保證裝配精度的裝配方法.ppt

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1、,,裝配精度與裝配尺寸鏈 的基本概念,概述,在制造行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)程設(shè)計、 零部件加工和裝配、技術(shù)測量等工作中，除了 需要進行運動、強度和剛度等計算外，還必須 進行幾何精度的分析與計算（即精度設(shè)計）， 以確定機器零件的尺寸公差和形位公差，其目 的是為了： 保證產(chǎn)品質(zhì)量保證機器順利裝配 滿 足預(yù)定的功能要求。,應(yīng)用尺寸鏈理論，可以經(jīng)濟合理地確定構(gòu) 成機器、儀器等有關(guān)零件、部件的幾何精度， 以獲得產(chǎn)品的； 高質(zhì)量、低成本和高生產(chǎn)率 分析計算尺寸鏈應(yīng)遵循： GB/T5847-2004尺寸鏈計算方法,A、裝配與裝配精度,按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件和部件進行配合和聯(lián)接，使之成為半成品

2、或成品的工藝過程稱為裝配,把零件、組件裝配成部件的過程稱為部裝,把零件、組件和部件裝配成產(chǎn)品的過程稱為總裝,,基本概念,裝配精度與零件精度的關(guān)系,機器的質(zhì)量是通過裝配質(zhì)量最終得以保證的，裝配工藝方法對保證機器的質(zhì)量有著很重要的作用,如果裝配不當(dāng)，即使零件的加工質(zhì)量再高，仍可能出現(xiàn)不合格產(chǎn)品,相反，即使零件的加工質(zhì)量不是很高，但在裝配時采用了合適的工藝方法，依然可能使產(chǎn)品達到規(guī)定的精度要求,,,,產(chǎn)品的質(zhì)量取決于：,裝配精度與零件精度 的關(guān)系,影響裝配精度的因素,零件的加工精度,零件之間的配合要求和接觸質(zhì)量,零件的變形,旋轉(zhuǎn)零件的不平衡,工人的裝配技術(shù),,B、裝配尺寸鏈的 基本概念及其特征,機器

3、裝配過程中，由相關(guān)零件的尺寸或相互位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈,裝配尺寸鏈的特點,,封閉環(huán)是裝配時要保證的裝配精度或技術(shù)要求,各組成環(huán)分別屬于不同的零件或部件,C、裝配尺寸鏈的建立,1）看圖：看清裝配關(guān)系，找到各零件的裝配基準,2）明確裝配要求封閉環(huán),,遵守最短路線原則： 組成環(huán)數(shù)等于相關(guān)零件數(shù)，即一件一環(huán),3）查找組成環(huán)：從封閉環(huán)起,一、尺寸鏈的定義及特點,1. 尺寸鏈 在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接 的尺寸形成封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。 如下圖間隙A0與其它五個尺寸連接成的封閉尺寸組，形成尺寸鏈。,2. 環(huán) 列入尺寸鏈中的每一個尺寸稱為環(huán)。 如上圖中的A

4、0、A1、A2、A3、A4、A5都是環(huán)。長度環(huán)用大寫斜體拉丁字母A，B，C表示；角度環(huán)用小寫斜體希臘字母，等表示。 3. 封閉環(huán) 尺寸鏈中在裝配過程或加工過程后自然形成 的一環(huán)，稱為封閉環(huán)。 如上圖中A0。封閉環(huán)的下角標“0”表示。 4. 組成環(huán) 尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)，稱為組 成環(huán)。 如上圖中A1、A2、A3、A4、A5。組成環(huán)的下角標用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 5. 增環(huán) 尺寸鏈中某一類組成環(huán)，由于該類組成環(huán)的變 動引起封閉環(huán)同向變動，該組成環(huán)為增環(huán)。 如上圖中的A3。,6. 減環(huán) 尺寸鏈中某一類組成環(huán)，由于該類組成環(huán)的變 動引起封閉環(huán)的反向變動，該類組成環(huán)為減環(huán)。 如上

5、圖中的A1、A2、A4、A5。 7. 補償環(huán) 尺寸鏈中預(yù)先選定某一組成環(huán)，可以通過改 變其大小或位置，使封閉環(huán)達到規(guī)定的要 求，該組成環(huán)為補償環(huán)。 如下圖中的L2。,二、尺寸鏈的形成,為分析與計算尺寸鏈的方便，通常按尺寸鏈的幾何特征，功能要求，誤差性質(zhì)及環(huán)的相互關(guān)系與相互位置等不同觀點，對尺寸鏈加以分類，得出尺寸鏈的不同形式。 1. 長度尺寸鏈與角度尺寸鏈 長度尺寸鏈 全部環(huán)為長度尺寸的尺寸鏈。如圖1 角度尺寸鏈 全部環(huán)為角度尺寸的尺寸鏈。如圖3,2. 裝配尺寸鏈 、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈 裝配尺寸鏈與零件尺寸鏈統(tǒng)稱為設(shè)計尺寸鏈 裝配尺寸鏈 全部組成環(huán)為不同零件設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。

6、如圖4, 零件尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。如圖5, 工藝尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。如圖6 工藝尺寸指工藝尺寸，定位尺寸與基準尺寸等。,C . 尺寸鏈的算法,1. 分析確定增環(huán)及減環(huán) 用增環(huán)及減環(huán)的定義(組成環(huán)中的某類環(huán)的變動引起封閉環(huán)的同向變動為增環(huán)，引起封閉環(huán)的反向變動的環(huán)為減環(huán))確定。如圖10中，A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。, 用“箭頭法”確定：先從任一環(huán)起畫單向箭頭，一個接一個的畫，包括封閉環(huán)，直到最后一個形成閉合回路，然后按箭頭的方向判斷，凡是與封閉環(huán)箭頭同向的為減環(huán)，反向的為增環(huán)。 如圖10中A1、A2、A4、A

7、5與封閉環(huán)的箭頭同向，因此是減環(huán)，A3的箭頭與封閉環(huán)的箭頭方向相反，所以是增環(huán)。 2. 求封閉環(huán)的基本尺寸 封閉環(huán)的基本尺寸=所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基 本尺寸之和 A0 = A3 - ( A1 + A2 + A4 + A5 ) 已知 A3=43，A1=30，A2=5，A4=3，A5=5 故A0=43-(30+5+3+5)=0 即封閉環(huán)的尺寸A0=0,T0=T1+T2+T3+T4+T5 已知T1=0.1，T2=0.05，T3=0.1，T4=0.05，T5=0.05 故T0=0.1+0.05+0.1+0.05+0.05=0.35mm,3. 封閉環(huán)的公差： 封閉環(huán)的公差=

8、所有增環(huán)公差之和加上所有減環(huán)公差之和,4. 封閉環(huán)的極限偏差 已知： 增環(huán)上偏差ESiy為：+0.20； 增環(huán)下偏差Eliy為：+0.10； 減環(huán)上偏差ESiz為：0，0，0，0： 減環(huán)下偏差Eliz為：-0.10，-0.05，-0.05，0.05。,封閉環(huán)下偏差：所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和,故：封閉環(huán)上偏差ES0=+0.20-(-0.10-0.05-0.05-0.05)=+0.45mm 封閉環(huán)下偏差E10=+0.10-(0+0+0+0)=+0.10mm 即：封閉環(huán)上偏差ES0=+0.45mm； 下偏差E10=+0.10mm； 封閉環(huán)A0=O+0.45+0.1

9、0mm，其間隙大小為+0.10.45mm。,封閉環(huán)上偏差：所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和,例1：如圖11所示，滾子與軸之間有一個軸向間隙N，試求最大與最小活 動間隙。,解：確定增環(huán)和減環(huán) 從圖10箭頭法判斷300.1和30+0.5+0.3為增環(huán)，600.1為減環(huán)，N為封閉環(huán)。 求封閉環(huán)基本尺寸： N = 30 + 30 - 60 = 0 求封閉環(huán)的極限偏差，根據(jù)公式： Eso = ( +0.1 + +0.5 ) - ( -0.1 ) = +0.7 E1o = ( -0.1 + +0.3 ) - ( +0.1 ) = +0.1 即：N=0+0.7+0.1mm 答：最大間

10、隙為0.7mm，最小間隙為0.1mm。,例2：如圖12所示零件，無法直接測量尺60.1，改測尺寸X，求X的基本尺寸和極限偏差。,解：確定封閉環(huán)和增環(huán)與減環(huán) 最后保證的尺寸是60.1，所以60.1是封閉環(huán)；10 0-0.1是減環(huán)，X是增環(huán)。 求X的基本尺寸 X = 16 6 = X - 10 求X的極限偏差 X的上偏差ESX = 0 +0.1 = ESX - (-0.1) X的下偏差E1X = -0.1 -0.1 = E1X - 0 即：X = 16 0-0.1mm,例3：如圖13所示零件，若內(nèi)外圓的同軸度公差為0.5mm，試求壁厚N的基本尺寸和極限偏差。,解：將直徑方向的尺寸

11、變?yōu)榘霃椒较虺叽?，畫尺寸鏈圖，如圖13右。 確定封閉環(huán)N和增環(huán)35 0 -0. 2與減環(huán)30+0.20、0+0.250。 求壁厚N基本尺寸 N= 35 - ( 30 + 0 ) = 5mm 求壁厚N的極限偏差 Eso = 0 - ( 0 + 0 ) = 0 E1o= -0.2 - ( +0.2 + +0.25 ) = -0.65 即：壁厚N=5 0-0.65,,,裝配方法的選擇 （保證裝配精度的 工藝方法）,在產(chǎn)品裝配工作中，用什么裝配方法來達到規(guī)定的裝配精度，特別是以較低的零件精度、最小的裝配工作量達到較高的裝配精度，是裝配工藝的核心問題 利用尺

12、寸鏈來達到裝配精度 的工藝方法有： 互換法：完全互換法、 大數(shù)互換法（不完全互換法） 分組法 修配法 調(diào)整法,定義,條件,（1） 完全互換法,式中：T OL 封閉環(huán)極值公差；T 裝配允許公差,用極值法解尺寸鏈,與解算工藝尺寸鏈的計算公式相同, 計算封閉環(huán)的基本尺寸，定出其上下偏差 計算各組成環(huán)的平均公差 選協(xié)調(diào)環(huán)，分配公差，確定偏差 計算協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差,計算步驟,特點,應(yīng)用,（2）大數(shù)互換法（ 不完全互換法）,定義,實質(zhì),方法,特點,應(yīng)用,條件,式中： T OS 封閉環(huán)統(tǒng)計公差 K 封閉環(huán)的相對分布系數(shù) Ki 第 i 個組

13、成環(huán)的相對分布系數(shù),,例：齒輪箱部件中，要求裝配后的軸向間隙 0.20.7mm。 有關(guān)零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140， A5=5。分別按極值法和概率法確定各組成環(huán)零件尺寸的 公差及上下偏差。,,解： 1、完全互換法（極值法） 畫出裝配尺寸鏈圖, 其中A1 A2為增環(huán)，A3、A4 A5為減環(huán)，A0為封閉環(huán)。,A0 = ( A1 + A2 ) - ( A3 + A4 + A5 ) = 150 150 = 0, 確定各組成環(huán)尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1 考慮加工難易調(diào)整各公差T1=

14、0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入體原則分配公差。 留A4為協(xié)調(diào)環(huán)，按尺寸鏈計算, 確定協(xié)調(diào)環(huán)公差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1 EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5 ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20-0.30,2、大數(shù)互換法（概率法） ： 設(shè)各環(huán)尺寸正態(tài)分布，尺寸分布中心與公差帶中心重合。 確定各組成環(huán)尺寸公差及偏差 i =1， k i =1 各組成環(huán)平均公差,,按加工難易，調(diào)整各組成環(huán)公差：T1=0.4，T2=0.2，T

15、3= T5=0.08， 按入體原則分配公差, 確定協(xié)調(diào)環(huán)公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中間偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166,注意： 不能用極值法的公式計算上下偏差，只能先計算中間偏差，再加減半個公差！, 核算封閉環(huán)的極限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52

16、 T0=0.5 求封閉環(huán)極限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0T0/2=0.20,由以上兩種方法的解算結(jié)果看出: 概率法算得的各組成環(huán)公差比極值法約擴大了一倍但必須是大批量生產(chǎn)才行。,將配合零件按經(jīng)濟精度制造，然后，選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度的一種方法。,2. 選配法,（1）直接選配法,（2）分組選配法,定義,實質(zhì),右圖所示為發(fā)動機活塞、活塞銷和連桿的組裝簡圖，其中活塞銷與活塞銷孔為過盈配合，活塞銷與連桿小頭孔為間隙配合。 根據(jù)裝配技術(shù)要求，活塞銷孔直徑D與活塞銷直徑d在冷態(tài)裝配時，應(yīng)有0.00250.007

17、5mm的過盈量。,分組選配法計算,活塞、活塞銷和連桿分組裝配實例 a) 組裝簡圖 b) 分組示意圖 1 活塞 2連桿 3活塞銷 4擋圈,從公差與配合的知識可知： Ymin=ESD-eid=-0.0025mm Ymax=EID-esd=-0.0075mm Ymin-Ymax=T0= TD+Td=0.005mm,采用完全互換法裝配 銷與銷孔的平均公差：TD=Td=0.0025mm 一軸配兩孔，先定軸： 設(shè)銷直徑為 計算銷孔直徑為,圖示為活塞銷與活塞銷孔的裝配，直徑為28mm，過盈量為0.00250.0075mm,,1)配合件公差應(yīng)當(dāng)相等；公差要向同方向增大；增大的倍數(shù)要等于

18、分組數(shù)。 2）要保證分組后各組的配合精度和配合性質(zhì)符合原設(shè)計要求，原規(guī)定的形位公差和表面粗糙度值不能隨公差增大而增大。 3)為保證對應(yīng)組內(nèi)相配件數(shù)量的配套，相配件的尺寸分布應(yīng)相同。不配套的零件聚集至一定數(shù)量時，專門加工一批零件與之配套。 4)分組數(shù)不宜太多。 分組法只適用于封閉環(huán)精度要求很高的少環(huán)尺寸鏈，一般相關(guān)零件只有23個。,應(yīng)用分組裝配法必須注意以下幾點,,特點,應(yīng)用,（3）復(fù)合選配法,3. 修配法,定義,實質(zhì),特點,應(yīng)用,（1）單件修配法 （2）合并加工修配法 （3） 自身加工修配法,修配方法,應(yīng)用單件修配法必須注意以下幾點,修配環(huán) 的選擇,（1）易于修配、便于裝卸 （2）

19、盡量不選公共環(huán)為修配環(huán),單件修配法解算步驟,（1）建立裝配尺寸鏈 （2）選擇修配環(huán)： 原則：便于拆裝、易于修配；不是公共環(huán)。 （3）確定其他組成環(huán)尺寸的公差和偏差 （4）驗算最大修配量Fmax=T0-T0不可過大 （5）計算修配環(huán)尺寸的上下偏差 要點：確保有修配余量,只有1個偏差可以用極值法的公式： 原則,另一個偏差用加上或減去公差的辦法計算,右圖是CA6140臥室車床主軸局部的裝配簡圖,要求A0=0.10.35mm,已知各組成環(huán)的基本尺寸為A1=43mm, A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4為標準尺寸,試按修配法求出各組成環(huán)的公差及上、下偏差。,4、調(diào)整法

20、,定義,實質(zhì),需要計算調(diào)整環(huán)的各檔尺寸及其偏差,固定調(diào)整法,選擇一個組成環(huán)作調(diào)整環(huán)，作為調(diào)整環(huán)的零件是按一定尺寸間隔制成的一組零件，裝配時根據(jù)封閉環(huán)超差的大小，從中選出某一尺寸等級適當(dāng)?shù)牧慵磉M行補償，從而保證規(guī)定的裝配精度。通常使用的調(diào)整環(huán)有墊圈、墊片、軸套等。,2、選擇調(diào)整環(huán)：選A5 3、確定組成環(huán)公差、偏差 4、確定調(diào)整范圍s=T1+T2+T3+T4 5、確定分組數(shù)i 分組間隔=T0-T5 i=s/，取整 6、計算調(diào)整環(huán)A5的尺寸系列,例：要求A0=0.050.2mm,已知各組成環(huán)的基本尺寸為 A1=115mm,A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5mm,A5=9mm,以固定

21、調(diào)整法解各組成環(huán)偏差，求調(diào)整環(huán)的分組數(shù)和調(diào)整環(huán)尺寸系列。 解： 1、建立尺寸鏈,1、建立尺寸鏈 2、選擇調(diào)整環(huán)：選A5 3、確定組成環(huán)公差、偏差 4、確定調(diào)整范圍s=T1+T2+T3+T4 5、確定分組數(shù)i 分組間隔=T0-T5 i=s/，取整 6、計算調(diào)整環(huán)A5的尺寸系列,要求A0=0.050.2mm,已知各組成環(huán)的基本尺寸為A1=115mm, A2=8.5mm,A3=95mm,A4=2.5 mm,A5=9mm,試按固定調(diào)整法求出各組成環(huán)的公差及上、下偏差。,誤差抵消調(diào)整法,在總裝或部裝時，通過對尺寸鏈中某些組成環(huán)誤差的大小和方向的合理配置，達到使加工誤差相互抵消或使加工誤差對裝配精度的影響減小的目的。,特點,應(yīng)用,裝配方法的選擇,裝配方法選擇原則,謝謝！,