第 6 章机械加工表面质量

第6章机械加工表面质量 6.1 6.2 概述装配尺寸链 6.3 保证装配精度的方法【学习目标】 1．了解机械装配的概念 2．掌握装配尺寸链的计算方法。 3．了解保证转配精度的方法

第6章机械装配工艺基础 6.1.1　装配的概念 6.1　概述6.1.1　装配的概念6.1.2　装配精度6.1.3　装配精度与零件精度及装配方法的关系6.2　装配尺寸链6.2.1　装配尺寸链的基本概念6.2.2　建立装配尺寸链的方法6.2.3　装配尺寸链的解题类型和计算方法

第6章机械装配工艺基础 6.3　保证装配精度的方法6.3.1　互换法6.3.2　选配法6.3.3　修配法 6.3.4　调整法6.3.5　装配方法的选择

第6章机械装配工艺基础 6.1　概述任何机器都是由许多零件、组件和部件组成。根据规定的技术要求，将若干零件结合成组件和部件，并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。前者称为部件装配；后者称为总装配。装配是机器制造过程中的最后一个阶段。为了使产品达到规定的技术要求，装配不仅是指零、部件的结合过程，还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。

第6章机械装配工艺基础 6.1.1　装配的概念图6-1　装配单元划分图

a）合（套）件 b）组件图9-3 合（套）件和组件示例第6章机械装配工艺基础 6.1.1　装配的概念

第6章机械装配工艺基础 6.1.2　装配精度 1.零部件间的尺寸精度　零部件的尺寸精度包括配合精度和距离精度。2.零部件间的位置精度　零部件的位置精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。3.零部件间的相对运动精度　相对运动精度是指相对运动的零件在运动方向和运动位置上的精度。4.接触精度　接触精度是指两配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小与接触点分布情况。

第6章机械装配工艺基础 6.1.2　装配精度 1.零部件间的尺寸精度　零部件的尺寸精度包括配合精度和距离精度。配合精度是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。距离精度是指零部件间的轴向间隙、轴向距离和轴线距离等。

第6章机械装配工艺基础 6.1.3　装配精度与零件精度及装配方法的关系图6-2　床身导轨简图Ａ—溜板移动导轨面Ｂ—尾座移动导轨面

第6章机械装配工艺基础 6.1.2　装配精度图6-3　普通车床床头和尾座两顶尖的等高度要求示意图a)结构示意图　b)装配尺寸链图1—主轴箱　2—尾座　3—底板　4—床身

第6章机械装配工艺基础 6.2　装配尺寸链

第6章机械装配工艺基础 6.2.1　装配尺寸链的基本概念一台机器从组装、部装、总装，有很多装配精度技术要求项目需要保证，在制定产品的装配工艺过程、确定装配工序、解决生产中的装配质量问题时，都可用尺寸链的分析计算方法予以解决。

第6章机械装配工艺基础 6.2.2　建立装配尺寸链的方法 (1)判别封闭环：　　图示的传动结构要求有轴向间隙，但传动轴本身不能决定间隙大小，而是由其他零件的尺寸来决定的。(2)判别组成环：　　判别组成环首先就是要找出相关零件。(3)画出尺寸链线图：　　如图右边所示的即为尺寸链线图。

第6章机械装配工艺基础 6.2.2　建立装配尺寸链的方法图6-4　传动箱中传动轴的轴向装配尺寸链的建立

第6章机械装配工艺基础 6.2.3　装配尺寸链的解题类型和计算方法 1.尺寸链的计算方法　装配尺寸链建立后，应进行计算。尺寸链的计算方法有两种：一种称为极值法，又称极大极小法;另一种方法是统计法，又称概率法。

第6章机械装配工艺基础 6.2.3　装配尺寸链的解题类型和计算方法 2.尺寸链的解题类型 (1)解正面问题：即已知组成环的尺寸和公差，求解封闭环的尺寸和公差。(2)解反面问题：即已知封闭环的尺寸和公差，求解组成环的尺寸和公差。(3)解中间问题：即已知封闭环与部分组成环的尺寸和公差，求解其余组成环的尺寸和公差。

常用装配方法及其适用范围 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不完全(部分)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；静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第6章机械装配工艺基础 6.3　保证装配精度的方法

第6章机械装配工艺基础 6.3.1　互换法 1.完全互换法　完全互换法就是装配时各配合零件不需进行任何修理、选择或调整、修配即可达到装配精度要求的装配方法。2.大数互换装配法　大数互换法的特点和完全互换法特点相似，但允许零件的公差比完全互换法所规定的公差大。

第6章机械装配工艺基础 6.3.1　互换法例1　如图5a所示装配关系，轴是固定不动的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与档圈之间的轴向间隙为0.1～0.35mm。已知：A1=30mm、A2=５mm、A3=43mm、A4=3mm (标准件)、A5＝５mm，现采用完全互换装配，试确定各组成环公差和极限偏差。解　 (1) 画装配尺寸链图，校验各环基本尺寸。 (2)确定各组成环公差和极限偏差。 (3)计算协调环的极限偏差。图6-5　齿轮与轴的装配关系

第6章机械装配工艺基础 6.3.1　互换法 2.大数互换装配法　大数互换法的特点和完全互换法特点相似，但允许零件的公差比完全互换法所规定的公差大。例２：已知A1＝30mm、A2＝５mm、A3＝43mm、A4＝-0．05mm(标准件)、A5=5mm装配后齿轮与挡圈间的轴向间隙为0.1～0.35ｍｍ，现采用大数互换法，试确定各组成环公差和极限偏差。解　(1) 画装配尺寸链图，校检各环基本尺寸与例１过程相同。(2)确定各组成环公差和极限偏差。(3)代入公式(1-5)计算协调环公差和极限偏差。

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 1.直接选配法　在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。2.分组装配法　这种方法是将相关零件的相关尺寸公差放大若干倍，使其尺寸能按经济精度加工，然后按零件的实际加工尺寸分为若干组，各对应组进行装配，以达到装配精度要求。3.复合选配法　该法是分组装配与直接选择装配的复合形式。

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 1.直接选配法　在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 2.分组装配法　这种方法是将相关零件的相关尺寸公差放大若干倍，使其尺寸能按经济精度加工，然后按零件的实际加工尺寸分为若干组，各对应组进行装配，以达到装配精度要求。 1)为保证分组后各组的配合性质及配合精度与原来的要求相同，配合件的公差应相等，公差增大是要同方向增大，增大的倍数等于以后的分组数。2)为保证零件分组后在装配时各组数量相匹配，应使配合件的尺寸分布为相同的对称分布(如正态分布)。3) 配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形状精度不能随尺寸精度放大而任意放大，应与分组公差相适应，否则，不能达到要求的配合精度及配合质量。4)分组数不易过多，零件尺寸公差只要放大到经济精度加工即可，否则就会因零件的测量、分类、保管工作量的增加而使生产组织工作复杂，甚至造成生产过程混乱。

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 2.分组装配法　这种方法是将相关零件的相关尺寸公差放大若干倍，使其尺寸能按经济精度加工，然后按零件的实际加工尺寸分为若干组，各对应组进行装配，以达到装配精度要求。图6-6　活塞与活塞销连接1—活塞销　2—挡圈　3—活塞

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 2.分组装配法　这种方法是将相关零件的相关尺寸公差放大若干倍，使其尺寸能按经济精度加工，然后按零件的实际加工尺寸分为若干组，各对应组进行装配，以达到装配精度要求。表6-1　活塞销与活塞销孔直径分组

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 1)为保证分组后各组的配合性质及配合精度与原来的要求相同，配合件的公差应相等，公差增大是要同方向增大，增大的倍数等于以后的分组数。 2)为保证零件分组后在装配时各组数量相匹配，应使配合件的尺寸分布为相同的对称分布(如正态分布)。 3) 配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形状精度不能随尺寸精度放大而任意放大，应与分组公差相适应，否则，不能达到要求的配合精度及配合质量。 4)分组数不易过多，零件尺寸公差只要放大到经济精度加工即可，否则就会因零件的测量、分类、保管工作量的增加而使生产组织工作复杂，甚至造成生产过程混乱。

第6章机械装配工艺基础 6.3.2　选配法 3.复合选配法　该法是分组装配与直接选择装配的复合形式。它是将组成环的公差相对互换法所求之值增大，零件加工后预先测量、分组，装配时工人还在各对应组内进行选择装配。

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法 1.选择修配环一般应满足以下要求2.确定修配环的尺寸及极限偏差　确定修配环的尺寸及极限偏差的出发点，是要保证修配量足够和最小。3.修配的方法　实际生产中，修配的方式较多，常见的有以下三种。

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法 1.选择修配环一般应满足以下要求 1)要便于装拆、易于修配。2)尽量不选公共环。

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法 2.确定修配环的尺寸及极限偏差　确定修配环的尺寸及极限偏差的出发点，是要保证修配量足够和最小。 1)用完全互换法求得各组成环公差为T1、T2、…、Tm。2)现采用修配法，各组成环公差放大为T

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法例3　如图所示的键与键槽配合，按技术要求应保证其间隙不超过0.05mm，键槽宽A1和键宽A2的基本尺寸相等，图6-7　例3图解　若按完全互换等公差法，键与键槽宽度的平均公差为

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法 3.修配的方法　实际生产中，修配的方式较多，常见的有以下三种。 (１)单件修配法：在多环装配尺寸链中，选定某一固定的零件做修配件(补偿环)，装配时用去除金属层的方法改变其尺寸，以满足精度的要求。(２)合并加工修配法：这种方法是将两个或更多的零件合并在一起在进行加工修配，合并后的尺寸可看作为一个组成环，这样就减少了装配尺寸链组成环的环数，并可以相应减少修配的劳动量。(３)自身加工修配法：在机床制造中，有些装配精度要求较高，若单纯依靠限制个别零件的加工误差来保证，势必各零件加工精度很高，甚至无法加工，而且不宜选择适当的修配件。

第6章机械装配工艺基础 6.3.3　修配法 (３)自身加工修配法：在机床制造中，有些装配精度要求较高，若单纯依靠限制个别零件的加工误差来保证，势必各零件加工精度很高，甚至无法加工，而且不宜选择适当的修配件。图6-8　转塔车床的自身加工

第6章机械装配工艺基础 6.3.4　调整法 1.可动调整法　采用调整的方法改变调整环的位置(移动、旋转或移动旋转同时进行)，使封闭环达到其公差或极限偏差要求的方法称为可动调整法。2.固定调整法　采用调整的方法改变调整环的尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的方法称为固定调整法。

第6章机械装配工艺基础 6.3.4　调整法 1.可动调整法　采用调整的方法改变调整环的位置(移动、旋转或移动旋转同时进行)，使封闭环达到其公差或极限偏差要求的方法称为可动调整法。见图6-9。图6-9　采用楔块调整丝杠和螺母间隙装置1—前螺母　2—调节螺钉　3—丝杠4—后螺母　5—楔块

第6章机械装配工艺基础 6.3.4　调整法 2.固定调整法　采用调整的方法改变调整环的尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的方法称为固定调整法。 (1)选择调整范围：选择调整范围，也就是确定补偿量F。(2)确定调整件的分组数：补偿量确定好后，不可能用一组调整件去补偿F，而需用不同级别的调整件去补偿。(3)计算各组调整件的尺寸：由于各组调整件的基本尺寸之差等于补偿能力S，所以只要先求出某一组调整件的尺寸，就可以推算出其他各组的尺寸，比较方便的方法是先求出调整件的中间尺寸，再求出其他各组尺寸。

第6章机械装配工艺基础 6.3.4　调整法 2.固定调整法　采用调整的方法改变调整环的尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的方法称为固定调整法。图6-10　调整轴承间隙的装置1—调节螺钉　2—螺母

第6章机械装配工艺基础 装配方法的选择

6.3.5　装配方法的选择 1.什么叫机器装配？它包括哪些内容？在机器产品的生产中起什么作用？2.机器产品的质量是以什么综合评定的？其性能和技术指标是什么？3.机器产品的装配精度与零件的加工精度、装配工艺方法有什么关系？4.举例说明各种生产类型条件下，装配工作的特点是什么？5.什么叫装配尺寸链？它与一般尺寸链有什么不同？6.装配尺寸链如何查找？查找时应注意些什么？7.装配尺寸链有什么用处？装配尺寸链的计算方法有几种？8.利用极值法和概率法解装配尺寸链的区别在哪？应用概率法解装配尺寸链应注意些什么？各用于什么装配

6.3.5　装配方法的选择 9.查明习题图6-1所示立式铣床总装时，保证主轴回转轴线与工作台台面之间垂直度精度的装配尺寸链。10.习题图6-2所示，在溜板与床身装配前有关组成零件的尺寸分别为：A1=4-0．04mm，A2=3　0mm,A3=1+0．03mm,试计算装配后，溜板压板与床身下平面之间的间隙A∑＝？试分析当间隙在使用过程中，因导轨磨损而增大后如何解决？11.如习题图6-3所示之主轴部件，为保证弹性挡圈能顺利装入，要求保持轴向间隙为A∑＝+0．05mm。12.习题图6-4所示为键槽与键的装配尺寸结构。13.习题图6-5所示之蜗轮减速器，装配后要求蜗轮中心平面与蜗杆轴线偏移公差为±0.065mm。

6.3.5　装配方法的选择 14.习题图6-6所示齿轮箱部件，根据使用要求齿轮轴肩与轴承端面间的轴向间隙应在1～1.75mm范围内。15.习题图6-7所示为某一齿轮机构的局部装配图。16.习题图6-8所示为滑动轴承，轴承套零件图及其装配图。17.什么叫装配工艺规程？包括的内容是什么？有什么作用？18.制定装配工艺过程的原则及原始资料是什么？19.简述制定装配工艺的步骤是什么？20.保证产品精度的装配工艺方法有哪几种？各用在什么情况下?

1.什么叫机器装配？它包括哪些内容？在机器产品的生产中起什么作用？1.什么叫机器装配？它包括哪些内容？在机器产品的生产中起什么作用？

2.机器产品的质量是以什么综合评定的？其性能和技术指标是什么？2.机器产品的质量是以什么综合评定的？其性能和技术指标是什么？

3.机器产品的装配精度与零件的加工精度、装配工艺方法有什么关系？3.机器产品的装配精度与零件的加工精度、装配工艺方法有什么关系？

4.举例说明各种生产类型条件下，装配工作的特点是什么？4.举例说明各种生产类型条件下，装配工作的特点是什么？

5.什么叫装配尺寸链？它与一般尺寸链有什么不同？5.什么叫装配尺寸链？它与一般尺寸链有什么不同？

6.装配尺寸链如何查找？查找时应注意些什么？6.装配尺寸链如何查找？查找时应注意些什么？

7.装配尺寸链有什么用处？装配尺寸链的计算方法有几种？7.装配尺寸链有什么用处？装配尺寸链的计算方法有几种？

8.利用极值法和概率法解装配尺寸链的区别在哪？应用概率法解装配尺寸链应注意些什么？各用于什么装配8.利用极值法和概率法解装配尺寸链的区别在哪？应用概率法解装配尺寸链应注意些什么？各用于什么装配习题图　6-1

9.查明习题图6-1所示立式铣床总装时，保证主轴回转轴线与工作台台面之间垂直度精度的装配尺寸链。9.查明习题图6-1所示立式铣床总装时，保证主轴回转轴线与工作台台面之间垂直度精度的装配尺寸链。

第 6 章 机械加工表面质量