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河南科技大学教案首页
课程名称
机械制造工艺学
计划学时
2
授课章节
第七章：装配工艺基础；§7-1 概述；§7-2保证装配精度的装配方法；
教学目的和要求：
通过本次课的学习，让学生了解装配工艺基础；掌握保证装配精度的装配方法。
教学基本内容：
讲解装配工艺基础和保证装配精度的装配方法。
教学重点和难点：
保证装配精度的装配方法。
授课方式、方法和手段：
采用多媒体辅助教学手段讲授课程
作业与思考题：
1. 装配工作包括哪些主要内容？
2. 保证装配精度的方法有哪些？

说明：1．教案首页中各栏目内上下尺寸可自行调整。
2．教案首页后续页用河南科技大学教案专用纸书写，或使用A4纸打印。
4

第七章 装配工艺基础
第一节 概述
第二节 保证装配精度的装配方法
第三节 装配工艺规程
第四节 汽车装配工艺过程
第一节 概 述
一、装配的概念
任何机器都是由若干零件、组件和部件组成的。根据规定的装配精度要求，将零件结合成组件或部件，并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。
将零件与零件的组合过程称为组装，其成品为组件；将零件与组件的组合过程称为部装，其成品为部件；而将零件、组件和部件的组合过程称为总装，其成品为机器或产品。
第一节 概 述
二、装配工作的主要内容
1.清洗
进入装配的零件必须先进行清洗，以除去在制造、贮存、运输过程中所粘附的切屑、油脂、灰尘等。
部件或总成在运转磨合后也要清洗。清洗对于保证和提高装配质量、延长产品的使用寿命有着重要意义。
保证清洗的质量，主要靠合理选用清洗液、清洗方法及工艺参数，零件在清洗后，应具有一定的防锈能力。
2.平衡
旋转体的平衡是装配过程中一项重要工作。特别是对于转速高、运转平稳性要求高的机器，对其零、部件的平衡要求更为严格，平衡工作更为重要。
旋转体的平衡有静平衡和动平衡两种方法。对于盘状旋转体零件，如皮带轮、飞轮等，一般只进行静平衡，对于长度大的零件，如曲轴、传动轴等，必须进行动平衡。
旋转体内的不平衡质量可用加工去除法进行平衡，如钻、铣、磨、锉、刮等；也可用加配质量法进行平衡，如螺纹连接、铆接、补焊、胶接、喷涂等。
3.过盈连接
机器中的轴孔配合，有很多采用过盈连接。对于过盈连接件，在装配前应保持配合表面的清洁。
常用的过盈连接装配方法有压入法和热胀（或冷缩）法。压入法是在常温下将工件以一定压力压入装配，有时会把配合表面微观不平度挤平，影响过盈量。压入法适用于过盈量不大和要求不高的情况。重要的、精密的机械以及过盈量较大的连接处，常用热胀(或冷缩)法。即采用加热孔件或冷却轴件的办法，使得缩小过盈量或达到有间隙后进行装配。

4.螺纹连接
在汽车结构中广泛采用螺纹连接，对螺纹连接的要求是：
(1)螺栓杆部不产生弯曲变形，螺栓头部、螺母底面与被联接件接触良好。
(2)被联接件应均匀受压，互相紧密贴合，联接牢固。
(3)根据被联接件形状、螺栓的分布情况，按一定顺序逐次(一般为2～3次)拧紧螺母。
螺纹连接的质量，除受有关零件的加工精度影响外，与装配技术有很大关系。如拧紧的次序不对、施力不均等，零件将产生变形，降低装配精度，造成漏油、漏气、漏水等。运动部件上的螺纹连接，若拧紧力达不到规定数值，将会松动，影响装配质量，严重时会造成事故。因此，对于重要的螺纹连接，必须规定拧紧规程。
5.校正
所谓校正，是指各零部件本身或相互之间位置的找正及调整工作，这也是装配时常常要做的工作内容之一。
除上述装配工作的基本内容外，部件或总成以至整个产品装配中和装配后的检验、试运转、油漆、包装等也属于装配工作的内容，在编制装配工艺时，应充分考虑安排。
第二节 保证装配精度的装配方法
保证装配精度的方法主要有:
一．互换装配法
二．选择装配法
三、调整装配法
四、修配装配法
一．互换装配法
互换装配法是在装配时，各配合零件不经选择、调整或修理即可达到装配精度的方法。 互换装配法的实质就是通过控制零件的加工误差来保证装配精度。
采用互换装配法，有关零件的公差按下述两种原则来确定：
（1）各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。用公式表示如下
T0 ≥＝ T1＋T2＋…Tn (7-1)
式中，T0 是装配公差；Ti是各有关零件的制造公差；是组成尺寸链各有关零件数。
显然，在这种装配中，零件是可以完全互换的，因此又称为完全互换法。
（2）各有关零件公差值平方和的平方根小于或等于装配公差。用公式表示如下
T0 ≥ = (7-2)
显然，按式7-2计算时，与式7-1相比零件的公差可以放大一些，从而使加工变得容易而经济，同时仍能保证装配精度要求。但式7-2的应用是有条件的，由于其原理是根据概率理论，所以只适用于大批大量生产类型，当符合一定条件时，能够达到完全互换法的效果，否则，会使一部分装配达不到装配精度要求，此时称为不完全互换法（或大数互换装配法）。
完全互换装配法的优点是：可保证零、部件的互换性，便于组织专业化生产；备件供应方便；装配工作简单、经济，生产率高；便于组织流水装配及自动化装配，对装配工人的技术水平要求不高；易于扩大再生产。由于有这些优点，完全互换法成为保证装配精度的先进的装配方法，被广泛应用于各种生产类型的汽车装配中。
汽车的部件或总成的装配精度，是由设计人员根据其使用性能规定的。设计人员在绘制零件图时，必须合理地确定零件有关设计尺寸的公差和极限偏差，这种计算属于公差设计 计算。在公差设计计算时，由于组成环数目多于两个，所以式7-1为不定方程，其解不是唯一确定的。工程上确定组成环公差有相等公差法和相同等级法等多种方法，其中常用的是相等公差法。
相等公差法，是按照各组成环公差相等的原则来分配封闭环公差的方法，即假设各组成环公差相等，求出组成环平均公差。按极值法求得
＝ (7-3)
式中，是总环数（包括封闭环）；为封闭环公差。
采用相等公差法，虽然计算简便，但是它没有考虑各组成环的尺寸大小和获得尺寸精度的难易程度，因此各组成环公差规定相等的值是不合理的。通常，根据上述公式计算出后，按各组成环的尺寸大小和加工难易程度，将其公差适当调整。但调整后的各组成环公差之和仍不得大于封闭环要求的公差。此外，调整时还要考虑以下几点：
(1)轴承等标准件的尺寸公差，应采用其标准规定的数值；
(2)大尺寸或难加工的尺寸，公差应取较大值；反之，取较小值；
(3)调整后个组成环的公差值应尽可能符合国家标准《公差与配合》中的公差值；
(4)由于个组成环的公差采用标准公差值后，另一组成环公差就有可能不是标准公差值，这个组成环的公差值与其他各组成环公差协调，使组成环公差之和等于或小于封闭环要求的公差。协调环公差为
=- （7-4)
协调环的极限偏差，按计算极限偏差的公式——式6-6、式6-7或式6-13、式6-14计算。
例：图6-24b中的2）是汽车变速器第二轴上的三速齿轮组件装配尺寸链。为保证空套在二轴上的三速齿轮旋转灵活，规定轴向装配间隙为(0.1～0.5)mm（B0＝mm)。
已知二轴E和F两端面距离B8＝39mm，止推环宽度B13＝4mm，三速齿轮轮毂宽度B14＝35mm。试确定各组成环公差和极限偏差。
解：（1）验算各环基本尺寸
按式6-1得
＝〔39-(4+35)〕mm＝0 mm
(2)求各组成环平均公差
按式7-3计算各组成环平均公差为
＝= =0.133 mm
(3）调整各组成环公差
选择B8为协调环，调整B13、B14的公差为
= 0.075 mm()
=0.16 mm()
按式7-4计算协调环B8的公差为
=〔0.4-(0.075十0.16)〕mm= 0.165 （mm）
(4)确定各组成环极限偏差

偏差按“入体原则” 标注，组成环B13、B14的极限偏差分别为
0

B13＝ mm；B14＝ mm
按式6-6、式6-7计算协调环的极限偏差为

所以

一．互换装配法总结
在公差设计计算时，由于组成环数目多于两个，所以式7-1为不定方程，其解不是唯一的。工程上确定组成环公差有相等公差法和相同等级法等多种方法，其中常用的是相等公差法。
相等公差法，按极值法求得： = (7-3) 。

式中，n是总环数（包括封闭环）；TC0为封闭环公差。
采用相等公差法，虽然计算简便，但是它没有考虑各组成环的尺寸大小和获得尺寸精度的难易程度，通常，根据上述公式计算出后，将其n-2个公差适当调整。调整时还要考虑以下几点：
(1)轴承等标准件的尺寸公差，应采用其标准规定的数值；
(2)大尺寸或难加工的尺寸，公差应取较大值；反之，取较小值；
(3)调整后n-2个组成环的公差值应尽可能符合国家标准《公差与配合》中的公差值；
(4)由于n-2个组成环的公差采用标准公差值后，另一组成环公差就有可能不是标准公差值，这个组成环的公差值与其他各组成环公差协调，使组成环公差之和等于或小于封闭环要求的公差。协调环公差为
= - （7-4)
协调环的极限偏差，按计算极限偏差的公式——式6-6、式6-7或式6-13、式6-14计算。
二．选择装配法
选择装配法是在成批或大量生产中，将产品配合副经过选择进行装配，以达到装配精度的方法。
选择装配法按其形式不同可分为三种：
1.直接选配法
直接选配法即在装配时，由装配工人直接从待装配的零件中选择合适的零件进行装配，以满足装配精度的方法。如发动机活塞环的装配，为了避免在工作时，在环槽中卡死，装配工人凭经验直接挑选合适的活塞环进行装配，来保证装配精度。
这种装配方法的优点是简单，但装配质量在很大程度上取决于装配工人的技术水平，而且工时分配也不稳定，不适用于生产节拍要求严格的流水装配线
2.分组装配法
分组装配法是在成批或大量生产中，将产品各配合副的零件按实测尺寸分组，装配时按组进行互换装配以达到装配精度的方法。
分组装配法的优点是：降低了零件加工精度的要求，仍能获得很高的装配精度，同组内的零件具有完全互换的优点。它的缺点是：增加了零件的测量、分组工作，增加了零件存贮量，并使零件的贮存、运输工作复杂化。
分组装配法只适用于大批大量生产中，组成件数目少而装配精度要求高的场合。柴油机中的柱塞偶件、针阀偶件、出油阀偶件等精密偶件都采用分组装配法，大量生产的滚动轴承也采用此种装配法。
采用分组装配法时应注意如下事项：
(1)配合件的公差应相等，公差增大应同一方向，增大的倍数就是分组组数。
(2)配合件的表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求，不应随着配合件公差的放大而降低要求。
(3)保证零件分组装配中都能配套。若产生某一组零件过多或过少而无法配套时，必须采取措施，避免造成积压或浪费。
(4)所分组数不宜过多，以免管理复杂。
3.复合选配法
该种方法是上述两种方法的复合，即先把零件测量分组，装配时再在对应组零件中直接选择装配。
它吸取了前述两种选择装配法的优点，既能较快地选择合适的零件进行装配，又能达到理想的装配质量。发动机气缸孔与活塞的装配大都采用这种装配方法。

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机械制造工艺学
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2
授课章节
第七章：装配工艺基础；§7-2保证装配精度的装配方法（三、调整装配法）；§7-3 装配工艺规程；§7-4 汽车装配工艺过程；
教学目的和要求：
通过本次课的学习，让学生掌握保证装配精度的装配方法，了解装配工艺规程的概念和汽车的装配工艺过程。
教学基本内容：
讲解装配工艺基础和保证装配精度的装配方法和装配工艺规程的概念和汽车的装配工艺过程。
教学重点和难点：
保证装配精度的装配方法。
授课方式、方法和手段：
采用多媒体辅助教学手段讲授课程
作业与思考题：
1. 什么是装配工艺规程？

说明：1．教案首页中各栏目内上下尺寸可自行调整。
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三、调整装配法
调整装配法是用改变可调整零件的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的方法。
使用场合：对于组成件数比较多，而装配精度要求又高的场合，宜采用调整装配法。
根据调整件的不同，调整装配法又分以下两种：
1.可动调整装配法
可动调整装配法是用改变预先选定的可调整零件（一般为螺钉、螺母等）在产品中的相对位置来达到装配精度的要求。如图7-2所示，发动机的气门间隙就是通过调整螺钉来保证要求的。
2.固定调整装配法
固定调整装配法预先设置几档定尺寸调整件，在装配时根据需要选择相应尺寸的调整件装入，以达到所要求的装配精度。
汽车主减速器中主动锥齿轮啮合位置的调整，就是通过选用不同厚度的调整垫片来保证要求的。
固定调整装配法虽然多用了一个调整件，因而增加了部分调整工作量和一些机械加工量，但就保证整个汽车生产的装配质量来说，却是非常重要的，所以在汽车装配中被广泛采用。
采用固定调整法时的装配尺寸链计算：（自学）
调整装配法的优点是：能获得很高的装配精度；在采用可动调整时，可达到理想的精度，而且可以随时调整由于磨损、热变形或弹性变形等原因所引起的误差；零件可按加工经济精度确定公差。
它的缺点是：应用可动调整装配法时，往往要增大机构体积，当机构复杂时，计算繁琐，不易准确；应用固定调整装配法时，调整件需要准备几档不同的规格，增加了零件的数量，增加了制造费用；调整工作繁杂费工费时，装配精度在一定程度上依赖工人的技术水平。
四、修配装配法
修配装配法是指在装配时修去指定零件上预留的修配量以达到装配精度的方法。
修配装配法一般适用于精密配合偶件或产品产量小的场合。
采用修配装配法时，关键是正确选择补偿环和确定其尺寸及极限偏差。选择补偿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。
修配方式，常见的有以下三种。
(1)单件修配法。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，以满足装配精度的要求。
(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再进行加工修配。由于零件合并后再加工和装配，对号入座，给组织装配生产带来很多不便。这种方法多用于单件小批生产中。
(3)自身加工修配法。在机床制造中，有些装配精度要求较高，若单纯依靠限制各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，而且不易选择适当的修配件。此时，用自己加工自己的方法来保证这些装配精度更方便，这种装配法称自身加工法。如在牛头刨床总装后，用自刨的方法加工工作台面，可以较容易的保证滑枕运动方向与工作台面的平行度要求。
总的说来，因为汽车多是大批大量生产，所以修配装配法的应用不如前述三种装配方法广泛。
第三节 装配工艺规程
规定产品的装配工艺过程和装配方法的工艺文件的总和，称为装配工艺规程。它是指导装配工作的技术文件，也是制订装配生产计划和技术准备的依据。 装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、缩小装配占地面积和降低成本等都有重要的影响。
一、概述
二、装配工艺过程
一、 概述
1.制订装配工艺规程的基本原则
保证装配质量；劳动量尽量小；装配周期尽量短；占用的生产面积尽量小。
2.装配工艺规程的内容及制订的依据
装配工艺规程的内容包括：
(1)产品装配的工艺过程，包括装配工艺系统图、装配方法和工艺规程卡片； (2)装配的组织形式； (3)装配设备和工夹具； (4)各个装配工序的技术条件和检查方法； (5)制品的运输方法和运输工具。
制订装配工艺规程的依据即所需的原始资料为：
(1)产品装配图及重要件的零件图； (2)产品的技术条件； (3)生产纲领。
由产品特征及生产纲领大小决定装配的生产类型，不同生产类型的装配工作，具有不同的工艺特点，见表7-2。
3.制订装配工艺规程的步骤
(1)产品分析,分析其技术要求、尺寸链及结构工艺性；
(2)装配工艺过程的确定；
(3)装配组织形式的确定；
(4)编写装配工艺文件。
装配的组织形式一般分为固定式装配和移动式装配两种。固定式装配是在地面上或者在装配台架上进行，又可分为集中式和分散式两种。移动式装配在小车上或输送带上进行，分为连续移动和间歇移动两种。
二、装配工艺过程
1．划分装配单元 将产品划分为可进行独立装配的单元
2．选择装配基准 无论哪一级的装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作装配基准件。
3．确定装配顺序，绘制装配系统图（图7-5）

4．划分装配工序 装配顺序确定后，就可将装配工艺过程划分为若干工序。其主要工作如下：
(1)确定工序集中与分散的程度。
(2)划分装配工序，确定各工序的内容。
(3)制订工序的操作规范，如过盈配合所需的压力；变温装配的温度值；紧固螺栓联结的预紧扭矩；以及装配环境要求等。
(4)选择设备和工艺装备。若需要专用设备和工艺装备，则应提出设计任务书。
(5)制订各工序装配质量要求及检测项目。
(6)确定工时定额，并协调各工序内容。在大批大量生产时，要平衡工序的节拍，均衡生产，实现流水装配。
5.确定装配顺序应注意的事项
(1)预处理工序在前。
(2)先下后上。
(3)先内后外。
(4)先难后易。
(5)先进行能破坏后续工序装配质量的工序。
(6)及时安排检验工序。
(7)集中安排使用相同设备、工艺装备以及具有共同特殊环境的工序。
(8)处于基准件同一方位的装配工序应尽可能集中连续安排，以防止基准件的多次转位和翻身。
(9)电线、油(气)管路的安装应与相应工序同时进行，以防止零、部件的反复拆装。
(10)易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装，尽可能放在最后，以减少安全防护工作量，保证装配工作顺利完成。
第四节 汽车装配工艺过程
汽车总装配是将各种汽车零件、部件按一定的技术要求，通过各种手段进行组合、调试，最后成为性能合格的汽车的过程。国内各汽车制造厂汽车总装配的工艺过程大致可以分为装配、调整、路试、装箱、重修、入库等环节。
1.装配 按一定的技术要求，将各种汽车零件、部件进行组合装配 ，基本达到组合后的汽车可以行驶的过程。
2.调整 消除装配中暴露的质量问题，使整机、整车处于最佳工作状态。
3.路试 调整合格的汽车要经过3～5km的路面行驶试验，完成在实际运行情况下的各种试验以充分暴露质量问题，以便及时消除。
4.装箱 经过路试合格的汽车装配车箱，完成汽车的最终装配。
5.重修 如调整和路试中暴露出的质量问题，不能在其各自的生产节奏时间内消除，要进行重修。所谓重修，不是采用特殊工艺对有质量问题的零件或部件进行修复，一般都是更换新的零件或部件。
END
汽车装配后要进行路试。为解决由于汽车产量增加而带来的路试工作量增加的问题，有效监测产品质量，汽车制造厂引进了汽车检测线，通过该检测线的在线检查，基本能完成要求的路试项目。检测线主要检测项目为：汽车怠速排放物的检测；前轮左、右转向角的检测；前照灯光束的检测；前、后轮侧滑量的检测；前、后轮制动力的检测及走合试验等项目。检测线的所有检测数据由仪表显示，由微机处理并打印存档。