精品 机器装配工艺基础 机械制造

5.9 机器装配工艺基础

5.9.1 概述装配—根据技术要求将若干零件接合成部件 或将若干个零件和部件接合成产品 的劳动过程。 装配内容—零部件的清洗、接合、调整、试 验、检验、油漆和包装。

机械产品质量— (1) 物理参数：转数、质量、平 衡、密封、磨擦等; (2)几何参数：距离精度、相互 位置精 度，相对运动精度，配合 精度和接触精度。

装配的距离精度 距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸 要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。A0 A1 A3

图5-1 车床装配的尺寸B2 B0 B3

B1

A2

装配的相互位置精度

活塞 连杆 缸体

1

装配相互位置精度-反映各零件有关相互 位置与装配相互位置 的关系。

2曲轴 0

3

装配的运动精度 装配的运动精度有 ①主轴圆跳动 ②轴向窜动 ③转动精度 ④传动精度 它们主要与主轴轴颈处的精度、轴承 精度、箱体轴孔精度及传动元件自身 精度有关。

接触精度 接触精度是指配合表面接触达到规 定接触面积的大小与接触点分布情况。 接触精度主要影响接触刚度和配合 质量的稳定性。

上述精度之间的关系： 接触精度和配合精度是距离精度的基础。 位置精度又是相对运动精度的基础。 装配精度与零件精度之间的关系： 一般来说零件精度越高，装配精度就 越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精 度来达到，而与装配方法有关。

5.9.2 装配尺寸链装配尺寸链的概念 装配尺寸链— 是以某项装配精度指标或装 配要求作为封闭环，查找所有与该项精度指标 或装配要求有关零件尺寸或位置要求作为组成 环而形成的尺寸链。

装配尺寸链是保证装配精度的依据。

A3

A4

45

3

装配尺寸链的建立

2

最短路线原则-要求装配尺寸链中所 1 占据的组成数目最少， A0 A1 A2 即每个有关零件仅以 一个组成环列入。 A4 A3A2 A0

A5A 4A5

A 5

建立装配尺寸步骤： (1) 封闭环确定：装配间隙0.2~0.7mm 为装配 精度要求， 即

A 00

0 .2

0 .7

mm

(2) 组成环确定：遵守尺寸链最短路线原则。 (3) 画出尺寸链图。

装配尺寸链的计算方法 装配尺寸链应用于两方面： (1)正计算—用于验算。 (2)反计算—用于设计。 计算方法有： (1)极值法 (2)概率法

(1)极值法 极值法正计算与工艺尺寸链同。 极值法反计算:选相依尺寸—选择加 工容易或生产上受限制较少的组成环。 1) 分析建立装配尺寸链 2)确定组成环公差。 ①求平均公差T (A ) cp i

T (A )0

n 1

②计算相依尺寸公差T (A ) T (A ) T (A )y 0 i 1 i n 2

T ( A ) —“相依尺寸”公差y

3) 确定组成环上下偏差 ① 按入体原则确定即 ： 包容面 (孔)下偏

差为零； 被包容面(轴)上偏差为零。

②计算相依尺寸上下偏差m 1

ES ( A y ) ES ( A 0 ) EI ( A y ) EI ( A 0 )

ES ( Ai 1 i

i

)

i m 1 n 1

EI ( Ai

n 1

i

)

m 1

EI ( Ai 1 m i 1 m

)

i m 1

ES ( An 2 i m 1 n 2

)

ES ( A y ) EI ( A 0 ) EI ( A y ) ES ( A 0 )

EI ( A ES ( Ai 1

i

) )

ES ( A EI ( A

i

)

i

i

)

i m 1

1

2

3 4

例：如图，冷态下的 轴向装配间隙为 0.05~0.15mm,A1=41 mm, A2=A4=17mm, A3=7mm。求各组成 环的公差及偏差。A0

5

A4

A3

A2

A1

图5-2 双联转子泵轴向关系简图

解: (1) 分析和建立尺寸链图封闭环尺寸是 0 . 15 A 0 0 0 . 05 (2)确定各组成环公差：Tcp ( A i ) T(A 0 ) n 1 0 .1 5 1 0 . 025 mmA0 A4 A1 A3 A2

选择A1为“相依尺寸A 2 A 4 17 A 3 7 0 . 0150 0 0 . 018

mm

( IT 7 级 )

mm

( IT 7 级 )

A 1 — 相依尺寸

(3) 计算相依尺寸偏差ES ( A ) ES ( A ) EI ( A ) EI ( A ) EI ( A )1 0 2 3 4

0 . 15 mm ( 0 . 018 ) mm ( 0 . 015 ) mm ( 0 . 018 ) mm 0 . 099 mm EI ( A ) EI ( A ) ES ( A ) ES ( A ) ES ( A )1 0 2 3 4

0 . 05 mm 0 mm 0 mm 0 mm 0 . 05 mm

故“相依尺寸”为：

A 411

0 . 099 0 . 05

mm

表5-1

基本尺寸A1 A2 A3 A4 A0 41 -17 -7 -17 0

ES+0.009 +0.018 +0.015 +0.018 +0.15

EI+0.05 0 0 0 +0.05

(2)概率法

极值法优点是简单可靠, 缺点是在封闭环公差较小组成环数量较多时，各组成环公差会 很小，使零件加工困难，增加零件制造成本。

因此，在成批生产或大量生产中，当装配精度要求高，组成环数目又较多时，应用概率 法解尺寸链比较合理。

5.9.3 保证装配精度的工艺方法互换法 互换法实质：用控制零件加工误差来保证装 配精度的一种方法。根据互换程度，分两种： (1)完全互换法：就是机器在装配过程中每 个待装配零件不需要挑选、修配和调整装配后就 能达到装配精度。 计算方法：按装配尺寸链中极值法计算。

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