机械装配工艺过程

机械装配工艺学习指南:•机器的装配是整个机器制造工艺过程中的最后一个环节，它包括装配（部装和总装）、调整、检验和试验等工作。•重点掌握各种装配方法的实质、特点和使用范围，学会装配尺寸链的建立方法，并应熟练掌握运用极值法、概率法计算装配尺寸链。此外，对机器及零件结构的装配工艺性和制订装配工艺规程的方法也应有一定的了解。5-6机械装配工艺概述任何机械设备或产品都是由若干零件和部件组成。根据规定的技术要求将有关的零件结合成部件，或将有关的零件和部件结合成机械设备或产品的过程称为装配，前者称为部件装配，后者称为总装配。本节是机器装配工艺的总体概述。学习本节主要认识机器装配工艺系统的五大部分（零件、套件、组件、部件和机器），并了解各种生产类型及其特点。一、装配的概念及装配内容1装配的概念按照规定的技术要求，将零件组合成组件，并进一步结合成部件以至整台机器的过程，分别称为装配。装配工艺：其基本任务就是研究在一定的生产条件下，以高生产率和低成本装配出高质量的产品。优质、高效、低耗3机器的装配工艺过程通常将机器分成若干个独立的装配单元。图1所示为机器装配工艺系统示意图，由图知，装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器零件是组成机器的基本元件，零件直接装入机器的不多。套件在一个基准零件上，装上一个或若干个零件就构成了一个套件，它是最小的装配单元。•图2-a所示为套件的一个示例，其中蜗轮即属于基准零件。•组件•在一个基准零件上，装上一个或若干个套件和零件就构成一个组件。每个组件只有一个基准零件，它联接相关零件和套件，并确定它们的相对位置。•图2-b为一个组件示例，其中蜗轮和齿轮合件是先前准备好的一个套件，阶梯轴为“基准零件”。•部件•在一个基准零件上，装上若干个组件、套件和零件就构成部件。如图3－b所示。•机器•在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器或称产品。一、制订装配工艺规程的基本原则将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程。从广义上讲，机器及其部件、组件装配图，尺寸链分析图，各种装配夹具的应用图，检验方法图及其说明，零件机械加工技术要求一览表，各个“装配单元”及整台机器的运转、试验规程及其所用设备图，以至于装配周期表等，均属于装配工艺范围内的文件。§5-7装配工艺规程的制订在制订机器装配工艺规程时，一般应着重考虑以下原则：1）保证产品装配质量，并力求提高装配质量，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；3）提高装配工作效率，缩短装配周期；4）尽可能减少车间的作业面积，力争单位面积上具有最大生产率。二、装配工艺规程的内容•1）分析产品图样，确定装配组织形式，划分装配单元，确定装配方法；•2）拟定装配顺序，划分装配工序，编制装配工艺系统图和装配工艺规程卡片；•3）选择和设计装配过程中所需要的工具、夹具和设备；•4）规定总装配和部件装配的技术条件，检查方法和检查工具；•5）确定合理的运输方法和运输工具；•6）制定装配时间定额。一、进行产品分析•1）分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。•2）对产品的结构进行尺寸分析和工艺分析。在此基础上，结合产品的结构特点和生产批量，确定保证达到装配精度的装配方法。•3）研究产品分解成“装配单元”的方案，以便组织平行、流水作业。二、确定装配的组织形式•装配的组织形式分固定式和移动式两种。移动式又分间歇移动、连续移动和变节奏移动三种方式。单件小批生产，或尺寸大、质量大的产品多采用固定装配的组织形式，其余用移动装配的组织形式。•装配的组织形式确定以后，装配方式、工作点的布置、工序的分散与集中以及每道工序的具体内容也根据装配的组织形式而确定。固定式装配工序集中，移动式装配工序分散。三、拟定装配工艺过程（1）确定装配工作的具体内容。根据产品的结构和装配精度的要求可以确定各装配工序的具体内容。（2）确定装配工艺方法及设备。必须选择合适的装配方法及所需的设备、工具、夹具和量具等。当车间没有现成的设备、工具、夹具、量具时，还得提出设计任务书。所用的工艺参数可参照经验数据或计算确定。（3）确定装配顺序。各级装配单元装配时，先要确定一个基准件先进入装配，然后安排其它零件、组件或部件进入装配的顺序。如车床装配时，床身是一个基准件先进入总装，其他的装配单元再依次进入装配。安排装配顺序的一般原则为：先下后上，先内后外，先难后易、先重大后轻小，先精密后一般。（4）确定工时定额及工人的技术等级。目前装配的工时定额大都根据实践经验估计，工人的技术等级并不作严格规定。但必须安排有经验的技术熟练的工人在关键的装配岗位上操作，以把好质量关。四、编写装配工艺文件5-8保证装配精度的装配方法学习目标：主要掌握装配精度的概念及其保证机器装配精度的四种工艺方法：互换法、选择法、修配法和调整法；并能够运用装配尺寸链对装配精度进行定量分析和求解。保证装配精度的装配方法：常用装配方法1互换法：完全互换法部分互换法2修配法3选配法4调整法（1）完全互换法特点（2）完全互换法计算1）装配尺寸链计算采用完全互换装配法时，装配尺寸链采用极值法计算。组成环公差的调整原则：1.组成环为标准件时，其公差值及分布有规定，为确定的值；2.组成环为几个尺寸链的公共环时，其公差值及分布由其中要求最严的尺寸链确定；3.难加工或难测量的组成环，其公差值可取较大的值，易加工或易测量的组成环，其公差值可取较小的值。当组成环按上述原则确定公差后，公差累计值不符合封闭环的要求时，要选一组成环，其公差值及分布需经计算确定，以满足封闭环精度的要求，该环称协调环。协调环的选择原则：1.不能为标准件时；2.不能为公共环时；3.应为易加工的组成环。［例如图所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.10～0.35mm。已知现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差（标准件），解:1）画装配尺寸链，判断增、减环，校验各环基本尺寸其中A3为增环，A1、A2、A4、A5为减环。封闭环的基本尺寸为：2）确定协调环A5是一个挡圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具测量，因此选它作为协调环。3）确定各组成环公差和极限偏差轴用挡圈A4是标准件，其尺寸为4）计算协调环公差和极限偏差协调环公差协调环的下偏差因此，协调环的尺寸为：例6-4双联转子泵装配示意图,轴向装配精度要求为,轴向装配间隙为0.05～0.15mm(冷态下),即：已知相关零件的相关尺寸为：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。试按极值法求算各组成环的上下偏差。解：1、分析和建立尺寸链图判断环的性质装配精度为封闭环A1为增环；A2,A3,A4为减环。1)平均公差:尺寸A2,A3,A4可用平面磨床加工，经济精度定为IT7，由于各尺寸都便于用卡板测量，其尺寸偏差的分布位置，应按被包容尺寸(轴)，标注成单向负偏差。T3=0.015选A1为协调环,其公差为：2)计算A1的上下偏差2.大数互换装配法（1）方法原理•大数互换装配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。（2）装配尺寸链计算•用概率法求解装配尺寸链的基本问题是合理确定各组成环的公差。组成环的平均统计公差为各组成环平均当量公差为组成环平均平方公差为［例如图所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.10～0.35mm。已知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（标准件），解:1）画装配尺寸链，判断增、减环，校验各环基本尺寸解：1）画装配尺寸链，判断增、减环，校验各环基本尺寸A3为增环，A1、A2、A4、A5为减环。2）确定协调环选用A3作为协调环，最后确定其公差。3）确定除协调环以外各组成环公差和极限偏差轴用挡圈A4是标准件其余各组成环的尺寸公差Ti调整如下：4）计算协调环公差和极限偏差①计算协调环公差最后确定各组成环尺寸和极限偏差为：②计算各环中间偏差，并求出协调环的偏差协调环的上、下偏差是：二、修配法例所示普通车床装配时，要求尾架中心线比主轴中心线高0～0.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，现采用修配法装配时，试确定各组成环公差及其分布。解:1）画装配尺寸链其中A0是封闭环，A1是减环，A2、A3为增环。计算各组成环平均公差：2）选择补偿环选定A2为补偿环3）确定各组成环的公差及偏差取经济公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取经济公差T2=0.15mm。装配时形成的封闭环公差为：4）确定补偿环A2的尺寸及偏差协调环的上、下偏差是：5）验算装配后封闭环极限偏差由题意知，封闭环要求的极限偏差为：6）确定补偿环尺寸7）核算修配量最大修配量为：最小修配量为：2.修配方法（1）单件修配法（2）套件加工修配法（3）自身加工修配法三、选择装配法指由工人直接从加工好的零件中选择出合适的零件装配起来。这种方式对工人的技术水平要求较高，选择时间长，装配质量往往取决于选择的是否合适。1直接选配法定义：把组成零件的尺寸放大到经济精度进行加工,然后将加工后的零件按放大倍数分成若干组，分组数等于放大倍数，对应组内的零件装配起来以满足装配精度的要求，这一装配方式称为分组选择装配法。2分组选配法实质：零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。2分组装配法主要优点：零件的制造精度不高，但却可获得很高的装配精度；组内零件可以互换，装配效率高。不足之处：增加了零件测量、分组、存贮、运输的工作量。适用于在大批大量生产中装配那些组成环数少而装配精度又要求特别高的机器结构。复合选择法:将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。特点：配合件公差可以不相等，装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。3复合选择法例活塞销和活塞销孔的装配关系如图。活塞销直径d与活塞销孔径D的基本尺寸为ф28mm，按装配技术要求，在冷态装配时应有0.0025～0.0075mm的过盈量。若活塞销和活塞销孔的加工经济精度为0.01mm。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。解:1）建立装配尺寸链2）确定分组数分组数为43）确定分组尺寸若活塞销直径尺寸定为：与第一组销配合的销孔（本例为过盈配合）分组装配时应当注意以下几点：1）为保证分组后，各组的配合性质和配合精度与原装配精度要求相同，应当使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍数应等于以后的分组数。2）配合件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能随尺寸公差放大而放大，应与分组公差相适应，以保证配合性质和配合精度要求。3）分组数不宜过多，否则造成生产组织工作复杂化。4）制造零件时，应尽可能使各对应组零件的数量相等，满足配套要求。四、调整法定义：装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整装配法。实质：是装配时调节件的相对位置，或选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。调整法有三种方法：固定调整法：选择一个组成环为调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫片、垫圈、轴套等。可动调整法：选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，已达到装配精度的方法。误差抵消调整法：在总装或部装时，通过对尺寸链中某些组成环误差的大小和方向的合理配置，达到使加工误差相互抵消或使加工误差对装配精度的影响减小的目的。特点：组成环按经济精度制造，但可获得高的装配精度。增加了装配调整应用：可动调整法和误差抵消调整法应用于小批生产；固定调整法应用于大批量生产的场合例所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.05～0.15mm范围内。若A1和A2的基本尺寸分别为50mm和45mm，按加工经济精度