机器装配工艺(精品).ppt
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1、第六章第六章 机器的装配工艺机器的装配工艺学习目标学习目标学习本节主要掌握装配精度的概念及其保学习本节主要掌握装配精度的概念及其保证机器装配精度的四种工艺方法:证机器装配精度的四种工艺方法:互换法、互换法、选择法、修配法和调整法选择法、修配法和调整法;并能够运;并能够运用装配尺寸链对装配精度进行定量分析和用装配尺寸链对装配精度进行定量分析和求解。求解。第六章第六章 机器的装配工艺机器的装配工艺一、机器的装配工艺过程一、机器的装配工艺过程通常将机器分成若干个独立的装配单元。通常将机器分成若干个独立的装配单元。图图6-16-1所所示为机器装配工艺系统示意图,由图知,装配单示为机器装配工艺系统示意图
2、,由图知,装配单元通常可划分为五个等级,即元通常可划分为五个等级,即零件、套件、组件、部件和机器。零件是组成机器的基本元件,零件直接装入机器零件是组成机器的基本元件,零件直接装入机器的不多。一般都预先装成套件,组件或部件才进的不多。一般都预先装成套件,组件或部件才进入总装。入总装。在一个基准零件上,装上一个或若干个零件就构在一个基准零件上,装上一个或若干个零件就构成了一个套件,它是最小的装配单元。每个套件成了一个套件,它是最小的装配单元。每个套件只有一个基准零件,它的作用是联接相关零件和只有一个基准零件,它的作用是联接相关零件和确定各零件的相对位置。为形成套件而进行的装确定各零件的相对位置。为
3、形成套件而进行的装配工作称为套装。(如配工作称为套装。(如图图6-26-2)组件在一个基准零件上,装上一个或若干个套件和零件就构成一个组件。每个组件只有一个基准零件,它联接相关零件和套件,并确定它们的相对位置。为形成组件而进行的装配称之为组装。组件与套件的区别在于组件在以后的装配中可拆,而套件在以后的装配中一般不再拆开,可作为一个零件参加装配。图6-2b为一个组件示例,其中蜗轮和齿轮合件是先前准备好的一个套件,阶梯轴为基准零件。图6-3a所示为组件装配系统图。部件与机器在一个基准零件上,装上若干个组件、套件和零件就构成部件。一个部件只能有一个基准零件,由它来联接各个组件、套件和零件,决定它们之
4、间的相对位置。为形成部件而进行的装配工作称之为部装。如图6-3b所示。在一个基准零件上,装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器或称为产品。装配精度装配精度装配精度装配精度尺寸精度尺寸精度尺寸精度尺寸精度位置精度位置精度位置精度位置精度运动精度运动精度运动精度运动精度接触精度接触精度接触精度接触精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动包括配合精度和距离精度。包括配合精度和距离精度。包括配合精度和距离精度。包括配合精度和距离精度。指有相对运动的零、部件间在运动方指有相对运动的零、部件间在
5、运动方指有相对运动的零、部件间在运动方指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度。向和运动位置上的精度。向和运动位置上的精度。向和运动位置上的精度。影响接触刚度和配合质量的稳定性。影响接触刚度和配合质量的稳定性。影响接触刚度和配合质量的稳定性。影响接触刚度和配合质量的稳定性。二、机器装配精度的概念二、机器装配精度的概念三、达到装配精度的工艺方法三、达到装配精度的工艺方法1.互换法:互换法:装配过程中,零件不需经过任何挑选、修配或调整,装配过程中,零件不需经过任何挑选、修配或调整,就可达到规定的装配精度。其就可达到规定的装配精度。其实质就是通过控制零件的加工误差来达实质就是通过控制零件
6、的加工误差来达到装配精度到装配精度。它分为。它分为完全互换法完全互换法和和大数到换法大数到换法。2.选择法:选择法:将相关零件按加工经济精度制造,然后选择合适的零将相关零件按加工经济精度制造,然后选择合适的零将相关零件按加工经济精度制造,然后选择合适的零将相关零件按加工经济精度制造,然后选择合适的零件进行装配。它包括件进行装配。它包括件进行装配。它包括件进行装配。它包括直接选配法直接选配法、分组装配法分组装配法和和和和复合选配法复合选配法。3.修配法:修配法:在装配过程中根据实际测量的结果,通过修配来改变在装配过程中根据实际测量的结果,通过修配来改变在装配过程中根据实际测量的结果,通过修配来改
7、变在装配过程中根据实际测量的结果,通过修配来改变某个零件的尺寸,来达到装配精度要求。某个零件的尺寸,来达到装配精度要求。某个零件的尺寸,来达到装配精度要求。某个零件的尺寸,来达到装配精度要求。4.调整法:调整法:在装配时通过改变调整件的位置或更换调整件(如垫在装配时通过改变调整件的位置或更换调整件(如垫在装配时通过改变调整件的位置或更换调整件(如垫在装配时通过改变调整件的位置或更换调整件(如垫片、轴套等)来达到装配精度要求。片、轴套等)来达到装配精度要求。片、轴套等)来达到装配精度要求。片、轴套等)来达到装配精度要求。四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立如图为齿轮与轴部件如图为齿轮与轴部件
8、如图为齿轮与轴部件如图为齿轮与轴部件装配图,轴固定,齿装配图,轴固定,齿装配图,轴固定,齿装配图,轴固定,齿轮回转,要求齿轮与轮回转,要求齿轮与轮回转,要求齿轮与轮回转,要求齿轮与挡圈之间的间隙为挡圈之间的间隙为挡圈之间的间隙为挡圈之间的间隙为0.10.350.10.35,在设计,在设计,在设计,在设计时如何由装配图确定时如何由装配图确定时如何由装配图确定时如何由装配图确定有关零件的尺寸公差有关零件的尺寸公差有关零件的尺寸公差有关零件的尺寸公差?n装配尺寸链的意义装配尺寸链的意义四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立如图,普通车如图,普通车如图,普通车如图,普通车床装配时,要床装配时,要床装
9、配时,要床装配时,要求尾架中心线求尾架中心线求尾架中心线求尾架中心线比主中心线高比主中心线高比主中心线高比主中心线高00.06mm00.06mm,在装配时如何在装配时如何在装配时如何在装配时如何达到该装配精达到该装配精达到该装配精达到该装配精度?度?度?度?n装配尺寸链的意义装配尺寸链的意义四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立n建立装配尺寸链的方法建立装配尺寸链的方法取封闭环(装配后的技术要求)两端的那两取封闭环(装配后的技术要求)两端的那两个零件为起点,沿着装配精度要求的位置方个零件为起点,沿着装配精度要求的位置方向,以装配基准面为联系线索,分别查明装向,以装配基准面为联系线索,分别查明
10、装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件,配关系中影响装配精度要求的那些有关零件,直至找到同一个基准零件甚至是同一个基准直至找到同一个基准零件甚至是同一个基准表面为止。表面为止。四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立n建立装配尺寸链的方法建立装配尺寸链的方法四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立n建立装配尺寸链的方法建立装配尺寸链的方法1 1)简化原则简化原则查找装配尺寸链时,在保证装配精度的前提下查找装配尺寸链时,在保证装配精度的前提下查找装配尺寸链时,在保证装配精度的前提下查找装配尺寸链时,在保证装配精度的前提下可略去那可略去那可略去那可略去那些影响较小的因素些影响较小的因素些影响较小
11、的因素些影响较小的因素,使装配尺寸链的组成环适当简化。,使装配尺寸链的组成环适当简化。,使装配尺寸链的组成环适当简化。,使装配尺寸链的组成环适当简化。2 2)最短路线原则最短路线原则 由尺寸链的基本理论可知,在结构即定的条件下,组成由尺寸链的基本理论可知,在结构即定的条件下,组成由尺寸链的基本理论可知,在结构即定的条件下,组成由尺寸链的基本理论可知,在结构即定的条件下,组成装配尺寸链的每个相关的零、部件只能有一个尺寸作为装配尺寸链的每个相关的零、部件只能有一个尺寸作为装配尺寸链的每个相关的零、部件只能有一个尺寸作为装配尺寸链的每个相关的零、部件只能有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链,这样组成环
12、的数目就应等于相组成环列入装配尺寸链,这样组成环的数目就应等于相组成环列入装配尺寸链,这样组成环的数目就应等于相组成环列入装配尺寸链,这样组成环的数目就应等于相关零、部件的数目,即关零、部件的数目,即关零、部件的数目,即关零、部件的数目,即一件一环一件一环一件一环一件一环,这就是装配尺寸链的,这就是装配尺寸链的,这就是装配尺寸链的,这就是装配尺寸链的最短路线原则。最短路线原则。最短路线原则。最短路线原则。四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立n建立装配尺寸链的原则建立装配尺寸链的原则装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。正计算正计算用于对已设计的图纸进行
13、校核验算。用于对已设计的图纸进行校核验算。(即已知(即已知各组成环的尺寸偏差求封闭环的尺寸及偏差)各组成环的尺寸偏差求封闭环的尺寸及偏差)反计算反计算主要用于产品设计过程之中。主要用于产品设计过程之中。(即已知封闭环(即已知封闭环的尺寸及偏差,求解组成环的尺寸及偏差)的尺寸及偏差,求解组成环的尺寸及偏差)四、装配尺寸链的建立四、装配尺寸链的建立n装配尺寸链的计算装配尺寸链的计算五、互换装配法五、互换装配法互换装配法是在装配过程中,零件互换后互换装配法是在装配过程中,零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。仍能达到装配精度要求的装配方法。其实其实质就是通过控制零件的加工误差来保质就是通过控制零
14、件的加工误差来保证产品的装配精度。证产品的装配精度。根据互换程度的不同,互换法分为根据互换程度的不同,互换法分为完全互完全互换法和大数互换法换法和大数互换法(又称(又称概率互换法概率互换法)。(1 1)完全互换装配法)完全互换装配法(1 1)装配尺寸链计算)装配尺寸链计算)装配尺寸链计算)装配尺寸链计算采用完全互换装配法时,装配尺寸链采用极值法采用完全互换装配法时,装配尺寸链采用极值法采用完全互换装配法时,装配尺寸链采用极值法采用完全互换装配法时,装配尺寸链采用极值法计算。即计算。即计算。即计算。即尺寸链各组成环公差之和应小于封尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差(即装配精度要求)闭环公差(
15、即装配精度要求):式中:式中:式中:式中:T T0 0封闭环公差;封闭环公差;封闭环公差;封闭环公差;T Ti i第第第第 个组成环公差;个组成环公差;个组成环公差;个组成环公差;nn尺寸链总环数。尺寸链总环数。尺寸链总环数。尺寸链总环数。等公差法等公差法是按各组成环公差相等的原则是按各组成环公差相等的原则分配封闭环公差的方法,即假设各组成分配封闭环公差的方法,即假设各组成环公差相等,求出组成环平均公差:环公差相等,求出组成环平均公差:然后根据各组成环尺寸大小和加工难易程然后根据各组成环尺寸大小和加工难易程度,将其公差适当调整。度,将其公差适当调整。但调整后的各组成环公差之和仍不得大于但调整后
16、的各组成环公差之和仍不得大于封闭环要求的公差。封闭环要求的公差。调整参照原则调整参照原则1 1)当组成环是标准件尺寸(如轴承环或弹性挡圈的)当组成环是标准件尺寸(如轴承环或弹性挡圈的)当组成环是标准件尺寸(如轴承环或弹性挡圈的)当组成环是标准件尺寸(如轴承环或弹性挡圈的厚度等)时,按标准规定。厚度等)时,按标准规定。厚度等)时,按标准规定。厚度等)时,按标准规定。2 2)当组成环是几个尺寸链的公共环时,其公差值和)当组成环是几个尺寸链的公共环时,其公差值和)当组成环是几个尺寸链的公共环时,其公差值和)当组成环是几个尺寸链的公共环时,其公差值和分布位置应由对其要求最严的那个尺寸链先行确分布位置应
17、由对其要求最严的那个尺寸链先行确分布位置应由对其要求最严的那个尺寸链先行确分布位置应由对其要求最严的那个尺寸链先行确定。而对其余尺寸链来说该环尺寸为已定值。定。而对其余尺寸链来说该环尺寸为已定值。定。而对其余尺寸链来说该环尺寸为已定值。定。而对其余尺寸链来说该环尺寸为已定值。3 3)当分配待定的组成环公差时,一般可按经验视各)当分配待定的组成环公差时,一般可按经验视各)当分配待定的组成环公差时,一般可按经验视各)当分配待定的组成环公差时,一般可按经验视各环尺寸加工难易程度加以分配。环尺寸加工难易程度加以分配。环尺寸加工难易程度加以分配。环尺寸加工难易程度加以分配。在确定各组成环极限偏差时,一般
18、可按在确定各组成环极限偏差时,一般可按在确定各组成环极限偏差时,一般可按在确定各组成环极限偏差时,一般可按“入体原入体原则则”确定。确定。确定。确定。即对相当于轴的被包容尺寸,按基轴制即对相当于轴的被包容尺寸,按基轴制即对相当于轴的被包容尺寸,按基轴制即对相当于轴的被包容尺寸,按基轴制(h)(h)(h)(h)决定其下决定其下决定其下决定其下偏差;对相当于孔的包容尺寸,按基孔制偏差;对相当于孔的包容尺寸,按基孔制偏差;对相当于孔的包容尺寸,按基孔制偏差;对相当于孔的包容尺寸,按基孔制(H)(H)(H)(H)决定决定决定决定其上偏差;而对孔中心距尺寸,按对称偏差选取。其上偏差;而对孔中心距尺寸,按
19、对称偏差选取。其上偏差;而对孔中心距尺寸,按对称偏差选取。其上偏差;而对孔中心距尺寸,按对称偏差选取。例例例例6.16.1 如如如如图图图图6-86-8所示装配关系,轴是固所示装配关系,轴是固所示装配关系,轴是固所示装配关系,轴是固定的,齿轮在轴上回转,要求保证齿轮定的,齿轮在轴上回转,要求保证齿轮定的,齿轮在轴上回转,要求保证齿轮定的,齿轮在轴上回转,要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为与挡圈之间的轴向间隙为与挡圈之间的轴向间隙为与挡圈之间的轴向间隙为0.100.100.35mm0.35mm。已知已知已知已知(标准件),(标准件),现采用完全互换法装配,试确定现采用完全互换法装配,试确定现采用
20、完全互换法装配,试确定现采用完全互换法装配,试确定各组成环公差和极限偏差。各组成环公差和极限偏差。各组成环公差和极限偏差。各组成环公差和极限偏差。解解解解:(1)(1)画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链(2)(2)判断各环性质判断各环性质判断各环性质判断各环性质A A0为封闭环为封闭环为封闭环为封闭环,A3,A3为增环为增环为增环为增环,A1,A1、A2A2、A4A4、A5A5均为减环。均为减环。均为减环。均为减环。(标准件),(标准件),解解:(1)(1)画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链(2)(2)判断各环性质判断各环性质判断各环性质判断各环性质A0为封闭环为封
21、闭环,A3为增环为增环,A1、A2、A4、A5均为减环。均为减环。(3 3)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸轴向间隙为轴向间隙为0.100.35mm故故(4 4)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差先平均分配:先平均分配:再按各组成环尺寸大小和加工难易程度进行调整,令再按各组成环尺寸大小和加工难易程度进行调整,令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4为标准件,按图纸标注,为标准件,按图纸标注,选选A5为协调环(因挡圈易于加工和测量),其公差及
22、上、下偏差通过计算得到为协调环(因挡圈易于加工和测量),其公差及上、下偏差通过计算得到(标准件),(标准件),解解:(1)(1)画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链画装配尺寸链(2)(2)判断各环性质判断各环性质判断各环性质判断各环性质(3 3)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸)确定封闭环的基本尺寸轴向间隙为轴向间隙为0.100.35mm(4 4)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差)确定各组成环的公差及上下偏差先平均分配:先平均分配:TAi=0.025再按各组成环尺寸大小和加工难易程度进行调整,令再按各组成环
23、尺寸大小和加工难易程度进行调整,令TA1=0.06,TA2=0.02,TA3=0.1,A4为标准件按图纸标注为标准件按图纸标注选选A5为协调环(因挡圈易于加工各测量),其公差及上、下偏差通过计算得到为协调环(因挡圈易于加工各测量),其公差及上、下偏差通过计算得到,按入体原则标注:按入体原则标注:(5 5)计算协调环)计算协调环)计算协调环)计算协调环A5A5的公差和极限偏差的公差和极限偏差的公差和极限偏差的公差和极限偏差EI5=-0.12故故完全互换装配方法的特点完全互换装配方法的特点n装配质量稳定可靠;装配过程简单、生产率高;易于实现装配质量稳定可靠;装配过程简单、生产率高;易于实现装配质量
24、稳定可靠;装配过程简单、生产率高;易于实现装配质量稳定可靠;装配过程简单、生产率高;易于实现装配机械化、自动化;便于组织流水作业和各零部件的协装配机械化、自动化;便于组织流水作业和各零部件的协装配机械化、自动化;便于组织流水作业和各零部件的协装配机械化、自动化;便于组织流水作业和各零部件的协作与专业化生产;有利于产品的维护和各、部件的更换。作与专业化生产;有利于产品的维护和各、部件的更换。作与专业化生产;有利于产品的维护和各、部件的更换。作与专业化生产;有利于产品的维护和各、部件的更换。n这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺这种装
25、配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的大批大量生产装配中。寸链的大批大量生产装配中。寸链的大批大量生产装配中。寸链的大批大量生产装配中。n利用极值计算公式,计算出的组成环公差比较严格,当封利用极值计算公式,计算出的组成环公差比较严格,当封利用极值计算公式,计算出的组成环公差比较严格,当封利用极值计算公式,计算出的组成环公差比较严格,当封闭环要求较高,组成环数较多时,尤其是这样。闭环要求较高,组成环数较多时,尤其是这样。闭环要求较高,组成环数较多时,尤其是这样。闭环要求较高,组成环数较多时,尤其是这样。n在实际生产中,每个零件尺寸均是
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