z125-装配工艺

《机械制造工程学》9.4装配工艺本节要点装配精度装配尺寸链的计算一、概述装配：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1.1装配工作的主要内容：（1）清洗作用、方法，清洗液应具有防锈作用；（2）连接连接方式：可拆卸的、不可拆卸的；（3）校正找正、找平；（4）调整相互位置的具体调整；（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。1.2装配结构的工艺性一、概述DdDdDdDd装配结构的工艺性好处：a.以便于组织平行的流水装配作业，缩短装配期。b.组件和具有独立功能的部件可单独进行检验和试车调整，更好地保证总装质量并减少装配时间和装配的劳动强度。①结构应能分解成独立装配单元；传动轴的装配工艺性措施：a.使装配和拆卸方便。b.相配合零件有正确基面，避免找正。c.有严格相对位置要求的装配结构，应设置防装错装置。d.应使装配过程中的修配工作最少，因为，手工修配费时费力。如：柴油机汽缸孔压缸套后再精镗和珩磨。②应使装配操作和调整方便，减轻装配劳动；旁开工艺孔，便于装配装配结构的工艺性方法：a.应用成组技术。b.尽量减少标准件的规格。如:木工机床采用同一种螺栓连接，减少扳手，效率增大。④要有利于达到和提高装配质量。③为简化结构并使装配容易，装配结构中，必要的零件数目和规格应减至最少。装配结构的工艺性⑤机器结构应便于装配与拆卸。装配结构的工艺性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1.3装配精度与装配尺寸链装配精度：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。一、概述其中，相互位置精度是相对运动精度的基础；相互配合精度对距离精度、相互位置精度、相对运动精度有影响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。装配精度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。一、概述装配尺寸链的建立：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；4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环。一、概述二、装配工艺方法2.1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特点：零件无需选择、修整，即达装配要求。装配过程简单，生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；在各种生产类型中都应优先采用。但精度要求高组成环多时，组成环公差小、制造困难。用于低精度或较高精度少环装配。（2）统计互换法条件：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，正态分布，取ki=1，分布曲线不明，取ki=1.501122200STTkξKTmiiii1实质：将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。故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。二、装配工艺方法统计互换法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解直线尺寸链的有些公式外，有以下两个基本计算公式：1）封闭环中间偏差2）封闭环公差Δi=(ESi+EIi)/2统计法解直线尺寸链解：1、完全互换法①画出装配尺寸链图,其中A1A2为增环，A3、A4、A5为减环，A0为封闭环。例1齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙A0=0+0.7。有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140，A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的公差及上下偏差。+0.2A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5)=150-150=0②确定各组成环尺寸公差和上下偏差T1+T2+T3+T4+T5≤T0′=0.50TavA=T0L/5=0.1考虑加工难易调整各公差T1=0.2，T2=0.1，T3=T5=0.05按入体原则分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算③确定协调环公差及上下偏差T4=T0–T1–T2–T3–T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2–ESA3–ESA4–ESA5ESA0=ESA1+ESA2–EIA3–EIA4–EIA5ESA4=–0.20EIA4=–0.30A4=140-0.20-0.302、统计互换法设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。①确定各组成环尺寸公差及偏差ξi=∣1∣，ki=1各组成环平均公差：0.2250.51osAavs,mTT按加工难易，调整各组成环公差：T1=0.4，T2=0.2，T3=T5=0.08，按入体原则分配公差。②确定协调环公差及上下偏差0.52=0.42+0.22+0.082+T42+0.082T4=0.192中间偏差Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)Δi=(Esi+EIi)/2Δ4=-0.07ESA4=Δ4+T4/2=+0.026EIA4=Δ4-T4/2=-0.166③核算封闭环的极限偏差Δ0=(Δ1+Δ2)-(Δ3+Δ4+Δ5)=(0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45T02=T12+T22+T32+T42+T52T0=0.5求封闭环极限偏差，得：ESA0=Δ0+T0/2=0.70EIA0=Δ0－T0/2=0.20由以上两种方法的解算结果看出：1.统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。2.若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求，采用完全互换法与统计互换法均可。2.2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）直接选配法工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。（2）分组选配法（分组互换法）先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配。（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。二、装配工艺方法例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高。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。二、装配工艺方法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二、装配工艺方法解：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2：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，正好刮研到最大尺寸的情况是很少发生的，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≤A0max2.4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。二、装配工艺方法（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）固定调整法通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积误差，达到装配精度要求。例:A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5，A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定调整法解各组成环偏差，求调整环的分组数和调整环尺寸系列。+0.05解：1）建立装配尺寸链；2）选择A5为调整环；3）确定各组成环公差及偏差；T2=T3=0.10，T4=0.12，T5=0.03按入体原则分公差，A1为协调环。A1A2A3A4AA1偏差按尺寸链计算确定EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4-ESA50.05=EIA1-0-0-0-0T1=0.15ESA1=0.204）确定调整范围δ；实测空隙A，包含A5和A0，A为尺寸链中的封闭环Amax=A1max-A2min-A3min-A4min=115.2-(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12)=9.52Amin=A1min-A2max-A3max-A4max=115.05-8.5-95-2.5=9.05δ=Amax-Amin=9.52-9.05=0.47A1A2A3A4A例:A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5，A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定调整法解各组成环偏差，求调整环的分组数和尺寸系列。+0.055）确定调整环的分组数i因δ＞T0，应将调整环分组在对应组尺寸链中，实测间隙A、调整环A5为组成环，A0为封闭环T0=Δ＋T5Δ为分组间隔，即一组中A变化范围则i=δ/Δ=δ/(T0-T5)=0.47/(0.15-0.03)≈3.9取i=4，分组数不宜过多6）确定调整环A5的尺寸系列A0min=Amin-A5max=9.05-A5A5=9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36A0Amin=9.05A5Amax=9.52A5ΔΔΔΔA5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。二、装配工艺方法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