机器装配工艺规程设计课件

1、6.7 机器装配工艺规程设计,机器的装配是整个机器制造过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验等工作。,机器或产品的质量，是以机器或产品的工作性能、使用效果和寿命等综合指标来衡量的。,装配工作之所以繁重就在于产品的质量最终由它来保证；而且又因为装配工作占用大量的劳动量，因此对生产任务的完成，人力与物力的利用和资金的周转又有直接的影响。,达到装配精度的工艺方法,机器装配生产类型及其特点,本节内容：,装配尺寸链,装配工艺规程的制订,6.7.1 机器装配生产类型及其特点,机器装配的生产类型按装配工作的生产批量可分为：大批大量生产、成批生产和单件小批生产三种。,生产类型支配着装配工作而各具特

2、点：如在组织形式、装配方法、工艺装备等方面都有不同。,各种生产类型装配工作的特点参见教材P264表6-14。,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合件、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。,（1）互换法 用控制零件的加工误差来保证装配精度的方法称为互换法。按互换程度不同，又分为完全互换法与部分互换法两种。,保证装配精度的工艺方法可以归纳为:互换法、选配法、修配法和调整法四大类。,完全互换法 完全互换法就是机器在装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配和调整，装配后就能达到装配精度要求的一种装配方法。该方法装配工作较简单、生产率高、有利

3、于组织生产协作和流水作业、对工人技术要求较低、也有利于机器的维修。,6.7.2 达到装配精度的工艺方法,部分互换法 部分互换法又称不完全互换法。它是将各相关零件的制造公差适当放大，使加工容易而经济，又能保证绝大多数产品达到装配精度要求的一种方法。,部分互换法是以概率论原理为基础。当零件的生产数量足够大时，加工后的零件尺寸一般在公差带上呈正态分布，而且平均尺寸在公差带中点附近出现的概率最大；在接近上、下极限尺寸处，零件尺寸出现概率很小；在一个产品的装配中，各相关零件的尺寸恰巧都是极限尺寸的概率就更小。当然，出现这种情况，累积误差就会超出装配允许公差。因此，可以利用这个规律，将装配中可能出现的废品

4、控制在一个极小的比例之内。对于这一小部分不能满足要求的产品，也需进行经济核算或采取补救措施。,（2）选配法 选配法就是当装配精度要求极高，零件制造公差限制很严，致使几乎无法加工或加工成本太高时，可将制造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来保证装配精度的一种装配方法。按其选配方式不同，又分为直接选配法、分组装配法和复合选配法。,直接选配法 零件按经济精度制造，凭工人经验直接从待装零件中选择合适的零件进行装配。这种方法简单，装配质量与装配工时在很大程度上取决于工人的技术水平，不稳定。一般用于装配精度要求相对不高，装配节奏要求不严的小批量生产的装配中。例如发动机中活塞环的装配。,分

5、组装配法 对于制造公差要求很严的互配零件，将其制造公差按整数倍放大到经济精度加工，然后进行测量并按原公差分组，按对应组分别进行装配。这样，既扩大了零件的制造公差，又能达到很高的装配精度。这种分组装配法在内燃机、轴承等制造中应用较多。,采用分组装配应当注意以下几点： 为了保证分组后各组的配合精度符合原设计要求，配合公差应当相等，配合件公差增大的方向应当相同，增大的倍数要等于以后分组数。 配合件的表面粗糙度及形位公差必须保持原设计要求，不能随着公差的放大而降低粗糙度要求和放大形位公差。 要采取措施，保证零件分组后，各组配合件的数量是基本相等的。 分组不宜过多，否则将使前述两项缺点更加突出而增加费用

6、。 应严格组织对零件的精密测量、分组、识别、保管和运送等工作。,分组装配法的优缺点是什么？,（3）修配法 预先选定参与装配的某个零件作为修配对象，并预留修配量。在装配过程中，根据实际测量结果，用锉、刮/研等方法，修去多余的金属层，使装配精度达到要求，这种方法称为修配法。修配法的优点是能利用较低的零件制造精度来获得很高的装配精度，其缺点是修配工作量大、且多为手工劳动、要求较高的操作技术。,按件修配法 在进行装配时，对预定的修配零件，采用去除金属材料的办法改变其尺寸，以达到装配精度要求的方法称为按件修配法。,就地加工修配法 这种装配方法主要用于机床制造业中。在机床装配初步完成后，运用机床自身具有的

7、加工手段，对该机床上预定的修配对象进行自我加工，以达到某一项或几项装配精度要求，称为就地加工修配法。,合并加工修配法 将两个或多个零件装配在一起后，进行合并加工修配，以减少累积误差，减少修配工作量，称为合并加工修配法。,（4）调整法 用一个可调整零件，装配时或者调整它在机器中的位置，或者增加一个定尺寸零件如垫片、套筒等，以达到装配精度要求的方法，称为调整法。用来起调整作用的这两种零件，都起补偿装配累积误差的作用，称为补偿件。调整法应用很广。在实际生产中，常用的具体调整法有以下三种：,可动调整法 采用移动调整件位置来保证装配精度。调整过程中不需拆卸调整件，比较方便。 固定调整法 选定某一零件作为

8、调整件，根据装配精度要求来确定该调整件尺寸，以达到装配精度要求。由于调整件尺寸是固定的，所以该种方法称为固定调整法。 误差抵消调整法 通过调整某些相关零件误差的大小、方向，使误差互相抵消的方法，称为误差抵消调整法。采用这种方法，各相关零件的公差可以扩大，同时又能保证装配精度。,在确定部件或产品的具体装配方法时，要认真研究产品的结构和精度要求，深入分析产品及其相关零部件之间的尺寸联系，建立整个产品及各级部件的装配尺寸链。尺寸链建立后，可根据各级尺寸链的特点，结合产品的生产纲领和生产条件来确定产品的具体装配方法。,6.7.3 装配尺寸链,1. 装配尺寸链的基本概念,在装配图上把对某项精度指标有关的

9、零件尺寸依次排列，构成一组封闭的链形尺寸，就称为装配尺寸链。,每个尺寸都是装配尺寸链的组成环；,精度指标常作为封闭环，封闭环不是一个零件或一个部件上的尺寸，而是不同零件或部件的表面或轴心线之间的相对位置尺寸，它是装配后形成的；,各组成环都有加工误差，所有组成环的误差积累就形成封闭环的误差。因此，应用装配尺寸链就便于揭示积累误差对装配精度的影响，可列出计算公式，进行分析，确定合理的装配方法和零件的公差。,装配尺寸链的种类：,线性尺寸链,角度尺寸链,平面尺寸链,应用装配尺寸链分析与解决装配精度问题的关键步骤：,（1）建立装配尺寸链，也就是根据封闭环查明组成环；,（2）确定达到装配精度的方法，也称为

10、解装配尺寸链的方法；,（3）作出必要的计算。,最终的目的是：确定经济的、至少是可行的零件加工公差。第二步和第三步往往是需要交叉进行的，两者可以合称为装配尺寸链的解算。,2. 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，其在装配之后形成。,建立装配尺寸链的基本原理和方法,常遇到的问题：找不到封闭环；把不相干的尺寸排列到尺寸链中。,原因：未能在装配图上发现装配时可能产生的精度问题，也就是不了解装配精度的要求；没注意用装配基准这一概念。,确定组成环：组成环是对装配精度发生直接影响的那些零件或部件（在总装时部件作为一个整体进入总装）上的尺寸或角度。作为组成环的那些零件或部件，在

11、进行装配后，各个相邻接零件的相应装配基准互相贴接（指基准面相接或在轴孔配合时是轴心线相重合），从而就形成尺寸相接或角度相接的封闭图形，即装配尺寸链。,装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）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，应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。 又称一件一环原则。,装配尺寸链查找方法：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

12、寸链的组成环。,装配尺寸链中的组成环是由各组成零件的装配基准相连接而联系着的，因此对于一个既定的机械结构，对其中某一项装配精度（即封闭环）有关的组成环应该是一定的，简化或近似的分析则是另一回事，多出的组成环往往是和此封闭环没有直接关系的，甚至是毫无关联的尺寸。,3. 装配尺寸链的计方法算,（1）极大极小法的补充,尺寸链（包括装配尺寸链和工艺尺寸链）的计算存在两种情况：,“正面计算”就是已知组成环（基本尺寸及其偏差），要求计算封闭环（基本尺寸机器偏差）。,该情形发生在已有产品装配图和全部零件图的情况下，用以验证组成环公差、基本尺寸及其偏差的规定是否正确，是否满足装配及精度的指标。,“反面计算”就

13、是已知封闭环（基本尺寸及其偏差），要求计算组成环（基本尺寸机器偏差）。,该情形发生在产品设计阶段，即根据装配精度指标确定组成环公差、标注组成环基本尺寸及其偏差。然后才能将这些已经确定的基本尺寸及其偏差标注到零件图上。,正面计算是极为容易的，它仅仅是将一个已经解决的“尺寸链问题”的答案做一次演算而已；反面计算才真正是解尺寸链问题的计算。,已经学过的“反计算”中确定组成环公差的方法有三种：等精度法；等公差法；根据具体情况确定法。下面介绍一种新的方法：“中间计算法”（或“相依尺寸公差法”,“中间计算法”其是指将一些比较难以加工或不宜改变其公差的组成环的公差预先肯定下来，只将极少数或一个比较容易加工或

14、在生产上受限制较少的组成环为试凑对象，这样，试凑工作大为简化。这个环称为“相依尺寸”，意思是该环的尺寸相依于封闭环和其他组成环的尺寸和公差。,有关公式请参见教材P273（6-9）（6-13）。,极大极小法的优缺点：,优点：简单。,缺点：它是根据极端情况出发，推导出封闭环和组成环的关系式，因此计算得到的组成环公差过于严格。在封闭环要求高，组成环数目很多时，这种情况就更加严重。公差过小就意味着加工成本高，甚至在现实加工条件下无法达到。,（2）概率计算法,根据概率理论，每个组成环尺寸处在极限情况的机会是很少的，在组成环较多，而且在大批量生产条件下，这种极端情况的出现机会已小到没有考虑的必要。在该种情

15、况下，就完全可以按照概率论的原理来计算尺寸链。,【举例】一个键装入轴的键槽，根据设计要求，需要保证一定的间隙。（详见教材P274）,重要公式：封闭环公差等于各组成环公差的平方和的平方根，即, = = ,组成环的尺寸分散呈正态分布时,重要公式：封闭环的上、下偏差, =+ , = ,假设各组成环的公差不是对称分布的，则可将它们改为对称分布，同时改为平均尺寸作为基本尺寸，再进行计算。为避免换算平均尺寸的麻烦，可采用所谓的“平均偏差”，要点如下,组成环的尺寸分散不呈正态分布时,求出各组成环中间偏差 ：, = = =+ , = , = = =+ ,则封闭环中间偏差 和上下偏差为：, = + , = ,在

16、直线尺寸链的情形下封闭环基本尺寸：,用概率法作反向计算时，可按下式估算组成环的公差：,T平均= = = ,式中 n包含封闭环在内的总环数。,若T平均基本上满足经济精度要求，则就可以按各组成环加工的难易程度合理调配公差，利用“相依尺寸公差法”，有, = + = ,从而避免试凑，立即求得相依尺寸公差 ：, = = ,（3）计算举例,【举例】教材P276。,（4）装配尺寸链的解算实例,【实例1】,【实例2】,【实例3】,【实例4】,6.7.4 装配工艺规程的制订,1. 制订装配工艺规程的基本原则,装配工艺规程的作用,指导装配工作的技术文件；,进行装配生产计划及技术准备的主要依据；,在设计或改建一个机

17、器制造厂时，它是设计装配车间的基本文件之一。,装配工艺规程范围内的文件包括：,机器及其部件、组件装配图；,尺寸链分析图；,各种装配夹具的应用图、检验方法图及它们的说明；,零件机械加工技术要求一览表；,各个“装配单元”及整台机器的运转、试验规程及其所用的设备图；,装配周期图表。,制订装配工艺规程的四项原则,保证产品装配质量，并力求提高其质量；,钳工装配工作量尽可能小；,装配周期尽可能缩短；,所占车间生产面积尽可能小，也就是力争单位面积上具有最大生产率。,制订装配工艺规程的四项原则的解释,机器的装配是整个机器制造过程的最后一个阶段，机器的质量最终由装配来保证；,装配工作的钳工劳动量很大，大量的人力

18、和时间花费在清洗、修配、调整、校平、配合、连接以及整个过程中的检验和运输吊装工作上；,2. 装配工艺规程的内容、制订方法和步骤,制订装配工艺规程的步骤大致可以分为四个阶段：产品分析；装配组织形式的确定；装配工艺过程的确定；装配工艺规程文件的整理与编写。,（1）产品能分析,研究产品图纸和装配时应满足的技术要求。,对产品结构进行“尺寸分析”和“工艺分析”。前者即装配尺寸链的分析和计算，后者是指结构装配工艺性、零件的毛坯制造及加工工艺行分析。,将产品分解为可以独立进行装配的“装配单元”，以便组织装配工作的平行、流水作业。,对装配工艺性的说明：装配工艺性是指机器结构符合装配工艺上的要求。装配工艺对机器

19、结构的要求有三个方面：,机器结构能被分解成若干个独立的装配单元；,装配中的修配工作和机械加工工作应尽可能少；,装配与拆卸都方便。,结构装配工艺性的优劣，对于能否顺利地装拆产品关系很大。结构上仅作小的修改，就很有可能对装配工作带来很大方便，从而提高装配效率，还可易于保证装配质量。,【举例说明1】带轮轴装入箱体。见教材P282。,【举例说明2】轴承座孔的设计。见教材P283。,对“装配单元”划分的说明：一般分为五种等级的装配单元：零件、合件、组件、部件和机器。,零件组成机器的基本元件，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多。,合件合件可以是若干零件永久连接（焊、铆等

20、）或者是连接在一个“基准零件”上少数零件的组合，组合后，有的可能还需要加工。例如发动机连杆小头孔中压入衬套后再经精镗孔、涡轮齿轮合件。,组件组件是指一个或几个合件和几个零件的组合。,合件和组件示例,a）套件 b）组件,部件 一个或几个组件、合件或零件的组合。,机器或叫产品，它是由上述全部装配单元结合而成的整体。,“装配单元”划分的意义： 同一等级的装配单元在进入总装之前互不相关，故可同时独立地进行装配，实行平行作业。 在总装配时，只要选定一个零件或部件作为基础，首先进入总装，其余零件、部件相继就位，实现流水作业。 缩短装配周期，便于制订装配作业计划和布置装配车间。 便于制订各个装配单元的技术规

21、范和装配规程。 便于积累装配技术经验，积累典型组合件或部件的典型装配工艺规程，从而为新产品的设计与装配工艺规程的制订带来极大方便。,典型组合件或部件：各种滑动轴承、滚动轴承、精密机床主轴、高速磨头；各种齿轮及蜗杆传动部件、；管接头及密封件等。,（2）装配组织形式的确定,装配组织形式与产品的生产类型和结构特点密切相关，通常可分为固定装配和移动装配两种：,固定装配,固定是将产品或部件的全部装配工作安排在一个固定的工作场地上进行，产品的位置不变，所需的零部件（含外购件等）均向它集中，由一组装配工人完成装配过程。,其特点是工人按工艺顺序轮流到各工作地巡回作业，避免了产品移动时所造成的精度损失，可节省工

22、序之间的运输等费用，但所占生产面积较大，零部件的运送、保管等工作复杂，对工人的技术水平要求很高，工作效率和劳动生产率很低，故这种装配形式多用于单件或小批生产。,下表给出了装配组织形式的选择与比较：,移动装配 移动装配是将产品或部件置于装配线上，通过连续或间歇的移动使其顺序经过各装配工作地，直至最后装配完成为止。每一个工作地只重复着一定数量的装配工序，而各有关的零部件则是分别送到各个工序所在地参与装配。,其特点是单位生产面积上的产量较大，生产周期相对缩短，劳动生产率较高，对工人的技术水平要求较低。但一次性投资费用较大，故移动装配形式多用于大批或大量生产类型。移动装配又分为连续式和间歇式，前者的装配精度和操作准确性稍差，应用较广泛的是后者。,（3）装配工艺过程的确定,清洗,刮削,平衡,过盈连接,螺纹连接,校正,其