第6章 機器裝配工藝 學習指導(dǎo)

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1、第6章 機器裝配工藝 一、本章知識要點及要求 6.1 裝配概述 1．理解機器裝配的概念。 2．了解組成機器的要素——零件、合件、套件、組件、部件的概念。 3．能夠正確的選擇裝配單元的基準零件。 4．了解裝配單元的概念，并理解其作用和應(yīng)用。 5．了解裝配的主要工作內(nèi)容。 6．了解工程技術(shù)人員在裝配過程中的主要工作內(nèi)容。 7．理解裝配精度的形式、內(nèi)容和指標。 8．了解保證裝配精度的裝配方法的特點和應(yīng)用范圍。 9．了解機器裝配常用的生產(chǎn)組織形式及其特點和適用范圍。 10．了解我國在裝配過程中常出現(xiàn)的質(zhì)量問題。 例題6.1 什么是裝配單元？它有什么作用？ 答：將機器劃分為若

2、干能進行獨立裝配的部分，該獨立裝配部分稱為裝配單元。裝配單元可大可小，大的可到機器、甚至成套裝備，小到組件或合件。 裝配單元不僅在制訂裝配工藝中將機器劃分為若干能進行獨立裝配的部分，而且指導(dǎo)我們在設(shè)計時就要考慮機器的裝配，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要保證裝配與加工，并注意各部分的定位和連接。例如CA6140型車床主軸箱部件上包括Ⅰ軸組件（有摩擦片離合器、齒輪、皮帶輪等）和Ⅵ（主軸組件）等多個裝配單元。 例題6.2 機器（產(chǎn)品）的裝配精度應(yīng)根據(jù)什么來確定？主要包括哪些內(nèi)容？ 答：機器（產(chǎn)品）的裝配精度應(yīng)根據(jù)其工作性能來確定，主要包括的內(nèi)容有：相互位置精度、相對運動精度、相互配合精度（包括接觸精度）。

3、①相互位置精度是指產(chǎn)品中相關(guān)零部件間的距離精度和相互位置精度。如機床主軸箱裝配時，相關(guān)軸間中心距的尺寸精度和同軸度、平行度、垂直度等。 ②相對運動精度是產(chǎn)品中有相對運動的零部件間在運動方向和相對運動速度上的精度。運動方向的精度常表現(xiàn)為部件間相對運動的平行度和垂直度，如機床溜板在導(dǎo)軌上的移動精度，溜板移動對主軸中心線的平行度。相對運動速度的精度即內(nèi)聯(lián)系傳動鏈的傳動精度，如車床車螺紋時，主軸與刀架移動方向和速比均有嚴格的精度要求。 ③相互配合精度包括配合表面間的配合質(zhì)量和接觸質(zhì)量。配合質(zhì)量是指零件配合表面之間達到規(guī)定的配合間隙或過盈的程度，它影響配合的性質(zhì)。 ④接觸質(zhì)量是指兩配合或連

4、接表面間達到規(guī)定的接觸面積的大小和接觸點分布的情況，例如，車床主軸前端錐孔與其配合的錐柄的均勻接觸面積≥80％；車床燕尾形導(dǎo)軌副的接觸精度要求是在25mm×25mm面積上的接觸點≥25點，且均勻分布。接觸質(zhì)量主要影響機器的接觸剛度，也影響配合質(zhì)量能否保持。 例題6.3機器裝配常用的生產(chǎn)組織形式是什么？ 答：機器裝配常用的生產(chǎn)組織形式包括固定式裝配和移動式裝配。 固定式裝配又分為：集中裝配和分散裝配兩種裝配組織形式。 移動式裝配按裝配對象移動情況又分為：裝配對象按自由節(jié)拍移動、裝配對象按一定節(jié)拍周期性移動和裝配對象以一定速度連續(xù)移動三種裝配組織形式。 例題6.4 我國機械產(chǎn)品在裝配過程

5、中常出現(xiàn)的質(zhì)量問題是什么？ 答：我國機械產(chǎn)品與國外的產(chǎn)品在裝配上有較大差距的是臟、松、漏、響和傷五大裝配質(zhì)量問題。 6.2 裝配工藝規(guī)程制訂 1．了解裝配工藝規(guī)程的作用及主要內(nèi)容形式。 2．了解制訂裝配工藝規(guī)程的依據(jù)，并能使用這些依據(jù)。 3．掌握制訂裝配工藝規(guī)程的程序（步驟）和裝配工藝系統(tǒng)圖的繪制。 4．了解裝配工藝過程卡片或裝配工序卡片的格式和要填寫的內(nèi)容。 5．了解產(chǎn)品檢驗與試驗規(guī)范包括的內(nèi)容。 6．掌握機器結(jié)構(gòu)裝配工藝性的分析內(nèi)容和準則，了解裝配工時定額計算和自動流水裝配時間節(jié)拍計算的方法，了解裝配尺寸鏈及其在裝配工藝中的形式和應(yīng)用。 例題6.5 已知某臥式車床的床身部

6、件的裝配圖、零件圖，制訂該機床床身部件的裝配工藝系統(tǒng)圖。 解： ①在對原始資料分析的基礎(chǔ)上，首先繪制臥式車床的床身部件的裝配簡圖，如例題6.5解圖（裝配簡圖）所示，以幫助制訂其裝配工藝系統(tǒng)圖。 例題6.5解圖 裝配簡圖 ②劃分裝配單元，確定基本件，繪制床身部件及油盤裝配單元的裝配工藝系統(tǒng)圖，如例題6.5解圖（床身部件裝配工藝系統(tǒng)圖）和例題6.5解圖（油盤裝配工藝系統(tǒng)圖）所示。 例題6.5解圖 床身部件裝配工藝系統(tǒng)圖 例題6.5解圖 油盤裝配工藝系統(tǒng)圖 例題6.6 填寫如例題6.6圖所示的蝸輪與圓錐齒輪減速器的裝配工藝文件，屬中批生產(chǎn)類型。 例題6.6圖 蝸輪與

7、圓錐齒輪減速器 解：①單件小批生產(chǎn)僅要求填寫裝配工藝過程卡。中批生產(chǎn)除要填寫裝配工藝過程卡外，對復(fù)雜產(chǎn)品的重要部分還需填寫裝配工序卡。大批大量生產(chǎn)時，需填裝配工藝過程卡和裝配工序卡。填寫裝配工藝文件的目的是指導(dǎo)工人裝配。 ②中批生產(chǎn)的蝸輪與圓錐齒輪減速箱，需要填寫裝配工藝過程卡和重要部分裝配工序卡。其總裝配工藝過程卡的填寫格式和內(nèi)容如例題6.6解表（減速器總裝配過程卡）所示。 例題6.6解表 （減速器總裝配過程卡） ③減速器軸承套組件裝配過程卡如例題6.6解表（減速器軸承套組件裝配過程卡）所示。 例題6.6解表（減速器軸承套組件裝配過程卡） 6.3 裝配工作的基本內(nèi)容和

8、要求 1．了解機器裝配工藝中零件清洗的方法、所用設(shè)備、采用清洗液的類型。了解零件清洗后防銹的目的、作用和方法。 2．了解機器裝配工藝中常用的連接方法及達到的要求。 3．了解校準、調(diào)整與配作的概念、內(nèi)容、方法和所用設(shè)備儀器。 4．了解對回轉(zhuǎn)零部件進行動平衡或靜平衡平衡的要求及其選用，了解動平衡和靜平衡的方法和所采用的儀器設(shè)備。 5．了解總裝的基本要求，了解總裝后試驗和檢驗的內(nèi)容，了解總裝后的清洗與防銹的內(nèi)容。 6.4裝配尺寸鏈 裝配尺寸鏈是本章的一個重點，建立機器裝配工藝的裝配尺寸鏈是難點，難在需要將裝配精度要求進行轉(zhuǎn)換，需要將裝配中的主要矛盾和次要矛盾進行分析，找出合理的解決方法

9、。其分析計算方法結(jié)合保證裝配精度的裝配方法進行，重點是介紹裝配尺寸鏈解決方法和應(yīng)用。 1．了解裝配尺寸鏈的基本概念。 2．掌握裝配尺寸鏈的建立方法。重點掌握裝配尺寸鏈建立的簡化原則和組成的最短路線原則（一件一環(huán)），注意同一裝配結(jié)構(gòu)中不同位置方向要求，應(yīng)分別建立不同尺寸鏈。 3．掌握裝配尺寸鏈正計算（已知與裝配精度有關(guān)的各零件的基本尺寸和偏差，求解裝配精度要求的基本尺寸和偏差）和反計算（已知裝配精度要求的基本尺寸和偏差，求解與裝配精度有關(guān)的各零件的基本尺寸和偏差）的方法。 6.5 保證裝配精度的裝配方法 1．了解互換裝配法的類型、特點和應(yīng)用，掌握用尺寸鏈確定裝配零件的尺

10、寸和公差的方法。熟練掌握完全互換法（裝配尺寸鏈采用極值公式）。掌握大數(shù)互換法（裝配尺寸鏈采用統(tǒng)計公式），注意有少數(shù)裝配廢品的可能性。 2．了解選擇裝配法的類型、特點和應(yīng)用，掌握分組裝配法確定零件尺寸和公差的方法。 3．了解修配裝配法的類型、特點和應(yīng)用，掌握確定修配環(huán)和修配量的方法。 4．了解修配裝配法的類型、特點和應(yīng)用，掌握確定調(diào)整環(huán)尺寸和公差的方法。 根據(jù)生產(chǎn)類型確定裝配方法，建立零件加工采用經(jīng)濟精度加工和誤差補償?shù)乃枷?，靈活運用保證裝配精度的方法，這在設(shè)計和解決裝配生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題十分有益。 例題6.7 如例題6.7圖所示的矩形導(dǎo)軌副，要求裝配間隙A0=0.02～0.08=0.0

11、5±0.03 mm，其中A1=40±0.03mm，A2=20±0.03 mm， A3的上下偏差為±0.03 mm，通過修配A3的B面來保證裝配要求，若保證最小修磨量為0.15mm，試確定A3的尺寸及其B面在最大間隙時的修磨量。 例題6.7圖 矩形導(dǎo)軌裝配圖 解：封閉環(huán)A0=0.05±0.03 mm， 增環(huán)A2=20±0.03 mm和A3。 減環(huán)A1=40±0.03 mm。 ①初算基本尺寸A3：0.05＝20＋A3－40，A3＝20.05 mm。 ②按以上尺寸制造的零件進行裝配，其裝配間隙為： ，其最小尺寸已無修磨量，需要加大A3的基本尺寸進行補償，補償量為0.02-（-0.

12、04）=0.06 mm，在滿足最小間隙時，A3的基本尺寸應(yīng)為A3＝20.05+0.06=20.11 mm。 ③由題目要求A3的最小修磨量0.15mm，則需要A3的基本尺寸加大，A3＝20.11+0.15=20.26 mm。 故 A3=20.26±0.03mm。 ④當滿足最大間隙時，由于A3基本尺寸的調(diào)整，其最大修磨量為0.06+0.15+（0.14-0.08）=0.27mm。 二、習題與思考題提示 6.1什么是裝配？何謂零件、套件、組件和部件？何謂機器的總裝？（提示：見教材。） 6.2裝配工藝主要包括哪些工作內(nèi)容？制定裝配工藝規(guī)程包括哪些主要內(nèi)容和經(jīng)過哪些步驟？

13、（提示：裝配的工作內(nèi)容包括清洗、連接、校正、調(diào)整、配作、平衡、試驗、檢驗、防護等。制定裝配工藝規(guī)程是技術(shù)人員根據(jù)機器的裝配工作內(nèi)容為工人操作制定的操作方法、過程和到達的標準，見教材6.2節(jié)。） 6.3裝配精度一般包括哪些內(nèi)容？裝配精度與零件的加工精度有何區(qū)別？它們之間又有何關(guān)系？試舉例說明。（提示：見例題6.2，結(jié)合6.5節(jié)理解。） 6.4 清洗主要有哪些方法？分別采用什么設(shè)備和清洗液？（提示：結(jié)合教材表6.7理解。） 6.5 有預(yù)緊力要求的螺紋聯(lián)接裝配方法有哪些？分別采用什么工具？（提示：結(jié)合教材表6.8理解。） 6.6 過盈連接有哪些裝配方法？它們有什么工藝特點？分別適用什

14、么范圍？（見教材表6.11。） 6.7 什么是校準？在裝配中主要校準哪些項目？分別采用什么量儀？（提示：零件之間的位置找正測量、調(diào)整和修配。） 6.8 如何確定回轉(zhuǎn)零部件需要進行動平衡還是靜平衡？（提示：可參照教材的圖6.20確定。） 6.9 總裝后試驗和檢驗項目主要包括哪些？（提示：可參照教材的6.3.5節(jié)。） 6.10裝配尺寸鏈封閉環(huán)是如何確定的？它與工藝尺寸鏈的封閉環(huán)有何區(qū)別？（提示：裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是裝配精度要求，工藝尺寸鏈的封閉環(huán)一般是間接保證的精度要求。） 6.11在查找裝配尺寸鏈時應(yīng)遵循哪些原則？（提示：見教材6.4.2節(jié)。） 6.12保證裝配精度的

15、方法有哪幾種？各適用于什么裝配場合？（提示：互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法。適用的場合見教材的6.5節(jié)。） 6.13機械結(jié)構(gòu)的裝配工藝性包括哪些主要內(nèi)容？試舉例說明。何為裝配單元？為什么要把機器劃分成許多獨立裝配單元？ 6.14現(xiàn)有一軸、孔配合，配合間隙要求為0.04～0.26mm，已知軸的尺寸為mm，孔的尺寸為 mm。若用完全互換法進行裝配，能否保證裝配精度要求？用大數(shù)互換法裝配能否保證裝配精度要求？（提示：因為T0＜T1+T2，不能用完全互換法保證裝配精度；因為T0＜T1+T2，T02≥T12+T22，所以可用大數(shù)互換法保證裝配精度。＝ 6.15設(shè)有一軸、孔配

16、合，若軸的尺寸為mm，孔的尺寸為mm，試用完全互換法和大數(shù)互換法裝配，分別計算封閉環(huán)的尺寸及偏差。 6.16 在CA6140車床尾座套筒裝配圖中，各組成環(huán)零件的尺寸如題6.16圖所示，若分別按完全互換法和大數(shù)互換法裝配，試分別計算裝配后螺母在頂尖套筒內(nèi)的端面圓跳動量。（提示：封閉環(huán)為尺寸57與3之間的間隙。） 題6.16圖 6.17現(xiàn)有一活塞部件，其各組成零件有關(guān)尺寸如題6.17圖所示，試分別按極值公差公式和統(tǒng)計公差公式計算活塞行程的極限尺寸。（提示：尺寸鏈如題6.17提示圖所示。） 題6.17圖 題6.17提示

17、圖 6.18減速機中某軸上零件的尺寸為Al=40mm，A2=36mm，A3=4mm，要求裝配后齒輪軸向間隙，mm，結(jié)構(gòu)如題6.20圖所示。試用極值法和統(tǒng)計法分別確定Al、A2、A3的公差及其分布位置。（提示：先按等公差、再按等精度確定公差，分布位置（偏差）按入體原則確定，答案不唯一。） 題6.18圖 6.19 如題6.19圖所示軸類部件，為保證彈性檔圈順利裝入，要求保持軸向間隙mm.已知各組成環(huán)的基本尺寸Al=32.5mm，A2=35mm，A3=2.5mm。試用極值法和統(tǒng)計法分別確定各組成零件的上下偏差。（提示：先按等公差、再按等精度確定公差，分布位置（偏差）按入體原則確定，答案不唯

18、一。） 題6.19圖 6.20 題6.20圖為車床溜板與床身導(dǎo)軌裝配圖，為保證溜板在床身導(dǎo)軌上準確移動，裝配技術(shù)要求規(guī)定，其配合間隙為0.1～0.3mm。試用修配法確定各零件有關(guān)尺寸及其公差。（提示：修配環(huán)為尺寸36，各環(huán)公差用經(jīng)濟精度確定，并留0.1mm的最小修磨量，答案不唯一。） 題6.20圖 6.21 某傳動軸的裝配結(jié)構(gòu)如題6.21圖所示?，F(xiàn)采用調(diào)整法裝配，以右端墊圈（尺寸為）為調(diào)整環(huán)A4，裝配精度要求A0=0. 05～0.20mm（雙聯(lián)齒輪的端面圓跳動量）。試采用固定調(diào)整法確定各組成零件的尺寸及公差，并計算加入調(diào)整墊片的組數(shù)及各組墊片的尺寸及公差。（提示：各環(huán)尺寸按經(jīng)濟

19、精度加工，偏差按入體原則確定，答案不唯一。） 題6.21圖 6.22 題6.22圖所示的雙聯(lián)轉(zhuǎn)子（擺線齒輪）泵，要求冷態(tài)下的裝配間隙A0=0.05～0.15mm。各組成環(huán)的基本尺寸為：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。 ①采用完全互換法裝配時，試確定各組成環(huán)尺寸及其極限偏差（選A1為協(xié)調(diào)環(huán)）。 ②采用大數(shù)互換法裝配時（置信水平P=90％），試確定各組成環(huán)尺寸及其極限偏差（選A1為協(xié)調(diào)環(huán)）。 ③采用修配法裝配時，A2、A4按IT9公差制造，A1按IT10公差制造，選A3為修配環(huán)，試確定修配環(huán)的尺寸及其極限偏差，并計算可能出現(xiàn)的最大修配量。

20、 ④采用固定調(diào)整法裝配時，A1、 A2、 A4仍按上述精度制造，選A3為調(diào)整環(huán)，并取TA3 =0.02mm，試計算墊片組數(shù)及尺寸系列。（提示：分別參考教材例題。） 題6.22圖 6.23某軸與孔的尺寸和公差配合為。為降低加工成本，現(xiàn)將兩零件按IT7公差制造，采用分組裝配法時，試計算： ①分組數(shù)和每一組的極限偏差。 ②若加工1萬套，且孔和軸的實際分布都符合正態(tài)分布規(guī)律，問每一組孔與軸的零件數(shù)各為多少？ （提示：分別參考教材例題。） 6.24 題6.24圖所示為車床溜板箱小齒輪與齒條嚙合精度的裝配尺寸鏈，裝配要求小齒輪齒頂與齒條齒根的徑向間隙為0.10～0.1

21、7mm,現(xiàn)采用修配法裝配，選取A2為修配環(huán)，即修磨齒條的安裝面。設(shè)A1=mm，A2=28mm（TA2=0.lmm），A3=mm，A4=（48±0.05）mm， A5=mm。試求修配環(huán)A2的上、下偏差，并驗算最大修配量。可否選A4為修配環(huán)（即修配溜板箱的結(jié)合面）？為什么？（提示：A4不能為修配環(huán)，因為A4為公共環(huán)，牽涉到絲杠的裝配尺寸鏈。） 題6.24圖 6.25 題6.25圖為某曲軸頸與齒輪的裝配圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計采用固定調(diào)整法保證間隙A0=0.01～0.06mm。若選AK為調(diào)整件，試求調(diào)整件的組數(shù)及各組尺寸。已知A1=mm，A2=mm，A3=mm，A4=mm，A5=mm，A6=mm， A7

22、=mm，A8=mm，調(diào)整件的制造公差TK =0.01mm。（提示：參見教材的例題。） 題6.25圖 6.26 題6.26圖所示為離合器齒輪軸部裝配圖。為保證齒輪靈活轉(zhuǎn)動，要求裝配后軸套與隔套的軸向間隙為0.05～0.20mm。試合理確定并標注各組成環(huán)（零件）的有關(guān)尺寸及其偏差。（提示：按一件一環(huán)原則標注尺寸，其尺寸公差及偏差有多解。） 題6.26圖 6.27 題6.27圖為鏜孔夾具簡圖，要求定位面到孔軸線的距離為A0=（155±0.015）mm，單件小批生產(chǎn)用修配法保證該裝配精度，并選取定位板A1= 20mm為修配件。根據(jù)生產(chǎn)條件，在定位板上最大修配量以不超過0.3mm

23、為宜，試確定各組成環(huán)尺寸及其極限偏差。（提示：參見教材中的例題。） 題6.27圖 6.28題6.28圖為銑削軸類平面的加工簡圖，要保證平面到軸線的距離A0，試列出由工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)（機床、夾具、刀具和工件）為組成環(huán)的裝配尺寸鏈。（提示：尺寸鏈如題6.28提示圖所示，圖中，A0的公差為加工精度要求， A1 的誤差為刀具對刀誤差，A2的誤差為主軸的軸向竄動，A3的誤差為標準心軸直徑誤差、機床與夾具、升降臺各層的接觸誤差等，A4的誤差為工件直徑公差引起的定位誤差。） 題6.28圖 題6.28提示圖 注： 若無特殊說明，各計算題中，參與裝配的零件加工尺寸均為正態(tài)分布，且分布中心與公差帶中心重合。