机械装配工艺

第5章机械装配工艺本章要点:•装配工艺及其与机械加工工艺的关系;•保证装配精度的几种方法;•装配工艺规程的制订。5.1机械装配概述•教学重点：–掌握装配的概念;–掌握装配精度与零件精度间的关系;–掌握装配尺寸链的建立方法。•教学难点：–装配尺寸链的建立与计算。5.1机械装配概述5.1.1装配的概念任何机器都是由许多零件、组件和部件组成。根据规定的技术要求，将若干零件结合成组件和部件，并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。前者称为部件装配；后者称为总装配。装配是机器制造过程中的最后一个阶段。为了使产品达到规定的技术要求，装配不仅是指零、部件的结合过程，还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。5.1机械装配概述5.1.2装配精度正确地规定机器和部件的装配精度是产品设计的重要环节之一，它不仅关系到产品质量，也影响产品制造的经济性。装配精度一般包括：（1）尺寸精度；（2）位置精度；（3）相对运动精度；（4）接触精度。5.1机械装配概述5.1.3装配精度与零件精度间的关系机器及其部件都是由零件所组成。因此，机器的装配精度和零件的精度有着密切的关系。零件的精度特别是关键零件的加工精度，对装配精度有很大影响。产品的装配精度和零件的加工精度有密切的关系，零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不完全取决于零件的加工精度，还取决于装配精度。如果装配方法不同，对各个零件的精度要求也不同。同样，即使零件的加工精度很高，如果装配方法不当，也保证不了高的装配精度。5.1机械装配概述5.1.4装配尺寸链的建立1.长度装配尺寸链（1）封闭环与组成环的查找（2）建立装配尺寸链的注意事项①装配尺寸链中装配精度就是封闭环。②按一定层次分别建立产品与部件的装配尺寸链。③在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可适当简化。④最短路线原则。⑤当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。5.1机械装配概述2.角度装配尺寸链角度装配尺寸链的封闭环就是机器装配后的平行度、垂直度等技术要求。尺寸链的查找方法与长度装配尺寸链的查找方法相同。角度尺寸链的计算步骤：（1）转化和统一角度尺寸链的表达形式（2）增减环的判定作业图示的齿轮箱部件，根据使用要求齿轮轴肩与轴承端面间的轴向间隙应在1~1.75mm范围内。若已知各零件的基本尺寸为A1=101mm，A2=50mm，A3=A5=5mm，A4=140mm。（1）试确定当采用完全互换法装配时，各组成环尺寸的公差及偏差。（2）试确定当采用大数互换法装配时，各组成环尺寸的公差及偏差。5.2装配方法及其选择•教学重点：–掌握互换法、选配法、修配法、调整法的特点及应用场合;–掌握各种装配方法的选择;•教学难点：–修配法中修正环、调整法中调整环的选择；–公差的分配。5.2装配方法及其选择5.2.1互换法1.完全互换法在全部产品中，装配时各零件不需挑选、修配或调整就能保证装配精度的装配方法称为完全互换法。采用完全互换法进行装配，使装配质量稳定可靠，装配过程简单，生产率高，易于组织流水作业及自动化装配，也便于采用协作方式组织专业化生产。但是当装配精度要求较高，尤其组成环较多时，零件就难以按经济精度制造。因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺寸链或低精度多环尺寸链中。2.大数互换法大数互换法采用概率法计算，因而扩大了组成环的公差，尤其是在环数较多，组成环又呈正态分布，扩大的组成环公差最显著，因而对组成环的加工更为方便。但是，会有少数产品超差。为了避免超差，采用大数互换法时，应有适当的工艺措施。5.2装配方法及其选择5.2.2选配法将组成环的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，以保证规定的装配精度。选择装配法有三种：直接选配法、分组选配法和复合选配法。图5-6示出活塞与活塞销的连接情况，根据装配技术要求，活塞销孔与活塞销在冷态装配时应有0.0025~0.0075mm的过盈，与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销采用完全互换法装配，销孔与活塞销直径的公差按“等公差”分配时，则它们的公差只有0.0025mm。显然，制造这样精确的销和销孔都是很困难的，也很不经济的。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择采用分组装配时，关键要保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求，所以应注意以下几点：1.配合件的公差应当相等；2.公差要向同方向增大，增大的倍数应等于分组数。3.分组数不宜多，多了会增加零件的测量和分组工作量，从而使装配成本提高。00025.028d00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择5.2.3修配法1.修配法的分类（1）单件修配法。这种方法是在多环尺寸链中，选定某一固定的零件作为修配环，装配时进行修配以达到装配精度。（2）合并加工修配法。这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个修配环进行修配加工。合并加工的尺寸可看作一个组成环，这样减少尺寸链的环数，有利于减少修配量。（3）自身加工修配法。在机床制造中，有一些装配精度要求，总装时用自己加工自己的方法去保证比较方便，这种方法即自身加工修配法。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择2.修配环的选择和确定（1）修配环选择应满足以下要求：①要便于拆装、易于修配。一般应选形状比较简单、修配面较小的零件。②尽量不选公共组成环。（2）确定修配环尺寸及极限偏差（3）尺寸链的计算步骤和方法①选择修配环②确定各组成环公差③计算修配环A2的最大修配量④确定各组成环的极限偏差⑤计算修配环A2的尺寸及极限偏差00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择5.2.3修配法1.修配法的分类（1）单件修配法。这种方法是在多环尺寸链中，选定某一固定的零件作为修配环，装配时进行修配以达到装配精度。（2）合并加工修配法。这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个修配环进行修配加工。合并加工的尺寸可看作一个组成环，这样减少尺寸链的环数，有利于减少修配量。（3）自身加工修配法。在机床制造中，有一些装配精度要求，总装时用自己加工自己的方法去保证比较方便，这种方法即自身加工修配法。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择2.修配环的选择和确定其尺寸及极限偏差（1）修配环选择（2）确定修配环尺寸及极限偏差选择修配环应满足以下要求：①要便于拆装、易于修配。②尽量不选公共组成环。修配环被修配时，对封闭环的影响：①越修越大②越修越小（3）尺寸链的计算例子00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择3.修配法的特点及应用场合修配法可降低对组成环的加工要求，利用修配组成环的方法能获得较高的装配精度，尤其是尺寸链中环数较多时，其优点更为明显。但是，生产率低，不易组织流水装配，产品没有互换性。因而，在大批大量生产中很少采用，在单件小批量生产中广泛采用修配法;在中批量生产中，一些封闭环要求较严的多环装配尺寸链也大多采用修配法。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择5.2.4调整法调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配时将尺寸链中某一预先选定的环，采用调整的方法改变其实际尺寸或位置，以达到装配精度要求。预先选定的环称为调整环（或补偿环），它是用来补偿其它各组成环由于公差放大后所产生的累计误差。分类：固定调整法、可动调整法和误差抵消调整法三种。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择调整法的特点及应用场合调整法的特点是可降低对组成环的加工要求，装配比较方便，可以获得较高的装配精度，所以应用比较广泛。但是固定调整法要预先制作许多不同尺寸的调整件并将它们分组，这给装配工作带来一些麻烦，所以一般多用于大批大量生产和中批生产，而且封闭环要求较严的多环尺寸链中。00025.028d00025.028d5.2装配方法及其选择5.2.5装配方法的选择考虑的因素有：装配精度、结构特点（组成环环数等）、生产类型及具体生产条件。一般来说，当组成环的加工比较经济可行是，就要优先采用完全互换装配法。成批生产、组成环又较多时，可考虑采用大数互换法。当封闭环公差要求较严时，采用互换装配法会使组成环加工比较困难或不经济时，就采用其它方法。大量生产时，环数少的尺寸链采用选择装配法；环数多的尺寸链采用调整法。单件小批生产时，则常用修配法。成批生产时可灵活应用调整法、修配法和选配法。00025.028d00025.028d作业图示的装配中，要求保证轴向间隙A0=0.1~0.35mm，已知：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=mm（标准件），A5=mm（1）采用修配法装配时，选A5为修配环，试确定修配环的尺寸及上下偏差。（2）采用固定调整法装配时，选A5为调整环，求A5的分组数及其尺寸系列。5.3装配工艺规程的制订•教学重点：–掌握制定装配工艺规程的基本要求;–掌握制定装配工艺规程的步骤和内容。•教学难点：–制定出合理的实用的装配工艺规程5.3装配工艺规程的制订5.3.1制订装配工艺规程的基本要求（1）保证产品的装配质量，争取最大的精度储备，以延长产品的使用寿命。（2）尽量减少手工装配工作量，降低劳动强度，缩短装配周期，提高装配效率。（3）尽量减少装配成本，减少装配占地面积。00025.028d00025.028d5.3装配工艺规程的制订5.3.2制订装配工艺规程的步骤与工作内容1.产品分析2.确定装配方法和装配组织形式3.划分装配单元，确定装配顺序4.划分装配工序，设计工序内容5.填写工艺文件00025.028d00025.028d作业5-5.试述制订装配工艺规程的意义、内容、方法和步骤。