《机械制造工艺学》课件-第七章 机器装配工艺基础

第七章机器装配工艺基础第一节概述一、装配生产类型及其特点1、生产类型分类按装配产品的生产批量大小：单件小批生产、成批生产、大批大量生产。生产类型大批大量生产成批生产单件小批生产基本特征产品固定，生产活动长期重复，生产周期较短产品在系列化范围内变动，分批交替投产或多品种同时投产，生产活动在一定时期内重复产品经常变换，不定期重复，生产周期较长生产类型不同，装配工作的组织形式、装配方法、工艺装备等方面均有较大区别。装配工作特点

组织形式多采用流水装配线：有连续移动，间歇移动及可变节奏移动等。还可采用自动装配机或自动装配线笨重的批量不大的产品，多采用固定流水装配，批量较大时，采用流水装配，多品种平行投产时用多品种可变节奏流水装配多采用固定装配或固定式流水装配进行总装，同时，对批量较大的部件亦可采用流水装配装配工艺方法按互换法装配，允许有少量的简单调整，精密偶件成对供应或分组装配，无任何修配工作主要采用互换法，但灵活运用其他保证装配精度的装配方法，如调整法，修配法及合并法以修配法和调整法为主，互换件比例较少。工艺过程工艺过程划分很细，力求达到高度的均衡性工艺过程划分须适合于批量的大小，尽量使生产均衡一般不制订详细工艺文件，工序可适当调动，工艺也可灵活掌握工艺装备专业化程度高，宜采用专用高效工艺装备，易于实现机械化，自动化通用设备较多，但也采用一定数量的专用工、夹、量具以保证装配质量和提高工效一般为通用设备及通用工、夹、量具手工操作要求手工操作比重小，熟练程度容易提高，便于培养新工人手工操作比重不小，技术水平要求较高手工操作比重大，要求工人有高的技术水平和多方面的工艺知识应用实例汽车、拖拉机、内燃机、滚动轴承、手表、缝纫机、电气开关机床、机动车辆、中小型锅炉、矿山采掘机械重型机床、重型机器、汽轮机、大型内燃机、大型锅炉生产类型大批大量生产成批生产单件小批生产二、装配精度及与零件精度关系1．装配精度相互运动精度机器装配精度相互位置精度接触精度尺寸精度装配精度是指机器装配以后，各工作面间的相对位置和相对运动等参数与规定指标的符合程度。重要性：影响机器或部件的工作性能。

影响它们的使用寿命。

影响在机床上加工零件的加工精度。2．装配精度与零件精度的关系三、装配工艺性

一般来说，多数装配精度是和它相关的若干个零部件的加工精度有关零件的精度越高，装配精度则越容易得到保证。1．机器结构能分成独立的装配单元（1）目的：使许多装配工作同时平行进行，最大限度地缩短机器的装配周期。。（2）要求：机器结构能划分成独立的组件、部件等。首先按组件或部件分别进行装配，然后进行检验或试车，最后再进行总装配。2．减少装配时的修配和机械加工（1）要尽量减少不必要的配合面（2）要尽量减少机械加工（1）机器的结构设计应使装配工作简单、方便。3．机器结构应便于装配和拆卸3．机器结构应便于装配和拆卸轴承结构应考虑拆卸问题销孔的不同结构（2）机器的结构设计应便于拆卸检修。装配尺寸链是在产品或部件在装配过程中，由相关零件的有关尺寸（表面或轴线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度等）所组成的尺寸链。孔轴配合的装配尺寸组成封闭环组成环增环减环封闭性特征关联性第二节装配尺寸链装配尺寸链的建立确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求。装配尺寸链查找方法：方法一：以封闭环两端的那两个零件为起点，沿装配精度要求的方向，以相邻零件装配基准面间的联系为线索，分别找出影响该装配精度要求的相关零件，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。找到相关零件后，其上两装配基准面间的尺寸就是与该装配精度有关的尺寸，即组成环。方法二：从封闭环的一端开始，一直找到封闭环的另一端为止；或从共同的基准面开始，分头找到封闭环的两端。画出尺寸链图并确定组成环的性质

尺寸链的计算方法方法极值法概率法

查找装配尺寸链原则简化性原则查找装配尺寸链原则

最短路线原则在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。方向性原则在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。装配尺寸链的应用

正计算（校核计算）

即已知组成环的尺寸和公差，求解封闭环的尺寸和公差。这类问题多出现在装配、检验中，用以校验产品是否合格。反计算（设计计算）

即已知封闭环的尺寸和公差，求解组成环的尺寸和公差。这类问题多出现在设计中，即在提出装配精度要求后，如何设计相关零件的精度。一、互换法第三节保证装配精度的方法（2）不完全互换法：若大多数零件装配后即达到装配精度的要求，而少数不合格。互换法的实质是控制零件的加工误差来保证装配精度的。（1）完全互换法：在装配过程中，每个待装配的零件不需任何挑选、调整或修配，装配后即可达到装配精度的要求。3、完全互换装配法的尺寸链计算解：由尺寸链基本计算公式可知封闭环的基本尺寸为：则可表示为mm。将封闭环的公差分配到各组成环上。分配时，首先算出组成环的平均公差，即：例：已知条件：=1～1.75mm，A1=A3=5mm，A2=191m，A4=30mm，A5=150mm。然后再根据各组成环尺寸大小、结构工艺特点及加工难易程度，按照“等公差”或“等公差级”的方法进行各环公差值的调整。在组成环的公差确定后，需在组成环中选一个作为尺寸链计算的“协调环”。协调环应满足下列条件：①结构简单，②非标准件，③不能是几个尺寸链的公共组成环。本例中选A5为协调环。除协调环外其余各组成环的上、下偏差按“入体原则”标注，即：协调环的偏差要根据尺寸链的计算公式来确定，即：由于A1和A3尺寸小且容易加工，取mm，把其减小的公差分配给A2和A5，即mm，mm。mmmmmmmm

采用完全互换装配法装配时，装配尺寸链采用极值解法，即满足封闭环的公差等于或大于各组成环公差之和。应用：完全互换装配法：较高精度的少环尺寸链或较低精度的多环尺寸链的大批大量生产中。不完全互换装配法：装配精度要求较高且组成环较多的大批大量生产中。故：mm

选配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度要求。选配法直接选配法能达到很高的装配精度不宜用于生产节拍要求较严的大批大量流水作业中可能造成无法满足要求的“剩余零件”出现分组选配法同组内零件可以互换适用于装配精度要求很高，且组成环较少的大批大量生产中复合选配法配合件公差可以不等，装配精度高，装配速度快在发动机气缸与活塞的装配中，多采用这种方法二、选配法例：如图7-9所示为某活塞销和活塞的装配关系图。要求活塞销和活塞销孔在冷态装配时，要求有0.0025~0.0075mm的过盈量。解：若采用完全互换法装配，并设活塞销和活塞销孔的公差作“等公差”分配，则它们的公差都仅为0.0025mm［因为封闭环公差为（0.0075－0.0075）mm=0.050mm］，活塞销和活塞销孔的尺寸为：mm显然，加工这样的活塞销和活塞销孔既困难又不经济。在实际生产中可以采用分组选配法，将活塞销和活塞销孔的公差在相同方向上放大四倍，即：mmmm

mm

按此公差加工后，再分为四组进行相应装配，既可保证配合精度和性质，又可减少了加工难度。分组时，可涂上不同颜色或分装在不同容器内，便于进行分组装配。组别标志颜色盈合情况最大过盈最小过盈I白0.00750.0025II绿III黄IV红三、修配法

用钳工或机械加工的方法修整产品中某个零件（该零件称为修配件，该组成环称为修配环）的尺寸，以获得规定装配精度的一种方法。

装配精度要求高且组成环又较多的单件小批生产或成批生产。实质：修配法就是修配尺寸链中修配环的尺寸，补偿其它组成环的累积误差，以保证装配精度的要求（修配环也叫补偿环）。补偿环应形状简单、便于装拆、易于修配，并且对其它装配尺寸链没有影响。修配法单件修配法：在生产中应用最广合并加工修配法：多用于单件小批生产自身加工修配法：用于加工某些装配精度要求很高的产品或部件四、调整法在装配时，用改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适的可调整零件，以达到装配精度的方法。

适用于精度要求高且组成环数又较多的产品和部件。实质：各零件公差仍然按经济加工精度的原则来确定，选择一个零件为调整环（也可称为补偿环，此环的零件称为调整件），来补偿其他组成环的累积误差。调

整法可动调整法：可获得很高的装配精度可在机器使用过程中随时补偿由于磨损、热变形等原因引起的误差

固定调整法：应用于装配精度要求高的大批大量生产中常用的调整件有：垫圈、垫片、轴套注意：1、选择调整范围2、确定调整件的分组数3、确定每组调整件的尺寸误差抵消调整法：在机床装配时应用广泛第四节装配工艺规程的编制一、装配工艺规程及其重要性二、装配工艺规程的编制原则（1）保证产品装配质量。·将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程；·它是知道装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机器制造厂，它是设计装配

车间的基本文件之一。（2）选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益。（3）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。（4）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率，改善劳动条件。（5）注意采用和发展新工艺、新技术。三、装配工艺规程的编制方法和步骤（一）研究产品装配图和验收技术条件（二）确定装配方法和组织形式1.装配方法：完全互换法、不完全互换法、分组法、修配法、调整法。常用装配方法及其使用范围装配方法适用范围应用举例完全互换法适用于零件数较少、批量很大、零件可用经济精度加工时汽车、拖拉机、中小型柴油机、缝纫机及小型电机的部分部件不完全互换法适用于零件数稍多、批量大、零件加工精度需适当放宽时机床、仪器仪表中某些部件分组法适用于成批或大量生产中，装配精度很高，零件数很少，又不便采用调整装置时中小型柴油机的活塞与缸套、活塞与活塞销、滚动轴承的内外圈与滚子修配法单件小批生产中，装配精度要求高且零件数较多的场合车床尾座垫板、滚齿机分度蜗轮与工作台装配后精加工齿形、平面磨床砂轮(架)对工作台台面自磨调整法除必须采用分组法选配的精密配件外，调整法可用于各种装配场合机床导轨的楔形镶条、内燃机气门间隙的调整螺钉，滚动轴承调整间隙的间隔套、垫圈，锥齿轮调整间隙的垫片2.装配的组织形式分为固定式和移动式

固定式装配

将产品或部件的全部装配工作安排在一个固定的工作地上进行，装配过程中产品的位置不变，所需的零件、部件全汇集在工作地附近，由一组工人来完成装配全过程。移动式装配

将产品、部件置于装配线上，通过连续或间歇的移动使其顺次经过各装配工作地以完成全部装配工作。（三）划分装配单元和确定装配顺序装配顺序的确定一般装配顺序：预处理工序在前，先基准后其他，先重大后轻小，先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般。还应考虑（1）处于同一基准件方位的装配，应尽可能集中安排；（2）使用相同设备及工艺装备或有共同特殊装配环境要求的装配，应集中安排；（3）电线、油气管路的安装应与相应的工序同时进行；（4）易燃、易爆、易碎或有毒物质的零部件安装，应尽可能安排在最后，以减少安全防护工作量，保证装配工作的顺利完成。对于结构复杂而组成的零部件多的产品，则还要绘制部件的装配系统图部件装配系统图基准零件零件零件零件零件零件零件部件部件组件套件产品产品装配系统图装配工艺系统图操作在工步进行过程中或工步准备工作中各个简单的动作工步每个工步中，所用的工具及组合件不变工序包括在制品任何一部分上所完成组装的一切连续动作站在一个装配地点，由一个或一组工人所完成的那部分装配工作（四）划分装配工序装配工艺过程是由站、工序、工步和操作组成。注意事项：·

完成某些重要工序或易出废品的工序后，应安排检查工序。·

安排工序时，前一工序不得影响后一工序的进行。·

流水式装配时，每一工序所需的时间应等于装配节节拍或为其整数倍。2）确定工序数量、顺序和工作内容划分工序的内容1）确定工序集中与分散的程度3）确定各工序所需的设备及工具4）制订各工序装配操作范围和操作规范5）制订各工序装配质量要求及检测方法、检测项目等6）确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍（五）制订装配工艺文件单件小批生产——通常不编制装配工艺卡片。成批生产——根据装配工艺系统图分别制订总装和部装的装配工艺过程卡片。大批大量生产——为每一道工序制订装配工序卡片，详细说明该装配工序的工艺内容。第五节装配自动化及计算机辅助装配工艺设计一、装配自动化（一）概述1、目的：提高生产率、降低成本，保证机械产品的装配质量和稳定性，并力求避免装配过程中受到人为因素的影响而造成质量缺陷，减轻或取代特殊条件下的人工装配劳动，降低劳动强度，保证操作安全。2、发展阶段：①传统的机械开环控制的装配自动化技术；②半柔性控制的装配自动化技术；③柔性控制的装配自动化技术。1．装配自动化的基本要求（二）装配自动化的工艺要求2．自动装配条件下的结构工艺性3．自动装配工艺设计的一般要求二、装配自动化的工艺实现1.自动装配机单工位装配机：适用于2~3个零部件的装配多工位装配机：分为回转型、直进型、环行型布置形式非同步装配机：只进行上下轨道的非同步装配机

只进行水平轨道的非同步装配机

环形轨道的双链非同步传送装配机2．自动装配线（装配机组合形成自动装配线）（1）基本特征：在装配工位上，将各种装配件装配到装配基础件上去，完成一个部件或产品的装配。（2）分类：装配基础件移动式自动装配线和装配基础件固定式自动装配线。（3）装配基础件在工位间的传送方式有连续传送和间歇传送。连续传送中，工位上的装配工作头也随之同步移动；间歇传送中，装配基础件由传送装置按生产节拍进行传送，对象停留在工位上进行装配，作业一完成即传送至下一工位。3．自动装配系统由装配过程的物流自动化、装配作业自动化和信息流自动化等子系统组成。按主机的适用性可分为两大类：一是根据特定产品制造的