第五章_机器装配工艺过程设计

第五章机器（机械）装配工艺过程设计第一节概述一、机器（机械）装配的基本概念•机器的组成——零件、套件、组件、部件装配而成•套件——若干零件装配而成•套装——装配成套件的工作•组件——若干零件及套件组装而成•组装——装配成组件的工作•部件——若干组件、套件及零件部装而成•部装——装配成部件的工作•整机——若干部件、组件、套件及零件总装而成•总装——装配成整机的工作•每一种装配中必有一基准件CA6140型卧式车床的主要组成部件主轴箱尾架床身床腿溜板箱光杠丝杠刀架拖板切屑盘变速手柄卡盘进给箱中心架、跟刀架主轴箱部件装配图ⅢⅤⅣⅥⅡ内齿离合器齿轮套件主轴组件基准件——法兰盖壳体卸荷带轮组件花键套基准件——主轴主轴箱的主要件ⅢⅤⅡⅢⅤ箱体垫圈——调整轴向位置弹簧卡圈基准组件相关组件摩擦离合器装配图压套螺母弹簧销内、外摩擦片滑套羊角摆块拨叉•二、装配工艺系统图（装配流程图）•用流程示意图表达装配中零、部件相互关系和•装配流程（装配先后）（图5-2~6）•作用——配合装配工艺规程指导组织装配生产•适用——大批量生产零件零件组件套件套件套件部件组件第二节装配工艺规程的制定•一、制定装配工艺规程所需的原始资料•1、产品装配图及验收技术条件（相关标准）•装配图部件装配图（含组件、套件）•总装图•与装配有关的内容零件（部件）明细表•零、部件编号（例：车床）•装配关系视图•装配尺寸及配合•装配技术要求•2、必要的零件图•3、生产纲领•4、生产条件二、制定装配工艺规程的步骤与内容•1、分析装配图及验收技术条件：•审核图纸的正确性和完整性•审核装配工艺性•分析验收技术条件，确认需要保证的•装配尺寸链，分析并计算•2、确定装配方法和装配组织形式•装配方法互换装配法•选择装配法•修配装配法•调整装配法•装配组织形式固定式——中小批和大件•移动式——大批•3、划分装配单元、确定装配顺序•（1）正确识别、划分装配套件、组件、部件•（2）正确识别装配基准件•（3）确定装配顺序先装基准件，再装相关件•先主后次•先难后易•先内后外•向下后上•预处理工作在前•（去毛刺、清洗等）•先装套件，再装组件，后装部件，最后总装4、划分装配工序，确定装配工序内容（1）按照套件、组件、部件、整机划分装配工序串行工序并行工序（2）确定工序内容预处理工步（去毛刺、清洗、热煮等）装配工步内容和步骤必要的机加工序（配钻、铲刮）（3）确定各工序所需的设备和工装、辅具（4）确定各工序装配质量要求和检查方法及检具5、编制装配工艺文件（格式）装配工艺卡装配工序卡例：主轴箱与床身的装配例：主轴箱与床身的装配（铲刮、装配、检查）装配要求接触面点数≮6~8点主轴轴线与床身导轨在垂直面内平行度（下页）主轴轴线与床身导轨在水平面内平行度（）莫氏锥柄芯棒第三节机械的装配工艺性•一、应能分成独立的装配单元（部件、组件、套件）•目的便于加工，便于组织平行的装配作业•便于装配调整和装配中的机加•便于包装运输•例：车床走刀箱与光杠连接•数控车床纵向滚珠丝杠的装配•夹具轴头进给箱装配图（图2-14）定位销——校正三杆同轴后定位齿轮离合器装在ⅩⅣ轴上离合器互锁读图关键：抓轴序号、离合器和空套齿轮断开断开断开介轮——连接ⅩⅣ和ⅩⅤ半圆键半圆键固定式钻模1-螺钉2-转动开口垫圈3-拉杆4-定位法兰5-快换钻套6-钻模板7-夹具体8-手柄9-圆偏心凸轮10-弹簧钻模板单元夹具体单元拔叉钻孔夹具1－扁销2－紧定螺钉3－销轴4－钻模板5－支承钉6－定位轴7－偏心轮9－夹具体定位定位夹紧夹紧座单元二、减少装配时的机械加工和修配1、改进结构——减少机加量和修配量•例:C6136车床主轴箱与床身装配采用导轨面定位•——铲刮量大（图5-11）•CA6140车床主轴箱与床身装配采用平面定位•2、改变结构，用调整装配法代替修配法，便于加工•例:图5-12——大拖板压板（评：不好）•图5-13——改进后的油孔可预先加工•3、便于装配与拆卸（1）便于装成组件再装入部件的基准件•例：图5-10（2）组件装入基准件时，组件上的零件应能•依次装入•例：图5-14•（3）便于装配——图5-15（车床底脚）•（4）能够装配——图5-16c（螺钉高度、扳手开档）套筒后隔套弹簧（8）前隔套角接触轴承角接触轴承内隔圈外隔圈砂轮接杆内隔套内套台肩并帽轴向间隙螺纹外盖螺钉•技术要求：•轴承精度P5（D）级，各对内外圈尺寸尽可能一致•配合内圈与轴径——过盈±0.004•外圈与套筒孔——间隙0.004~0.008•涂锂基润滑脂•径跳、轴窜0.005；•温升≤60°C；•无异常噪音和震动•装配工艺设计：•分析装配图及验收技术条件•划分装配单元、确定装配顺序（装配工艺路线）确定工序内容预处理工步（去磁、去毛刺、清洗、热煮等）装配工步内容和步骤确定各工序所需的设备和工装、辅具确定各工序装配质量要求和检查方法及检具编制装配工艺文件•内圆磨头装配结构和要求分析：•1、内圆磨头基础件套筒为薄壁通孔圆筒件，内孔•与轴承外圈作精密间隙配合，目的是主轴热•伸长后轴承外圈可在套筒孔内移动；•套筒内用螺钉固定前隔套，前隔套在轴向固定•前轴承的位置，并用螺纹套在套筒上压紧前轴•承外圈；后端装有后隔套，用来在轴向支承后•轴承外圈•2、主轴锥孔用来安装砂轮接杆，装配后锥孔的•径向和轴向跳动直接影响砂轮的跳动；•主轴前端装配两同向角接触轴承，承受磨削•时的径向和轴向载荷，两轴承间用精密配制•的不同高度的内外隔圈保证两轴承均匀受载；•主轴后端同样装有两同向的角接触轴承，前后轴承构成背对背装配，通过前后隔套间的弹簧消除轴承间隙，并产生一定的过盈；在主轴热伸长带动后轴承移动时，弹簧力使后隔套推动后轴承外圈始终消除前后轴承间隙3、主轴前端的台肩与后端的并帽及前后轴承间的内隔套共同固定前后轴承的内圈，调整并帽位置，可实现调整弹簧预紧力4、主轴轴颈尺寸与轴承内孔要求形成精密的过渡配合，因此要求四只轴承的内孔尺寸尽可能一致或配磨轴颈保证配合；由于套筒内孔难以加工，要求轴承外径尺寸一致•5、P5级的轴承精度不足以保证主轴锥孔的径向•和轴向跳动要求，需要采取适宜的装配措施•保证跳动要求•6、主轴前端台肩尺寸比轴承内圈孔径大，轴承•只能从小端装入•7、如果前隔套装配后再与套筒配作螺孔，由于•位置难以固定，难以加工，且配作后的铁屑•难以清理，需正确处理前隔套的装配顺序•实现装配要求的装配措施：•1、轴外径必须按套同实测孔径选配，内孔尽可能•满足与轴颈的配合要求，否则，轴颈须预留磨•量，与轴承孔径配磨•2、采用检测工装，测量每只轴承的内外圈高度•差，配磨内外隔圈厚度差符合轴承要求•3、检查主轴轴颈对锥孔的径向跳动误差，记录•误差位置；检查轴承内圈的跳动误差，记录•误差位置，采用抵消法装配实现主轴锥孔的•径跳和轴跳要求•4、前隔套预作螺孔，与套筒装配固定后再装主轴•等•5、前轴承与主轴采用热装法，后轴承采用工装在•压机上压装；轴承外圈与套筒采用工装压装•6、主轴并帽调整要适当，保证轴承消除间隙并有•适当过盈•装配与调整•轴承选择——精度P5（D）级，各对内外圈尺寸尽可能•一致•配合内圈与轴径——过盈±0.004•外圈与套筒孔——间隙0.004~0.008•配磨内外隔圈厚度差•跳动误差抵消——内圈与轴•热装——机油煮装入轴，压装进套•润滑——锂基润滑脂（涂2/3）检查内圈跳动以锥孔和后顶尖孔为测量基准，检查装轴承轴颈径跳，高点与轴承高点相反位置装配•划分单元：套筒单元（套筒、前隔套）•主轴前轴承单元•（主轴、轴承、内外隔圈、螺纹压盖）•后轴承单元•（弹簧、后隔套、轴承、内外隔圈、•螺纹并帽、后压盖）工序1：实测套筒孔径和主轴轴径，选取满足配合•要求的轴承；•按装配图领取其余各件•工序2：去磁、去毛刺、清洗•工序3：实测配对轴承外圈背部与内圈的高度差，•配磨内外隔圈高度，去磁•检具：轴承检验座、杠杆百分表•工序4：检查主轴轴颈对锥孔的跳动，记录高点•检具：锥度心轴、偏摆仪、千分表•检查轴承内圈跳动，记录高点•检具：轴承检验座、杠杆千分表•工序5：热煮前轴承，跳动抵消法将轴承、隔圈•装入主轴•辅具：电炉、机油盆•工序6：主轴套件压入套筒，轴承涂2/3锂基润滑脂•拧入螺纹压盖压紧轴承•设备：压机•工序7：前隔套装入弹簧，依次压入后隔套，抵消•法压入轴承及隔圈，旋入并帽至预紧力•合适，依上法涂润滑脂；装后盖•设备：压机•工序8：检验：主轴锥孔径向、轴向跳动≤0.005•转动主轴，手感不得有阻滞•空运转4小时，不得有异常噪音、•震动；•温度≤60°C•检具：锥度心轴、磁性表座、千分表工厂装配工艺过程卡片产品型号装配件图号共页产品名称装配件名称第页序号工序名称工序内容设备工艺装备夹具刀具辅具量具标记处更改文件号签字日期编制时间审核时间批准时间装配工艺过程卡第四节装配尺寸链一、装配精度•装配的目的——保证各组件、部件和整机的相关•精度要求，从而满足使用要求•1、装配精度的内容•（1）相互配合要求、接触要求•（滚齿机工作台主轴与滑动轴承）•（2）相互位置精度（主轴尾架等高）•（3）相对运动精度（车床拖板移动对主轴）•2、装配精度与零件精度的关系•（1）零件精度直接影响装配精度•（尾座对溜板——床身两组导轨的平行性）•（2）零件精度累加影响装配精度（车头与尾座等高）静态—动态拖板导轨尾架导轨主轴与尾架轴线等高跟表车头与尾座等高项目6：拖板移动对主轴轴线的平行度莫氏锥柄芯棒•3、保证装配精度的措施：•全面保证零件的加工尺寸和精度（难）•建立装配尺寸链，解算后得到零件合理的尺寸•和精度，或采用适当的装配方法二、装配尺寸链的建立•1、装配尺寸链的基本概念•装配尺寸链——装配中，相关零件的尺寸•和位置关系组成的尺寸链•封闭环——装配要保证的装配精度和技术要求•组成环——影响装配精度的零部件的相关尺寸•增环•减环•例：图5-19•封闭环——间隙•组成环孔径——增环•轴径——减环•2、装配尺寸链的分类•（1）直线尺寸链（图5-19）•（2）角度尺寸链（图5-20）•（3）平面尺寸链（图5-21——中拖板齿轮啮合）•（4）空间尺寸链（少见）⌒α0α1α2床身导轨中拖板导轨封闭环——α0增环——α2减环——α1三、装配尺寸链的查找方法•1、装配尺寸链的查找方法：•确定封闭环——装配精度要求•找出装配结合面——找出影响装配精度的•相关零件的尺寸•查找路线——以封闭环的一端为起点，依次•找出各组成环，直至回到封闭环•的另一端点•例：图5-19、图5-21••2、查找装配尺寸链中组成环应注意的问题•（1）不考虑影响较小的因素•例：车床主轴与尾座等高（套筒锥孔同轴等）•（2）一件一环原则（例：图5-23）•设计组成环零件越少越好——可加大组成环•公差•零部件尺寸标注——标注连接两个装配•基准面的位置尺寸•查找方法——找出装配基准面间的位置尺寸，•一件一环•不找两装配面间的小尺寸（3）不同位置方向的装配要求——分别建立装配•尺寸链•例：蜗轮蜗杆副装配要求中心距•轴线垂直度•中心平面对称•四、装配尺寸链的计算方法•——不同装配方法，采用不同计算方法•分类正计算——已知组成环，求封闭环•反计算——已知封闭环，求组成环•详见第五节•第五节保证装配精度的装配方法•常用方法互换装配法•选择装配法•修配装配法•调整装配法•一、互换装配法•分类完全互换装配法•大数互换装配法（部分互换法）••1、完全互换装配法•——组成环不需挑选或改变，直接装配保证•装配精度（轴承与箱体孔）•特点——质量稳定、过程简单、效率高；•零件要求高，难加工•适用——高精度、少环尺寸链的大批生产；•低精度、多环大批生产•装配尺寸链计算：•极值法——反计算法（已知封闭环，求组成环）：•封闭环公差≥组成环公差之和•“等公差”原则求组成环公差••注意事项：•1）标准件组成环按规定取公差•2）难加工或难测量的组成环取较大公差，•易加工或易测量的组成环取较小公差•3）孔类（包容件）组成环偏差按基孔制（H）•轴类（被包容件）组成环偏差按基轴制（h）•中心距类组成环偏差对称分布•例5-1图5-25：•封闭环—