸链计算：修配过程中，修配环对封闭环尺寸变化的影响有修配过程中，修配环对封闭环尺寸变化的影响有两
40、种情况：修配后使封闭环尺寸变大或者使封闭环尺寸两种情况：修配后使封闭环尺寸变大或者使封闭环尺寸变小。用修配法解算装配尺寸链时，可分别根据这两种变小。用修配法解算装配尺寸链时，可分别根据这两种情况来进行计算。情况来进行计算。 42 车车床床主主轴轴孔孔轴轴线线与与尾尾座座套套筒筒锥锥孔孔轴轴线线等等高高误误差差要要求求为为0 00.060.06，且且只只允允许许尾尾座座套套筒筒锥锥孔孔轴轴线线高高。为为简简化化计计算算，略略去去各各相相关关零零件件轴轴线线同同轴轴度度误误差差，得得到到一一个个只只有有A A1 1、A A2 2、A A3 3三个组成环的简化尺寸链，如图所示。三个组成环的简化尺寸链
41、，如图所示。 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3【例例7-6】43车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3【解】【解】1 1）选择修配环）选择修配环 本例中修刮尾座底板最为方便，故选本例中修刮尾座底板最为方便，故选A A2 2作修配环。作修配环。 若若已已知知A1、A2、A3的的基基本本尺尺寸寸分分别别为为202、46和和156。用修配法装配，试确定。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。的偏差。44 用用A00表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配环修配后封闭环变小，故环修配后封闭环变小，故A00的最小
42、值应与的最小值应与A0的最小值的最小值相等。相等。按按直线尺寸链极值算法公式，可导出：直线尺寸链极值算法公式，可导出：2 2）确定各组成环公差及除修配环外）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置：的各组成环公差带位置：3 3）确定修配环公差带的位置确定修配环公差带的位置A1A0A2A3 A1和和A3两尺寸均采用镗模加工，两尺寸均采用镗模加工，经济公差为经济公差为0.1，按对称原则标注，有：按对称原则标注，有： A1 = 2020.05 , A3 = 1560.05A2采用精刨加工，经济公差也为采用精刨加工，经济公差也为0.1。45此时，可能出现的最大刮研量为：此时，可能出现的最大刮研
43、量为：Zmax = A00max - A0max = 0.39A1A0A2A3将已知数值代入，可求出：将已知数值代入，可求出：A2min=46.1于是可得到：于是可得到：若要求尾座底板装配时必须刮研，若要求尾座底板装配时必须刮研，且最小刮研量为且最小刮研量为0.15。则可最后。则可最后确定底板厚度为：确定底板厚度为：46 调调整整法法与与修修配配法法相相似似，尺尺寸寸链链各各组组成成环环按按经经济济精精度度加加工工，由由此此引引起起的的封封闭闭环环超超差差，通通过过调调节节某某一一零零件件的的位位置置或或对对某某一一组组成成环环（调调节节环环）的的更更换换来来补补偿。偿。 常常用用的的调调整整
44、法法有有三三种种：可可动动调调整整法法，固固定定调调整整法和误差抵消调整法。法和误差抵消调整法。4 4、调整装配法、调整装配法调整装配法是在装配时用改变产品中可调整零件调整装配法是在装配时用改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法。法。 47 可动调节法示例1 调节套筒 2 调节螺钉 3 楔条 4 调节螺钉 5 丝杠螺母 6 丝杠a）b）c）可动调整法：可动调整法：改变预先选定的可调零件在产品中改变预先选定的可调零件在产品中的相对位置来达到装配精度的要求。的相对位置来达到装配精度的要求。48 通过更换不同尺寸的调节通过更
45、换不同尺寸的调节件来达到装配精度。采用固定件来达到装配精度。采用固定调节法的关键是确定调节件的调节法的关键是确定调节件的分级和各级调节件的尺寸大小分级和各级调节件的尺寸大小。固定调节法固定调节法A0A2A1AK 固定调整法示例固定调整法示例例：例：图中所示部件中，齿轮轴图中所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在向间隙要求控制在0.050.050.150.15范围内。若范围内。若A1A1和和A2A2的基本尺寸的基本尺寸分别为分别为5050和和4545，按加工经济精按加工经济精度确定度确定A A1 1和和A A2 2的公差分别为的公差分别为0.150.15和和0.10.1。试确定调节垫片试确定调节垫片
46、A AK K的厚度。的厚度。 49A0A2A1AKa） 图图a所示尺寸链中，所示尺寸链中，将将“空位空位”尺寸尺寸AS视为视为中间变量，可将此尺寸中间变量，可将此尺寸链分解为两个尺寸链，链分解为两个尺寸链，如图如图b、c所示。所示。【解【解】AKA0ASASA2A1b）c） 在在尺尺寸寸链链c中中，A0是是在在装装配配中中最最后后保保证证的的，是是封封闭闭环环。为为使使A0获获得得规规定定的的公公差差，可可将将空空位位尺尺寸寸分分成成若若干干级级，每每一一级级空空位位尺尺寸寸的的公公差差应应小小于于或或等等于于轴轴向向间间隙隙（封封闭闭环环）公差与调节垫片厚度（组成环）公差之差。公差与调节垫片
47、厚度（组成环）公差之差。由尺寸链由尺寸链b，可求出：可求出：As=5+0.2550 级 号 1 2 3 4 空位尺寸 调节垫片厚度 式中 TS、T0、TK 分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差。由此可确定出分级数由此可确定出分级数n ： 本例中，T0 = 0.1, TS = 0.25, 并假定 TK = 0.03，代入上式得到：n3.6取 n = 4，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸51 在在批批量量大大、精精度度高高的的装装配配中中，调调节节件件的的分分级级级级数数可可能能很很多多，不不便便于于管管理理。此此时时，可可采采用用一一定定厚厚度度的的垫垫片片与与不不同同
48、厚厚度度的的薄薄金金属属片片组组合合的的方方法法，构构成成不不同同尺尺寸寸，使调节工作更加方便。使调节工作更加方便。 误差补偿调节法误差补偿调节法 在在装装配配时时，根根据据尺尺寸寸链链中中某某些些组组成成环环误误差差的的方方向向作作定定向向装装配配，使使各各组组成成环环的的误误差差方方向向合合理理配配置置，以以达达到互相抵消的目的。到互相抵消的目的。 这这种种方方法法在在机机床床装装配配中中应应用用较较多多，如如装装配配机机床床主主轴轴时时，通通过过调调整整前前后后轴轴承承的的径径向向圆圆跳跳动动方方向向来来控控制制主主轴锥孔的径向跳动。轴锥孔的径向跳动。526.4 自动装配自动装配Asse
49、mbling Automation53一、自动装配概述一、自动装配概述1 1、实现装配自动化的目的和意义、实现装配自动化的目的和意义 由于机器装配质量的最终保证，主要是依靠人的由于机器装配质量的最终保证，主要是依靠人的智慧和装配知识来进行判断、抉择后，采取相应的装智慧和装配知识来进行判断、抉择后，采取相应的装配工艺来实现的。因此，装配工作中随所占手工劳动配工艺来实现的。因此，装配工作中随所占手工劳动量大的增大，其装配费用更高、生产率更低。故，实量大的增大，其装配费用更高、生产率更低。故，实现机器装配自动化有利于提高生产率、降低生产成本现机器装配自动化有利于提高生产率、降低生产成本和稳定产品质量
50、，尤其是大批大量生产时。和稳定产品质量，尤其是大批大量生产时。542 2、机器装配自动化的基本内容、机器装配自动化的基本内容 设设备备：立立体体仓仓库库、堆堆垛垛机机、自自动动导导航航车车、搬搬运运机机器器人等人等 （1 1）装配过程物流的自动化）装配过程物流的自动化包括零、部件及产品出入库、运输和储存包括零、部件及产品出入库、运输和储存 即：即：装配过程中零件定向和定位自动化；零件装配装配过程中零件定向和定位自动化；零件装配动作的自动化；检验及选配自动化；产品的清洗、动作的自动化；检验及选配自动化；产品的清洗、油漆、涂油和包装自动化等油漆、涂油和包装自动化等 零件装配作业的自动化零件装配作业
51、的自动化55 指指装装配配过过程程中中各各种种信信息息数数据据的的收收集集、处处理理和和传传送送自自动动化化。包包括括：市市场场预预测测和和订订货货要要求求与与生生产产计计划划间间信信息息数数据据的的汇汇集集、处处理理和和传传送送自自动动化化；管管理理信信息息流自动化；自动装配系统信息流自动化流自动化；自动装配系统信息流自动化（2 2）装配过程信息流自动化）装配过程信息流自动化二、二、 自动装配系统的设计原则自动装配系统的设计原则 在在设设计计自自动动装装配配系系统统时时应应遵遵循循各各分分系系统统设设计计满满足足总总系系统统要要求求、自自动动装装配配系系统统与与生生产产规规模模相相适适应应和
52、和各各工序生产同步进行、尽量采用先进的装配工艺等。工序生产同步进行、尽量采用先进的装配工艺等。561 1、自动装配系统形式、自动装配系统形式 12345a）b） 同步传送与非同步传送1机器人 2料斗 3存储的工件 4装配的工件 5操作者q 同步传送与非同步传送同步传送与非同步传送57q 柔性装配系统（柔性装配系统（FAS）模块积木式模块积木式 FAS 以装配中心为基础的模块式FAS555555DDCAAABEFF312864794A工件配套位 B输入位 C检验位 D返修位 E输出位1存储传送装置 2通用装配装置 3、4、4、6工件传送装置 5、5装配中心 7 工件托盘 8工件收集站 9传送装置
53、控制器以装配机器人为以装配机器人为主体的可编程序主体的可编程序FAS 581料仓 2夹具提升装置 3、4、5、6机器人 7八工位回转试验机 8贴标签机 9不合格品斗 10包装机 11夹具下降装置 12气动机械手 13振动料斗 14随行夹具 15传送装置 以机器人为主体的气体调节阀FAS59 机器人装配工作单元机器人装配工作单元检测机器人VIM控制器圆工作台侧视摄像机顶视摄像机检测工作台被检测产品中央控制器PAM控制器装配工作台手爪合格品中间库不合格品中间库零件上料台SCARA机器人602 2、零件自动送进系统、零件自动送进系统q 零件送进系统组成零件送进系统组成 零件送进装置组成示例零件送进装
54、置组成示例 选择器选择器进给轨道进给轨道装配头装配头工件托架工件托架料斗料斗分配器分配器料斗料斗料斗料斗零件送进器零件送进器零件送进器零件送进器选择选择选择选择/ /取向器取向器取向器取向器送进轨道送进轨道送进轨道送进轨道擒纵机构与分配装置擒纵机构与分配装置擒纵机构与分配装置擒纵机构与分配装置61 选择器与取向器示意图选择器与取向器示意图选择器与取向器示意图选择器与取向器示意图a) b)62 擒纵机构与分配装置示例擒纵机构与分配装置示例擒纵机构与分配装置示例擒纵机构与分配装置示例636.4.3 装配作业的自动化装配作业的自动化常见的机器自动装配作业形式如下图所示：常见的机器自动装配作业形式如下
55、图所示：常见的机器自动装配作业形式如下图所示：常见的机器自动装配作业形式如下图所示： 机器装配的基本作业形式a）轴孔件间隙配合b）挡销轴件装入扭转c）多个轴销装入d）装侧销e）螺钉的装入f）轴孔件过盈配合i）安放临时支承j）拆除临时支承k）卷褶联接薄板g）轴销拔出h）零件翻转64c）基件中心运动轨迹a）机构示意图b）振动原理图1电磁铁 2支架 3压杆 4弹簧 5推杆 6套 7装配零件(轴) 8料道 9擒纵器 10装配基件 11夹紧机构 12挡铁 13夹具 14、15X、Y坐标滑板 16衔铁3 3、轴孔类零件自动装配、轴孔类零件自动装配关键是如何保证轴孔配合精度。关键是如何保证轴孔配合精度。65
56、4 4、螺纹联接件的自动装配、螺纹联接件的自动装配 自动拧紧螺钉装置1料管口 2隔料器 3导管 4直导管 a） b） c）螺钉拧入的过程66连杆螺母自动拧紧工作原理1推料杆；2输料槽；3卡簧；4钢球；5主轴； 6连杆盖；7连杆体；8连杆螺栓；9、10螺母 当当连连杆杆盖盖6合合装装在在连连杆杆体体上上，并并从从上上面面装装入入螺螺栓栓8后后，从从输输料料槽槽2送送来来的的螺螺母母，由由推推料料杆杆1送送入入主主轴轴5的的内内六六角角孔孔中中，并并用用卡卡簧簧3及及钢钢球球4档档住住螺螺母母。然然后后主主轴轴5边边旋旋转转边边上上升升，将将螺螺母母逐逐个个拧在螺栓拧在螺栓8上。上。67谢谢 谢！谢！最短路线原则最短路线原则69尺寸链计算示例尺寸链计算示例70分组选配法分组选配法71
