王振龙机器装配质量.pptx

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1、 一个基准零件上装上一个基准零件上装上一个或若干个零件一个或若干个零件 一个基准零件上装上一个基准零件上装上一个或若干个套件和零件一个或若干个套件和零件 一个基准零件上装上一个基准零件上装上若干个组件、套件和零件若干个组件、套件和零件第1页/共26页 装配是机器制造中的最后阶段，除组装、部装和总装外，还包括调装配是机器制造中的最后阶段，除组装、部装和总装外，还包括调整、检验和试验等工作。整、检验和试验等工作。机器的质量不只取决于机器结构设计的正确性及零件的加工质量，机器的质量不只取决于机器结构设计的正确性及零件的加工质量，装配的质量也很大程度地决定着产品的最终质量。装配的质量也很大程度地决定着

2、产品的最终质量。采用合理的机器装配工艺方法还可适当地降低对机械加工精度的要采用合理的机器装配工艺方法还可适当地降低对机械加工精度的要求。求。不同的生产类型与装配工作的安排具有紧密的联系。不同的生产类型与装配工作的安排具有紧密的联系。第2页/共26页8.2 装配工艺规程的设计方法及装配尺寸链装配工艺规程的设计方法及装配尺寸链设计原则设计原则保证装配质量，延长产品寿命保证装配质量，延长产品寿命合理安排工序，减小劳动强度合理安排工序，减小劳动强度提高装配效率，缩短装配周期提高装配效率，缩短装配周期提高单位面积生产率提高单位面积生产率基本内容基本内容分析产品图样，确定组织形式，划分装配单元，确定装配方

3、法分析产品图样，确定组织形式，划分装配单元，确定装配方法拟定装配顺序，划分装配工序，编制装配工艺系统图和规程卡拟定装配顺序，划分装配工序，编制装配工艺系统图和规程卡选择和设计装配过程中所用的工装和设备选择和设计装配过程中所用的工装和设备规定总装和部装的技术条件、检查方法和检查工具规定总装和部装的技术条件、检查方法和检查工具确定运输方法和运输工具确定运输方法和运输工具制定装配时间定额制定装配时间定额第3页/共26页设设 计计步步骤骤确定装配组织形式确定装配组织形式拟定装配工艺过程拟定装配工艺过程装配技术要求和验收标准装配技术要求和验收标准产品结构尺寸分析和工艺分析产品结构尺寸分析和工艺分析分解装

4、配单元分解装配单元确定装配具体内容确定装配具体内容确定装配工艺方法及设备确定装配工艺方法及设备确定装配顺序确定装配顺序先下后上先下后上先内后外先内后外先难后易先难后易先重大后轻小先重大后轻小先精密后一般先精密后一般确定工时定额确定工时定额编写装配工艺文件编写装配工艺文件 装配工艺过程卡片，装配工序卡片装配工艺过程卡片，装配工序卡片分析产品分析产品固定式固定式移动式移动式间歇移动，连续移动，变节奏移动间歇移动，连续移动，变节奏移动第4页/共26页8.2.2 装配尺寸链装配尺寸链 在机器的设计过程中在机器的设计过程中，必须合理地规定零件的尺寸公差和技术条，必须合理地规定零件的尺寸公差和技术条件，并

5、计算校核零部件的配合尺寸及公差是否协调；件，并计算校核零部件的配合尺寸及公差是否协调；在制订装配工艺时在制订装配工艺时，要采取相应的工艺措施，合理地确定装配方，要采取相应的工艺措施，合理地确定装配方法以保证机器各部件及总体的装配精度。法以保证机器各部件及总体的装配精度。在根据不同装配方法确定零件制造精度与装配精度的关系时，可在根据不同装配方法确定零件制造精度与装配精度的关系时，可通过建立和解算通过建立和解算装配尺寸链装配尺寸链的方法来分析。的方法来分析。第5页/共26页装配尺寸链及其种类装配尺寸链及其种类 装配尺寸链是以装配尺寸链是以某项装配精度指标或装配要求某项装配精度指标或装配要求作为作为

6、封闭环封闭环，查查找所有与该项精度指标找所有与该项精度指标（或装配要求）（或装配要求）相关零件的设计尺寸相关零件的设计尺寸（或位（或位置要求）作为置要求）作为组成环组成环而形成的尺寸链。而形成的尺寸链。装配尺寸链按各环的几何特征和所处的空间位置可分为装配尺寸链按各环的几何特征和所处的空间位置可分为:直线尺寸链直线尺寸链 由长度尺寸组成，全部组成环都平行于封闭环；由长度尺寸组成，全部组成环都平行于封闭环；角度尺寸链角度尺寸链 组成环均为角度尺寸，包括角度、平行度、垂直度等。组成环均为角度尺寸，包括角度、平行度、垂直度等。平面尺寸链平面尺寸链 由成角度关系布置的长度尺寸组成，全部组成环位于由成角度

7、关系布置的长度尺寸组成，全部组成环位于 一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环；一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环；空间尺寸链空间尺寸链 组成环位于几个不平行平面内的尺寸链；组成环位于几个不平行平面内的尺寸链；第6页/共26页装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 首先应查明机器或部件装配的最终精度要求，将每项精度要求作为一个装配首先应查明机器或部件装配的最终精度要求，将每项精度要求作为一个装配尺寸链的尺寸链的封闭环封闭环；对于每一个封闭环，通过装配关系查明与其各项精度要求有关对于每一个封闭环，通过装配关系查明与其各项精度要求有关的零部件的尺寸和精度，作为尺寸链中的的零部件的

8、尺寸和精度，作为尺寸链中的组成环组成环；最短路线原则最短路线原则一件一环，使装配尺寸链中所包括的一件一环，使装配尺寸链中所包括的组成环数目最少。组成环数目最少。装配尺寸链的计算过程装配尺寸链的计算过程 正计算正计算：已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差，求解装：已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差，求解装 配精度要求的基本尺寸及其偏差的计算过程。配精度要求的基本尺寸及其偏差的计算过程。主要用于对已设计的主要用于对已设计的装配关系进行校核验算装配关系进行校核验算反计算反计算：已知：已知装配精度要求装配精度要求的基本尺寸及其偏差，求解与该项装配精度的基本尺寸及其偏差，求解与该项

9、装配精度 有关的有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计算过程各零部件基本尺寸及其偏差的计算过程。主要用于产品的设计计算主要用于产品的设计计算 第7页/共26页例：图示为一曲轴轴颈与齿轮的装配简图，要求垫片例：图示为一曲轴轴颈与齿轮的装配简图，要求垫片Ak与齿轮端面之间的间隙为与齿轮端面之间的间隙为A0。试。试建立装配尺寸链。建立装配尺寸链。第8页/共26页零、部件之间的零、部件之间的相互位置相互位置精度精度零、部件之间的零、部件之间的相对运动相对运动精度精度零、部件之间的零、部件之间的相互配合相互配合精度精度零、部件之间的零、部件之间的相互接触相互接触精度精度装配精度装配精度8.3 保证机器装配精

10、度的工艺方法保证机器装配精度的工艺方法机器的装配精度机器的装配精度相互位置精度相互位置精度 是指产品中相关零部件间的相互位置和距离精度。是指产品中相关零部件间的相互位置和距离精度。如机床主轴箱中相关轴的如机床主轴箱中相关轴的轴向间隙，轴向间隙，轴间的中心距轴间的中心距、同轴度、平行度、垂直度等等。、同轴度、平行度、垂直度等等。相对运动精度相对运动精度 是是指指产产品品中中有有相相对对运运动动的的零零部部件件间间在在相相对对运运动动方方向向上上和和速度上速度上的精度。的精度。如机床溜板在导轨上的移动精度、溜板移动对主轴如机床溜板在导轨上的移动精度、溜板移动对主轴线的平行度等；滚齿机滚刀主轴与工作

11、台的相对运动精线的平行度等；滚齿机滚刀主轴与工作台的相对运动精度等。度等。第9页/共26页相互配合精度相互配合精度 包括配合表面间的配合质量和接触质量：包括配合表面间的配合质量和接触质量：配配合合质质量量是是指指配配合合面面之之间间达达到到规规定定的的间间隙隙或或过过盈的程度。盈的程度。配合质量影响着配合的性质；配合质量影响着配合的性质；接触质量是指两配合或连接表面间达到规定的接触质量是指两配合或连接表面间达到规定的接触面积的大小和接触点的分布情况。接触面积的大小和接触点的分布情况。接触质量主接触质量主要影响接触刚度及配合质量的保持度。要影响接触刚度及配合质量的保持度。书例：书例：理论要求同轴

12、，结理论要求同轴，结果不同轴，要求果不同轴，要求A0A0控制在一定范围之控制在一定范围之内。内。第10页/共26页 装配精度要求不仅影响装配精度要求不仅影响机器或部件的工作性能和使用寿命机器或部件的工作性能和使用寿命，而且影，而且影响到产品响到产品制造的经济性制造的经济性。同时，它也是确定。同时，它也是确定零件加工精度和制订装配工零件加工精度和制订装配工艺规程的重要依据。艺规程的重要依据。一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的。一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的。对于某些装配精度要求高的产品，或组成零件较多的部件，对于某些装配精度要求高的产品，或组成零件较多

13、的部件，如果完如果完全由零件的制造精度来保证装配精度，则往往对各零件的加工精度要求全由零件的制造精度来保证装配精度，则往往对各零件的加工精度要求太高而导致加工困难，甚至无法加工。太高而导致加工困难，甚至无法加工。在这种情况下：在这种情况下：通常按经济加工精度确定零件的制造精度通常按经济加工精度确定零件的制造精度 并采用一定的装配工艺措施来保证装配精度并采用一定的装配工艺措施来保证装配精度 （如汽轮机的叶片装配，连杆、活塞、活塞销装配）（如汽轮机的叶片装配，连杆、活塞、活塞销装配）因此，要保证机器制造的优质、高效、低成本，必须从机器的设计、因此，要保证机器制造的优质、高效、低成本，必须从机器的设

14、计、零件的制造、装配及检验各方面综合考虑。零件的制造、装配及检验各方面综合考虑。第11页/共26页8.3.1 互换装配法互换装配法互换装配法是互换装配法是通过控制零件的加工误差来保证产品的装配精度的。通过控制零件的加工误差来保证产品的装配精度的。互换装配法互换装配法在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度的装配方法。在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度的装配方法。互换法互换法完全互换法完全互换法 每个零件直接装配后即可达到装配精度每个零件直接装配后即可达到装配精度大数互换法（概率互换法）大数互换法（概率互换法）绝大多数零件直接装配后可达到装配精度绝大多数零件直接装配后可达到装配精度1.完全

15、互换装配法完全互换装配法采用完全互换法时，装配尺寸链用极值解法计算采用完全互换法时，装配尺寸链用极值解法计算 第12页/共26页）当组成环为）当组成环为标准件尺寸标准件尺寸时，按已经给定的标准进行选取，即是给定值。时，按已经给定的标准进行选取，即是给定值。）对对于于公公共共环环，其其公公差差及及分分布布位位置置的的确确定定，应应根根据据对对之之公公差差要要求求最最严严格格的的那那个个装装配配尺尺寸链的计算来确定。寸链的计算来确定。该环的尺寸在其余链中成为该环的尺寸在其余链中成为既定值既定值。）尺寸相近，加工方法相同的组成环，可取相等的公差值尺寸相近，加工方法相同的组成环，可取相等的公差值。）大

16、件、）大件、难加工或难测量的组成环，给大公差。反之难加工或难测量的组成环，给大公差。反之,小件易加工测量件给小公差。小件易加工测量件给小公差。注意（注意（1 1）一定是在等公差的基础上进行分配。一定是在等公差的基础上进行分配。（2 2）一定要留出一个环来协调其它组成环与封闭环的公差关系。）一定要留出一个环来协调其它组成环与封闭环的公差关系。其公差怎样进行计算？其公差怎样进行计算？公差分配原则：公差分配原则：由各组成环零件的尺寸，利用极值解法核算封闭环（装配精度）。由各组成环零件的尺寸，利用极值解法核算封闭环（装配精度）。然后，根据各组成环尺寸的加工难易程度可对它们的公差进行适当的调整。然后，根

17、据各组成环尺寸的加工难易程度可对它们的公差进行适当的调整。反计算时，可先按反计算时，可先按“等公差等公差”原则确定各组成环的平均极值公差：原则确定各组成环的平均极值公差：（1）正计算）正计算（2）反计算）反计算第13页/共26页计算协调环的尺寸极其偏差。计算协调环的尺寸极其偏差。协调环协调环预定在尺寸链中起协调作用以满足封闭环要求的组成环。预定在尺寸链中起协调作用以满足封闭环要求的组成环。协调环尺寸是在其他组成环尺寸确定后通过尺寸链计算获得的。协调环尺寸是在其他组成环尺寸确定后通过尺寸链计算获得的。选择原则：选择原则：（1 1）非标准件；）非标准件；（2 2）易加工、易测量件（也可取难加工尺寸

18、作协调环，此时所给协调环）易加工、易测量件（也可取难加工尺寸作协调环，此时所给协调环 公差大，其它组成环公差小）；公差大，其它组成环公差小）；（3 3）易拆卸、非公共环。）易拆卸、非公共环。“入体原则入体原则”标注除协调环之外的其它组成环公差，标注除协调环之外的其它组成环公差，被包容尺寸：基轴制被包容尺寸：基轴制标注；包容尺寸：基孔制标注；孔中心距的尺寸：对称分布来确定。标注；包容尺寸：基孔制标注；孔中心距的尺寸：对称分布来确定。组成环尺寸标注应尽可能符合国家标准，便于组织生产。组成环尺寸标注应尽可能符合国家标准，便于组织生产。第14页/共26页例：例：用完全互换法确定各组成环尺寸。用完全互换

19、法确定各组成环尺寸。反计算问题反计算问题步骤：步骤：1）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸；）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸；2）确定协调环）确定协调环 易加工件易加工件 A5；3）按照）按照“等公差法等公差法”分配各组成环公差分配各组成环公差,并根据各零件加工的难易程度作适当调整；并根据各零件加工的难易程度作适当调整；然后然后“入体原则入体原则”标注除协调环外其它组成环标注除协调环外其它组成环尺寸注意：轴用挡圈是标准件，尺寸已定）尺寸注意：轴用挡圈是标准件，尺寸已定）4）计算协调环尺寸）计算协调环尺寸 用极值法计算公式：用极值法计算公式：第15页/共26页例：例：用完全互换法确定各组成环尺寸及公

20、差分布。用完全互换法确定各组成环尺寸及公差分布。2）确定协调环）确定协调环1）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸：）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸：3）按照）按照“等公差法等公差法”分配各组成环公分配各组成环公差差,根据各零件加工的难易程度作适当根据各零件加工的难易程度作适当调整，并调整，并“入体入体”标注各尺寸为：标注各尺寸为：由此，求协调环公差由此，求协调环公差4）计算协调环尺寸）计算协调环尺寸 用极值法计算公式：用极值法计算公式：得：得：解：解：难加工件难加工件 A1第16页/共26页完全互换装配法的特点完全互换装配法的特点:装配质量稳定可靠；装配质量稳定可靠；装配过程简单、生产率高；装配过

21、程简单、生产率高；易于实现装配机械化、自动化；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业、加工协作和专业化生产；便于组织流水作业、加工协作和专业化生产；有利于产品的维护和零、部件更换；有利于产品的维护和零、部件更换；零件数多、装配精度要求又高时，零件难以经济精度加工。零件数多、装配精度要求又高时，零件难以经济精度加工。（缺点）（缺点）完全互换装配法常用于完全互换装配法常用于高精度的高精度的“少少”环尺寸链环尺寸链低精度的低精度的“多多”环尺寸链环尺寸链的大批大量生产装配中的大批大量生产装配中第17页/共26页2.大数互换装配法大数互换装配法大数互换法的实质是放宽各组成环的公差，以利于零件的经

22、济加工。大数互换法的实质是放宽各组成环的公差，以利于零件的经济加工。采用大数互换法时，装配尺寸链用概率解法计算采用大数互换法时，装配尺寸链用概率解法计算 （反问题求解，（反问题求解，平均公差法）平均公差法）与完全互换法相比，同样按照等公差原则计算，大数互换与完全互换法相比，同样按照等公差原则计算，大数互换法装配时的各组成环公差可法装配时的各组成环公差可平均放大平均放大 倍。倍。除在某些特殊情况下需考虑置信水平与相对分布系数外，一除在某些特殊情况下需考虑置信水平与相对分布系数外，一般认为般认为各组成环的尺寸假定为接近于正态分布。各组成环的尺寸假定为接近于正态分布。第18页/共26页例：例：图示为

23、齿轮箱的装配关系，试用大数互换法求解图示为齿轮箱的装配关系，试用大数互换法求解齿轮轴向与箱盖间的间齿轮轴向与箱盖间的间 隙。隙。已知：已知：，且，且 均为正态分布。均为正态分布。1）建立尺寸链如图。）建立尺寸链如图。解：解：2）将各组成环尺寸变换为对称公差形式）将各组成环尺寸变换为对称公差形式3）计算封闭环基本尺寸和公差）计算封闭环基本尺寸和公差得得正计算问题正计算问题第19页/共26页例例:用大数互换法确定各组成环尺寸。用大数互换法确定各组成环尺寸。反计算问题反计算问题步骤：步骤：1）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸；）画装配尺寸链，校验各环基本尺寸；2）确定协调环）确定协调环 难加工件难加工

24、件 A3；3）按照）按照“等公差法等公差法”分配各组成环公差分配各组成环公差,并根据各零件加工的难易程度作适当调整并根据各零件加工的难易程度作适当调整,并并“入体原则入体原则标注标注”除协调环外其它尺寸；（注意：轴用挡圈是标准件，除协调环外其它尺寸；（注意：轴用挡圈是标准件，尺寸已定）尺寸已定）4）计算协调环尺寸）计算协调环尺寸 用概率法计算公式：用概率法计算公式：概率法概率法第20页/共26页例例：如如图图所所示示箱箱体体，根根据据使使用用要要求求，齿齿轮轮轴轴肩肩与与轴轴承承端端面面间间的的轴轴向向间间隙隙应应在在1-1.75mm范范围围内内，若若已已知知各各零零件件基基本本尺尺寸寸为为A

25、1=101，A2=50，A3=A5=5mm，A4=140mm，试试用用极极值值法法和和概概率率法法确确定定这这些些尺尺寸寸的的公公差差及及偏偏差差。那那一一种种方方法法更更易易满满足装配精度指标要求？对实际生产有何指导意义？足装配精度指标要求？对实际生产有何指导意义？解解（1）建立装配尺寸链，如图所示，）建立装配尺寸链，如图所示，A1，A2为增环，为增环，A3,A4为减环，间隙为减环，间隙A0为封闭环。为封闭环。第21页/共26页 由题意得：由题意得：A0max=1.75mm,A0main=1mm封闭环基本尺寸为：封闭环基本尺寸为：（2 2）极值法（设各环公差相等）极值法（设各环公差相等）（a

26、 a）计算各组成环的平均公差（一定要注意环数）计算各组成环的平均公差（一定要注意环数）（b b）根据加工条件及尺寸大小调整公差，并选出协调环，求出其公差）根据加工条件及尺寸大小调整公差，并选出协调环，求出其公差由于由于A3=A5尺寸小又易加工，可取尺寸小又易加工，可取T3=T5=0.1mm；又因；又因A1，A2尺寸较大，且为箱体尺寸，尺寸较大，且为箱体尺寸，加工较难，适当放大公差为加工较难，适当放大公差为T1=T2=0.2mm，尺寸，尺寸A4最大，选之为协调环。最大，选之为协调环。第22页/共26页 则协调环则协调环A4的公差为：的公差为：T4=T0-（T1+T2+T3+T4）=0.15mm（

27、c）确确定定除除协协调调环环外外其其它它组组成成环环的的公公差差及及分分布布位位置置（按按“入入体体原原则则”进进行行）A1，A2为为包包容容尺尺寸，则有寸，则有A1=101（+0.2，0），），A2=50（+0.2，0）mmA3,A5为被包容尺寸，则有为被包容尺寸，则有A3=A5=5（0，-0.1）mm（d）求协调环公差分布位置）求协调环公差分布位置（e）验算）验算 T0L T0 计算正确计算正确第23页/共26页 （2）概率法（等公差）概率法（等公差）（a）计算各组成环平均公差）计算各组成环平均公差（b b）根据加工条件及尺寸大小调整公差，并选出协调环，求出其公差）根据加工条件及尺寸大小调

28、整公差，并选出协调环，求出其公差由于由于A3=A5尺寸小又易加工，可取尺寸小又易加工，可取T3=T5=0.16mm；又因；又因A1，A2尺寸较大，且为箱体尺寸，尺寸较大，且为箱体尺寸，加工较难，适当放大公差为加工较难，适当放大公差为T1=0.46,T2=0.34mm，尺寸，尺寸A4最大，选之为协调环。最大，选之为协调环。则协调环则协调环A4的公差为：的公差为：（c）确确定定除除协协调调环环外外其其它它组组成成环环的的公公差差及及分分布布位位置置（按按“入入体体原原则则进进行行”）A1，A2为为包包容容尺尺寸，则有寸，则有A1=101（+0.46，0），），A2=50（+0.34，0）mmA3,A5为被包容尺寸，则有为被包容尺寸，则有A3=A5=5（0，-0.16）mm第24页/共26页（e）验算）验算 T0S T0 计算正确计算正确（d）求协调环公差分布位置）求协调环公差分布位置 结论：大数互换法，各组成环公差远大于完全互换法时各组成环公差，本例中大了2.27倍，使其加工精度由IT9降为IT10级，有效地降低了加工成本。第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页