二、机械设备装配工艺基础
1、装配的概念
机械产品都是由若干个零件和部件组成的。按照规定的技术要求，将若干个零件接合
成部件或将若干个零件和部件接合成产品的劳动过程，称为装配。前者称为部件装配，后者
称为总装配。
机器的装配是整个机器制造过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验、
涂装、包装等工作。产品结构设计的正确性是保证产品质量的先决条件，零件的加工质量是
产品质量的基础，而产品的质量最终是通过装配工艺保证的。若装配不当，即使零件的制造
质量都合格，也不一定装配出合格的产品；反之，当零件的质量不十分良好，只要在装配中
采取合适的工艺措施，也能使产品达到或基本达到规定的要求。
2、 装配工作的基本内容
1） 清洗
机械产品的清洗有利于保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命，尤其是对于轴
承、密封件、相互接触或相互配合的表面以及有特殊清洗要求的零件，稍有杂物就会影响到
产品的质量。所以装配前对零件进行清洗是非常重要的一环。
零件的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。清洗液一般用煤油、汽油、碱
液及各种化学清洗液。此外，还应注意使清洗过的零件具有一定的中间防锈能力。
将两个或两个以上的零件结合在一起的工作称为联接。联接的方式一般有可拆卸和不
可拆卸两种。
常见的可拆卸连接有螺纹联接、键联接和销联接。其特点是相互联接的零件可多次拆
装且不损坏任何零件。其中用得最多的是螺纹联接，联接时应注意根据被联接零件的形状和
螺栓分布情况合理确定各2） 联接
螺栓的拧紧顺序且施力要均匀，以免引起被联接件的变形。对重要螺纹还要规定拧紧力矩的
大小，用指针式扭力扳手来拧紧。
常见的不可拆卸联接有过盈配合联接、焊接、铆接等，其共同特点是联接后就不再拆
开，若要拆开就会损坏某零件。其中过盈配合常用于轴与孔的联接，联接方法有压入法（用
于过盈量不太大时）、热胀法和冷缩法（用于过盈量较大或重要、精密的机械）。
3） 校正、调整与配作
在产品的装配过程中，尤其是在单件小批生产的情况下，某些装配精度要求并非是随
便把有关零件联接起来就能达到，还需要进行校正、调整或配作才行。
校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确定相关零件的相互位置
关系。校正时常用的工具有平尺、角尺、水平仪、光学准直仪以及相应的检验棒、过桥等。
调整就是调节相关零件的相互位置，除配合校正所作的调整之外，还有各运动副间隙
如轴承间隙、导轨间隙、齿轮齿条间隙等的调整。
4 ）平衡
对于转速高、运转平稳性要求高的机器（如精密磨床、内燃机、电动机等），为了防
止在使用过程中因旋转件质量不平衡产生的离心惯性力而引起振动，装配时必须对有关旋转
零件进行平衡，必要时还要对整机进行平衡。
平衡的方法分静平衡和动平衡，对于长度比直径小很多的圆盘类零件一般采用静平
衡，而对于长度较大的零件如机床主轴、电机转子等则要用动平衡。不平衡的质量可用以下
方法平衡：
（1）加重法 用补焊、粘接、螺纹连接等方法加配质量；
（2）减重法 用钻、锉、铣、磨等机加工方法去除质量；
（3）调节法 在预制的槽内改变平衡块的位置和数量。
5 ）验收试验
产品装配好后应根据其质量验收标准进行全面的验收试验，各项验收指标合格后才可
涂装、包装、出厂。各类机械产品不同，其验收技术标准也不同，验收试验的方法也就不同。
3、装配的组织形式
装配工作组织得好坏对装配效率的高低、装配周期的长短均大有影响，应根据产品的
结构特点、装配要求、产量大小等因素合理确定装配的组织形式。装配的组织形式有：
1） 固定式装配
固定式装配即产品固定在某一工作地装配。装配时产品不移动，对时间的限制较松，
校正、调整、配作较方便，但产品装配周期较长，效率较低，对工人的技术要求也较高。一
般用于单件小批生产的产品、机床等装配精度要求很高的产品、重型而不便移动的产品的装
配。
2） 移动式装配
移动式装配是在装配流水线上工作的，装配时产品在装配线上移动，有连续移动装配
和断续移动装配两种：连续移动装配时，工人边装配边随装配线走动，一个工位的装配工作
完成后立即返回原地；断续移动装配时，装配线每隔一定时间往前移动一步，将装配对象带
到下一工位。这种方法装配效率高，周期短，对工人的技术要求较低，但对每一工位的装配
时间有严格要求。常用于大批量生产装配流水线和自动线。
三、装配精度的概念
装配精度既是制订装配工艺规程的基础，也是合理地确定零件的尺寸公差和技术条件
的主要依据。
装配精度就是产品装配后的实际几何参数、工作性能与理想几何参数、工作性能的符
合程度。具体包括：
1 、距离精度 指相关零部件的距离尺寸精度。如车床床头和尾座两顶尖的的等高度要求，
此外，距离精度还包括配合面之间的配合间隙或过盈量、运动副的间隙要求如导轨间隙、齿
侧间隙等。
2 、位置精度 指相关零件之间的同轴、平行、垂直、各种跳动等精度要求。
3 、相对运动精度
指相对运动的零部件在运动方向和运动速度上的精度。运动方向上的精度主要是相对
运动部件之间的平行、垂直等，如车床主轴轴线对床鞍移动的平行度等。运动速度上的精度
是指内传动链的传动精度，即内传动链首末两端件的实际运动速度关系与理论值的符合程
度，如滚齿机主轴（滚刀）与工作台相对运动精度和车床车螺纹时的主轴与刀架移动的相对
运动精度等。
4、接触精度
指两相互接触、相互配合的表面接触点数和接触点分布情况与规定值的符合程度，如
导轨副的接触情况、齿轮副的接触斑点等要求
四、装配精度与零件精度的关系
机器是由许多零、部件装配而成的，零件的精度特别是关键零件的精度直接影响相应
的装配精度。零件的制造误差在装配后逐个累积成装配误差，若零件的加工精度很高，装配
后累积的误差就小，装配精度就高。反之，零件的加工精度较低，误差较大，是否装配精度
就一定不高呢？当各零件的误差累积超过规定的允许值时，可通过仔细的校正、调整、配作
等办法将超过部分的误差消除掉，同样可以装出高精度的产品。如车床主轴锥孔轴线与尾座
套筒锥孔轴线的等高度（A0）要求（图8-1）很高（0.06mm），而要使主轴箱1、尾座2及
底板3的有关尺寸A1、A3、A2的误差累积不大于0.06mm却很难加工、很不经济。此时可
通过在装配时适当地修配底板3来保证装配精度。
因此，一个产品的质量好坏取决于3个方面：一是产品结构设计的正确性；二是组成
零件的加工质量；三是装配质量。零件的加工精度是保证装配精度的基础，而装配精度并不
完全依赖于零件的加工精度，产品质量最终要通过装配工艺来保证。
图8-1 主轴与尾座套筒锥孔轴线等高度
1—主轴箱 2—尾座 3—尾座底板 4—床身
五、装配尺寸链
1） 装配尺寸链
在产品或部件的装配中，
由相关零件的有关尺寸或相互
位置关系组成的尺寸链称为装
配尺寸链。如图8-2的孔轴配
合关系中，孔径、轴径和配合
间隙三者就构成了一条装配尺
寸链。
图8-2 孔和轴的配合尺寸链
（1）装配尺寸链的特点
从图8-2可看出，装配尺寸链由组成环和封闭环组成的，组成环同样分为增环和减环，
其判断方法与工艺尺寸链相同，装配尺寸链同样具有封闭性和关联性。但装配尺寸链也有自
己的特点：
① 装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度要求。因为在装配前，各相
关零件均已加工好，而装配精度要求是装配后才最后获得的，属“间接得到”，所以为封闭环。
② 组成尺寸链的各尺寸分属于不同的零件或部件。
（2）装配尺寸链的分类
按照各环的几何特征和所处的空间位置，装配尺寸链可分为：
① 线性尺寸链 由相互平行的长度尺寸组成的尺寸链，所涉及的问题一般是距离
尺寸的精度问题。如图8-2的孔轴配合尺寸链。同轴度、对称度等定位性的位置精度相当于
基本尺寸等于零的尺寸，因此由这些精度项目组成的尺寸链也属于线性尺寸链。
② 角度尺寸链 由角度尺寸组成的尺寸链。平行度可看成是基本尺寸等于0°的
角度、垂直度可看成是基本尺寸等于90°的角度，因此，由平行度、垂直度等定向性的位
置精度组成的尺寸链也属于角度尺寸链。
如图8-3a所示的台式钻床，装配精度要求是主轴与工作台面的垂直度α0，与其相关的精度
是工作台面对立柱导轨面垂直度α2、主轴与立柱导轨面平行度α1。α0、α1、α2就构成
了角度尺寸链。
图8-3 台式钻床和角度尺寸链
a） 结构图 b）角度尺寸链 c）转化后的角度尺寸链
1—主轴箱 2—立柱 3—工作台
③ 平面尺寸链 由处于同一平面或相互平行的平面内、成角度关系的长度尺寸组成的
尺寸链。
④ 空间尺寸链 由位于三维空间的尺寸构成的尺寸链。在一般机器中较少见。
（3）装配尺寸链的建立
查找装配尺寸链可按以下步骤进行：
① 明确装配精度要求，从而确定封闭环。
② 以封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度要求的方向，以相邻零件装
配基准间的联系为线索，分别找出对该项装配精度有影响的相关零件，直到找到同一个基准
零件甚至同一基准表面为止，关键是要使整个尺寸链系统封闭。
在确定和查找尺寸链时应注意以下原则：
① 简化原则 在确定和查找装配尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可忽略那
些影响较小的次要因素，以使装配尺寸链的组成环适当简化。
② 最短路线原则 在组成装配尺寸链的有关零件中，应使每个零件以最少数量的尺
寸参加尺寸链。对于线性尺寸链来说，应是每个零件只能有一个尺寸参加装配尺寸链，在标
注零件尺寸时，应直接标出该尺寸。
为使装配尺寸链的环数最少，应仔细分析各有关零件装配基准的连接情况，选取对装
配精度有直接影响，且把前后相邻零件联系起来的尺寸或位置关系作组成环，这样与装配精
度有关的零件仅以一个组成环列入尺寸链，组成环的数目仅等于有关零件的数目，装配尺寸
链组成环的数目也就会最少
（4）装配尺寸链的计算
装配尺寸链的计算方法有极值法和概率法。由概率论表明，在正常生产的条件下加工
出来的一批零件中，绝大多数零件的尺寸都出现在其平均尺寸左右，只有极少数零件的尺寸
出现在其极限值附近,而且一个尺寸链中的每个零件的尺寸都正好处在极限尺寸的可能性更
小。下面介绍概率法：
① 计算公式
根据概率论的原理可知，在装配尺寸链中， 若各组成环尺寸符合正态分布，则装配
后形成的封闭环也符合正态分布。在各环均是正态分布的前提下，有：
To=
上式表明：当各组成环尺寸符合正态分布时，封闭环的公差等于各组成环公差的平方和的平
方根。当各组成环尺寸不符合正态分布时，
T=0
式中，Ki称为相对分散系数，它表明各种分布曲线的不同分布性质。Ki值可从有关资料查
取。
若各组成环公差相等，均等于平均公差Tm,则
Tm==o
由此可知，各组成环的平均偏差比极值法放大了 倍。m值愈大，Tm愈大。可见概率法
适用于环数较多的尺寸链。
各环的极限尺寸和上下偏差可按下式计算：
T ESLA=∆m+2
T EILA=∆m- 2
式中 Δm——平均偏差（mm）
六、保证产品装配精度的方法
在生产实践中，人们根据不同的产品结构、不同的生产类型和不同的装配要求创造了
许多巧妙的装配方法，这些装配方法可归纳为：互换法、选配法、调整法和修配法。
1） 互换法
互换法即零件的装配具有互换性，这种方法的实质就是直接靠零件的制造质量来保证
装配精度。根据装配尺寸链的计算方法不同，互换法又分为完全互换法和不完全互换法。
（1）完全互换法
每个零件装上后都能保证装配精度要求，因此称为完全互换法。其优点是：装配操作
简单、容易，装配生产率高，易于组织装配流水线和自动线；方便企业间的协作和用户维修。
缺点是对零件的加工精度要求较高，提高了加工成本。当组成环较多而装配精度要求有较高
时，会使零件的加工发生困难甚至是不可能实现。
完全互换法常用于装配精度不高的尺寸链或装配精度虽较高但组成环很少的尺寸链
中。在汽车、拖拉机、轴承、缝纫机、自行车及轻工家用产品中应用最为广泛。
完全互换法装配尺寸链的基本公式与前面工艺尺寸链的计算公式和方法相同。
（2）不完全互换法
若在确定各相关零件的尺寸公差和偏差时用概率法解装配尺寸链，就可保证按此法计
算出的尺寸偏差制造出来的绝大部分零件装上后都能保证装配精度要求，只有0.27%的可能
出现不合格的情况。因此称为不完全互换法。此法具有完全互换法的全部优点，同时还能使
零件的加工难度降低，从而降低了加工成本。不完全互换法用于大批大量生产中装配精度较
高而组成环又较多的场合。
例8-1 如图8-4所示为某轴与齿轮的装配图。轴固定不动，齿轮在轴上回转，要求保
证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.1～0.35mm。已知A1=30mm，A2=5mm，
A3=43mm， ，A5=5mm，现采用不完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限
偏差。
图8-4 齿轮与轴的装配关系
解 采用概率法计算其装配尺寸链
（1）计算封闭环的基本尺寸
封闭环的基本尺寸为
A0=A3-（A1+A2+A4+A5）=[43-（30+5+3+5）]mm=0
由计算可知，各组成环基本尺寸的已定数值无误。
（2）确定各组成环公差和极限偏差
认为该产品在大批量生产条件下，工艺过程稳定，向组成环尺寸趋近于正态分布，则
各组成环平均公差为
A3为一轴类零件，与其它组成环相比较难加工，现选择较难加工零件A3为协调环，根据
各组成环基本尺寸大小与零件加工难易程度，以平均公差为基础，确定各组成环公差及极限
偏差：
T1=0.14mm，T2=T5=0.08mm，T4=0.05mm
（标准件）
m
∆0=∆i=∆3-(∆1+∆2+∆4+∆5)（3）计算协调环公差和极限偏差
i=1
∆3=∆0+(∆1+∆2+∆4+∆5)= [0.225+(-0.07-0.04-0.025-0.04)]mm=0.05mm
协调环的中间偏差为
即：
T3= =0.16mm
协调环的上、下偏差为 ESA 3=∆3+T3/2=(0.05+0.16/2)mm=0.13mm
EIA3=∆3-T3/2=(0.05-0.16/2)mm=-0.03mm
+0.13A 所以，协调环 3 = 43 - 0.03 mm
最后可得各组成环为
00A1=300
-0.14mm,A2=A5=5-0.08mm,A4=3-0.05mm
2） 选配法
在成批或大量生产中，对于某些装配精度要求很高而组成环又较少的尺寸链，若用互
换法装配将使零件的加工很困难，此时可采用选配法。此法先将组成环零件的公差适当放大
到经济可行的程度，然后再通过选择合适零件进行装配的方法来保证装配精度。
（1）分组选配法
分组装配法又称分组互换法，顾名思义，零件只在本组内可以互换。其具体做法是：
将组成环的公差放大n倍，然后将加工后的零件按实测尺寸大小分成n组，按对应组进行装
配，这样大的配大的，小的配小的，照样能达到装配精度要求。
如图8-5所示的汽车发动机活塞销与活塞销孔的装配，要求冷态时的装配过盈量为0.0025～
0.0075mm，即封闭环A0=0 mm ，T0=0.005mm。若按极值法计算，可得：各环的平均
公差Tm=0.0025mm,轴径d=φ28 mm ,孔径D=φ28 mm。很难加工，不经济。
现将孔、轴尺寸往同方向放大4倍，得D=φ28 mm, 轴径d=φ28 mm，这样
活塞销可用无心磨、活塞销孔可用金刚镗的方法加工。加工后用精密量具测量销和销孔的实
际尺寸，按实测尺寸将活塞和活塞销分成4组，分别涂上不同颜色以便区分，见表8-1。
∑
图8-5 活塞与活塞销的配合
a）结构 b）公差带
1—活塞销 2—挡圈 3—活塞
表8-1 活塞销与活塞孔的分组尺寸 （单位：mm）
组别 活塞销直径
d=φ28 活塞孔直径 D=φ28
最小过盈 最大过盈 配合情况 标志颜色
Ⅰ d=φ28 D=φ28 -0.0025 -0.0075 浅蓝 Ⅱ d=φ28 D=φ28 红 Ⅲ d=φ28 D=φ28 白 Ⅳ d=φ28 D=φ28 黑
表中和图8-5b可以看出，各组的公差和配合性质均与原来的要求相同。
分组装配法的关键是保证分组后各对应组的配合性质和配合精度保持与原要求相同，同时要保证对应组相配件的数量配套。因此，应注意：
① 配合件的公差应相等，公差增大的方向应相同，放大的倍数就是分组数； ② 只能放大尺寸公差，形位公差和表面粗糙度值不能一同放大；
③ 应采取措施使配合件的尺寸分布为正态分布，以防止因同组相配件数量不配套而造成部分零件积压浪费。
④ 分组数不宜过多，一般分3～5组即可，以免造成保管、管理上的麻烦。
分组装配法虽然增加了测量、分组的工作量，但降低了零件的加工精度要求，从而降低了成本。
分组装配法适用于大批量生产的高精度少环尺寸链，多用于孔轴配合的情况。
（2）直接选配法
直接选配法的装配过程是由工人直接从许多待装零件中凭经验选择一个零件装上，再检测看是否达到装配精度要求，若没达到就再更换另一个零件。此法虽然省了零件分组的工序，免去了保管上的麻烦，但装配生产率低，装配时间不确定，装配质量取决于工人的技术水平，不利于实现流水作业和自动装配。
（3）复合选配法
复合选配法是上述两种方法的结合，即零件先分组，再在组内选配。这样，配合件的公差可以不等，装配质量较高，装配速度也较快，能满足一定的节拍要求。
3） 修配法
修配法是将装配尺寸链中的各组成环按照经济加工精度来制造，由此造成的累计误差过大则通过装配时再对某个环进行修配的办法来消除。按照修配方法不同，修配法又分为单件修配法、合并修配法和自身加工修配法。
（1）单件修配法
此法就是预先选定某个组成环零件作为修配环，对该零件预留修配余量，装配后根据
超差情况对该修配环进行补充加工以达到装配精度要求。为确保修配环有修配余量，必须通
过计算来确定修配环的尺寸和偏差。其计算方法如下：
①建立装配尺寸链
根据装配精度要求建立尺寸链，判断增、减环和封闭环；
②选择修配环
修配环的选择应满足以下要求：①便于拆装、易于修配。一般应选择形状较简单、修
配面积较小的零件。②尽量不选公共环。公共环是指那些同时参加了两条尺寸链以上的尺寸，
它的变化会同时引起几个封闭环的变化，因此尽量不要选它作为修配环。
③确定其他组成环的尺寸和偏差
按照经济加工精度和“入体”方向确定除修配环以外的其他组成环的公差和偏差。
④ 计算修配环尺寸和偏差
修配环的公差还是按照经济加工精度确定，其偏差则必须通过计算。为计算简便，一
般用极值法的计算公式。由于放大了组成环的公差，因此不能全部套用上下偏差（或最大、
最小值）的计算公式，只能选用其中之一，算出一个偏差，然后用加上或减去其公差的办法
求出另一偏差。
为保证有余量修配，应根据修配环修配时其尺寸是变大还是变小来选择先算上偏差还
是下偏差：若修配环尺寸是越修越小，则应保证该尺寸最小时，装上后不用修配就合格，所
以应先算下偏差。反之，若修配环尺寸越修越大，则应保证该尺寸最大时，装上后不用修配
就合格，所以应先算上偏差。
⑤ 校核修配环尺寸是否正确
按照算出的修配环尺寸计算实际封闭环的最大最小尺寸，看最小修配余量是否大于或
等于零和最大修配余量是否过大。
下面举例说明计算过程：
例8-2 如图8-1所示的车床主轴锥孔轴心线与尾座套筒锥孔轴心线的等高度尺寸链，要
求保证A0=0～0.06mm。已知A1=202mm,A2=46mm,A3=156mm,现用修配法保证装配精度，
请确定修配环及各环尺寸、偏差。
解：
1）建立装配尺寸链如图8-1b所示，其中A0是封闭环， A3、A2是增环，A1是减环。
因为 A0=A2 + A3－A1=（46+156－202）mm=0 mm
所以 A0=0 mm
2）选修配环 从图中可看出，尾座底板较小且易拆装，因此选为修配环，修配尺寸A2。
3）确定其它组成环的公差及偏差 根据经济加工精度取T1=0.1mm, T3=0.1mm,；因为A1、
A3均是轴线位置尺寸，故应标注为A1=202±0.05mm，A3=156±0.05mm
4）计算修配环尺寸A2 按精刨能达到的精度取T2=0.14mm。
修配底板时将使尺寸A2越修越小，应先计算其下偏差。
由 EIA0=EIA1+EIA2－ESA3
得 EIA2=EIA0－EIA1+ESA3=〔0－（-0.05）+0.05〕mm=0.10mm
所以 ESA2=EIA2+T2=（0.1+0.14）mm=0.24mm
所以 A2=46 mm
5）校核
A＇0max=A2max+A3max－A1min=（46.24+156.05－201.95）mm=0.34mm
A＇0min=A2min+A3min－A1max=（46.10+155.95－202.05）mm=0mm
与要求的A0比较可知，当A2和A3做得最小、A1做得最大时，刚好能保证装配要求而不
用修配；当A2和A3做的最大、A1做得最小时，可将A1修去（0.34－0.06）mm=0.28 mm
而达到装配要求。最大修配量就是0.28mm。
需要指出的是：
① 各组成环公差只要放大到能较经济地加工即可，不可放得太大，以免造成最大
修配量太大而增加装配的工作量。
② 上述算法是按照最小修配量等于0来计算的，若还需要一个最小修配量Zmin,
则可在算出的修配环尺寸上再加上（越修越小时）或减去（越修越大时）Zmin即可。
（2）合并加工修配法
此法是将两个或更多个零件合并或装配在一起加工，合并后的零件作为一个组成环进
入装配尺寸链，从而减少组成环数，有利于减少修配量。但经合并加工后的零件就不再具有
互换性，因此必须做好标记以免弄错。这就给装配和管理工作带来不便。
（3）自身加工修配法
此法即用封闭环的一端装上刀具去加工另一端，直接保证装配精度要求。这在机床的
装配中应用较多。如牛头刨床总装时，直接在其刀架上装上刨刀去精刨工作台面，从而直接
保证滑枕往复直线运动对工作台面的平行度。
修配法可用较低精度的零件装出较高精度的产品，但增加了装配工作量，对装配工人的要求
较高，装配精度与装配工人的技术水平关系较大。装配时间较长且不确定，不利于组织流水
作业和自动装配。因此常用于单件小批量生产中封闭环公差要求较严、组成环较少和成批生
产中封闭环公差要求较严、组成环较多的场合。
4） 调整法
调整法与修配法相似，同样是将装配尺寸链中的各组成环按照经济加工精度来制造，
由此造成的累计误差过大则通过装配时再对某个环的位置进行调整或更换某个环的零件的
办法来消除。因此，此法具有与修配法类似的特点。但与修配法相比，调整法较方便，花费
的时间较少，可用于节拍不是很严格的流水线装配；只是在结构上增加了调整机构或调整件，
造成产品结构不够紧凑。
根据调整方法的不同，又可分为可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法。
（1）可动调整法
此法即通过改变调整零件的位置来保证装配精度。此法调整过程中不需拆卸零件，调
整方便，能获得比较高的装配精度。同时，当产品在使用过程中因某些零件的磨损而使装配
精度下降时，可通过适当的调整来恢复原来的精度。因此，可动调整法在实际生产中应用较
广泛。如图8-6所示的数控机床滚珠丝杠的间隙调整机构，滚珠螺母2和5均由平键1限制
其转动，调整时松开锁紧螺母4，拧动调整螺母3即可使螺母5产生轴向移动，从而消除丝
杠螺母的间隙。
图8-6 可动调整机构
1—平键 2、5—滚珠螺母 3—调整螺母 4—锁紧螺
（2）固定调整法
固定调整法多用于大批量生产中。其方法是在装配尺寸链中选择或加入一个结构简单
的零件如垫片、垫圈、隔套等作为调节环，事先将该零件按一定尺寸间隔级别做成一组专门
零件，装配时根据具体情况选用其中某一级别的零件来做补偿，从而保证所需要的装配精度。
当产量大，装配精度要求高时，固定调整件还可以采用多件组合的方式。如预先将调
整垫做成不同的厚度（1、2、3、5、10mm等），再制作一些薄金属片（0.01、0.02、0.05、
0.10mm等），装配时根据尺寸组合原理把不同厚度的垫片组成不同的尺寸，以满足装配精
度的要求。这种调整方法更为简便，它在汽车、拖拉机生产中广泛应用。
（3）误差抵消调整法
误差抵消调整法是在装配过程中调整组成环误差的方向，使其误差得以正负抵消或转
移到对装配精度影响不大的方向上，以获得较高的装配精度的方法。此法的实质与可动调节
法类似。
5 ）装配方法的选择
上述各种方法各有优缺点，到底选哪种方法要看产品的结构特点、装配精度要求和生
产纲领等具体情况而定。选择装配方法的一般原则是：
⇒优先考虑完全互换法 ⎧组成环的加工经济可行⎪ ⎪产量大、组成环数多⇒不完全互换法
⎪
⎪⎪ ⎧⎧组成环数较少⇒分组装配法、复合选配法⎨ 成批大量生产⎨⎪⎪ ⎩组成环数较多⇒调整法⎪⎪装配精度要求较高⎨⎪ ⎪单件、中小批生产⇒⎧修配法⎪ ⎨⎪⎪⎩可动、误差抵消调整法⎩⎩
注意：装配方法的选择在产品的设计阶段就应确定。只有事先考虑好用什么装配方法来保证
装配精度，才能预留调节量、修配量；才能预先设计调整机构；才能正确标注各零件的尺寸
和偏差。
七、 制订装配工艺规程的基本原则和原始资料
1 、制订装配工艺规程的基本原则
（1）保证产品的装配质量，力求提高质量以延长产品的使用寿命。
（2）合理安排装配工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率。
（3）尽可能减少装配占地面积，提高单位面积的生产率，并力求降低装配成本。
2、 制订装配工艺规程所需的原始资料
（1）产品的总装图和部件装配图，必要时还应有重要零件的零件图。
（2）验收技术标准：它规定了产品性能的检验、试验工作的内容和方法。；
（3）产品的生产纲领。
（4）现有生产条件：包括本厂现有装配设备和工艺装备、工人技术水平、车间作业
面积等。
3 、装配工艺规程的内容
装配工艺规程的内容一般包括以下几方面：
（1）各零、部件的装配顺序、装配方法。
（2）装配的技术要求和检验方法。
（3）装配所需的夹具、工具和设备。
（4）装配的生产组织形式和运输方法、运输工具。
（5）装配工时定额。
八、制订装配工艺规程的方法步骤
1、 收集、研究原始资料
研究原始资料应从两方面着手：
（1）读图 弄明白产品或部件的具体结构、组成；各零件的装配关系和连接方法；
装配精度要求及设计人员打算用什么方法来保证这些要求的？
（2）审图 通过结构工艺性分析，看产品结构是否便于拆装、调试和维修；对装
配精度要求进行必要的精度校核。审图中若发现问题应及时与设计人员协商解决
2 、决定装配生产组织形式
根据产品的结构特点、生产纲领和现场生产条件选择适当的生产组织形式。
3、 划分装配单元
划分装配单元是制订装配工艺规程中非常重要的一步，只有将产品合理的分解为可单独装配的单元后，才能合理 安排装配顺序和划分装配工序，组织装配工作的平行、流水作业。这对于大批量生产尤为重要。
一般情况下，装配单元可分为5级：零件、合件、组件、部件和产品。如图8-7所示。
图8-7 装配单元的划分
（1）零件 产品制造的基本单元，也是组成产品的最基本的单元。大多数零件都先装成合件、组件和部件后才进入总装，只有少数零件直接进入总装。
（2）合件 若干个零件用不可拆卸联结法（如焊接等）装配在一起后的装配单元及利用“合并加工修配法”装配在一起的几个零件（如双联转子泵的内外转子、发动机连杆小头孔和衬套等）称为合件。
（3）组件 由一个或数个合件及零件组合成的相对较独立的组合体称为组件。如轴和装在该轴上的齿轮、轴承等都可看成是合件。
（4）部件 由若干零件、合件、组件组合而成，在产品中能完成一定的完整功能的独立单元称为部件。如车床的主轴箱、进给箱等。
4 、确定装配顺序
（1）选择装配基准件 无论哪一级装配单元，都要选定一个零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。其选择原则为：
① 基准件应是产品的基体或主干零部件。
② 基准件应有较大的体积和重量、有足够的支撑面以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定性要求。
③ 基准件的补充加工量应最少，尽可能不再有后续加工。
④ 基准件应有利于装配过程的检测、工序间的传递运输和翻身、转位等作业。
（2）确定装配顺序 在确定装配顺序时应遵循以下原则：
① 预处理工序先行，如零件的去毛刺、清洗、防锈、涂装、干燥等应先安排。 ② 先基础后其它，为使产品在装配过程中重心稳定，应先进行基础件的装配。 ③ 先精密后一般、先难后易、先复杂后简单，因为刚开始装配时基础件内的空间较大，比较好安装、调整和检测，因而也就比较容易保证装配精度。
④ 前后工序互不影响、互不妨碍，为避免前面工序妨碍后续工序的操作，应按“先里后外、先下后上”的顺序进行装配；应将易破坏装配质量的工序（如需要敲击、加压、加热等的装配）安排在前面，以免操作时破坏前工序的装配质量。
⑤类似工序、同方位工序集中安排，对使用相同工装、设备和具有共同特殊环境的工序应集中安排，以减少装配工装、设备的重复使用及产品的来回搬运。对处于同一方位的装配工序也应尽量集中安排，以防止基准件多次转位和翻转。
⑥电线、油（气）管路同步安装，为防止零部件反复拆装，在机械零件装配的同时应把需装入内部的各种油、气管、电线等也装进去。
⑦危险品最后，为安全起见，对易燃、易爆、易碎或有毒物质的安装应尽量放在最后。
为了清晰明了起见，常用装配系统图（图8-8）来反映装配单元的划分、装配顺序的安排和装配工艺方法。该图是装配工艺规程的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。对于单件小批生产或结构较简单、零部件较少的产品，常用此图来指导产品装配而不另外编写装配工艺卡；对于较复杂的产品，可分别绘制各装配单元的装配系统图后再根据此图进一步制订装配工艺卡。装配系统图的画法如下：
① 先画一条带箭头的较粗横线，起点是装配基准件，终点是装配后的成品。
② 按装配顺序从左向右依次引入需装入基准件的装配单元，零件画在横线的上方，合件、组件画在横线的下方。各零件或装成的组件、部件都用长方格表示，长方格的上方填写装配单元的名称，左下方填写装配单元的编号，右下方填写装配单元的件数。装配单元的编号必须和装配图中的编号一致。
③ 在适当的位置加注必要的工艺说明（如焊接、配刮、配钻、配铰、攻螺纹、检验、冷压、热压等）。
5 、划分装配工序
装配顺序确定后，还应将装配过程划分成若干装配工序，并确定工序内容、所用设备、工装和时间定额；制订各工序装配操作范围和规范（如过盈配合的压入方法、热胀法装配的加热温度、紧固螺栓的预紧扭矩、滚动轴承的预紧力等）；制定各工序装配质量要求及检测方法、检测项目等。在划分工序时要注意：
（1）流水线装配时，工序的划分要注意流水线的节拍，使每个工序花费的时间大致相等。
（2）组件的重要部分，在装配工序完成后必须加以检查，以保证质量。在重要而又复杂的装配工序中，用文字表达不甚明了的时候还需绘出局部的指导性图样
6 、编写装配工艺卡和工序卡
成批生产时，通常制订部件及总装的装配工艺卡，在工艺卡上只写明工序顺序、简要工序内容、所需设备、工装名称及编号、工人技术等级和时间定额即可。重要工序则应制订相应的装配工序卡。
大批大量生产时，不仅要制定装配工艺卡，还需为每个工序制订装配工序卡，详细说明工序的工艺内容并画出局部指导性装配简图。
7 、制订装配检验与试验规范
产品总装完毕后，应根据产品的技术性能和验收技术标准进行验收，因此需要制定检验与试验规范，主要内容包括：
（1）检测和试验的项目及质量标准。
（2）检测和试验方法、条件与环境。
（3）检测和试验所需工装的选择与设计。
（4）质量问题的分析方法和处理措施。
二、机械设备装配工艺基础
1、装配的概念
机械产品都是由若干个零件和部件组成的。按照规定的技术要求，将若干个零件接合
成部件或将若干个零件和部件接合成产品的劳动过程，称为装配。前者称为部件装配，后者
称为总装配。
机器的装配是整个机器制造过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验、
涂装、包装等工作。产品结构设计的正确性是保证产品质量的先决条件，零件的加工质量是
产品质量的基础，而产品的质量最终是通过装配工艺保证的。若装配不当，即使零件的制造
质量都合格，也不一定装配出合格的产品；反之，当零件的质量不十分良好，只要在装配中
采取合适的工艺措施，也能使产品达到或基本达到规定的要求。
2、 装配工作的基本内容
1） 清洗
机械产品的清洗有利于保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命，尤其是对于轴
承、密封件、相互接触或相互配合的表面以及有特殊清洗要求的零件，稍有杂物就会影响到
产品的质量。所以装配前对零件进行清洗是非常重要的一环。
零件的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。清洗液一般用煤油、汽油、碱
液及各种化学清洗液。此外，还应注意使清洗过的零件具有一定的中间防锈能力。
将两个或两个以上的零件结合在一起的工作称为联接。联接的方式一般有可拆卸和不
可拆卸两种。
常见的可拆卸连接有螺纹联接、键联接和销联接。其特点是相互联接的零件可多次拆
装且不损坏任何零件。其中用得最多的是螺纹联接，联接时应注意根据被联接零件的形状和
螺栓分布情况合理确定各2） 联接
螺栓的拧紧顺序且施力要均匀，以免引起被联接件的变形。对重要螺纹还要规定拧紧力矩的
大小，用指针式扭力扳手来拧紧。
常见的不可拆卸联接有过盈配合联接、焊接、铆接等，其共同特点是联接后就不再拆
开，若要拆开就会损坏某零件。其中过盈配合常用于轴与孔的联接，联接方法有压入法（用
于过盈量不太大时）、热胀法和冷缩法（用于过盈量较大或重要、精密的机械）。
3） 校正、调整与配作
在产品的装配过程中，尤其是在单件小批生产的情况下，某些装配精度要求并非是随
便把有关零件联接起来就能达到，还需要进行校正、调整或配作才行。
校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确定相关零件的相互位置
关系。校正时常用的工具有平尺、角尺、水平仪、光学准直仪以及相应的检验棒、过桥等。
调整就是调节相关零件的相互位置，除配合校正所作的调整之外，还有各运动副间隙
如轴承间隙、导轨间隙、齿轮齿条间隙等的调整。
4 ）平衡
对于转速高、运转平稳性要求高的机器（如精密磨床、内燃机、电动机等），为了防
止在使用过程中因旋转件质量不平衡产生的离心惯性力而引起振动，装配时必须对有关旋转
零件进行平衡，必要时还要对整机进行平衡。
平衡的方法分静平衡和动平衡，对于长度比直径小很多的圆盘类零件一般采用静平
衡，而对于长度较大的零件如机床主轴、电机转子等则要用动平衡。不平衡的质量可用以下
方法平衡：
（1）加重法 用补焊、粘接、螺纹连接等方法加配质量；
（2）减重法 用钻、锉、铣、磨等机加工方法去除质量；
（3）调节法 在预制的槽内改变平衡块的位置和数量。
5 ）验收试验
产品装配好后应根据其质量验收标准进行全面的验收试验，各项验收指标合格后才可
涂装、包装、出厂。各类机械产品不同，其验收技术标准也不同，验收试验的方法也就不同。
3、装配的组织形式
装配工作组织得好坏对装配效率的高低、装配周期的长短均大有影响，应根据产品的
结构特点、装配要求、产量大小等因素合理确定装配的组织形式。装配的组织形式有：
1） 固定式装配
固定式装配即产品固定在某一工作地装配。装配时产品不移动，对时间的限制较松，
校正、调整、配作较方便，但产品装配周期较长，效率较低，对工人的技术要求也较高。一
般用于单件小批生产的产品、机床等装配精度要求很高的产品、重型而不便移动的产品的装
配。
2） 移动式装配
移动式装配是在装配流水线上工作的，装配时产品在装配线上移动，有连续移动装配
和断续移动装配两种：连续移动装配时，工人边装配边随装配线走动，一个工位的装配工作
完成后立即返回原地；断续移动装配时，装配线每隔一定时间往前移动一步，将装配对象带
到下一工位。这种方法装配效率高，周期短，对工人的技术要求较低，但对每一工位的装配
时间有严格要求。常用于大批量生产装配流水线和自动线。
三、装配精度的概念
装配精度既是制订装配工艺规程的基础，也是合理地确定零件的尺寸公差和技术条件
的主要依据。
装配精度就是产品装配后的实际几何参数、工作性能与理想几何参数、工作性能的符
合程度。具体包括：
1 、距离精度 指相关零部件的距离尺寸精度。如车床床头和尾座两顶尖的的等高度要求，
此外，距离精度还包括配合面之间的配合间隙或过盈量、运动副的间隙要求如导轨间隙、齿
侧间隙等。
2 、位置精度 指相关零件之间的同轴、平行、垂直、各种跳动等精度要求。
3 、相对运动精度
指相对运动的零部件在运动方向和运动速度上的精度。运动方向上的精度主要是相对
运动部件之间的平行、垂直等，如车床主轴轴线对床鞍移动的平行度等。运动速度上的精度
是指内传动链的传动精度，即内传动链首末两端件的实际运动速度关系与理论值的符合程
度，如滚齿机主轴（滚刀）与工作台相对运动精度和车床车螺纹时的主轴与刀架移动的相对
运动精度等。
4、接触精度
指两相互接触、相互配合的表面接触点数和接触点分布情况与规定值的符合程度，如
导轨副的接触情况、齿轮副的接触斑点等要求
四、装配精度与零件精度的关系
机器是由许多零、部件装配而成的，零件的精度特别是关键零件的精度直接影响相应
的装配精度。零件的制造误差在装配后逐个累积成装配误差，若零件的加工精度很高，装配
后累积的误差就小，装配精度就高。反之，零件的加工精度较低，误差较大，是否装配精度
就一定不高呢？当各零件的误差累积超过规定的允许值时，可通过仔细的校正、调整、配作
等办法将超过部分的误差消除掉，同样可以装出高精度的产品。如车床主轴锥孔轴线与尾座
套筒锥孔轴线的等高度（A0）要求（图8-1）很高（0.06mm），而要使主轴箱1、尾座2及
底板3的有关尺寸A1、A3、A2的误差累积不大于0.06mm却很难加工、很不经济。此时可
通过在装配时适当地修配底板3来保证装配精度。
因此，一个产品的质量好坏取决于3个方面：一是产品结构设计的正确性；二是组成
零件的加工质量；三是装配质量。零件的加工精度是保证装配精度的基础，而装配精度并不
完全依赖于零件的加工精度，产品质量最终要通过装配工艺来保证。
图8-1 主轴与尾座套筒锥孔轴线等高度
1—主轴箱 2—尾座 3—尾座底板 4—床身
五、装配尺寸链
1） 装配尺寸链
在产品或部件的装配中，
由相关零件的有关尺寸或相互
位置关系组成的尺寸链称为装
配尺寸链。如图8-2的孔轴配
合关系中，孔径、轴径和配合
间隙三者就构成了一条装配尺
寸链。
图8-2 孔和轴的配合尺寸链
（1）装配尺寸链的特点
从图8-2可看出，装配尺寸链由组成环和封闭环组成的，组成环同样分为增环和减环，
其判断方法与工艺尺寸链相同，装配尺寸链同样具有封闭性和关联性。但装配尺寸链也有自
己的特点：
① 装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度要求。因为在装配前，各相
关零件均已加工好，而装配精度要求是装配后才最后获得的，属“间接得到”，所以为封闭环。
② 组成尺寸链的各尺寸分属于不同的零件或部件。
（2）装配尺寸链的分类
按照各环的几何特征和所处的空间位置，装配尺寸链可分为：
① 线性尺寸链 由相互平行的长度尺寸组成的尺寸链，所涉及的问题一般是距离
尺寸的精度问题。如图8-2的孔轴配合尺寸链。同轴度、对称度等定位性的位置精度相当于
基本尺寸等于零的尺寸，因此由这些精度项目组成的尺寸链也属于线性尺寸链。
② 角度尺寸链 由角度尺寸组成的尺寸链。平行度可看成是基本尺寸等于0°的
角度、垂直度可看成是基本尺寸等于90°的角度，因此，由平行度、垂直度等定向性的位
置精度组成的尺寸链也属于角度尺寸链。
如图8-3a所示的台式钻床，装配精度要求是主轴与工作台面的垂直度α0，与其相关的精度
是工作台面对立柱导轨面垂直度α2、主轴与立柱导轨面平行度α1。α0、α1、α2就构成
了角度尺寸链。
图8-3 台式钻床和角度尺寸链
a） 结构图 b）角度尺寸链 c）转化后的角度尺寸链
1—主轴箱 2—立柱 3—工作台
③ 平面尺寸链 由处于同一平面或相互平行的平面内、成角度关系的长度尺寸组成的
尺寸链。
④ 空间尺寸链 由位于三维空间的尺寸构成的尺寸链。在一般机器中较少见。
（3）装配尺寸链的建立
查找装配尺寸链可按以下步骤进行：
① 明确装配精度要求，从而确定封闭环。
② 以封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度要求的方向，以相邻零件装
配基准间的联系为线索，分别找出对该项装配精度有影响的相关零件，直到找到同一个基准
零件甚至同一基准表面为止，关键是要使整个尺寸链系统封闭。
在确定和查找尺寸链时应注意以下原则：
① 简化原则 在确定和查找装配尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可忽略那
些影响较小的次要因素，以使装配尺寸链的组成环适当简化。
② 最短路线原则 在组成装配尺寸链的有关零件中，应使每个零件以最少数量的尺
寸参加尺寸链。对于线性尺寸链来说，应是每个零件只能有一个尺寸参加装配尺寸链，在标
注零件尺寸时，应直接标出该尺寸。
为使装配尺寸链的环数最少，应仔细分析各有关零件装配基准的连接情况，选取对装
配精度有直接影响，且把前后相邻零件联系起来的尺寸或位置关系作组成环，这样与装配精
度有关的零件仅以一个组成环列入尺寸链，组成环的数目仅等于有关零件的数目，装配尺寸
链组成环的数目也就会最少
（4）装配尺寸链的计算
装配尺寸链的计算方法有极值法和概率法。由概率论表明，在正常生产的条件下加工
出来的一批零件中，绝大多数零件的尺寸都出现在其平均尺寸左右，只有极少数零件的尺寸
出现在其极限值附近,而且一个尺寸链中的每个零件的尺寸都正好处在极限尺寸的可能性更
小。下面介绍概率法：
① 计算公式
根据概率论的原理可知，在装配尺寸链中， 若各组成环尺寸符合正态分布，则装配
后形成的封闭环也符合正态分布。在各环均是正态分布的前提下，有：
To=
上式表明：当各组成环尺寸符合正态分布时，封闭环的公差等于各组成环公差的平方和的平
方根。当各组成环尺寸不符合正态分布时，
T=0
式中，Ki称为相对分散系数，它表明各种分布曲线的不同分布性质。Ki值可从有关资料查
取。
若各组成环公差相等，均等于平均公差Tm,则
Tm==o
由此可知，各组成环的平均偏差比极值法放大了 倍。m值愈大，Tm愈大。可见概率法
适用于环数较多的尺寸链。
各环的极限尺寸和上下偏差可按下式计算：
T ESLA=∆m+2
T EILA=∆m- 2
式中 Δm——平均偏差（mm）
六、保证产品装配精度的方法
在生产实践中，人们根据不同的产品结构、不同的生产类型和不同的装配要求创造了
许多巧妙的装配方法，这些装配方法可归纳为：互换法、选配法、调整法和修配法。
1） 互换法
互换法即零件的装配具有互换性，这种方法的实质就是直接靠零件的制造质量来保证
装配精度。根据装配尺寸链的计算方法不同，互换法又分为完全互换法和不完全互换法。
（1）完全互换法
每个零件装上后都能保证装配精度要求，因此称为完全互换法。其优点是：装配操作
简单、容易，装配生产率高，易于组织装配流水线和自动线；方便企业间的协作和用户维修。
缺点是对零件的加工精度要求较高，提高了加工成本。当组成环较多而装配精度要求有较高
时，会使零件的加工发生困难甚至是不可能实现。
完全互换法常用于装配精度不高的尺寸链或装配精度虽较高但组成环很少的尺寸链
中。在汽车、拖拉机、轴承、缝纫机、自行车及轻工家用产品中应用最为广泛。
完全互换法装配尺寸链的基本公式与前面工艺尺寸链的计算公式和方法相同。
（2）不完全互换法
若在确定各相关零件的尺寸公差和偏差时用概率法解装配尺寸链，就可保证按此法计
算出的尺寸偏差制造出来的绝大部分零件装上后都能保证装配精度要求，只有0.27%的可能
出现不合格的情况。因此称为不完全互换法。此法具有完全互换法的全部优点，同时还能使
零件的加工难度降低，从而降低了加工成本。不完全互换法用于大批大量生产中装配精度较
高而组成环又较多的场合。
例8-1 如图8-4所示为某轴与齿轮的装配图。轴固定不动，齿轮在轴上回转，要求保
证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.1～0.35mm。已知A1=30mm，A2=5mm，
A3=43mm， ，A5=5mm，现采用不完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限
偏差。
图8-4 齿轮与轴的装配关系
解 采用概率法计算其装配尺寸链
（1）计算封闭环的基本尺寸
封闭环的基本尺寸为
A0=A3-（A1+A2+A4+A5）=[43-（30+5+3+5）]mm=0
由计算可知，各组成环基本尺寸的已定数值无误。
（2）确定各组成环公差和极限偏差
认为该产品在大批量生产条件下，工艺过程稳定，向组成环尺寸趋近于正态分布，则
各组成环平均公差为
A3为一轴类零件，与其它组成环相比较难加工，现选择较难加工零件A3为协调环，根据
各组成环基本尺寸大小与零件加工难易程度，以平均公差为基础，确定各组成环公差及极限
偏差：
T1=0.14mm，T2=T5=0.08mm，T4=0.05mm
（标准件）
m
∆0=∆i=∆3-(∆1+∆2+∆4+∆5)（3）计算协调环公差和极限偏差
i=1
∆3=∆0+(∆1+∆2+∆4+∆5)= [0.225+(-0.07-0.04-0.025-0.04)]mm=0.05mm
协调环的中间偏差为
即：
T3= =0.16mm
协调环的上、下偏差为 ESA 3=∆3+T3/2=(0.05+0.16/2)mm=0.13mm
EIA3=∆3-T3/2=(0.05-0.16/2)mm=-0.03mm
+0.13A 所以，协调环 3 = 43 - 0.03 mm
最后可得各组成环为
00A1=300
-0.14mm,A2=A5=5-0.08mm,A4=3-0.05mm
2） 选配法
在成批或大量生产中，对于某些装配精度要求很高而组成环又较少的尺寸链，若用互
换法装配将使零件的加工很困难，此时可采用选配法。此法先将组成环零件的公差适当放大
到经济可行的程度，然后再通过选择合适零件进行装配的方法来保证装配精度。
（1）分组选配法
分组装配法又称分组互换法，顾名思义，零件只在本组内可以互换。其具体做法是：
将组成环的公差放大n倍，然后将加工后的零件按实测尺寸大小分成n组，按对应组进行装
配，这样大的配大的，小的配小的，照样能达到装配精度要求。
如图8-5所示的汽车发动机活塞销与活塞销孔的装配，要求冷态时的装配过盈量为0.0025～
0.0075mm，即封闭环A0=0 mm ，T0=0.005mm。若按极值法计算，可得：各环的平均
公差Tm=0.0025mm,轴径d=φ28 mm ,孔径D=φ28 mm。很难加工，不经济。
现将孔、轴尺寸往同方向放大4倍，得D=φ28 mm, 轴径d=φ28 mm，这样
活塞销可用无心磨、活塞销孔可用金刚镗的方法加工。加工后用精密量具测量销和销孔的实
际尺寸，按实测尺寸将活塞和活塞销分成4组，分别涂上不同颜色以便区分，见表8-1。
∑
图8-5 活塞与活塞销的配合
a）结构 b）公差带
1—活塞销 2—挡圈 3—活塞
表8-1 活塞销与活塞孔的分组尺寸 （单位：mm）
组别 活塞销直径
d=φ28 活塞孔直径 D=φ28
最小过盈 最大过盈 配合情况 标志颜色
Ⅰ d=φ28 D=φ28 -0.0025 -0.0075 浅蓝 Ⅱ d=φ28 D=φ28 红 Ⅲ d=φ28 D=φ28 白 Ⅳ d=φ28 D=φ28 黑
表中和图8-5b可以看出，各组的公差和配合性质均与原来的要求相同。
分组装配法的关键是保证分组后各对应组的配合性质和配合精度保持与原要求相同，同时要保证对应组相配件的数量配套。因此，应注意：
① 配合件的公差应相等，公差增大的方向应相同，放大的倍数就是分组数； ② 只能放大尺寸公差，形位公差和表面粗糙度值不能一同放大；
③ 应采取措施使配合件的尺寸分布为正态分布，以防止因同组相配件数量不配套而造成部分零件积压浪费。
④ 分组数不宜过多，一般分3～5组即可，以免造成保管、管理上的麻烦。
分组装配法虽然增加了测量、分组的工作量，但降低了零件的加工精度要求，从而降低了成本。
分组装配法适用于大批量生产的高精度少环尺寸链，多用于孔轴配合的情况。
（2）直接选配法
直接选配法的装配过程是由工人直接从许多待装零件中凭经验选择一个零件装上，再检测看是否达到装配精度要求，若没达到就再更换另一个零件。此法虽然省了零件分组的工序，免去了保管上的麻烦，但装配生产率低，装配时间不确定，装配质量取决于工人的技术水平，不利于实现流水作业和自动装配。
（3）复合选配法
复合选配法是上述两种方法的结合，即零件先分组，再在组内选配。这样，配合件的公差可以不等，装配质量较高，装配速度也较快，能满足一定的节拍要求。
3） 修配法
修配法是将装配尺寸链中的各组成环按照经济加工精度来制造，由此造成的累计误差过大则通过装配时再对某个环进行修配的办法来消除。按照修配方法不同，修配法又分为单件修配法、合并修配法和自身加工修配法。
（1）单件修配法
此法就是预先选定某个组成环零件作为修配环，对该零件预留修配余量，装配后根据
超差情况对该修配环进行补充加工以达到装配精度要求。为确保修配环有修配余量，必须通
过计算来确定修配环的尺寸和偏差。其计算方法如下：
①建立装配尺寸链
根据装配精度要求建立尺寸链，判断增、减环和封闭环；
②选择修配环
修配环的选择应满足以下要求：①便于拆装、易于修配。一般应选择形状较简单、修
配面积较小的零件。②尽量不选公共环。公共环是指那些同时参加了两条尺寸链以上的尺寸，
它的变化会同时引起几个封闭环的变化，因此尽量不要选它作为修配环。
③确定其他组成环的尺寸和偏差
按照经济加工精度和“入体”方向确定除修配环以外的其他组成环的公差和偏差。
④ 计算修配环尺寸和偏差
修配环的公差还是按照经济加工精度确定，其偏差则必须通过计算。为计算简便，一
般用极值法的计算公式。由于放大了组成环的公差，因此不能全部套用上下偏差（或最大、
最小值）的计算公式，只能选用其中之一，算出一个偏差，然后用加上或减去其公差的办法
求出另一偏差。
为保证有余量修配，应根据修配环修配时其尺寸是变大还是变小来选择先算上偏差还
是下偏差：若修配环尺寸是越修越小，则应保证该尺寸最小时，装上后不用修配就合格，所
以应先算下偏差。反之，若修配环尺寸越修越大，则应保证该尺寸最大时，装上后不用修配
就合格，所以应先算上偏差。
⑤ 校核修配环尺寸是否正确
按照算出的修配环尺寸计算实际封闭环的最大最小尺寸，看最小修配余量是否大于或
等于零和最大修配余量是否过大。
下面举例说明计算过程：
例8-2 如图8-1所示的车床主轴锥孔轴心线与尾座套筒锥孔轴心线的等高度尺寸链，要
求保证A0=0～0.06mm。已知A1=202mm,A2=46mm,A3=156mm,现用修配法保证装配精度，
请确定修配环及各环尺寸、偏差。
解：
1）建立装配尺寸链如图8-1b所示，其中A0是封闭环， A3、A2是增环，A1是减环。
因为 A0=A2 + A3－A1=（46+156－202）mm=0 mm
所以 A0=0 mm
2）选修配环 从图中可看出，尾座底板较小且易拆装，因此选为修配环，修配尺寸A2。
3）确定其它组成环的公差及偏差 根据经济加工精度取T1=0.1mm, T3=0.1mm,；因为A1、
A3均是轴线位置尺寸，故应标注为A1=202±0.05mm，A3=156±0.05mm
4）计算修配环尺寸A2 按精刨能达到的精度取T2=0.14mm。
修配底板时将使尺寸A2越修越小，应先计算其下偏差。
由 EIA0=EIA1+EIA2－ESA3
得 EIA2=EIA0－EIA1+ESA3=〔0－（-0.05）+0.05〕mm=0.10mm
所以 ESA2=EIA2+T2=（0.1+0.14）mm=0.24mm
所以 A2=46 mm
5）校核
A＇0max=A2max+A3max－A1min=（46.24+156.05－201.95）mm=0.34mm
A＇0min=A2min+A3min－A1max=（46.10+155.95－202.05）mm=0mm
与要求的A0比较可知，当A2和A3做得最小、A1做得最大时，刚好能保证装配要求而不
用修配；当A2和A3做的最大、A1做得最小时，可将A1修去（0.34－0.06）mm=0.28 mm
而达到装配要求。最大修配量就是0.28mm。
需要指出的是：
① 各组成环公差只要放大到能较经济地加工即可，不可放得太大，以免造成最大
修配量太大而增加装配的工作量。
② 上述算法是按照最小修配量等于0来计算的，若还需要一个最小修配量Zmin,
则可在算出的修配环尺寸上再加上（越修越小时）或减去（越修越大时）Zmin即可。
（2）合并加工修配法
此法是将两个或更多个零件合并或装配在一起加工，合并后的零件作为一个组成环进
入装配尺寸链，从而减少组成环数，有利于减少修配量。但经合并加工后的零件就不再具有
互换性，因此必须做好标记以免弄错。这就给装配和管理工作带来不便。
（3）自身加工修配法
此法即用封闭环的一端装上刀具去加工另一端，直接保证装配精度要求。这在机床的
装配中应用较多。如牛头刨床总装时，直接在其刀架上装上刨刀去精刨工作台面，从而直接
保证滑枕往复直线运动对工作台面的平行度。
修配法可用较低精度的零件装出较高精度的产品，但增加了装配工作量，对装配工人的要求
较高，装配精度与装配工人的技术水平关系较大。装配时间较长且不确定，不利于组织流水
作业和自动装配。因此常用于单件小批量生产中封闭环公差要求较严、组成环较少和成批生
产中封闭环公差要求较严、组成环较多的场合。
4） 调整法
调整法与修配法相似，同样是将装配尺寸链中的各组成环按照经济加工精度来制造，
由此造成的累计误差过大则通过装配时再对某个环的位置进行调整或更换某个环的零件的
办法来消除。因此，此法具有与修配法类似的特点。但与修配法相比，调整法较方便，花费
的时间较少，可用于节拍不是很严格的流水线装配；只是在结构上增加了调整机构或调整件，
造成产品结构不够紧凑。
根据调整方法的不同，又可分为可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法。
（1）可动调整法
此法即通过改变调整零件的位置来保证装配精度。此法调整过程中不需拆卸零件，调
整方便，能获得比较高的装配精度。同时，当产品在使用过程中因某些零件的磨损而使装配
精度下降时，可通过适当的调整来恢复原来的精度。因此，可动调整法在实际生产中应用较
广泛。如图8-6所示的数控机床滚珠丝杠的间隙调整机构，滚珠螺母2和5均由平键1限制
其转动，调整时松开锁紧螺母4，拧动调整螺母3即可使螺母5产生轴向移动，从而消除丝
杠螺母的间隙。
图8-6 可动调整机构
1—平键 2、5—滚珠螺母 3—调整螺母 4—锁紧螺
（2）固定调整法
固定调整法多用于大批量生产中。其方法是在装配尺寸链中选择或加入一个结构简单
的零件如垫片、垫圈、隔套等作为调节环，事先将该零件按一定尺寸间隔级别做成一组专门
零件，装配时根据具体情况选用其中某一级别的零件来做补偿，从而保证所需要的装配精度。
当产量大，装配精度要求高时，固定调整件还可以采用多件组合的方式。如预先将调
整垫做成不同的厚度（1、2、3、5、10mm等），再制作一些薄金属片（0.01、0.02、0.05、
0.10mm等），装配时根据尺寸组合原理把不同厚度的垫片组成不同的尺寸，以满足装配精
度的要求。这种调整方法更为简便，它在汽车、拖拉机生产中广泛应用。
（3）误差抵消调整法
误差抵消调整法是在装配过程中调整组成环误差的方向，使其误差得以正负抵消或转
移到对装配精度影响不大的方向上，以获得较高的装配精度的方法。此法的实质与可动调节
法类似。
5 ）装配方法的选择
上述各种方法各有优缺点，到底选哪种方法要看产品的结构特点、装配精度要求和生
产纲领等具体情况而定。选择装配方法的一般原则是：
⇒优先考虑完全互换法 ⎧组成环的加工经济可行⎪ ⎪产量大、组成环数多⇒不完全互换法
⎪
⎪⎪ ⎧⎧组成环数较少⇒分组装配法、复合选配法⎨ 成批大量生产⎨⎪⎪ ⎩组成环数较多⇒调整法⎪⎪装配精度要求较高⎨⎪ ⎪单件、中小批生产⇒⎧修配法⎪ ⎨⎪⎪⎩可动、误差抵消调整法⎩⎩
注意：装配方法的选择在产品的设计阶段就应确定。只有事先考虑好用什么装配方法来保证
装配精度，才能预留调节量、修配量；才能预先设计调整机构；才能正确标注各零件的尺寸
和偏差。
七、 制订装配工艺规程的基本原则和原始资料
1 、制订装配工艺规程的基本原则
（1）保证产品的装配质量，力求提高质量以延长产品的使用寿命。
（2）合理安排装配工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率。
（3）尽可能减少装配占地面积，提高单位面积的生产率，并力求降低装配成本。
2、 制订装配工艺规程所需的原始资料
（1）产品的总装图和部件装配图，必要时还应有重要零件的零件图。
（2）验收技术标准：它规定了产品性能的检验、试验工作的内容和方法。；
（3）产品的生产纲领。
（4）现有生产条件：包括本厂现有装配设备和工艺装备、工人技术水平、车间作业
面积等。
3 、装配工艺规程的内容
装配工艺规程的内容一般包括以下几方面：
（1）各零、部件的装配顺序、装配方法。
（2）装配的技术要求和检验方法。
（3）装配所需的夹具、工具和设备。
（4）装配的生产组织形式和运输方法、运输工具。
（5）装配工时定额。
八、制订装配工艺规程的方法步骤
1、 收集、研究原始资料
研究原始资料应从两方面着手：
（1）读图 弄明白产品或部件的具体结构、组成；各零件的装配关系和连接方法；
装配精度要求及设计人员打算用什么方法来保证这些要求的？
（2）审图 通过结构工艺性分析，看产品结构是否便于拆装、调试和维修；对装
配精度要求进行必要的精度校核。审图中若发现问题应及时与设计人员协商解决
2 、决定装配生产组织形式
根据产品的结构特点、生产纲领和现场生产条件选择适当的生产组织形式。
3、 划分装配单元
划分装配单元是制订装配工艺规程中非常重要的一步，只有将产品合理的分解为可单独装配的单元后，才能合理 安排装配顺序和划分装配工序，组织装配工作的平行、流水作业。这对于大批量生产尤为重要。
一般情况下，装配单元可分为5级：零件、合件、组件、部件和产品。如图8-7所示。
图8-7 装配单元的划分
（1）零件 产品制造的基本单元，也是组成产品的最基本的单元。大多数零件都先装成合件、组件和部件后才进入总装，只有少数零件直接进入总装。
（2）合件 若干个零件用不可拆卸联结法（如焊接等）装配在一起后的装配单元及利用“合并加工修配法”装配在一起的几个零件（如双联转子泵的内外转子、发动机连杆小头孔和衬套等）称为合件。
（3）组件 由一个或数个合件及零件组合成的相对较独立的组合体称为组件。如轴和装在该轴上的齿轮、轴承等都可看成是合件。
（4）部件 由若干零件、合件、组件组合而成，在产品中能完成一定的完整功能的独立单元称为部件。如车床的主轴箱、进给箱等。
4 、确定装配顺序
（1）选择装配基准件 无论哪一级装配单元，都要选定一个零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。其选择原则为：
① 基准件应是产品的基体或主干零部件。
② 基准件应有较大的体积和重量、有足够的支撑面以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定性要求。
③ 基准件的补充加工量应最少，尽可能不再有后续加工。
④ 基准件应有利于装配过程的检测、工序间的传递运输和翻身、转位等作业。
（2）确定装配顺序 在确定装配顺序时应遵循以下原则：
① 预处理工序先行，如零件的去毛刺、清洗、防锈、涂装、干燥等应先安排。 ② 先基础后其它，为使产品在装配过程中重心稳定，应先进行基础件的装配。 ③ 先精密后一般、先难后易、先复杂后简单，因为刚开始装配时基础件内的空间较大，比较好安装、调整和检测，因而也就比较容易保证装配精度。
④ 前后工序互不影响、互不妨碍，为避免前面工序妨碍后续工序的操作，应按“先里后外、先下后上”的顺序进行装配；应将易破坏装配质量的工序（如需要敲击、加压、加热等的装配）安排在前面，以免操作时破坏前工序的装配质量。
⑤类似工序、同方位工序集中安排，对使用相同工装、设备和具有共同特殊环境的工序应集中安排，以减少装配工装、设备的重复使用及产品的来回搬运。对处于同一方位的装配工序也应尽量集中安排，以防止基准件多次转位和翻转。
⑥电线、油（气）管路同步安装，为防止零部件反复拆装，在机械零件装配的同时应把需装入内部的各种油、气管、电线等也装进去。
⑦危险品最后，为安全起见，对易燃、易爆、易碎或有毒物质的安装应尽量放在最后。
为了清晰明了起见，常用装配系统图（图8-8）来反映装配单元的划分、装配顺序的安排和装配工艺方法。该图是装配工艺规程的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。对于单件小批生产或结构较简单、零部件较少的产品，常用此图来指导产品装配而不另外编写装配工艺卡；对于较复杂的产品，可分别绘制各装配单元的装配系统图后再根据此图进一步制订装配工艺卡。装配系统图的画法如下：
① 先画一条带箭头的较粗横线，起点是装配基准件，终点是装配后的成品。
② 按装配顺序从左向右依次引入需装入基准件的装配单元，零件画在横线的上方，合件、组件画在横线的下方。各零件或装成的组件、部件都用长方格表示，长方格的上方填写装配单元的名称，左下方填写装配单元的编号，右下方填写装配单元的件数。装配单元的编号必须和装配图中的编号一致。
③ 在适当的位置加注必要的工艺说明（如焊接、配刮、配钻、配铰、攻螺纹、检验、冷压、热压等）。
5 、划分装配工序
装配顺序确定后，还应将装配过程划分成若干装配工序，并确定工序内容、所用设备、工装和时间定额；制订各工序装配操作范围和规范（如过盈配合的压入方法、热胀法装配的加热温度、紧固螺栓的预紧扭矩、滚动轴承的预紧力等）；制定各工序装配质量要求及检测方法、检测项目等。在划分工序时要注意：
（1）流水线装配时，工序的划分要注意流水线的节拍，使每个工序花费的时间大致相等。
（2）组件的重要部分，在装配工序完成后必须加以检查，以保证质量。在重要而又复杂的装配工序中，用文字表达不甚明了的时候还需绘出局部的指导性图样
6 、编写装配工艺卡和工序卡
成批生产时，通常制订部件及总装的装配工艺卡，在工艺卡上只写明工序顺序、简要工序内容、所需设备、工装名称及编号、工人技术等级和时间定额即可。重要工序则应制订相应的装配工序卡。
大批大量生产时，不仅要制定装配工艺卡，还需为每个工序制订装配工序卡，详细说明工序的工艺内容并画出局部指导性装配简图。
7 、制订装配检验与试验规范
产品总装完毕后，应根据产品的技术性能和验收技术标准进行验收，因此需要制定检验与试验规范，主要内容包括：
（1）检测和试验的项目及质量标准。
（2）检测和试验方法、条件与环境。
（3）检测和试验所需工装的选择与设计。
（4）质量问题的分析方法和处理措施。