保证装配度精的装配方法.ppt

,第五章 机器装配工艺过程设计,第五节 保证装配精度的装配方法,选择合理装配方法的核心 用较低的零件精度，达到较高的装配精度;用最少的装配劳动量达到较高的装配精度和装配效率。,互换装配法的实质用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。,互换装配法 零件不需经过任何选择、修配和调整，即可达到装配精度要求的装配方法。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,互换装配法的分类 根据零件的互换程度不同，分为完全互换装配法、大数互换装配法。,基本概念,缺点：当装配精度要求较高、组成环数目较多时，各环公差值会很小，即零件的加工经济性较差。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,指在装配时，各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求的装配方法。,1.完全互换法,优点：装配质量稳定可靠，装配过程简单；生产效率高；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和零部件的专业化生产。,应用 常用于高精度的少环尺寸链，或低精度的多环尺寸链的大批大量生产中。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,尺寸链的求解 采用极值法公式计算。即要求尺寸链各组成环公差之和应小于或等于封闭环公差。,如果已知封闭环的公差T0，可按“等公差”原则平均分配组成环的公差。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,根据各组成环尺寸大小和加工的难易程度，调整各组成环的公差。,1）组成环是标准件尺寸时 其公差值及其分布在相应的标准中已有规定，应为确定值。,2）组成环是几个尺寸链的公共环 其公差值及其分布由要求最严的尺寸链先行确定，对其余尺寸链则应为确定值。,3）尺寸相近、加工方法相同的组成环 其公差值应相等。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,5）对外尺寸（轴）的组成环 按基轴制（h）确定公差和分布；对内尺寸（孔）的组成环 按基孔制（H）确定公差及分布；对于孔中心距的尺寸极限偏差 按对称分布选取。,4）难加工、难测量的组成环 其公差可取较大数值。而易加工、易测量的组成环，其公差可取较小数值。,6）协调环 能在尺寸链中起协调作用，使所计算的各组成环公差累计值符合封闭环的精度要求。可选择易加工的零件作为协调环，但协调环不能为标准件或公共环。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,【5-1】如图齿轮部件装配，轴固定不动，齿轮在轴上回转，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知：A1=30mm、A2=5mm、A3=43mm、A4=30-0.05mm（标准件）、A5=5mm，现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。,解 1）画装配尺寸链图，校验各环基本尺寸,轴向间隙为 0.10.35mm，封闭环 封闭环公差 T0=0.25mm，A3为增环，A1、A2、A4、A5为减环。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,封闭环的基本尺寸为：,由此可知，各组成环基本尺寸无误。,A5为垫片，易于加工和测量，故选A5 为协调环。A4为标准件，T4=0.05mm。其余组成环根据其尺寸和加工难易程度选择的公差为：T1=0.06mm、T2=0.04mm、T3=0.07mm，各组成环公差等级约为IT9。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,根据各组成环尺寸、零件加工难易程度，确定各环公差。,2）确定各组成环公差和极限偏差,各组成环平均极值公差为：,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,封闭环的中间偏差 为：,各组成环的中间偏差分别为：,A3 为内尺寸，按基孔制确定极限偏差得：,A1、A2 为外尺寸，按基轴制确定极限偏差得：,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,3）计算协调环公差和极限偏差,协调环A5 的公差为：,协调环A5 的中间偏差 为：,各组成环尺寸和极限偏差为：,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,协调环A5的极限偏差ES5、EI5 分别为：,协调环A5的尺寸和极限偏差为：,在组成环较多，各环公差较大时，装配中零件出现极值组合的机会更是微小。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,2.大数互换装配法,完全互换法的使用局限性,在封闭环为既定值时，各组成环所获公差过于严格，使零件加工困难。,在稳定的工艺系统中大批大量加工时，零件加工误差出现极值的可能性很小。,在装配时，各零件的误差同时出现极大、极小的“极值组合”的可能性更小。,第五节 保证装配精度的装配方法,一、互换装配法,大数互换法 对于大多数产品，装配时各组成环不需挑选或改变其大小位置，装配后即能达到装配精度要求，但少数产品有可能出现废品的装配法。,特点：零件所规定的公差比完全互换法所规定的公差大，有利于零件的经济加工；装配简单、方便；在装配中，应采取适当措施来排除个别产品因公差超出而产生废品。,应用 适用于大批大量生产，组成环较多、装配精度要求又较高的场合。,装配尺寸链的计算 采用统计公差公式计算。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,何谓选择装配法 是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，再选择合适的零件进行装配的一种装配方法。,三种形式：直接选配法、分组装配法和复合选配法。,应用：常用于装配精度要求较高，而组成环数又较少的成批或大批量生产中。,应用：不适合用于生产节拍要求较严的大批大量的流水作业中。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,直接选配法 装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配。,1.直接选配法,优点：能达到很高的装配精度。缺点：装配时，工人凭经验和判断性测量来选择零件，装配时间不易准确控制，装配精度由工人的技术水平决定。当各零件的加工误差分布规律不同时，不符合同一精度要求的“剩余零件”可能很多。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,分组装配法 零件加工时，将各组成环的公差相对完全互换法所求数值放大数倍，使其尺寸能按经济精度加工。再按测量尺寸分组，最后按对应组分别进行装配。,2.分组装配法,特点：同组内零件可以互换分组互换法。,应用：常用于大批大量生产中，装配精度要求高，组成环数少的部件的装配。如：滚动轴承的装配、发动机汽缸活塞环的装配、精密机床的精密部件的装配。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,图示为活塞销与活塞的装配关系，按技术要求，销轴直径d与销孔直径D在装配时，应有0.00250.0075mm的过盈量。,举例叙述分组装配法的原理和过程,封闭环的公差为：,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,若采用完全互换法装配，则销与孔的平均公差为：0.0050/2=0.0025mm,销用无心磨加工，活塞销孔用金刚镗床加工。然后测量，按尺寸大小分成4组，涂上不同颜色，以便分组装配。,销轴按基轴制确定极限偏差，以销孔为协调环，则,为了加工经济，采用分组装配法，将销轴与销孔的公差在相同方向放大4倍（采取上偏差不动，变动下偏差），则,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,活塞销与活塞销孔直径分组,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,使用分组装配法，应满足如下条件：,1）分组后各组的装配性质及配合精度与原装配精度要求相同，配合件的公差范围应相等；公差应同方向增加；增大的倍数应等于以后的分组数。,2）为保证使零件分组后数量相匹配，应使配合件的尺寸分布为相同的对称分布。,如果分布曲线不相同或不对称，将产生各组相配零件数量不等，造成一些零件的积压。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,3）配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形状精度不能随尺寸精度放大而任意放大，应与分组公差相适应。,4）分组数不宜过多，零件尺寸公差只要放大到经济加工精度即可，以避免造成生产组织复杂。,第五节 保证装配精度的装配方法,二、选择装配法,复合选配法 是分组装配和直接装配的复合，即零件加工后先检测分组，装配时，再在各对应组内适当的选配。,特点：配合件公差可以不等，装配速度较快、质量高。能满足一定生产节拍的要求。,如：发动机气缸与活塞的装配多采用此种方法。,3.复合选配法,完全互换法、大数互换法，分组法，其特点都是零件能互换，这一点对于大批大量生产的装配而言，非常重要。,修配件及修配环 装配时进行修配的零件称作修配件，该组成环称作修配环。修配环是补偿其他组成环的累积误差，达到装配精度的目的，又称为“补偿环”。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,应用：适用于装配精度要求较高，组成环数目较多，不便采用互换法和分组法的成批生产或单件小批生产的装配场合。,修配装配法 将尺寸链中各组成环按经济加工精度制造，装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸来达到装配精度的装配方法。,采用修配装配法，应正确选择补偿环。,三、修配装配法,补偿环应满足以下要求：,1）便于拆装，零件形状比较简单，易于修配，如果采用刮研修配时，刮研面积要小。,2）不应为公共环，即该环只与一项装配精度有关，而与其他装配精度无关。,如果补偿环为公共环，则修配后，虽然保证了一个尺寸链的要求，却难以满足另一个尺寸链的要求。,第五节 保证装配精度的装配方法,修配法解算尺寸链的主要问题是：在保证补偿量足够且最小的原则下，计算补偿环的尺寸。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,修配法装配时，补偿环被去除材料的厚度称为修配量。,设用完全互换法计算的各组成环公差分别为：,采用修配，将各组成环公差在上述基础上放大，得到：,由于，则最大补偿量为,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,1.补偿环被修配后封闭环尺寸变大,【例】如图齿轮部件装配，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知：A1=30mm、A2=5mm、A3=43mm、A4=30-0.05mm（标准件）、A5=5mm，现采用修配法装配，试确定各组成环公差和及其分布。,解 1）选择补偿环,根据装配图，选择环A5为补偿环。,由尺寸链得知：A5为减环，故修配后封闭环尺寸变大。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,由已知条件得：,T0=0.25mm,2）确定各组成环公差,各组成环公差相对完全互换法可有较大扩大：T1=T3=0.2mm，T2=T5=0.10mm，A4为标准件，T4=0.05mm各加工件公差约为IT11，可采用经济加工。,3）计算补偿环A5 的最大补偿量：,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,4）确定各组成环（补偿环除外）极限偏差,A3为内尺寸，按H 取,A1、A2为外尺寸，按h 取,A4为标准件，为：,各组成环中间偏差为：,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,5）计算补偿环A5的极限偏差,A5的极限偏差为：,补偿环尺寸为：,因,则,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,6）验算装配后封闭环极限偏差,由题意知封闭环极限偏差应为：,故补偿环需改变0.20mm，才能保证装配精度不变。,比较：,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,7）确定补偿环A5 尺寸,因补偿环A5为减环，被修配后，齿轮与挡环的轴向间隙变大，即封闭环尺寸变大。所以只有装配后封闭环的实际最大尺寸小于所要求的最大尺寸时，才能进行装配。,根据修配量足够且最小原则，应使：,即,应满足：,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,当补偿环 时，装配后封闭环。只有A5 减环增大后，封闭环才能减小。,补偿环最终尺寸为：,为满足，补偿环 A5 应增加 0.20mm，封闭环将减小0.20mm，才能保证SE0=0.35mm，使补偿环具有足够的补偿量。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,2.修配的方法,（1）单件修配法,是在多环装配尺寸链中，选定某一固定的零件做修配件，装配时用去除金属层的方法改变其尺寸满足装配精度的要求。如：齿轮与轴的装配、车床尾座与主轴箱的装配。,单件修配方法是生产中应用最广泛的修配法。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,（2）合并修配法,是将两个或更多的零件合并在一起再进行加工修配。合并后的尺寸可看作一个组成环。,如：尾座装配，可采用将尾座体A3与底板A2相配合的平面分别加工好，再配刮横向小导轨，将两零件装配为一体，再以底板的底面为定位基准，镗削套筒孔。,A3与A2合并称为A2-3 环，加大了公差，也给底板面留下较小的刮研量。,合并修配法多用于单件小批生产。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,（3）自身加工修配法,是指在机床总装时，用机床本身来加工自己的方法，以保证机床装配精度的修配方法。,如：牛头刨床总装后，用自刨方法加工工作台面，以便保证滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。,第五节 保证装配精度的装配方法,三、修配装配法,如：转塔车床总装后，在车床主轴上安装一把镗刀，转塔作纵向进给运动，依次镗削转塔上的六个孔，以便保证主轴中心线与转塔的六孔中心线的等高性。,转塔,主轴,调整法与修配法的不同点 改变补偿环尺寸的方法不同。修配法采用机械加工方法去除补偿环节的金属层；调整法采用改变补偿环零件的位置，或更换新的补偿环零件来满足装配精度的要求。,第五节 保证装配精度的装配方法,四、调整装配法,应用 用于那些装配精度要求高、而组成环又较多的产品或部件，且不能采用互换法装配的场合。,调整装配法 在装配时，改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适的调整件，来达到装配精度的装配方法。,调整法与修配法的相同点 各零件公差均按经济精度的原则来确定，都采用选择一个组成环为调整环。,第五节 保证装配精度的装配方法,四、调整装配法,1.固定调整法,在装配尺寸链中，选择某一零件为调整件，根据各组成环形成累积误差的大小来更换不同尺寸的调整件，以保证装配精度调整法。,常用的调整件有：轴套、垫片、垫圈等。,图b：采用调整螺钉使楔块上下移动来调整丝杠和螺母的轴向间隙。,第五节 保证装配精度的装配方法,四、调整装配法,2.可动调整法,采用改变调整件的相对位置来保证装配精度的调整方法。,可动调整的实例：,图a：通过调整套筒的轴向位置来保证齿轮的轴向位置。,第五节 保证装配精度的装配方法,四、调整装配法,图c：主轴箱用螺钉来调整端盖的的轴向位置，达到调整轴承间隙的目的。,图d：小滑板上通过螺钉来调节镶条的位置来保证导轨的副合间隙。,如：在装配机床主轴时，通过调整前后轴承的径向圆跳动方向来控制主轴的径向圆跳动。,第五节 保证装配精度的装配方法,四、调整装配法,3.误差抵消调整法,在产品装配时，通过调整有关零件的相互位置，使其加工误差相互抵消一部分，以提高装配精度。这种调整方法在机床装配中应用较多。,