情境一石油装备装配基础

1、情境一情境一石油装备装配基础【知识目标】【知识目标】1. 了解装配的基本知识；了解装配的基本知识；2、学会保证精度的工艺方法的选择；、学会保证精度的工艺方法的选择；3、学会装配尺寸链的建立；、学会装配尺寸链的建立；5、学会装配工艺规程的制定。、学会装配工艺规程的制定。【能力目标】【能力目标】 1、通过学习能够选择合适的装配工艺，独、通过学习能够选择合适的装配工艺，独立的解算装配尺寸链，并编写简单的装配工立的解算装配尺寸链，并编写简单的装配工艺规程。艺规程。2、通过学习提高对装配的理解，熟悉装配过、通过学习提高对装配的理解，熟悉装配过程。程。3、通过学习可以初步掌握各种工具的使用。、通过学习可以

2、初步掌握各种工具的使用。【素质目标】【素质目标】1. 具有团队协作的意识、良好的小组成员协具有团队协作的意识、良好的小组成员协作能力。作能力。2. 具备良好的沟通能力及评价自我和他人的具备良好的沟通能力及评价自我和他人的能力。能力。3. 具备正确面对困难和挫折的能力。具备正确面对困难和挫折的能力。4. 强烈的责任感和良好的工作习惯。强烈的责任感和良好的工作习惯。5. 培养节约及保护环境的意识。培养节约及保护环境的意识。 任务学习石油装备的装配基础知识一 装配的概念1定义定义 根据规定的技术条件和精度，将构成机器的根据规定的技术条件和精度，将构成机器的零件结合成组件、部件或产品的工艺过程。零件结

3、合成组件、部件或产品的工艺过程。2分类分类根据装配的成品分为组装、部装和总装根据装配的成品分为组装、部装和总装1.1 任务资讯1.1.1 知识链接装配知识概述3装配内容装配内容1）准备工作：）准备工作：包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；2）主要工作：）主要工作：包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。油漆、包装等。4装配的地位装配的地位1）装配是产品机械制造中的最后一个阶段；）装配是产品机械制造中的最后一个阶段；2）

4、装配工艺和装配质量影响机器质量（工）装配工艺和装配质量影响机器质量（工作性能、使用效果、可靠性、寿命等）作性能、使用效果、可靠性、寿命等）3）装配过程中可发现设计错误和加工工艺）装配过程中可发现设计错误和加工工艺中的错误；中的错误；装配是产品的最终检验环节。装配是产品的最终检验环节。二 机器装配的生产类型及特点三 机器装配精度1概念概念装配精度是装配工艺的质量指标，可根据装配精度是装配工艺的质量指标，可根据机器的工作性能来确定。机器的工作性能来确定。2内容（包括零、部件间的）内容（包括零、部件间的）尺寸精度（指配合精度与距离精度）尺寸精度（指配合精度与距离精度）位置精度（包括平行度、垂直度、同

5、轴度、位置精度（包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等）运动精度（包括相对运动时的平跳动等）运动精度（包括相对运动时的平行度、直线度、垂直度等）；接触刚度行度、直线度、垂直度等）；接触刚度（接触面大小、接触点分布）（接触面大小、接触点分布）3零件精度和装配工艺的关系零件精度和装配工艺的关系 零件精度直接影响装配精度，是保证装零件精度直接影响装配精度，是保证装配精度的基础；配精度的基础； 装配工艺可提高和保证装配精度；装配工艺可提高和保证装配精度； 装配精度是由相关零件的加工精度和合装配精度是由相关零件的加工精度和合理的装配工艺共同来保证的。理的装配工艺共同来保证的。1.2 任务决策与计划n通过小组

6、讨论，课堂指导，教师讲授等方法学习石油装备装配基础内容，包括工艺方法的选择、尺寸链的解算和装配工艺规程的制定。n通过学习可以让学生了解装配基本知识，知道装配步骤，学会尺寸链计算和装配工艺规程的制定1.3 任务实施1-3-1 保证装配精度的工艺方法一 互换法1实质上是控制零件加工误差来保证装配精度的实质上是控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法；一种方法；2根据零件的互换程度分为完全互换和不完全互根据零件的互换程度分为完全互换和不完全互换两种。换两种。n完全互换法完全互换法机器一装配过程中每个待装配零件不需挑选、修机器一装配过程中每个待装配零件不需挑选、修配、调整，装配后就能达到装配精度要求；

7、配、调整，装配后就能达到装配精度要求；完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的，完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的，各零件公差之和各零件公差之和装配公差；装配公差；完全互换法的特点：完全互换法的特点：n装配过程简单，生产效率高；装配过程简单，生产效率高；n对工人技术要求不高，易于扩大生产；对工人技术要求不高，易于扩大生产；n便于组织流水作业及自动化装配；便于组织流水作业及自动化装配；n易实现零、部件的专业协作，降低成本；易实现零、部件的专业协作，降低成本；n备件供应方便；备件供应方便；n但经济精度要求较高。但经济精度要求较高。n不完全互换法不完全互换法机器一装配过程中部分待装配零件需要挑选、

8、机器一装配过程中部分待装配零件需要挑选、修配、调整，装配后才能达到装配精度要求；修配、调整，装配后才能达到装配精度要求；不完全互换法的装配尺寸链是按概率法计算不完全互换法的装配尺寸链是按概率法计算的，各零件公差值平方和的平方根的，各零件公差值平方和的平方根装配公差；装配公差；不完全互换法的特点：不完全互换法的特点：n零件加工误差可适当放大些，零件加工变得零件加工误差可适当放大些，零件加工变得容易，成本降低；容易，成本降低；n将会出现部分产品的装配精度超差（将有将会出现部分产品的装配精度超差（将有0.27%的不合格率）。的不合格率）。二 选配法1将配合副中各零件仍按经济精度制造，然后将配合副中各

9、零件仍按经济精度制造，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度。选择合适的零件进行装配，以保证装配精度。2分为三类：分为三类：n直接选配法直接选配法由装配工人从许多待装零件中，凭经验直接挑由装配工人从许多待装零件中，凭经验直接挑选合适零件试配，以保证装配精度；选合适零件试配，以保证装配精度；操作简单，但挑选时间长，精度取决于工人的操作简单，但挑选时间长，精度取决于工人的技术水平，且不适合流水线。技术水平，且不适合流水线。 n分组选配法分组选配法将零件的制造公差放宽几倍（一般放宽将零件的制造公差放宽几倍（一般放宽34倍），零件加工后测量分组（公差带放宽几倍），零件加工后测量分组（公差带放宽几倍

10、就分几组），并按对应组进行装配以保证倍就分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度；装配精度；特点：特点：n零件公差要求不高，便能获得高的装配精度；零件公差要求不高，便能获得高的装配精度；n同组内零件可互换（分组互换法）；同组内零件可互换（分组互换法）；n但零件储存量增大；但零件储存量增大；n生产管理工作量增加，使流程复杂化生产管理工作量增加，使流程复杂化。注意事项：注意事项：n配合件公差应相等，公差增加应同向；配合件公差应相等，公差增加应同向；n分组数不宜过多，以免增加工作量；分组数不宜过多，以免增加工作量；n粗糙度和形位公差应保持原要求；粗糙度和形位公差应保持原要求；n应采取措施使装配零件

11、配套；应采取措施使装配零件配套；n严格组织测量、保管、运输、分组等严格组织测量、保管、运输、分组等。复合选配法复合选配法先将零件预先测量分组，装配时再在各对应先将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人的经验直接选择装配；组内凭工人的经验直接选择装配；特点：特点：n配合件公差可以不等；配合件公差可以不等；n装配质量高，速度快，能满足一定生产节拍装配质量高，速度快，能满足一定生产节拍的要求。的要求。三 修配法1在零件上预留修配量，在装配过程中用手工在零件上预留修配量，在装配过程中用手工锉、刮、研等方法修去该零件上的余量，以锉、刮、研等方法修去该零件上的余量，以满足装配精度。满足装配精度。2特

12、点：特点：n能获得很高的装配精度；能获得很高的装配精度；n可降低零件的加工精度；可降低零件的加工精度；n但增加了手工工作量，劳动强度增加；但增加了手工工作量，劳动强度增加；n生产效率低；生产效率低；n工人技术水平要求高；工人技术水平要求高；n不便于流水作业。不便于流水作业。 3注意事项：注意事项：n应选易修配加工、易装拆的零件；应选易修配加工、易装拆的零件；n不选公共环作修配环；不选公共环作修配环；n通过计算，合理确定修配件的公差；通过计算，合理确定修配件的公差；n可采用可采用“就地加工法就地加工法”4修配方法：修配方法：n单件修配法：单件修配法： 选择一个固定零件作修配环；选择一个固定零件作

13、修配环；n合并加工修配法：合并加工修配法： 将两个或多个零件合并进行加工修配；将两个或多个零件合并进行加工修配；n自身加工修配法：自身加工修配法： 机器总装时自已加工自已的方法。机器总装时自已加工自已的方法。四 调整法1原则上与修配法相似，用一个可调整零件，原则上与修配法相似，用一个可调整零件，在装配时调整它在机器中的位置或增加一个在装配时调整它在机器中的位置或增加一个定尺寸零件以达到装配精度。定尺寸零件以达到装配精度。2特点：特点：n能达到很高的装配精度；能达到很高的装配精度；n可按经济精度确定零件加工公差；可按经济精度确定零件加工公差；n但需增加调整件，需增加机构体积；但需增加调整件，需增

14、加机构体积；n装配精度依赖工人的技术水平；装配精度依赖工人的技术水平；n有时调整时间会很长。有时调整时间会很长。3分类：分类：可动调整法：采取改变调整件的位置来保证可动调整法：采取改变调整件的位置来保证装配精度的方法（使用调整螺母）装配精度的方法（使用调整螺母）固定调整法：采取加入一个零件作为调整环固定调整法：采取加入一个零件作为调整环的方法（加垫圈、轴套）的方法（加垫圈、轴套）合并调整法：将互配件先行组装，经调整再合并调整法：将互配件先行组装，经调整再进行加工，然后作为一个整体进入总装，以进行加工，然后作为一个整体进入总装，以简化装配工作，减少误差积累的方法。简化装配工作，减少误差积累的方法

15、。误差抵消调整法：调整组成零件的相对位置，误差抵消调整法：调整组成零件的相对位置，使各零件的加工误差互相抵消以提高装配精使各零件的加工误差互相抵消以提高装配精度的方法。度的方法。 在选择装配方法时，先要了解各种装配方法在选择装配方法时，先要了解各种装配方法的特点及应用范围。一般说来，的特点及应用范围。一般说来，应优先选用完全互换法；应优先选用完全互换法；在生产批量较大、组成环又较多时，应考虑采在生产批量较大、组成环又较多时，应考虑采用不完全互换法；用不完全互换法；在封闭环的精度较高，组成环环数较少时，可在封闭环的精度较高，组成环环数较少时，可以采用选配法；以采用选配法；只有在上述方法使零件加工

16、很困难或不经济时，只有在上述方法使零件加工很困难或不经济时，特别是中小批生产时，尤其是单件生产时，才特别是中小批生产时，尤其是单件生产时，才宜采用修配法或调整法。宜采用修配法或调整法。一 、装配尺寸链的基本概念及其特征1定义：在机器的装配关系中，由有关零件的尺寸或定义：在机器的装配关系中，由有关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。2作用作用n查找零件对装配精度的影响；查找零件对装配精度的影响；n指导制订装配工艺，合理安排装配工序；指导制订装配工艺，合理安排装配工序；n分析产品结构的合理性。分析产品结构的合理性。1-3-2 装配尺寸

17、链3特点特点 除有一般尺寸链的特点外，还有：除有一般尺寸链的特点外，还有：n封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精度；精度；n封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只有装配后才能测量）；只有装配后才能测量）；n各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸；件或部件间与装配精度有关的尺寸；n装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。平面尺

18、寸链、空间尺寸链。二 装配尺寸链的建立1建立装配尺寸链的方法建立装配尺寸链的方法先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的要求查找各组成环；闭环的要求查找各组成环；采用粘连法，按照采用粘连法，按照“最少环数最少环数”原则建立尺寸链图原则建立尺寸链图n粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准以基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至同一基准面为止；零件，甚至同一基准面为止；粘连法“最少环数最少环数”原则，又称最短路线原则。原则，又称最短路

19、线原则。三 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用包括两个方面：装配尺寸链的应用包括两个方面：n正向计算：已有产品装配图和全部零件图，已知尺正向计算：已有产品装配图和全部零件图，已知尺寸链的封闭环，各组成环的基本尺寸、公差及偏差，寸链的封闭环，各组成环的基本尺寸、公差及偏差，求封闭环的基本尺寸、公差及偏差；然后和已知条求封闭环的基本尺寸、公差及偏差；然后和已知条件对比，验证各环精度是否合理。件对比，验证各环精度是否合理。n反向计算：产品设计阶段，根据装配精度（封闭环）反向计算：产品设计阶段，根据装配精度（封闭环）要求，确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差。要求，确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差。

20、两种计算的计算方法都通过极值法和概率法求解。两种计算的计算方法都通过极值法和概率法求解。1极值法（又称完全互换法）极值法（又称完全互换法）n所用公式与工艺尺寸链的相同。所用公式与工艺尺寸链的相同。n这里介绍一个所谓这里介绍一个所谓“相依尺寸相依尺寸”的概念，即在装的概念，即在装配尺寸链的组成环中选择一个比较容易加工或在配尺寸链的组成环中选择一个比较容易加工或在生产上受限制较少的组成环尺寸。实际上是选择生产上受限制较少的组成环尺寸。实际上是选择一个环作为协调环，其它各环必须为标准公差，一个环作为协调环，其它各环必须为标准公差，而协调环可以不是标准公差。而协调环可以不是标准公差。n举例说明计算过程

21、举例说明计算过程 n已知：已知：A1=41mm, A3=7mm, A2=A4=17mm；n要求轴向要求轴向间隙为间隙为0.050.15mm。 分析和建立尺寸链分析和建立尺寸链n封闭环尺寸是封闭环尺寸是n验算封闭环的基本尺寸为验算封闭环的基本尺寸为 = 41 -（17+7+17）= 0n各环基本尺寸正确。各环基本尺寸正确。mmA15. 005. 00)(4321AAAAA确定各组成环公差确定各组成环公差n隔板隔板A3容易在平面磨上磨削，精度容易达容易在平面磨上磨削，精度容易达到，故选其作为到，故选其作为“相依尺寸相依尺寸”（协调环）。（协调环）。 各组成环的平均公差各组成环的平均公差n根据基本尺

22、寸的大小和加工的难易程度，根据基本尺寸的大小和加工的难易程度，调整各组成环的公差为：调整各组成环的公差为： T(A1)=0.049mm, T(A2)=T(A4)=0.018mm,mmAT1 . 0)05. 015. 0()(mmnATATicp025. 0151 . 01)()(计算计算“相依尺寸相依尺寸”公差为：公差为： T(A3)= T(A)- T(A1)+ T(A2)+ T(A4) = 0.1 (0.049 + 0.018 + 0.018 ) mm = 0.015mm n计算计算“相依尺寸相依尺寸”偏差偏差 列尺寸链竖式解得：列尺寸链竖式解得： mmA050. 0065. 0372概率法

23、（又称不完全互换法）概率法（又称不完全互换法）n极值法的优点是简单、可靠，缺点是当封闭极值法的优点是简单、可靠，缺点是当封闭环公差较小、组成环较多时，各组成环公差环公差较小、组成环较多时，各组成环公差将很小，给制造带来困难，使成本增加。加将很小，给制造带来困难，使成本增加。加工尺寸处于公差带中间部分的是多数，处于工尺寸处于公差带中间部分的是多数，处于极限尺寸的是极少数，装配时同一部件的各极限尺寸的是极少数，装配时同一部件的各组成环恰好都处于极限尺寸的情况就更少见。组成环恰好都处于极限尺寸的情况就更少见。因此，大批量生产中，装配精度要求高、组因此，大批量生产中，装配精度要求高、组成环数目多时，应

24、用概率法解算尺寸链较合成环数目多时，应用概率法解算尺寸链较合理。理。n用概率法计算得到的各环的平均公差为：用概率法计算得到的各环的平均公差为：n因此，比用极值法计算的结果扩大了因此，比用极值法计算的结果扩大了 倍，从而更便于加工。倍，从而更便于加工。n封闭环的上、下偏差为：封闭环的上、下偏差为： Bs(A) = BM(A) + 1/2 T Bx(A) = BM(A) - 1/2 T BM：算术平均：算术平均值值1)(2nATTM1n已知：已知：A1=60(+0.20)mm, A2=57(-0.20mm), A3=3(-0.10)mm, 各组成环均呈正态分布，即分布中心与公差各组成环均呈正态分布

25、，即分布中心与公差带中心重合带中心重合n求解：封闭环的公差、偏差。求解：封闭环的公差、偏差。n解：封闭环的基本尺寸解：封闭环的基本尺寸 A=A1-A2-A3 =60-57-3=0n封闭环的公差封闭环的公差 mmTTnii3 . 01 . 02 . 02 . 0222112n封闭环的平均偏差封闭环的平均偏差 BM(A)= BM(A1)- BM(A2)- BM(A3) = 0.1-(-0.1)-(-0.05)=0.25mmn封闭环的上、下偏差封闭环的上、下偏差 Bs(A) = BM(A) + 1/2 T = 0.25 + 0.3/2 = 0.4mm Bx(A) = BM(A) - 1/2 T =

26、0.25 0.3/2 = 0.1mmn封闭环尺寸（略）封闭环尺寸（略） 一 制订装配工艺的原则保证产品装配质量，力求提高其质量（精度储备）保证产品装配质量，力求提高其质量（精度储备）钳工装配量要尽可能小（减轻劳动强度）钳工装配量要尽可能小（减轻劳动强度）装配周期尽可能短，提高机械化、自动化程度（提高装配周期尽可能短，提高机械化、自动化程度（提高工作效率）工作效率）装配占地面积尽可能小，工人技术水平要求尽可能低，装配占地面积尽可能小，工人技术水平要求尽可能低，投资尽可能少（提高劳动生产率）投资尽可能少（提高劳动生产率）1-3-3 装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定二 制订装配工艺的原始资料产品

27、总装配图、部件装配图、重要零件图；产品总装配图、部件装配图、重要零件图；产品验收标准（检验和试验内容及其方法）；产品验收标准（检验和试验内容及其方法）；产品的生产纲领（关系到组织形式、装配方法、产品的生产纲领（关系到组织形式、装配方法、过程划分、设备工装）；过程划分、设备工装）；现有生产条件的有关资料。现有生产条件的有关资料。 三三 装配工艺规程的内容装配工艺规程的内容进行产品分析，合理安排装配顺序和装配方法，进行产品分析，合理安排装配顺序和装配方法，编制装配工艺卡片；编制装配工艺卡片；确定生产规模，选择装配组织形式；确定生产规模，选择装配组织形式；选择装配工艺装备（工具、夹具、量具、设备）；

28、选择装配工艺装备（工具、夹具、量具、设备）；规定总装配和部件装配的技术条件、检查方法；规定总装配和部件装配的技术条件、检查方法；规定合理的运输方法和运输工具。规定合理的运输方法和运输工具。四 制订装配工艺规程的步骤进行产品分析进行产品分析n研究产品图纸，掌握装配技术要求和验收标准；研究产品图纸，掌握装配技术要求和验收标准；n对产品结构进行尺寸分析和工艺分析；对产品结构进行尺寸分析和工艺分析；n将产品分解为装配单元，组织平行装配、流水作将产品分解为装配单元，组织平行装配、流水作业，将装配单元分为五级：零件、合件（若干零业，将装配单元分为五级：零件、合件（若干零件永久连接）、组件、部件、机器，然后