《机械制造工艺与设备》图文-第10章

10.1机械装配工艺概述10.2装配精度及装配尺寸链10.3装配工艺规程的制定目录10.1机械装配工艺概述10.1.1装配的概念零件零件是组成产品的最小单元，如车床的主轴、齿轮等。一般零件都是先装成合件、组件或部件。合件合件又称为套件，是在一个基准零件上装上一个或若干个零件构成的，是最小的装配单元。组件组件是在一个基准零件上装上若干个套件及零件构成的，如车床的主轴组件就是以主轴作为基准零件，装上若干齿轮、轴套、垫、键、轴承等零件的组件。部件部件是在一个基准零件上装上若干组件、套件及零件构成的，如车床主轴箱就是以箱体作为基准零件的部件。部件一般可以完成某种功能。清洗清洗是指用清洗剂清除产品或零件上的油污、灰尘等物的过程。连接连接在装配过程中占相当大的比重。常见的连接方式有两种：一种是可拆卸连接，如螺纹连接、键连接和销连接等，其中以螺纹连接应用最广；另一种是不可拆卸连接，如焊接、铆接和过盈连接等。校正在装配过程中对相关零件、部件的相互位置要进行找正、找平和进行相应的调整。调整在装配过程中对相关零件、部件的相互位置要进行具体调整，其中除了配合校正工作去调整零件、部件的位置精度外，还要调整运动副之间的间隙，以保证零件、部件的运动精度。10.1.2装配的内容配作将已加工的零件作为基准，加工与其相配的另一个零件，或将两个（或两个以上）零件组合在一起进行加工的方法称为配作。平衡对转速较高、运动平稳性要求高的机械（如电动机、内燃机等），为防止在使用中出现振动，需要对有关的旋转零件、部件进行平衡。检验试验产品装配完毕后，必须按规定的性能指标逐项检验，并进行试运转，合格后才能准许出厂。装配的组织形式固定式装配移动式装配固定式装配是将产品或部件的全部装配工作固定在一个工作场地上进行，产品的位置不变，装配过程中所需的零件、部件都汇集在固定场地的周围。固定式装配的特点是避免了产品移动对精度的影响，可节省工序间的运输，但所占生产面积较大，零件、部件的运送、保管复杂，对工人的技术要求高，生产率较低。移动式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，直至最后完成全部装配工作。这种组织形式多用于大批量生产。对于大批量的定型产品还可以采用自动装配生产线进行装配。10.1.3装配的组织形式10.2装配精度及装配尺寸链1.装配精度的概念机械产品的装配精度是指装配后实际达到的精度，是装配工艺的质量指标。正确地规定产品的装配精度是产品设计的重要环节之一，它不仅关系到产品质量，也影响产品制造的经济性。装配精度是制订装配工艺规程的主要依据，也是选择合理的装配方法和确定零件加工精度的依据。因此，应正确规定产品的装配精度。产品的装配精度一般包括零件、部件间的尺寸精度、相互位置精度、相对运动精度及配合精度和接触精度。10.2.1装配精度采用修配底板3的工艺措施保证装配精度，虽然增加了装配的劳动量，但从整个产品制造的全局分析仍是经济可行的。装配精度与零件精度的关系1—主轴箱；2—尾座；3—底板；4—床身如图所示，普通车床主轴箱和尾座两顶尖的等高度要求，主要取决于主轴箱1、尾座2、底板3和床身4等零件、部件的加工精度。其装配精度很难由相关零件、部件的加工精度直接保证。遇到这种情况，在生产中通常按经济加工精度来确定相关零件、部件的加工精度，使之易于加工，而在装配时应采用一定的工艺措施（如选择、修配、调整等措施），从而形成不同的装配方法来保证装配精度。2.装配精度与零件精度的关系10.2.2装配尺寸链1.装配尺寸链的概念装配尺寸链是指以全部组成环作为不同零件的设计尺寸所形成的尺寸链。建立装配尺寸链就是查找哪些相关零件的设计尺寸对装配精度有影响。解装配尺寸链就是选择合理的装配方法和确定这些相关零件的加工精度。2.装配尺寸链的建立在装配尺寸链中，通常机器或部件的装配精度就是封闭环，对某项装配精度有影响的相关零件的设计尺寸即为组成环。建立装配尺寸链就是根据封闭环，查找组成环，画出装配尺寸链图，并判断组成环是增环还是减环。1）封闭环与组成环的查找封闭环的查找组成环的查找封闭环的查找是最关键的一步。一般取相应的装配精度要求作为封闭环。从封闭环一端的那个零件为起点，沿着装配精度要求的方向，以相邻零件装配基准面间的关系为线索，按顺序逐个查明装配关系中影响本装配精度的相关零件及零件上的尺寸，直到封闭环的另一端为止。模具加工方法建立装配尺寸链的注意事项1.按一定层次分别建立机器和部件的装配尺寸链。2.对封闭环影响很小的组成环可忽略不计。3.建立装配尺寸链时，应遵守组成环数最少的原则。4.多方向原则。2）建立装配尺寸链的注意事项例10-1如图（a）所示，齿轮轴2在左滑动轴承1和右滑动轴承5中转动，两轴承又分别压入左箱体3和右箱体4的孔内。装配要求是齿轮轴2轴肩和轴承端面间的轴向间隙为0.2～0.7mm，试建立以轴向间隙作为装配精度的装配尺寸链。某减速器的齿轮轴组件1—左滑动轴承；2—齿轮轴；3—左箱体；4—右箱体；5—右滑动轴承解建立装配尺寸链的一般步骤如下：（1）确定封闭环。封闭环的装配精度A0=0.2～0.7mm。（2）查找组成环（查找相关零件）。相关零件是齿轮轴、左滑动轴承、左箱体、右箱体和右滑动轴承。（3）确定相关零件上的相关尺寸。尺寸A1、A2、A3、A4和A5都是相关尺寸，它们就是以A0作为封闭环的装配尺寸链的组成环。（4）画装配尺寸链图并确定组成环的性质。将封闭环和查找到的组成环画出装配尺寸链图，如图（b）所示。组成环中与封闭环箭头方向相同的环为减环，即A1、A2和A5为减环；组成环中与封闭环箭头方向相反的环为增环，即A3和A4为增环。10.2.3保证装配精度的方法1.互换法1）完全互换法装配时，各零件不需挑选、修配或调整，拿来组装就能直接保证装配精度的装配方法称为完全互换法。选择完全互换法装配时，其装配尺寸链采用极值法公差公式计算，即各组成环公差之和小于或等于封闭环的公差，即当遇到反计算形式时，先设各组成环的公差相等（称为等公差法），求出各组成环的平均公差TM，即2）大数互换法大数互换法装配尺寸链采用概率法公差公式计算，即当各组成环呈正态分布时，各组成环公差的平方之和的平方根小于或等于封闭环的公差，即若各组成环的公差相等，则可得各组成环的平均公差TM为2.选配法直接选配法分组选配法直接选配法由工人凭经验从待装配的零件中选择合适的零件进行装配，装配质量很大程度上决定于工人的技术水平和经验，因此，生产率低。分组选配法将组成环的公差按完全互换法装配计算出后放大数倍，使其能较经济地加工，零件加工后测量实际尺寸大小，并分成若干组，在各对应的组内进行完全互换法装配，以达到规定的装配精度。1分组数不宜多，多了会增加零件的测量和分组工作量，从而使装配成本提高。分组数要使零件的制造精度达到经济加工精度。2配合件的公差应当相等，公差要向同方向增大，增大的倍数应等于分组数。这样分组后，各组的配合精度与配合性质才能符合原来的要求。3零件分组后，应保证装配时组内相配合的零件在数量上能够匹配，否则各对应组零件差别太多而不能配套。对于不能匹配的零件当积累到一定数量后，可专门加工一批零件与其相匹配。采用分组选配法时，关键要保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求，因此，应注意以下几点：原则123要便于装拆，易于修配。一般不选公共组成环。不能选择已进行表面处理的零件，以免破坏表面处理层。3.修配法修配法是在装配过程中，通过修配装配尺寸链中某一环的尺寸，使封闭环达到规定装配精度要求的一种装配方法。修配环的选择应注意以下原则：4.调整法调整法与修配法的实质相似，也是将零件按经济加工精度制造，对产生的累积误差进行补偿，但具体补偿方法不同。修配法用补充加工来补偿，而调整法是采用更换不同尺寸大小的某个零件（如垫片、垫圈、套筒等），或用一个可调整的零件，在装配时调整它在机器中的位置，来达到装配精度的要求。上述两种零件都起到补偿其他组成环由于公差放大后所产生的累计误差的作用，称为调整件或补偿件。这两种调整方法分别称为固定补偿件调整法和可动补偿件调整法。调整法的优缺点调整法的优点调整法的缺点（1）能获得很高的装配精度，而且可以随时调整由于磨损、热变形或弹性变形等原因所引起的误差。（2）零件可按经济加工精度制造，装配比较方便。（1）采用固定补偿件调整法，调整零件是按一定尺寸间隔制成一组零件，根据需要选用其中某一尺寸的零件来作补充，这就增加了零件的数量和制造成本。例如，用调整垫片时，垫片应准备几挡不同的规格。（2）采用可动补偿件调整法需要一定的移动空间。（3）装配工作依赖工人的技术水平，且大多属于手工操作，所以生产率低，不易组织流水装配。各装配方法的总结见表10-2。10.3装配工艺规程的制订10.3.1制订装配工艺规程的基本原则及原始资料1.制订装配工艺规程的基本原则模具加工方法制订装配工艺规程的基本原则1.保证产品的装配质量，争取最大的精度储备，以延长产品的使用寿命。2.尽量减少手工装配工作量，降低劳动强度。3.合理安排装配顺序和工序，缩短装配周期，提高装配效率。4.尽量减少装配成本，减少装配占地面积。模具加工方法制订装配工艺规程的原始资料1.产品的装配图和验收技术标准。2.产品的生产纲领。3.现有的生产条件。现有的生产条件主要包括装配车间面积、工艺装备和工人技术水平等。4.国内外同类产品的有关资料。2.制订装配工艺规程的原始资料10.3.2制订装配工艺规程的步骤1.研究产品的装配图和验收技术条件研究产品的装配图和验收技术条件包括审核产品图样的完整性、正确性，分析产品的结构工艺性，审核产品装配技术要求及检查验收的内容与方法，研究设计人员所确定的装配方法，分析、计算装配尺寸链等。2.确定装配方法与装配组织形式选择合理的装配方法是保证装配精度的关键。装配方法和装配组织形式的选择主要取决于产品的结构特点（包括尺寸、质量和复杂程度等）和生产纲领，并应考虑现有的生产技术条件和设备。1先安排工件的预处理，如倒角、去毛刺、清洗、涂漆等。2先下后上、先内后外、先难后易，以保证装配顺利进行。3位于基准件同一方位的装配工作和使用同一工艺装备的工作尽量集中进行。4易燃、易爆等有危险性的工作，尽量放在最后进行。装配顺序可用装配系统图来表示。3）确定装配顺序划分好装配单元并选定装配基准件后，就可安排装配顺序。安排装配顺序的原则有以下几点：部件装配系统图产品装配系统图4.划分装配工序，设计工序内容装配顺序确定后，根据工序集中与工序分散的程度将装配工艺过程划分为若干工序，并进行工序内容的设计。工序内容设计包括制订各工序的操作规范，制订各工序