第17章机械装配工艺基础

第十七章机械装配工艺基础第一节机械装配生产类型及其特点装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连接使之成为机器或部件的过程。装配单元：零件、套件、组件、部件、机器总装：组成整台机器的过程称为总装配部装：组成部件的过程称为部件装配1.装配工作的主要内容：（1）清洗作用、方法（2）连接连接方式（3）校正找正、找平（4）调整具体调节（5）配作组合加工（6）平衡动静平衡（7）验收和试验涂漆、包装等可从以下几方面进行分析：（1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。（2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。（3）机器结构应便于装配与拆卸。第二节装配结构的工艺性（2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少（3）机器结构应便于装配与拆卸产品的装配精度包括：零件间的距离精度相互配合精度相互位置精度相对运动精度接触精度第三节装配精度与装配尺寸链一、装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链的建立：1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；2.确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或位置关系；3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配精度并不完全取决于零件的加工精度装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺方法等几方面综合考虑。装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。零部件的尺寸精度和偏差，根据装配精度要求和装配方法通过解算装配尺寸链来确定。二、保证装配精度的装配工艺方法1.互换法实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。（1）完全互换法条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。式中TOL——封闭环极值公差T０′——装配允许公差01OLTTTmii1•优点：①装配过程简单，装配生产率高•②对工人的技术水平要求不高•③便于组织流水线及自动化装配•④容易实现零部件专业协作•⑤便于备件供应及维修工作。•缺点：在装配精度高，环数较多时就难以满足•零件加工经济精度要求。•适用：在满足零件加工经济精度情况下，首先•考虑选用完全互换。（2）不完全互换法（部分互换法）•用极值法计算各组成环的公差结果有时候难于满足零件的经济加工精度要求甚至很难加工，因此可以适当放大零件公差来达到装配精度。•计算方法：概率法•优点：放大了零件制造公差，零件加工容•易，成本低。•缺点：有极小部分产品达不到装配精度（正•常情况0.27%）。•只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。故这种装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多（大于4）的情况。2.选配法用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择合适的零件进行装配。（1）直接选配法（2）分组选配法（分组互换法）（3）复合选配法（组内选配法）先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件组内公差可不等，装配精度可达很高。•（1）直接选配法•由装配工人在许多待装配的零件中凭经验挑选合适的零件装配在一起保证装配精度。•优点：简单•缺点：①选配时间长；•②不宜在有节拍的生产中用。•（2）分组选配法•将被加工零件的制造公差放宽几倍,零件加工测量后分组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度的方法。•优点：①零件加工精度要求不高，而能获得•很高的装配精度；•②同组零件可以互换。•缺点：增加零件的存贮量，增加了零件的测量分•组工作，使零件的贮存运输工作复杂化。分组选配法的特点：１.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度；2.组内零件可以互换，装配效率高；３.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。必须满足的几个条件：（1）相配件的公差应相等；（2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；（3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；（4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况例：如图所示，连杆小头孔的直径为，活塞销的直径为,其配合间隙要求为0.0025mm~0.0075mm,因此，生产上采用分组装配法，将活塞销直径公差放大四倍为，连杆小头孔直径公差亦放大四倍,为,再分为四组相应进行装配,就可以保证配合精度和性质，如下表：mm250025.00mm250025.00050.0mm250025.00125.0mm250025.00075.0123412343421-0.0025-0.0050-0.0075-0.0100-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.00251—活塞2—连杆3—活塞销4—挡圈最小间隙(mm)最大间隙(mm)红4黄3绿20.00250.0075白1配合性质连杆小头孔直径(mm)活塞直径(mm)标志颜色组别0025.002500025.0250025.00050.0250050.00075.0250025.00050.0250050.00075.0250075.00100.0250100.00125.025表8-3返回本章目录３.修配法单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常用修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时根据实测结果对某一组成环进行修配，达到很高的装配精度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技术水平限制。注意以下三点：（1）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的，不需热处理、非公共环做修配环。（2）修配件余量要经过计算（3）尽量利用机械加工代替手工修配解：①按完全互换法求组成环平均公差TavA=T0/(m-1)=0.06/3=0.02公差小不经济用修配法②选择修配环刮修方便，选A2、A3合并成为修配环③按经济精度定组成环公差及A1偏差A1、A23用镗模加工，T1=T23=0.1，A1=202±0.05A23=46＋156=202A1A23A0④确定修配环偏差修配环A23为增环，刮修A23→A0减小A0′min≥A0minA23min－A1max=0A23min=A1max=202.05A23max=A23min＋T23=202.15A23=202+0.15+0.05例：车床装配前后轴线等高，A0=0+0.06，A1=202，A2=46，A3=156，试确定修配环及尺寸公差。0⑤确定实际修配环偏差取最小刮研量为0.15，A23′=202+0.15＋0.15=202+0.30最大刮量Zmax=A0′max－A0max=202.30-201.95-0.06=0.29实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于0.29+0.05+0.20A1A2A0当修配环为减环时，随着修刮使封闭环实际尺寸变大，应使A0′max≤A0max4.调整法原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。装配可达较高的精度，效率比修整法高。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。（1）可动调整法特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用很广。需增加一套调整装置，适于小批生产中。（2）固定调整装配法kA0A1A2A3A4AkA0A1A2A3A4A返回本章目录固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的产品，调整环可采用多件拼合的方式。适于在小批生产中应用。（3）误差抵消调整法在装配中通过调整零部件的相对位置，使加工误差相互抵消，达到或提高装配精度的要求。例如车床主轴装配中调整前后轴承的径跳方向来控制主轴的径向跳动。在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，调整蜗轮和轴承的偏心方向来抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。5.装配方法的选择互换法完全互换法优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配统计互换法大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况选配法直接选配法成批大量生产精度要求很高环数少的情况分组选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况复合选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况修配法单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情况，组成环按经济精度加工，生产率低调整法可动调整法小批生产装配精度要求较高环数较多的情况固定调整法大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况误差抵消法小批生产装配精度要求较高环数较多的情况第四节装配工艺规程设计1.研究产品装配图和装配技术条件2.确定装配的组织形式（1）固定式装配是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。对工人技术要求高，效率不高，多用于单件小批生产。（2）移动式装配产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。3.划分装配单元,确定装配顺序，绘制装配工艺系统图将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的装配单元，选定装配基准件，便于组织生产。划分装配单元确定装配基准零件之后即可安排装配顺序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。安排装配顺序的原则是：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般1）研究产品分解成“装配单元”的方案。装配单元分五级：①零件—机器的最基本单元。②合件—比零件大一级的装配单元。③组件—由一个或几个合件有与若干个零件组合成的装配单元。④部件—由一个基准零件和若干个零件、合件和组件而组合成的装配单元。⑤机器—产品2）装配顺序的确定①选择基准件—零件或低一级的装配单元；②安排顺序规律—先下后上、先难后易、先重大后轻小、先精密后一般3）装配工艺规程文件的编写文件内容：①装配图；②装配工艺流程图；③装配工艺过程卡片；④装配工艺说明书。返回本章目录基准件零件部件零件基准件钻孔攻丝组件基准件合件检验②检验①合件零件名称代号件数图4-83装配工艺流程示意图4.划分装配工序,进行工序设计主要任务是：①划分装配工序，确定工序内容；②确定各工序所需设备及工具；③制订各工序装配操作规范；④制订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，平衡各工序的装配节拍；5.编制装配工艺文件单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。成批生产时还编制部装、总装工艺卡。在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。