第6章_装配尺寸链及装配工艺

4Leabharlann 例如，尾座移动相 对溜板移动的平行度 要求，装配中一般是 对溜板及尾座底板进 行配制或配磨来解决。 综上所述，产品装配 精度与零件加工精度 有直接关系，但并不 完全取决于零件的加 工精度，要想合理地 保证装配精度，应从 产品结构设计、零件 加工和装配方法等几 方面综合考虑。
）溜板用导轨 图 6-1
7
0
（ ）
0
图 6-2 齿轮轴组件的装配示意图及其尺寸链
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确定封闭环 装配尺寸链的封闭环是装配精度要求A0=0.2～0.7mm。 查找组成环 装配尺寸链的组成环是相关零件的相关尺寸。 本例中的相关零件是齿轮轴1、左滑动轴承2、左箱体 3、右箱体4和右滑动轴承5。确定相关零件以后，应 遵守“尺寸链环数最少”原则，确定相关尺寸，在例 中的相关尺寸是A1、A2、A3、A4和A5，它们是以A0为 封闭环的装配尺寸链中的组成环。 请注意，“尺寸链环数最少”是建立装配尺寸链时遵 循的一个重要原则，它要求装配尺寸链中所包括的组 成环数目为最少，以便于保证装配精度。
最小间隙 mm
25
0.0050 0.0075
mm
250 0.0025 mm
0.0075
0.0025
25
0.0025 0.0050
0.0025 25 mm 0.0050 mm
0.0050 0.0100 25 25 mm 0.0075 mm 0.0125
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由于配合精度 = 式中
A A 0.01mm 30.33
''' 2 '' 2
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0.2 0
mm
2.4 调整法
在大批大量生产中，用修配法装配显然生产率不能 满足要求，这时可以更换不同尺寸的某一组成环来调 整封闭环的尺寸，以满足装配精度要求，称之为可动 调整法。统称为调整法，而所选的该组成环，称之为 调整环。
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2）尾座用导轨 车床导轨截面图
6.1.2装配尺寸链
（1）装配尺寸链的定义和形式
装配尺寸链与工艺尺寸链有所不同。工艺尺寸 链由一个零件上有关尺寸组成，主要解决零件加工 精度问题。 装配尺寸链和工艺尺寸链都是尺寸链，有共同 的形式、计算方法和解题类型。 装配尺寸链可以按各环的几何特征和所处空间 位置分为长度尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链及 空间尺寸链。
艺措施的一个重要依据。
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产品装配精度包括：
1）相互位置精度 指相关零部件间的平行度、 垂直度、同轴度、各种跳动及距离尺寸精度等。 2) 相对运动精度 指有相对运动的零部件间在 运动方向和相对速度上的精度。 3）配合质量及接触质量 配合质量是指零件配合 表面间实际的间隙或过盈量达到要求的程度。机器是由 零件装配而成，因而零件的有关精度直接影响到相应的 装配精度。例如，普通车床的装配精度中有项尾座移动 相对溜板移动的平行度要求，它主要取决于溜板用导轨 与尾座用导轨之间的平行度，如图6—1所示。
第六章
装配尺寸链及装配工艺
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第6章 机械产品的装配工艺
6.1概述 6.1.1装配及装配精度
（1）装配的概念
机器的装配是整个机器制造过程中的最后一个阶 段，它包括装配、调整、检验和试验等工作。通过 装配，最后保证产品的质量要求。它是对机器设计 和零件加工质量的一次总检验，能够发现设计和加 工中存在的问题，从而加以不断改进。
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6.2.2 分组法
分组法又称分组互换法或选择装配法。 当封闭环的精度要求很高，用完全互换法和大数互换法 来解时，组成环的公差非常小，使加工十分困难甚至不可能， 同时也不经济。这时可将全部组成环的公差扩大3～6倍，使 组成环能够按经济公差加工，然后再将各组成环按原公差大 小分组，并按相应组进行装配，这就是分组法。
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4、修配量的计算
根据改变后的修配环尺寸，重新用极值法计算这时的封
'' -0.63 A 0 0.03 mm ，与原封闭环尺寸 闭环尺寸，可得
-0.06 A 0 比较，可知： 0 0.03 mm
最大修配量为（0.63—0.06）mm=0.57 mm 最小修配量为（0.03—0.03）mm=0 mm 考虑在车床装配时，需留有一定的刮研量，如刮研量为 0.10 mm，这时应将修配环A2的基本尺寸再增加0.10 mm，则
（1）固定调整法
在装配尺寸链中，选择某一组成环为调节环（补偿 环），该环是按一定尺寸间隙分级制造的一套专用零件 （如垫圈、垫片或轴套等）。产品装配时，根据各组成环 所形成累积误差的大小，通过更换调节件来实现调节环实 际尺寸的方法，以保证装配精度，这种方法即固定调节法。 图6-6所示的车床主轴大齿轮的装配中，加入一个厚 度为的调节垫就是加入一个零件作为调节环的实例。 待、、、装配后，现测其轴向间隙值，然后去选择一个适 当厚度的装入，再重新装上，即可保证所需的装配精度
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采用分组法时，必须保证原来的配合精度和配合性 质的要求，否则就没有意义，因此一般多是各组成环的 公差相等，如果各组成环的公差不等，则分组互换装配 时，配合精度不变，而各尺寸组的配合性质将不同。现 举轴孔配合为例，如图6-3所示，连杆小头孔和活塞销的 配合要求精度很高，活塞销的直径为25mm，连杆小头孔 的直径为25mm，配合间隙要求为0.0025～0.0075 mm， 因此生产上多采用分组互换法，将活塞销的直径公差增 大四倍，为25mm，连杆小头孔的直径公差也增大四倍， 为25mm，再进行分四个组按组装配，就可保证配合精度 和性质，如表6—1所示。为了避免在装配时出错，在各 组零件上标志不同颜色。
T孔 T轴 2
0.0025 0.0025 2
T孔
T轴
—— 连杆小头孔的直径公差； ——活塞销的直径公差。
可知各组的配合精度和配合性质均与原来相同。
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分组法中选定的分组数不宜太多，否则会造成零 件的尺寸测量、分类、保管、运输等装配组织工作 的复杂性。分组数只要使零件能达到经济精度就可 以了。 采用分组法时，各组成环的尺寸分布曲线都是 正态的，才能使装配时得以配套，否则将造成零件 积压。图6-4所示为各组尺寸分布不对应的情况。 通常分组法多用于封闭环精度要求很高的短环 尺寸链，一般组成环为2～3个，在汽车拖拉机、轴 承等制造中可以见到，其应用范围较窄。
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画出尺寸链图，并确定组成环的性质 将封闭环和所找到的组成环连接起来画出尺寸链 图，如图6—2（b）所示。 组成环中与封闭环箭头方向相同的环是减环，即 A1、A2和A5是减环；组成环中与封闭环箭头方向相反 的环是增环，即A3和A4是增环。 装配尺寸链的计算方法 装配尺寸链的计算方法同工艺尺寸链相同，有极 值法和概率法两种，这里不再赘述。
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（1）完全互换法
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 精度要求的一种方法，这种方法是用控制零件的制 造精度来保证机器的装配精度。 完全互换法的装配尺寸链是按极值法来计算的。
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（2）不完全互换法
不完全互换法又称部分互换法。当机器的装配精度 较高，组成环零件的数目较多，用极值法（完全互换法） 计算各组成环的公差，结果势必很小，难于满足零件的 经济加工精度的要求，甚至很难加工。 与完全互换法相比，采用不完全互换法装配时，零 件的加工误差可以放大一些。使零件加工容易，成本低， 同时也达到部分互换的目的。其缺点是将会出现极少数 产品的装配精度超差。这就需要考虑好补救措施，或者 事先进行经济核算来论证可能产生的废品而造成的损失 小于因零件制造公差放大而得到的增益。那么，不完全 互换法就值得采用。
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（2）装配尺寸链的建立
装配尺寸链的建立就是在装配图上，根据装配精度 的要求，找出与该项精度有关的零件及其有关尺寸，最 后画出相应的尺寸链线图。通常称与该项精度有关的零 件为相关零件，零件上有关尺寸称为相关尺寸。装配尺 寸链的建立是解决装配精度问题的第一步，只有当所建 立起来的尺寸链正确时，求解尺寸链才有意义。因此在 装配尺寸链中，如何正确地建立尺寸链，是一个十分重 要的问题。 下面从长度尺寸链来阐述装配尺寸链的建立 装配尺寸链的建立可以分为三个步骤：确定封闭环、 查找组成环和画出尺寸链图。现以图6-2所示
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根据所确定的各组成环公差，用极值法求出这时 封闭环的公差，可得
A
' 0
=
0.4 30 0.2
mm
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而原来封闭环要求A0= mm，可见这时封闭环的上偏差大 于原封闭环的上偏差，但由于修配环A2是增环，修配（减小） 它的尺寸就可以满足原封闭环的要求。 但是封闭环的下偏差小于原封闭环的下偏差，当在装配 中出现的值小于0.03 mm时，由于修配环是增环，将产生不 能修配的情况。因此必须事先增大修配环的基本尺寸，使封 闭环的下偏差大于原封闭环的下偏差，可见需要增大 （0.2+0.03）mm=0.23 mm，这样修配环A2的尺寸应为+0.23 mm= mm。
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活塞 连杆 活塞销 挡圈
图 6-3 活塞、活塞销和连杆组装图
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表6--1活塞销和连杆小头孔的分组互换装配
组别 标志颜色 活塞销直 径/cm 连杆小头 孔直径/cm 配合性质 最大间隙 mm 1 2 3 4 白 绿 黄 红
0.0025 0.0025 25 mm 25 mm 0.0050 0
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6.2获得装配精度的方法
任何机械产品，要达到装配高度要求，除了与组成 产品的零件加工精度有关外，还在一定程度上依赖于 装配的工艺方法。保证装配精度的方法，可归纳为四 种，即互换法、分组法、修配法和调整法。
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6.2.1 互换法
零件加工完毕经检验合格后，在装配时不经任何调整 和修配就可以达到要求的装配精度，这种方法就是互换 法。根据机械产品的生产纲领、结构性能和精度要求， 又可将互换法分为完全互换法、大数互换法（部分互换 法或不完全互换法）。