装配的基础知识

装配的基础知识孙秀芬2010.3§1装配工艺概述•一、装配的概念•1机械产品一般由许多零件和部件组成。•2零件——构成机器或产品的最小单元。•3部件——两个或两个以上组合成机器的一部分。•4装配——按规定的技术要求，将若干个零件结合成部件或若干个零件和部件结合成整机的过程。•5装配基准——最先进入装配的零件或部件。•6组件——直接进入总装的部件。•7分组件——直接进入组件装配的部件。•8装配单元——可以独立进行装配的部件（包括组件和分组件）。•装配是机械制造过程中的最后阶段，在机械产品制造过程中占有非常重要的地位，装配工作的好坏，对产品质量起着决定性的作用。•二、装配工艺过程•1.装配前的准备工作•（1）研究和熟悉产品装配图、工艺文件和技术要求，了解结构和各零部件的作用。•（2）确定装配方法、顺序和准备所需的工具。•（3）对装配的零件进行清理和洗涤，去毛刺、铁锈、油污等。•（4）检查零件加工质量，对某些零件要进行必要的平衡试验和密封性试验等。•2.装配工作•部件装配——将两个以上零件组合在一起，将零件与几个组件结合在一起成为一个单元。•总装配——将零件和部件结合成一台整机的装配过程。•3.调整,精度检验和试车•（1）调整——调节零件或机构的相互位置、配合间隙、结合面松紧等。目的：使机构或机器工作协调。•（2）精度检验——指几何精度（形位精度）和工作精度检验（如切削力试验）等。•（3）试车——试验机构或机器运转的灵活性、密封性、振动、工作温度、噪音、转速、功率等。•4.涂装、涂油、装箱•目的：使装配后的产品美观、防锈和便于运输。•三、装配的组织形式•（1）固定式装•将产品或部件的全部装配工作安排在一个固定的工作地点进行。主要应用于单件和小批量。•（2）移动式装配•将工作对象在装配过程中，有顺序地由一个工人转移到另一个工人（流水装配法）。•特点：装配质量高、生产效率高。适用于大量生产。•四、装配工艺规程•1.装配工艺规程及作用•规程：规定产品及部件的装配顺序、装配方法、装配技术要求和检验方法及装配所需要的设备、工夹具、时间、定额等的技术文件。•作用：提高产品装配质量和效率的必要措施，也是组织装配生产的重要依据。•2.编制装配工艺规程的方法和步骤•（1）对产品进行分析•（2）确定装配顺序：找出装配单元•一般所确定的装配顺序：首先确定装配基准件，然后根据装配结构的具体情况，按预处理工序先行，先下后上，先内后外、先难后易、先精密后一般，先重大后轻小，安排必要的检验工序的原则，确定其他零件或装配单元的装配顺序。•（3）绘制装配单元系统图（一定要学会自己画）（4）划分装配工序及装配工步•1）装配工序——由一个工人或一组工人在同一地点，利用同一设备的情况下完成的装配工作。•2）装配工步——由一个工人或一组工人在同一位置，利用同一工具，不改变工作方法的情况下完成的装配工作。•装配工作一般由若干个装配工序所组成，一个装配工序可包括一个或几个装配工序。•（5）编写装配工艺文件：•【分析表锥齿轮轴组件装配工艺卡】§2装配前的准备工作•一、装配零件的清理和清洗•在装配过程中，零件的清理和清洗工作对提高装配质量，延长产品使用寿命具有重要的意义，特别是对轴承、精密配合件、液压元件、密封件以及有特殊清洗要求的零件极为重要。•1.零件的清理•（1）清除零件上残存的型砂、铁锈、切屑、油污等，特别是要仔细清理孔、沟槽等易存污垢的部位。某些非加工表面还需要在清理后进行涂装。•（2）将所有待装配的零部件按零部件图号分别进行清点和放置。•2.零件的清洗•（1）清洗方法•单件小批量生产：常将零件置于洗涤槽内用棉纱或泡沫塑料进行手工擦洗或冲洗；•成批大批量：采用洗涤机清理。根据需要可以采用气体清洗、浸脂清洗、喷淋清洗、超声波清洗等。•（2）常用清洗液•1）工业汽油——适用于清洗较精密的零部件。•2）煤油和柴油——洗涤能力不及汽油，洗涤后干燥较慢，但相对安全。•3）化学清洗液——对油脂、水溶性污垢具有良好的洗涤能力。•特点：配制简单，稳定耐用，安全环保，同时以水代油，可节约能源。•二、零件的密封性试验•对某些要求密封的零件，如机床的液压元件、油缸、阀体、泵体等，要求在一定压力下不允许漏油、漏水或漏气的现象，也就是要求这些零件在一定的压力下具有可靠的密封性，因此在装配前应进行密封性试验。•方法:气压法和液压法。分析图5—5和图5—6•三、旋转件的平衡•为了防止机器中的旋转件（如带轮、齿轮、飞轮、叶轮等各种转子）工作时因出现不平衡的离心力所引起的机械振动，造成机器工作精度降低、零件寿命缩短、噪音增大，甚至发生破坏性事故。装配前要对“长经比”较大的旋转零、部件进行平衡。•1.静不平衡•定义：旋转件在径向各截面上有不平衡量，由此产生的离心力的合力通过旋转件的中心，这种不平衡称为静不平衡。•特点：静止时，不平衡量自然地处于铅垂线下方，旋转时，不平衡惯性力只产生垂直旋转轴线方向的振动。•（1）静平衡法：消除旋转件静不平衡的方法。在圆柱形或菱形等平衡支架上进行。•（2）静平衡的应用：只适用于“长径比”较小（一般长径比小于0.2如盘类旋转件）或长径比虽较大，但转速不太高的旋转件。•2.动不平衡•定义：旋转件在径向截面上有不平衡量且由此产生的离心力形成不平衡力距，所以旋转件旋转时不仅会产生垂直于轴线的振动，而且还会产生使旋转轴线倾斜的振动，这种不平衡称为动不平衡。•动平衡：消除动不平衡的方法。一般是在平衡机上进行。•应用：对于长径比比较大或旋转速度较高的旋转件（长径比大于5）。§3装配尺寸链和装配方法•一、装配精度与装配尺寸链•尺寸链——相互联系的尺寸，按一定顺序排列成一个封闭尺寸组•1.装配尺寸链极其简图•（1）装配尺寸链——影响某一装配精度的各有关装配尺寸所组成的尺寸链称为装配尺寸链。•（2）装配尺寸链简图——不绘制具体结构，也不必按严格的比例，只要依次绘出各有关尺寸，排列成封闭外形的尺寸链简图。•2.装配尺寸链的环•环——构成尺寸链的每一个尺寸。每个尺寸链至少要3个环。•（1）封闭环—在零件加工成机器装配过程中，最后自然形成的尺寸。•（2）组织环—尺寸链中除封闭环以外的尺寸。•（3）增环—在其他组成环不变条件下，当某组成环增大时，封闭环也随之增大。该组成环称为增环。•（4）减环—在其他组成环不变条件下，当某组成环增大时，封闭环也随之减小。该组成环称为减环。•判断方法：旋转一致：减环；旋转相反：增环AA2A1•3.封闭环极限尺寸及公差•（1）封闭环的基本尺寸：•封闭环的基本尺寸=（所有增环基本尺寸之和）—（所有减环基本尺寸之和）•即：A0=ΣAi—ΣAi•（2）封闭环的最大极限尺寸：A0max=ΣAimax—ΣAimin•（3）封闭环的最小极限尺寸：•A0min=ΣAimin—ΣAimax•（4）封闭环公差：T0=ΣTi•封闭环公差=所有组成环公差之和•举例：•已知：齿轮轴装配，要求装配后齿轮端面和凸台端面之间具有0.1~0.3mm轴向间隙，B1=80mm，B2=60mm。•问：B3控制在什么范围内才能满足装配要求？•分析步骤：•1根据题意绘制尺寸链简图：•2判断增环、减环及封闭环：B1、B2、B3、B0。•3列方程式，求B3。B1B2B0B3•∵B0=B1—（B2+B3）•∴B3=B1—B2—B0=80-60-0=20mm•4确定B3的极限尺寸：B3minB3max•∵B0max=B1max-(B2min+B3min)•∴B3min=B1max-B2min-B3min=80.01-59.94-0.3=19.77mm•又∵B0min=B1min-(B2max+B3max)•∴B3max=B1min-B2max-B0min=80-60-0.1=19.90mm•即：B3=20mm•二、装配方法•注意：零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不完全取决于零件精度。•1、完全互换装配法—各配合件不经挑选、修配或调整、装配后即可达到装配精度，称为完全互换装配法。•优点：装配方便，生产效率高。•应用：组成环少，精度要求不高或大批量生产中。•2、选择装配法—分为直接选配法和分组选配法（常用）。•分组选配法：按实测尺寸分成若干组→按组装配以达到装配要求。★配合精度取决于分组数。•应用：组成环少，大批量生产重精度要求高的场合。•3、修配装配法—装配时，修去指定零件上的预留修配量，以达到装配精度的装配方法。•应用：单件、小批量生产，装配精度高的场合。•特点：装配周期长，效率低。•4、调整装配法—装配时调整某一零件的位置或尺寸，以达到装配精度的装配方法。•一般用于斜面、锥面、螺纹等可移动可调整件的位置；•采用调换垫片、垫圈、套筒等控制调整件的尺寸。•特点：维修方便，生产效率低，除必须采用分组装配的精密件外，其他均可使用。•（1）可动调整法—用改变零件位置来达到调整精度的方法。可调整由于磨损、热变形、弹性变形所引起的误差。•（2）固定调整法—在尺寸链中选一个或几个作为调整环，通过改变调整环尺寸，使封闭环达到精度要求的方法。•注意：作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成一组专用零件，装配时，根据需要选用其中一种作为补偿，从而保证所需的装配精度。•三、装配尺寸链解法•根据装配精度（即封闭环公差）对装配尺寸链进行分析，并合理分配各组成环公差的过程——解装配尺寸链。•当已知封闭环公差求组成环公差时，应先按“等公差原则”结合各组成环尺寸的大小和加工难易程度，将封闭环公差值合理分配给个组成环，调整后的各组成环公差之和仍等于封闭环公差。再按“入体原则”确定基本偏差，即：孔EI=0，轴es=0。若组成环为中心距，则取对称偏差。•1.完全互换法解尺寸链—按完全互换装配法的要求解有关的装配尺寸链。•2.分组选配法解尺寸链—将尺寸链中组成环的制造公差放大到经济加工精度的程度，然后分组进行装配，以保证装配精度。•例已知齿轮箱部件，要求轴向窜动量为A0=0.2~0.7mm，A1=122mm；A2=28mm；A3=A5=5mm；A4=140mm。试用完全互换法解尺寸链。•（1）画出尺寸链简图：•确定组成环、封闭环及校验各环基本尺寸•A1、A2、A3、A4、A5、A0。•A0=（A1+A2）-（A3+A4+A5）•=150-(5+5+140)=0各基本尺寸无误。•（2）确定各组成环尺寸公差及极限尺寸。•T0=10.7-0.21=0.5mm•根据T0=ΣTi=T1+T2+T3+T4+T5=0.5•按等公差原则：分配各组换公差•T1=0.2；T2=0.1；T3=T5=0.05；T4=0.1•按入体原则：分配偏差•A1=122mm；A2=28mm；A3=A5=5mm.•（3）确定协调环尺寸，极限尺寸由封闭环极限尺寸方程式来确定。（一般选便于制造即可用通用量具测量的尺寸作为协调环）•A0max=A1max+A2max-A3min-A5min-A4min•A4min=139.70mm•A0min=A1min+A2min-A3max-A4max-A5max•A5max=139.80mm•∴A4=140mm