第八章 装配工艺
第一节 概述
第二节 装配工艺规程的制订
第三节 装配尺寸链
第四节 保证装配精度的方法
第一节 概述
一,装配概念
1,装配单元
指机器中能进行独立装配的部分。套件、组件、部件等都可称为装配单元。
① 套件(合件) 在一个基准零件上装上一个或若干个零件,
就构成一个套件 。 它是最小装配单元 。 为
套件而进行的装配工作称为套装 。 ② 组件
在一个基准零件上装上若干个套件及零件,
就构成一个组件 。 为组件而进行的装配工
作称为组装 。 ③ 部件 在一个基准零件上装上若干个组件, 套件
及零件, 就构成一个部件 。 为形成部件而
进行的装配工作称为部装 。 ④ 总装
在一个基准零件上装上若干个部件, 组件,
套件及零件, 并最终装配成机器 。 称为总
装 。
一,装配概念
2,装配系统图示例
名 称
编 号 件 数 装配单元
表示为
二,机器的装配精度
1,零件精度与装配精度的关系,
装配精度与某一个零件有关
装配精度与几个零件有关
单件自保
装配尺寸链
二,机器的装配精度
2,装配精度内容,







几何精度
运动精度
尺寸精度
相对位置精度
回转精度
传动链精度
三,影响装配精度的主要因素
1,零件的加工精度
自身精度的高低、精度的一致性
2,零件之间的配合精度及接触精度
3,力、热、内应力等引起零件的变形
4,旋转零件的不平衡
第二节 装配工艺规程的制订
一,原则,
1,保证产品质量;
2,满足装配周期的要求;
3,尽量减少手工劳动量;
4,尽量降低装配成本;
二,步骤,
1,分析产品图纸
2,确定生产的组织形式
固定式装配
移动式装配 3,确定装配顺序
① 工件的预先处理;清洗、去毛刺等。
② 先基准件、重大件的装配,以保证装配过程
的稳定性;
③ 先复杂件、精密件和难装配件的装配;
④ 先进行易破坏后续装配质量的工作;
⑤ 集中安排使用相同设备及工艺装备的装配;
⑥ 处于基准件同一方位的装配应尽可能集中进
行;
⑦ 电线、油气管路的安装应与相应工序同时进
行;
⑧ 易燃、易爆、易碎、有毒物质或零部件的装
配,尽可能放在最后,以减少安全防护工作
量。
4,选择合理的装配方法
5,编制装配文件
第三节 装配尺寸链
一,装配尺寸链的含义
装配尺寸链是以某项装配精度指标或装配要求作为封闭环,查找所有与该项
精度指标有关零件的尺寸(或位置要求)作为组成环而形成的尺寸链。
二,装配尺寸链的分类
1,线性尺寸链
2,角度尺寸链
3,平面尺寸链
三,装配尺寸链的建立
1,基本原则,
① 封闭的原则
② 环数最少的原则
④ 形位公差及配合间隙可以合并到尺寸组成环中
③ 形位公差及配合间隙也是组成环
四,装配尺寸链的计算
2,概率法,
1,极值法,
封闭环的基本尺寸和组成环的基本尺寸的关系
??
?
???
??
1
11
0
n
mi
i
m
i
i AAA
Amax
Amin

A
正态分布,
?
?
?
?
1
1
2
0
n
i
iTATA
非正态分布,
?
?
?
??
1
1
2
0
n
i
iM TAkTA kM=1.2~1.7
封闭环公差的平方等于
各组成环公差的平方和
15.025.595.59A
05.005.2020A
05.015.4040A
1.0
4.03
1.0
02
2.0
1.01
???
???
???
?
?
?
?
?
A0=A1+A2-A3=40+20-59.5=0.5
ESA0=ESA1+ESA2-EIA3=0.2+0.1-(-0.4)=0.7
EIA0=EIA1+EIA2-ESA3=0.1+0-(-0.1)=0.2
7.0 2.00 5.0A ????
举例,
已知,
1.0 4.031.0022.0 1.01 5.59A,20A,40A ????? ???
极值法,
概率法,
按对称公差计算,
95.025.5905.2015.40AAAA 3210 ???????
3 3 2.03.01.01.0T 2220 ????
62.0 28.00 5.017.095.0A ??????
7.0 2.00 5.0A ????
反计算问题,
1,等公差法
极值法,
m
TTTT
i
m
i
i
0
1
0 ??? ?
?
概率法,
m
Tm
m
TTTT
i
m
i
i
00
1
2
0 ????? ?
?
m:组成环数
2,等精度法
?
?
?
? m
i
i
i
i
D
DT
T
1
3
3
0极值法,概率法,
?
?
?
?
m
i
i
i
i
D
DT
T
1
32
3
0
3,经验法
极值法,
?
?
?
m
i
iTT
1
0公差满足:
根据加工难易程度分配
概率法,
?
?
?
m
i
iTT
1
2
0公差满足:
根据加工难易程度分配
由国标,T=a·i
其中,a:公差等级
i:公差单位
D:基本尺寸
??
?
???
?????
mmDD
mmDDDi
3150~5001.2004.0
500001.045.0 3
21 DDD ??
举例,
已知,
5.59,20,40,5.0 32112.000 ???? ? AAAA
计算 A1,A2,A3的偏差
① 等公差法,
07.0312.00 ??? mTT i
A1 A2
A3 A0
取,
07.00207.001 20,40 ?? ?? AA
A3为协调环
06.056.05.0
035.0035.2020
035.0035.4040
12.0
00
07.0
02
07.0
01
???
???
???
?
?
?
A
A
A
51.5956.0035.20035.400213 ??????? AAAA
045.0 025.03 5.590 3 5.051.59 ?????? A
举例,
A1 A2
A3 A0
② 等精度法,
?
?
?
?
m
i
i
i
i
D
DT
T
1
32
3
0
73.3850301 ???D 24.2330182 ???D 25.6380503 ???D
求出,T1=0.068,T2=0.058,T3=0.080
选 A3为协调环,设定 A1,A2并靠档标准公差 )9(40
0 6 2.001 ITA ??
)9(20 052.002 ITA ??
0886.0052.0062.012.0 2222221203 ??????? TTTT
06.056.05.0
026.0026.2020
031.0031.4040
12.0
00
0 5 2.0
02
0 6 2.0
01
???
???
???
?
?
?
A
A
A
497.5956.0026.20031.403 ????? A
0 4 1 3.0 0 4 7 3.03 5.590443.0497.59 ?????? A
举例,
③ 经验法,
计算平均公差,
07.00 ??
m
TT
i
考虑 A1,A2,A3的加工难度,取,T1=0.1,T2=0.052 T3为协调环
04.0052.01.012.0 2222221203 ??????? TTTT
06.056.05.0
026.0026.2020
05.005.4040
12.0
00
0 5 2.0
02
1.0
01
???
???
???
?
?
?
A
A
A
516.5956.0026.2005.403 ????? A
0 3 6.0 0 0 4.03 5.5902.0516.59 ?????? A
A1 A2
A3 A0
0 3 6.0 0 0 4.03 5.59 ???A经验法:
0413.0 0473.03 5.59 ???A等精度法:
0 4 5.0 0 2 5.03 5.59 ???A等公差法:
第四节 保证装配精度的方法
一,互换法
1,完全互换法
合格的零件在进入装配时,不经任何选择、调整和修配,就可以达到装
配精度。这种装配方法称完全互换法。
特点,
① 装配工作简单,生产率高;
② 装配时间定额稳定,易于组织装配流水线;
③ 对零件的技术要求高,零件加工相对困难;
④ 多用于精度不是太高的短环装配尺寸链;
⑤ 需用极值法解相应的尺寸链,即:满足
?
?
?
m
i
iTT
1
0
举例,
按等公差法计算,
1.05 5.00 ??? mTT i
如图,装配后要求间隙为 0.2~0.7mm,
即,已知,A1=122mm,
A2=28mm,A3=5mm,A4=140mm,
A5=5mm,确定各组成环的偏差。
7.0 2.00 0 ???A
按入体原则分配偏差,
1.0021.001 28,122 ?? ?? AA
0 1.053 5 ??? AA
取 A4为协调环,按偏差公式求出,
2.0
3.04 1 4 0
?
??A 3.0
2.0
140
053214
053214
053214
???????
???????
??????
E S AE I AE I AE S AE S AE I A
E I AE S AE S AE I AE I AE S A
AAAAAA
一,互换法
2,大数互换法(部分互换法、不完全互换法)
将组成环的公差适当加大,装配时有少量的组件、部件或零件不合格,留
待以后分别处理。这种方法称大数互换法。
特点,
① 在保证封闭环精度的前提下,扩大了组成环公差;
② 部分零件需进行返修;
③ 多用于生产生产节奏不很严格的大批量生产;
④ 多用于精度不是太高的长环装配尺寸链;
⑤ 用概率法解相应的尺寸链,即:满足
?
?
?
m
i
iTT
1
2
0
93.1 3 9
96.496.41.282.1 2 245.0
4
4
543210
??
?????
?????
a
a
aaaaaa
A
A
AAAAAA
举例,
按经验法计算,22.0
5
5.00 ???
m
TT
i
2.0024.001 28,1 2 2 ?? ?? AA 0 08.053 5 ??? AA
取 A4为协调环,则,
0 2 6.0
1 6 6.04
4
44
1 4 0
0 9 6.093.1 3 9
2
?
???
????
A
TAA
a
以上例为例,
根据加工难易程度取,T1=0.4,T2=0.2,T3=T5=0.08
192.008.008.02.04.05.0 42422222 ??????? TT?
按入体原则分配偏差,
25.045.00
04.096.45
1.01.2828
2.02.1 2 21 2 2
7.0
2.00
0
08.053
2.0
02
4.0
01
???
????
???
???
?
?
?
?
?
A
AA
A
A
按对称公差计算,
二,分组法,
分组装配法是将组成环公差按完全互换极值解法所得的数值放大
数倍 (2~4倍 ),使其能按经济加工精度制造, 然后将零件的有关尺
寸进行测量分组, 再按对应组分别进行装配, 以满足原定的装配
精度要求 。
在装配时保证 配合性质 和 配合精度 均不变
二,分组法,
轴、孔配合,公差相等。即,Ts=Th=T
同方向增大 n倍,
hh
ss
TnT
TnT
??
??
'
'
对于第 k 组,
最大间隙
shk TkTkXX )1()1(1m a xm a x ?????
1m a x1m a xm a x )1()1( XTkTkXX k ??????
最小间隙
shk TkTkXX )1()1(1m i nm i n ?????
1m i n1m i nm i n )1()1( XTkTkXX k ??????
配合精度,
TTTXXXXT shkkk ??????? 222 1m i n1m a xm i nm a x
二,分组法,
轴、孔配合,公差不等。即,
同方向增大 n倍,
hh
ss
TnT
TnT
??
??
'
'
对于第 k 组,
最大间隙
shk TkTkXX )1()1(1m a xm a x ?????
))(1(1m a xm a x shk TTkXX ????
最小间隙
shk TkTkXX )1()1(1m i nm i n ?????
))(1(1m i nm i n shk TTkXX ????
配合精度,
TTTXXXXT shkkk ??????? 222 1m i n1m a xm i nm a x
sh TT ?
二,分组法,
分组装配法的特点,
1,组成环公差相等;
2,零件分组后,应保证装配时能够配套;
3,分组数不宜太多;
4,用于封闭环要求高的短尺寸链,一般组成环数为 2~3个
二,分组法,
分组法应用实例,
0 010.00 0 7 5.0 0 1 0 0.0 2828 ??? ? ??活塞销:
0 0 5 0.0 0 1 5 0.00 1 2 5.0 0 1 5 0.0 2828 ???? ? ??活塞孔:
三,修配法,
在装配时, 根据封闭环的实际测量结果, 以去除部分材料的方式改变尺寸链
中某一项组成环的尺寸, 使封闭环达到规定的精度要求 。
1,修配环的选择,
① 便于拆卸;
② 结构简单,重量轻,修配面小,易于加工;
③ 选不进行表面处理的零件;
④ 不应是并联尺寸链中的公共环;
三,修配法,
2,修配量的计算,
① 修配环是增环
已知,060
0300 0,.???A
A1=160mm,A2=30mm,
A3=130mm。
选 A2为修配环,按极值法等精度计算公差,010
3
0300,,???
m
TT
i
零件公差过小,难以加工。现对各组成环按经济精度放大,取,
200231 301013010160,,.,,?????? AAA
按极值法计算封闭环尺寸 A0’=30+130-160 =0
ESA0’=0.2+0.1-(-0.1)=0.4
EIA0’=0+(-0.1)-0.1=-0.2 40 200 0,.' ???A
2,修配量的计算,
当零件出现下偏差时,将无法修配,故应增大修配环的基本尺寸,以满足要求
0'0 E I AE I A ??
增大量,
23020030002,).(.' ??????? E IAE IAA
430 2302002002 30233023030,...',).( ???? ????? A
修配量,
mmTTc 5700306000,..' ??????
用加大的修配环尺寸求出新的封闭环尺寸,
630
0300 0
.
.
" ?
??A
mmAAc 57006063000,..m a x" m a xm a x ??????
003003000 ?????,.m i n" m i nm i n AAc?
或者, 0301010230
6301010430
01 6 01 3 030
0
0
0
..).(.
.).(..
''
''
''
?????
?????
????
E I A
E S A
A
2,修配量的计算,
② 修配环是减环
a) 按加工的难易程度取,
)(),(
)(
..
.
.
1251145
1250
0
1203
0
1602
380
1301
ITAITA
ITA
??
?
?
??
?
b) 选 A3为修配环,按极值法求出,
A0’=50-45-5 =0
ESA0’=0.38-(-0.16)-(-0.12)=0.66
EIA0’=0.1-0-0=0.13 66.0 13.0'0 0 ???? A
c) 确定 A3的基本尺寸,
0'0,0'0 E IAE IAE S AE S A ???
A3为减环,A3↙ A0 ↗,故只有增大 A3的尺寸
如图,要求间隙为,0.1~0.2
A1=50,A2=45,A3=5mm。 )0(
2.0 1.00 ???A
② 修配环是减环
c) 确定 A3的基本尺寸,
从上偏差来看,
46.02.066.00'03 ?????? E S AE S AA
03.01.013.00'03 ?????? E I AE I AA从下偏差来看,
取大值,
46.0 34.00 12.00 12.0'3 546.5)46.05( ???? ????? A
用加大的修配环尺寸求出新的封闭环尺寸,
2.0
33.0
"
0 0
?
??A
修配量,
mmAAc 43.0)33.0(1.0" m i n0m i n0m a x ???????
02.02.0" m a x0m a x0m i n ?????? AAc
3304600130
200340160380
054550
0
0
0
...
..).(.
''
''
''
?????
?????
????
E I A
E S A
A
四,调整法
1,固定调整法,
在尺寸链中选定(或加入)一个零件作为调整环。作为调整环的零件是按一
定尺寸间隔级别制成的一组专门零件,根据装配时的需要,选用其中某一级
别的零件来做补偿,从而保证所需要的装配精度。
2,可动调整法,
3,误差抵消调整法,
固定调整法计算,
如图:要求保证轴向间隙,
2.0 05.00 0 ???A
A1=115,A2=8.5,A3=95,A4=2.5
AK为调整环,其基本尺寸为,
mmA K 905.2955.81 1 5 ??????
按经济精度分配公差,
0
12.04
0
1.03
0
1.02
15.0
01
5.2,95
5.8,115
??
?
?
??
??
AA
AA
对于调整环取,
0
03.09 ??KA
按极值法求出,
5.0
0
'
0 0
??A
0
500301201010150
09529558115
0
0
0
?
??????????
??????
'
'
'
.).().().().(.
..
E I A
E S A
A
固定调整法计算,
3.02.05.00'0 ???? E S AE S A 0
03.00 03.0' 3.9)3.09( ?? ???? KA
如果采用修配法,则实测各组成环尺寸,然后修配 AK即可。使用调整法,则
要使装配精度满足 T0=0.2-0.05=0.15的要求,调整环 AK应分成若干级,针对实际
情况装入。
空位尺寸 AS的变动范围,TAS=TA1+TA2+TA3+TA4=0.15+0.1+0.1+0.12=0.47
补偿能力,S=TA0-TAK=0.15-0.03=0.12
分级级数,
9.303.015.0 47.0
0
?????
K
s
TATA
TAm 取,m=4
确定各级调整环 AK的尺寸,
27.92.038.29.944.815.115m i n1
m i n1m i n4m i n3m i n2m a x1m a x0
???????
?????
K
k
A
AAAAAA
0
03.04
0
03.03
0
03.02
0
03.01
94.8
06.9
18.9
3.9
?
?
?
?
?
?
?
?
K
K
K
K
A
A
A
A