机械制造工艺学-第6章装配工艺规程制定

第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社第6章装配工艺规程制定6.1装配与装配精度6.2装配的组织形式及生产纲领6.3装配尺寸链6.4保证装配精度的装配方法6.5装配工艺规程的制定第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.1装配与装配精度机器装配是机械制造中较难实现自动化的生产过程。目前，在多数工厂中，装配的主要工作是手工完成的，所以选择合适的装配方法，制定合理的装配工艺规程，不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高生产效率，降低制造成本的有力措施。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.1.1机器装配概念任何机器都是由许多零件装配而成的，零件是机器的最小制造单元。机器装配是按照机器的技术要求，将零件进行配合和连接，使之成为机器的工艺过程。机器装配是整个机器制造过程中的最后阶段。机器装配包括装配、调整、检验和试验等工作。为了有效地组织装配工作进行，一般将机器划分为若干可以独立开展装配工作的部分，称之为装配单元。机器装配单元主要有合件、组件、部件和机器等。合件是由若干零件固定连接(铆或焊)而成，或连接后再经加工而成，如装配式齿轮，发动机连杆小头孔压入衬套后再镗孔。合件也被称为套件。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社组件是指一个或几个合件与零件的组合，没有显著完整的作用.如主轴箱中轴与其上的齿轮、套、垫片、链和轴承的组合体。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社部件是若干组件、合件及零件的组合体，部件在机器中具有完整的功能与用途。例如汽车的发动机、变速箱;车床主轴箱和溜板箱等。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社机器是由零件、合件、组件和部件等组成。机器装配一般过程是零件预先装成合件、组件和部件，然后进一步装配成机器。合件装配是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件形成一个最小装配单元的装配过程。组件装配是在一个基准零件上装上若干个合件及零件构成组件装配单元的装配过程，简称为组装。部件装配是在一个基准零件上装上若干个组件、合件和零件构成部件装配单元的装配过程。总装配是在一个基准件上安装若干个部件、组件、合件和零件，最终组成一台机器的装配过程。总装配简称总装。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.1.2装配系统图与装配工艺系统图常用装配单元系统图来清晰表示装配顺序。装配单元系统图的绘制方法如下：用一个长方格表示一个零件或装配单元。即用该长方格可以表示参加装配的零件、合件、组件、部件和机器。在该方格内，上方注明零件或装配单元名称，左下方填写零件或装配单元的编号，右下方填写零件或装配单元的件数，如图6.1所示。零件部件第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社装配单元系统图绘制方法与步骤如入：首先，画一条较粗的横线．横线右端指向装配单元的长方格，横线左端为基准件的长方格。其次，按装配先后顺序，从左向右依次将装入基准件的零件、合件、组件和部件引入。表示零件的长方格画在横线上方；表示合件、组件和部件的长方格画在横线下方。合件装配系统图如图6.2所示第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社组件装配系统图第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社部件装配系统图第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社机器装配系统图如图6.5所示第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社比较简单的产品也可把所有装配单元的装配系统图画在机器装配系统图中，称之为装配单元系统合成图，如图6.6所示。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社在装配单元系统图上加注所需的工艺说明内容，如焊接、配钻、配刮、冷压、热压和检验等，就形成装配工艺系统图，如图6.7所示。装配工艺系统图比较清楚而全面地反应了装配单元的划分、装配顺序和装配工艺方法。它是装配工艺规程制定中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.1.3装配精度1.基本概念装配精度是机器质量的重要指标之一，它是保证机器具有正常工作性能的必要条件，凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度，装配精度既是制定装配工艺规程的主要依据，也是确定零件加工精度的依据。机器的装配精度主要内容包括：相互尺寸精度、相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。相互尺寸精度是指机器中相关零部件间的相互尺寸关系的精度。例如，机床主轴锥孔中心距床身导轨的距离；尾架顶尖套中心距导轨的距离；主轴锥孔中心距尾架顶尖套中心距导轨的距离等等。相互位置精度是指机器中相关零部件间的相互位置关系的精度。如机床主轴箱中相关轴间中心距尺寸精度和同轴度、平行度、垂直度等。相对运动精度是指机器中作相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。如运动方向与基准间的平行度和垂直度，相对运动部件间的传动精度等。相互配合精度包括配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量是指机器中零件配合表面之间到达规定的配合间隙或过盈间隙的程度。接触质量是指机器中两配合或连接表面间达到规定的接触面积的大小和接触点分布的情况。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社2.影响机器装配精度的因素一般情况下，装配精度是由有关组成零件的加工精度来保证的，这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。在加工条件允许时，可以合理地规定有关零部件的制造精度，使它们的累积误差仍不超出装配精度所规定的范围，从而简化装配过程，这对于大批大量生产过程是十分必要的。对于某些装配精度要求高的装配单元，特别是装配单元包含零件较多时，如果装配精度完全由有关零件的加工精度来直接保证，则对各零件的加工精度要求很高，这样会造成加工困难，其至无法加工。遇到这种情况，常按经济加工精度来确定大部分零件的精度要求，使之易于加工，而在装配阶段采用一定的装配工艺措施（如修配、调整、选配等）来保证装配精度。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社如果机器的装配精度是由一个零件的精度来控制与保证，则称这种情况是“单件自保”。受相应零件精度（特别是关键零件精度）的影响，如车床尾座移动相对溜板移动的平行度要求，主要取决于溜板用导轨与尾座用导轨之间的平行度，如图6.8所示。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.2装配的组织形式及生产纲领1.装配的组织形式装配的组织形式的选择主要取决于机器的结构特点(包括重量、尺寸和复杂程度)、生产纲领和现有生产条件。按机器产品在装配过程中移动与否，装配的组织形式分为固定式和移动式两种。固定式装配组织形式是在一个固定的地点进行全部装配工作，机器在装配过程中不移动，多用于单件小批生产或重型产品的成批生产。固定式装配也可以按装组织工人专业分工和按照装配顺序轮流到各产品点进行装配，这种装配组织形式称为固定流水装配，多用于成批生产结构比较复杂、工序数多的大型、重型机器，如机床、汽轮机的装配。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社移动式装配是将零、部件用输送带或小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，各装配地点分别完成一部分装配工作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进行，全部装配地点完成机器的全部装配工作。移动式装配按移动的形式可分为连续移动和间歇移动两种。连续移动式装配即装配线连续按节拍移动。在每一个装配地点，工人一边装配机器，一边跟随装配线走动，工序装配工作完毕立即回到原位继续重复装配；间歇移动式装配是每一个装配地点装配时产品不动，工人在规定时间〔节拍)内完成装配规定工作后，机器再被生产线输送到下一工作地点。移动式装配按移动时节拍变化与否又可分为强制节拍和变节拍两种。变节拍式移动比较灵活，具有柔性适合多品种装配。移动式装配常用于大批大量生产组成流水作业线或自动线，如汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社2.生产纲领及其工艺特点生产纲领决定了产品的生产类型。不同的生产类型致使机器装配的组织形式、装配方法、工艺过程的划分、设备及工艺装备专业化或通用化水平、手工操作工作量的比例、对工人技术水平的要求和工艺文件格式等均有不同。各种生产类型的装配工艺特征如表6.1所示。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.3装配尺寸链6.3.1装配尺寸链的概念在机器装配关系中，由相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。装配尺寸链的封闭环是装配过程所要保证的机器装配精度或技术要求。封闭环（装配精度）是通过装配过程最终形成或保证的尺寸或位置关系。装配尺寸链也是一种尺寸链，具有尺寸链的共性。装配尺寸链也具有封闭性和关联性等。同样，按照各个组成环和封闭环的几何特征和所处空间位置分布情况可以分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链和角度尺寸链。工程上，直线尺寸链是最常见的尺寸链。限于篇幅，本书以直线尺寸链为例探讨装配尺寸链问题。其它类型尺寸链问题，读者可以参阅相关手册及参考资料。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社2.查找组成环装配尺寸链的组成环是对装配精度发生直接影响的那些零、部件的尺寸。在查找装配尺寸链组成环时，遵循最短路线原则。最短路线原则要求每个装配相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，此时装配尺寸链环数最少。链轮装配尺寸链中，组成环为A1、A2、A3、A4和A5。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.3.2装配尺寸链的建立依据机器装配精度要求，准确地从机械部件图或总装图中找出相应的装配尺寸关系并建立装配尺寸链是解算装配尺寸链的关键。例如链轮装配图结构见图6.9，装配精度要求控制轴向装配间隙A0。与轴向装配间隙A0直接相关的零件尺寸有A1、A2、A3、A4和A5。下面结合实例说明建立装配尺寸链的步骤。1.确定封闭环装配尺寸链的封闭环是有关零、部件装配后形成的，具有装配精度要求或装配技术要求的尺寸，一般为某一个配合间隙量或配合过盈量。链轮装配尺寸链中，封闭环为A0。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社3.画尺寸链图并确定组成环的性质根据封闭环和找到的组成环画出尺寸链图，并根据尺寸链理论可以确定增减环（见第一章）。建立链轮装配尺寸链图见图6.10，其中A2是增环，A1、A3、A4和A5是减环。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社6.3.3装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用也可分为正计算和反计算。已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差．求解装配精度要求的基本尺寸及偏差的计算过程为正计算，主要用于校核验算。当已知装配精度要求（即已知装配尺寸链封闭环的基本尺寸及其偏差），求解与该项装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计算过程称为反计算，装配尺寸链的反计算应用主要用于产品的设计。为了简便起见，装配尺寸链计算常用对称公差法。对称公差法是将所有组成环的尺寸变为对称公差，注意变换过程中组成环的基本尺寸也会发生改变，采用平均尺寸。然后，利用变换后的基本尺寸和对称公差进行计算。根据需要，将计算结果重新改写为极限偏差形式。第6章装配工艺规程制定机械制造工艺学常同立等清华大学出版社假设装配尺寸链由m个组成环和一个装配环组成。对称公差法计算公式如下：2kkkEIAESAkkmkAA2kmkFSAEIAkTAAkkkkkEIAESAT2kkkTESA2kkkTEIA式中，k=0，1，2，3…..m。装配尺寸链的解算可根据不同需要，选择极值法或概率法。第