装配工艺基础

第5章装配工艺基础•【学习目标】•1.了解机械装配工艺基础•2.了解夹具的基本概念，掌握六点定位原理•3.了解毛坯的选择和加工余量的确定方法•4.熟悉工艺路线的拟定、零件表面加工方案和定位基准的选择原则第五章装配工艺基础第5章装配工艺基础•5.1.1装配的基本概念•1、机械的组成•一台机械产品有上千个零件，为了便于组织装配工作，必须将产品分解为若干个可以独立进行装配的装配单元，以便按照单元次序进行装配并有利于缩短装配周期。装配单元通常可划分为如下5个等级。•(1)零件。零件是组成机械和参加装配的最基本单元。大部分零件都是预先装成合件、组件和部件再进入总装。•(2)合件。合件是比零件大一级的装配单元。下列情况皆属合件。5.1、概述第5章装配工艺基础•①两个以上零件，是由不可拆卸的连接方法(如铆、焊、热压装配等)连接在一起。•②少数零件组合后还需要合并加工，例如齿轮减速箱体与箱盖合并后再加工轴承孔。合件之间要对号入座，不能互换。③以一个基准零件和少数零件组合在一起，图8.1(a)所示属于合件，其中蜗轮为基准零件。第5章装配工艺基础•(3)组件。组件是一个或几个合件与若干个零件的组合。图8.1(b)所示属于组件，其中蜗轮与齿轮为一个先装好的合件，而后以阶梯轴为基准件，把合件和其他零件组合为组件。•(4)部件。部件由一个基准件和若干个组件、合件和零件组成，如主轴箱、走刀箱等。•(5)机械产品。它是由上述全部装配单元组成的整体。•装配单元系统图表明了各有关装配单元问的从属关系，如图所示。第5章装配工艺基础第5章装配工艺基础第5章装配工艺基础2．装配的定义根据规定要求,将若干零件、组件装配成部件的过程称为部装.按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程。机器的装配是机器制造过程中的最后一个环节，它包括装配、调整、检验、和试验等工作，装配过程使零件、合件、组件、部件间获得一定的相互位置关系，所以装配也是一种工艺过程。第5章装配工艺基础3．装配工作的基本内容清洗目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质。连接连接的方式一般有两种：可拆连接和不可拆连接。可拆连接在装配后可以很容易拆卸而不致损坏任何零件，且拆卸后可重新装配在一起，例如螺纹连接、键连接等。不可拆连接，装配后一般不再拆卸，如果拆卸就会损坏其中的某些零件，例如焊接、铆接等。第5章装配工艺基础校正、调整与配作调整包括校正、配作、平衡等。校正是指产品中相关零、部件间相互位置找正，并通过各种调整方法，保证达到装配精度要求等。配作是指两个零件装配后确定其相互位置的加工，如配钻、配铰，或为改善两个零件表面结合精度的加工，如配刮及配磨等，配作是与校正调整工作结合进行的。第5章装配工艺基础平衡指为防止使用中出现振动，装配时应对其旋转零、部件进行平衡，包括静平衡和动平衡两种方法。•检验和试验•机械产品装配完毕，应根据有关技术标准和规定，对产品进行较全面的检验和试验工作，合格后才能出厂。•除上述装配工作外，油漆、包装等也属于装配工作。第5章装配工艺基础•装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节，装配工作对机械的质量影响很大，如果装配不当，即使所有零件加工合格，也不一定能够装配出合格的高质量的机械产品；反之，当零件制造质量不十分良好时，只要装配中采用合适的工艺方案，也能使机械达到规定的要求。因此，装配质量对保证机械质量起了十分重要的作用。4、装配的意义第5章装配工艺基础•1、装配精度的概念•机器或部件装配后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度称为装配精度。•包括：尺寸精度、位置精度、相对运动精度、接触精度。•尺寸精度•零部件的距离精度和配合精度。例如卧式车床前，后两顶尖对床身导轨的等高度。5.1.2装配精度第5章装配工艺基础•位置精度•是指相关零件的平行度，垂直度和同轴度等方面的要求。例如台式钻床主轴对工作台台面的垂直度。相对运动精度是指产品中有相对运动的零、部件间在运动方向上和相对速度上的精度。例如滚齿机滚刀与工作台的传动精度。传动精度、回转精度接触精度•是指两配合表面，接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点分布情况。例如齿轮啮合、锥体、配合以及导轨之间的接触精度。第5章装配工艺基础2、装配精度与零件精度的关系机器和部件是由零件装配成的，零件加工精度特别是关键零件的加工精度对装配精度有很大影响。例如卧式车床的尾座移动对床鞍移动的平行度，就主要取决于床身导轨A与B的平行度(左图)；车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0，就主要取决于主轴箱、尾座及底板的A1，A2及A3的尺寸精度(见右图)。第5章装配工艺基础•装配精度取决于装配方法。在单件小批生产及装配精度要求较高时，装配方法尤为重要。•零件精度直接影响装配精度，是保证装配精度的基础；•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理的装配工艺共同来保证的。第5章装配工艺基础•概念•机器结构的装配工艺指机器结构能保证装配过程中使相互连接的零件不用或少用修配和机械加工，用较少的劳动量、花费较少的时间按产品的要求顺利装配起来。5.2、机器结构的装配工艺第5章装配工艺基础•装配工艺的基础要求：•（1）、结构的继承性好和“三化”程度高•能继承已有的结构和“标准化、通用化、系列化”程度高的结构，装配工艺的准备工作较少，装配时工人对产品熟悉，既容易保证质量，又能减少劳动消耗。•（2）、机器结构应能分解成独立的装配单元。即产品可由若干个独立的部件总装而成，不见可由若干个独立的组件组装而成。对于这样的产品，可组织平行作业，扩大装配的工作面积，因而缩短生产周期，提高生产效率。另外，还有利于企业间的协作，组织专业化的生产。第5章装配工艺基础•轴的装配，当轴上齿轮直径大于箱体轴承孔时，轴上零件需依次在箱内装配。当齿轮直径小于轴承孔时，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。第5章装配工艺基础机床的快速行程轴的一端装在箱体内，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内将快速行程轴分拆成两个零件：两轴用联轴器3连接起来箱体、操纵箱便成为两个独立的装配单元，分别平行装配。由于长轴被分拆为两段，加工也较前更容易了第5章装配工艺基础•装配的过程是先将待装配的零件、组件和部件放到正确的位置，然后再连接。如同工件在机械加工时的定位与夹紧。所以，工件在装配时，零件、组件和部件必须要有正确的装配基准，来保证它们之间的正确位置。减少装配时的找正时间。而且装配时的零件定位也应符合六点定位原理。（3）、各装配单元要有正确的装配基准第5章装配工艺基础图2所示是运输车车桥主动锥齿轮轴承座组件装配图。轴承座装配至后桥壳体1内时，其装配基面为轴承座的两段外圆和法兰端面。轴承座装配基面与后桥壳内孔配合，与端面接触后，限制了5个自由度，绕轴线旋转的自由度不必限制。这样，轴承座在后桥壳体内就有正确定位了。第5章装配工艺基础•产品设计时，要考虑零件结构便于装配和拆卸，在装配过程中，当发现问题或进行调整时，常需要进行中间拆装。因此，产品结构若能便于拆装和调整，就能节省装配时间，提高生产率。具有正确的装配基准是便于拆装的前提条件。（3）、应便于拆卸和调整第5章装配工艺基础a结构是轴承座2的两段圆柱面（装配基准）同时进入壳体1的两配合孔内，由于不易同时对准两圆柱孔。所以装配比较困难。b结构是当轴承座2右端外圆柱面进入壳体1的配合孔3mm时，左端外圆柱面再进入配合，装配方便，工艺性好第5章装配工艺基础在机器设计过程中，一些容易被忽视的小问题如果处理不好，会给装配过程造成较大的困难。如图，扳手空间过小，造成扳手放不进去或旋转空间小，螺栓拧紧困难；螺栓长度大于箱体凹入部分的高度，螺栓无法装入螺孔中；螺栓长度过短，拧入深度不够，连接不牢固。第5章装配工艺基础图5轴承外圈装于轴承座内和内圈装在轴颈上的3种结构方案。图5a）所示结构的工艺性不好，因为轴承座台肩内径等于轴承外圈的最小直径，轴承压入后，外圈无法拆卸。如图5b）、靠肩内径大于轴承外圈的最小直径。如图c）轴承座台肩处做出2～4个缺口，便于拆卸轴承内、外圈。工艺性好。第5章装配工艺基础•图表示一端面有调整垫的锥齿轮结构，为了方便地用调整垫来调整啮合间隙，在圆锥齿轮上设计两个螺孔，旋入螺栓即可拆下锥齿轮。1、调整垫片2、锥齿轮上的拆卸用螺孔第5章装配工艺基础•图5-22a左图所示，定位销孔为盲孔的结构，无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销钉不易装入而且取出定位销也很困难。改进后的结构如图b的通孔结构，或采用带螺纹孔的定位销（图c），这样用拔销器就可以方便地取出销子。第5章装配工艺基础•1、装配尺寸链的基本概念•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。•在装配尺寸链中，凡是最后形成的环(间接获得)，称为封闭环。装配精度常作为封闭环。相关零部件的尺寸称组成环，根据每个组成环对封闭环的影响不同，又可分为增环和减环。5.3、装配尺寸链第5章装配工艺基础•例如：轴和套的装配尺寸链。•其封闭环不是零部件上的尺寸，而是不同零件或部件表面或轴线间的相对位置尺寸，它不能独立的变化，而是装配过程中形成的即装配精度。装配精度S0为封闭环，S1为增环，S2减环。第5章装配工艺基础•例如卧式车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高要求的装配，装配精度A0是封闭环，相关零件A1，A2，A3是组成环，由于A2，A3增大，封闭环A0也增大，所以A2，A3是增环；A1增大，A0减小，则A1是减环。第5章装配工艺基础•装配尺寸链的分类1）直线尺寸链尺寸链中各环均为长度尺寸。2）角度尺寸链由角度、平行度、垂直度等组成的装配尺寸链。3）平面尺寸链链中各环位于同一平面内，且某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。（2）平面尺寸链L0L1αL2L1L0αL2第5章装配工艺基础•2、装配尺寸链的建立•建立装配尺寸链的过程可分为如下两步：•(1)确定封闭环。装配尺寸链的封闭环都是装配后间接形成的，多为产品或部件的最终装配精度要求。•(2)查找组成环。组成环是与该装配精度有关的零部件的相应尺寸和相关位置关系。组成环的查找方法是：取封闭环两端的那两个零件为起点，沿着装配精度要求的位置方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件，直到找到同一个基准零件或同一个基准表面为止。第5章装配工艺基础第5章装配工艺基础•（3）、环数最少(最短路线)原则•装配尺寸链应力求组成环最少，即每个相关零件只能有一个尺寸列入尺寸链，即一件一环原则。要使组成环最少，就要注意相关零件的判别，保留对装配精度有影响的零件，舍弃对装配精度影响很小或无影响的零件。第5章装配工艺基础•如图：轴只有A1一个尺寸进入尺寸链，是正确的，图B的标注中，如果轴有尺寸a、b两个尺寸进入尺寸链是不正确的第5章装配工艺基础•1）计算类型•①正计算•已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。这类计算主要用来验算设计的正确性，故又叫校核计算。•②反计算•已知封闭环的极限尺寸，求各组成环的极限偏差。这类计算主要用在设计上，即根据机器的使用要求来分配各零件的公差。•3、装配尺寸链的计算第5章装配工艺基础•③中间计算•已知封闭环和部分组成环的极限尺寸，求某一组成环的极限尺寸、这类计算常用在工艺上。第5章装配工艺基础1）．极值法（又称完全互换法）•从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。•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，各组成环公差将很小，给制造带来困难，使成本增加。计算方法第5章装配工艺基础•2）、概率法•在大批大量生产时，组成环尺寸按概率原理分布，处于极端情况下的可能性很小，从而，可用概率论理论来确定封闭环和组成环的一种计算方法。但计算