机械装配工艺基础.

第7章：机械装配工艺基础（倪小丹）270

教学目标：

任何机械产品都是由若干零件和部件组成。根据规定的技术要求将有关的零件接合成部件，或将有关的零件和部件接合成产品的过程称为装配，前者称为部件装配，后者称为总装配。通过本章学习应能设计一般机器的装配工艺规程：掌握保证装配精度的4种装配方法：以及能根据产品或部件的需要，选择合适的装配方法并合理设计各零件的尺寸及其精度。

教学重点和难点：

1、装配工艺性

2、装配工艺规程的设计

3、保证产品装配精度的四种方法

案例导入

如图所示为车床装配结构示意图，分析其结构的装配工艺性如何？怎样设计其装配工艺？应该采用什么方法装配？各零件的尺寸、公差和偏差应怎样确定和保证？

图270 倪小丹

7.1、机器结构的装配工艺性

装配工艺性是指设计的机器结构装配的可行性和经济性。装配工艺性好，是指装配时操作方便，生产率高。

7.1.1 机器装配的基本概念

对结构比较复杂的产品，通常根据其结构特点，划分为若干能进行独立装配的部分，这些独立装配的部分称为装配单元。

零件是组成产品的最小单元。零件一般都预先装成合件、组件、部件后才进入总装，直接装入机器的零件并不太多。

合件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。如装配式齿轮（如图6.2），由于制造工艺的原因，分成两个零件，在基准零件1上套装齿轮3并用铆钉2固定。为此进行的装配工作称为合装。

图6.2

组件是在一个基准零件上，装上若干合件及零件而构成的。如机床主轴中的主轴，在基准轴件上装上上轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。为此而进行的装配工作称为组装。组装还可分为一级组装、二级组装等。

部件是在一个基准零件上，装上若干组件、合件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、

完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部装。主轴箱箱体为部装的基准零件。

产品是在一个基准零件上装上若干部件、组件、合件和零件而成的。

7.1.2 装配工艺系统图

在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系、装配流程及装配顺序的示意图称为装配系统图。每个零件用一个方框来表示，内容有零件名称、编号及数量，如图6.3所示。这种方框不仅可以表示零件，也可以表示合件、组件和部件等装配单元。图6.4为机器装配系统图，装配工艺系统图主要用于大批大量生产中。

图6.3 装配单元的表示图

图6.4

7.1.3 机器结构的装配工艺性

根据机器的装配实践和装配工艺的需要对机器结构的装配工艺性提出以下要求。

1、机器结构应分能分成独立的装配单元

为了最大限度的缩短机器的装配周期，有必要把机器分成若干独立的装配单元，以便使许多装配工作同是平行举行，它是评定机器结构装配工艺性的重要标志之一。

所谓划分成独立的装配单元，就是要求机器结构能划分成独立的组件、部件等。首先按组件或部件分别进行装配，然后再进行总装配。例如卧式四床是由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床身等部件组成。这些独立的部件装配完之后，可以在专门的试验台上栓验或试车，待合格后再送去总装。

把机器划分成独立装配单元，对装配过程的好处有：

1）、可以组织平行装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，便于多厂协作生产。

2）、机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装，这样既可保证总机的装配质量，又可以减少总装配的工作量。

3）、机器局部结构改进后，整个机器只是局部变动，使机器改装起来方便，有利于产品的改进和更新换代。

4）、有利于机器的维护检修，给重型机器的包装、运输带来很大的方便。

另外、有些精密零部件不能在使用现场进行装配，而只能在特殊（如高度洁净、恒温等）环境下进行装配及调整，然后以部件的形式进入总装配。例如，精密丝杠车床的丝杠就是在特殊的环境

下装配的，以便保证机器的精度。

图6.5a 所示的转塔机床，原先结构的装配工艺性较差，机床的快速行程轴的一端装在箱体5内，轴上装有一对圆锥滚子轴承和一个齿轮，轴的另一端装在拖板的操纵箱1内，这种结构装配起来很不方便。为此，将快速行程轴分拆成两个零件，如图6.5b所示，一段为带螺纹的较长的光轴2，另一段为较短的附梯轴4，两段用联轴器3连接起来。这样，箱体、操纵箱便成为两个独立的装配单元，分别平行装配。而且由于长轴被分拆成两段，其机械加工也较前更容易了。

图6.6所示为轴的装配，当轴上的齿轮直径大于箱体轴承孔时（图6.6a）轴上零件需依次在箱内装配。当齿轮直径小于轴承孔时（图6.6b）轴上零件可在组装成组件后，一次装入箱体内，从而简化装配过程，缩短装配周期。

图6.5

图6.6

图6.7所示为传动齿轮箱的装配，图6.7a中各齿轮轴系分别装配在大箱体上，装配过程十分不便，如将大箱体改为图6.7b的形式，传动齿轮轴系装配在分离的小齿轮箱内，成为独立的装配单元。这样，既提高了装配的劳动生产率，又便于以后的维修。

图6.7

2、减少装配时的修配和机械加工

多数机器在装配过程中，难免要对某些零部件进行修配，这些工作多数由手工操作，不仅要求技术水平高，还难以掌握工作量，因此，在机器结构设计时，应尽量减少装配时的修配工作量。

图6.8表示车床主轴箱与床身的装配结构，主轴箱如采用6.8a所示山形导轨定位，装配时，基准面修刮工作量很大，若采用图6.8b所示平导轨定位，则装配工艺得到明显的改善。

图6.8

图6.9所示为圆锥齿轮两种不同的轴向定位结构形式。其中图6.9a是采用修配轴肩的方式调整齿轮的啮合间隙，改为图6.9b所示由削面圆销定位结构后，只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿轮的啮合间隙。显然，图6.9b所示结构的修配工作量要比图6.9a所示的要少得多。

图6.9

图6－10表示两种不同的轴润滑结构，图6.10a所示结构需要在组合装配后，在箱体上配钻油孔，使装配产生机械加工工作量。图6.10b所示结构改在轴套上预先加工好的油孔，便可消除装配

时的机械加工工作量。

又如图6.11所示，将图6.11a所示的活塞上配钻销孔的销钉连接改为图6.11v所示的螺纹连接，从根本上取消了装配中的机械加工。

图6.11

3、机器结构应便于装配和拆卸

机器的结构设计应使装配工作简单、方便。其重要的一点是组件的几个表面不应该同时装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应先后依次进入装配。

7.2 装配工艺规程设计

装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，设计装配工艺规程是生产技术准备工作的主要内容之一。

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、减轻工人劳动强度、缩短装配占地面积、降低生产成本等都有重要影响，它取决于装配工艺规程制订的合理性，这就是制订装配工艺规程的目的。

装配工艺规程的主要内容是：

（1）分折产品图样，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。

（3）计算装配时间定额。

（4）确定各工序装配技术要求、质量检查方法和栓查工具。

（5）确定装配时零、部件的输送方法及所需要的设备和工具。

（6）选择和设计装配过程中所需要的工具、夹具和专用设备。

7.2.1 制订装配工艺规程的基本原则及原始资料

1、制订装配工艺规程的原则

1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命。

2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。

3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。

4）要尽量减少装配工作所占的成本

2、制订装配工艺规程的原始资料

制订装配工艺规程时，需要具备以下原始资料。

1）产品的装配图及验收技术标准产品的装配图应包括总装图和部件装配图，并能清楚地表示出，所有零件相互连接的经构视图和必要的剖视图；零件的编号；装配时应保证尺寸；配合件的配合性质及精度等级；装配的技术要求；零件的明细表等。为了在装配时对某些零件进行补充机械加工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。

2）产品的生产纲领生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，装配的生产组织形式、

工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大的不同。

3）生产条件应了解工厂的装配工艺装备、工艺方法、工人技术水平、装配车间面积等。

7.2.2 设计装配工艺规程的步骤

根据上述原则和原始资料，可以按下列步骤设计装配工艺规程。

1、研究产品的装配图及验收技术条件

审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准；分析与计算产品装配尺寸链。

2、确定装配方法及组织形式

装配的方法和组织形式主要取决于产品的结构特点（尺寸和重量等）和生产纲领，并应考虑现有的生产技术条件和设备。

装配组织形式主要分为固定式和移动式两种。固定式装配是全部装配工作在一固定的地点完成，多用于单件小批生产，或重量大、体积大的批量生产中。移动式装配是将零、部件用输送带或输送小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配地点工作的总和就完成了产品的全部装配工作。根据零、部件移动的方式不同又分为：连续移动、间歇移动和变节奏移动3种方式。这种装配组织形式常用于产品的大批大量生产中，以组成流水作业线和自动作业线。

3、划分装配单元，确定装配顺序

将产品划分为合件、组件及部件等装配单元是制订工艺规程中是重要的一个步骤，这对大批大量生产结构复杂的产品尤为重要。无论哪一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重量，有足够的支撑面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。例如，床身零件是床身组件的装配基准零件；床身组件是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装配基准部件。

在划分装配单元，确定装配基准零件以后，即可安排装配顺序，并以装配系统图的形式表示出来，具体来说一般是先难后易、先内后外、先下后上、预处理工序在前。

4、划分装配工序

装配顺序确定后，就可将装配工艺过程划分为若干工序，其主要工作如下。

1）确定工序集中与分散的程度。

2）划分装配工序，确定工序内容。划分装配工序顺序的原则如下。

（1）预处理的工序先行，如清洗、去毛刺、防锈防腐等。

（2）“先里后外”、“先下后上”，保证先装部分不影响后续的装配并使重心稳定

（3）“先难后易”。保证难装的有较开阔的安装、调整、检测空间。

（4）带强力、加温或有补充加工的尽量先行，以免影响前面的装配质量。

（5）尽可能集中连续安排位于基准件同侧或使用相同工装、或有特殊环境要求的工序，便于提高生产率。

（6）易燃、易碎或有毒物质、部件的装配尽量靠后。

（7）合理安排电线、管道的装配工序。

（8）及时安排检测工序、保证装配质量。

3）确定各工序所需的设备和工具，如需专用夹具与设备，则应拟定设计任务书。

4）制订各工序装配操作规范，如过盈配合的压入力、变温装配的装配温度以及紧固件的力矩等。 5）制订各工序装配质量要求与检测方法。 6）确定各工序时间定额，平衡各工序节拍。 5、编制装配工艺文件

单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按产品装配图及装配系统图工作。 成批生产时，通常还制订部件、总装的装配工艺卡，写明工序次序、简要工序内容，设备名称、工夹具名称与编号、工人技术等级和时间定额等项。

在大批大量生产中，不仅要制订装配工艺卡，而且要制订装配工序卡、装配检验试验卡，以直接指导工人进行产品装配。

7.3 装配尺寸链（孙学强）276

7.3.1、装配链的概念 1、基本概念

机械产品或部件的装配精度是由相关零件的加工精度与合理的装配方法共同保证的，应用装配尺寸链原理可以方便地研究装配精度和零件精度关系，从而使产品的质量能够在结构设计和制造工艺上最合理最经济地得到促证。

装配尺寸链是由各有关装配尺寸组成的尺寸链。其基本特征依然是尺寸（或相互位置关系）组合的封闭形式。如图12.3所示。装配尺寸链的封闭同样不具有独立的变化特性，它是装配后间接形成的，多为产品或部件的装配精度指标。（如图12.3中的A ∑）。装配尺寸链的组民环是对装配精度有直接影响的相关零件上的尺寸或相互位置关系（图12.3中A 1 A 2及A 3）。 图12－3

装配尺寸链可分为三种类型：

1）线性尺寸链 由相关零件上互相平行的直线尺寸（距离尺寸）所组成的尺寸链。如图12.3所示。这种尺寸链最典型，求解也最方便，其它类型的尺寸链都可转化为线性尺寸链来求解。

2）角度尺寸链 由相关零件上或零件的位置关系（∥，⊥，◎等 ）组成的尺寸链。它所涉及的都是相互位置精度问题，图12－4所示为铣床主轴轴线相对工作台台面的平行度要求∑α，对∑α有影响的有平行度1α、2α和3α及垂直度4α和5α，它们所组成的尺寸链就是角度尺寸链。这种尺寸链的特点是其组成环基本尺寸为零。

3）平面尺寸链是指在同一个或彼此平行的平面内，由成角度关系的直线尺寸构成的尺寸链。如图12.5所示为卧式车床溜板箱中大齿轮与床鞍中小齿轮的啮合关系示意图。其中x1,y1为小齿轮

o1的坐标尺寸，x2,y2为大齿轮o2的坐标尺寸，

'

1

r和'

2

r分别为两个齿轮的节圆半径，e为销孔和

过孔的轴线偏移量，

P为封闭环。解算平面尺寸链时将各环投影到水平和垂直两坐标上后，就可分解为两个线性尺寸链，然后按线性尺寸链进行解算。

图12－4 图12－5

2、装配尺寸链的建立

装配尺寸链的建立应在产品或部件装配图上进行，正确建立装配尺寸链，是分析装配精度与零件精度关系的基础。现结合图12－6所示双联转子泵的轴向装配关系图，说明建立装配尺寸链的方法与步骤。

图12－6

1）确定封闭环

建立装配尺寸链，首先要正确确定封闭环，一般产品或部件的装配精度就是封闭环。从图中可以看出，为保证转子的正常运转，机体1与转子2之间的轴向必须留有一定的间隙N＝0.05～0.15

㎜，此间隙就是转子泵轴向装配精度，即封闭环A

∑

。

2）查找组成环

为了迅速而正确地查明各组成环，必须分析产品或部件的结构，了解各个零件连接的具体情况。查找时以封闭环的两端为起点，沿着装配精度要求的方向，查找影响装配精度的各个零件，并在每个零件上只选取一个直接影响装配精度的尺寸，即组成环。直至找到同一零件为止（尺寸链封闭）。在图12－6中，按照此查找方法，以N的两端为起点，沿轴线方向查找相关零件的相关尺寸，可以

找到外转子2的宽度尺寸A

4；隔板3的厚度尺寸A

3

；内转子4的宽度尺寸A

2

；壳体5的孔深度

尺寸A

∑

（N）为封闭环装配尺寸链的组成环。

3）画尺寸链图及判别增、减环

方法与工艺尺寸链相同

以上方法与步骤同样适用于线性尺寸链及角度尺寸链，但是角度尺寸链中有时垂直度、平行度

同时出现，在建立装配尺寸链时可以将垂直度转化成平行度，因为在垂直度测量时原则上都可以利用直角尺转化成平行度来测量。例如图12－4的铣床主轴轴心线对工作台的平行度要求，在此角度尺寸链中封闭环1α、2α、3α，都是平行度要求，而4α、5α则为垂直度要求，在建立装配尺寸链时，须将4α、5α转换成平行度的要求，方可解算。

上面最困难的步骤是判别查找组成环，其应注意的问题如下。

（1）封闭环的原则 在查找相关零件时，无论从封闭环按逆时针还是按顺时针查找，最后一定要封闭，否则将不成为尺寸链。

（2）环数最少原则 由尺寸链原理论可知，在装配尺寸链中，当装配精度既定时，组成环数目减少，则各组成环分配到的公差值就越大，零件的加工就越容易、越经济。因此在查找组成环时，应选取对装配精度有直接影响，且把前后相邻零件联系起来的尺寸或位置关系作组成环。将与装配精度有关的每个零件中的一个尺寸作为组成环列入尺寸链，组成环的数目等于相关零件的数目，这就是装配尺寸链数最少原则（最短路线原则）。如图12－7为卧式车床尾座顶尖套装配图。由于后盖3的尺寸标注不同，可建立两个装配尺寸链。图12－7c 中较图12－7b 中多了一个组成环，其原因是后盖3有两个尺寸B 1、B 2同时列入尺寸链，这就违反了最少环数原则，故图12－4c 装配尺寸链是不合理的。

图12－7

3 装配尺寸链的特点

1）装配尺寸链中封闭环多为产品或部件的装配精度指标，而组成环都是某一零件或部件的尺寸（或位置关系），将机器拆开后，组成环依然存在。

2）一个零件只能有一个尺寸链列入装配尺寸链，这是判断所建立装配尺寸链是否正确的依据之一。

3）当一个结构在不同方向上都有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。如蜗轮副传动结构中，为保证正确的啮合，蜗轮副两轴线间的距离尺寸精度、垂直度及蜗杆轴线与蜗轮中平面的重合度均有一定要求。这是三个不同位置方向上的装配精度，须在三个方向上分别建立装配尺寸链。

4）装配尺寸链中组成环之间的连接都是零部件装配的联接面（基准面） 7.3.2、装配尺寸链的计算

装配尺寸链计算方法有两种：极值法和概率法 1、极值法

极值法是在各组成环的误差都处于极值的前提下，确定封闭环与组成环关系的一种计算方法。

这种方法的特点是简单可靠，但在封闭环要求高，组成环数目的情况下，组成环公差过小。由于组成环误差同时出现极值的概率很小，所以此方法会造成零件的加工困难。极值法的解算公式与工艺尺寸链中相同，在此不详述。

2、概率法

当装配精度高，组成环的数目较多时，应按概率论的原理来计算尺寸链，即概率法。

在装配尺寸链中，各组成环是相关零件上的尺寸（或位置精度），它们是一些彼此独立的随机变量。由概率原理可知，当各组成环的尺寸均按正态分布时，则各组成环与封闭环的均方根偏差（平均差）的关系式为

∑σ＝

∑-=1

1

2

n i i

σ

（7－1）

若不考虑系统性误差的影响，则各组成环公差中心与其尺寸中心重合，这时可取各组成环公差与均方根偏差的关系为

T i =6σ

则封闭环公差与各组成环公差的关系，经推导得

T ∑＝

∑-=1

1

2

n i i

T

（7－2）

上述表明，当各组成环公差呈正态分布时，封闭环公差等于各组成环公差平方和的平方根。若各组成环公差相等并等于平均公差，即T i ＝T M ，将此式代入上式，经推导得

T M ＝

1

-∑n T ＝

1

-∑n T 1-n （7－3）

将上式与极值法的平均公差T M ＝

1

-∑

n T 相比，明显看出，概率法可将组成环的平均公差扩大1-n 倍，使加工容易，成本降低，而且组成环数越多，1-n 值也越大。但应注意，用概率法解

尺寸链，在正态分布下，封闭环的公差T ∑的取值范围与各组成环相同，为6∑σ，即还存在0.27％的废品率。这部分废品率很小，生产中往往予以忽略。

用概率法解算尺寸链时，利用封闭环和各组成环平均尺寸间的关系进行计算较为方便，见图12－8中的尺寸计算关系，左面为组成环尺寸的正态分布曲线，右面为组成环的公差带。由图可见，组成环尺寸分布中心与公差带中心是重合的。

图12－8

此时，组成环的平均尺寸可按下列式计算

A iM ＝A i ＋

B M A i （7－4）

式中 A i －组成环的基本尺寸

B M A i －组成环的平均偏差，即公差带中心至基本尺寸的距离。 封闭环平均尺寸

A M ∑＝∑=m i iM A 1

－∑-+11

n m iM A （7－5）

将公式12－4代入后得

B M A ∑＝∑=m i i M A B 1

－∑-+11

n m i M A B

（7－6）

在求得B M A ∑及T ∑后可按下式求封闭环的上下偏差

B x A ∑＝B M A ∑－

2

∑

T （7－7） B s A ∑＝B M A ∑＋

2

∑

T （7－8）

例7－1 图7－9为齿轮与轴的装配关系，已知A 1＝30㎜，A 2＝5㎜，A 3＝43㎜，A 4＝3005.0-（标准件）；A 5＝5㎜，装配后齿轮与挡圈的轴向间隙为0.1～0.35㎜，现采用概率法计算，确定各组成环公差和上下偏差。

解 计算步骤、方法如下

（1）确定封闭环 A ∑＝035.010.0++

（2）画出装配尺寸链图，校验组成环基本尺寸。

A ∑＝A 3-( A 1+ A 2+ A 5+ A 4)将各尺寸代入A ∑＝0各组成环尺寸正确

（3）确定各组成环公差

各组成环平均公差按公式（12－3计算） T M ＝

161

625

.011--=--∑n n T ㎜≈0.11㎜

根据各组成环基本尺寸大小与零件加工难易程度，以平均公差T M 为基础，从严选取各组成环

公差。T

1＝0.14㎜；T

2

＝0.08㎜；T

4

＝0.05㎜（标准件）；T

5

＝0.08㎜。因为A

3

为轴类零件，与

其它组成环相比较难加工，T

3

可按式（12－2）计算，若计算值适合经济精度加工，则以上组成环公

差选取合适，若计算不合适，以上组成环公差值应重新选择、调整。A

3

也称为从属环。

T 3＝)

(2

5

2

4

2

2

2

1

2T

T

T

T

T+

+

+

-

∑

＝)

08

.0

05

.0

08

.0

14

.0(

25

.02

2

2

2

2+

+

+

-㎜＝0.16㎜

（4）确定各组成环上、下偏差

按单向入体原则确定组成环的上下偏差，即A

1＝300

14

.0

-

㎜；A

2

＝50

08

.0

-

；A

4

＝30

05

.0

-

㎜；A

5

＝

50

08

.0

-

㎜。

A

3

的上下偏差可计算得到：

B

M A

3

＝B

M

A

∑

＋（B

M

A

1

+ B

M

A

2

+ B

M

A

4

+ B

M

A

5

）＝[])04.0

025

.0

04

.0

07

.0

(

025

.0-

-

-

-

+㎜＝0.05㎜

B

s A

3

＝B

M

A

3

+

2

3

T

＝(0.05+

2

16

.0

)㎜＝ +0.13㎜

B x A

3

= B

M

A

3

-

2

3

T

=(0.05-

2

16

.0

)㎜= -0.03㎜

所以A

3＝4313.0

03

.0

+

-

㎜

最后可得各组成环为A

1＝300

14

.0

-

㎜；A

2

＝50

08

.0

-

㎜；A

3

＝4313.0

03

.0

+

-

㎜；A

4

＝30

05

.0

-

㎜；A

5

＝50

08

.0

-

㎜。

7.4 装配方法及其选择（孙学强）

7.4.1 装配方法

生产中保证产品装配精度的方法有：互换法，选配法，修配法和调整法。

1、互换法

互换法是指在装配时各配合零件不经修整、选择或调整即可达到装配精度的方法。这时产品的装配精度主要取决零件的精度。互换法在确定零件的公差时有两种方法：极值法和概度法，对应的装配方法称为“完全互换法“和“不完全互换法“。

1）完全互换法 装配过程中，当各组成环误差都处于极值状态时，不需进行修配，选择或调整就可达到装配精度。各有关零件相关公差之和小于或等于装配精度，即满足下式

∑T ≥∑-=1

1

n i i T

所以完全互换法在解算装配尺寸链时，采用极值法公式计算。

2）不完全互换法 各有关零件公差值平方之和的平方根小于或等于装配精度，即满足下式

∑T ≥

∑-=1

1

2

n i i

T

不完全互换法在解算装配尺寸链时采用概率法。根据概率现论，封闭环公差∑T ＝6∑σ，从理论上讲，装配中将有0.27％的产品，达不到装配精度要求，所以不能完成互换。其原因是尺寸链中各组成环的误差都处于极值状态，这时只要在组成环中随意更换1～2个零件，即可改变极值误差集中的状态，达到装配精度要求。

不完全互换法与完全互换法相比，其组成环平均公差可扩大1-n 倍，且组成环数目越多，扩大的倍数也越大，从而使零件加工容易，成本降低，特别适用天装配节拍不严格的大批大量生产中。

综上所述，互换法具有以下特点： （1）装配过程简单，生产率高。 （2）装配质量稳定可靠。

（3）对装配工人技术水平要求不高，易于扩大生产。

（4）便于组织流水作业用自动化装配，完全互换法尤其适用于装配节拍强的流水装配。 （5）备（配）件供应方便，容易实现零部件的专业化生产。

（6）当装配精度要求高，特别是组成环数目较多时，零件难以按经济精度加工。 因此，互换法装配常用于“高精度少环数或低精度多环尺寸链”的大批大量生产中。 2、选配法

在大批大量生产中，当装配精度要求很高且组成环数目不多时，若采用互换法装配，将对零件精度要求很高，给机械加工带来因难，甚至超过加工工艺实现的可能性，例如：内燃机活塞与缸套的配合，滚动轴承内外环与滚动体的配合等。此时，就不宜只提高零件的加工精度、而应采用选配法来保证装配精度。

选配法是将配合中的各零件（组成环）按经济精度加工，装配时进行适当选择，以保证装配精度的方法。

选配法有以下三种：

1）直接选配法 装配工人从待装零件中，凭经验选择合适的互配零件装配，以满足装配精度要求的方法。如；发动机活塞和活塞环的装配常采用这种方法。装配时，工人将活塞环装入活塞环槽内，凭手感判断其间隙是否合适，重新挑选活塞环，直至合适为止。直接选配法的特点是装配简单，装配质量和生产率取决于工人的技术水平。此方法适用于装配零件（组成环）数目较少的产品，不

适用于节拍较严的装配组织形式。

2）分组装配法是指在成批或大量生产中，将产品中各配合副的零件按实测尺寸分组，装配时按组进行互换装配，以达到装配精度的方法。例如；滚动轴承的装配，活塞与活塞销的装配均用此法。

图7－10a是活塞与活塞销的联接情况，用分组法装配。

图7－10

装配要求：活塞销孔与活塞销在冷态装配时应有0.0025～0.0075㎜的过盈量。据此要求，相应的配合公差公为0.005㎜。若采用完全互换法装配，活塞销和销孔的公差（按“等公差配合“）只

有0.0025㎜。如果此配合选用基轴制，则活塞销外径尺寸d=φ280

0025

.0

-㎜；销孔D＝φ280050

.0

0075

.0

-

-

㎜，

这样高的制造精度难以保证。故生产中采用分组装配法，将销和销孔的公差在同方向上放大四倍，

即活塞销d=φ280

01

.0

-㎜，可以在无心磨床上加工；销孔D＝φ28005.0

015

.0

-

-

㎜，可以在金刚镗床上加工。

然后用精密量仪测量，并按尺寸分成四组，涂上不同标记，以便同组进行装配，具体分组情况见表7－4。

表7－4 活塞销与活塞销孔直径公组（㎜）

从表中可以看出，各组的公差和配合性质与原装配要求相同，满足了装配精度。

实施分组装配法应满足下列条件。

（1) 相配件的公差相等，公差增大的方向要相同，增大的位数要等于分组数。

（2) 分组数不宜过多，只要零件件加工精度能较容易获得即可。否则将增加零件测量和分组的工作量，并使零件的贮存、运输及装配工作复杂化。

（3) 分组后应尽量使各组内相配件数目相等。否则会使某些尺寸的零件过剩，选成积压。为此，加工时尽量使相配零件尺寸公布为相同的对称公布（如正态分布）。

由上可知，公组装配法适用于配合精度要求很高、组成环（相配零件）数目少（一般只有两三个）的大批大量生产。

3）复合选配法 它是上述两种方法的复合，即零件预先测量分组，装配时在对应各组中凭工人经验直接选配。这一方法实质仍是直接选配法，只是通过分组缩小了选配范围，提高了选配速度，能满足一定的装配节拍要求，该方法具有相配零件公差可以不相等，公差放大位数可以不相同，装配质量高等优点。如：发动机气缸与活塞的装配多采用这一方法。

3、修配法

修配法是在装配时修去指定零件上预留修配量以达到装配精度的方法。

在装配中，被修配的组成环称为修配环，其零件称为修配件。修配件上留有修配量，修配尺寸的改变可通过刨削、铣削及刮研等方法来实现。修配法的优点是零件只需按经济精度加工，装配时通过修配获得高的装配精度。其缺点是零件修配工作量大且不能互换，生产率低，不便组织流水作业，对工人技术水平要求较高。但在装配精度高而且组成环数目多时，采用修配法就显示出了优势。修配法装配主要用于单件，小批量生产。

1) 修配的方法 生产中常用的修配方法有以下三种。

（1）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，装配时对其进行修配以保证装配精度。例如：图12－11所示装配中，床身1与压板3之间的间隙 A 是靠修配压板3的C 面或D 面改变尺寸2A 来保证的。2A 为修配环。装配时经过反复试装、测量、拆卸和修配C 面（或D 面），最后保证装配间隙2A 的要求。

图12－11

（2）合并修配法。将两个或两个以上零件合并为一个环作为修配环进行修配的方法。它减少了组成环的数目，扩大了组成环的公差。如图12－3所示车床尾座装配，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，并配刮横向小导轨，再把两零件装配为一体，然后以底板的底面为定位基准，镗削尾尾座套筒孔，直接控制尾座套筒孔至底板面的尺寸，这样组成环2A ，3A 合并成32、A 一个环，使原三个组成环减为两个，达到减少环数的目的。

合并加工修配法虽有上述优点，但此方法要求合并的零件对号入座（配对加工），给加工、装配，组织生产带来了不便，因此多用于单件小批生产。

（3）自身加工修配法。也称“就地加工”修配法。在机床制造中，由于机床本身具有切削加工能力，装配时可自已加工自已来保证某些装配精度，即自身加工修配法。

例如，图7－12所示的转塔车床，在装配后，利用在车床主轴上安装的镗刀，依次镗削转塔上

的六个刀具安装孔，经加工，产轴轴线与转塔各孔轴线的同轴度就可方便的获得。若再在主轴上安装一个可以自动径向进给的专用刀架还可以公别加工转塔上的六个面，以保证也与端面的垂直度。

图7－12

2）修配环的选择 修配环一般应满足以下要求： （1）便于装卸；

（2）形状简单，修配面小，修配方便；

（3）一般不取公共环。公共环是指那些同属几个尺寸链的组成环，它的尺寸变化会引起几个尺寸链中封闭环的变化。

3）修配环尺寸与偏差的确定 确定修配环尺寸与偏差的原则是在保证装配精度的前提下，使修配量足够小且最小。采用修配法进行修配时，由于组成环（包括修配环）的公差放大到经济精度进行加工，故各组成环公差的累积误差即封闭环的实际公差'∑T 超过规定封闭环公差∑T ，即'

∑T ＞∑T 之差即为修配环的最大修配量

∑-=∑∑∑-=-'

=1

1

max n i i T T T T Z

在确定修配环尺寸及偏差时，先要明确修配修配环时对封闭环尺寸的影响，主要有两种情况。

如图7－13所示，图a 为修配修配环时使封闭环实际值max ∑

'A 变小，'

∑T 趋近规定封闭环公差∑T ；图7－13b 为修配修配环时使封闭环实际值min ∑

'A 变大，'

∑T 趋近规定封闭环公差∑T 。max ∑'A 变小时，应保证修配前封闭环的实际尺寸最小值min ∑

'A 等于规定封闭环的最小值min ∑A ，若max ∑'A ＞min ∑A ，则有一部分配件将无法修复。同理，min ∑

'A 变大时，应保证修配前封闭环的实际最大值max ∑'A 等于规定封闭环的最大值max ∑A 。

图7－13

∑∑=-+=∑-

=m i n m i i i A A A 11

1min max max

（7－9）

∑∑=-+=∑-

=m

i i

n m i i i A A A 1

1

max min min