机械装配工艺基础PPT课件

1 机械装配工艺基础2015 6 2 机械装配工艺基础 目的一 了解工业化生产装配的概念 装配精度的内容 保证装配精度的方法及其特点 二 部分常用零件装配要求 内容摘要一 概述二 装配的组织形式三 装配工艺过程及要求四 装配精度五 装配尺寸链简介六 保证装配精度的方法 3 一 概述 1 1 装配的概念1 2 装配的内容 4 1 1 装配的概念 装配 根据规定的技术要求 将零件或部件进行配合和联接 使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配 装配工艺 规定装配部件和整个产品的工艺过程 以及该过程中所使用的工装 夹具 量具等的技术文件 5 零件 机器的最基本单元 6 套件 合件 两个以上的零件装配在一起 一般安装后不可拆卸 两个齿轮安装在一起 7 组件 由一个或几个合件与若干个零件组合成的装配单元 行星齿轮减速器 8 部件 由一个基准零件和若干个零件 合件和组件而组合成的装配单元 具有某个独立功能 如齿轮箱 发动机 9 总装 把零件和部件进一步装配成最终产品的过程称为总装 即完成产品装配 10 装配示意图 11 1 2 装配的内容 常见的装配工作包括 清洗 螺纹连接 校正调整与配作 平衡 验收试验包装等内容 装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节 装配工作对产品质量影响很大 若装配不当 即使所有零件都合格 也不一定装配出合格的 高质量的机械产品 反之 若零件制造精度并不高 而在装配中采用适当的工艺方法 如进行选配 修配 调整等 也能使产品达到规定的技术要求 12 二 装配的组织形式 确定组织形式的依据 产品的批量 产品的尺寸 产品的重量 装配的组织形式 固定式 在一个工作位置上完成全部装配工序 由一组装配工完成全部装配作业 手工操作比重大 生产率较低 大多用于单件 中小批生产的产品以及大型机械的装配 比如 安装锅炉 13 固定式安装 锅炉 14 移动式 A连续移动式 产品连续移动 B间歇移动式 产品有节排移动 连续移动式装配 波音777安装线 1 6英寸 分钟 16 间歇移动式装配 汽车装配线 装配的方式 工序集中 固定式 锅炉安装 工序分散 移动式 汽车装配 18 三 装配工艺过程及要求 3 1 装配工艺流程3 2 装配的规范要求3 3 清洗零件3 4 连接方法 螺栓 键 铆接 定位销 滚动轴承 链轮 齿轮 同步带 平皮带等的装配 19 3 1 装配工艺流程 装配顺序 先下后上 先内后外 先难后易 先精密后一般 先重后轻 20 3 2 装配的规范要求 3 2 1机械装配应严格按照装配图纸及工艺要求进行装配 装配工艺由装配工艺工程师制定 见示例 电机装配工艺卡 21 电机装配工艺卡 22 3 2 2装配环境要求清洁 不得有粉尘或其它污染 零件应存放在干燥 无尘 有防护垫的场所 23 汽车装配线1 24 汽车装配线2 25 汽车装配线3 26 汽车装配线4 27 3 2 3装配过程中零件不得磕碰 切伤 不得损伤零件表面 或使零件明显弯 扭 变形 零件的配合表面不得有损伤 3 2 4相对运动的零件 装配时接触面间应加润滑油 脂 比如轴承 安装时应加好润滑脂 28 3 2 5装配时 零件 工具应有专门的摆放设施 3 2 6装配时原则上不允许踩踏机械 如果需要踩踏作业 必须在机械上铺设防护垫或地毯 重要部件及非金属强度较低部位严禁踩踏 29 3 3 清洗零件 3 3 1常用三种清洗液 A有机溶剂 煤油 轻柴油 汽油 丙酮 酒精 三氯乙烯 优点 使用简便 效果好 对金属无损伤 缺点 易燃 成本高 适宜清洗精密件 橡胶件不能用有机溶剂清洗 B碱性溶液 肥皂 硅酸钠 三乙醇胺 合成洗涤剂 优点 成本低 使用广泛 缺点 需加热到80 90度 对金属有腐蚀作用 对铝腐蚀较强C化学清洗液 LCX 52水基金属清洗液 CW金属清洗液 817 C洗油剂 D 3金属清洗剂 30 3 3 2五种清洗方法 A擦洗 零件放入清洗液中 用面纱擦洗或用刷子刷洗 效率低 不宜用汽油 汽油有溶脂作用 对人体有害 且易燃 擦洗零件 常用煤油清洗 32 清洗用毛刷 B煮洗 清洗液加热至80 90度 清洗3 5分钟 C喷洗 清洗液喷到零件表面 适宜形状简单 表面有油污的零件 D振动清洗 用振动清洗机清洗 原理是模仿漂洗动作 利用清洗剂与油污的化学反应清洗 36 E超声清洗 利用超声波清洗 原理 清洗液的化学反应与超声波震荡 37 超声波清洗机 38 超声波清洗机 设备零 部件经清洗后 应立即进行干燥处理 并应采取防返锈措施 40 3 4连接3 4 1螺栓联接 A 螺栓紧固时 宜采用呆扳手 沉头螺钉拧紧后 钉头应埋入机件内 不得外露 一般应优先使用六角头螺栓 使用沉头螺栓的设计原因 保持表面平滑 易于打扫 结构不允许 与其它件对接 空间不允许 沉头螺栓 紧定螺钉连接 普通螺栓连接与铰制孔螺栓连接 双头螺栓连接 螺栓直接连接 46 B 一般情况下 螺纹连接应有防松弹簧垫圈 多个对称螺栓拧紧时 应采用对称顺序逐步拧紧 条形连接件应从中间向两方向对称逐步拧紧 防松垫圈 防松垫圈 防松垫圈 防松垫圈 防松垫圈 防松垫圈 53 C 螺栓与螺母拧紧后 螺栓应露出螺母2 4个螺距 螺钉在紧固运动装置或维护时无须拆卸部件的场合 装配前螺丝上应加涂螺纹胶 54 D 有规定拧紧力矩要求的紧固件 应采用力矩扳手 按规定拧紧力矩紧固 未规定拧紧力矩的螺栓 其拧紧力矩可参考 附表 的规定 55 56 E 有锁紧要求的 拧紧后应按其技术规定锁紧 用双螺母锁紧时 薄螺母应装在厚螺母之下 每个螺母下面不得用2个相同垫圈 F 装配精制螺栓和高强度螺栓前 应按设计要求检验螺孔直径的尺寸和加工精度例 铰制孔螺栓 58 3 4 2键联接A 平键与固定键的键槽两侧面应均匀接触 与轮毂键槽底面不接触 其配合面间不得有间隙 B 间隙配合的键 或花键 装配后 相对运动的零件沿着轴向移动时 不得有松紧不均现象 C 钩头键 锲键装配后其接触面积应不小于工作面积的70 且不接触部分不得集中于一处 外露部分的长度应为斜面长度的10 15 半圆键 平键 平键 平键 楔键 64 3 4 3铆接 A 铆接的材料和规格尺寸必须符合设计要求 铆钉孔的加工应符合有关标准规定 B 铆接时不得破坏被铆接零件的表面 也不得使被铆接零件的表面变形 C 除有特殊要求外 一般铆接后不得出现松动现象 铆钉的头部必须与被铆接零件紧密接触 并应光滑圆整 铆接机 铆接机 拉铆枪 铆接后铆钉形状分类 铆接机形成 拉铆钉 铆接样品 74 3 4 4销连接 用途 定位销 连接销 安全销 A 定位销 被连接零件之间有相互位置要求 被连接零件的销孔应在装配时同时加工 孔一般需用铰刀铰孔 仅钻孔精度达不到要求 定位销的端面一般应略高出零件表面 B连接销 仅起连接作用 零件间无精密位置要求 C安全销 受力达到一定程度后绷断 起到保护精密件的作用 螺尾圆锥销 易拆卸和防松 3 4 5滚动轴承的装配3 4 5 1常用滚动轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 调心滚子轴承 推力轴承 滚针轴承 84 3 4 5 2滚动轴承的装配工艺 A 清洗 装配前清洗轴承及轴承位 轴 孔 B 检查 轴承转动灵活性 轴承质量 轴承位的加工精度及尺寸公差 一般轴颈位的加工应该用磨削 粗糙度0 08 注意 轴颈位置光洁度越高越好 错误 粗糙度越低摩擦力越大 越不易松动 原因 运行中凹处被填平 轴颈变细 引起松动 C 配合面涂油 轴承装配时应在配合件表面涂一层润滑油 脂 轴承无型号的一端应朝里 即靠轴肩方向D 安装 压力只能通过轴承圈压装 内外圈之间不许通过滚子传递压力 冷装法 可分为铜棒法 压入法 套筒手锤法三种 热装法 加热轴承内圈或外圈 加热整个轴承 温度80 100摄氏度 1 内圈与轴紧配合先将轴承装在轴上 然后一起装入轴承座孔中2 外圈与孔紧配合先将轴承压入座孔中 在装轴 3 内外圈均为紧配合将轴承同时压入轴和座孔中 E 安装后滚动轴承游隙的调整方法 轴承理论游隙 轴承未安装时 内圈或外圈颈向或轴向移动时的移动量 轴承工作游隙 安装后实际工作时的游隙 根据移动方向 可分为径向游隙和轴向游隙游隙值根据大小分三组 1 基本组 普通组 最常用 2 小游隙组 C2 高旋转精度 需要减小振动和噪音 3 大游隙组 C3 C4 内外圈温差大 深沟球轴承等 特殊 进口品牌CM组 电机专用游隙 轴承的游隙对轴承的动态性能 噪声 振动和摩擦 和旋转精度 使用寿命 磨损与疲劳 的承载能力都有很大影响 调整方法 1 垫片调整法 2 螺钉调整法 3 内外套调整法 93 游隙的检查方法 感觉法1 用手转动轴承 轴承应平稳灵活无卡涩现象2 用手晃动轴承外圈 即使径向游隙只有0 01mm 轴承最上面一点的轴向移动量 也有0 10 0 15mm 这种方法专用于单列向心球轴承 测量法 塞尺塞入滚珠与外圈之间 其它 轴承内圈端面一般应紧靠轴肩 轴卡 滚动轴承装好后 相对运动件的转动应灵活 轻便 轴承装配过程中 若发现孔或轴配合过松时 应检查公差 普通轴承在正常工作时温升不应超过35 工作时的最高温度不应超过70 3 4 6链轮链条的装配常用链轮链条 99 链轮链条的装配要求1 主动链轮与从动链轮的轮齿几何中心平面应重合 偏移量一般应小于或等于两轮中心距的2 2 链条非工作边的下垂度应符合设计要求 一般应按两链轮中心距1 2 调整 100 3 4 7齿轮的装配1 轴向错位 当齿轮厚度大于20mm时 轴向错位不得超过轮缘宽度的5 20毫米以下错位小于1毫米 2 齿面啮合啮痕检查 标准的啮合痕迹 应在齿轮齿面中间略靠小端 并均布在节圆线两侧 长度为齿长的40 60 高度为齿高的60 80 形状呈椭圆形 102 3 齿轮箱满载运转的噪声不得大于80dB 103 3 4 8同步带轮的装配主 从动轮轴必须互相平行 倾斜度误差不应超过2 两带轮轴向错位不得超过轮缘宽度的5 同步带装配时不得强行撬入带轮 应通过缩短带轮中心距的方法装配 104 3 4 9平皮带的装配安装前 所有的输送平面应调整好水平 带轮轴线相互平行 平皮带的输送方向应按照皮带上标识的箭头方向安装 否则将影响其使用寿命 105 3 4 10装配检查工作每完成一个部件的装配 都要按以下的项目检查 A 装配工作的完整性 检查有无漏装的零件 B 各零件安装位置的准确性 C 各联接部分的可靠性 各紧固螺丝是否达到装配要求的扭力 特殊的紧固件是否达到防止松脱要求 106 D 活动件运动的灵活性 如输送辊 带轮 导轨等手动旋转或移动时 是否有卡滞 偏心或弯曲现象等 E总装完毕应清理机器各部分的铁屑 杂物 灰尘等 确保各传动部分没有障碍物存在 F试机时 机器启动后 应立即观察主要工作参数和运动件是否正常运动 107 四 装配精度 4 1 装配精度的概念4 2 装配精度与零件精度的关系 108 4 1 装配精度的概念 装配精度是装配时必须保证的质量指标 1 距离精度距离精度指相关零部件间的距离尺寸精度 包括间隙 过盈等配合要求 2 相互位置精度装配中的相互位置精度是指产品中相关零部件间的平行度 垂直度 同轴度及各种跳动等 109 3 相对运动精度主要表现为运动方向的直线度 平行度和垂直度 相对运动速度的精度即传动精度 4 接触精度接触精度是指相互配合表面 接触表面间接触面积的大小和接触点的分布情况 110 4 2 装配精度与零件精度的关系 A 装配精度首先取决于相关零部件精度 尤其是关键零部件的精度 111 车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0 就主要取决于主轴箱 尾座及底板的A1 A2及A3的尺寸精度 112 B 装配方法 如图所示的等高度A0的精度要求是很高的 如果靠控制尺寸A1 A2及A3的精度来达到A0的精度是很不经济的 实际生产中常按经济精度来制造相关零部件尺寸A1 A2及A3 装配时则采用修配底板3的工艺措施保证等高度A0的精度 113 五 装配尺寸链简介 5 1 装配尺寸链的概念5 2 装配尺寸链的建立5 3 装配尺寸链的计算 114 5 1 装配尺寸链的概念 产品或部件在装配过程中 由相关零部件的有关尺寸 表面或中心线间距离 或相互位置关系 平行度 垂直度或同轴度 所组成的尺寸链称为装配尺寸链 如图所示 115 车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0 就是加工精度 A0与主轴箱 尾座及底板的A1 A2及A3寸组成尺寸链 116 在装配尺寸链中 每一个尺寸都是尺寸链的组成环 如A1 A2 A3 它们是进入装配的零件或部件的有关尺寸 而装配精度指标常作为封闭环 如A0 它是装配后形成的 117 5 2 装配尺寸链的建立 正确地建立装配尺寸链 是运用尺寸链原理分析和解决零件精度与装配精度关系问题的基础 装配尺寸链的封闭环为产品或部件的装配精度 找出对装配精度有直接影响的零部件尺寸和位置关系 即可查明装配尺寸链的各组成环 可见 正确查找组成环是建立装配尺寸链的关键 一般查找装配尺寸链组成环的方法是 首先根据装配精度要求确定封闭环 然后取封闭环两端的那两个零部件为起点 沿着装配精度要求的位置方向 以零部件装配基准面为查找线索 分别找出影响装配精度要求的有关零部件 直至找到同一个基准零部件或同一基准表面为止 这样 各有关零部件上直接联接相邻零部件装配基准间的尺寸或位置关系 即为装配尺寸链中的组成环 当然 查找装配尺寸链也可从封闭环的一端开始 依次查找相关零部件直到封闭环的另一端 还可从共同的基准面或零部件开始 分别查找到封闭环的两端 118 各组成环都有加工误差 所有组成环的误差累积就形成封闭环的误差 因此 应用装配尺寸链就便于揭示累积误差对装配精度的影响 并可列出计算公式 进行定量分析计算 据此来确定合理的装配方法和零件相关尺寸的公差 装配尺寸链按照各环的几何特性和所处的空间位置 可分为 线性尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链和空间尺寸链 其中最常见的是前两种 线性尺寸链是由彼此平行的直线尺寸所组成的尺寸链 如图所示 它所涉及的都是距离尺寸的精度问题 应用装配尺寸链分析与解决装配精度问题关键步骤有三 第一是建立装配尺寸链 第二是确定达到装配精度的方法 第三是作出必要的计算 最终目的是确定经济的 至少是可行的零件相关尺寸的公差 119 5 3 装配尺寸链的计算 装配尺寸链的计算有两种方法 极值法 极大极小法 和概率法 极值法计算装配尺寸链的方法与工艺尺寸链的解算方法相同 这种方法的特点是简单可靠 但当封闭环公差较小或组成环较多时 会使各组成环公差太小而加工困难 根据概率论的基本原理 首先 在一个稳定的工艺系统中进行较大批量加工时 零件的加工误差出现极值的可能性是很小的 其次 装配时 各零件误差同时出现极值的 最坏组合 的可能性就更小 若组成环数较多 装配时零件出现 最坏组合 的机会就更加微小 可忽略不计 显然极值法以缩小组成环公差为代价换取装配中极少出现的极端情况下的产品合格是不经济的 而以概率论原理为基础建立的尺寸链计算方法 即概率法 在上述情况下比极值法将更合理 这里我们不做介绍 120 六 保证装配精度的方法 1 互换法4 调整法2 选配法 1 可动调整法 1 直接选配法 2 固定调整法 2 分组装配法 3 复合选配法3 修配法 1 单件修配法 2 合并加工修配法 3 自身加工修配法 121 6 1 互换法 互换法是装配过程中 同种零部件互换后仍能达到装配精度要求 实质就是用控制批量零部件的加工误差来保证产品的装配精度 成本高 更多 122 6 2 选配法 形式 选配法是将尺寸链中多数零件公差放大到经济可行的程度来加工 装配时选择修配其中一个零件 以保证装配精度要求的一种装配方法 6 2 1 直接选配法装配时 由工人从许多待装的零件中 随机指定一个零件作为最后修配的零件进行装配 修配时间不确定 所以不宜用于节拍要求较严的大批大量生产中 124 6 2 2 分组装配法分组装配法又称分组互换法 它是将零件公差放大 装配时先测量尺寸 公差相近的分在一组装配 组内零件装配是完全互换的 6 2 3 复合选配法复合选配法是直接选配法与分组装配法两种方法的复合 即零件公差可适当放大 加工后先测量分组 装配时再在各对应组内由工人进行直接选配 这种方法的特点是配合件的公差可以不等 且装配质量高 速度较快 能满足一定生产节拍要求 如发动机气缸与活塞的装配多采用这种方法 125 6 3