第6章机器的装配工艺

1第6章机器装配MachineAssembling本章主要内容：装配方法、装配尺寸链、装配工艺规程制定、自动装配。26.1机械装配概述（IntroductiontoMachineAssembling）机器装配机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。3机器装配基本作业：机器装配精度：清洗连接校正、调整与配作平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度4机器装配精度分析回转台床鞍升降台αPα0αTαRαS图6-1卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度因素零件的加工精度（与多个零件精度有关，图6-1）装配方法与装配技术零件间的接触质量力、热、内应力引起的零件变形旋转零件的不平衡5装配工艺系统图为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（图6-2)基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件图6-2机器装配系统示意图6套件与组件示例图6-3套件和组件示例a）套件b）组件7生产规模装配方法与组织形式自动化程度特点单件生产手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装配夹具、模具和各种工具，可分部件装配和总装配，也可组成装配对象固定而装配工人流动的流水线手工为主，部分使用工具和夹具有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多；工作台位之间一般不用机械化输送成批生产轻型产品每个工人只完成一部分工作，装配对象用人工依次移动（可带随行夹具），装备按装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动成批或大批生产一种或几种相似装配对象专用流水线，有周期性间歇移动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高大批大量生产半自动或全自动装配线，半自动装配线部分上下料和装配工作采用人工方法半自动、全自动装配生产率高，质量稳定，产品变动灵活性差，装备费用昂贵表6-1装配组织形式的选择与比较86.2装配工艺规程设计ProcessPlanningofAssembling9一、装配工艺规程制定原则1、装配工艺规程及其重要性将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程。它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。102、制定装配工艺规程的原则保证产品装配质量选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件注意采用和发展新工艺、新技术11二、装配工艺规程的设计步骤研究产品装配图和验收条件确定装配方法和装配组织形式划分装配单元——将产品划分为部件、组件和套件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面12确定装配顺序——在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上划分装配工序编制装配工艺文件136.3装配方法与装配尺寸链AssemblingMethodsandAssemblingDimensionalChain14一、装配精度和装配尺寸链1、装配精度零、部件间的尺寸精度零、部件间的相对运动精度零、部件间的相互接触精度影响车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A1A2A3152、装配尺寸链尺寸链中全部组成环由不同零件的设计尺寸形成。装配尺寸链按各环特征可分为：直线、角度、平面和空间尺寸链四种。装配尺寸链的建立确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。16装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则：组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。相应地，应将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上。又称一件一环原则。3、装配尺寸链的分析17（1）等公差法：将封闭环的公差平均分配给各组成环：Tk=T0/n尺寸链反计算中的公差分配特点：计算简便；当各组成环的基本尺寸相近，加工方法相同时，优先考虑该种方法的采用。（2）等精度法：按等精度原则来分配封闭环公差。即认为各组成环公差具有相同的公差等级，按此计算出公差等级系数，再求出各组成环公差。4、装配尺寸链的计算：装配尺寸链的计算有正向和反向计算两种。18（3）实际可行性分配法：先按实际可行（参考经济加工精度）拟定各组成环的公差，然后校核是否满足，若满足，则确定所分配的公差，反之，提高组成环的加工精度。注意：标准件的尺寸公差大小和偏差不能变更。01TTnkkA1=25(+0.084)mm,A2=20±0.065mm,A3=5±0.006mm,试校核装配间歇A0能否得到保证。例1：尺寸链正向计算应用实例：图示为车床溜板部位的局部装配简图。装配间隙A0=0.005～0.025mm,其余各组成环尺寸及偏差为：19解：（1）作尺寸链图，判断各环性质。A0A1A2A320（4）结论：根据设计要求判断，其间隙不能得到保证。（2）根据装配间隙A0=0.005～0.025mm及各组成环尺寸及偏差为：mmA155.0071.000（3）验算结果：A1=25(+0.084)mm,A2=20±0.065mm,A3=5±0.006mm,对封闭环的基本尺寸及公差进行验算。mmA005.0025.000（5）产生原因：组成环公差不合理。T0=0.02T’0=0.22621图示为发动机曲轴轴颈局部装配图。设计要求轴向装配间隙，试确定曲轴轴颈长度A1=43.5mm，前后止推垫片厚度A2=A4=2.5mm，轴承宽度A3=38.5mm等尺寸的上、下偏差。05.025.000AA0A2A3A4A1解：（1）作尺寸链图例2：尺寸链反向计算应用实例：22（2）较核各基本尺寸:（3）确定各组成环尺寸公差及偏差。A0=A1-（A2+A3+A4）=43.5-(2.5+38.5+2.5)=01）按等公差法计算TK:Tk=0.25-0.05/4=0.05mm2）确定协调环及其余各环公差:选择A1为协调环根据各环加工难易程度调整其余各环公差，并按“入体原则”安排各环的偏差：3）计算A1协调环的偏差：A4=A2=2.5-0.04mm，A3=38.5-0.07mmmmA05.010.05.43123装配方法工艺特点适用范围表6-2常用装配方法及其适用范围完全互换法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大数互换法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分组选配法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修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调节法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二、常用装配方法241、互换装配法1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值。封闭环公差的分配原则：011TTnii采用完全互换装配法时，装配尺寸链采用极值法计算。即尺寸链各组成环公差之和应小于封闭环公差（即装配精度要求）：（1）完全互换装配法2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定。253）在确定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按实际加工可能性分配法等。4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸。5）应使组成环尺寸的公差值和分布位置符合《公差与配合》国家标准的规定，以便于组织生产。26装配质量稳定可靠；装配过程简单、生产率高；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和零.部件的协作与专业化生产；有利于产品的维护和各、部件的更换。完全互换装配方法的特点：这种装配方法常用于高精度少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的大批大量生产装配中。27【解】图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.1～0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30,A2=5,A3=43,（标准件），A5=5。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例6-3】A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配040.053A1）建立装配尺寸链（图6-4）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为：T1=T2=T3=T4=T5=（0.35-0.1）/5=0.05考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：T4=0.05,T1=0.06,T3=0.1,T2=T5=0.02，，283）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：，，除协调环以外各组成环公差按入体标注：040.053A0.10003020.210.0643,5,30AAA计算协调环偏差：由式（5-23），得到：EI5=-0.12,ES5=-0.1最后可确定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配29不完全互换法的实质是放宽尺寸链各组成环的公差，以利于零件的经济加工。其装配特点与完全互换装配法相同，但由于零件所规定的公差要比完全互换法所规定的大，会有极少可能使封闭环的公差超出规定的范围，从而产生极少量的不合格产品。（2）不完全互换法(大数互换法）：大数互换法是以概率论为理论根据的。在正常生产条件下加工零件时，零件获得极限尺寸的可能性是较小的，大多数零件的尺寸处于公差带范围的中间部分。而在装配时，各零、部件的误差恰好都处于极限尺寸的情况更为少见。因此，在尺寸链环数较多，封闭环精度又要求较高时，使用概率法计算更为合理。30采用概率法计算装配尺寸链：22221120nniITTTTT采用不完全互换法解算尺寸链时，其封闭环公差分配原则同完全互换法一致。31同例6-3，用大数互换法计算【例6-4】【解】A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配尺寸链A4为标准尺寸，公差确定：T4=0.05（1）确定各组成环的公差A1、A2、A5公差取经济公差：T1=0.1,T2=T5=0.025320.135003020.0210.143,5,30AAA（2）确定各组成环的偏差取k=1.4，将T1、T2、T4、T5及T0值代入，可求出：T3=0.13522222012345TkTTTTT根据公式有：取A5为协调环，A4标准尺寸的公差带位置确定：040.053A除协调环外各组成环公差入体标注：33于是有：0.057550.08254.930