第5章 装配工艺

1第5章机器装配工艺装配工艺规程制定本章要点装配工艺方法装配尺寸链自动装配2教学目的及要求本章概述通过学习掌握装配的基本概念及装配精度等零件精度的关系。了解生产类型与装配方法的关系，熟练掌握装配尺寸链的组成，建立计算方法，了解装配工艺规程制定的原则、内容和步骤。本章重点△掌握机器结构的装配工艺性，○具备正确计算装配尺寸链的方法。本章难点装配尺寸链3第五章机器装配工艺MachineAssembling第一节机器装配概述IntroductiontoMachineAssembling机械制造工艺学4一、机器装配的基本概念机器装配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。机器装配基本作业机器装配精度清洗连接校正、调整与配作平衡验收、试验相互位置精度相互运动精度相互配合精度5一、机器装配的基本概念机器装配精度分析回转台床鞍升降台αPα0αTαRαS图5-1卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度的因素零件的加工精度（与多个零件精度有关，图6-1）装配方法与装配技术零件间的接触质量力、热、内应力引起的零件变形旋转零件的不平衡6一、机器装配的基本概念装配工艺系统图为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（图6-2)基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件图5-2机器装配系统示意图7一、机器装配的基本概念套件与组件在一个基准零件上，装上一个或若干个零件就构成了一个套件，它是最小的装配单元。每个套件只有一个基准零件，它的作用是联接相关零件和确定各零件的相对位置。为形成套件而进行的装配工作称为套装。套件可以是若干个零件永久性联接（焊接或铆接等）或是连接在一个基准零件上少数零件的组合。套件组合后，可能还要需要加工。为形成套件而进行的装配工作称为套装。在一个基准零件上，装上一个或若干个套件和零件就构成一个组件。每个组件只有一个基准零件，它联接相关零件和套件，并确定它们的相对位置。为形成组件而进行的装配称之为组装。组件与套件的区别在于组件在以后的装配中可拆，而套件在以后的装配中一般不再拆开，可作为一个零件参加装配。8一、机器装配的基本概念套件与组件示例图5-3套件和组件示例a）套件b）组件9一、机器装配的基本概念组件与部件装配在一个基准零件上，装上若干个组件、套件和零件就构成部件。同样，一个部件只能有一个基准零件，由它来联接各个组件、套件和零件，决定它们之间的相对位置。为形成部件而进行的装配工作称之为部装。图5-4组件和部件装配单元示意图10一、机器装配的基本概念机器装配在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器或称产品。一台机器只能有一个基准零件，其作用与上述相同。为形成机器而进行的装配工作，称之为总装。图5-5某型号曲轴磨床11二、不同生产类型装配工艺特点与组织形式生产规模装配方法与组织形式自动化程度特点单件生产手工（使用简单工具）装配，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很大程度上取决于装配工人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装配夹具、模具和各种工具，可分部件装配和总装配，也可组成装配对象固定而装配工人流动的流水线手工为主，部分使用工具和夹具有一定生产率，能满足装配质量要求，需用设备不多；工作台位之间一般不用机械化输送成批生产轻型产品每个工人只完成一部分工作，装配对象用人工依次移动（可带随行夹具），装备按装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技术水平要求相对较低，装备费用不高；装配工艺相似的多品种流水线可采用自由节拍移动成批或大批生产一种或几种相似装配对象专用流水线，有周期性间歇移动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强，待装零、部件不能脱节，装备费用较高大批大量生产半自动或全自动装配线，半自动装配线部分上下料和装配工作采用人工方法半自动、全自动装配生产率高，质量稳定，产品变动灵活性差，装备费用昂贵表5-1装配组织形式的选择与比较12第五章机器装配工艺MachineAssembling机械制造工艺学第二节装配工艺规程制定ProcessPlanningforAssembling13一、装配工艺规程概述制定装配工艺规程的原则保证产品装配质量选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件注意采用和发展新工艺、新技术装配工艺规程及其重要性将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程它是指导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。14一、装配工艺规程概述制定装配工艺规程原始资料1．产品的装配图及验收技术标准产品的装配图应包括总装图和部件装配图。所有零件相互连接的结构视图和必要的部视图；零件的编号；装配时应保证的尺寸；配合件的配合性质及精度等级；装配的技术要求；零件的明细表等。有时还需要某些零件图。产品的验收技术条件、检验内容和方法。2．产品的生产纲领大批大量生产的产品应尽量选择专用的装配设备和工具，采用流水装配方法。现代装配生产中则大量采用机器人，组成自动装配线。对于成批生产、单件小批生产，则多采用固定装配方式，手工操作比重大。在现代柔性装配系统中，已开始采用机器人装配单件小批产品。3．生产条件如果是在现有条件下来制定装配工艺规程时，应了解现有工厂的装配工艺设备、工人技术水平、装配车间面积等。如果是新建厂，则应适当选择先进的装备和工艺方法。15二、制定装配工艺规程的步骤研究产品装配图和验收条件确定装配方法和装配组织形式划分装配单元——将产品划分为部件、组件和套件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有足够的支撑面和较多的公共结合面确定装配顺序——在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上划分装配工序编制装配工艺文件16二、制定装配工艺规程的步骤1．进行产品分析1）分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。2）对产品的结构进行尺寸分析和工艺分析。在此基础上，结合产品的结构特点和生产批量，确定保证达到装配精度的装配方法。3）研究产品分解成“装配单元”的方案，以便组织平行、流水作业。2．确定装配的组织形式固定式装配是全部装配工作在一固定的地点完成，多用于单件小批生产，或重量大、体积大的批量生产中。移动式装配是将零、部件用输送带或输送小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配地点工作的总和就完成了产品的全部装配工作。根据零部件移动的方式不同，移动式又分间歇移动、连续移动和变节奏移动三种方式。单件小批生产，或尺寸大、质量大的产品多采用固定装配的组织形式，其余用移动装配的组织形式。17二、制定装配工艺规程的步骤3．划分装配单元，确定装配顺序无论那一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重量，有足够的支承面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。例如：床身零件是床身组件的装配基准零件；床身组件是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装配基准部件。在划分装配单元，确定装配基准零件以后，即可安排装配顺序，并以装配系统图的形式表示出来。具体来说一般是先难后易、先内后外、先下后上，预处理工序在前。图5－7表示卧式车床床身装配简图，图5－8表示床身部件装配系统图。18二、制定装配工艺规程的步骤图5-5车床床身装配简图油盘总成P011床身10031垫板上涂铅油床身总成Z011用水平仪检查导轨的直线度20018100111004110021100512002820044200342006420054图5-6床身部件装配系统图19二、制定装配工艺规程的步骤4．划分装配工序1）确定工序集中与分散的程度。2）划分装配工序，确定工序内容。3）确定各工序所需的设备和工具，如需专用夹具与设备，则应拟定设计任务书。4）制定各工序装配操作规范，如过盈配合的压入力、变温装配的装配温度以及紧固件的力矩等。5）制定各工序装配质量要求与检测方法。6）确定工序时间定额，平衡各工序节拍。20二、制定装配工艺规程的步骤4．编制装配工艺文件单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按产品装配图及装配系统图工作。成批生产时，通常还制定部件、总装的装配工艺卡，写明工序次序，简要工序内容，设备名称，工夹具名称与编号，工人技术等级和时间定额等项。在大批大量生产中，不仅要制定装配工艺卡，而且要制定装配工序卡，以直接指导工人进行产品装配。此外，还应按产品图样要求，制定装配检验及试验卡片。21第五章机器装配工艺MachineAssembling机械制造工艺学第三节机器结构的装配工艺性AssembliabilityforStructureofMachines22一、机器结构应能分成独立的装配单元所谓划分成独立的装配单元，就是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，然后再进行总装配。把机器划分成独立装配单元，对装配过程有下述好处：）可以组织平行的装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期奋或便于组织多厂协作生产。2）机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装，这样既可保证总机的装配质量，又可以减少总装配的工作量。3）机器局部结构改进后，整个机器只是局部变动，使机器改装起来方便，有利于产品的改进和更新换代。4）有利于机器的维护检修，给重型机器的包装，运输带来很大方便。23一、机器结构应能分成独立的装配单元问题：机床的快速行程轴的一端装在箱体5内，轴上装有一对圆锥滚子轴承和一个齿轮，轴的另一端装在拖板的操纵箱1内，这种结构装配起来很不方便。改进：将快速行程轴分拆成两个零件，如图5-7b所示：一段为带螺纹的较长的光轴2，另一段为较短的阶梯轴4，两轴用联轴器3连接起来。这样，箱体、操纵箱便成为两个独立的装配单元，分别平行装配。而且由于长轴被分拆为两段，其机械加工也较前更容易了。图5-7转塔车床的两种结构比较24一、机器结构应能分成独立的装配单元问题：图5-8所示为轴的装配，当轴上齿轮直径大于箱体轴承孔时（图5-8a)，轴上零件需依次在箱内装配。改进：当齿轮直径小于轴承孔时（图5-8b)，轴上零件可在组装成组件后，一次装入箱体内，从而简化装配过程，缩短装配周期。图5-8轴的两种结构比较25一、机器结构应能分成独立的装配单元问题：图5-9所示为传动齿轮箱的装配，图5-9a中各齿轮轴系分别装配在大箱体上，装配过程十分不便改进：如将大箱体改为图5-9b的形式，传动齿轮轴系装配在分离的小齿轮箱内，成为独立的装配单元。这样，既提高了装配的劳动生产率，又便于以后的维修。图5-9传动齿轮箱的两种不同结构26二、减小装配时的修配和机械加工问题：图5-10表示车床主轴箱与床身的装配结构，主轴箱如采用图5-10a所示山形导轨定位，装配时，基准面修刮工作量很大改进：现采用图5-10b所示平导轨定位，则装配工艺得到明显的改善。图5-10主轴箱与床身的不同装配形式27二、减小装配时的修配和机械加工问题：图5-11所示为圆锥齿轮两种不同的轴向定位结构形式。其中图a是采用修配轴肩的方式调整圆锥齿轮的啮合间隙改进：改为图b由削面圆销定位结构后，只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿轮的啮合间隙。显然，图b所示结构的修配工作