项目5 装配工艺基础

项目五装配工艺基础 装配工艺规程的制订 03 装配方法及其选择 02 概述 01 课题一概述 一 各种生产类型的装配特点机械装配的生产类型按生产批量可分为大批和大量生产 成批生产及单件小批生产三种 生产类型不同 其装配工作的特点 如在组织形式 装配方法 使用的工艺装配等方面都有所不同 例如在汽车 拖拉机或缝纫机等大量生产的工厂 装配工艺主要是互换装配法 只允许少量简单的调整 工艺过程划分较细 即采用分散工序原则 要求有较高的均衡性和严格的节奏性 其组织形式是在高效工艺装备的物质条件基础上 建立起移动式流水线以至自动装配线 在单件小批生产中 装配方法以修配法及调整法为主 互换件比例较小 工艺上灵活性较大 工艺文件不详细 多用通用装备 工序集中 组织形式以固定式为主 装配工作的效率一般较低 课题一概述 当前 提高单件小批生产的装配工作效率是重要课题 具体措施是吸收大批 大量生产类型的一些装配方法 例如 采用固定式流水装配就是一种组织形式上的改进 这种装配组织形式 实际上是分工装配 装配对象放在工段中心的台架上 装配工人 或小组 在台架旁进行装配操作 一个工人做完一道工序后立即对下一装配对象进行同一工序操作 同时将已做完的转给第二个工人继续另一工序的装配 由于装配工序是由许多工人同时完成 一个人只进行单一工序的重复操作 所以能缩短装配周期 又如 尽可能采用机械加工或机械化手持工具代替繁重的手工修配操作及采用先进的调整及测试手段也可以提高调整工作的效率 成批生产类型的装配工作特点则介于大批 大量与单件小批两种生产类型之间 各种生产类型装配工作的特点详见下表 课题一概述 项目五装配工艺基础 二 零件精度与装配精度的关系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括三个方面含义 1 尺寸精度 如一定的尺寸要求 一定的配合 2 相互位置精度 如平行度 垂直度 同轴度等 3 运动精度 如传动精度 回转精度等 由于一般零件都有一定的加工误差 所以在装配时这种误差的积累就会影响装配精度 如果这种积累误差超出装配精度指标所规定的允许范围 则将产生不合格品 项目五装配工艺基础 从装配工艺角度考虑 装配工作最好是只进行简单的连接过程 不必进行任何修配或调整就能满足精度要求 因此一般装配精度要求高的 则要求零件精度也高 但零件的加工精度不但在工艺技术上受到加工条件的限制 而且受到经济性的制约 甚至有的机械设备的组成零件较多 而最终装配精度的要求又较高时 即使不考虑经济性 尽可能地提高零件的加工精度以降低积累误差 还是达不到装配精度要求 因此要求达到装配精度 就不能只靠提高零件的加工精度 在一定程度上还必须依赖于装配的工艺技术 在装配精度要求较高 批量较小时 尤其是这样 三 装配中的连接方式在装配中 零件的连接方式可分为固定连接和活动连接两类 固定连接能保证装配好后的相配零件间相互位置不变 活动连接能保证装配好后的相配零件间有一定的相对运动 在固定连接和活动连接中 又根据它们能否拆卸的情况不同 分为可拆卸连接和不可拆卸连接两种 所谓可拆卸连接是指这类连接不损坏任何零件 拆卸后还能重新装在一起 固定不可拆卸的连接可用下述方法实现 焊接 铆接 过盈配合 金属镶嵌件铸造 粘接剂粘合 塑性材料的压制等 固定可拆卸的连接方法有 各种过渡配合 螺纹连接 圆锥连接等 活动可拆卸的连接可由圆柱面 圆锥面 球面和螺纹面等的间隙配合以及其它各种方法来达到 活动不可拆卸的连接用的较少 如滚珠和滚柱轴承 油封等 课题二装配方法及其选择 一 互换法零件按一定公差加工后装配时不经任何修配和调整即能达到装配精度要求的装配方法称为互换法 按其互换程度 互换法可分为完全互换法和不完全互换法 1 完全互换法零件加工误差的规定应使各有关零件公差之和小于或等于装配公差 可用下式表示 To Ti T1 T2 T3 Tn 1式中T 封闭环公差 装配公差 T 各有关零件的制造公差 m 组成环的环数 连同封闭环在内的总环数为m 1 课题二装配方法及其选择 按上式制定零件公差 在装配时零件是可以完全互换的 故称 完全互换法 其优点是 装配过程简单 生产率高 对工人技术水平要求不高 便于组织流水装配和自动化装配 便于实现零部件专业化协作 备件供应方便 但是 在装配精度要求高 同时组成零件数目又较多时 就难以实现对零件的经济精度要求 有时零件加工非常困难 甚至无法加工 课题二装配方法及其选择 由此可见 完全互换法只适用于大批 大量生产中装配精度要求高而尺寸链环数很少的组合或装配精度要求不高的多环尺寸链的组合 要做到完全互换装配 必须根据装配精度的要求把各装配零件有关尺寸的制造公差规定在一定范围内 这就需要进行装配尺寸链分析计算 根据零件加工误差的规定原则 从上式可以看出 完全互换法是用极大极小法 极值法 解尺寸链 2 不完全互换法不完全互换法又称部分互换法 其实质是将尺寸链中的各组成环公差比用完全互换法时放宽 以使加工容易 降低成本 当各组成环按正态分布时 用概率法求得的组成环平均公差比极值法扩大 n 1 1 2倍 这仅适用于大批 大量的生产类型 当各组成环和封闭环的尺寸按正态分布时 用概率法求解尺寸链可参照有关公式 课题二装配方法及其选择 二 选配法此法的实质是将相互配合的零件按经济精度加工 即把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 以保证封闭环的精度达到规定的技术要求 这种装配方法称为选配法 采用这种装配方法 能达到很高的装配精度要求 而又不增加零件机械加工费用和困难 它适用于成批或大量生产时组成的零件不太多而装配精度要求很高的场合 此时采用完全互换法或不完全互换法都使零件公差过严 甚至超过了现实加工方法的可能性 例如精密滚动轴承内外环与滚动体的配合 就不宜甚至不能只依靠零件的加工精度来保证装配精度要求 1 选配法的种类选配法有三种 直接选配 分组选配和复合选配 课题二装配方法及其选择 1 直接选配法就是由装配工人从许多待装配零件中 挑选合适的零件装在一起 这种方法与下述的分组选配法相比较 可以省去零件分组工作 但是要想选择合适的零件往往需要花费较长时间 并且装配质量在很大程度上决定于工人的技术水平 2 分组选配法就是将组成环的公差按完全互换法 极值解法 求得的值 加大倍数 一般为2 4倍 使其能按经济精度加工 然后将加工后零件按测量尺寸分组 再按对应组分别进行装配 以满足装配精度要求 由于同组零件可以互换 故亦称分组互换法 课题二装配方法及其选择 3 复合选配法就是上述两种方法的复合使用 即把加工后的零件进行测量分组 装配时再在各对应组中直接选配 例如汽车发动机的汽缸与活塞的装配就是采用这种方法 上述三种方法 由于直接选配和复合选配方法 在生产节拍要求严格的大批 大量流水线装配中使用有困难 实际生产中多采用分组选配法 2 分组选配的一般要求 1 要保证分组后各组的配合精度性质与原来的要求相同为此 要求配合件的公差范围应相等 公差的增加要向同一方向 增大的倍数相同 增大的倍数就是分组数 课题二装配方法及其选择 2 要保证零件分组后在装配时能够配套一般按正态分布规律 零件分组后是可以互相配套的 根据概率理论 不会产生相配零件各组数量不等的情况 3 分组数不宜太多尺寸公差放大到经济加工精度就行 否则由于零件的测量 分组 保管的工作复杂化容易造成生产紊乱 4 配合件的表面粗糙度 形状和位置误差必须保持原设计要求 决不能随着公差的放大而降低粗糙度要求和放大形状及位置误差 5 应严格组织对零件的测量 分组 标记 保管和运送工作 课题二装配方法及其选择 三 修配法在单件小批生产中 当装配精度要求高而且组成环多时 完全互换法或不完全互换法 选配法均不能采用 此时可将零件按经济精度加工 而在装配时通过修配方法改变尺寸链中某一预先规定的组成环尺寸 使之能满足装配精度要求 这个被预先规定的组成环称为 修配环 这种装配方法称为修配法 生产中利用修配法来达到装配精度的方式很多 应用比较广泛的有 按件修配法 合并加工修配法 自身加工修配法 采用修配法时应注意以下事项 1 应正确选择修配对象 首先应该选择那些只与本项装配精度有关而与其他装配精度项目无关的零件作为修配对象 在尺寸链关系中不是公共环 然后再考虑其中易于拆装 且面积不大的零件作为修配件 课题二装配方法及其选择 2 应该通过装配尺寸链计算 合理确定修配件的尺寸公差 既保证它具有足够的修配量 又不要使修配量过大 四 调整法调整法的实质与修配法相似 只是具体办法有所不同 在调整法中 一种是用一个可调整的零件来调整它在装备中的位置以达到装配精度 另一种是增加一个定尺寸零件 如垫片 垫圈 套筒 以达到装配精度 前者称为移动调整法 后者称为固定调整法 上述两种零件都起到补偿装配累积误差作用 故称为补偿件 所谓移动调整法 就是用改变补偿件的位置 移动 旋转或移动和旋转二者兼用 以达到装配精度的 调整过程中不需拆卸零件 故比较方便 课题二装配方法及其选择 轴向间隙的调整齿轮与轴承间隙的调整自行车轴承间隙调整 2 固定调整法这种装配方法 是在尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调整环 作调整环的零件是按一定的尺寸间隔级别制成的一组专门零件 根据装配需要 选用其中某一级别的零件来补偿从而保证所需要的装配精度 常用的补偿有垫圈 垫片 轴套等 采用固定调整法时 为了保证所需的装配精度 最重要的问题是如何确定补偿件的尺寸的计算方法 课题二装配方法及其选择 五 分组选配应用举例某种发动机的活塞销与活塞销孔的装配如图所示 采用分组装配法 假设活塞销与销孔的基本尺寸d D均为28mm 装配技术要求规定冷态装配时销与销孔间应有0 0025 0 0075mm过盈量 即 dmin Dmax 0 0025mmdmax Dmin 0 0075mm则可求得T0 0 0075 0 0025 0 005mm 若销与销孔采用完全互换法装配 其公差按 等公差法 分配 则它们的公差为 TD TD 0 0025mm 课题二装配方法及其选择 按基轴制原则标注偏差 则其尺寸为 d 280 0 0025mmD 28 0 0075 0 0050mm很明显 这样精确的销子是难以加工的 制造很不经济 故生产上常用分组装配法将它们的公差值均按同向 尺寸减小方向 放大四倍 则活塞销尺寸为 28 0 010mm 活塞销孔尺寸为 280 0015 0 0050mm 这样 销轴外圆可用无心磨削加工 销孔可用金刚镗加工 然后用精密量具测量 按尺寸大小分成四组 用不同颜色标记 以便进行分组装配 活塞销和活塞销孔的分组尺寸 mm 课题三装配工艺规程的制订 一 装配工艺规程的内容装配工艺规程包括以下内容 制定出经济合理的装配顺序 并根据所设计的结构特点和要求 确定机械各部分的装配方法 选择和设计装配中须用的工艺装备 并根据产品的生产批量确定其复杂程度 规定部件装配技术要求 使之达到整机的技术要求和实用性能 规定产品的部件装配和总装配的质量检验方法及使用工具 确定装配中的工时定额 其他需要提出的注意事项及要求 课题三装配工艺规程的制订 二 装配工艺规程的制订步骤和方法1 产品分析 1 研究产品图纸和装配时应满足的技术要求 2 对产品结构进行分析 其中包括装配尺寸链分析 计算和结构装配工艺分析 3 装配单元的划分 对复杂的机械 为了组织装配工作的平行流水作业 在制定装配工艺中 划分装配单元是一相重要工作 装配单元一般分为五种等级 这五种等级是 零件 合件 组件 部件和机器 课题三装配工艺规程的制订 装配单元系统示意图 课题三装配工艺规程的制订 零件 组成机器的基本单元 一般零件都是预先装成合件 组件或部件才进入总装 直接装入机器的零件不太多 合件 合件可以是若干零件永久连接 焊 铆接等 或者是连接在一个 基准零件 上的少数零件的组合 组件 组件是指一个或几个合件与几个零件的组合 部件 一个或几个组件 合件和零件的组合 机器 也称产品 它是由上述全部装配单元结合而成的整体 合件组件 课题三装配工艺规程的制订 2 装配组织形式的确定组织形式一般分为固定式和移动式两种 固定式装配可直接在地面上进行和在装配台上分工进行 移动式装配又分为连续移动式和间歇移动式 可在小车上或输送带上进行 装配形式的选择 主要取决于产品结构特点 尺寸或重量大小 和生产批量 3 装配工艺过程的确定 1 装配顺序的确定装配顺序主要根据装配单元的划分来确定 即根据单元系统图 画出装配工艺流程示意图 此项工作是制订装配工艺过程的重要内容之一 一般次序是 先下后上 先内后外 先难后易 先重大后轻小 先精密后一般 课题三装配工艺规程的制订 装配工艺流程示意图 课题三装配工艺规程的制订 2 装配工作基本内容的确定 清洗进入装配的零件必须进行清洗 清洗工作对保证和提高机器装配质量 延长产品使用寿命有着重要意义 刮削用刮削 刮研 方法可以提高工件的尺寸精度和形状精度 降低表面粗糙度值和提高接触刚度 装饰性刮削的刀花可美化外观 平衡旋转体的平衡是装配过程中一项重要工作 对于转速高且运转平稳性要求高的机械 尤其应该严格要求回转零件的平衡 并要求总装后在工作转速下进行整机平衡 过盈连接在机器中过盈连接采用较多 大多数都是轴与孔的过盈连接 螺纹连接这种连接在机械结构中应用也较广泛 螺纹连接的质量除与螺纹加工精度有关外 还与装配技术有很大关系 课题三装配工艺规程的制订 校正校正是指各零