顾崇衔等编著的第三版的《机械制造工艺学》的PPT课件 第六章 机器装配

机械设计制造及其自动化第六章机器装配工艺基础第六章机器装配工艺基础本章提要任何机械设备或产品都是由若干零件和部件组成。根据规定的技术要求将有关的零件接合成部件，或将有关的零件和部件接合成机械设备或产品的过程称为装配，前者称为部件装配，后者称为总装配。本章重点介绍为达到装配精度而采取的四种装配方法、各自优缺点和使用场合以及以装配精度相关的尺寸链求解算法。第六章机器装配工艺基础研究内容保证装配精度的工艺方法装配尺寸链装配工艺规程的制订第六章机器装配工艺基础机器的装配：按照规定的技术要求，将若干个零件结合成组件，进一步结合成为部件，或将若干个零件和部件结合成产品的过程。组件装配：将若干个零件按照规定的技术要求，装配到一个基础零件上，构成机器的一部分，如机床主轴组件。部件装配：将若干个零件、组件按规定的技术要求装配到一个基础零件上，往往构成机器的独立工作部分，部件可以单独装配、调试。如床头箱。总装配：将若干个零件、组件、部件按规定的技术要求，装配到基础零件上，使之成为一台完整的机器。装配的概念第六章机器装配工艺基础装配的概念第六章机器装配工艺基础装配的概念第六章机器装配工艺基础装配的概念第六章机器装配工艺基础准备工作：包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；主要工作：包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。装配的内容第六章机器装配工艺基础机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的。正确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决的最为重要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难易和产品成本的高低。装配的地位第六章机器装配工艺基础在根据机器装配精度要求来设计机器零、部件尺寸及其精度时，必须考虑装配方法的影响，装配方法不同，解算装配尺寸链的方法截然不同，所得结果差异甚大。对于某一给定的机器结构，设计师可以根据装配精度要求和所采用的装配方法，通过解算装配尺寸链来确定零、部件有关尺寸的精度等级和极限偏差。装配的地位第六章机器装配工艺基础装配是产品机械制造中的最后一个阶段；装配工艺和装配质量影响机器质量（工作性能、使用效果、可靠性、寿命等）;装配过程中可发现设计错误和加工工艺中的错误；装配是产品的最终检验环节。装配的地位第六章机器装配工艺基础机器装配过程中，都有它自己的基础零件，它不仅起着连接有关零件、部件的作用，同时用于保证零件间、部件间、零件与部件间及整台机器相对位置精度。为了保证装配质量和提高生产率，应将产品划分成各种不同的装配单元，分别进行装配，便于组织、装配工作的平行、流水作业。6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础机器装配根据生产批量大致可分为三种类型：大批大量生产、成批生产和单件小批生产。生产类型与装配工作的组织形式、装配工艺方法、工艺过程、工艺装备、手工操作要求等方面的联系如表所示。6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础生产类型大批大量生产成批生产单件小批生产基本特性产品固定，生产活动长期重复，生产周期一般较短产品在系列化范围内变动，分批交替投产或多品种同时投产，生产活动在一定时期内重复产品经常变换，不定期重复生产，生产周期一般较长组织形式多采用流水装配线：有连续移动、间歇移动及可变节奏等移动方式，还可采用自动装配机或自动装配线笨重、批量不大的产品多采用固定流水装配，批量较大时采用流水装配，多品种平行投产时多品种可变节奏流水装配多采用固定装配或固定式流水装配进行总装，同时对批量较大的部件亦可采用流水装配装配工艺方法按互换法装配，允许有少量简单的调整，精密偶件成对供应或分组供应装配，无任何修配工作主要采用互换法，但灵活运用其它保证装配精度的装配工艺方法，如调整法、修配法及合并法，以节约加工费用以修配法及调整法为主，互换件比例较少6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础生产类型大批大量生产成批生产单件小批生产工艺过程工艺过程划分很细，力求达到高度的均衡性工艺过程的划分须适合于批量的大小，尽量使生产均衡一般不订详细工艺文件，工序可适当调度，工艺也可灵活掌握工艺装备专业化程度高，宜采用专用高效工艺装备，易于实现机械化、自动化通用设备较多，但也采用一定数量的专用工、夹、量具，以保证装配质量和提高工效一般为通用设备及通用工、夹、量具手工操作要求手工操作比重小，熟练程度容易提高，便于培养新工人手工操作比重较大，技术水平要求较高手工操作比重大，要求工人有高的技术水平和多方面工艺知识应用实例汽车，拖拉机，内燃机，滚动轴承，手表，缝纫机，电气开关机床，机车车辆，中小型锅炉，矿山采掘机械重型机床，重型机器，汽轮机，大型内燃机，大型锅炉6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础装配的组织形式：固定式装配、移动式装配固定式装配：将产品或部件的全部装配工作安排在一固定的工作地点进行，装配过程中产品位置不便，装配所需要的零件都汇集在工作地附近。单件小批：可在同一工作地上由同一组工人去完成批量较大：产品装配可划分成部装和总装，由几组工人在不同的工作地点同时进行。移动式装配：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次经过各装配地点以完成全部装配工作。6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础装配精度：产品装配后实际达到的精度，包括零部件间的尺寸精度；位置精度；相对运动精度和接触精度6-1机器装配生产类型及其特点零部件间的尺寸精度包括：距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。配合精度是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。车床装配的尺寸B3B1B0B2A2A3A1A0第六章机器装配工艺基础活塞连杆缸体曲轴3012位置精度反映各零件有关相互位置与装配相互位置的关系。装配精度：产品装配后实际达到的精度，包括零部件间的尺寸精度；位置精度；相对运动精度和接触精度6-1机器装配生产类型及其特点第六章机器装配工艺基础装配的运动精度有①主轴圆跳动；②轴向窜动；③转动精度；④传动精度。装配的运动精度主要与主轴轴颈处的精度、轴承精度、箱体轴孔精度及传动元件自身精度有关。装配精度：产品装配后实际达到的精度，包括距离精度；位置精度；相对运动精度和接触精度6-1机器装配生产类型及其特点接触精度是指配合表面接触达到规定接触面积的大小与接触点分布情况。接触精度主要影响接触刚度和配合质量的稳定性。第六章机器装配工艺基础上述精度之间的关系：接触精度和配合精度是距离精度的基础。位置精度又是相对运动精度的基础。装配精度与零件精度的关系：一般来说，零件精度越高，装配精度就越容易保证，即零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不总是完全取决于零件精度。装配精度的合理保证，应从产品结构、机械加工和装配等方面进行综合考虑。6-1机器装配生产类型及其特点装配精度：产品装配后实际达到的精度，包括距离精度；位置精度；相对运动精度和接触精度第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法选择装配方法的实质，就是在满足装配精度要求的条件下选择相应的经济合理的解装配尺寸链的方法。在生产中常用的保证装配精度的方法有：互换装配法、分组装配法、修配装配法与调整装配法。互换法、选配法、修配法、调整法。第六章机器装配工艺基础零件互换后仍能达到装配精度的要求，取决于零件的加工精度，实质是通过控制零件的加工误差来保证装配精度。(1)完全互换装配法(极值法)在全部产品中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。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16-2达到装配精度的工艺方法一、互换装配法——完全互换装配法第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法一、互换装配法——完全互换装配法优点：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；主要用于低精度或高精度但组成环少的装配。第六章机器装配工艺基础条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允许公差。式中TOS——封闭环统计公差k０——封闭环的相对分布系数ki——第i个组成环的相对分布系数11220S010miiiTkTTK6-2达到装配精度的工艺方法一、互换装配法——统计互换装配法(2)统计互换装配法/大数互换装配法(概率法)在绝大多数产品中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法一、互换装配法——统计互换装配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，采用统计互换装配法的实质是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%)。应用：统计互换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。第六章机器装配工艺基础应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，来保证装配精度。分类：直接选配法、分组选配法和复合选配法。6-2达到装配精度的工艺方法二、分组装配法/选配法第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法二、分组装配法/选配法（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。如活塞环与活塞的装配。优点：简单缺点：①选配时间长；②不宜在有节拍的生产中用。第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法二、分组装配法/选配法（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。如活塞销与活塞销孔的装配。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。应用：适用于配合精度很高，组件很少的情况下。第六章机器装配工艺基础6-2达到装配精度的工艺方法二、分组装配法/选配法（2）分组选配法注意事项如下：1)配合件的公差应相等，公差的增加要同一方向，增大的倍数就是分组数，这样才能在分组后按对应组装配而得到预定的装配性质及精度。2)配合件表面粗糙度、形位公差必须保持原设计要求，不能随着公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差。3)要采取措施,保证零件分组装配中都能配套不产生某一组零件由于过多或过少,无法配套而造成积压和浪费。4）分组不宜过多。5）应严格组织对零件的精密测量、分组、识别、保管和运送等工作。6）要有效地使用分组选配法，关键是保证分组后各相应组的配合精度和配合性质满足装配精度要求。第六章机器装配工艺基础例：如图所示，连杆小头孔的直径为mm，活塞销的直径为mm,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：0025.00250025.00050.025mm0025.00125.025mm0025.00075.0256-2达到装配精度的工艺方法二、分组装配法/选配法1—活塞；2—连杆3—活塞销；4—挡圈1234-0.0025-0.0050-0.0075-0.0100-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.002512344123第六章机器装配工艺基础最小间隙(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