机械制造工艺学第五章-2012

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1、第五章第五章第五章第五章 装配工艺过程设计装配工艺过程设计装配工艺过程设计装配工艺过程设计第一节第一节 概述概述 装配：按按规规定定的的精精度度和和技技术术要要求求，将将构构成成机机器器的的零零件件结结合成组件、部件和产品的过程。合成组件、部件和产品的过程。 是是产产品品制制造造的的最最后后一一个个阶阶段段，产产品品质质量量最最终终通通过过装配来保证，装配质量直接影响产品的工作性能。装配来保证，装配质量直接影响产品的工作性能。 装装配配通通常常手手工工完完成成，装装配配时时可可发发现现零零件件在在制制造造过过程程中所存在的问题。中所存在的问题。清洗连接校正、调整与配作 平衡验收、试验q 机器装

2、配基本作业装装配配单单元元：任任何何机机器器或或产产品品都都是是由由零零件件和和部部件件组组成成，为为便于生产组织，将机器划分为多个可独立装配的部分。便于生产组织，将机器划分为多个可独立装配的部分。 零零件件是是组组成成机机器器的的最最小小单单元元。一一般般是是先先将将零零件件组组装装成成套套件件、组组件件、部部件件，然然后后再再装装到到机机器器上上。直直接接装装到机器上的零件并不多。到机器上的零件并不多。装配的一般过程：装配的一般过程： 零零件件套套件件（合合件件）组组件件（总总成成）部部件件机机器器一、装配的基本概念一、装配的基本概念一、装配的基本概念一、装配的基本概念套套件件：在在基基准

3、准件件上上，装装一一个个或或若若干干个个零零件件形形成成永永久久性性连接，称套装，是最小装配单元。连接，称套装，是最小装配单元。组组件件：在在基基准准件件上上，装装上上若若干干个个套套件件和和零零件件而而形形成成组组合体，称组装。合体，称组装。 套件和组件示例 a）套件 b）组件部部件件：在在基基准准件件上上，装装上上若若干干个个组组件件、套套件件和和零零件件而形成的组合体（具有一定的功用），称部装而形成的组合体（具有一定的功用），称部装机机器器：在在一一个个基基准准件件上上，装装上上若若干干个个部部件件、组组件件、套套件件和和零零件件而而形形成成的的整整台台机机器器，把把零零件件和和部部件件

4、装装配成最终产品的过程称总装配成最终产品的过程称总装.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机器装配系统图二、装配工艺系统图二、装配工艺系统图二、装配工艺系统图二、装配工艺系统图 在制订装配工艺规程的过程中，在制订装配工艺规程的过程中，表明产品零部件间表明产品零部件间相互关系及装配流程的示意图称为装配工艺系统图相互关系及装配流程的示意图称为装配工艺系统图。 每个零件用一个方框表示，包含零件名称、图号和每个零件用一个方框表示，包含零件名称、图号和数量等信息。数量等信息。 装配时从基准件开始，沿水平线自左向右进行。通装配时从基准件开始，沿水平线自左向右进行。通常将零件画在上方，套件、

5、组件和部件画在下方。排列常将零件画在上方，套件、组件和部件画在下方。排列次序表示装配顺序。主要用于大批大量生产。次序表示装配顺序。主要用于大批大量生产。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第二节第二节 装配工艺规程的制订装配工艺规程的制订 作用：作用：装配工艺规程是指导装配生产的重要技术文件装配工艺规程是指导装配生产的重要技术文件，也是生产技术准备工作的主要内容之一也是生产技术准备工作的主要内容之一。 装配工艺规程对装配工艺规程对保证装配质量、提高装配效率、缩短生产周期、减轻工人保证装配质量、提高装配效率、缩短生产周期、减轻工人劳动强度和降低生产成本有直接影响。劳动强度和降低生

6、产成本有直接影响。主要内容：主要内容：1）分析装配图、划分装配单元、确定装配方法）分析装配图、划分装配单元、确定装配方法2）拟定装配顺序，划分装配工序）拟定装配顺序，划分装配工序3）计算装配工时；）计算装配工时；4）确定各工序的装配技术要求，质量检验方法和检查工具；）确定各工序的装配技术要求，质量检验方法和检查工具；5）确定输送方法和所需要的设备和工具。）确定输送方法和所需要的设备和工具。6）选择和设计装配中所需的工具、夹具和专用装备。）选择和设计装配中所需的工具、夹具和专用装备。一、制订装配工艺规程的基本原则及原始资料一、制订装配工艺规程的基本原则及原始资料一、制订装配工艺规程的基本原则及原

7、始资料一、制订装配工艺规程的基本原则及原始资料1、基本原则、基本原则1）保证产品装配质量，延长产品使用寿命；）保证产品装配质量，延长产品使用寿命；2）合理安排装配顺序，减少钳工的劳动量，缩短装配周期；）合理安排装配顺序，减少钳工的劳动量，缩短装配周期；3）减少占地面积，提高单位面积的生产率）减少占地面积，提高单位面积的生产率4）尽量降低装配生产成本）尽量降低装配生产成本2、原始资料、原始资料1）产品装配图和产品验收标准（及与甲方签订的技术协议）产品装配图和产品验收标准（及与甲方签订的技术协议） ； 包括总装图和部件装配图等包括总装图和部件装配图等2）产品的生产纲领）产品的生产纲领 生产纲领不同

8、生产纲领不同,生产类型不同生产类型不同,装配的组织形式、工艺方法不同装配的组织形式、工艺方法不同3）现有生产条件）现有生产条件包括工厂装配设备，装配技术水平、车间面积，起重能力。包括工厂装配设备，装配技术水平、车间面积，起重能力。二、制订装配工艺规程的步骤二、制订装配工艺规程的步骤二、制订装配工艺规程的步骤二、制订装配工艺规程的步骤1、分析产品的装配图和产品验收技术条件、分析产品的装配图和产品验收技术条件 审核产品图样的完整性、正确性，分析产品的结构工审核产品图样的完整性、正确性，分析产品的结构工艺性，审核装配技术要求和验收标准。艺性，审核装配技术要求和验收标准。2、确定装配方法和组织方式；、

9、确定装配方法和组织方式； 装配方法与组织形式取决于产品的结构特点和生产纲装配方法与组织形式取决于产品的结构特点和生产纲领，领，应考虑现有生产条件和设备；应考虑现有生产条件和设备； 装配组织方式分固定式和移动式装配组织方式分固定式和移动式 固定式装配在一个固定的工作地完成，多用于单件小固定式装配在一个固定的工作地完成，多用于单件小批生产或重量大、体积大的批量生产中。批生产或重量大、体积大的批量生产中。 移动式装配是用传送带或小车按装配顺序从一个装配移动式装配是用传送带或小车按装配顺序从一个装配工作地移到下一个装配工作地完成产品的装配工作；工作地移到下一个装配工作地完成产品的装配工作；3、划分装配

10、单元，确定装配顺序；、划分装配单元，确定装配顺序； 先将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，先将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，每级装每级装配单元都要选定装配的基准件配单元都要选定装配的基准件。 装配基准件应是产品的基体或主干零部件。装配基准件应是产品的基体或主干零部件。 安排装配顺序的一般原则是：安排装配顺序的一般原则是：先难后易、先内后外、先先难后易、先内后外、先下后上、先大后小，预处理工序在前。下后上、先大后小，预处理工序在前。移动式装配分：连续移动、间歇移动和变节奏移动。多移动式装配分：连续移动、间歇移动和变节奏移动。多用于大批大量生产。用于大批大量生产。 车床床身装配简图油盘

11、总成P011床 身10031垫板上涂铅油床身总成Z011用水平仪检查导轨的直线度右垫板2001 8左托盘1001 1右托盘1004 1前床脚1002 1后床脚1005 1螺栓2002 8垫圈2004 4螺栓2003 4垫圈2006 4螺母2005 4床身部件装配系统图4、划分装配工序、划分装配工序 主要工作如下：主要工作如下：1）确定工序集中和分散的程度；）确定工序集中和分散的程度；2）划分装配工序，确定装配内容；）划分装配工序，确定装配内容；3）确定各工序所需要的设备和工具，如需专用设备）确定各工序所需要的设备和工具，如需专用设备(力矩扳力矩扳手手,预应力扳手预应力扳手) ，要提出设计任务书

12、。，要提出设计任务书。4）制定装配操作规范，如过盈配合的压入力，装配温度，）制定装配操作规范，如过盈配合的压入力，装配温度，螺钉的拧紧力矩。螺钉的拧紧力矩。5）制定各工序装配质量要求和检验方法；）制定各工序装配质量要求和检验方法；6）确定工时定额，平衡工序节拍。）确定工时定额，平衡工序节拍。5、编制装配工艺文件、编制装配工艺文件 单件小批生产，通常只绘制装配系统图；单件小批生产，通常只绘制装配系统图； 成批生产，还要求制定部件和总装的装配工艺卡，写成批生产，还要求制定部件和总装的装配工艺卡，写明装配次序和工序内容，设备名称和工时定额等。明装配次序和工序内容，设备名称和工时定额等。 大批大量生产

13、大批大量生产 ，不仅要制定装配工艺卡，而且要制定，不仅要制定装配工艺卡，而且要制定装配工序卡，直接指导操作人员进行装配。装配工序卡，直接指导操作人员进行装配。第三节第三节 装配结构的装配工艺性装配结构的装配工艺性 产品装配工艺性直接影响产品的装配周期，所耗费的产品装配工艺性直接影响产品的装配周期，所耗费的劳动量，成本的高低以及机器的使用性能。劳动量，成本的高低以及机器的使用性能。 装配工艺性好，是指在装配过程中，不用修配和机械装配工艺性好，是指在装配过程中，不用修配和机械加工、劳动量少，装配时间短。加工、劳动量少，装配时间短。一、产品结构应能分解成独立的装配单元一、产品结构应能分解成独立的装配

14、单元 为缩短装配周期，需将产品分成若干个独立的装配单为缩短装配周期，需将产品分成若干个独立的装配单元，以便平行作业，这是评价装配结构的重要指标。元，以便平行作业，这是评价装配结构的重要指标。 如汽车，分为发动机、变速箱、车架、驾驶室、车门等如汽车，分为发动机、变速箱、车架、驾驶室、车门等 如机床，分主轴箱、进给箱、刀架、尾座和床身等。如机床，分主轴箱、进给箱、刀架、尾座和床身等。 部件装配后，独立进行检验和试车，合格后再进入总装。部件装配后，独立进行检验和试车，合格后再进入总装。划分独立装配单元的优点如下：划分独立装配单元的优点如下：1）可平行进行装配作业）可平行进行装配作业2）各部件可以独立

15、进行调整和试车）各部件可以独立进行调整和试车3）有利于产品升级换代）有利于产品升级换代4）有利于机器的维护和检修，重型机器便于包装和运输）有利于机器的维护和检修，重型机器便于包装和运输.二、减少装配时的修配和机加工作量二、减少装配时的修配和机加工作量 产品装配时，难免要对某些零件进行修配，这些工作产品装配时，难免要对某些零件进行修配，这些工作多数由手工操作完成，不仅要求技术水平高，而且难以事多数由手工操作完成，不仅要求技术水平高，而且难以事先确定工作量，因此设计时要尽量减少修配工作量。先确定工作量，因此设计时要尽量减少修配工作量。 为减少修配工作量，尽量减少不必要的配合面，为减少修配工作量，尽

16、量减少不必要的配合面， 用调用调整整装装配配法法代代替替修修配配法法 装配时尽量减少机械加工，否则影响装配工作的装配时尽量减少机械加工，否则影响装配工作的装配时尽量减少机械加工，否则影响装配工作的装配时尽量减少机械加工，否则影响装配工作的连续性连续性连续性连续性三、机器的结构应便于装配和拆卸三、机器的结构应便于装配和拆卸应考虑扳手的工作空间应考虑扳手的工作空间第四节第四节 装配尺寸链装配尺寸链 产产品品质质量量：由由零零件件的的设设计计质质量量、加加工工质质量量和和装装配配质质量量共共同同保保证证. 正正确确规规定定机机器器的的装装配配精精度度要要求求是是产产品品设设计计中中的的重重要环节。要

17、环节。 由由于于部部件件、总总成成是是由由零零件件装装配配而而成成，而而零零件件在在加加工工中中存存在在误误差差，把把含含误误差差的的零零件件组组合合在在一一起起形形成成累累积积误误差差，因因此此零件的精度是影响装配精度的最主要因素。零件的精度是影响装配精度的最主要因素。 装配尺寸链是确定装配精度和零件制造精度关系的工具。装配尺寸链是确定装配精度和零件制造精度关系的工具。 一、装配精度一、装配精度 1、装配精度的内容、装配精度的内容1）相互位置精度）相互位置精度 指相关零件间的距离精度和相互位置精度指相关零件间的距离精度和相互位置精度 如齿轮轴的中心距、平行度、垂直度及同轴度等如齿轮轴的中心距

18、、平行度、垂直度及同轴度等2）相对运动精度）相对运动精度 零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。 如溜板在导轨上的移动精度，与主轴的平行度，如溜板在导轨上的移动精度，与主轴的平行度， 齿轮加工时主轴的转速度和工作台的转速关系。齿轮加工时主轴的转速度和工作台的转速关系。3）相互配合精度）相互配合精度 指配合表面的配合质量和接触质量指配合表面的配合质量和接触质量 配合质量指配合间隙或过盈量，配合质量指配合间隙或过盈量， 接触质量指接触面积的大小和接触点的分布，如齿轮接触质量指接触面积的大小和接触点的分布，如齿轮2 2、装配精度与零件精度的关系、装配

19、精度与零件精度的关系、装配精度与零件精度的关系、装配精度与零件精度的关系 装装配配精精度度直直接接由由相相关关零零件的制造精度来保证。件的制造精度来保证。 如如卧卧式式车车床床中中，为为满满足足尾尾座座移移动动与与溜溜板板移移动动的的平平行行度度要要求求，只只需需保保证证床床身身上上的的导轨导轨AB面平行即可。面平行即可。 对对某某些些装装配配精精度度要要求求高高的的项项目目，或或者者组组成成部部件件的的零零件件数数目目很很多多，装装配配精精度度如如果果完完全全由由有有关关零零件件的的加加工工精精度度来来保保证证，则则对对各各零零件件的的加加工工精精度度要要求求很很高高，甚甚至至无无法法加加工

20、工。因因此此在在生生产产中中常常采采用用一一定定的的工工艺艺措措施施来来保保证最终装配要求。证最终装配要求。二、装配尺寸链的建立二、装配尺寸链的建立二、装配尺寸链的建立二、装配尺寸链的建立 一、装配尺寸链的概念一、装配尺寸链的概念 装装配配尺尺寸寸链链：在在机机器器的的装装配配关关系系中中，由由有有关关零零件件的的尺尺寸寸或或者者相相互互位位置置组组成成的尺寸链。的尺寸链。组成：组成环、封闭环组成：组成环、封闭环封封闭闭环环：是是要要保保证证的的装装配配精精度度和和技技术术要要求求.它它不不是是一一个个零零件件或或部部件件上上的的尺尺寸寸，而而是是不不同同零零部部件件表表面面或或轴轴线线之之间

21、间的的相相互位置尺寸，是装配后形成的互位置尺寸，是装配后形成的。组组成成环环：对对装装配配精精度度要要求求发发生生直直接接影影响响的的那那些些零零部部件件的的尺尺寸寸和和位位置置关关系系，都都是组成环。是组成环。 组成环也分增环和减环组成环也分增环和减环.二、装配尺寸链的分类二、装配尺寸链的分类二、装配尺寸链的分类二、装配尺寸链的分类根据各组成环的特点根据各组成环的特点,装配尺寸链分为：装配尺寸链分为：直线尺寸链直线尺寸链：由长度尺寸组成：由长度尺寸组成,各尺寸环彼此平行。各尺寸环彼此平行。角度尺寸链角度尺寸链：由角度、平行度、垂直度组成。：由角度、平行度、垂直度组成。平平面面尺尺寸寸链链：由

22、由成成角角度度关关系系布布置置的的长长度度尺尺寸寸组组成成，各各尺尺寸寸环在同一平面内或平行平面内。环在同一平面内或平行平面内。空间尺寸链空间尺寸链：由位于三维空间的尺寸环组成的尺寸链。：由位于三维空间的尺寸环组成的尺寸链。三、装配尺寸链的查找方法三、装配尺寸链的查找方法三、装配尺寸链的查找方法三、装配尺寸链的查找方法1、装配尺寸链建立步骤、装配尺寸链建立步骤1）确定封闭环：）确定封闭环：封闭环就是装配技术要求封闭环就是装配技术要求，装配后形成的。，装配后形成的。2）查组成环：）查组成环： 方方法法一一：以以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

23、方方向向，以以装装配配基基准准为为联联系系线线索索，分分别别查查装装配配关关系系中中影影响响装装配配要要求求的的有有关关零零件件，直直至至同同一一基基准准零零件件，甚甚至至同同一基准面一基准面。方方法法二二：从从封封闭闭环环的的一一端端开开始始依依次次查查找找直直到到封封闭闭环环的的另另一一端端，也也可可以以从从共共同同的的基基准准零零件件或或基基准准面面开开始始分分别别查查到到封封闭环的两端。闭环的两端。 不不管管采采用用那那种种方方法法，关关键键是是要要正正确确分分析析那那些些零零件件的的哪些尺寸、技术要求、对所分析的装配要求有直接影响。哪些尺寸、技术要求、对所分析的装配要求有直接影响。3

24、）作尺寸链图，确定增减环性质。）作尺寸链图，确定增减环性质。2 2、查找装配尺寸链应注意的问题、查找装配尺寸链应注意的问题、查找装配尺寸链应注意的问题、查找装配尺寸链应注意的问题 1）简化装配尺寸）简化装配尺寸 机机械械产产品品结结构构复复杂杂，影影响响装装配配精精度度的的因因素素很很多多，在在查查找找时时，在在保保证证装装配配精精度度的的前前提提下下，对对影影响响较较小小的的因因素素，可可以进行适当的简化。以进行适当的简化。2 2）装配尺寸链最短路线原则）装配尺寸链最短路线原则）装配尺寸链最短路线原则）装配尺寸链最短路线原则 在在装装配配精精度度要要求求既既定定的的情情况况下下，组组成成环环

25、数数目目越越少少，则则每每个个组组成成环环所所分分配配的的公公差差就就越越大大，零零件件加加工工越越容容易易，越越经经济济，所所以以在产品结构设计中尽可能使影响装配精度的零件数减至最少。在产品结构设计中尽可能使影响装配精度的零件数减至最少。 尺尺寸寸链链中中，每每一一个个有有关关零零部部件件只只有有一一个个尺尺寸寸作作为为组组成成环环列列入入尺尺寸寸链链中中，即即一一件件一一环环。这这就就要要求求连连接接两两个个装装配配基基准准面面间间的的尺寸应直接标注在零件图上。尺寸应直接标注在零件图上。 组组成成环环数数目目等等于于有有关关零零件件的的数数目目，这这就就是是装装配配尺尺寸寸链链最最短短原原

26、则。则。3 3）装配尺寸链的方向性）装配尺寸链的方向性）装配尺寸链的方向性）装配尺寸链的方向性 同一装配结构中，不同位置方向都有装配精度要求时，同一装配结构中，不同位置方向都有装配精度要求时，应按不同方向建立装配尺寸链。如蜗杆传动副结构应按不同方向建立装配尺寸链。如蜗杆传动副结构,应在三应在三个方向建立装配装配尺寸链个方向建立装配装配尺寸链四、装配尺寸链的计算方法四、装配尺寸链的计算方法 正计算正计算,反计算反计算 正正计计算算：已已知知组组成成环环求求封封闭闭环环。即即已已知知产产品品装装配配图图和和全全部部零零件件图图，用用以以验验算算组组成成环环的的公公差差和和基基本本尺尺寸寸及及偏偏差

27、差是是否否正正确确，是否能满足装配精度要求。是否能满足装配精度要求。 反反计计算算：已已知知封封闭闭环环求求组组成成环环，用用于于产产品品设设计计阶阶段段，即即根根据据装装配配精精度度指指标标确确定定组组成成环环公公差差、基基本本尺尺寸寸、偏偏差差，然然后后标标注在零件设计图纸上。注在零件设计图纸上。 反反向向计计算算分分配配封封闭闭环环的的公公差差有有三三条条原原则则：等等公公差差分分配配、等公差等级分配、按具体情况分配。等公差等级分配、按具体情况分配。第五节第五节第五节第五节 保证装配精度的装配工艺方法保证装配精度的装配工艺方法保证装配精度的装配工艺方法保证装配精度的装配工艺方法 选选择择

28、装装配配方方法法，其其实实质质就就是是在在满满足足装装配配精精度度要要求求的的前前提下，选择经济合理的解尺寸链方法。提下，选择经济合理的解尺寸链方法。 保保证证装装配配精精度度的的工工艺艺方方法法有有：互互换换法法、分分组组装装配配法法、修配法与调整法。修配法与调整法。分别适用于不同的场合。分别适用于不同的场合。一、互换装配法一、互换装配法 按互换程度的不同分为完全互换法与大多数互换法。按互换程度的不同分为完全互换法与大多数互换法。1 、完全互换法完全互换法 在在全全部部产产品品中中，装装配配时时各各组组成成环环零零件件不不需需任任何何选选择择、修修配配、调调整整就就能能保保证证规规定定装装配

29、配技技术术要要求求。其其实实质质就就是是控控制制零件加工误差保证装配精度的一种方法零件加工误差保证装配精度的一种方法。 完全互换法的特点1）零件可完全互换，装配质量稳定；2）装配过程简单，生产率高；3）容易实现零部件的专业化生产，便流水作业；4）有利于产品维护和零件部件更换5）零件加工要求较高，不一定按经济加工精度制造；6）可用于各种生产类型。 完全互换法，是按极值法计算装配尺寸链。 为保证装配精度，各组成环的公差之和应小于等于封闭环的公差。 对于直线尺寸链组成环传递系数等于1 进行反向计算时，先按等公差原则确定各组成环的平均公差，再根据尺寸大小和加工的难易程度进行调整。平均分配封闭环的公差可

30、能不合理，需作调整。1 1 1 1）组成环公差调整原则）组成环公差调整原则）组成环公差调整原则）组成环公差调整原则n如果尺寸大、加工困难则给较大公差；反之给较小公差；n如果组成环为标准件上的尺寸，则按标准规定；n尺寸相近加工方法类似，可取相等的公差值；n表面粗糙度要求高的尺寸取较小的公差值；n几个尺寸链中的公共环，公差由要求最严的尺寸链确定。n尺寸相差较大取相同等级公差（即等精度法，所有组成环按同一精度制造）。n调整各组成环的公差后，应保证各组成环的公差之和小于等于封闭环的公差。 2）选择协调环 由于封闭环的公差是装配要求所确定的既定值，当大多数组成环公差取为标准公差后，可能有一个组成环的公差

31、不能取标准公差。这个组成环在尺寸链中起协调作用，称作协调环，其公差通过计算求得。协调环选择原则如下：n选择不需用定尺寸刀具加工、用光滑极限量规检验的尺寸作协调环。n将难于加工的尺寸从宽取公差值，取一容易加工的尺寸作协调环；或将容易加工的尺寸从严取公差值，选难于加工的尺寸作协调环。n不能选择标准件或多个尺寸链中的公共环作为协调环。3 3）确定组成环的偏差）确定组成环的偏差）确定组成环的偏差）确定组成环的偏差n标准件的公差带位置按标准规定；n配合尺寸的公差带位置按配合性质查有关标准；n一般尺寸应按入体原则确定极限偏差。即对包容面取下偏差为零；对被包容面取上偏差为零；n台阶类长度尺寸的公差位置，在无

32、具体要求的前题下，一般按入体原则标注。n中心距类尺寸按对称公差标注；n协调环的公差带按尺寸链计算公式计算所得的上下偏差结果标注。【解】【例1】 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标准件），A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 1）建立装配尺寸链（图 ）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考虑加工难易

33、程度，进行适当调整（A4公差不变），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02， 3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：除协调环以外各组成环公差按入体标注： 计算协调环偏差： EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1最后可确定：A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 2 2、大多数互换法（也称不完全互换法）、大多数互换法（也称不完全互换法）、大多数互换法（也称不完全互换法）、大多数互换法（也称不完全互换法） 完完全全互互换换法法虽虽然然计计算算简简单单，但但是是对对组组成成环环的的公

34、公差差要要求求严严格格，是考虑零件在极端情况下也能装配合格。是考虑零件在极端情况下也能装配合格。 零零件件按按统统计计公公差差公公式式所所规规定定的的公公差差进进行行加加工工，装装配配时时不不需需任任何何选选择择、修修配配和和调调整整，就就能能保保证证绝绝大大多多数数机机器器满满足足规规定定的的装装配配技技术术要要求求，这这种种装装配配方方法法称称大大多多数数互互换换法法，也也称称不不完完全全互互换换法法。其其实实质质是是尺尺寸寸链链的的概概率率解解法法，与与完完全全互互换换法法相相比比，零零件件公公差差放放大大了了，因因而而了了降降低低加加工工难难度度。 但但这这样样处处理理会会使使部部分分

35、产产品品装装配配后后超超出出规规定定的装配精度要求。的装配精度要求。 进行反向计算时，先按等公差原则确进行反向计算时，先按等公差原则确定各组成环的平均公差，再根据尺寸大小定各组成环的平均公差，再根据尺寸大小和加工的难易程度进行调整。和加工的难易程度进行调整。 对于线性尺寸链对于线性尺寸链大多数互换法的特点：大多数互换法的特点：大多数互换法的特点：大多数互换法的特点：n零零件件虽虽不不一一定定按按经经济济加加工工精精度度制制造造，但但零零件件所所规规定定的的公公差差比比完完全全互互换换法法的的公公差差大大，有有利利于于零零件件的的加工。加工。n装配过程简单、但装配后有少数不合格品。装配过程简单、

36、但装配后有少数不合格品。n适适用用于于大大批批大大量量生生产产、组组成成环环数数目目较较多多，而而装装配配精度要求较高的场合。精度要求较高的场合。同例1，用大数互换法计算【例2】【解】取k=1.4，将T1 、T2 、T4 、 T5 及T0 值代入，可求出：T3 = 0.135于是有：除协调环外各组成环公差入体标注：A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配尺寸链 A4 为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05A1、A2、A5 公差取经济公差：T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.025 确定各组成环的公差 确定各组成环的偏差取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：计算协调环的偏差：

37、由公式，得到：A5M = 4.93 由：A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 二、选择装配法二、选择装配法二、选择装配法二、选择装配法 选择装配法是将尺寸链各组成环的公差放大到经济可行的程度（即各零件按经济加工精度制造），装配时选择合适的零件进行配对，以保证装配精度要求。 选择装配法有三种：直接选配法，分组选配法和复合选配法。1、直接选配法 工人在装配时，直接从重多待装配的零件中选择合适的零件进行组装，保证装配精度要求。 优点：可获得很高的装配精度 缺点：工人凭经验进行，装配精度取决于工人的技术水平。装配效率不高，不适合于大批大量生产和流水线装配。可能出现“剩余零件”。活塞与活塞销在冷态

38、装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为25，加工经济公差为0.01。采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。 2、分组选配法 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，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起来。零件加工要求不高，但可获得很高的装配精度。零件加工要求不高，但可获得很高的装配精度。【例3】活塞与活塞销组件图【解】1）建立装配尺寸链 如图所示。3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为： ，将其分为 4组，解如图

39、所示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：A1（活塞销直径）A2（销孔直径）A0活塞销与销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。分组装配法满足以下条件：分组装配法满足以下条件：1、配配合合零零件件的的公公差差应应相相等等，公公差差增增大大的的方向要同向，增大的倍数为分组数。方向要同向，增大的倍数为分组数。2、最最好好使使相相配配件件的的的的尺尺寸寸分分布布具具有有完完全全相同的对称分布曲线。相同的对称分布曲线。3、相相配配件件的的表表面面粗粗糙糙度度和和形形位位公公差差必必须须保保持持为

40、为原原设设计计要要求求，不不能能随随尺尺寸寸公公差差放放大而放大。大而放大。4、分分组组数数不不宜宜太太多多，尺尺寸寸公公差差放放大大到到经经济济加加工工精精度度就就可可以以了了，否否则则会会增增大大测测量量、分组和保管的工作量。分组和保管的工作量。分组装配法的特点：分组装配法的特点：1）零零件件按按经经济济加加工工精精度度制制造造，加加工工要要求求不不高高，但但可可获获得得很高的装配精度；很高的装配精度；2）同组零件可以互换；）同组零件可以互换；3）增加了零件测量、分组和保管的工作量；）增加了零件测量、分组和保管的工作量；4）一一般般应应用用于于大大批批大大量量生生产产组组成成环环数数目目少

41、少（2-3）而而装装配精度要求高的场合。配精度要求高的场合。3、复合选配法、复合选配法 复合选配法是分组选配法和直接选配法的复合。零件加复合选配法是分组选配法和直接选配法的复合。零件加工后先测量分组，然后在各对应组内进行选配。工后先测量分组，然后在各对应组内进行选配。特点：相配件的公差可以不相等。装配速度快、质量高、能特点：相配件的公差可以不相等。装配速度快、质量高、能满足一定的生产节拍要求。如：气缸与活塞的装配。满足一定的生产节拍要求。如：气缸与活塞的装配。 上述完全互换法、大多数互换法和分组法装配，零件都上述完全互换法、大多数互换法和分组法装配，零件都能互换，适用于大批大量生产。能互换，适

42、用于大批大量生产。三、修配装配法三、修配装配法三、修配装配法三、修配装配法 在在单单件件小小批批生生产产中中，如如果果组组成成环环数数目目多多而而装装配配精精度度要要求求又很高时，应采用修配法。又很高时，应采用修配法。 修修配配法法是是指指各各零零件件按按经经济济加加工工精精度度制制造造，并并指指定定一一零零件件作作修修配配件件，在在其其上上预预留留加加工工余余量量，装装配配时时用用手手工工括括、研研等等方方法法修修去去多多余余的的加加工工余余量量，使使之之保保证证装装配配技技术术要要求求。在在装装配配尺尺寸链中，修配件对应的尺寸环为修配环，又称补偿环寸链中，修配件对应的尺寸环为修配环，又称补

43、偿环 修配法不能互换。修配法不能互换。选择的补偿环应满足以下要求：选择的补偿环应满足以下要求：选择的补偿环应满足以下要求：选择的补偿环应满足以下要求：1、选选择择装装拆拆方方便便、结结构构简简单单、容容易易修修配配的的零零件件作作补补偿偿环环，如果用括研修配，括研面积应小。如果用括研修配，括研面积应小。2、不不能能选选择择公公共共环环作作补补偿偿环环，即即选选择择只只与与本本项项装装配配精精度度有关而与其它装配精度无关的零件作修配件。有关而与其它装配精度无关的零件作修配件。3、合合理理确确定定修修配配件件的的尺尺寸寸和和公公差差，既既要要保保证证足足够够的的修修配配量，又要不使修配的工作量太大

44、量，又要不使修配的工作量太大修配法的特点修配法的特点1、零件的加工精度不高，但可获得很高的装配精度；、零件的加工精度不高，但可获得很高的装配精度；2、增加了修配工作量，生产效率低；、增加了修配工作量，生产效率低；3、对工人的技术水平要求较高；、对工人的技术水平要求较高；4、一一般般用用于于单单件件小小批批生生产产、组组成成环环数数目目多多而而装装配配精精度度要要求又很高的场合。求又很高的场合。车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为00.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图所示。【例4】车床主

45、轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3【解】1）选择修配环 本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。 若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。用A00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A00的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法公式，可导出：2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置3）确定修配环公差带的位置将已知数值代入，可求出：A2min = 46.1, 得到：如果要求尾座底板装配时最小刮研量为0.15。则可最后确定底板厚度为：此时，最大刮研量为：Zmax

46、= A00max - A0max = 0.39A1A0A2A3A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，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0.1。3、修配方法1）单件修配法 选定某一零件作修配件，装配时用去除金属的方法改变其尺寸，满足装配精度要求；2）合并加工法 将两个或更多个零件合并在一起进行加工，合并加工的零件可看作是一个组成环。多用于单件小批生产。3）自身加工修配法 用机床本身加工零件表面，可达到很高的装配精度。 如在车床上对卡盘进行加工、在刨床上对工作台进行加工，在平面磨床上对工作台面进行磨削加工等。 为避

47、免手工修配的特点，应尽可能采用机械加工的方法代替手工修配，如用精磨代刮、精刨代刮等。 四、调整装配法四、调整装配法四、调整装配法四、调整装配法 各各零零件件按按经经济济加加工工精精度度制制造造，装装配配时时调调整整其其中中一一个个零零件件的的位位置置或或更更换换一一个个不不同同尺尺寸寸的的零零件件（垫垫片片或或套套简简等等），补补偿偿装装配配时时的的累累积积误误差差，达达到到装装配配要要求求，前前者者称称为为可可动动调调整法；后者称为固定调整法。整法；后者称为固定调整法。 调调整整法法与与修修配配法法的的实实质质是是相相同同的的。各各零零件件均均按按经经济济加加工工精精度度制制造造，并并选选择

48、择一一个个组组成成环环作作调调整整环环；都都是是补补偿偿因因组组成环公差扩大而产生的累积误差，以满足装配精度要求。成环公差扩大而产生的累积误差，以满足装配精度要求。 方方法法不不同同：修修配配法法是是去去除除补补偿偿环环的的金金属属层层，调调整整法法是是改变零件的位置或更换不同的零件。改变零件的位置或更换不同的零件。1 1、固定调整法、固定调整法、固定调整法、固定调整法 根据累积误差的大小更换不同根据累积误差的大小更换不同尺寸的调整件。常用的调整件有：尺寸的调整件。常用的调整件有：轴套，垫片和垫圈。轴套，垫片和垫圈。需要解决三个问题；需要解决三个问题；1）确定调整范围）确定调整范围2）确定调整

49、件的分组数）确定调整件的分组数3）确定每组调整件的尺寸。）确定每组调整件的尺寸。例；例；5-62、可动调整法、可动调整法该装配方法是调整其中一个零件的位置来保证装配精度。该装配方法是调整其中一个零件的位置来保证装配精度。调整法的特点：调整法的特点：1）零零件件加加工工精精度度不不高高，但但可可以以获获得得很很高高的的装装配配精精度度，用用可可动动调调整整法法时时，可可随随时时调调整整因因磨磨损损、热热变变形形引引起起的的装配误差。装配误差。2）因因需需要要增增加加调调整整件件或或调调整整机机构构而而增增加加了了零零件件数数目目，增加了制造费用。增加了制造费用。3）装配精度在一定程度上依赖于工人

50、的技术水平。）装配精度在一定程度上依赖于工人的技术水平。4）可可动动调调整整法法可可用用于于各各种种类类型型的的生生产产，而而固固定定调调整整法法主要用于大批大量生产。主要用于大批大量生产。第六节第六节 机器装配的自动化机器装配的自动化 生产中，装配工作量占产品生产的工作量20%左右，有些产品高达70%，由于装配过程的复杂性和多样性，装配大多数是用手工完成的。 对于大量生产，手工装配的劳动量很大、生产效率不高，因此迫切要求装配自动化。机器装配自动化的基本内容机器装配自动化的基本内容 装配过程的储运系统自动化包括零、部件及产品出入库、运输和储存 ；设备：立体仓库、堆垛机、自动导航车、搬运机器人等

51、 。装配作业自动化包括：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、油漆、涂油和包装自动化等 。装配过程信息流自动化指装配过程中的各种信息数据的收集、处理和传送自动化包括：市场预测和订货要求与生产计划间信息数据的汇集、处理和传送自动化；管理信息流自动化；自动装配系统信息流自动化。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q 柔性装配系统（FAS）模块积木式 FAS 以装配中心为基础的模块式FAS555555DDCAAABEFF312864794A

52、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传送装置控制器以装配机器人为主体的可编程序FAS 1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FAS 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S

53、CARA机器人q 零件送进系统组成 零件送进装置组成示例零件送进装置组成示例 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零件送进器零件送进器选择选择/ /取向器取向器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 选择器与取向器示意图选择器与取向器示意图a) b)零件自动送进系统零件自动送进系统 擒纵机构与分配装置示例擒纵机构与分配装置示例零件自动送进系统零件自动送进系统 q 自动装配作业的基本形式 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

54、承k）卷褶联接薄板g）轴销拔出h）零件翻转l）熔焊或锡焊连接关键如何保证轴孔配合c）基件中心运动轨迹a）机构示意图b）振动原理图 轴孔配合自寻中心装入机构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q 轴孔类零件自动装配q 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螺母当连杆盖6合装在连杆体上，并从上

55、面装入螺栓8后，从输料槽2送来的螺母，由推料杆1送入主轴5的内六角孔中，并用卡簧3及钢球4档住螺母。然后主轴5边旋转边上升，将螺母逐个拧在螺栓8上。第七节第七节 机器的虚拟装配机器的虚拟装配一、虚拟现实与虚拟装配一、虚拟现实与虚拟装配1、虚拟现实（、虚拟现实（VR） 是用计算机、多媒体和网络技术等高科技手段来构是用计算机、多媒体和网络技术等高科技手段来构建虚拟环境，使参与者获得与现实世界相同的感觉。建虚拟环境，使参与者获得与现实世界相同的感觉。2、虚拟制造（、虚拟制造（VM） 是以虚拟现实技术、计算机仿真技术、分布式计算是以虚拟现实技术、计算机仿真技术、分布式计算理论、制造系统、加工过程建模、产品数据库管理技术理论、制造系统、加工过程建模、产品数据库管理技术等理论基础，研究如何在计算机网络环境与虚拟现实环等理论基础，研究如何在计算机网络环境与虚拟现实环境下，利用制造系统各层次及各环节的数学模型，完成境下，利用制造系统各层次及各环节的数学模型，完成制造系统各环节的计算与仿真的科学。制造系统各环节的计算与仿真的科学。3、虚拟装配（、虚拟装配（VA） 在虚拟现实的环境下，对计算机数学模型进行装配在虚拟现实的环境下，对计算机数学模型进行装配关系分析。关系分析。 虚拟装配技术现已在生产中应用。虚拟装配技术现已在生产中应用。