第六章机器装配工艺过程设计

第六章机器装配工艺过程设计-第一节概述,一、机器装配的基本概念1机器的组成：由零件、套件、组件、部件等组成。零件：组成机器的最小单元，它由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上，直接装入机器的零件并不太多。套件：在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。组件：在一个基准零件上，装上若干套件及零件构成。部件：在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。机器的装配：装配单元：机器中能进行独立装配的部分装配包括：套装、组装、部装、总装,第六章机器装配工艺过程设计-第一节概述,二、装配工艺系统图装配工艺系统图：在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图装配单元系统图的绘制：1先划一条横线2横线左端画出代表基准件的长方格，在格中注明装配单元编号、名称和数量；3横线右端画出代表装配成品的长方格；4按装配顺序，将直接装到成品上的零件画在横线上面，组件画在横线下面。,减速器低速轴组件装配单元系统图,第二节装配工艺规程的制定,一、装配工艺规程的主要内容是：1)分析产品图样，划分装配单元，确定装配方法。2)拟定装配顺序，划分装配工序。3)计算装配时间定额。4)确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检查工具。5)确定装配时零、部件的输送方法及所需要的设备和工具。6)选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。,第二节装配工艺规程的制定,二、制定装配工艺规程的原则1)保证产品装配质量，力求提高质量，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，提高单位面积的生产率。4)尽量减少装配工作所占的成本。,第六章机器装配工艺过程设计第二节装配工艺规程的制定,三、制定装配工艺规程的原始资料1产品的装配图及验收技术标准包括总装图和部件装配图，为了在装配时对某些零件进行补充机械加工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。产品的验收技术条件、检验内容和方法也是制定装配工艺规程的重要依据2产品的生产纲领生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，装配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大不同。大批大量生产：选择专用装配设备和工具，采用流水装配方法。现代装配生产中则大量采用机器人，组成自动装配线。成批生产、单件小批生产，则多采用固定装配方式，手工操作比重大。在现代柔性装配系统中，已开始采用机器人装配单件小批产品。3生产条件,第二节装配工艺规程的制定,四、制定装配工艺规程的步骤（一）研究产品的装配图及验收技术条件审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准；分析与计算产品装配尺寸链。（二）确定装配方法与组织形式固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成，多用于单件小批生产，或重量大、体积大的批量生产中。移动式装配：将零、部件用输送带或输送小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配地点工作的总和就完成了产品的全部装配工作。常用于产品的大批大量生产中，以组成流水作业线和自动作业线。（三）划分装配单元，确定装配顺序无论那一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重量，有足够的支承面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。（四）划分装配工序共有6项内容，注意第4项操作规范的定量化。如：过盈配合的压入力、变温装配的装配温度以及紧固件的力矩等。（五）编制装配工艺文件单件小批生产，只绘制装配系统图；成批生产，制定部件、总装的装配工艺卡；大批大量生产，要制定装配工序卡；此外，还应制定装配检验及试验卡片。,第三节机器结构的装配工艺性,机器结构的装配工艺性:指机器结构能保证装配过程中使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加工，用较少的劳动量，花费较少的时间，按产品的设计要求顺利地装配起来。,一、机器结构应能分成独立的装配单元1)可以组织平行的装配作业。2)机器的有关部件可以预先进行调整和试车。3)利于机器局部结构改进。4)利于机器的维护检修，给重型机器的包装，运输带来很大方便。另外，有利于一些不能在使用现场进行装配的精密零部件，在特殊（如高度洁净、恒温等）环境里进行装配及调整，然后以部件的形式进入总装配,第三节机器结构的装配工艺性,实例1转塔车床的两种结构,实例2轴的两种结构,机器结构应能分成独立的装配单元实例,第三节机器结构的装配工艺性,二、减少装配的修配和机械加工,1、尽量减少不必要的配合面,实例1、车床主轴箱与床身的装配结构,第三节机器结构的装配工艺性,实例2、圆锥齿轮的轴向定位结构,第三节机器结构的装配工艺性,2、采用调整装配法代替修配法,第三节机器结构的装配工艺性,3、尽量减少装配时的机械加工量,第三节机器结构的装配工艺性,3、尽量减少装配时的机械加工量,第三节机器结构的装配工艺性,三、机器结构应便于装配和拆卸,1、组件的几个表面不应该同时装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应该先后依次进入装配。,第三节机器结构的装配工艺性,三、机器结构应便于装配和拆卸,2、连接位置不要置于封闭腔室中。,第三节机器结构的装配工艺性,三、机器结构应便于装配和拆卸,3、应考虑装配工具与连接件的位置,第三节机器结构的装配工艺性,三、机器结构应便于装配和拆卸,4、应考虑轴承的拆卸,第三节机器结构的装配工艺性,三、机器结构应便于装配和拆卸,5、注意销孔的结构,第四节装配尺寸链,一、装配精度（一）装配精度的内容1相互位置精度指产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度2相对运动精度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。3相互配合精度包括配合表面间的配合质量和接触质量。4.各装配精度间的关系相互位置精度是相对运动精度的基础，相互配合精度对相对位置精度和相对运动精度的实现有较大的影响。,第四节装配尺寸链,（二）装配精度与零件精度的关系1“单件自保”2零件的加工误差的累积对产品的装配精度的影响,第四节装配尺寸链,二、装配尺寸链的基本概念1.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。2.装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度（封闭环）是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。3.装配尺寸链的组成环在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系。装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。4.装配尺寸链分类：1）直线尺寸链由长度尺寸组成，且各环尺寸彼此平行。2）角度尺寸链由角度、平行度、垂直度等构成。3）平面尺寸链由成角度关系布置的长度尺寸构成，且各环处于同一或彼此平行的平面内。4）空间尺寸链由位于三维空间的尺寸构成的尺寸链。,第四节装配尺寸链,第四节装配尺寸链,二、装配尺寸链的分析（一）装配尺寸链的查找方法1.根据装配精度要求确定封闭环。2.取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件（组成环），直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。,第四节装配尺寸链,装配尺寸链的查找方法实例,第四节装配尺寸链,（二）查找装配尺寸链应注意的间题1装配尺寸链应进行必要的简化。2装配尺寸链组成的“一件一环”。3装配尺寸链的“方向性”。,第五节保证装配精度的装配方法,选择装配方法的目的：用合理的装配方法来达到规定的装配精度，以实现用较低的零件精度，达到较高的装配精度，用最少的装配劳动量来达到较高的装配精度。保证产品装配精度的方法有：互换法、选择法、修配法和调整法。,第五节保证装配精度的装配方法,一、互换装配法（一）完全互换装配法1.概念：在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度的要求，这种装配方法称为完全互换法。2.特点：装配质量稳定可靠；装配过程简单；生产效率高；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和零部件的协作与专业化生产；有利于产品的维护和零部件的更换。但是，当装配精度要求较高，尤其是组成环数目较多时，零件难以按经济精度加工。3.应用：高精度的少环尺寸链；低精度多环尺寸链的大批大量生产装配中4.装配尺寸链计算：采用极值公差公式计算1）正计算尺寸链各组成环公差之和应小于或等于封闭环公差2）反计算已知封闭环（装配精度）的公差，分配有关零件（各组成环）公差，可按“等公差”原则先确定它们的平均极值公差，再对各组成环的公差进行适当的调整。,第五节保证装配精度的装配方法,组成环公差调整原则：A.组成环是标准件尺寸（如轴承或弹性档圈厚度等）时，其公差值及其分布在相应标准中已有规定，应为确定值。B.组成环是几个尺寸链的公共环时，其公差值及其分布由其中要求最严的尺寸链先行确定，对其余尺寸链则应成为确定值。C.尺寸相近、加工方法相同的组成环，其公差值相等。D.难加工或难测量的组成环，其公差可取较大数值。易加工、易测量的组成环，其公差取较小数值。E.各组成环公差带的位置一般可按入体原则标注，但要事先选定一组成环作为协调环，其公差与分布需经计算后最后确定，以便与其它组成环相协调，最后满足封闭环的精度要求。,第五节保证装配精度的装配方法,完全互换装配法实例例5-1如图5-31a所示齿轮部件装配，轴是固定不动的，齿轮在轴上回转，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.1-0.35mm，已知：A1=30mm,A2=5mm,A3=43mm,A4=30-0.05（标准件）、A5=5mm，现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。解1)画装配尺寸链图，校验各环基本尺寸2)确定各组成环公差和极限偏差3)计算协调环极值公差和极限偏差,第五节保证装配精度的装配方法,（二）大数互换装配法1.概念：在绝大多数产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度的要求，但少数产品有出现废品的可能性，这种装配方法称为大数互换法（或部分互换法）。2.特点：零件所规定的公差比完全互换法所规定的公差大，有利于零件的经济加工，装配过程与完全互换法一样简单、方便。但在装配时，应采取适当工艺措施，以便排除个别产品因超出公差而产生废品的可能性。3.应用：适用于大批大量生产，组成环较多、装配精度要求又较高的场合。4.装配尺寸链计算：采用统计公差公式计算。,第五节保证装配精度的装配方法,二、选择装配法用于装配精度要求高而组成环数又较少的成批或大批量生产中。（一）直接选配法装配时，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，以保证装配精度的要求。（二）分组装配法在零件加工时，常将各组成环的公差相对完全互换法所求数值放大数倍，使其尺寸能按经济精度加工，再按实际测量尺寸将零件分为数组，按对应组分别进行装配，以达到装配精度的要求。（三）复合选配法复合选配法是分组装配法与直接选配法的复合，即零件加工后先检测分组，装配时，在各对应组内经工人进行适当的选配。,第五节保证装配精度的装配方法,（四）分组装配法实例图5-33表示活塞销与活塞的装配关系，按技术要求，销轴直径d与销孔直径D在冷态装配时，应有0.0025mm-0.0075mm的过盈量，采用分组装配法，求活塞销、销孔的制造尺寸。,1、如果采用完全互换法装配，销轴是外尺寸按基轴制（h）确定极限偏差，以销孔为协调环，则：2采用分组装配法，将销轴与销孔的公差在相同方向上放大四倍（采取上偏差不动，变动下偏差）,第五节保证装配精度的装配方法,（五）采用分组装配法注意事项：1)为保证分组后各组的配合性质及配合精度与原装配要求相同，配合件的公差范围应相等；公差应同方向增加；增大的倍数应等于以后的分组数。2)为保证零件分组后数量相匹配，应使配合件的尺寸分布为相同的对称分布（如正态分布）。3)配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形状精度不能随尺寸精度放大而任意放大，应与分组公差相适应。4)分组数不宜过多，零件尺寸公差只要放大到经济加工精度即可。,第五节保证装配精度的装配方法,三、修配装配法1、概念：修配法是将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。2、应用：用于成批生产或单件小批生产中，当装配精度要求较高，组成环数目又多时。3、补偿环选择条件：1)便于装拆，零件形状比较简单，易于修配，如果采用刮研修配时，刮研面积要小。2)不应为公共环。4、补偿环被修配后对封闭环尺寸变化的影响情况：使封闭环尺寸变大；使封闭环尺寸变小。5、修配的方法单件修配法；合并加工修配法；自身加工修配法。,第五节保证装配精度的装配方法,补偿环被修配后使封闭环尺寸变大,补偿环被修配后使封闭环尺寸变小,注意：尾座中心低于主轴中心时，补偿环应增加而不是被修配。,第五节保证装配精度的装配方法,自身加