工业生产过程26机器的装配精度要求和保证方法.ppt

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1、2011-12-8,工业生产过程机器的装配精度要求和保证方法,ZZQ,2011-12-8,本节课内容：,机器的装配精度要求。装配尺寸链。利用装配尺寸链来保证机器装配精度的工艺方法。,2011-12-8,今天的课程学完后，要求：,熟悉机器的装配精度要求；了解机器的装配精度与零件加工精度之间的关系；熟悉装配尺寸链的基本概念。熟悉利用装配尺寸链来保证机器装配精度的完全互换法、不完全互换法、分组互换法、修配法和调整法等工艺方法；掌握上述方法的应用范围。,2011-12-8,机器的装配精度要求,几何精度即机器中相关零部件间的距离尺寸精度和相互位置精度。如车床主轴箱中各轴中心距尺寸精度及平行度等。运动精度

2、即机器中相对运动零部件之间的相对运动精度。包括机器回转部件的回转精度、部件间相对运动的平行度和垂直度等，如车床溜板在导轨上的移动精度即车床溜板移动轨迹对车床主轴中心线的平行度；也包括机器传动精度，如车螺纹时装在车床主轴上的工件与螺纹车刀之间的相对运动关系。配合精度包括配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量是指零件配合表面之间达到要求的配合间隙或过盈的程度，它影响配合的性质。接触质量是指两配合或连接表面间达到要求的接触面积大小和接触点分布的程度，它影响接触刚度，也间接影响配合质量。,2011-12-8,机器的几何精度要求,2011-12-8,机器的几何精度要求,2011-12-8,机器的运动精

3、度要求,2011-12-8,机器的装配精度与零件加工精度之间的关系,零件的加工精度，特别是关键零件的加工精度在很大程度上影响机器的装配精度。单件自保由一个零件的加工精度来保证某项装配精度要求的情况。多件相关许多装配精度要求与多个零件有关，涉及这些零件的相关加工精度，情况要复杂得多，需用装配尺寸链来解决。,2011-12-8,单件自保,例如，在卧式车床装配中，要满足尾座移动对溜板移动的平行度要求，只要保证床身上溜板移动时导轨A与尾座移动的导轨B相互平行即可，如图所示。这种由一个零件的精度来保证某项装配精度的情况，称为“单件自保”。,2011-12-8,多件相关,保证这种类型的装配精度要复杂得多。

4、,2011-12-8,影响装配精度的因素,零件的加工精度零件的加工精度高则机器的装配精度易保证，但零件的加工精度过高可能使加工成本过高，这是一个需重点解决的问题；配合质量和接触质量零件之间的配合质量和接触质量需达到设计图纸要求；零件的变形力、热、内应力等均引起零件的变形，导致装配精度的下降；零件的平衡旋转零件，尤其是高速旋转零件的不平衡质量会严重影响机器的装配精度。,2011-12-8,零件加工精度的影响,2011-12-8,零件之间的配合质量和接触质量的影响,2011-12-8,其它影响因素,2011-12-8,装配尺寸链概述,在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链

5、，称为装配尺寸链。装配时要保证的装配精度要求就是装配尺寸链的封闭环。装配精度(封闭环)是零部件装配后形成的尺寸或位置关系。要保证机器的装配精度，必须了解各相关零件之间内在的尺寸联系，通过装配尺寸链，可以定量分析各尺寸间的内在联系，以确定为达到装配精度，各零件所需达到的尺寸和加工精度。在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。与工艺尺寸链一样，装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。,2011-12-8,装配尺寸链例,如图a）表示轴、孔配合的装配关系，装配后要求轴孔存在一定的间隙。轴孔间的间隙A就是该尺寸链的封闭环，其尺寸链图如b）所示。A1为增环，A2为

6、减环。,2011-12-8,装配尺寸链的建立,查找影响装配精度的组成环是正确解算装配尺寸链的关键。首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环)，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。这一过程与查找工艺尺寸链的跟踪法在实质上是一致的。,2011-12-8,装配尺寸链的建立,图a）所示为尾架顶尖套的装配图。要求后盖装入后，螺母在套筒内的轴向窜动不大于某一值，可建立两个尺寸链，图b）与c）。图b）中尺寸链的组成环有3个，图c）的尺寸链中有4个组成环，而组成该间隙的零件只有3个

7、，因此，图b）正确。,2011-12-8,装配尺寸链的建立,2011-12-8,装配尺寸链的计算方法,装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。已知装配尺寸链中有关零部件的基本尺寸及其偏差，要计算装配精度(封闭环)时，称为反计算，用于对已设计好的图样进行校核验算。当已知装配精度(封闭环)，要求影响该项装配精度的有关零部件的基本尺寸及其偏差时，称为正计算，它用于产品的设计过程中，以确定各零部件的尺寸和偏差。装配尺寸链的计算公式与工艺尺寸链同。,2011-12-8,思考,零件的加工精度高则机器的装配精度易保证。那么，怎样才能用较低的零件加工精度去实现较高的装配精度要求？装配时对零部件进行修配，能有效降

8、低零件的加工精度要求，但修配工作多数是手工操作，技术要求高。那么，怎样才能以最少的修配工作去实现装配精度的要求？,2011-12-8,利用装配尺寸链保证装配精度的工艺方法,根据机器的性能要求、结构特点和生产型式、生产条件等，可采取合理的装配工艺方法，建立起相应的装配尺寸链，来解决上述问题。利用装配尺寸链来解决上述问题，保证机器装配精度的工艺方法有：完全互换法、不完全互换法、分组互换法、修配法和调整法。下面分别介绍。,2011-12-8,互换法与完全互换法,2011-12-8,完全互换法,装配时各组成环不经任何选择、调整和修配，装配后即能达到装配精度要求的装配方法称为完全互换法。用完全互换法装配

9、的机器具有完全互换性。从互换性角度看，是一种理想的装配方法。但采用完全互换法时，装配尺寸链必须按极值法进行相关计算，按极端情况来确定组成环的公差，即确定各组成环公差时，需按“封闭环公差等于各组成环公差之和”的要求，把封闭环的公差分配给各组成环。当组成环数目较多或装配精度要求很高时，若采用完全互换法，则不管采用等公差法、等精度法或其它什么公差分配方法，各组成环的公差都很小，即零件的加工精度要求较高。因此，完全互换法多用于装配精度要求不是太高，组成环数目较少的情况。,2011-12-8,完全互换法,2011-12-8,不完全互换法,2011-12-8,不完全互换法,按概率论的理论，所有零件同时出现

10、极值的概率极小，因此，若装配尺寸链按概率法进行相关计算，零件的公差值可以取得稍大。不完全互换法就是按概率法进行装配尺寸链相关计算，使各组成环的公差适当放宽，使零件的加工精度要求适当降低。装配尺寸链中组成环数目越多，采用不完全互换法后，各组成环公差放宽的幅度越大。但采用不完全互换法会导致装配后少量机器或装配单元装配精度不合格，需另行处理。因此，不完全互换法多用于装配精度要求不是太高，而组成环数目较多的情况。采用不完全互换法导致机器不具有完全互换性。即不完全互换法用牺牲互换性来换取零件的加工精度要求适当降低。,2011-12-8,不完全互换法,2011-12-8,思考,采用不完全互换法装配的机器，

11、维修、更换易损件时可能会有什么问题？可以采取什么对策？,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法,当装配精度要求很高时，不管采用极值法或概率法解装配尺寸链，组成环公差都非常小，使加工困难或不经济。这时，可采用分组互换的工艺方法。采用分组互换法时，先按完全互换法求得各组成环公差值，将各组成环公差按所得公差值放宽数倍，使零件能按经济加工精度制造；加工后，再按实际测量尺寸将零件分为数组，按对应组进行装配。采用分组互换法也导致机器不具有完全互换性，只有同组的零件才可以互换。即分组互换法同样是用牺牲互换性来换取零件加工精度要求的降低。,2011-12-8,分组互换法,2011-12

12、-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法问题,采用分组互换法时，需保证装配后各组的配合精度和配合性质不变。当两个配合件公差不相等时，不宜采用分组互换法。采用分组互换法，能保证很高的装配精度要求，而且同组内的零件可以互换。但采用分组互换法，可能导致分组后各组的零件个数不能匹配。因此，分组互换法多用于大批量生产，装配精度要求较高，而组成环数目较少（2-3个）的情况。,2011-12-8,思考,轴孔公差不相等时，分组互换的工艺方法真的不能用吗？若装配精度要求很高，而轴孔公差又不相等，该怎么办？小批量生产中，若采用分组互换的工艺方

13、法进行装配，可能会有什么问题？采用分组互换的工艺方法装配的机器，维修、更换易损件时可能会有什么问题？可以采取什么对策？,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,分组互换法,2011-12-8,修配法,在成批或单件小批生产中，当装配精度要求较高，组成环数目又较多时，若按互换法进行装配，则对组成环的公差要求过严，导致零件加工困难。这时，可以采用修配法来保证装配精度要求。修配法是将装配尺寸链中各组成环按经济加工精度制造；同时，选定一个形状比较简单、装拆方便且易于修配的零件作为修配件（或称修配环、补偿环）；装配时，通过对该零件的修配来补偿各组成环的累积误差，

14、保证装配精度要求的工艺方法。修配法放宽组成环公差，装配时，通过修配来保证装配精度要求。因此，采用修配法导致装配后不具有互换性，零件不可以互换。即修配法也是用牺牲互换性来换取零件加工精度要求的降低。,2011-12-8,补偿环选择,采用修配法装配时应正确选择补偿环，补偿环一般应满足以下要求：1.便于装拆、零件形状比较简单、修配面积小、易于修配。2.不要选公共环，即该件只与一项装配精度有关，否则难以同时满足多个尺寸链要求。,2011-12-8,修配法,实际生产中，通过修配来达到装配精度的方法很多，但最常见的为以下三种：单件修配法在装配尺寸链中，选定某一固定零件做修配件(补偿环)，装配时用去除材料的

15、方法改变其尺寸，以满足装配精度要求的工艺方法。这种方法应用最广。合并加工修配法将两个或更多的零件合并在一起后再进行修配，以满足装配精度要求的工艺方法。合并后的尺寸可看作个组成环，这使尺寸链组成环的数目减少，相应减少修配的劳动量。这种方法多用于单件小批生产中。,2011-12-8,修配法,就地加工修配法就地加工某些部位，以保证装配精度要求的工艺方法。当装配精度要求较高，又没有合适的修配件可选时，若有可能（如在机床制造中），可在总装后，就地加工某些部位，保证装配精度要求。例如，在牛头刨床总装后，用自刨的方法加工工作台面，可较容易保证滑枕运动方向与工作台面平行度的装配精度要求。,2011-12-8,

16、修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例一,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,修配法例二,2011-12-8,调整法,修配法一般在装配现场进行修配，修配工作多数是手工操作，技术要求高而效率低。这使修配法难于应用于大批量生产。大批量生产中，可以采用调整法来保证装配

17、精度要求。调整法是将装配尺寸链中各组成环按经济加工精度制造；同时，选定一个易于调整的零件作为调整环；装配时，通过更换不同尺寸的该零件或调整该零件的位置来补偿各组成环的累积误差，保证装配精度要求的工艺方法。调整法放宽组成环公差，装配时，通过调整来保证装配精度要求。因此，采用调整法也导致装配后不具有互换性，零件不可以简单地互换。即调整法也是用牺牲互换性来换取零件加工精度要求的降低。,2011-12-8,调整法,常见的调整方法有固定调整法、可动调整法、误差抵消调整法三种。固定调整法选定一个形状简单，容易制造和装拆的零件作为调整环，按经济加工精度制造出具有不同尺寸的该零件；装配时，根据各组成环实际形成

18、累积误差的大小，选择合适尺寸的调整件进行装配，以保证装配精度要求的工艺方法。,2011-12-8,调整法,可动调整法通过改变调整件的相对位置来保证装配精度的工艺方法。它的优点：除了能按经济加工精度加工零件，装配方便，可获得较高的装配精度之外，还可以在使用期间，通过调整来补偿由于磨损、热变形所引起的误差，使之恢复原来的精度要求。它的缺点是要求较高的调整技术。由于它优点突出，因而使用较为广泛。误差抵消调整法预先测量出相关零部件误差的大小和方向，在装配时作定向装配，使其误差相互抵消一部分，以既放宽组成环公差，又保证装配精度要求的工艺方法。,2011-12-8,固定调整法例,固定调整法所选的调整件应形

19、状简单，容易制造和装拆。常用的调整件有：轴套、垫片、垫圈等。,2011-12-8,固定调整法例,2011-12-8,固定调整法例,2011-12-8,可动调整法,在机械产品的装配中，零件可动调整的方法很多，下页图表示卧式车床中可动调整的一些实例。图a是通过调整套筒的轴向位置来保证齿轮的轴向间隙；图b表示机床横刀架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；调整法有很多优点：除了能按经济加工精度加工零件外，而且装配方便，可以获得比较高的装配精度。在使用期间，可以通过调整件来补偿由于磨损、热变形所引起的误差，使之恢复原来的精度要求。它的缺点是增加了一定的零件数及要求较高的调整技术。但是由

20、于调整法优点突出，因而使用较为广泛。,2011-12-8,可动调整法应用实例,2011-12-8,可动调整法应用实例,2011-12-8,预先测量出相关零部件误差的大小和方向，在装配时作定向装配，使其误差相互抵消一部分，以提高产品精度的装配方法称为误差抵消调整法。这种方法在机床装配时应用较多，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；在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，通过调整二者偏心方向达到抵消误差、提高分度蜗轮装配精度的目的。,误差抵消调整法,2011-12-8,误差抵消调整法,2011-12-8,误差抵消调整法,2011-12-8,误差抵消调整法,2011-1

21、2-8,合并尺寸链调整法,2011-12-8,思考,单件修配法和固定调整法有何异同？如何依据生产类型及具体生产条件等因素来选择不同的保证装配精度工艺方法？,2011-12-8,总结,2011-12-8,装配方法的选择,通常，机械产品的设计步骤是：首先根据设计任务书的要求设计产品的总装图，并根据产品的技术性能指标制订总装图的技术要求；再根据总装图的技术要求（如间隙、过盈量、位置要求等）设计各零件并制订零件的技术要求。零件的技术要求包括零件各表面的尺寸及其偏差、形状、位置要求等等。在制订零件的技术要求前，应确定机械产品各部分的装配方法。而装配方法的确定应考虑产品的结构、装配精度要求、装配尺寸链环数

22、的多少、生产类型及具体生产条件等因素。同一机械产品的不同部分可以采用不同的装配方法。,2011-12-8,实训题目,制订如图齿轮轴的装配工艺过程和装配系统图。该齿轮轴为减速器中的输出轴组件。了解制订装配工艺的方法和步骤、组件的装配工艺过程、装配系统图的绘制。,1挡油环 2键 3轴承 4齿轮 5键 6轴,2011-12-8,实训过程,根据齿轮轴的装配关系，齿轮轴组件的装配过程如下：将挡油杯1和键5装入轴6；再将齿轮4和键2装入轴6；将轴承油煮加热到200C装入轴6形成齿轮轴组件001。将所有的部件、组件和零件总装就可得到减速器。齿轮轴组件装配工艺系统图如图所示。,2011-12-8,实训总结,通

23、过实训，初步掌握了制订装配工艺的方法和步骤，明确了组件的装配工艺过程，并且可以根据自己画出的装配系统图进行装配。,2011-12-8,习题,填空题（1）为保证装配精度，一般可采取下列四种装配方法：1）互换法；2）；3）；4）；（2）采用互换法装配时，被装配的每个零件 作挑选、修配和调整就能达到规定的装配精度；选择题（1）互换装配法是在装配过程中，零件互换后装配精度要求的装配方法。（）不能达到（）仍能达到（）可能达到（2）修配法是将尺寸链中各组成环按精度制造。装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度。（）经济加工（）高（）一般,2011-12-8,习题,计算分析题图为某双联转子（摆线齿轮）泵的轴向装配关系图。已知各基本尺寸为：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。根据要求，冷态下的轴向装配间隙A=mm，求各组成环的公差及其偏差。,2011-12-8,习题,2011-12-8,习题,2011-12-8,习题,