第十二章机械装配工艺基础

机械加工技术第十二章机械装配工艺基础装配工作的基本内容1装配的组织形式2装配的生产类型及特点3装配精度5装配尺寸链4装配方法及选择67典型部件的装配第一节装配工作的基本内容一、装配的概念除了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进行配合和连接,使之接合成产品的劳动过程称为装配。零件部件零件和部件最终产品部件装配：总装配：二、装配工作的基本内容1.清洗零部件清洗的目的是去除零件表面或部件中的油污、杂质等。方法常用的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等用剂常用的清洗液有煤油、汽油、碱液和各种化学清洗液等。不可拆卸方式常见的不可拆卸连接有过盈配合连接、焊接、铆接等。其共同特点是连接后就不再拆开,若要拆开就会损坏某零件。可拆卸方式常见的可拆卸连接有螺纹连接、键连接和销连接。其特点是相互连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连接。连接方式2.连接将两个或两个以上的零件结合在一起的工作称为连接。3.校正、调整与配作校正调整配作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。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。配作是指配钻、配铰、配刮、配磨等在装配过程中所附加的一些钳工和机加工工作。配作多用于运动副配合表面的精加工以提高运动精度,也用于提高固定接合面的接触精度。4.平衡平衡试验静平衡试验动平衡试验长度比直径小很多的圆盘类零件长度较大的零件可以用以下方法消除不平衡:加重法:用补焊、粘接、螺纹连接等方法加配质量。减重法:用钻、锉、铣、磨等机加工方法去除质量。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。第二节装配的组织形式一、固定式装配固定式装配即将产品固定在某一工作地进行装配。一般用于单件小批量生产的产品、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。分散装配把产品分为部装和总装,分配给若干个人或小组以平行作业形式完成。装配工人密度大、生产周期短、效率高,多用于成品生产或较复杂的大型机器的装配。集中装配部装和总装均由一个工人或一组工人在一个工作地完成。此类装配对工人技术水平要求高、装配周期长,适于装配精度较高的单件小批量生产或新产品试制。固定式装配二、移动式装配移动式装配是装配时产品在装配线上移动。断续移动装配断续移动装配时,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。连续移动装配连续移动装配时,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。移动式装配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。1.自由移动装配产品以自由节奏、间歇移动方式进行装配,适于修配、调整量较多的装配。2.强制移动装配产品以一定的速度连续移动进行装配,每道工序都必须在规定时间内完成。特点装配过程划分的较细,每个工作地点重复完成固定的工序,有利于采用高效率工装和设备确保质量,工人技术水平要求不高,但是工人劳动比较紧张、强度大,适于大批量生产。第三节装配的生产类型及特点根据生产类型大批量生产单件小批量生产成批生产各种生产类型的装配工作特点见下表所示。生产类型装配工艺特点大批量生产成批生产单件小批量生产基本特征产品固定,生产过程长期重复,生产周期较短产品在系列化范围内变动,生产过程在一定时间内重复产品经常更换,不定期重复生产装配组织形式多采用自动流水线装配流水装配多采用固定装配或固定式流水装配装配工艺方法按互换法装配主要采用互换法进行装配,但灵活运用其他装配方法以装配法及调整法为主工艺装备专业化程度较高,宜采用专用高效工艺装备多用通用设备,也采用一定数量的专用工艺装备一般用通用装备通用工具、夹具、量具应用实例汽车、内燃机、滚动轴承普通机床、矿山采掘机械重型机床、汽轮机、大型钢炉第四节装配精度一、装配精度的概念装配精度距离精度指相关零、部件的距离尺寸精度。指相关零件之间的同轴、平行、垂直、各种跳动等精度要求。指相对运动的零部件在运动方向和运动速度上的精度。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。零部件间的相互位置精度相对运动精度接触精度二、装配精度与零件精度的关系因为机器是由许多零、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,但装配精度并不完全取决于零件的加工精度。当零件精度高,可以装出高精度的产品。当零件精度不高时,可在装配时采取措施,减小零件的累积误差,也可获得高精度的产品。第五节装配尺寸链一、装配尺寸链在产品或部件的装配中,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。1.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线性装配尺寸链平面装配尺寸链角度装配尺寸链空间尺寸链角度装配尺寸链平面装配尺寸链二、装配尺寸链的建立1.查找装配尺寸链的步骤①看懂产品或部件的装配图,弄懂各零件是如何确定其空间位置的,找出各零件的装配基准。②明确装配精度要求,确定封闭环。③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。三、装配尺寸链的计算两种情况正计算反计算已知组成环的尺寸和公差,要求封闭环的尺寸和公差已知组成环的尺寸和公差,要求封闭环的尺寸和公差,其求解结果是唯一的。已知封闭环的尺寸和公差,要计算确定各组成环的尺寸和公差,即根据精度要求来求出有关零部件的精度要求。第六节装配方法及选择一、装配方法1.互换法互换法完全互换法不完全互换法优点：装配操作简单、容易,对工人水平要求不高,装配生产率高;装配时间定额稳定,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：对零件的加工精度要求较高,提高了加工成本。优点：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。用途：用于大批量生产中装配精度较高而组成环又较多的场合。2.选配法互换法直接选配法分组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,再检测是否达到装配精度要求。特点：此法省了零件分组的工序,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。分组选配法又称分组互换法,即零件只在本组内可以互换。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。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。采用分组选配法应注意以下几点:配合件的原公差值应相等,公差增大方向要一致,放大倍数应与分组数目相等。配合件的表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求,不能随尺寸公差放大而放大。要保证零件分组后在装配时数量能够配套。分组数目不宜过多,以免增加管理工作。3.修配法是在装配时修去指定零件上预留修配量以达到装配精度的方法。修配法在较大程度上放宽各组成环的公差,使零件加工不困难,故修配法适用于那些要求高并且组成环数目较多的装配。采用修配法应注意以下几点:所选的修配环拆卸方便且面积不大。所选的修配环应该是那些只与本项装配精度有关而与其他装配精度项目无关的组成环,即不为公共环。所选的装配环应有合适的修配量。不能选择进行表面处理的零件作为修配环。4.调整法调整法是指在装配时改变产品中可调件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法。可动调整法即通过改变调整零件的位置来保证装配精度。固定调整法多用于大批量生产中。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。二、装配方法的选择选择装配方法的一般原则是:在大批量生产中,为满足生产率、经济性、维修方便和互换性要求,优先选择完全互换法。装配精度不太高,而组成环数目多,生产节奏不严格可选用不完全互换法。大批量生产的少环高精度装配,则考虑采用选配法。单件小批量生产,装配精度要求高,用以上方法使零件加工困难时,可选用修配法或调整法。第七节典型部件的装配一、螺纹连接的装配方法在螺纹连接应满足的要求:工艺特点不应出现歪斜或弯曲。应按一定的顺序逐次拧螺母，如下图所示。连接件间要有一定的夹紧力。螺母拧紧顺序示例如左图所示，螺纹连接可分为一般紧固连接和规定预紧连接。对于有预紧力要求的螺纹连接,可以采用定力矩扳手。二、过盈连接过盈连接的装配方法压装法利用手锤、重锤、螺旋式杠杆、气动式工具等将包容或被包容件采用冲击压入。用热胀冷缩的原理进行装配。①热压装配法②冷压装配法利用高压油使包容件胀大并将被包容件压入的方法,具有可拆性。温差法液压套装三、轴承装配滑动轴承按照结构可以分为整体式滑动轴承(图a所示)和剖分式滑动轴承(图b所示)。(a)整体式滑动轴承(b)剖分式滑动轴承整体式滑动轴承1.整体式滑动轴承的装配步骤①将轴承和壳体孔去毛刺并清洗,然后再孔内涂润滑油。②轴套压入③轴承固定。④轴承孔修整。2.滚动轴承的装配（1）圆柱孔轴承装配①当轴承与轴的配合较紧而与座孔的配合较松时,应先将轴承装在轴上,压装时在轴承端面上垫软钢或铜套,然后再装入座孔内;反之应先将轴承压在座孔内。②当轴承与轴和座孔均是紧配合时,应同时将轴承压入轴上和孔座中,如下图所示。用压入法装配向心球轴承③圆锥滚子轴承装配时,可分别将内外圈压入轴端和座孔中然后再调整其间隙,如下图所示。圆锥滚子轴承游隙的调整（2）圆锥孔轴承的装配可直接装在有锥度的轴颈上,或装在锥套的锥上,装配中应注意调整轴承的径向间隙。（3）推力球轴承的装配推力球轴承的装配和调整圆螺母轴承推力球轴承的装配区分紧环和松环。松环的内孔比紧环内孔大,紧环与轴一起转动,松环相对静止。如左图所示，右端轴承的紧环应靠在轴肩上,左端轴承的紧环应靠在螺母端面上与轴一起转动,否则使滚动体失去作用,加速磨损。四、密封件装配1.油封装配油封广泛用于低压润滑系统和旋转密封结构中。安装时注意保持合适的过盈量,过小会降低密封性能,过大会降低油封使用寿命。注意唇口方向不能搞错,否则形不成密封。切忌划伤唇口,当轴上倒角很小或有键槽时,可使用锥形轴套导向。油封装配定位后,不得随轴转动。轴上安装油封处的表面不应粗糙,要光洁,且此处轴线倾角不应大于2°。2.形成填料密封装配一般是靠内部的流体压力将填料压向活动的轴和填料室实现密封的。成形填料唇形型挤压型主要有U形环和V形环，要注意唇口的方向性。主要是O形环，要防止划伤。实训在老师的指导下,在实习厂中拆装剖分式滑动轴承(如下图所示),并简述剖分式滑动轴承的装配步骤。推力球轴承的装配和调整圆螺母①轴瓦与轴承座、盖的装配。②轴瓦的定位。③刮削轴瓦孔。④清洗轴瓦,重新装入。将上下轴瓦组合并使轴瓦与轴承盖上的油孔位置对准。确保上下轴瓦接触良好。定位销装入后,应与销孔紧密配合,不应有松动现象。销子的端面应该低于销孔端。通常先刮下轴瓦,再刮上轴瓦。轴瓦内孔刮研后。