機器的裝配工藝第1頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一學習目標學習本節主要掌握裝配精度的概念及其保證機器裝配精度的四種工藝方法：互換法、選擇法、修配法和調整法；并能夠運用裝配尺寸鏈對裝配精度進行定量分析和求解。第六章機器的裝配工藝第2頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一一、機器的裝配工藝過程

通常將機器分成若干個獨立的裝配單元。圖6-1所示為機器裝配工藝系統示意圖，由圖知，裝配單元通常可劃分為五個等級，即零件、套件、組件、部件和機器。

零件是組成機器的基本元件，零件直接裝入機器的不多。一般都預先裝成套件，組件或部件才進入總裝。在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件就構成了一個套件，它是最小的裝配單元。每個套件只有一個基準零件，它的作用是聯接相關零件和確定各零件的相對位置。為形成套件而進行的裝配工作稱為套裝。（如圖6-2）第3頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一第4頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一組件

在一個基準零件上，裝上一個或若干個套件和零件就構成一個組件。每個組件只有一個基準零件，它聯接相關零件和套件，并確定它們的相對位置。為形成組件而進行的裝配稱之為組裝。組件與套件的區別在于組件在以后的裝配中可拆，而套件在以后的裝配中一般不再拆開，可作為一個零件參加裝配。圖6-2b為一個組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準備好的一個套件，階梯軸為"基準零件"。圖6-3a所示為組件裝配系統圖。第6頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一部件與機器在一個基準零件上，裝上若干個組件、套件和零件就構成部件。一個部件只能有一個基準零件，由它來聯接各個組件、套件和零件，決定它們之間的相對位置。為形成部件而進行的裝配工作稱之為部裝。如圖6-3b所示。在一個基準零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機器或稱為產品。第8頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一裝配精度尺寸精度位置精度運動精度接觸精度包括平行度、垂直度、同軸度和各種跳動包括配合精度和距離精度。指有相對運動的零、部件間在運動方向和運動位置上的精度。影響接觸剛度和配合質量的穩定性。二、機器裝配精度的概念

第9頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一三、達到裝配精度的工藝方法1.互換法：裝配過程中，零件不需經過任何挑選、修配或調整，就可達到規定的裝配精度。其實質就是通過控制零件的加工誤差來達到裝配精度。它分為完全互換法和大數到換法。2.選擇法：將相關零件按加工經濟精度制造，然后選擇合適的零件進行裝配。它包括直接選配法、分組裝配法和復合選配法。3.修配法：在裝配過程中根據實際測量的結果，通過修配來改變某個零件的尺寸，來達到裝配精度要求。4.調整法：在裝配時通過改變調整件的位置或更換調整件（如墊片、軸套等）來達到裝配精度要求。第10頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一四、裝配尺寸鏈的建立如圖為齒輪與軸部件裝配圖，軸固定，齒輪回轉，要求齒輪與擋圈之間的間隙為0.1~0.35，在設計時如何由裝配圖確定有關零件的尺寸公差？裝配尺寸鏈的意義第11頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一四、裝配尺寸鏈的建立如圖，普通車床裝配時，要求尾架中心線比主中心線高0~0.06mm，在裝配時如何達到該裝配精度？裝配尺寸鏈的意義第12頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法取封閉環（裝配后的技術要求）兩端的那兩個零件為起點，沿著裝配精度要求的位置方向，以裝配基準面為聯系線索，分別查明裝配關系中影響裝配精度要求的那些有關零件，直至找到同一個基準零件甚至是同一個基準表面為止。第13頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法第14頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的方法第15頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一1）簡化原則查找裝配尺寸鏈時，在保證裝配精度的前提下可略去那些影響較小的因素，使裝配尺寸鏈的組成環適當簡化。2）最短路線原則

由尺寸鏈的基本理論可知，在結構即定的條件下，組成裝配尺寸鏈的每個相關的零、部件只能有一個尺寸作為組成環列入裝配尺寸鏈，這樣組成環的數目就應等于相關零、部件的數目，即一件一環，這就是裝配尺寸鏈的最短路線原則。四、裝配尺寸鏈的建立建立裝配尺寸鏈的原則第16頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一裝配尺寸鏈的計算可分為正計算和反計算。正計算用于對已設計的圖紙進行校核驗算。（即已知各組成環的尺寸偏差求封閉環的尺寸及偏差）反計算主要用于產品設計過程之中。（即已知封閉環的尺寸及偏差，求解組成環的尺寸及偏差）四、裝配尺寸鏈的建立裝配尺寸鏈的計算第17頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一五、互換裝配法

互換裝配法是在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。其實質就是通過控制零件的加工誤差來保證產品的裝配精度。根據互換程度的不同，互換法分為完全互換法和大數互換法（又稱概率互換法）。第18頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（1）完全互換裝配法

（1）裝配尺寸鏈計算

采用完全互換裝配法時，裝配尺寸鏈采用極值法計算。即尺寸鏈各組成環公差之和應小于封閉環公差（即裝配精度要求）：

式中：T0——封閉環公差；

Ti

——第個組成環公差；

n——尺寸鏈總環數。第19頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一等公差法是按各組成環公差相等的原則分配封閉環公差的方法，即假設各組成環公差相等，求出組成環平均公差：

然后根據各組成環尺寸大小和加工難易程度，將其公差適當調整。但調整后的各組成環公差之和仍不得大于封閉環要求的公差。

第20頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一調整參照原則

1）當組成環是標準件尺寸（如軸承環或彈性擋圈的厚度等）時，按標準規定。2）當組成環是幾個尺寸鏈的公共環時，其公差值和分布位置應由對其要求最嚴的那個尺寸鏈先行確定。而對其余尺寸鏈來說該環尺寸為已定值。3）當分配待定的組成環公差時，一般可按經驗視各環尺寸加工難易程度加以分配。在確定各組成環極限偏差時，一般可按“入體原則”確定。即對相當于軸的被包容尺寸，按基軸制(h)決定其下偏差；對相當于孔的包容尺寸，按基孔制(H)決定其上偏差；而對孔中心距尺寸，按對稱偏差選取。第21頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一例6.1如圖6-8所示裝配關系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知（標準件），現采用完全互換法裝配，試確定各組成環公差和極限偏差。解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環性質A0為封閉環,A3為增環,A1、A2、A4、A5均為減環。

第22頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（標準件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環性質A0為封閉環,A3為增環,A1、A2、A4、A5均為減環。

（3）確定封閉環的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm故（4）確定各組成環的公差及上下偏差先平均分配：再按各組成環尺寸大小和加工難易程度進行調整，令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4為標準件，按圖紙標注，選A5為協調環（因擋圈易于加工和測量），其公差及上、下偏差通過計算得到第23頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（標準件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環性質

（3）確定封閉環的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm（4）確定各組成環的公差及上下偏差先平均分配：TAi=0.025再按各組成環尺寸大小和加工難易程度進行調整，令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4為標準件按圖紙標注選A5為協調環（因擋圈易于加工各測量），其公差及上、下偏差通過計算得到,按入體原則標注：（5）計算協調環A5的公差和極限偏差EI5=-0.12故第24頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一完全互換裝配方法的特點

裝配質量穩定可靠；裝配過程簡單、生產率高；易于實現裝配機械化、自動化；便于組織流水作業和各零部件的協作與專業化生產；有利于產品的維護和各、部件的更換。這種裝配方法常用于高精度少環尺寸鏈或低精度的多環尺寸鏈的大批大量生產裝配中。

利用極值計算公式，計算出的組成環公差比較嚴格，當封閉環要求較高，組成環數較多時，尤其是這樣。在實際生產中，每個零件尺寸均是極值的情況很少，當組成環數較多，而又在大批大量生產條件下，可用大數互換法計算。第25頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（2）大數互換裝配法

大數互換裝配法的實質是放寬尺寸鏈各組成環的公差，以利于零件的經濟加工。其裝配特點與完全互換裝配法相同，但由于零件所規定的公差要比完全互換法所規定的大，會有極少可能使封閉環的公差超出規定的范圍，從而產生極少量的不合格產品。大數互換法是以概率論為理論根據的。第26頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一可利用第5章講過的概率法基本公式：1）平均尺寸計算公式2）公差計算公式（2）大數互換裝配法

第27頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一例6.2仍以圖6-8所示的裝配關系為例，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。現采用大數互換法裝配，試確定各組成環公差和極限偏差。解:(1)畫裝配尺寸鏈第28頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（標準件），解:(1)畫裝配尺寸鏈

(2)判斷各環性質A0為封閉環,A3為增環,A1、A2、A4、A5均為減環。

（3）確定封閉環的基本尺寸軸向間隙為0.10～0.35mm故（4）確定協調環考慮到尺寸A3較難加工，希望其公差盡可能的大，故選用A3作為協調環，最后確定其公差。第29頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（標準件），軸向間隙為0.10～0.35mm解：（4）確定A3為協調環（5）確定除協調環以外的組成環公差及上、下偏差根據概率計算公式，按照"等公差法"分配各組成環公差：

調整：T1=0.14,T2=T5=0.05,T4=0.05(標準件)按入體原則標注：（6）計算協調環公差及上、下偏差計算協調節環的平均尺寸：A0M=A3M-（A1M+A2M+A4M+A5M）0.025=A3M-(30-0.07+5-0.025+3-0.025+5-0.025)第30頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一（標準件），軸向間隙為0.10～0.35mm解：

按入體原則標注：（6）計算協調環公差及上、下偏差計算協調節環的平均尺寸：A0M=A3M-（A1M+A2M+A4M+A5M）0.025=A3M-(30-0.07+5-0.025+3-0.025+5-0.025)A3M=43.08最后確定各組成環尺寸和組成環偏差為：第31頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一通過上面的兩個例子可以看出，當封閉環公差一定時，用大數互換法可以擴大各組成環公差，從而降低加工費用。同一個問題,用完全互換法結果:用大數互換法結果:第32頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一六、選擇裝配法

選擇裝配法是將尺寸鏈中組成環的公差放大到經濟可行的程度，使零件可以比較經濟地加工，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的方法。這種方法可以分為直接選擇裝配法、分組裝配法和復合選配法等三種形式。第33頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一

直接選擇裝配法的優點是能達到很高的裝配精度，缺點是裝配精度依賴于裝配工人的技術水平和經驗、裝配的時間不易控制，因此不宜用于生產節拍要求較嚴的大批大量生產中。

分組裝配法可以降低對組成環的加工精度要求，而不降低裝配精度，但卻增加了測量、分組、和配套工作。因此，分組裝配法適用于成批或大量生產中裝配精度要求較高、尺寸鏈組成環很少的情況。復合選配法是分組裝配法與直接選擇法的復合，即零件加工后預先測量分組，裝配時再在各對應組內由工人進行直接選配的方法。六、選擇裝配法

第34頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一例6.3活塞銷和活塞銷孔的裝配關系如圖6-10所示?；钊N直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術要求，在冷態裝配時應有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經濟精度（活塞銷采用精密無心磨加工，活塞銷孔采用金剛鏜加工）為0.01mm。現采用分組選配法進行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數目和分組尺寸。六、選擇裝配——分組裝配法

第35頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一解:

1）建立裝配尺寸鏈

其中，A0為活塞銷與活塞銷孔配合的過盈量，是尺寸鏈的封閉環；A1為活塞銷的直徑尺寸，A2為活塞銷孔的直徑尺寸，這兩個尺寸是尺寸鏈的組成環。

2）確定分組數

過盈量的公差為0.005mm，將其平均分配給組成環，各得到公差0.0025mm。而活塞孔與活塞銷直徑的加工經濟公差為0.01mm，即需將公差擴大4倍，于是可得到分組數為4。

3）確定分組尺寸

活塞銷直徑尺寸定為：

活塞銷孔直徑定為：

將其分為4組，各組直徑尺寸列于表6-3中。

第36頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一每組獲得的過盈量均為0.0025～0.0075mm第37頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一采用分組裝配時注意事項：

1）為保證分組后，各組的配合性質和配合精度與原裝配精度要求相同，應當使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數應等于以后的分組數。

2）配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨尺寸公差放大而放大，應與分組公差相適應，以保證配合性質和配合精度要求。

3）分組數不宜過多，否則就會因零件測量、分類、保管工作量的增加造成生產組織工作復雜化。

4）制造零件時，應盡可能使各對應組零件的數量相等，滿足配套要求，否則會造成某些尺寸零件的積壓浪費現象。第38頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一七、修配裝配法修配法基本原理

修配裝配法是在裝配時修去指定零件上預留的修配量以達到裝配精度的方法，簡稱修配法。

采用修配法時，尺寸鏈中各尺寸均按經濟加工精度制造。在裝配時，累積在封閉環上的總誤差必然超出其公差。為了達到規定的裝配精度，必須對尺寸鏈中指定的組成環零件進行修配，以補償超差部分的誤差，這個組成環叫做修配環，也稱補償環。

單件或成批生產中那些精度要求高、組成環數目又較多的部件適合于用修配法裝配。

第39頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一

采用修配法裝配時，首先應正確選定補償環。作為補償環的零件應滿足以下要求：

1）易于修配并且裝卸方便；

2）不是公共環。即作為補償環的零件應當只與一項裝配精度有關，而與其它裝配精度無關。否則修配后，保證了一個尺寸鏈的裝配精度，但又破壞了另一個尺寸鏈的裝配精度；

3）不要求進行表面處理的零件，以免修配后破壞表面處理層。七、修配裝配法第40頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一前面已經介紹，修配法是使各組成環按經濟精度制造，在組成環中選出一修配環，預先留有修配量，裝配時通過修配它的尺寸來達到裝配精度要求。因此，求解修配法裝配尺寸鏈的關鍵在于：（1）選好修配環（2）確定修配環尺寸（3）驗算修配量是否合適

七、修配裝配法第41頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一

例6.4

圖6-4所示普通車床裝配時，要求尾架中心線比主軸中心線高0～0.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，現采用修配法裝配時，試確定各組成環公差及其分布。第42頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一解:

1）畫裝配尺寸鏈

2）判斷各環性質，驗算基本尺寸，選擇修配環

A0是封閉環，A1是減環，A2、A3為增環。

A2為尾座底板的厚度，底板裝卸方便，其加工表面形狀簡單，便于修配（如刮、磨），故選定A2為修配環。A0A1A3A2A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，第43頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一3）確定各組成環的公差及偏差

A1、A3可以采用鏜模進行鏜削加工，取經濟公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取經濟公差T2=0.15mm。除修配環以外各環的尺寸如下：

，

按照上面確定的各尺寸公差加工組成環零件，裝配時形成的封閉環公差為：

顯然，這時公差超出了規定的裝配精度，需要在裝配時對補償環零件進行修配。第44頁，共50頁，2023年，2月20日，星期一4）確定補