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情境一石油装备装配基础【知识目标】1.了解装配的基本知识；2、学会保证精度的工艺方法的选择；3、学会装配尺寸链的建立；5、学会装配工艺规程的制定。【能力目标】1、通过学习能够选择合适的装配工艺，独立的解算装配尺寸链，并编写简单的装配工艺规程。2、通过学习提高对装配的理解，熟悉装配过程。3、通过学习可以初步掌握各种工具的使用。【素质目标】1.具有团队协作的意识、良好的小组成员协作能力。2.具备良好的沟通能力及评价自我和他人的能力。3.具备正确面对困难和挫折的能力。4.强烈的责任感和良好的工作习惯。5.培养节约及保护环境的意识。任务学习石油装备的装配基础知识一装配的概念1．定义根据规定的技术条件和精度，将构成机器的零件结合成组件、部件或产品的工艺过程。2．分类根据装配的成品分为组装、部装和总装1.1任务资讯1.1.1知识链接——装配知识概述3．装配内容1）准备工作：包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；2）主要工作：包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。4．装配的地位1）装配是产品机械制造中的最后一个阶段；2）装配工艺和装配质量影响机器质量（工作性能、使用效果、可靠性、寿命等）3）装配过程中可发现设计错误和加工工艺中的错误；装配是产品的最终检验环节。二机器装配的生产类型及特点三机器装配精度1．概念装配精度是装配工艺的质量指标，可根据机器的工作性能来确定。2．内容（包括零、部件间的）尺寸精度（指配合精度与距离精度）位置精度（包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等）运动精度（包括相对运动时的平行度、直线度、垂直度等）；接触刚度（接触面大小、接触点分布）3．零件精度和装配工艺的关系零件精度直接影响装配精度，是保证装配精度的基础；装配工艺可提高和保证装配精度；装配精度是由相关零件的加工精度和合理的装配工艺共同来保证的。1.2任务决策与计划通过小组讨论，课堂指导，教师讲授等方法学习石油装备装配基础内容，包括工艺方法的选择、尺寸链的解算和装配工艺规程的制定。通过学习可以让学生了解装配基本知识，知道装配步骤，学会尺寸链计算和装配工艺规程的制定1.3任务实施1-3-1保证装配精度的工艺方法一互换法1．实质上是控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法；2．根据零件的互换程度分为完全互换和不完全互换两种。完全互换法机器一装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配、调整，装配后就能达到装配精度要求；完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的，各零件公差之和≤装配公差；完全互换法的特点：装配过程简单，生产效率高；对工人技术要求不高，易于扩大生产；便于组织流水作业及自动化装配；易实现零、部件的专业协作，降低成本；备件供应方便；但经济精度要求较高。不完全互换法机器一装配过程中部分待装配零件需要挑选、修配、调整，装配后才能达到装配精度要求；不完全互换法的装配尺寸链是按概率法计算的，各零件公差值平方和的平方根≤装配公差；不完全互换法的特点：零件加工误差可适当放大些，零件加工变得容易，成本降低；将会出现部分产品的装配精度超差（将有0.27%的不合格率）。二选配法1．将配合副中各零件仍按经济精度制造，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度。2．分为三类：直接选配法由装配工人从许多待装零件中，凭经验直接挑选合适零件试配，以保证装配精度；操作简单，但挑选时间长，精度取决于工人的技术水平，且不适合流水线。分组选配法将零件的制造公差放宽几倍（一般放宽3~4倍），零件加工后测量分组（公差带放宽几倍就分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度；特点：零件公差要求不高，便能获得高的装配精度；同组内零件可互换（分组互换法）；但零件储存量增大；生产管理工作量增加，使流程复杂化。注意事项：配合件公差应相等，公差增加应同向；分组数不宜过多，以免增加工作量；粗糙度和形位公差应保持原要求；应采取措施使装配零件配套；严格组织测量、保管、运输、分组等。复合选配法先将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人的经验直接选择装配；特点：配合件公差可以不等；装配质量高，速度快，能满足一定生产节拍的要求。三修配法1．在零件上预留修配量，在装配过程中用手工锉、刮、研等方法修去该零件上的余量，以满足装配精度。2．特点：能获得很高的装配精度；可降低零件的加工精度；但增加了手工工作量，劳动强度增加；生产效率低；工人技术水平要求高；不便于流水作业。3．注意事项：应选易修配加工、易装拆的零件；不选公共环作修配环；通过计算，合理确定修配件的公差；可采用“就地加工法”4．修配方法：单件修配法：选择一个固定零件作修配环；合并加工修配法：将两个或多个零件合并进行加工修配；自身加工修配法：机器总装时自已加工自已的方法。四调整法1．原则上与修配法相似，用一个可调整零件，在装配时调整它在机器中的位置或增加一个定尺寸零件以达到装配精度。2．特点：能达到很高的装配精度；可按经济精度确定零件加工公差；但需增加调整件，需增加机构体积；装配精度依赖工人的技术水平；有时调整时间会很长。3．分类：可动调整法：采取改变调整件的位置来保证装配精度的方法（使用调整螺母）固定调整法：采取加入一个零件作为调整环的方法（加垫圈、轴套）合并调整法：将互配件先行组装，经调整再进行加工，然后作为一个整体进入总装，以简化装配工作，减少误差积累的方法。误差抵消调整法：调整组成零件的相对位置，使各零件的加工误差互相抵消以提高装配精度的方法。在选择装配方法时，先要了解各种装配方法的特点及应用范围。一般说来，应优先选用完全互换法；在生产批量较大、组成环又较多时，应考虑采用不完全互换法；在封闭环的精度较高，组成环环数较少时，可以采用选配法；只有在上述方法使零件加工很困难或不经济时，特别是中小批生产时，尤其是单件生产时，才宜采用修配法或调整法。一、装配尺寸链的基本概念及其特征1．定义：在机器的装配关系中，由有关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。2．作用查找零件对装配精度的影响；指导制订装配工艺，合理安排装配工序；分析产品结构的合理性。1-3-2装配尺寸链3．特点除有一般尺寸链的特点外，还有：封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精度；封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只有装配后才能测量）；各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸；装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。二装配尺寸链的建立1．建立装配尺寸链的方法先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的要求查找各组成环；采用粘连法，按照“最少环数”原则建立尺寸链图粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至同一基准面为止；粘连法“最少环数”原则，又称最短路线原则。三装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用包括两个方面：正向计算：已有产品装配图和全部零件图，已知尺寸链的封闭环，各组成环的基本尺寸、公差及偏差，求封闭环的基本尺寸、公差及偏差；然后和已知条件对比，验证各环精度是否合理。反向计算：产品设计阶段，根据装配精度（封闭环）要求，确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差。两种计算的计算方法都通过极值法和概率法求解。1．极值法（又称完全互换法）所用公式与工艺尺寸链的相同。这里介绍一个所谓“相依尺寸”的概念，即在装配尺寸链的组成环中选择一个比较容易加工或在生产上受限制较少的组成环尺寸。实际上是选择一个环作为协调环，其它各环必须为标准公差，而协调环可以不是标准公差。举例说明计算过程已知：A1=41mm,A3=7mm,A2=A4=17mm；要求轴向间隙为0.05~0.15mm。分析和建立尺寸链封闭环尺寸是验算封闭环的基本尺寸为=41-（17+7+17）=0各环基本尺寸正确。mmA15.005.00)(4321AAAAA确定各组成环公差隔板A3容易在平面磨上磨削，精度容易达到，故选其作为“相依尺寸”（协调环）。∵∴各组成环的平均公差根据基本尺寸的大小和加工的难易程度，调整各组成环的公差为：T(A1)=0.049mm,T(A2)=T(A4)=0.018mm,mmAT1.0)05.015.0()(mmnATATicp025.0151.01)()(计算“相依尺寸”公差为：T(A3)=T(A∑)-[T(A1)+T(A2)+T(A4)]=[0.1–(0.049+0.018+0.018)]mm=0.015mm计算“相依尺寸”偏差列尺寸链竖式解得：mmA050.0065.0372．概率法（又称不完全互换法）极值法的优点是简单、可靠，缺点是当封闭环公差较小、组成环较多时，各组成环公差将很小，给制造带来困难，使成本增加。加工尺寸处于公差带中间部分的是多数，处于极限尺寸的是极少数，装配时同一部件的各组成环恰好都处于极限尺寸的情况就更少见。因此，大批量生产中，装配精度要求高、组成环数目多时，应用概率法解算尺寸链较合理。用概率法计算得到的各环的平均公差为：因此，比用极值法计算的结果扩大了倍，从而更便于加工。封闭环的上、下偏差为：Bs(A∑)=BM(A∑)+1/2T∑Bx(A∑)=BM(A∑)-1/2T∑BM：算术平均值1)(2nATTM1n已知：A1=60(+0.20)mm,A2=57(-0.20mm),A3=3(-0.10)mm,各组成环均呈正态分布，即分布中心与公差带中心重合求解：封闭环的公差、偏差。解：封闭环的基本尺寸A∑=A1-A2-A3=60-57-3=0封闭环的公差mmTTnii3.01.02.02.0222112封闭环的平均偏差BM(A∑)=BM(A1)-BM(A2)-BM(A3)=0.1-(-0.1)-(-0.05)=0.25mm封闭环的上、下偏差Bs(A∑)=BM(A∑)+1/2T∑=0.25+0.3/2=0.4mmBx(A∑)=BM(A∑)-1/2T∑=0.25–0.3/2=0.1mm封闭环尺寸（略）一制订装配工艺的原则保证产品装配质量，力求提高其质量（精度储备）钳工装配量要尽可能小（减轻劳动强度）装配周期尽可能短，提高机械化、自动化程度（提高工作效率）装配占地面积尽可能小，工人技术水平要求尽可能低，投资尽可能少（提高劳动生产率）1-3-3装配工艺规程的制定二制订装配工艺的原始资料产品总装配图、部件装配图、重要零件图；产品验收标准（检验和试验内容及其方法）；产品的生产纲领（关系到组织形式、装配方法、过程划分、设备工装）；现有生产条件的有关资料。三装配工艺规程的内容进行产品分析，合理安排装配顺序和装配方法，编制装配工艺卡片；确定生产规模，选择装配组织形式；选择装配工艺装备（工具、夹具、量具、设备）；规定总装配和部件装配的技术条件、检查方法；规定合理的运输方法和运输工具。四制订装配工艺规程的步骤进行产品分析研究产品图纸，掌握装配技术要求和验收标准；对产品结构进行尺寸分析和工艺分析；将产品分解为装配单元，组织平行装配、流水作业，将装配单元分为五级：零件、合件（若干零件永久连接）、组件、部件、机器，然后绘出装配系统图。确定组织形式分为固定和移动两种形式；选择取决于生产批量和产品结构特点；这对于工序的划分有很大影响。拟定装配工艺过程确定装配工作的内容：清洗、刮研、平衡、过盈联接、螺纹联接、校正等；此外，还有检验、试车、油漆、包装等；确定装配顺序：先下后上、先内后外、先难后易，先重后轻、先精密后一般，按装配单元选一基准件进行装配；装配准备工作：检验、倒角、去毛刺、清洗等；处理基准件：安放支承，调平基准件；检验工作：检验、试运转等；装配工序设计：确定工序操作规范，选择装配工艺方法（根据装配参数选