《机械制造技术基础》学习指导

衡措施。主要用于加工内外圆柱和圆锥面、回转成形面、螺纹表面及端面等。

(2)与机床主轴连接：径向尺寸较小的车床夹具通过锥柄与主轴锥孔直接连接、径向尺寸较大的车床夹具通过过渡盘与车床主轴前端连接

3．铣床夹具

(1)结构特点：由于铣削加工是不连续切削，容易引起冲击和振动，所以夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能，夹具本身要具有足够的强度和刚度，合理布置定位元件以尽量扩大主要支承面。此外，为提高夹紧刚度，必要时可采用辅助支承和浮动支承。主要用于加工平面、凹槽及各种成形表面

(2)定位键和对刀装置：定位键用于快速确定夹具在铣床工作台上的正确位置；对刀装置用于快速确定夹具与刀具的相对位置。

4．镗床夹具

(1)结构特点：通过镗套引导镗杆进行加工，采用双支承引导，其镗孔精度不受机床精度影响，用于加工精密孔或孔系

(2)镗模支架：单支承引导（单支承前引导、单支承后引导）、双支承引导（前后支承引导、双支承后引导）

(2)镗套：固定式镗套、回转式镗套

5．组合夹具：孔系组合夹具、槽系组合夹具

第六章 机械装配工艺基础

一、装配精度

1．装配：将若干个零件、合件、组件和部件结合成产品的过程称为装配。其中又可分为合件装配、组件装配、部件装配和总装配。

2．装配精度概念：由若干个相关的零件、合件、组件和部件装配成产品后实际达到的精度就是装配精度。该精度应根据产品的工作性能和使用要求来确定，并应达到规定的质量指标（国家标准、行业标准、企业标准）。

3．装配精度的内容：相互位置精度、相互运动精度、相互配合精度 4．装配精度与零件精度的关系

(1)任何机械产品都是由零件装配而成的，因此零件的加工精度必然会影响到产品的装配精度。 (2)产品中关键零件的加工精度直接决定了该产品的某项装配精度，称之为“单件自保”。 (3)当装配精度较高时，可以按经济加工精度来确定零件的加工精度，而在装配时采用一定的装配工艺措施（选配、修配、调整等）来保证产品的装配精度。

二、装配工艺规程设计步骤

1．研究产品的装配图及验收技术条件 2．确定装配方法与组织形式 3．划分装配单元，确定装配顺序 4．划分装配工序 5．编制装配工艺文件

三、获得装配精度的工艺方法

1．互换法

(1)完全互换法：装配中各零件不经任何选择、修配和调整就能保证全部产品装配合格，其特点一是被装配零件必须全部合格，二是装配中零件能完全互换。

(2)部分互换法：装配中各零件不经任何选择、修配和调整就能保证绝大部分产品装配合格，其特点一是被装配零件公差稍微扩大，二是装配后有极少数产品不合格。

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2．选配法

(1)概念：当被装配零件按经济加工精度制造而不能保证装配精度时，通过选择合适的零件进行装配来达到装配精度要求。

(2)方法：直接选配法、分组选配法、复合选配法

3．修配法：当被装配零件按经济加工精度制造而不能保证装配精度时，装配前在被装配零件中选择一个修配件，预先留有修配余量，装配时通过加工修配件尺寸来达到装配精度要求。

4．调整法

(1)概念：当被装配零件按经济加工精度制造而不能保证装配精度时，装配时通过调整其中一个零件位置或更换一个不同尺寸的零件来达到装配精度要求。

(2)方法：固定调整法、可动调整法、误差抵消调整法

5．装配方法选择原则：一般情况下，优先采用完全互换法；若生产批量大、组成环较多、装配精度较高时，可以采用部分互换法；若生产批量大、组成环较少、装配精度高时，可以采用分组互换法；上述方法不便于采用时，可以考虑用修配法或调整法装配。

第二部分 计算与分析

一、工艺尺寸链计算

实例1：参考教材例3.2(P139) 实例2：参考教材例3.3(P140)

二、加工质量统计分析

0.016实例3：磨削一批d = ?12??0.043mm的销轴，工件尺寸呈正态分布，工件平均尺寸x=11.974，均方根

偏差?=0.005，请分析该工序的加工质量，如何加以改进？ 解：

(1)绘制工件尺寸分布曲线示意图

已知工件尺寸呈正态公布，尺寸分散中心x=11.974，而公差带中心(dmax+dmin)/2=[(12-0.016)+ (12-0.043)]/2=11.9705，所以两个中心不重合，且向右偏移?；又因T=0.043-0.016=0.027，6? =6?0.005=0.03，所以6? > T，故可得到工件尺寸分布图示如下： x 0.5-0.49966

（不可修废品率） 0.5-0.4772（可修废品率）

F1 F2

△

T/2 T/2

dmin T/2+△ T/2-△

dmax

(2)计算合格率和废品率

已知T/2=0.027/2=0.0135，?=0.005，工件平均尺寸与公差带中心的偏移值： △=11.974-11.9705=0.0035，则

Z1?Z2?T2???T2????0.0135?0.0035?2，由查积分表可得：F1(Z1)=0.4772

0.0050.0135?0.0035?3.4，由查积分表可得：F2(Z2)=0.49966

0.00510

?

因Z2=3.4>3，可以认为F2(Z2) ≈ 0.5，则 合格率0.5+0.4772=97.72% 废品率0.5-0.4772=2.28% (3)计算工序能力系数

Cp=T/6?=0.027/(6?0.005)=0.9，属于三级，工艺能力不足，可能出现少量废品 (4)分析出现废品原因并提出改进方法

第一，工件尺寸呈正态分布，故而不存在变值系统误差。

第二，工件尺寸分布中心与公差带中心不重合，存在常值系统误差。由题意可知，其误差△是由砂轮调整引起的，应重新调整砂轮。由于尺寸分散中心大于公差带中心，故而应使砂轮向前移动△=0.0035。

第三，由于6? > T，存在较大的随机误差，应查找引起误差的主要原因，采取有效措施，减少

随机误差。

实例4：车削一批直径公差T=0.16的小轴，实际分布曲线接近于正态分布。其可修废品率为24%，

不可修废品率为2%，试求该工序所能达到的加工精度，并判断车刀的调整误差是多少？ 解：

(1)绘制工件尺寸分布曲线示意图 由于工件尺寸实际分布曲线接近正态分布曲线，但废品率24%+2%远超过0.27%，则表明6? > T；又因为可修废品率 > 不可修废品率，则表明实际分布曲线中心坐标值 > 公差带中心坐标值，且向右偏移?，据此可得到工件尺寸的分布示意图（参考上例图示）

(2)均方根误差?和偏移值?计算

由可修废品率24%，得F1=0.5-0.24=0.26 由不可修废品率2%，得F2=0.5-0.02=0.48

查积分表可得：Z1?T2???=0.71，Z2?T2???=2.05，从而可得：

??0.08???0.71???0.06? ??0.08???2.06??0.04??(3)工序加工精度与车刀调整误差

车削工序的加工精度为：6?=6?0.06=0.36(mm) 车刀的调整误差为：?=0.04(mm)

三、定位误差分析与计算

实例5：如图所示，采用V形块(α=90°)定位铣键槽，试计算工序尺寸H1、H2和H3的定位误差。 dmax

dmin

E1

E2

O1

B

O2

A1 C1 A2 C2

H3min △D3 H1max H1min H2min △D1 α 11 △D2 H2max H3max 解：

1．H1工序尺寸 (1)综合法：

在图示极限情况下，H1尺寸的最大变动量△D1=H1max-H1min=O1O2

因sin(α/2)=BO2/O1O2，则O1O2=BO2/sin(α/2)，故△D1=(dmax/2-dmin/2)/sin(α/2)=Td/(2sin(α/2)) (2)分解法：

①基准不重合误差：

工序基准相对于定位基准的最大变动量：O1A1-O2A2=BO2 BO2在加工尺寸方向上的投影：BO2cos(90°-α/2)=(Td/2)sin(α/2) ②基准位移误差：

工序基准的最大位移：A1A2=O1B=BO2/tg(α/2)=(Td/2)/tg(α/2) O1B在加工尺寸方向上的投影：(Td/2)/tg(α/2) ? cos(α/2) ③两项叠加：

TdTd??2?2?sin?cos???222tan?22sin2sin222Tdsin2?Tdcos2?Td(sin2?2?cos2?2sin?2)2?Td2sin?2

2．H2工序尺寸和H3工序尺寸（学生练习）

实例6：如图所示，在用V形块(α=90°)定位加工内孔的五种定位方案中，计算各尺寸的定位误差（不考虑夹具元件不准确带来的基准位移误差）。

d?Td/2 h3

h2 O O O

O1 O1 O1

α

(a) (b) (c)

h5

O1 O O O1

(d) (e)

解：

（a）h1工序尺寸

由实例5图可知，h1尺寸的最大变动量为△D2，则有

h1 h4 12

△Dh1=△D2=H2max-H2min=C1C2 =O1C2-O1C1= O1O2+O2C2-O1C1=

Td2sin?2?d?Td/2d?Td/2? 22????Td?1? =

??2??sin?1?2??（b）h2工序尺寸

△Dh3=0 （c）h3工序尺寸

△Dh3=

d?Td/2d?Td/2=Td/2 ?22（d）h4工序尺寸

由实例5图可知，h4尺寸的最大变动量为△D3，则有

△Dh4=△D3=H3max-H3min=E1E2 =O2E1-O2E2= O1O2+O1E1-O2E2=

Td2sin?2?d?Td/2d?Td/2? 22?Td?1=?1??2??sin2???? ???（e）h5工序尺寸

△Dh5=0

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