第6章 機(jī)器裝配工藝一、本章知識要點(diǎn)及要求6.1 裝配概述1理解機(jī)器裝配的概念。2了解組成機(jī)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(zhǔn)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(biāo)。8了解保證裝配精度的裝配方法的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。9了解機(jī)器裝配常用的生產(chǎn)組織形式及其特點(diǎn)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(jī)器劃分為若干能進(jìn)行獨(dú)立裝配的部分，該獨(dú)立裝配部分稱為裝配單元。裝配單元可大可小，大的可到機(jī)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(jī)器劃分為若干能進(jìn)行獨(dú)立裝配的部分，而且指導(dǎo)我們在設(shè)計(jì)時就要考慮機(jī)器的裝配，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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軸組件（有摩擦片離合器、齒輪、皮帶輪等）和（主軸組件）等多個裝配單元。例題6.2 機(jī)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(jī)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(yùn)動精度、相互配合精度（包括接觸精度）。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(jī)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。 相對運(yùn)動精度是產(chǎn)品中有相對運(yùn)動的零部件間在運(yùn)動方向和相對運(yùn)動速度上的精度。運(yùn)動方向的精度常表現(xiàn)為部件間相對運(yùn)動的平行度和垂直度，如機(jī)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(yùn)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(yán)格的精度要求。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(dá)到規(guī)定的配合間隙或過盈的程度，它影響配合的性質(zhì)。接觸質(zhì)量是指兩配合或連接表面間達(dá)到規(guī)定的接觸面積的大小和接觸點(diǎn)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(diǎn)25點(diǎn)，且均勻分布。接觸質(zhì)量主要影響機(jī)器的接觸剛度，也影響配合質(zhì)量能否保持。例題6.3機(jī)器裝配常用的生產(chǎn)組織形式是什么？答：機(jī)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(jī)械產(chǎn)品在裝配過程中常出現(xiàn)的質(zhì)量問題是什么？答：我國機(jī)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(yàn)與試驗(yàn)規(guī)范包括的內(nèi)容。6掌握機(jī)器結(jié)構(gòu)裝配工藝性的分析內(nèi)容和準(zhǔn)則，了解裝配工時定額計(jì)算和自動流水裝配時間節(jié)拍計(jì)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件的裝配圖、零件圖，制訂該機(jī)床床身部件的裝配工藝系統(tǒng)圖。解：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 蝸輪與圓錐齒輪減速器解：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。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）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)容和要求1了解機(jī)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(jī)器裝配工藝中常用的連接方法及達(dá)到的要求。3了解校準(zhǔn)、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(jìn)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(yàn)和檢驗(yàn)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?zhǔn)潜菊碌囊粋€重點(diǎn)，建立機(jī)器裝配工藝的裝配尺寸鏈?zhǔn)请y點(diǎn)，難在需要將裝配精度要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換，需要將裝配中的主要矛盾和次要矛盾進(jìn)行分析，找出合理的解決方法。其分析計(jì)算方法結(jié)合保證裝配精度的裝配方法進(jìn)行，重點(diǎn)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(diǎn)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(jì)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(jì)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(diǎn)和應(yīng)用，掌握用尺寸鏈確定裝配零件的尺寸和公差的方法。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(jì)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(jì)精度加工和誤差補(bǔ)償?shù)乃枷?，靈活運(yùn)用保證裝配精度的方法，這在設(shè)計(jì)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=0.020.08=0.05±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。初算基本尺寸A3：0.0520A340，A320.05 mm。按以上尺寸制造的零件進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償量為0.02-（-0.04）=0.06 mm，在滿足最小間隙時，A3的基本尺寸應(yīng)為A320.05+0.06=20.11 mm。 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，A320.11+0.15=20.26 mm。故 A3=20.26±0.03mm。當(dāng)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(xí)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(jī)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？（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(yàn)、檢驗(yàn)、防護(hù)等。制定裝配工藝規(guī)程是技術(shù)人員根據(jù)機(jī)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(dá)的標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)？分別適用什么范圍？（見教材表6.11。）6.7 什么是校準(zhǔn)？在裝配中主要校準(zhǔn)哪些項(xiàng)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(jìn)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(yàn)和檢驗(yàn)項(xiàng)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(jī)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(jī)器劃分成許多獨(dú)立裝配單元？ 6.14現(xiàn)有一軸、孔配合，配合間隙要求為0.040.26mm，已知軸的尺寸為mm，孔的尺寸為 mm。若用完全互換法進(jìn)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?yàn)門0T1+T2，不能用完全互換法保證裝配精度；因?yàn)門0T1+T2，T02T12+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(jì)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(jì)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(jì)公差公式計(jì)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提示圖6.18減速機(jī)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(jì)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(jì)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(zhǔn)確移動，裝配技術(shù)要求規(guī)定，其配合間隙為0.10.3mm。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(jì)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. 050.20mm（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(jì)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(jì)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=0.050.15mm。各組成環(huán)的基本尺寸為：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。 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)）。 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)）。 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(jì)算可能出現(xiàn)的最大修配量。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(jì)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(jì)算：分組數(shù)和每一組的極限偏差。 若加工1萬套，且孔和軸的實(shí)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0.100.17mm,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(yàn)算最大修配量?？煞襁xA4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?yàn)锳4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(jì)采用固定調(diào)整法保證間隙A0=0.010.06mm。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=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0.050.20mm。試合理確定并標(biāo)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(biāo)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)心軸直徑誤差、機(jī)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(jì)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。