chapt9机械装配工艺过程

第九章机器装配工艺过程第一节概述一.机器装配与装配工艺系统图根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。机器的装配是机器制造过程中最后一个环节，它包括装配、调整、检验和试验等工作。装配过程使零件、套件、组件和部件间获得一定的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过程。一.机器装配与装配工艺系统图为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的装配单元。零件是组成机器的最小单元。套件是在每一个基准零件上装上一个或若干个零件构成的。组件是在一个基准件上，装上若干零件和套件构成的。此而进行的装配工作称为组装。部件是在一个基准件上，装上若干组件、套件和零件构成的，为此而进行的装配工作称为部装。一台机器则是在一个基准件上，装上若干部件、组件、套件和零件构成的，为此而进行的装配工作称为总装。装配组织形式：1）固定式装配：全部装配工作在一固定的地点完成。适用于单件小批生产和体积、重量大的设备的装配。2）移动式装配：是将零部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配点工作的总和就是整个产品的全部装配工作。适用于大批量生产。划分装配单元，确定装配顺序：（1）将产品划分为套件、组件和部件等装配单元，进行分级装配；（2）确定装配单元的基准零件；（3）根据基准零件确定装配单元的装配顺序。划分装配工序：（1）划分装配工序，确定工序内容（如清洗、刮削、平衡、过盈连接、螺纹连接、校正、检验、试运转、油漆、包装等）；（2）确定各工序所需的设备和工具；（3）制定各工序装配操作规范：如过盈配合的压入力等；（4）制定各工序装配质量要求与检验方法；（5）确定各工序的时间定额，平衡各工序的工作节拍。在装配工艺规程中，常用装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。在装配工艺系统图上，每一个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量，图9-1、图9-2、图9-3分别给出了组装、部装和总装的装配工艺系统图。图9-1组件装配工艺系统图图9-2部件装配工艺系统图图9-3总装装配工艺系统图二、装配工作的基本要求常见的装配工作有以下几项：1.清洗（为什么清洗？方法？工艺要点？意义？）（1）目的：除去零件表面或部件中的油污及杂质；（2）方法：擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。清洗液有煤油、汽油、酒精、碱液及各种化学清洗剂；（3）工艺要点：洗液、方法、工艺参数（温度、时间、压力等）；（4）意义：可保证产品的装配质量，延长产品的使用寿命。特别对轴承、导轨、密封件、精密偶件等。2.连接（方式？）（1）可拆卸连接：相互连接的零件在拆卸时不损坏任何零件，且拆卸后还能重新组装在一起。如：螺纹连接、键连接、销钉连接等；（2）不可拆卸连接：连接好的零件不能拆卸，若拆卸则必损坏某些零件。如：焊接、铆接、过盈连接等。3.装配加工（刮削和配作）（1）刮削：切削量小、切削力小，产生热量少，变形小。可提高零件的尺寸精度和形状精度，减小表面粗糙度、改善表面的接触刚度。（2）配作：是为保证机构调整后的位置不发生变动而采取的工艺措施。通常有配钻、配铰、配刮、配磨等；配钻多用于螺纹连接；配铰用于定位销孔的加工。4.平衡对转速高、运转平稳性要求高的机器；在总装后进行整机平衡，以求运转平稳，消除振动，延长机器的寿命。旋转体的平衡：动平衡和静平衡。可通过钻，磨、铣、锉、刮等方法；可通过螺纹连接、补焊、胶接；可改变平衡块在平衡槽中的位置和数量。5.校正零部件间相互位置的找正、找平及相应的调整方法：平尺、角尺、水平仪、拉钢丝、光学、激光校正。6.其他：检验、试运转、油漆、包装等三、装配的生产类型和组织形式1、按生产纲领可分为：大量、成批、单件生产四、产品的装配精度1.装配精度的概念装配时实际达到的精度。一般包括：1）零件间距离精度。例：普通车床前后2顶尖对床身导轨的等高性要求。2）相互位置精度：相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。3）相对运动精度：有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。如传动精度、回转精度等。例如车床溜板移动对主轴心线的平行度要求。普通车床尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨1与2的平行度2.装配精度机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的。机器的装配精度，不仅关系到产品质量，也关系到制造的难易和产品的成本。机器是由零部件组装而成，因此机器的装配精度与零部件制造精度必然有直接的关系。图9-1车床主轴线与尾座中心线的等高性要求1－主轴箱2－尾座3－底板4－床身卧式普通车床主轴中心线和尾座中心线对床身导轨有等高要求，这项装配精度要求就与主轴箱、尾座、底板等有关部件的加工精度有关。第二节保证装配精度工艺方法1.互换装配法采用互换法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调整就能达到规定的装配精度要求。用互换法装配，其装配精度主要取决于零件的制造精度。互换法装配可分为完全互换法装配和部分互换法装配。⑴完全互换装配法在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或不需改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求的装配方法，称为完全互换法。优点:装配质量稳定可靠；装配过程简单，装配效率高；易于实现自动装配；产品维修方便。不足之处:当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高。装配后各相关零件的累积误差变化范围不超出装配允许公差范围：TΣ≥T1+T2+…Tm使用范围：完全互换装配法适于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。⑵部分互换装配法部分互换装配法又称不完全互换装配法，其实质是用概率法进行解算封闭环与组成环之间的关系，其优点是可以将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工。但这会使极少数产品的装配精度超出规定要求，不过这种事件是小概率事件，很少发生。根据概理论原理，装配允许公差必须大于或等于各相关零件公差值平方和的平方根，即：优点:扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低;装配过程简单，生产效率高。缺点:装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取另外的返修措施。适用：大批大量生产中装配精度要求高，且组成环数较多的机器结构。22221mTTTT2、选配法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装配方法。可分为：直接选配法、分组选配法和复合选配法。（1).直接选配法：（1）定义：在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的选择装配法，称为直接选配法。（2）特点：1）装配精度较高；2）装配时凭经验和判断性测量来选择零件，装配时间不易准确控制；3）装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平。（3）应用：装配精度要求不高，装配节奏要求不严的小批量生产中。如:发动机生产中的活塞与活塞环的装配。（2).分组装配法在大批大量生产中，装配那些精度要求特别高同时又不便于采用调整装置的部件，若用互换装配法装配，组成环的制造公差过小，加工很困难或很不经济，此时可以采用分组装配法装配。分组装配法：将各组成环的公差相对完全互换法所求数值放大数倍，使其能按经济精度加工，再按实际测量尺寸将零件分组，按对应的组分别进行装配，以达到装配精度要求的选择装配法，称为分组装配法。采用分组装配法装配时，组成环按加工经济精度制造，然后测量组成环的实际尺寸并按尺寸范围分成若干组，装配时被装零件按对应组进行装配，以保证每组都能达到装配精度要求。例：配合技术要求：活塞销与活塞销孔在冷态装配时应有0.0025-0.0075mm的过盈量。此时，封闭环公差TΣ为0.0050mm.若采用互换法装配，按“等公差”分配时，他们的公差只有0.0025mm。采用基轴制，则活塞外径销孔直径为，显然，制造非常困难且不经济。可采用分组装配法解决。00.002528d0.00500.007528D分组装配法00.0050.0100.0150282851dD先将销与销孔的公差值放大四倍，即：。此时，活塞销可用无心磨床加工，孔可用金刚镗床加工。然后用量具按尺寸大小将其分成四组，涂上不同的颜色区别，装配时大销配大孔，小销配小孔。进行装配。如表-所示。分组装配法分组装配法采用分组法装配最好能使两相配件的尺寸分布曲线具有完全相同的对称分布曲线，如果尺寸分布曲线不相同或不对称，则将造成各组相配零件数不等而不能完全配套，造成浪费。采用分组法装配时，零件的分组数不宜太多，否则会因零件测量、分类、保管、运输工作量的增大而使生产组织工作变得相当复杂。分组装配法分组法装配的主要优点是:零件的制造精度不高，但却可获得很高的装配精度;组内零件可以互换，装配效率高。不足之处是:增加了零件测量、分组、存贮、运输的工作量。应用：分组装配法适于在大批大量生产中装配那些组成环数少（而装配精度又要求特别高多数情况下为精密偶件）的机器结构。分组装配法采用分组装配法应注意以下几点：为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；分组不宜过多，以便不使零件的贮存、运输及装配工作复杂化；分组后零件表面粗糙度及形状公差不能扩大，仍按原设计要求制造；分组后应尽量使组内相配零件数相等，如不相等，可专门加工一些零件与其相配。分组装配法将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。特点：配合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。（3）复合选配法3.修配装配法定义：是将装配尺寸链中各组成环按经济加工精度制造，装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度的装配法，称为修配装配法.采用修配法装配时，各组成环均按该生产条件下经济可行的精度等级加工，装配时封闭环所积累的误差，势必会超出规定的装配精度要求；为了达到规定的装配精度，装配时须修配装配尺寸链中某一组成环的尺寸(此组成环称为修配环)。为减少修配工作量，应选择那些便于进行修配的组成环做修配环。在采用修配法装配时，要求修配环必须留有足够但又不是太大的修配量。修配装配法的主要优点是:组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得很高的装配精度。不足之处是:增加了修配工作量，生产效率低;对装配工人的技术水平要求高。修配装配法常用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。修配的方法：（1）按件修配法定义：对预定的修配零件，采用去除金属材料的办法改变其尺寸，以达到装配要求的方法；举例：保证车床主轴顶尖与尾架顶尖的等高性要求，采用确定尾架垫块为修配对象，预留修配量，装配时，通过刮研尾架垫块平面，改变其尺寸来达到等高性要求；步骤：首先选择修配对象；其次运用尺寸链原理合理确定修配件的尺寸和公差，使修配量既足够又不过大；最后为减少手工操作，尽可能采用电动或气动修配工具，以精刨代刮、精磨代刮。修配的方法：（2）就地加工修配法定义：在机床装配初步完成后，运用机床自身具有的加工手段，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要求。举例：牛头刨床要求滑枕运动方向与工作平面平行，可装配后，工作台用刨床自己刨出来；磨床磨自身床面及立式车床自车转盘平面，外圆等。修配的方法：（3）合并加工修配法定义：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。例如：车床尾座与垫块，先进行组装，再对尾架套筒进行最后镗削，所以本来由尾座和垫块两个高度尺寸进入装配尺寸链变成了合件一个尺寸进入装配尺寸链，以减小刮削余量；另外万能铣床上为保证工作台面与回转盘底面的平行度，采用工作台和回转盘组装加工。注：合并加工修配法多对号入座，给生产组织带来麻烦，故多用于单件小批量生产中。∑A1A∑AA3A2A1∑LL2L1L4