第六章机器装配

1装配工艺规程制定第6章机器装配本章要点装配方法装配尺寸链自动装配2第6章机器装配MachineAssembling6.1机械装配概述IntroductiontoMachineAssembling机械制造技术基础3机器装配6.1.1机械装配基本概念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46.1.1机械装配基本概念机器装配精度分析回转台床鞍升降台αPα0αTαRαS图6-1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5装配工艺系统图6.1.2机械装配工艺过程为了便于装配，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6-2机器装配系统示意图6套件与组件示例6.1.2机械装配工艺过程图6-3套件和组件示例a）套件b）组件76.1.3装配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6-1装配组织形式的选择与比较8第6章机器装配MachineAssembling6.2装配方法与装配尺寸链AssemblingMethodsandAssemblingDimensionalChain机械制造技术基础96.2.1达到装配精度的装配方法装配方法工艺特点适用范围表6-2常用装配方法及其适用范围完全互换法①配合件公差之和小于/等于规定装配公差；②装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者大数互换法①配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；②装配操作简单，便于流水作业；③会出现极少数超差件大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配分组选配法①零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；②零件误差较完全互换法可以大数倍适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调节法装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；静调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合10装配尺寸链的建立装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则6.2.2装配尺寸链确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。相应地，应将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上又称一件一环原则11装配尺寸链的完全互换法采用极值算法计算装配尺寸链封闭环公差的分配1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定3）在确定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按实际加工可能性分配法等4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸6.2.2装配尺寸链12装配尺寸链的分组选配法将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。6.2.2装配尺寸链装配尺寸链的修配法采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济公差制造，但留出一个尺寸做修配环。通常选容易修配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。13调节法与修配法相似，尺寸链各组成环按经济精度加工，由此引起的封闭环超差，通过调节某一零件的位置或对某一组成环（调节环）的更换来补偿。常用的调节法有三种：可动调节法，固定调节法和误差抵消调节法图6-9可动调节法示例1—调节套筒2—调节螺钉3—楔条4—调节螺钉5—丝杠螺母6—丝杠a）b）c）可动调节法装配尺寸链的调节法6.2.2装配尺寸链14通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。采用固定调节法的关键是确定调节件的分级和各级调节件的尺寸大小。固定调节法6.2.2装配尺寸链在批量大、精度高的装配中，调节件的分级级数可能很多，不便于管理。此时，可采用一定厚度的垫片与不同厚度的薄金属片组合的方法，构成不同尺寸，使调节工作更加方便。误差补偿调节法在装配时，根据尺寸链中某些组成环误差的方向作定向装配，使各组成环的误差方向合理配置，以达到互相抵消的目的。这种方法在机床装配中应用较多，如装配机床主轴时，通过调整前后轴承的径向圆跳动方向来控制主轴锥孔的径向跳动；在滚齿机工作台分度蜗轮的装配中，采用调整两者偏心方向来抵消误差，提高装配精度。15第6章机器装配MachineAssembling6.3装配工艺规程制定ProcessPlanningforAssembling机械制造技术基础166.3.1装配工艺规程制定原则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。176.3.2制定装配工艺规程步骤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186.3.3装配系统图图6-11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6-12床身部件装配系统图19第6章机器装配MachineAssembling6.4自动装配AssemblingAutomation机械制造技术基础206.4.1自动装配概述机器装配自动化的基本内容设备：立体仓库、堆垛机、自动导航车、搬运机器人等装配过程的储运系统自动化包括零、部件及产品出入库、运输和储存包括：装配过程中零件定向和定位自动化；零件装配动作的自动化；检验及选配自动化；产品的清洗、油漆、涂油和包装自动化等装配作业自动化指装配过程中的各种信息数据的收集、处理和传送自动化包括：市场预测和订货要求与生产计划间信息数据的汇集、处理和传送自动化；管理信息流自动化；自动装配系统信息流自动化装配过程信息流自动化216.4.1自动装配概述自动装配系统形式12345a）b）图6-13同步传送与非同步传送1－机器人2－料斗3－存储的工件4－装配的工件5－操作者同步传送与非同步传送226.4.1自动装配概述自动装配系统形式柔性装配系统（FAS）模块积木式FAS图6-14以装配中心为基础的模块式FAS5＇5＇5＇555DDCAAABEFF312864794＇A－工件配套位B－输入位C－检验位D－返修位E－输出位1－存储传送装置2－通用装配装置3、4、4‘、6－工件传送装置5、5＇－装配中心7－工件托盘8－工件收集站9－传送装置控制器以装配机器人为主体的可编程序FAS236.4.1自动装配概述1－料仓2－夹具提升装置3、4、5、6－机器人7－八工位回转试验机8－贴标签机9－不合格品斗10－包装机11－夹具下降装置12－气动机械手13－振动料斗14随行夹具15－传送装置图6-15以机器人为主体的气体调节阀FAS246.4.1自动装配概述图6-16机器人装配工作单元检测机器人VIM控制器圆工作台侧视摄像机顶视摄像机检测工作台被检测产品中央控制器PAM控制器装配工作台手爪合格品中间库不合格品中间库零件上料台SCARA机器人256.4.2零件自动送进系统零件送进系统组成图6-17零件送进装置组成示例选择器进给轨道装配头工件托架料斗分配器料斗零件送进器选择/取向器送进轨道擒纵机构与分配装置266.4.2零件自动送进系统图6-18选择器与取向器示意图a)b)276.4.2零件自动送进系统图6-19擒纵机构与分配装置示例286.4.3装配作业自动化自动装配作业的基本形式图6-20机器装配的基本作业形式a）轴孔件间隙配合b）挡销轴件装入扭转c）多个轴销装入d）装侧销e）螺钉的装入f）轴孔件过盈配合i）安放临时支承j）拆除临时支承k）卷褶联接薄板g）轴销拔出h）零件翻转l）熔焊或锡焊连接296.4.3装配作业自动化轴孔类零件自动装配关键如何保证轴孔配合c）基件中心运动轨迹a）机构示意图b）振动原理图图6-21轴孔配合自寻中心装入机构1—电磁铁2—支架3—压杆4—弹簧5—推杆6—套7—装配零件(轴)8—料道9—擒纵器10—装配基件11—夹紧机构12—挡铁13—夹具14、15—X、Y坐标滑板16——衔铁306.4.3装配作业自动化螺纹联接件的自动装配图6-22自动拧紧螺钉装置1—料管口2—隔料器3—导管4—直导管a）b）c）图6-23螺钉拧入的过程316.4.3装配作业自动化图6-24连杆螺母自动拧紧工作原理1—推料杆；2—输料槽；3—卡簧；4—钢球；5—主轴；6—连杆盖；7—连杆体；8—连杆螺栓；9、10——螺母当连杆盖6合装在连杆体上，并从上面装入螺栓8后，从输料槽2送来的螺母，由推料杆1送入主轴5的内六角孔中，并用卡簧3及钢球4档住螺母。然后主轴5