装配工艺

装配工艺一、概述任何机械均由许多零件组成，所以，零件是组成机械的基本单元，将加工合格的零件按照一定的次序和规定的装配技术要求结合成组件，再由组件及若干零件结合成部件，再有若干零件、组件、部件结合成机器，并经过检验、试车，使产品达到设计要求的整个工艺过程称为装配工艺过程。装配工艺过程包括清理、连接、配作、较正、调整、检验、试车、平衡、油漆、包装等工作，因此装配过程并不是将合格零件简单地连接起来的过程，而是根据各级的部件和总装的技术要求，通过一系列的装配手段去保证产品质量的过程。装配过程是机械制造生产过程中最后而又是很重要的一个环节，也是设备维修技术的一个重要环节，机械产品的质量必须由装配最后保证，装配也是设备维修、保养质量的重要保证之一。影响装配质量的因素：1.零件的加工质量：检验合格的产品在装配前还要进行仔细的清洗，去除毛刺。2.制定正确的装配顺序：选择恰当的装配方法，制定正确的工艺流程，保证装配的良好环境。3.良好的装配技术：装配人员的技术水平和责任感是保证装配质量的重要因素。4.选择正确的计量方法：装配过程中除进行精刮、研磨、选配外，还要进行精密计量，检测和调整。一、典型部件的装配1、螺纹连接的装配：螺纹连接是装配中用得最多的固定连接方式。螺纹连接的主要装配技术要求：达到规定的锁紧力。对于一组螺纹连接的锁紧力应均衡，达到规定的螺纹配合精度。螺母、螺钉装配后不产生偏斜和弯曲及防松装置可靠。装配螺纹连接时，保证得到规定的锁紧力和一组连接中各螺纹锁紧力均衡是十分重要的。否则将破坏部件的精度和使用性能，例如：一组螺纹连接的锁紧力不均衡时，会造成被连接的部分轴承座孔产生变形，造成机床主轴箱的主轴孔轴线与导轨在水平面和垂直面内的平行度误差增大，造成气缸盖和缸体之间的密封性不好。装配一组螺纹连接时，应遵守一定的装配顺序，图—1是建议采用的装配顺序。其规律是从中间到两边，并对称地进行拧紧。对于重要的螺纹连接，不允许螺母偏斜和歪斜或弯曲。如果发现有上述现象，决不允许勉强拧紧，而应查明原因，于以纠正，否则会造成在载荷的作用下使螺纹连接破坏。对于在变载荷和振动情况下工作的螺纹连接，应正确地采用防松装置。如采用双螺母、弹簧垫圈、止动垫圈、穿钢丝等方法，以分子螺纹在工作中逐渐松开，避免发生严重事故。2、过盈连接的装配：过盈连接是一种结构简单，定心性好，承载能力高，且能在振动条件下工作的一种使用很广的连接方法，一般属于不可拆的固定连接。过盈连接的主要装配技术要求：保证规定的连接强度。满足连接件间的相对位置要求。不降低连接件的表面质量和材料的物理机械性能。过盈连接的装配方法有：压入法、温差法（既热胀法或冷缩法）。（1）、压入法：可用手锤或重物冲击压入（单件装配），用专用夹具以静力压入（小批装配），用各种压力机压入（批量装配）。压配过程：将零件进行清洗后在配合表面上涂润滑脂，然后在一连接件上加轴向力，以2——4mm/s（不宜超过10mm/s）的速度连续不停地压入另一连接件中，并准确地控制压入行程以保证相对位置精度的要求。压配时使用润滑油可降低压入力，防止连接表面刮伤和咬死，但同时会使连接强度降低，但是合理地选择润滑油可以降低压力又使连接强度降低不多。常用的润滑油有机油、亚麻油等。压配时为了防止零件歪斜，一般孔口应有30°~45°的到角，轴端应有10°~15°的锥角，粗糙度应在Ra=0.8~1.6µm为佳。（2）、热胀法装配：热胀法是将包容件加热使孔胀大，造成过盈量消失且有一定的配合间隙，而后自由套入被包容件，冷却之后获得过盈配合的方法。用热胀法获得的配合强度比压入法高出一倍左右，热胀法适合于承受重载的零件簿盘、簿壁套，大直径的过盈连接。对一般结构钢约加热到70°~120°C，最高不应超过400°C。（3）、冷缩法装配：冷缩法装配是将被包容件置于某种冷却介质中进行冷却，使轴缩小到过盈量消失且有一定的配合间隙，再自由装入包容件。与热胀法相比冷却温度容易控制，但被包容件的冷缩量较小。3.滚动轴承部件的装配：滚动轴承在各种机械中使用极广，其安装的方法按轴承的类型和配合要求不同而不同。（1）、圆柱孔轴承的安装：单列向心轴承、单列向心短圆柱滚子轴承、单列向心推力轴承等均属于圆柱孔轴承。这类轴承的特点之一是：内孔是圆柱孔，内外圈不可分离。装配中，当内圈与轴颈配合较紧，外圈与壳体孔配合较紧时，则先将轴承装入壳体孔中，若将内外圈同时装入轴颈和壳体上时，应同时施力于内外圈上。视配合松紧程度不同，装配的方法也不一样，通常可采用：铜锤敲入法、压力法、温差法进行装配。注意#：不论是敲入法还是压力法都应把力施加在轴承内圈（或外圈）的端面上，决不允许通过滚动体传递压力。内外圈同时装入时压力应同时施加在内外圈上。用热胀法装配时，加热温度不得超过100°C，用冷缩法装配时温度不得底于80°C。内部充满润滑脂带防尘盖和密封圈的轴承，不能采用温差法安装。（2）、圆锥孔轴承的安装：圆锥孔双列向心球面轴承，圆锥孔双列（或单列）向心短圆柱滚子轴承等均属这类轴承，其内孔有1：12的锥度。这类轴承安装在轴颈上的配合过盈量取决于轴承沿轴颈锥面的轴向移动量。其关系是：δ≈1/15S式中δ——轴承在轴上的轴向移动量，S——径向游隙减少量。这类轴承在安装之前都留有原始径向间隙，在安装轴承之前必须测出其原始游隙，安装时控制轴向移动量δ来控制径向游隙的减少量，从而获得正确的配合间隙。必须注意#：当原始径向游隙超过规定值时（例如旧轴承），不能全靠调整轴承内圈在轴间的移动来达到装配精度要求，因为势必造成内圈在轴颈上的移动距离多，内圈胀大也较多，产生很大的应力，反而很快丧失轴承的精度。（3）、向心推力轴承和推力轴承的安装：这类轴承的内外圈是可以分离也是分开安装的，装配以后必须正确调整其径向间隙，可采用如下方法调整：1）、用垫圈调整轴承的轴向间隙，垫圈的厚度a由下式确定：a=C+a1，式中C——规定的轴向游隙，a1——消除轴承间隙之后，端盖与壳体端面之间的距离必须注意#：测量a1值时，一定要装入端盖推动轴承外圈直至完全消除轴承的间隙后方可测量，而且最好在互成120º的三处测量，而后取其平均值。为防止垫片装入以后轴承的偏斜，要求垫片两平面的平行度误差一般不大于0.03mm，对精密轴承部件应不大于0.01mm。2）、用锁紧螺母调整轴承的轴向游隙：调整方法是先旋紧螺母以消除轴承的间隙，然后松开一定的角度α，使轴承得到规定的间隙。Α与轴向游隙Ｃ的关系是：α＝ｃ／ｔ×３６０º（t是螺纹的螺距）为了获得准确的轴承游隙，必须严格控制与轴承端面接触的孔获轴肩平面、螺母端面对各自轴心线的垂直度误差，为了获得稳定的轴承游隙，要求螺母有可靠的放松装置。3）、用调整轴承内外圈隔套来调整轴承游隙：成对安装的向心推力球轴承常用这种方法调整轴向游隙，为了获得内外圈隔套的准确厚度，必须予先测得轴承在消除了间隙状态下内外圈之间的错位δ1和δ2。4.滑动轴承部件装配：滑动轴承根据其受力情况，，分为径向和推力两类。对滑动轴承装配的要求：主要是轴颈与轴承之间获得所需要的间隙和良好的接触，使轴在轴承中运转平稳。5.齿轮传动部件的装配：齿轮传动装置主要分为三大类：圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动。齿轮传动装置装配后的基本要求：保证正确的传动比，使传递的运动正确可靠，保证传递时工作平稳，振动小，嘈声小，保证齿轮工作面接触良好，保证有规律的侧隙。由于齿轮传递的用途和要求不同，因此，在齿轮装配时也有所侧重。例如：要求高精度运动的齿轮，装配时应侧重于保证运动精度和齿侧间隙，底速重载传递的齿轮，侧重于保证接触精度，而高速动力传递齿轮则应侧重于保证工作平稳性精度。（1）、圆柱齿轮和圆锥齿轮传递的装配：一般传递精度的圆柱和圆锥齿轮的装配比较简单，当齿轮与轴是间隙配合时，只用手将齿轮推到轴上就可，具有一定的过盈量时可用手锤敲入或用压力压入，有较大过盈量时有温差法装配，装配后不允许齿轮歪斜和偏心。可以通过测量径向和端面跳动来检验，高精度传动的齿轮，在装配时应考虑其周节累积误差的分布情况，进行圆周定向装配，使误差得到一定的补偿。齿轮传动的接触精度常用齿面接触斑痕的位置和大小来判断，齿轮传动的侧隙大小有二种方法检查：1）、用压铅丝法检查：在齿面沿齿长的两端平行放置两条铅丝，铅丝的直径不易超过最小侧隙的三倍，传动齿轮，挤压铅丝，测量铅丝最薄处的厚度，就是侧隙的大小。2）、用百分表检查：将百分表测头与一齿轮面接触，另一齿轮固定，用手转动可动齿轮，使齿从一侧啮合转到另一侧啮合，百分表上的读数既为侧隙。（2）、蜗杆传动的装配：蜗杆传动的主要技术要求是：保证蜗杆轴心线与蜗轮轴心线互相垂直，蜗杆的轴心线应在蜗轮轮齿的对称平面内，两轴的中心距要正确，要有正确的啮合侧隙和良好的接触斑点。装配顺序：有的先装蜗轮，有的先装蜗杆，一般情况下是先装蜗轮。一般蜗杆的轴心线的位置是由箱体安装孔所确定的，因此蜗轮的轴向位置只能通过改变蜗轮轴上的垫片厚度等方法进行调整。蜗轮、蜗杆装入蜗轮箱中以后应以涂色法检验蜗轮蜗杆的接触斑点。通常是将红丹粉涂在蜗杆的螺旋面上，转动蜗杆，根据蜗轮齿上出现的色斑的位置和大小判断啮合质量。正确的接触斑点位置应在中部稍偏蜗杆旋出方向。全负荷时接触点长度最好能达到齿宽的90%以上。装配后的蜗杆传动机构，还应检查它的转动灵活性，旋转蜗杆应处处扭矩相同，更没有啃住现象，对于精密蜗杆，还应控制其轴向窜动在0.005~0.008mm之内。二、装配精度：1、装配精度的概念：机械产品的质量主要取决于机器结构设计的正确性，零件加工质量的高低以及机器的装配质量。装配精度一般包括：零件间的距离精度，相互位置精度和运动精度。（1）距离精度：是指相关零部件间的距离尺寸精度。（2）相互位置精度：包括相关零件（或部件）中的平行度，垂直度和各种跳动等。（3）相对运动精度：是指产品中有相对运动的零部件间在相对运动时的相互位置要求和相对运动的准确性要求等。（4）接触精度：指接触面间的接触面积，位置和接触刚度的要求。2、装配精度与零件精度间的关系：机器是由零件组成的，当然零件的精度，特别是关键零件的加工精度对装配必然有很大的影响。零件的加工精度是保证装配精度的基本条件，但装配精度不完全取决于零件的加工精度，有时还可以不同的装配手段把精度不高的零件装配出高精度的机器。三、装配尺寸链：1、装配尺寸链的基本概念：装配尺寸链是产品或部件装配关系中，由有关零件的线性尺寸（包括面与面、面与轴线、轴线与轴线之间的距离）或相互位置关系值（平行度、垂直度、同轴度等）所组成的一组相互联系，彼此组成封闭图形的尺寸（包括到角）组合。每一个单独尺寸链和工艺尺寸链一样，也是由一个封闭和若干个组成环组成，组成环同样分成增环和减环，封闭环的值是随组成环数值变化而变化的因变量。例如图—2是一简单的线性尺寸链。其中间隙AΣ是封闭环，其尺寸大小是随轴和孔的直径大小变化而变化的，线性尺寸链一般是由平行的直线尺寸所组成，所涉及到的是距离精度的尺寸问题。装配尺寸链的封闭环是装配以后自然形成的，它一定是装配精度要求中规定的指标，如距离精度（间隙值、过盈值），位置精度（平行度、垂直度）。而对装配精度产生直接影响的某些零件上的线值尺寸，角值尺寸就是组成环。装配尺寸链的一般查找方法：首先根据装配精度要求明确封闭环，再取封闭环两端的那个零件为起点，沿着装配精度要求的位置方向，按照“最短路线”原则，分别查找到相邻零件的装配基准，直至查到同一个零件的基准为止，在查找过程中，凡有零件上直接连接装配基准间的线性尺寸或位置精度，便是装配尺寸链中的组成环。1、保证装配精度的工艺方法：主要有四种：互换法、选配法、修配法、调整法。互换法：采用互换法进行装配时，从加工好的零件中，任意取一个零件装配到相应的装配中，不经任何的选择和修配，就能达到装配精度的要求。零件具有互换性，互换法装配又分为完全互换法和不完全互换法两种。修配法：选配法就是在装配过程中，根据实际测量的结果，改变尺寸链中某一予定组成环的尺寸，或者就地配置这个环，使封闭环达到规定的精度指标的一种