装配工艺规程的制定

1. 第6章 机器装配工艺 本章要点 装配工艺规程的制定 装配工艺性 装配尺寸链 装配方法

2. 6.1 装配概述 机械制造工程学 第6章 机器装配工艺 Process for Machine Assembling

3. 按照规定的技术要求，将零件组合成组件，并进一步结合成部件以至整台机器的过程，分别称为装配。按照规定的技术要求，将零件组合成组件，并进一步结合成部件以至整台机器的过程，分别称为装配。 研究在一定的生产条件下，以高生产率和低成本装配出高质量的产品的方法。 6.1.1 机器装配的基本概念 装 配 装配工艺

4. 为了便于装配，将机器分成若干个独立的装配单元。装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器为了便于装配，将机器分成若干个独立的装配单元。装配单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：是组成机器的最小单元，由整块金属或其它材料制成。 • 套件（合件）：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。 图 零件 图 套件

5. 部件：是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的。如，车床的主轴箱。部件的特征：是在机器中能完成一定的、完整的功能。部件：是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的。如，车床的主轴箱。部件的特征：是在机器中能完成一定的、完整的功能。 • 组件：是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如，主轴组件。 图 组件 图 部件

6. 机器 在一个基准件上装上若干个零件、套件、组件、部件就构成了机器。

7. 6.1.2 机器装配的主要工作内容 去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力。 清洗 可拆卸联接——螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。 不可拆卸连接——焊接、铆接及过盈连接等。 联接

8. 校正是指产品中相关零部件相互位置的找正、找平及相应的调整工作。 配作通常指配钻、配铰、配刮和配磨等。 防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出现振动。 根据有关技术标准和规定，对其进行比较全面的检验和试验。 校正、调整与配作 平衡 验收试验

9. 6.1.3 保证装配精度的方法、特点和应用 1.机器的装配精度 装配精度是指机械产品装配后几何参数实际达到的精度。装配精度对机器质量起着重要的决定性作用。 为了使机器具有正常工作性能，必须保证其装配精度。机器的装配精度通常包含三个方面的含义： 配合表面间的配合质量和接触质量 相互配合精度 相互位置精度 相关零部件间的距离精度和相互位置精度 相互运动精度 相对运动的零部件之间在运动方向和 相对运动速度上的精度

10. 相互位置精度 产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。

11. 相互运动精度 相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。

12. 相互配合精度 配合表面间的配合质量和接触质量。

13. 2.装配精度与零件精度的关系 • 机器和部件是由许多零件装配而成的，所以，零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。 图 尾座对溜板移动精度由床身导轨精度单件自保

14. 当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。 图主轴中心与尾座套筒中心等高示意

15. 3.保证装配精度的装配方法的特点和应用 装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者 ①配合件公差之和小于/等于规定装配公差；②装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作 完全互换法 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 ①配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；②装配操作简单，便于流水作业；③会出现极少数超差件 大数互换法 ①零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；②零件误差较完全互换法可以大数倍 适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合 分组选配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合 修配法 动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；固定调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度 调整法

16. 6.2 装配工艺规程制订 • 装配工艺规程 • 将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程 • 装配工艺规程作用 • 装配工艺规程对保证产品质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩小占地面积、降低生产成本等都有重要的影响。 • 它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。

17. 制定装配工艺规程的原始资料 • 产品装配图及验收技术标准 • 产品的装配图应包括总装图和部件装配图。 • 为了在装配时对某些零件进行补充机械加工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。  • 　　产品的验收技术条件、检验内容和方法也是制订装配工艺规程的重要依据。 • 生产条件 • 　　如果是在现有条件下来制订装配工艺规程时，应了解工厂现有的装配工艺设备、工人技术水平、装配车间面积等。 • 如果是新建厂，则应适当选择先进的装备和工艺方法。

18. 装配工艺主要是互换装配法，只允许少量简单的调整，工艺过程划分较细，即采用分散工序原则，要求有较高的均衡性和严格的节奏性。其组织形式是在高效工艺装备的物质条件基础上，建立起移动式流水线以至自动装配线。装配工艺主要是互换装配法，只允许少量简单的调整，工艺过程划分较细，即采用分散工序原则，要求有较高的均衡性和严格的节奏性。其组织形式是在高效工艺装备的物质条件基础上，建立起移动式流水线以至自动装配线。 大批和大量生产 装 配 单件小批生产 装配方法以修配法及调整法为主，互换件比例较小，工艺上灵活性较大，工艺文件不详细，多用通用装备，工序集中，组织形式以固定式为主，装配工作的效率一般较低。 成批生产 装配工作特点则介于上面两种生产类型之间。 • 产品的生产纲领 • 　 生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，致使装配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大不同。 　　

19. 装配工艺规程制订的程序 1. 研究产品装配图和装配技术条件 审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性； 审核产品装配的技术要求和验收标准；分析与计算产品装配尺寸链。 2.确定装配的组织形式 （1）固定式装配 是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。 对工人技术要求高，效率不高，多用于单件小批生产。 （2）移动式装配 产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每 个工作地重复地完成某一固定的装配工作。 对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。

20. 3. 确定达到装配精度的方法 装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者 ①配合件公差之和小于/等于规定装配公差；②装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作 完全互换法 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 ①配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；②装配操作简单，便于流水作业；③会出现极少数超差件 大数互换法 ①零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；②零件误差较完全互换法可以大数倍 适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合 分组选配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合 修配法 动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；固定调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度 调整法

21. 4. 划分装配单元,确定装配顺序，绘制装配工艺 系统图 将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的 装配单元，选定装配基准件 ，便于组织生产。 划分装配单元确定装配基准零件之后即可安排装配顺 序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。 安排装配顺序的原则是： 先下后上，先内后外，先难后易、先重大后轻小，先精密后一般。

22. 装配工艺系统图 在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图称为装配系统图。 图套件装配系统图

23. 基准零件 机器 图 机器装配系统示意图 零件 零件 零件 零件 零件 部件 部件 组件 套件 零件

24. 图 车床床身装配简图 8 1 1 1 1 8 4 4 4 4 右垫板 左托盘 右托盘 前床脚 后床脚 螺栓 垫圈 螺栓 垫圈 螺母 用水平仪检查 导轨的直线度 2001 1001 1004 1002 1005 2002 2004 2003 2006 2005 垫板上涂铅油 床 身 床身总成 1003 1 Z01 1 1 油盘总成 P01 图 床身部件装配系统图 装配系统图

25. 5. 划分装配工序,进行工序设计 主要任务是： ① 划分装配工序，确定工序内容； ② 确定各工序所需设备及工具； ③ 制订各工序装配操作规范； ④ 制订各工序装配质量要求与检验方法； ⑤ 确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍； 6.编制装配工艺文件 单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。 成批生产时还编制部装、总装工艺卡。 在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。

27. 6.2.3 机械结构的装配工艺性 装配工艺性是指机器结构能保证装配过程中使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加工，用较少的劳动量，花费较少的时间按产品的设计要求顺利装配起来 一、产品应能分解成若干个独立的装配单元

28. 二、装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少二、装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少

29. 三、机器结构应便于装配与拆卸

30. 图　 定位销和底板孔过盈连接的两种结构

31. 6.4 装配尺寸链 Assembling Dimensional Chain 机械制造工程学 第6章 机器装配 Machine Assembling

32. A5 A0 A2 A1 A4 A3 图 齿轮与轴部件装配 6.4.1 装配尺寸链分类 1.装配尺寸链的基本概念 装配尺寸链的定义：在机械装配中，把对与某项精度指标相关的零件尺寸或相互位置关系相互连接，构成封闭的尺寸链，称为装配尺寸链。 封闭环 ———装配精度（或技术要求） 组成环 ———相关零件的尺寸

33. A5 A0 A2 A1 A4 A3 平行尺寸链 2.装配尺寸链的分类： 1）直线尺寸链：由长度尺寸组成，且各环尺寸相互平行的装配尺寸链。 2）角度尺寸链：由角度、平行度、垂直度等组成的装配尺寸链。 3）平面尺寸链：由成角度关系布置的长度尺寸构成的装配尺寸链。 4）空间尺寸链：由位于三维空间的尺寸构成的尺寸链。 平面尺寸链 角度尺寸链

34. 6.4.2 装配尺寸链的建立 1、装配尺寸链的查找方法 • 确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求 • 装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿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，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环

35. 车床主轴与尾座套筒中心线等高装配尺寸链 2.查找装配尺寸链应注意的问题 • 装配尺寸链应进行必要的简化 • 装配尺寸链的方向性 在同一装配结构中，当不同位置都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。

36. 3 4 3 4 2 1 5 2 1 5 • 装配尺寸链组成的一件一环（最少环数）原则 组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列入装配尺寸链。相应地，应将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上。 图 齿轮轴组件的装配尺寸链

37. 6.5 保证装配精度的装配方法 保证装配精度的装配方法 互换法 调整法 选配法 修配法

38. 6.5.1 互换装配法 • 互换法装配是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。 • 互换法实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。 • 互换法条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。 • 式中 TOL ——封闭环极值公差 • T０′——装配允许公差

39. 装配过程简单，生产率高 对工人技术水平要求不高 便于组织流水装配和自动化装配 便于实现零部件专业化协作 备件供应方便 特点： 但是，在装配精度要求高，同时组成零件数目又较多时，就难以实现对零件的经济精度要求，有时零件加工非常困难，甚至无法加工。 分类：根据零件的互换程度，互换装配法可分为完全互换装配法和不完全互换装配法。

40. 合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。 其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。（极值法） 用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。 • 完全互换装配法 定义 方法 应用

41. 装配尺寸链的完全互换法 • 采用极值算法计算装配尺寸链 • 封闭环公差的分配 1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值 2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定 3）尺寸相近、加工方法相同的组成环，其公差值相等 4）难加工或难测量的组成环，其公差可取较大数值。易加工，易测量的组成环，其公差取较小数值。

42. 指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。 其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。 各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。 • 大数互换装配法 定义 实质 方法

43. 特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。 但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。 用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。 特点 应用

44. 【例】 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与垫片的轴向间隙为0.1～0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标准件），A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。 A5 A0 A2 A1 A4 A3 图 齿轮与轴部件装配 【解】 1）建立装配尺寸链 封闭环 ，封闭环公差0.25mm。A3为增环， A1、 A2、 A4、 A5为减环。 2）确定各组成环的公差和极限偏差：按等公差法计算，各组成环公差为： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = T0／m=（0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：

45. A5为一垫片，易于加工和测量，选为协调环。A4为标准件，A4 = mm,T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T2 = 0.04 , T3 = 0.07 A5 A0 A2 A1 A4 A3 图 齿轮与轴部件装配 除协调环以外各组成环公差按入体标注： 3）计算协调环极值公差和极限偏差 由极值法可得上、下偏差计算公式 A5的尺寸和极限偏差为： 各组成环的尺寸和极限偏差为：

46. A5 A0 A2 A1 A4 A3 同上例，用大数互换法计算 【例】 图 齿轮与轴部件装配尺寸链 ◆ 画尺寸装配链图 ◆确定各组成环的公差和极限偏差 认为工艺稳定，各组成环尺寸趋近正态分布 【解】 选择较难加工零件A3，为协调环。A4为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05。A1、A2、A5 公差取经济公差：T1 = 0.14, T2 = T5 = 0.08 则有 各环的中间偏差

47. ◆ 计算协调环公差和极限偏差 A3中间偏差： A3极限偏差： A3的尺寸和极限偏差为： 各组成环的尺寸和极限偏差为：

48. 完全互换法： 大数互换法：

49. 直接选配法 选 配 法 分组选配法 复合选配法 6.5.2 选择装配法 选配法的实质是将相互配合的零件按经济精度加工，即把尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证封闭环的精度达到规定的技术要求。 　　采用选配法，能达到很高的装配精度要求，而又不增加零件机械加工费用和困难，它适用于成批或大量生产时组成的零件不太多而装配精度要求很高的场合。 选配法分为三种：

50. 选配法的种类　　 • 直接选配法 　　 由装配工人从许多待装配零件中，挑选合适零件装在一起。可以省去零件分组工作，但是要想选择合适的零件往往需要花费较长时间，并且装配质量在很大程度上决定于工人的技术水平。 • 分组选配法 　　将组成环的公差按完全互换法求得的值，加大倍数（一般为2至4倍），使其能按经济精度加工，然后将加工后零件按测量尺寸分组，再按对应组分别进行装配，以满足装配精度要求。 • 复合选配法 • 就是上述两种方法的复合使用，即把加工后的零件进行测量分组，装配时再在各对应组中直接选配。 • 　　上述三种方法，由于直接选配和复合选配方法，在生产节拍要求严格的大批、大量流水线装配中使用有困难，实际生产中多采用分组选配法。