装配尺寸链.pptx
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1、4.4 装配尺寸链零件的精度机器质量的主要影响因素本节内容:1、装配精度:概念、装配精度和零件精装配精度:概念、装配精度和零件精度的关系、几何体现装配尺寸链度的关系、几何体现装配尺寸链2、装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立3、装配尺寸链的查找装配尺寸链的查找3、装配尺寸链的计算装配尺寸链的计算影响:机器的工作性能和工作寿命机器的工作性能和工作寿命装配精度:产品设计的重要环节、产品制造的难易产品设计的重要环节、产品制造的难易程度和经济程度程度和经济程度1、内容(1)配合精度和接触精度配合精度:配合面间达到规定的间隙或过盈的要求;配合面间达到规定的间隙或过盈的要求;如轴孔配合由如轴孔配合由GBGB规
2、定规定接触精度:配合表面、接触表面和连接表面达到规配合表面、接触表面和连接表面达到规定的接触面积大小与接触点分布的情况接触刚定的接触面积大小与接触点分布的情况接触刚度、配合质量度、配合质量一、装配精度尺寸精度:零部件间的距离精度零部件间的距离精度位置精度:平行、垂直、同轴度、各种跳动平行、垂直、同轴度、各种跳动床头和尾架的等高度主轴轴向跳动和轴肩支承面跳动主轴径向跳动(2)尺寸精度和位置精度相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度方向:相对运动时的直线度、平行度、垂直度:相对运动时的直线度、平行度、垂直度位置:传动精度:传动精度床鞍移动在水平
3、面内的直线度小刀架移动对主轴的垂直度相互关系:配合精度和接触精度是距离、位置精:配合精度和接触精度是距离、位置精度的基础;位置精度是相对运动精度的基础度的基础;位置精度是相对运动精度的基础(3)相对运动精度 零件精度特别是关键零件的精度直接影响装配精度零件精度特别是关键零件的精度直接影响装配精度溜板尾座2、装配精度和零件精度的关系(1)单件自保要保证尾座和溜板相要保证尾座和溜板相对运动时的平行度,对运动时的平行度,只要床身上的只要床身上的A A、B B导导轨的平行度满足要求轨的平行度满足要求即可由一个零件即可由一个零件的加工精度保证某项的加工精度保证某项装配精度。装配精度。(2)多件联保保证前
4、后两顶尖的等高性:两顶尖距离由床身、床头箱、尾架、垫板中的尺寸共同决定。大多数情况 装配时零件误差的累积会影响产品的装配精度:合理规定零件加工精度,使其累积不超过装配精度合理规定零件加工精度,使其累积不超过装配精度的规定范围。但零件的加工精度受到工艺条件、经的规定范围。但零件的加工精度受到工艺条件、经济性的限制,不能简单按装配精度要求进行加工,济性的限制,不能简单按装配精度要求进行加工,需要在装配时采用一定的工艺措施(如调整、修配)需要在装配时采用一定的工艺措施(如调整、修配),来保证装配精度。,来保证装配精度。产品的装配方法需根据产品的性能要求、生产类型和生产条件确定。不同的装配方法中,装配
5、精度和零件精度有不同的相互关系。使用尺寸链理论可以确定零件精度和装配精度之间的定量关系。二、装配尺寸链的建立1、基本概念装配尺寸链:在机器或部件的装配关系中,由相在机器或部件的装配关系中,由相关零件的尺寸或相互位置关系组成的尺寸链,称关零件的尺寸或相互位置关系组成的尺寸链,称为为装配尺寸链装配尺寸链。封闭环:最后或间接形成的尺寸或位置关系最后或间接形成的尺寸或位置关系(装配所需保证的装配所需保证的装配精度装配精度或技术要求)或技术要求)组成环:零件尺寸零件尺寸装配尺寸链示例A1A2A0装配尺寸链装配尺寸链分类四类四类(1)直线:长度、形位、配合(2)角度:角度、平行度、垂直度角度、平行度、垂直
6、度(3)平面:成角度关系布置的长度尺寸构成,成角度关系布置的长度尺寸构成,各环处于同一或彼此平行的平面内各环处于同一或彼此平行的平面内(4)空间尺寸链角度尺寸链角度尺寸链卧式车床小刀架移动对主轴轴线的垂直度:工件直径为200时,端面只允许凹0.015.2000.015主轴回转轴线与导轨的平行度小刀架导轨与床身导轨的垂直度封闭环平面尺寸链平面尺寸链车床溜板箱装在溜板下面:保证溜板箱齿轮O2和溜板横进给齿轮O1间的啮合间隙。组成环:X1、X2、Y1、Y2、两齿轮的分圆半径r1、r2封闭环:P0三、装配尺寸链查找1、查找:与工艺尺寸链的尺寸跟踪法类似与工艺尺寸链的尺寸跟踪法类似 从封闭环开始,以两端
7、为起点,从封闭环开始,以两端为起点,交汇,交汇装配尺寸链查找装配尺寸链查找应注意的问题(1)进行必要的简化:在保证装配精度的情况下,忽略影响小的因素。偏心和直线度对于精密装配,需要考虑。(2)“一件一环”:装配尺寸链的最短路线装配尺寸链的最短路线(环数最少环数最少)原则原则组成环数相关零、部件数每个相关的零部件只应有一个尺寸作每个相关的零部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链。为组成环列入装配尺寸链。组成环少,组成环分配的公差大装配尺寸链查找装配尺寸链查找应注意的问题(续)一件一环示例(3)多方向性:如果在不如果在不同位置方向都有装配精度同位置方向都有装配精度要求,在不同方向建立装要求,在
8、不同方向建立装配尺寸链配尺寸链蜗杆副传动结构:同时保证B0、C0、A0需在三个方向建立装配尺寸链装配尺寸链查找装配尺寸链查找应注意的问题(续)四、装配尺寸链解算装配方法与装配尺寸链的解算方法密切相关,装配方法不同,尺寸链的计算方法也不同。两种:正计算、反计算正计算、反计算 各零部件的基本尺寸及其偏差正计算反计算装配精度:尺寸、基本偏差4.5 保证装配精度的方法(解装配尺寸链)常用的达到装配精度的装配方法:互换法、互换法、分组装配法分组装配法(选择选择法)、修法)、修配法、调整法配法、调整法本节内容:掌握互换法、选择法、修配法与调整掌握互换法、选择法、修配法与调整装配法装配法 不同装配方法中装配
9、尺寸链的解算不同装配方法中装配尺寸链的解算 一、互换装配法一、互换装配法在装配过程中,零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。实质:用控制零件加工误差来保证装配精度。类型:根据零件的互换程度不同,互换法又可分为完全互换法和不完全互换法(部分互换法、大数互换法)(一)完全互换装配法定义:装配时各组成环不需挑选或改变其大小位置,装配后即能达到封闭环的公差要求(装配精度)。计算方法:极值法,与工艺尺寸链相同 封闭环的极值公差不大于其规定的公差反计算:各组成环公差的确定等公差法、等精度法组成环公差的调整原则:1)组成环为标准件尺寸(如轴承或弹性挡圈厚度)时,其公差值在相应标准中有规定,按规定执行;2
10、)组成环是几个尺寸链的公共环时,其公差值由其中要求最严的尺寸链先行确定,对其余尺寸链为确定值;3)尺寸相近、加工方法相同的组成环,其公差值相等4)难加工或难测量的组成环,其公差可取较大数值;反之,取较小数值。极限偏差确定:“入体原则”:1)外尺寸(如轴)基轴制;2)内尺寸(如孔)基孔制;3)中心距极限偏差对称分布。协调环:在确定极限偏差时,选定一个组成环,其公差与分布最后确定,以便与其他组成环协调满足装配精度要求。协调环的选取原则:1)不能选取标准件或公共环作为协调环;2)可选取易加工的零件为协调环,其公差从严,而将难加工零件公差从宽;3)可选取难加工的零件为协调环,公差从宽,而将易加工零件公
11、差从严。应用场合:大批量生产、装配质量稳定可靠调整法完全互换装配法实例例:车床主轴部件的局部装配图,要求装配后保证轴向间隙A00.10.35mm。已知各组成环的基本尺寸为:A1=43mm,A2=5mm,A3=30mm,A5=5mm,A4为标准件的尺寸,试按极值法求出各组成环的公差及上、下偏差。完全互换装配法实例解:(1)建立装配尺寸链,其中,增环:A1减环:A2,A3,A4,A5(2)确定各组成环的公差,组成环的平均极限公差(等公差值法)为:根据实际情况确定:T(A1)=T(A3)=0.06mm,T(A2)=T(A5)0.045mm,A4为标准件,即T(A4)0.04mm。以A3作为协调环,其
12、它各组成环按入体原则标注上、下偏差,即:A1(+)430.060A2(-)-50.045 0A4(-)-30.040A5(-)-50.045 0A3(-)-30 0.160.1N00.350.1(二)大数互换装配法定义:装配时各组成环不需挑选或改变其大小位置,装配后即能达到装配精度要求,但少数产品有出现废品的可能。计算方法:统计公差法正态分布:正态分布时相对分布系数反计算:反计算:“等公差法等公差法”各组成环的平均统计公各组成环的平均统计公差差m:组成环个数非正态分布:计算公式需要修正非正态分布:计算公式需要修正(二)大数互换装配法(续)特点:零件所规定的公差比完全互换法规定的公差大,有利于零
13、件的经济加工。但在装配时,应采取适当工艺措施,以便排除个别产品因超出公差而出现废品的可能性。只要放大组成环的公差所得到的经济效益超过为避免超差所采用的工艺措施的代价,就可以采用大数互换装配法。适用场合:大批量生产或生产节拍要求不是很严的成批生产、组成环数较多、装配精度要求较高前例:采用用不完全互换法确定各组成环的公差及其上、下偏差。解:装配尺寸链与前相同组成环的平均公差Tav为 以Tav作参考,根据实际情况确定T(A1)=0.15mm,T(A2)=T(A5)0.10mm,A4为标准件,即T(A4)0.04mm。选A3为协调环,其公差T(A3)可从下式算出。确定各组成环的上、下偏差。除协调环A3
14、以外,其它组成环均按入体原则标注,即:计算协调环A3的上、下偏差:根据公式计算协调环的中间偏差30.2250.075(0.05+30.020.05)30.03mm二、分组装配法(选择装配法)将尺寸链中组成环公差放大到经济可行的程度,然后选择合适的零件进行装配。适用场合:装配精度要求较高而组成环数又较少的成批或大批量生产形式:直接选配法、分组装配法、复合选配法复合选配法:在组内选择装配,分组装配法的补偿(一)直接装配法将相关零件的公差放大:从许多待装配的从许多待装配的零件中,直接选择合适的零件进行装配零件中,直接选择合适的零件进行装配依赖工人技术水平,装配时间不易把握,不能用于大批量生产,产生剩
15、余零件。(二)分组装配法分组互换法完全互换法和大数互换法中:在封闭环精度要求较高时,组成环公差很小,加工困难。定义:可将组成环公差增大至若干倍(一般为2倍),使组成环零件可以按经济精度进行加工,然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组,各对应组进行装配,同组零件具有互换性,并保证全部装配对象达到规定的装配精度,这就是分组法。实质:是零件按经济精度制造,公差适当放大,零件加工容易,按实际尺寸测量分组,对应组完全互换装配,达到装配精度要求。+0.1+0.1Xmax=0.2轴装配精度为0.2孔0.05+0.05分组装配精度为0.1例:分组提高装配精度+0.1+0.1+0.1Xmax=0.2Xmin=
16、0+0.2轴孔轴、孔的制造公差为0.1轴、孔的制造公差为0.2同方向放大1倍分组装配精度为0.2适用场合:大批量生产,组成环数少而装配精度要求高的偶件(合件)。如滚动轴承、活塞环、连杆与衬套、活塞与活塞销增加了测量分组和配套工作例:汽车发动机活塞、活塞销和连杆组装:活塞销与活塞销孔为过盈配合,活塞销与连杆小头孔为过盈配合。根据装配技术要求,活塞销孔直径D与活塞销直径d在冷态装配时,应有0.00250.0075mm的过盈量,即Ymin=Dmax-dmin=-0.0025mmYmax=Dmin-dmax=-0.0075mmT0=Ymin-Ymax=0.005mm(=Th+Ts)1活塞2连杆3活塞销
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