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机械装配工艺详解职业生涯 2010-01-10 19:55:32 阅读122 评论0 字号：大中小订阅 91机械装配工艺概述一、机器装配的基本概念 根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。机器的装配是机器制造过程中最后一个环节，它包括装配、调整、检验和试验等工作。装配过程使零件、套件、组件和部件间获得一定的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过程。 为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的装配单元。1、 零件：是组成机器的最小单元，由整块金属或其它材料制成的。 (见教材P246) 2、 套件（合件）：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。是最小的装配单元。 3、 组件：是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如，主轴组件。 4、 部件：是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的。如，车床的主轴箱。 部件的特征：是在机器中能完成一定的、完整的功能。二、各种生产类型的装配特点： (见教材P233表9.1)三、装配精度与装配尺寸链1、装配精度：为了使机器具有正常工作性能，必须保证其装配精度。机器的装配精度通常包含三个方面的含义：(见教材P233)（1） 相互位置精度：指产品中相关零部件之间的距离精度和相互位置精度。如平行度、垂直度和同轴度等（2） 相对运动精度：指产品中有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。如传动精度、回转精度等。（3） 相互配合精度：指配合表面间的配合质量和接触质量。2、装配尺寸链（1）装配尺寸链的定义：在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的一个封闭的尺寸系统，称为装配尺寸链。（2）装配尺寸链的分类： 1） 直线尺寸链：由长度尺寸组成，且各环尺寸相互平行的装配尺寸链。 2） 角度尺寸链：由角度、平行度、垂直度等组成的装配尺寸链。 3） 平面尺寸链：由成角度关系布置的长度尺寸构成的装配尺寸链。（3）装配尺寸链的建立方法： 1） 确定装配结构中的封闭环； 2） 确定组成环：从封闭环的的一端出发，按顺序逐步追踪有关零件的有关尺寸，直至封闭环的另一端为止，而形成一个封闭的尺寸系统，即构成一个装配尺寸链。（4）装配尺寸链的计算： 主要有两种计算方法：极值法和统计法。 前面介绍的极值法工艺尺寸链基本计算公式，完全适用装配尺寸链的计算。92保证装配精度的四种装配方法保证装配精度的方法可归纳权为：互换装配法、选择装配法、修配装配法和调整装配法四大类。(见教材P234)一、 互换装配法(见教材P234)采用互换法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调整就能达到规定的装配精度要求。用互换法装配，其装配精度主要取决于零件的制造精度。根据零件的互换程度，互换装配法可分为完全互换装配法和不完全互换装配法，现分述如下：1.完全互换装配法 (见教材P234)(1)定义：在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或不需改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求的装配方法，称为完全互换法。(2)特点：优点： 装配质量稳定可靠（装配质量是靠零件的加工精度来保证）；装配过程简单，装配效率高（零件不需挑选，不需修磨）；易于实现自动装配,便于组织流水作业；产品维修方便。不足之处：当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高。(3)应用： 完全互换装配法适用于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。(4) 完全互换法装配时零件公差的确定：1） 确定封闭环：封闭环是产品装配后的精度，其要满足产品的技术要求。封闭环的公差T0由产品的精度确定。2） 查明全部组成环，画装配尺寸链图：根据装配尺寸链的建立方法，由封闭环的一端开始查找全部组成环，然后画出装配尺寸链图。3） 校核各环的基本尺寸：各环的基本尺寸必须满足下式要求： Ao=AiAi 即封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。4） 决定各组成环的公差：各组成环的公差必须满足下式的要求： ToTi 即各组成环的公差之和不允许大于封闭环的公差。各组成环的平均公差Tp可按下式确定： Tp=To/m 式中：m-为组成环数。 各组成环公差的分配应考虑以下因素：孔比轴难加工，孔的公差应比轴的公差选择大一些；例如：孔、轴配合H7/h6。 b） 尺寸大的零件比尺寸小的零件难加工，大尺寸零件的公差取大一些； c） 组成环是标准件尺寸时，其公差值是确定值，可在相关标准中查询。 5） 决定各组成环的极限偏差： a） 先选定一组成环作为协调环：协调环一般选择易于加工和测量零件尺寸； b） 包容尺寸（如孔）按基孔制确定其极限偏差：即下偏差为0； c） 被包容尺寸（如轴）按基轴制确定其极限偏差：即上偏差为0。6） 协调环的极限偏差的确定： 根据中间偏差的计算公式：0=ij式中：0-为封闭环的中间偏差，0=（ES0+EI0）/2； i、j-分别为所有增环的中间偏差之和、所有减环的中间偏差之和。 求出协调环的中间偏差，再由协调环的公差求出上下偏差为：ES=+T/2 EI=T/2应用举例：如下图所示齿轮部件的装配，轴是固定不动的，齿轮在上面旋转，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=30-0.05 mm（标准件），A5=5mm。现采用完全互换法装配，试确定各组成环的公差和极限偏差。解：（1）确定封闭环： 图中尺寸A0是装配以后间接保证的尺寸，也是装配精度要求，所以A0是封闭环。（2）由份量环查找各组成环，画装配尺寸链图： （3）校核各环的基本尺寸：A0= A3(A1+ A2+A4+ A5) =43(30+5+3+5) =0 可知各组成环的尺寸准确无误。（4）确定各组成环的公差：先计算各组成环的平均公差Tp： Tp=T0/m 因：A0=3+0.35+0.10 mm，所以：T0=0.25mm。m=5 ，即组成环数。故： Tp=T0/m=0.25/5=0.05mm 而A4是标准件，其公差值为确定值，其值为T4=0.05mm。 根据加工的难易程度选择公差为T1=0.06mm，T2=0.04mm，T3=0.07mm，T5=0.03mm（5）确定各组成环的极限偏差： 因A5是垫片，易于加工和测量，故选A5为协调环。 A1、A2为外尺寸，按基轴制确定极限偏差： A1=30 0-0.06 A2=5 0-0.04 A3为内尺寸，按基孔制确定极限偏差： A3=43+0.07（6）协调环的极限偏差的确定：封闭环的中间偏差为： 0=(0.35+0.1)/2=0.225 各组成环的中间偏差为：1=(0-0.06)/2=-0.03 2=(0-0.04)/2=-0.02 3=(0.07+0)/2=0.035 4=(0-0.05)/2=-0.025 由： 0=3(1+2+4+5) 得： 5=3(1+2+4+0)=0.035(-0.03-0.02-0.025+0.225)=-0.115 协调环A4的极限偏差为： ES=5+T5/2=-0.115+0.03/2=-0.10 EI=5- T5/2=-0.115-0.03/2=-0.13 所以有： A5=5-0.10-0.132.统计互换装配法（不完全互换装配法）(见教材P236)用完全互换法装配，装配过程虽然简单，但它是根据增环、减环同时出现极值情况来建立封闭环与组成环之间的尺寸关系的，由于组成环分得的制造公差过小常使零件加工产生困难。完全互换法以提高零件加工精度为代价来换取完全互换装配有时是不经济的。统计互换装配法又称不完全互换装配法，其实质是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工，但这会使极少数产品的装配精度超出规定要求，但这种事件是小概率事件，很少发生。尤其是组成环数目较少，产品批量大量，从总的经济效果分析，仍然是经济可行的。统计互换装配方法的优点是：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低；装配过程简单，生产效率高。不足之处是：装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取另外的返修措施。大数互换装配方法适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。二、选择装配法(见教材P238)1、 选择装配法定义：是将装配尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的装配方法，称为选择装配法。适用场合：装配精度要求高，而组成环较少的成批或大批量生产。2、 选择装配法种类直接选配法：（1）定义：在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的选择装配法，称为直接选配法。（2）特点： 1）装配精度较高； 2）装配时凭经验和判断性测量来选择零件，装配时间不易准确控制； 3）装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平。分组选配法：（1）定义：将各组成环的公差相对完全互换法所求数值放大数倍，使其能按经济精度加工，再按实际测量尺寸将零件分组，按对应的组分别进行装配，以达到装配精度要求的选择装配法，称为分组选配法。（2）应用：在大批大量生产中，装配那些精度要求特别高同时又不便于采用调整装置的部件，若用互换装配法装配，组成环的制造公差过小，加工很困难或很不经济，此时可以采用分组选配法装配。（3）分组选配法的一般要求：(见教材P238)1）采用分组法装配最好能使两相配件的尺寸分布曲线具有完全相同的对称分布曲线，如果尺寸分布曲线不相同或不对称，则将造成各组相配零件数不等而不能完全配套，造成浪费。2）采用分组法装配时，零件的分组数不宜太多，否则会因零件测量、分类、保管、运输工作量的增大而使生产组织工作变得相当复杂。（4）分组法装配的特点：主要优点是：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。不足之处是：增加了零件测量、分组、存贮、运输的工作量。分组装配法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。三、修配装配法(见教材P240)1、定义：是将装配尺寸链中各组成环按经济加工精度制造，装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度的装配法，称为修配装配法。采用修配法装配时，各组成环均按该生产条件下经济可行的精度等级加工，装配时封闭环所积累的误差，势必会超出规定的装配精度要求；为了达到规定的装配精度，装配时须修配装配尺寸链中某一组成环的尺寸(此组成环称为修配环)。为减少修配工作量，应选择那些便于进行修配的组成环做修配环。在采用修配法装配时，要求修配环必须留有足够但又不是太大的修配量。2、修配装配法的特点：主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得很高的装配精度。不足之处是：增加了修配工作量，生产效率低；对装配工人的技术水平要求高。3、应用： 修配装配法适用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。四、调整装配法(见教材P242)1、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。调整装配法与修配装配法的原理基本相同。在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，除调整环外各组成环均以加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，通过调节调整件（或称补偿件）相对位置的方法消除，最后达到装配精度要求。 调节调整件相对位置的方法有可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法等三种。2、调整装配法的特点：主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度；装配效率比修配装配法高。不足之之处是要另外增加一套调整装置。3、应用：可动调整法和误差抵消调整法适用于在小批生产中应用，固定调整法则主要适用于大批量生产。93机械装配工艺规程设计机械装配工艺规程设计一、 制定装配工艺过程的基本原则：1、 保证产品的装配质量，以延长产品的使用寿命；2、 合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率；3、 尽量减少装配占地面积；4、 尽量减少装配工作的成本。二、 制订装配工艺规程的步骤：(见教材P245-247)1、 研究产品的装配图及验收技术条件：（1） 审核产品图样的完整性、正确性；（2） 分析产品的结构工艺性；（3） 审核产品装配的技术要求和验收标准；（4） 分析和计算产品装配尺寸链。2、 确定装配方法与组织形式：（1） 装配方法的确定：主要取决于产品结构的尺寸大小和重量，以及产品的生产纲领。（2） 装配组织形式：1） 固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成。适用于单件小批生产和体积、重量大的设备的装配。 2） 移动式装配：是将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配点工作的总和就是整个产品的全部装配工作。适用于大批量生产。3、 划分装配单元，确定装配顺序：（1） 将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，进行分级装配；（2） 确定装配单元的基准零件；（3） 根据基准零件确定装配单元的装配顺序。4、 划分装配工序：（1） 划分装配工序，确定工序内容（如清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试运转、油漆、包装等）；（2） 确定各工序所需的设备和工具；（3） 制定各工序装配操作规范：如过盈配合的压入力等；（4） 制定各工序装配质量要求与检验方法；（5） 确定各工序的时间定额，平衡各工序的工作节拍。5、 编制装配工艺文件一、装配的概念任何一台机器设备都是有许多零件所组成，将若干合格的零件按规定的技术要求组合成部件，或将若干个零件和部件组合成机器设备，并经过调整、试验等成为合格产品的工艺过程称为装配。例如一辆自行车有几十个零件组成，前轮和后轮就是部件。装配是机器制造中的最后一道工序，因此它是保证机器达到各项技术要求的关键。装配工作的好坏，对产品的质量起着重要的作用。二、装配的工艺过程1.装配前的准备工作（1）研究和熟悉装配图的技术条件，了解产品的结构和零件作用，以及相连接关系。（2）确定装配的方法、程序和所需的工具。（3）领取和清洗零件。2.装配装配又有组件装配、部件装配和总装配之分，整个装配过程要按次序进行。（1）组件装配 将若干零件安装在一个基础零件上而构成组件。如减速器中一根传动轴，就由轴、齿轮、键等零件装配而成的组件。（2）部件装配 将若干个零件、组件安装在另一个基础零件上而构成部件（独立机构）。如车床的床头箱、进给箱、尾架等。（3）总装配 将若干个零件、组件、部件组合成整台机器的操作过程称为总装配。例如车床就是把几个箱体等部件、组件、零件组合而成。3.装配工作的要求（1）装配时，应检查零件与装配有关的形状和尺寸精度是否合格，检查有无变形、损坏等，并应注意零件上各种标记，防止错装。（2）固定连接的零部件，不允许有间隙。活动的零件，能在正常的间隙下，灵活均匀地按规定方向运动，不应有跳动。（3）各运动部件（或零件）的接触表面，必须保证有足够的润滑、若有油路，必须畅通。（4）各种管道和密封部位，装配后不得有渗漏现象。（5）试车前，应检查个部件连接的可靠性和运动的灵活性，各操纵手柄是否灵活和手柄位置是否在合适的位置；试车前，从低速到高速逐步进行。三、典型组件装配方法1.螺钉、螺母的装配螺钉、螺母的装配是用螺纹的连接装配，它在机器制造中广泛使用。装拆、更换方便，易于多次装拆等优点。螺钉、螺母装配中的注意事项：（1）螺纹配合应做到用手能自由旋入，过紧会咬坏螺纹，过松则受力后螺纹会断裂。（2）螺母端面应与螺纹轴线垂直，以受力均匀。（3）装配成组螺钉、螺母时，为保证零件贴合面受力均匀，应按一定要求旋紧（如图所示），并且不要一次完全旋紧，应按次序分两次或三次旋紧。 1 6 31 4 5 2 （4）对于在变载荷和振动载荷下工作的螺纹连接，必须采用防松保险装置。2.滚动轴承的装配滚动轴承的装配多数为较小的过盈配合，装配时常用手锤或压力机压装。轴承装配到轴上时，应通过垫套施力于内圈端面上；轴承装配到机体孔内时，则应施力于外圈端面上；若同时压到轴上和机体孔中时，则内外圈端面应同时加压。如果没有专用垫套时，也可用手锤、铜棒沿着轴承端面四周对称均匀地敲入，用力不能太大。如果轴承与轴是较大过盈配合时，可将轴承吊放到8090的热油中加热，然后趁热装配。四、拆卸工作的要求1.机器拆卸工作，应按其结构的不同，预先考虑操作顺序，以免先后倒置，或贪图省事猛拆猛敲，造成零件的损伤或变形。2.拆卸的顺序，应与装配的顺序相反。3.拆卸时，使用的工具必须保证对合格零件不会发生损伤，严禁用手锤直接在零件的工作表面上敲击。4.拆卸时，零件的旋松方向必须辨别清楚。5.拆下的零部件必须有次序、有规则地放好，并按原来结构套在一起，配合件上做记号，以免搞乱。对丝杠、长轴类零件必须将其吊起，防止变形。1.了解关于装配工作的原始资料 通过对产品装配图和技术要求的研究，深入了解产品及各部件的具体结构，各部件之间的相互关系，结合方式及要求。如果发现原始资料在完整性、技术要求、结构工艺性及尺寸链等方面有缺点，应及时提出，这一阶段的重点是分析产品的装配结构工艺性。 2.确定生产组织形式 装配组织形式主要取决于产品的生产纲领和结构特点。确定装配组织形式后，也就相应确定了工作地布置，运输方式等内容，对总装和部装、工序划分、工序的集中与分散、所用的工装设备等都有很大影响。 常用装配组织形式的一些基本特点见表57-4。 装配组织形式可以根据生产情况混合使用。如长规格的直线滚动导轨轴的作业采用固定式装配，最终组成导轨副产品。 3. 划分产品装配单元，确定装配顺序 从装配工艺的角度出发，将产品分解为可以独立装配的各级部件及组件。应尽可能减少进入总装配的单个零件以缩短装配周期。 划分装配单元后，要确定各部件，组件的装配顺序，首先选择装配基准件。基准件通常是装配单元的基体或主干零、部件，一般应具有相对较大的体积，质量和足够的支承面。基准件应尽可能没有后续加工工序。例如，在普通车床的床身装配中，床身零件是床身组件的装配基准件，床身组件是床身部件的基准件，床身部件是机床产品的基准件。 基准件在装配单元中首先进入装配，然后根据装配单元的具体结构，按照先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般，先重大后轻小的规律确定其他零、部件的装配顺序。 确定装配顺序后，即可绘制装配单元系统图。 表57-4 常用装配组织形式的基本特点 组织形式 工艺特点 适用对象 固定式装配 产品或部件的装配工作安排在一个固定的工作地上进行装配，所需要的零件汇集在工作地附近。当批量很小时可以由同一组工人完成全部装配工作，对工人技术要求高，装配周期较长。批量较大时，可以由几组工人在不同工作地同时进行部装和总装，采用高效的夹具等装备，在总装场地形成转对象固定而操作者流动的流水作业。 小批、成批生产或大型产品生产，如机床或重型机械 人工移动式装配 装配对象用人工依次移动，操作者只完成一定的工作，工作场地和设备按装配工序的顺序不止，生产效率高，操作者的技术要求稍低，设备费用不高。对生产节拍有明确要求，但也有一定的灵活性 小批、成批及批量较大但工作较精细的轻型产品，如滚动导轨副的滑板部件 机械传送式装配 装配对象用机械化传送线依次移动，主要由人工和高效的工具，装配进行装配。生产率高，操作者的技术要求较低，调整者技术要求较高，设备费用较高，节奏性强，但灵活性较差，对工艺相似的多品种产品宜采用具有柔性的传送方式 成批或大批生产，如汽车发动机 刚性半自动及自动装配 装配对象用机械化传送线依次移动，装配作业主要由自动机完成，半自动装配用人工上、下料，部分装配作业由人工进行，全自动装配包括自动上，下料，生产率高，质量稳定，设备费用及调整要求高，节奏性强，但灵活性差 大批大量生产，如滚动轴承、冰箱压缩机，汽车变速箱 柔性半自动及自动装配 以茁壮陪中心，装配机器人及可编程乃至可重组的传送线为装配系统的主要组成，大量应用高新技术，设备费用及管理，控制要求高。能保证较强的生产节拍和缴高的灵活性 批量生产的各种中下型机电产品 4. 划分装配工序 （1）划分装配工序的一般原则 1）前面工序不应妨碍后面工序的进行。因此，预处理工序要先行，如清晰、倒角、去毛刺和飞边、防腐除锈处理、油漆等安排在前。 2）后面工序不能损坏前面工序的装配质量。因此，冲击性装配、压力转、加热装配、补充加工工序等应尽量安排早期进行。 3）减少装配过程中的运输，翻身、转位等工作量。因此，相对基准件处于同一范围的装配作业，使用同样装配工装、设备或对装配环境有同样特殊要求的作业应尽可能连续安排。 4）减少安全防护工作量及其设备。对于易燃、易爆、易碎、有毒物质或零、部件的安装，应尽可能放到后期进行。 5）电线、气管、油管等管、线的安装根据情况安排在合适工序中。 6）即使安排检验工序，特别是在对产品质量影响较大的工序后，要经检验合格后才允许进行后面的装配工序。 （2）划分装配工序，主要工作如下： 1）确定工序集中与分散的程度。 2）划分装配工序，确定各工序的作业内容。 3）确定各工序所需的设备和工序，需要时要拟定专用装配的设计任务书。 4）制订各工序操作规范，如清洗工序的清洗液，清洗湿度及时间，过盈配合的压入力，变温装配的加热温度，紧固螺栓，螺母的旋紧力矩和旋紧顺序，装配环境要求等等。 5）制订各工序装配质量要求，检测项目和方法。 6）确定各工序工时定额，并平衡各工序的生产节拍 5.填写装配工艺规程文件 单件小批生产时，通常不需要制订装配工艺卡片，只用装配图和装配工艺系统图指导装配。 成批生产时，通常制订装配工艺过程卡片，不用装配工序卡片，但过程卡片要比较详细，标明主要工序内容，工人技术等级及时间定额等。关键工序也要制订装配工序卡片。 6.制订产品的检测和实验规范 产品装配完毕后，要按设计要求制订见得和实验规范，内容一般为：检测和实验的项目及质量指标，方法、条件及环境要求，所需工装的选择与设计，程序及操作规程；质量问题的分析方法和处理措施。概述 1.装配的概念 机械产品的一般都是由许多零件个部件组成的。按照规定的技术要求，将若干个零件组和成组件、部件或将若干个零件的组件、部分组成产品的过程，称为装配。 机械装配是整个机械制造过程中的最后一个阶段在制造过程中占有非常重要的地位。机械产品的质量最终由装配工作保证。零件质量是机械产品质量的基础，但装配过程并不是将合格零件简单地组合起来的过程。即使有高质量的零件，低质量的装配也可能装出低质量的产品；高质量的装配则可以在经济精度零件、部件的基础上，装配出高质量的产品。 近年来，由于在毛坯制造和机械加工等方面的机械化、自动化程度提高较快，装配工作量在制造过程中所占的比重有扩大的趋势。因此，必须提高装配工作的技术水平和劳动生产率，才能适应正个机械工业的发展趋势。 对于结构比较复杂的产品，为了保证装配质量和装配效率，需要根据产品的结构特点，从装配工艺角度将产品分解为单独进行装配的装配单元。 零件是组成机械产品的最基本的单元，零件一般装配成合件、组件或部件后在装配到机器上。 合件也称为套件，是由若干个零件永久联接而成或联接后再经加工而成。组件是若干个零件和合件的组和。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。 机械产品的装配精度 机械产品的装配精度就是产品装配时应达到的技术要求，主要可以分为几何参数和物理参数两大类。 1.几何方面的精度要求 几何方面的精度要求包括间隙、配合性质、相互位置精度和相对运动精度、接触质量等等。 间隙和配合性质可以统一为尺寸精度要求，指相关零、部件之间的尺寸距离精度。 装配中的相互位置精度包括相关零、部件之间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等等。相对运动精度指产品中有相对运动的零、部件之间在相对运动方向和相对速度方向的精度。运动方向精度多表现为零、部件之间相对运动的平行度和垂直度；相对速度精度也称为传动精度，即要求零、部件之间相对运动时必须保持一定精确程度的传动比。零、部件的直线运动精度或圆周运动精度是相对运动精度的基础。 接触精度指接触表面之间的实际接触面积的大小和分布情况。 2.物理方面的要求精度 物理方向的精度要求内容很大，如转速、重量、紧固力、静平衡、动平衡、密封性、摩擦性、振动、噪声、温升等等，依具体机器的品种类型和用途，所需要的内容各不相同。 装配工作的基本内容 装配公平能够做应该由一系列装配工序以理想的作业顺序来完成。常见的基本装配作业有以下内容： 1.清洗 清洗的目的是去除零、部件表面或内部的油污和机械杂质。常见的基本清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等等。清洗工艺的要素是清洗液类型（常用的有煤油、汽油、碱液及各种化学清洗液），工艺参数（如温度、压力、时间）以及清洗方法。清洗工艺方法的选择要根据工件的清洗要求、工件材料、批量、油污和机械杂质的性质及粘附情况等因素来确定。此外，工件经清洗后应具有一定的中间防锈能力。 清洗工作对保证和提高机器的装配质量、延长产品的使用寿命具有重要意义，特别是对轴承、密封件、精密偶件、润滑系统等机器的关键部件尤为重要。 2.联接 装配过程中有大量的联接工作。联接方式一般可以分为可拆卸联接和不可拆卸联接两种。 可拆卸联接相互联接的零、部件时不损坏任何零件，拆卸后还可以重新联接。常见的可拆卸连接有螺纹连接、键联接及销钉联接。其中以螺纹连接应用最为广泛。螺纹连接的质量与装配工艺有很大关系，应根据被联接零、部件的形状和螺栓的分布、受力情况，合理确定各螺栓的紧固力，多个螺栓间的紧固顺序和紧固力的均衡等要求。 不可拆卸联接在被联接零、部件的使用过程中是不拆卸的，如要拆卸则往往会损坏某些零件。常见的不可拆卸联接有焊接、铆接和过盈联接等等，其中过盈联接多用于轴、孔配合。实现过盈联接常用压入配合、热胀配合和冷缩配合等方法。一般机器可以用压入配合法，重要或精密的机器乐意用热胀、冷缩配合法。 3.校正、调整和配作 校正指相关零、部件之间相互位置的找正、找平作业，一般用在大型机械的基体件的装配和总装配中，常用的校正方法有平尺校正、角尺校正、水平仪校正、拉钢丝校正、光学校正及激光校正等等。 调整指相关零部件之间相互位置的调节作业，调整可以配合校正作业保证零、部件的相对位置精度，还可以调节运动副内的间隙，保证运动精度。 配作指配钻、配铰、配刮和陪磨等作业，是装配过程附加的一些钳工和机械加工作业。配刮是关于零、部件表面的钳工作业，多用于运动副配合表面精加工。配钻和配铰多用于固定联接。只有在经过认真地校正、调整，确保有关零、部件的准确几何关系之后，才能进行配作。 4.平衡 旋转体的平衡是装配精度中的一项重要要求，尤其是对于转素较高、运转平稳要求较高的机器，对其中的回转零、部件的平衡要求更为严格。有些机器需要在产品总装后在工作转速下进行整机平衡。 平衡方法可以分为静平衡法和动平衡法。静平衡法可以消除静力不平衡；动平衡法除消除静力不平衡外还可以消除力不平衡。一般的旋转体可以作为刚体进行平衡，其中直径较大、宽度较小者可以只作静平衡。对长径比较大的零、部件需要作动平衡，其中工作转速为一阶临界转速的75%以上的旋转体，应作为挠性旋转体进行动平衡。 对旋转体的不平衡质量可以用补焊、铆接、胶结或螺纹连接等方法来加配质量；用钻、铣、磨、锉、刮等手段来去除质量；还可以在预制的平衡槽内改变平衡块的位置和数量。 5.验收实验 在组件、部件及总装过程中，在重要工序的前后往往需要进行中间检验。总装完毕后，应根据要求的技术标准和规定，对产品进行全面的检验和实验。 各类机械产品检验、实验的内容、方法不尽相同。金属切削机床的验收工作通常包括机床几何精度检验、空运转实验、负荷实验、工作精度检验及噪声和温升检验等等。汽车发动机的检验内容一般包括重要的配合间隙，零件之间的位置精度和结合状况检验等等。大型动力机械的总装工作一般在专门的试车台架上进行，有详尽的试车规程。 除上述内容外，油漆、包装也属于装配作业范畴，零、部件的转移往往是装配中必不可少的辅助工作。装配尺寸链的解算方法与装配时采用的工艺配合方法密切相关。装配工艺配合方法可以分为五种；完全互换法，不完全互换法、选择装配法、调整法和修配法。各种装配工艺配合方法的特点和应用见表57-2。 除完全互换法外的其他配合方法都是用增加装配工作的难度来换取减少加工工作的难度。选择保证装配精度的工艺配合方法需要全面地考虑加工与装配两方面的要求，即需要将加工工艺与装配工艺作为整体来衡量工艺方案的优劣。 一般说来，在选择保证装配精度的工艺配合方法时，应优先考虑完全互换法；组成环较多时可以考虑不完全互换法；批量很大、精度很高、组成环很少时可以考虑选择装配法；只有在这些配合方法难以保证装配精度。或很不经济时才考虑其他装配工艺配合方法。在调整法和修配法中，优先考虑调整法，在有关零件的尺寸都较大，价值较高的时采用修配法。机械装配工艺规程 机械装配工艺规程是用文件形式规定的装配工艺过程。指定装配工艺规程的主要工作是依据产品图样、验收技术条件、年生产纲领和现有生产条件等原始资料，满足优质，高产、低消耗、低劳动强度和无污染等要求，最装配工艺过程进行划分和规定。 广义地讲，产品及其部件的装配图，尺寸链分析图、各种装配工装的设计，应用图、检验方法图及其说明、零件装配时的补充加工技术要求、产品及部件的运转试验规范及所有设备图、以及装配周期图表等，均属于装配工艺规程范围内的文件。狭义上，装配工艺规程文件主要指装配单元系统图、装配工艺系统图，装配工艺过程卡片和装配工序卡片。 装配单元系统图（图57-9）直观地表示出产品的划分及其装配顺序。习惯上先绘出一条永横线，在横线的左端绘出代表基准件的长方格，右端绘出代表产品的长方格。图中每一零部件都用长方格表示，方格中可以注明装配单元的名称、数量和编号。将零件绘在横线上面，部件绘在横线下面。 在装配单元系统图上，加注必要的工艺说明，如焊接、配钻、攻螺纹、检测及在装品的移位、翻转等，则够成装配工艺系统图，见图57-10。 装配工艺过程卡片和装配工序卡片的基本格式可以参见JB/Z187.388工艺规程及填写规则。 在装配工艺过程卡片中，应简要说明工序号、工序名称、各工序的装配内容和主要技术要求，装配部门、使用的设备和工艺装备、辅助材料以及工时定额。装配工序卡片中，应填写工序号、工序名称、各工步的装配内容和主要技术要求、具体到工段的装配部门、装配简图或工艺系统图，各工步使用的设备和工艺装备、各工步辅助材料以及工时定额。摘 要：系统地分析了整机装配工艺所涉及的方方面面，希望跳出传统装配工艺以装配图为全部依据的小圈子，放眼整个过程的设计，使装配工艺水平上一个新台阶。 关键词：装配；工艺；装配系统图 1前言 1.1装配的概念 装配是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联系，使之成为半成品或成品的工艺过程。整机装配是生产过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验等工作，且产品的最终质量由装配保证。 产品的质量是以产品的工作性能，使用效果和寿命等综合指标来评定的。为保证产品的质量，对产品提出了若干项装配要求，这些装配要求应当在装配过程中予以保证。所谓装配精度，就是产品装配后的实际几何参数、工作性能等参数与理想几何参数、工作性能等参数的符合程度，即主要指各个相关零件配合面之间的位置精度，包括配合面之间为间隙或过盈的相对位置，以及由于装配中零件配合面形状的改变而需计及的形状精度和微观几何精度(如接触面的大小和接触点的分布)。 1.2问题的提出 在产品逐级装配这一复杂的制造过程中，装配工艺设计怎样才能发挥其指导生产的作用呢？ 传统的生产方式是按设计目录(物料名细表)来组织生产的。而且从现行的设计、工艺文件分析，所谓的物料名细表只能说明装配所需的物、料，没有表示物料需求的先后顺序。所以对指导生产计划没有起到应有的作用，不能完全反映整个产品的装配结构、层次、顺序以及所需物料的数量。现今国际上的技术发达国家如美国、日本等已经提出了制造业中优化生产计划的根本思想按需求来组织生产，值得我们借鉴。这种需求不仅是用户的最终需求，还包括制造过程中加工、装配各工序间的需求。需求计划一般以周为单位，甚至可落实到以天为单位。它改变了传统的以库存控制法来组织生产的方式，九十年代美国把这一系列思想方法总结为精益生产方式。 要按“需求”的方式组织生产，就必须弄清楚整个装配过程中的“需求”是什么？即什么时间、需要什么物料，数量多少。这样才能进一步推导出什么时间加工、什么时间制造毛坯等等。而装配过程中的物料需求正是装配工艺设计的主要内容之一。可见，一个复杂产品的装配不但要有严格的工艺要求，而且与企业的生产组织、装配工艺装备、工人的技术水平等有关，否则不能保证装配的质量和按期完成产品的装配。从装配周期分析，较复杂的产品装配需要一个月到几个月、一年甚至更多的时间才能完成，所以其装配过程中的零部件等(物料)的需求也是陆续的，应按照装配工艺的要求提供，否则不是停工待料，就是物料积压。所以改善当前拖拉的生产现状，应先从总装配开始安排生产计划，从下道工序向上道工序发出需求指令(看板管理的形式)，形成“拉动”的生产方式。分析这一拉动过程，就是研究生产过程中的物料需求，这一需求正是首先由装配工艺设计确定。可见改革现行的装配工艺文件与设计的内容，成了改革计划管理、使我所由粗放型发展到集约型的一个重要环节，也是使先进的工艺设计发挥作用，获得应有效益的关键。 2 复杂系统的装配工艺设计(以某雷达稳定平台为例) 要想较好地完成一个产品的装配工艺设计，首先应从熟悉产品的工作性能、组成及要求入手。 2.1 稳定平台的用途及工作原理 稳定平台是为舰用搜索雷达提供了一个可消除船摇影响的安装基座。稳定平台伺服系统是由一个典型的位置随动系统，其输入纵横摇角速度信号以及横摇的速度信号是由舰上平台罗经供给的。利用该输入信号去控制稳定平台，使稳定平台输出一个与输入信号幅值相等且方向相反的角速度信号，从而克服船摇的影响，并在规定的摇摆条件及相对风速条件下保证所需要的复现精度。 稳定平台伺服系统由稳定平台、伺服系统、方位变速控制箱等组成。它接收来自平台罗径的船摇信号，将船摇信号变换为直流功率放大信号，控制稳定平台的伺服电机转动，使稳定平台的天线旋转轴与海平面相垂直。 2.2 稳定平台的组成和主要技术参数 2.2.1稳定平台的组成 稳定平台主要由底座部分、支架、纵横摇框架部分、同步装置、方位传动装置及驱动机构等上百个零部件组成。其中底座、支架、纵横摇框架等为采用高强度铸铝合金70ss的铸造件。整个雷达五个关键件中的三个：纵横摇框架、方位旋转关节及柔轮均位于其中，另两个关键件支架、天线反射器装于稳定平台的方位传动装置上。可见它的装配质量直接影响到整部雷达的工作性能。其结构简要示意图如图1所示。 2.2.2主要技术参数 (1)稳定平台系统使用条件(摇摆条件)： 横摇纵摇 3%保证度幅值 20% 10% 角速度 9.6/s 8/s 角加速度 12/s2 16.7/s2 角加加速度 15.2/s3 34.9/s3 稳定平台在横摇小于25，纵摇小于1.直线装配尺寸链 （1）完全互换法。采用完全互换法时，装配尺寸链采用极值法公式计算，封闭环公差To与各组环公差Ti的关系满足 ，其中n为组成环个数。完全互换法的尺寸链解算方法与工艺尺寸链完全一致，核心问题是将封闭环公差合理地分解给各组成环。 如图57-4所示的齿轮与轴的轴向装配关系简图，装配后要求保证齿轮与热圈之间的轴向间隙Ao为0.100.35mm。各组成环的公称尺寸为：At=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=（标准件），As=5mm。 首先建立装配尺寸链方程，对词简单结构克制直接得到： 封闭环的公称尺寸为零，即，先将各组成环的公称尺寸带入尺寸链方程验算，确认各组环公称尺寸的已定数值无误。 将封闭环公差分配给各组成环的结果不是唯一的，实用中一般是以平均公差为参考，再根据各组成环的基本尺寸大小、加工难易程度和测量方法等因素作适当调整。 由于该尺寸链中有一个标准件A4，其公差已经确定，分配公差时可以从封闭环公差中扣除标准件的公差，同时从组成环个数中扣除标准件的个数。各组成环的平均公差Tm(mm)为： 调整确定T1=0.06mm，T2=0.04mm，T3=0.07mm，Ts=0.03mm。 在确定各环的公差带位置时，一般对于属于外尺寸的组成环按基轴制，对于属于内尺寸的组成环按基孔制，孔中心距按对称分布决定其极限偏差。不过需要留一个组成环，其极限偏差确定后计算得到。该组成环称为协调环。此处As为垫圈，容易加工，且其他尺寸都便于用通用量具测量，故选As为协调环。由此确定除协调环外各环的极限偏差为: 最后计算确定协调环为: （2）不完全互换法。采用不完全互换法时，装配尺寸链采用概率法公式计算。当各组成环尺寸服从正态分布时封闭环公差To与各组成环公差Tt的关系满足。若各组成环尺寸不服从正态分布，则取封闭环公差To与各组成环公差Tt的关系满足。K依具体分布而定，一般可以取K=1.21.6。 仍然以图57-4所以示的装配关系简图是基本尺寸，装配精度要求为例，设各组成环尺寸服从一个标准件A4的尺寸链，取各组成环的平均公差T（mm）为: 一、尺寸链的基本术语：1.尺寸链在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。间隙A0与其它五个尺寸连接成的封闭尺寸组，形成尺寸链。2.环列入尺寸链中的每一个尺寸称为环,A0、A1、A2、A3、A4、A5都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A，B，C表示；角度环用小写斜体希腊字母，等表示。3.封闭环尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环，称为封闭环。封闭环的下角标“0”表示。4.组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环，称为组成环。A1、A2、A3、A4、A5。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。5.增环尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动，该组成环为增环。如上图中的A3。6.减环尺寸链中某一类组成环，由于该类组成环的变动引起封闭环的反向变动，该类组成环为减环。如上图中的A1、A2、A4、A5。7.补偿环尺寸链中预先选定某一组成环，可以通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定的要求，该组成环为补偿环。二、尺寸链的形成为分析与计算尺寸链的方便，通常按尺寸链的几何特征，功能要求，误差性质及环的相互关系与相互位置等不同观点，对尺寸链加以分类，得出尺寸链的不同形式。1.长度尺寸链与角度尺寸链长度尺寸链全部环为长度尺寸的尺寸链角度尺寸链全部环为角度尺寸的尺寸链2.装配尺寸链，零件尺寸链与工艺尺寸链装配尺寸链全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链零件尺寸链全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链工艺尺寸链全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸指工艺尺寸，定位尺寸与基准尺寸等。装配尺寸链与零件尺寸链统称为设计尺寸链对于平行度、垂直度等位置误差组成的角度尺寸链，在组成环的选择，增、减性的判断和偏差的方向等方面，与直线尺寸链相比都存在一些特殊的问题。 图57-7为车床精度标准中精车端面的平面度要求，在300mm直径上，只允许凹入0.02mm，在图中以ao表示。ao在装配工作中靠主轴轴线与床身V形