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一、概述

第九章装配工艺. 一、概述. 装配： 按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。 装配单元： 零件、套件、组件、部件 、机器. 总装： 组成整台机器的过程称为总装配 部装： 组成部件的过程称为部件装配. 1. 装配工作的主要内容： （ 1 ）清洗 作用、方法 （ 2 ）连接 连接方式 （ 3 ）校正 找正、找平 （ 4 ）调整 具体调节 （ 5 ）配作 组合加工 （ 6 ）平衡 动静平衡 （ 7 ）验收和试验 涂漆、包装等. 2. 装配结构的工艺性.

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  1. 第九章装配工艺 一、概述 装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。 装配单元：零件、套件、组件、部件、机器 总装：组成整台机器的过程称为总装配 部装：组成部件的过程称为部件装配 1.装配工作的主要内容： （1）清洗 作用、方法 （2）连接 连接方式 （3）校正 找正、找平 （4）调整 具体调节 （5）配作 组合加工 （6）平衡 动静平衡 （7）验收和试验 涂漆、包装等

  2. 2. 装配结构的工艺性 可从以下几方面进行分析： （1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。 （2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。 （3）机器结构应便于装配与拆卸。

  3. （2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少（2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少

  4. （3）机器结构应便于装配与拆卸

  5. 3. 装配精度与装配尺寸链 装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。 为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准 通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求 产品的装配精度包括： 零件间的距离精度 相互配合精度 相互位置精度 相对运动精度 接触精度

  6. 装配尺寸链的建立： 1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求； 2.确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系； 3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性 4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环 产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件 精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。 装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链

  7. 零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配 • 精度并不完全取决于零件的加工精度 • 装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺 • 方法等几方面综合考虑。 • 装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。 • 零部件的尺寸精度和偏差，根据装配精度要求和装配 • 方法通过解算装配尺寸链来确定。

  8. 二、装配工艺方法 1.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。 （1）完全互换法 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 特点：零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单， 生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；在各 种生产类型中都应优先采用。但精度要求高组成环多时， 组成环公差小制造困难。用于低精度或较高精度少环装配。

  9. （2）统计互换法 条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配 允许公差。 式中 TOS——封闭环统计公差 k０ ——封闭环的相对分布系数 k i—— 第i个组成环的相对分布系数 实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少 数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概 率规律。故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度 要求较高环数较多（大于4）的情况。

  10. 例4-5齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙 A0= 0+0.7。 有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140， A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的 公差及上下偏差。 +0.2 ② 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5≤ T0′= 0.50 TavA=T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入体原则分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算 解：1、完全互换法 ① 画出装配尺寸链图,其中 A1A2为增环，A3、A4A5为 减环，A0为封闭环。 ③ 确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 –T1 –T2 –T3 – T5=0.1 EIA0=EIA1+EIA2–ESA3–ESA4–ESA5 ESA0=ESA1+ESA2–EIA3–EIA4–EIA5 ESA4= – 0.20 EIA4 = – 0.30 A4=140-0.20 A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0 -0.30

  11. 2、统计互换法 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 ① 确定各组成环尺寸公差及偏差 ξi =∣1∣， k i =1 各组成环平均公差 按加工难易，调整各组成环公差： T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差 ② 确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5) Δi=(ESi+EIi)/2 Δ4=-0.07 ESA4=Δ4+T4/2=+0.026 EIA4=Δ4－T4/2=－0.166

  12. ③ 核算封闭环的极限偏差 Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得： ESA0=Δ0+T0/2 =0.70 EIA0=Δ0－T0/2=0.20 由以上两种方法的解算结果看出: 1.统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。 2.若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求， 采用完全互换法与统计互换法均可。

  13. 2.选配法 用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。 实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择 合适的零件进行装配。 （1）直接选配法 工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。 （2）分组选配法（分组互换法） 先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配 （3）复合选配法（组内选配法） 先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件 组内公差可不等，装配精度可达很高。

  14. 例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高

  15. 分组选配法的特点： １.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度； 2. 组内零件可以互换，装配效率高； ３.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。 必须满足的几个条件： （1）相配件的公差应相等； （2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等； （3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线； （4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。 适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况

  16. ３.修配法 单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常 用修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时 根据实测结果对某一组成环进行修配，达到很高的装配精 度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技 术水平限制。 注意以下三点： （1）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的， 不需热处理、非公共环做修配环。 （2）修配件余量要经过计算 （3）尽量利用机械加工代替手工修配

  17. 例：车床装配前后轴线等高， A0=0+0.06， A1=202，A2= 46， A3=156，试确定修配环及尺寸公差。 0 ④确定修配环偏差 修配环 A23为增环，刮修A23→ A0减小 A0 ′ min ≥A0min A23min － A1max=0 A23min =A1max=202.05 A23max = A23min＋T23=202.15 A23 = 202+0.15 +0.05 A0 A23 A1 解：①按完全互换法求组成环平均公差 TavA=T0/(m-1)=0.06/3=0.02 公差小不经济用修配法 ②选择修配环 刮修方便，选A2、 A3合并成为修配环 ③按经济精度定组成环公差及A1偏差 A1、 A23用镗模加工， T1 =T23 = 0.1， A1= 202± 0.05 A23 =46＋156 = 202

  18. A0 ⑤确定实际修配环偏差 取最小刮研量为0.15， A23 ′ = 202+0.15＋0.15=202 +0.30 最大刮量Zmax= A0 ′max －A0max= 202.30-201.95-0.06=0.29 实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于0.29 A2 A1 +0.05 +0.20 当修配环为减环时，随着修刮使封闭 环实际尺寸变大，应使 A0 ′ max ≤A0max

  19. 4.调整法 原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均 按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通 过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。 装配可达较高的精度，效率比修整法高。 分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。

  20. （1）可动调整法 特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用 很广。需增加一套调整装置，适于小批生产中。

  21. 例: A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5， A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定 调整法解各组成环偏差，求调整 环的分组数和调整环尺寸系列。 +0.05 （2）固定调整法 A1偏差按尺寸链计算确定 EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4 -ESA5 0.05= EIA1-0-0-0-0 T1=0.15 ESA1=0.20 通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积 误差，达到装配精度要求。 4）确定调整范围δ； 实测空隙A，包含A5和A0， A为尺寸链中的封闭环 Amax= A1max-A2min-A3min-A4min =115.2-(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12) =9.52 Amin= A1min-A2max-A3max-A4max =115.05-8.5-95-2.5=9.05 δ= Amax-Amin=9.52-9.05=0.47 解：1）建立装配尺寸链； 2）选择A5为调整环； 3）确定各组成环公差及偏差； T2=T3= 0.10 ，T4=0.12 ，T5=0.03 按入体原则分公差， A1为协调环 A A4 A3 A2 A1

  22. 5）确定调整环的分组数 i 因δ ＞T0，应将调整环分组 在对应组尺寸链中，实测间隙A、 调整环A5为组成环，A0为封闭环 T0= Δ＋T 5 Δ为分组间隔，即一组中A变化范围 则 i = δ/Δ= δ/(T0-T 5) =0.47/(0.15-0.03)≈3.9 取 i = 4，分组数不宜过多 6）确定调整环A5的尺寸系列 A0min= Amin-A5max=9.05-A5 A5= 9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36 A5 A5 A5 Amax= 9. 52 Δ Δ Δ Δ Amin= 9.05 A0

  23. 固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的 产品，调整环可采用多件拼合的方式。 （3）误差抵消调整法 在装配中通过调整零部件的相对位置，使加工误差相互 抵消，达到或提高装配精度的要求。 例如车床主轴装配中调整前后轴承的径跳方向来控制主 轴的径向跳动。在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，调整蜗 轮和轴承的偏心方向来抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。 适于在小批生产中应用。

  24. 5.装配方法的选择

  25. 三、装配工艺规程设计 1. 研究产品装配图和装配技术条件 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。

  26. 3. 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，先精密后一般

  27. 4. 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； 5.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。

  28. 装配工艺 一、概述 装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。 装配单元：零件、套件、组件、部件、机器 总装：组成整台机器的过程称为总装配 部装：组成部件的过程称为部件装配 1.装配工作的主要内容： （1）清洗 作用、方法 （2）连接 连接方式 （3）校正 找正、找平 （4）调整 具体调节 （5）配作 组合加工 （6）平衡 动静平衡 （7）验收和试验 涂漆、包装等

  29. 2. 装配结构的工艺性 可从以下几方面进行分析： （1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。 （2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。 （3）机器结构应便于装配与拆卸。

  30. （2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少（2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少

  31. （3）机器结构应便于装配与拆卸

  32. 3. 装配精度与装配尺寸链 装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。 为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准 通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求 产品的装配精度包括： 零件间的距离精度 相互配合精度 相互位置精度 相对运动精度 接触精度

  33. 装配尺寸链的建立： 1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求； 2.确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系； 3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性 4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环 产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件 精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。 装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链

  34. 零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配 • 精度并不完全取决于零件的加工精度 • 装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺 • 方法等几方面综合考虑。 • 装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。 • 零部件的尺寸精度和偏差，根据装配精度要求和装配 • 方法通过解算装配尺寸链来确定。

  35. 二、装配工艺方法 1.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。 （1）完全互换法 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 特点：零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单， 生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；在各 种生产类型中都应优先采用。但精度要求高组成环多时， 组成环公差小制造困难。用于低精度或较高精度少环装配。

  36. （2）统计互换法 条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配 允许公差。 式中 TOS——封闭环统计公差 k０ ——封闭环的相对分布系数 k i—— 第i个组成环的相对分布系数 实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少 数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概 率规律。故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度 要求较高环数较多（大于4）的情况。

  37. 例4-5齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙 A0= 0+0.7。 有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140， A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的 公差及上下偏差。 +0.2 ② 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5≤ T0′= 0.50 TavA=T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入体原则分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算 解：1、完全互换法 ① 画出装配尺寸链图,其中 A1A2为增环，A3、A4A5为 减环，A0为封闭环。 ③ 确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 –T1 –T2 –T3 – T5=0.1 EIA0=EIA1+EIA2–ESA3–ESA4–ESA5 ESA0=ESA1+ESA2–EIA3–EIA4–EIA5 ESA4= – 0.20 EIA4 = – 0.30 A4=140-0.20 A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0 -0.30

  38. 2、统计互换法 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 ① 确定各组成环尺寸公差及偏差 ξi =∣1∣， k i =1 各组成环平均公差 按加工难易，调整各组成环公差： T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差 ② 确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5) Δi=(ESi+EIi)/2 Δ4=-0.07 ESA4=Δ4+T4/2=+0.026 EIA4=Δ4－T4/2=－0.166

  39. ③ 核算封闭环的极限偏差 Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得： ESA0=Δ0+T0/2 =0.70 EIA0=Δ0－T0/2=0.20 由以上两种方法的解算结果看出: 1.统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。 2.若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求， 采用完全互换法与统计互换法均可。

  40. 2.选配法 用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。 实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择 合适的零件进行装配。 （1）直接选配法 工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。 （2）分组选配法（分组互换法） 先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配 （3）复合选配法（组内选配法） 先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件 组内公差可不等，装配精度可达很高。

  41. 例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高

  42. 分组选配法的特点： １.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度； 2. 组内零件可以互换，装配效率高； ３.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。 必须满足的几个条件： （1）相配件的公差应相等； （2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等； （3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线； （4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。 适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况

  43. ３.修配法 单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常 用修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时 根据实测结果对某一组成环进行修配，达到很高的装配精 度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技 术水平限制。 注意以下三点： （1）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的， 不需热处理、非公共环做修配环。 （2）修配件余量要经过计算 （3）尽量利用机械加工代替手工修配

  44. 例：车床装配前后轴线等高， A0=0+0.06， A1=202，A2= 46， A3=156，试确定修配环及尺寸公差。 0 ④确定修配环偏差 修配环 A23为增环，刮修A23→ A0减小 A0 ′ min ≥A0min A23min － A1max=0 A23min =A1max=202.05 A23max = A23min＋T23=202.15 A23 = 202+0.15 +0.05 A0 A23 A1 解：①按完全互换法求组成环平均公差 TavA=T0/(m-1)=0.06/3=0.02 公差小不经济用修配法 ②选择修配环 刮修方便，选A2、 A3合并成为修配环 ③按经济精度定组成环公差及A1偏差 A1、 A23用镗模加工， T1 =T23 = 0.1， A1= 202± 0.05 A23 =46＋156 = 202

  45. A0 ⑤确定实际修配环偏差 取最小刮研量为0.15， A23 ′ = 202+0.15＋0.15=202 +0.30 最大刮量Zmax= A0 ′max －A0max= 202.30-201.95-0.06=0.29 实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于0.29 A2 A1 +0.05 +0.20 当修配环为减环时，随着修刮使封闭 环实际尺寸变大，应使 A0 ′ max ≤A0max

  46. 4.调整法 原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均 按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通 过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。 装配可达较高的精度，效率比修整法高。 分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。

  47. （1）可动调整法 特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用 很广。需增加一套调整装置，适于小批生产中。

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