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装配工艺规程的介绍 1装配工艺规程的概述2装配尺寸链3利用装配尺寸链达到装配精度的方法 装配的概念及装配内容 装配概念 装配工艺 装配工作的基本内容 清洗 联接 校正 调整与配作 试车验收 1装配工艺规程的制订 1 1机械产品生产过程与机械加工工艺过程 装配是机器生产中的最后一个阶段 包括装配 调试 精度及性能检验 试车等工作 保证产品的质量有着十分重要的意义 对提高产品设计的质量有很大的影响 1 套件 组件 部件套件 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 如图1 为套件而进行的装配工作称为套装 套件在以后的装配中不再拆开 见图2 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 为形成组件而进行的装配称之为组装 组件在以后的装配中可拆 见图3 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 为形成部件而进行的装配工作称之为部装 见图4 一般将零件画在上方 把套件 组件 部件画在下方 其排列的次序就是装配的次序 见图5 图1套件 图2套件装配系统图 图3组件装配系统图 图4部件装配系统图 图5机器装配系统图 1 2机器的装配精度 1 机器的装配精度机器装配精度分为几何精度和运动精度 1 几何精度几何精度是指尺寸精度和相对位置精度 尺寸精度反映装配中各有关零件的尺寸和装配精度的关系 例 图6 相对位置精度反映装配中各有关零件的相对位置精度和装配相对位置精度的关系 例图7 2 运动精度运动精度是指回转精度和传动精度 回转精度 机器回转部件的径向跳动和轴向窜动 回转精度主要和轴类零件轴颈处的精度 轴承的精度 箱体轴孔的精度有关 传动精度 机器传动件之间的运动关系 传动精度主要取决于传动元件本身的制造精度及它们之间的配合精度 传动元件越少 传动链愈短 传动精度愈高 典型的传动元件有齿轮 丝杠螺母及蜗轮蜗杆等 图6普通卧式车床装配尺寸精度 图7单缸发动机装配相对位置精度 2 零件精度和装配精度的关系机器中有些装配精度往往只和一个零件有关 要保证该项装配精度只要保证该零件的精度即可 俗称 单件自保 见图8 而有些装配精度则和几个零件有关 要保证该项装配精度则必须同时保证这些零件的相关精度 这种情况比较复杂 涉及尺寸链问题 要用装配尺寸链来解决 见图9 结论 机器装配精度与相关零件的精度密切相关 而相关零件的相关精度又与生产量和装配方法有关 图8卧式万能铣床第5项精度的相关零件 图9卧式万能铣床第12项精度的相关零件 3 影响装配精度的因素1 零件的加工精度 零件加工精度一致性不好 装配工作的劳动量大大增加 2 零件之间的配合要求和接触质量零件之间的配合要求是指配合面间的间隙量或过盈量 它决定了配合性质 是根据设计图纸的要求而提出的 决定于相配零件的尺寸及其精度 接触质量是指配合面或连接表面之间的接触面积大小和接触位置的要求 见图10 提高配合质量和接触质量是一个非常重要的问题 特别是提高配合面的接触刚度 对提高整个机器的精度 刚度 抗振性和寿命等都有极其重要的作用 3 力 热 内应力等所引起的零件变形零件在机械加工和装配中 由于力 热 内应力等所产生的变形 对装配精度有很大的影响 4 旋转零件的不平衡 图10直齿轮 锥齿轮和涡轮涡杆在啮合时的接触区域 1 3装配工艺规程的制订 1 制订装配工艺规程的原则装配工艺规程就是用文件的形式将装配的内容 顺序 检验等规定下来 成为指导装配工作和处理装配工作中所发生问题的依据 装配工艺规程对保证装配质量 生产率和成本的分析 装配工作中的经验总结等都有积极的作用 在制订装配工艺规程时应考虑的几个原则1 保证产品的质量产品的质量最终是由装配保证的 装配一方面能反映产品设计和零件加工中的问题 另一方面 装配本身应确保产品质量 2 满足装配周期的要求装配周期就是完成装配工作所给定的时间 它是根据产品的生产纲领来计算的 即所要求的生产率 3 减少手工装配劳动量4 降低装配工作所占成本 2 制订装配工艺规程的原始资料1 产品图纸和技术性能要求产品图纸包括全套总装图 部装图和零件图 从产品图纸可能了解产品的全部尺寸结构 配合性质 精度 材料和重量等 从而可以制订装配顺序 装配方法和检验项目 设计装配工具 购置相应的起吊工具和检验 运输等设备 2 生产纲领生产纲领就是年生产量 它是制订装配工艺和选择装配生产组织形式的重要依据 3 生产条件 注意调查研究 设计出符合生产实际的装配工艺 3 装配工艺规程的内容及制订步骤1 产品图纸分析2 确定生产组织形式 根据生产纲领和产品结构确定生产组织形式 装配生产组织形式可分为移动式和固定式两类 而移动式又可分为强迫节奏和自由节奏两种 如图11所示 3 装配顺序的决定 划分的原则是先难后易 先内后外 先下后上 4 合理装配方法的选择5 编制装配工艺文件 装配工艺过程卡片 主要装配工序卡片 检验卡片和试车卡片 图11各种装配生产组织形式 2 1装配尺寸链的定义和形式 2装配尺寸链 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尺寸链 称为装配尺寸链 装配尺寸链与工艺尺寸链有所不同 装配尺寸链中每一个尺寸都分布在不同零件上 每个零件的尺寸是一个组成环 有时两个零件之间的间隙等也构成组成环 装配尺寸链主要解决装配精度问题 装配尺寸链和工艺尺寸链都是尺寸链 有共同的形式 计算方法和解题类型 分类 1 装配尺寸链按照各个组成环和封闭环的相互位置分布情况分为直线尺寸链 平面尺寸链 图12 图13 和空间尺寸链 平面尺寸链可分解为两个直线尺寸链来求解 如图14所示 2 装配尺寸链又可分为长度尺寸链 如图12 图13 图14 和角度尺寸链 图15为一分度机构的角度尺寸链 装配尺寸链中的并联 串联 混联尺寸链如图16所示 在解一个装配尺寸链时必须要注意其相邻的并联和串联尺寸链 特别是并联尺寸链中的公共环 图12装配中的直线尺寸链 图13装配中的平面尺寸链 图14平面尺寸链的解法 图15装配中的角度尺寸链 图16装配中的并联 串联 混联尺寸链 2 2装配尺寸链的建立 装配尺寸链的建立就是在装配图上 根据装配精度的要求 找出与该项精度有关的零件及其有关的尺寸 最后画出相应的尺寸链线图 下面以长度尺寸链为例来阐述装配尺寸链的建立 建立可以分三个步骤 判别封闭环 判别组成环和画出尺寸链线图 1 判别封闭环 例 如图12 装配尺寸链的封闭环的定义 装配尺寸链中的封闭环是装配过程最后形成的一环 也就是说它的尺寸是由其它环的尺寸来决定的 2 判别组成环判别组成环的方法是从封闭环出发 按逆时针或顺时针方向依次寻找相邻零件 直至返回到封闭环 形成封闭环链 如图12所示 3 画出尺寸链线图找出封闭环 组成环后 便可画出尺寸链线图 同时可清楚地判别增环和减环建立的尺寸链 就可以求解 在建立尺寸链的过程中 会碰到以下一些问题 值得注意的问题 1 封闭的原则2 最短的原则3 增减环判别的原则是 增环 当其他组成环尺寸不变时 该组成环的尺寸增加使封闭环的尺寸也增加为增环 减环 该组成环的尺寸增加使封闭环的尺寸减小为减环 图12装配中的直线尺寸链 图12装配中的直线尺寸链 3利用装配尺寸链达到装配精度的方法 3 1互换法 利用装配尺寸链来达到装配精度的工艺方法分为四类 即互换法 分组法 修配法及调整法 加工合格的零件 在装配时不经任何调整和修配就可以达到要求的装配精度 这种装配法就是互换法 互换法中分为完全互换法和不完全互换法 1 完全互换法合格的零件在进入装配时 不经任何选择 调整和修配 就可以达到装配精度 称之为完全互换法 完全互换法的特点 1 装配容易 工人技术水平要求不高 装配生产率高 装配时间定额稳定 易于组织装配流水线生产 企业之间的协作与备品问题易于解决 2 当环数多时 组成环的公差较小 使零件精度提高 加工发生困难 甚至达不到要求 3 在大量生产中应用十分广泛 一方面满足生产节奏和经济性等要求 另一方面 从使用维修方面考虑能满足互换性的要求 2 不完全互换法当装配精度要求较高而尺寸链的组成环又较多时 鉴于完全互换法装配的弊端 将组成环的公差适当加大 装配时有为数不多的组件 部件或机械制品装配精度不合格 留待以后再分别进行处理 这种装配方法称之为不完全互换法 不完全互换法的基本理论就是用统计法 特点 可以扩大组成环的公差并保证封闭环的精度 但有部分制品要进行返修 因此多用于生产节奏不是很严格的大批量生产中 统计法与完全互换法比较 完全互换法 极值法 不完全互换法 统计法 用不完全互换法时 组成环的公差可以加大倍 3 2分组法 当封闭环的精度要求很高 组成环的公差非常小时可将组成环公差增大若干倍 一般为3 6倍 使组成环零件能按经济公差加工 然后再将各组成环按原公差大小分组 按相应组进行装配 这就是分组法 实质 互换法 按组互换 它既能扩大各组成环的公差 又能保证装配精度的要求 采用分组法必须要保证在装配中各组的配合精度和配合性质 间隙或过盈 与原来的要求相同 1 轴孔公差相等时的分组互换法图20中 轴公差Ts 孔公差Th Ts Th T 间隙配合 原最大间隙为Xmax即Xmax1 最小间隙为Xmin即Xmin1 用分组互换法 将Ts和Th同方向增大n倍 再将Ts 和Th 分成n组 相应组的Ts和Th进行装配 取任一组k来证明其配合精度和配合性质与原来一致 证明过程2 轴孔公差不相等时的分组互换法图21表示轴孔公差不相等时的情况 即Th Ts Th Ts 取任一组k来证明其配合精度和配合性质与原来一致 证明过程 分组法的特点 1 只用于组成环公差都相等的装配尺寸链 2 零件分组后 应保证装配时能够配套 组成环的尺寸分布非正态分布不能配套 如图22 3 分组数不宜太多 4 分组法多用于封闭环精度要求较高的短环尺寸链 图23的分组法见表1 表2 小结 完全互换法 不完全互换法和分组法 其特点都是能够互换的 这一点对于大批大量生产的装配来说 是非常重要的 图20轴孔公差相等时的分组互换法 图21轴孔公差不相等时的分组互换法 1 轴孔公差相等时的分组互换法证明过程 由图看出第k组的最大间隙 最小间隙 配合精度 可见配合精度和性质都不变 2 轴孔公差不相等时的分组互换法证明过程 由图看出第k组的最大间隙 最小间隙 配合精度 这时配合精度不变 但配合性质改变了 图22分组互换中各组尺寸分布不对应的情况 图23活塞 活塞销和连杆组装图 表1活塞销和活塞销孔的分组互换情况 表2活塞销和连杆小头孔的分组互换情况 3 3修配法 在环数较多的尺寸链中 当封闭环的精度要求较高时 可以用修配法来装配 即将各组成环按经济公差制造 选定一个组成环为修配环 称补偿环 在装配时修配该环的尺寸来满足封闭环的精度要求 因此修配法的实质是扩大组成环的公差 在装配时通过修配来达到装配精度 所以此装配法是不能互换的 修配法在生产上应用分广泛 主要用于成批或单件生产 单件修配法中 主要的问题有修配环的选择 修配量的计算及修配环基本尺寸的计算等 例1前述的普通车床前后顶尖与导轨的等高度 是一个多环尺寸链 在生产中都将它简化为一个四环尺寸链 见图6 图24单件修配法 例2图25所示的箱体中 为了要保证齿轮回转时和箱壁的间隙 选垫圈为修配环 用修配法进行装配 要求间隙为0 2 0 1mm 已知 A1 50mm A2 45mm A3 5mm 图25修配环为减环时的修配法 单件修配法中的几个主要问题1 修配环 补偿环 的选择2 修配环基本尺寸的决定3 修配量的决定 3 4调整法 修配法由于要在现场进行修配 在大批大量生产中 可能采用更换不同尺寸大小的某个组成环或调整某个组成环的位置来达到封闭环的精度要求 这就是调整法 所选的组成环称之为调整环 因此 调整法的实质也是扩大组成环的公差 即各组成环按经济公差制造 并保证封闭环的精度 所选的调整环可以是一个 也可以是几个 组成一个调整环节系统 根据调整方法的下同 调整法分为 固定调整法 可动调整法 误差抵消调整法及合并调整法等 固定调整法 在装配尺寸链中 选定一个 或几个 零件为调整环 如垫圈 垫片 轴套等 根据封闭环的精度要求来确定它们的尺寸 以保证封闭环的精度 这种方法就是固定调整法 所选的调整环起补偿作用 因此也叫补偿环或补偿件 这些调整环有些是可以自由组合成所需尺寸的 故为自由组合调整环 有的是固定分组构成所需尺寸的 故为固定分组调整环 1 自由组合调整环 见图26 2 固定分组调整环 见图26 图26锥齿轮啮合间隙的调整 小结 1 达到装配精度的方法可以归纳为两