上海今谷机械内部装配工艺过程培养

1、1本章要点装配工艺规程制定装配尺寸链保证装配精度的装配方法自动装配23q 机器装配机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成套件、组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。q 机器装配基本作业q 机器装配精度清洗连接校正、调整与配作 平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度套件装配齿轮1基准零件 2铆钉 3齿轮4q 套件与组件示例套件和组件示例 a）套件 b）组件5q 装配工艺系统图为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（见下图) 基准零件机器零件零件零件零件零

2、件部件部件组件套件零件机器装配系统示意图67q 制定装配工艺规程的原则 保证产品装配质量 选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益 合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率 尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件 注意采用和发展新工艺、新技术q 制定装配工艺规程所需原始资料 产品装配图及验收标准 生产纲领 生产条件8q 研究产品装配图和验收条件q 确定装配方法和装配组织形式 q 划分装配单元将产品划分为部件、组件和套件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或

3、主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面q 确定装配顺序在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上q 划分装配工序q 编制装配工艺文件9生产规模装配方法与组织形式自动化程度特 点单件生产手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装配夹具、模具和各种工具，可分部件装配和总装配，也可组成装配对象固定而装配工人流动的流水线手工为主，部分使用工具和夹具有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多； 工

4、作台位之间一般不用机械化输送成批生产轻型产品每个工人只完成一部分工作，装配对象用人工依次移动（可带随行夹具），装备按装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动成批或大批生产一种或几种相似装配对象专用流水线，有周期性间歇移动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高大批大量生产半自动或全自动装配线，半自动装配线部分上下料和装配工作采用人工方法半自动、全自动装配生产率高，质量稳定，产品变动灵活性差，装备费用昂贵装配组织形式的选择与比较 10车床床身装配简图油盘总成P011床 身10

5、031垫板上涂铅油床身总成Z011用水平仪检查导轨的直线度右垫板2001 8左托盘1001 1右托盘1004 1前床脚1002 1后床脚1005 1螺栓2002 8垫圈2004 4螺栓2003 4垫圈2006 4螺母2005 4床身部件装配系统图1112q 必要性q 实例 转塔车床快速行程轴装置 可以组织平行装配作业 部件可进行预调和试车 局部改进不影响整机装配 利于机器维护、检修、包装、运输操纵箱操纵箱 光轴 联轴器阶梯轴箱体箱体快速行程轴装置两种结构比较 齿轮、轴组件13修配法结构 调整法结构 车床床头箱装配山形导轨定位 平导轨定位 配钻油孔结构 无须配钻油孔结构 调整代替修配 避免机加工

6、14 依次装配轴依次装配结构连接方式改进 便于装配操作15留出装配工具位置留出装配连接件位置1617q 机器装配精度内容q 装配精度与零件精度关系18q 机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0TRS卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向 影响装配精度的因素 零件的加工精度（装配精度常常与多个零件精度有关） 装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起的零件变形 旋转零件的不平衡 19q 装配尺寸链基本概念 装配尺寸链：在机器装配关系中，由相关零件尺寸或位置关系组成的尺寸链 封闭环：通常就是装配精度要求q 装配尺寸链分类 直线尺寸链 角度尺寸链 平面

7、尺寸链 空间尺寸链角度装配尺寸链示例 O - O 主轴回转轴线 - 山形导轨中线 - 下溜板移动轨迹0.015200201OO孔轴配合装配尺寸链20螺孔中心线e过孔中心线X1X2Y2Y1O2O1P1平面装配尺寸链示例P2P021q 装配尺寸链查找方法q 查找装配尺寸链应注意的问题取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环 必要的简化A0A1A2A3箱体孔轴线主轴锥孔轴线套筒锥孔轴线套筒外圆轴线尾座孔

8、轴线e1e2e3A2A3A1A0主轴与尾座套筒中心线等高度装配尺寸链 简化后22q 查找装配尺寸链应注意的问题“一件一环”原则（装配尺寸链路线最短原则）：组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。相应地将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上 方向性：按不同方向分别建立装配尺寸链装配尺寸链“一件一环”原则尺寸不合理标注2324装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围常用装配方法及其适用范围 完全互换法 配合件公差之和小于/等于装配公差；装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度

9、要求不高者大数互换法 配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；装配操作简单，便于流水作业；会出现极少数超差件 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 分组选配法 零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；零件误差较完全互换法可以大数倍适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调节法 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度动调整法多

10、用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；静调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合25q 装配尺寸链的完全互换法 采用极值算法计算装配尺寸链 封闭环公差的分配1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定3）在确定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法、等精度法或按实际加工可能性分配法（难加工、难测量尺寸公差取大值）等4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸

11、链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸26【解】A2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标准件），A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例】040.053A1）建立装配尺寸链（图示 ）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到： T4 = 0.05

12、, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02， 273）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：， 除协调环以外各组成环公差按入体标注：040.053A最后可确定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配 计算协调环偏差：计算中间偏差006. 01002. 0210. 00330,5,43AAA11. 0025. 001. 003. 005. 0225. 055542130）（）（得到：EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.128q 装配尺寸链的大数互换法 采用概率算法计算装配尺寸链 封闭环公差分配原

13、则同完全互换法 1120niikTT等公差分配组成环平均公差计算公式：1120niikTmT式中m为相对分布系数。P与m相应数值可查下表 大数互换法以一定置信水平为依据。通常封闭环趋近正态分布，取置信水平p99.73，装配不合格品率为0.27%。在某些生产条件下，要求适当放大组成环公差时，可取较低的p值，此时有： 置信水平p与相对分布系数mp 99.73 99.5 99 98 95 90 m 1 1.06 1.16 1.29 1.52 1.8229同前例，用大数互换法计算【例】【解】取k=1.4，将T1 、T2 、T4 、 T5 及T0 值代入，可求出：T3 = 0.135于是有：0.0575

14、50.08254.930.01255A除协调环外各组成环公差入体标注：0.135003020.0210.143,5,30AAAA2A3A1A5A4A0齿轮与轴部件装配尺寸链 A4 为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05A1、A2、A5 公差取经济公差： T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.025确定各组成环的公差确定各组成环的偏差040.053A取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：计算协调环的偏差：由概率法平均尺寸公式，得到：A5M = 4.9322222012345Tk TTTTT由概率法公差计算公式，有：30q 选配法三种形式 活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00

15、250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，加工经济公差为0.01。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。【例】活塞与活塞销组件图q 装配尺寸链的分组选配法将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。 31【解】1）建立装配尺寸链 如图示3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为： ，将其分为 4 组，解图示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：001. 0128AA1（活塞销直径）A2（销孔

16、直径）A0活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径0025. 0005. 02800025. 028005. 00075. 0280075. 001. 028005. 00075. 0280075. 001. 02801. 00125. 0280125. 0015. 0282）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为432q 分组装配法注意问题 33 车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为00.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如

17、图所示。采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济公差制造，但留出一个尺寸做修配环。通常选容易修配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。【例】车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3【解】1）选择修配环 本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。 若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2、A3的偏差。q 装配尺寸链的修配法34用A00表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配环修配后封闭环变小，故A00的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法公式，可导出：2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置3）

18、确定修配环公差带的位置mjnmkkjAAAA11maxminmin0min002 . 01 . 0246A将已知数值代入，可求出：A2min = 46.1, 于是可得到：若要求尾座底板装配时必须刮研，且最小刮研量为0.15。则可最后确定底板厚度为：35. 025. 0246A此时，可能出现的最大刮研量为：Zmax = A00max - A0max = 0.39A1A0A2A3A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，按对称原则标注，有： A1 = 2020.05 , A3 = 1560.05A2采用精刨加工，经济公差也为0.1。35q 修配方法A1A0A2A3A1A0A2336可动调节

19、法示例1 调节套筒 2 调节螺钉 3 楔条 4 调节螺钉 5 丝杠螺母 6 丝杠a）b）c）q 可动调节法37通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。采用固定调节法的关键是确定调节件的分级和各级调节件的尺寸大小。q 固定调节法【例】 图示部件中，齿轮轴向间隙要求0.050.15。若A1和A2基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度。 A0A2A1AKa）固定调节法示例 将“空位”尺寸AS视为中间变量，可将此尺寸链分解为两个尺寸链，如图b、c所示。【解】AKA0ASASA2A1b）c）尺寸链c中，A0是封闭环。为使A0获得规定公

20、差，将空位尺寸分成若干级，每一级空位尺寸的公差小于或等于轴向间隙（封闭环）公差与调节垫片厚度（组成环）公差之差0.2505SA由尺寸链b，可求出：38 级 号 1 2 3 4 空位尺寸 调节垫片厚度0.250.1850.180.1250.120.0650.06050.130.150.070.0350.010.0350.050.095式中 TS、T0、TK 分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：T0 = 0.1, TS = 0.25, 并假定 TK = 0.03，代入上式得到：n3.6取 n = 4，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸v 在批量大、精度高的装配中，调

21、节件的分级级数可能很多，不便于管理。此时，可采用一定厚度的垫片与不同厚度的薄金属片组合的方法，构成不同尺寸，使调节工作更加方便。由此可确定出分级数n ：0SKTnTT39q 误差补偿调节法e1e2e3eXYe1e2e3XYe1 锥孔偏移量引起测量点偏移e2 前轴承偏移量引起测量点偏移e3 后轴承偏移量引起测量点偏移4041q 输送方式：回转型、直线型q 工序繁简：单工位、多工位直线型混合式自动装配系统手工工位自动工位42c）基件中心运动轨迹a）机构示意图b）振动原理图轴孔配合自寻中心装入机构1电磁铁 2支架 3压杆 4弹簧 5推杆 6套 7装配零件(轴) 8料道 9擒纵器 10装配基件 11夹

22、紧机构 12挡铁 13夹具 14、15X、Y坐标滑板 16衔铁q 轴孔类零件自动装配v 关键如何保证轴孔配合43q 螺纹联接件的自动装配机自动拧紧螺钉装置1料管口 2隔料器 3导管 4直导管 a） b） c）螺钉拧入的过程44装配机器人1定子 2滚珠轴承 3端盖 4定位油缸 5滑槽q 电机轴承端盖装配机器人45q 触觉精密装配机器人 “HI-T-HAND”Expart-2精密装配机器人工作情况轴自动装入控制方法46q 机器人装配单元检测机器人VIM控制器圆工作台侧视摄像机顶视摄像机检测工作台被检测产品中央控制器PAM控制器装配工作台手爪合格品中间库不合格品中间库零件上料台SCARA机器人471料仓 2夹具提升装置 3、4、5、6装配机器人 7回转试验机 8贴标签机 9不合格品斗 10包装机 11夹具下降装