机器装配工艺课件.ppt

,装配工艺规程的制定,第6章 机器装配工艺,本章要点,装配方法,装配工艺性,装配尺寸链,第6章 机器装配工艺Process for Machine Assembling,机械制造工程学,6.1.1 机器装配的基本概念,装 配,装配工艺,图 零件,零件：是组成机器的最小单元，由整块金属或其它材料制成。,为了便于装配，将机器分成若干个独立的装配单元。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,套件（合件）：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。,图 套件,组件：是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如，主轴组件。,图 组件,图 部件,部件：是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件而构成的。如，车床的主轴箱。部件的特征：是在机器中能完成一定的、完整的功能。,机器 在一个基准件上装上若干个零件、套件、组件、部件就构成了机器。,6.1.2 机器装配的主要工作内容,清洗,去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力。,联接,可拆卸联接螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。不可拆卸连接焊接、铆接及过盈连接等。,校正、调整与配作,平衡,验收试验,6.1.3 保证装配精度的方法、特点和应用 1.机器的装配精度 装配精度是指机械产品装配后几何参数实际达到的精度。装配精度对机器质量起着重要的决定性作用。为了使机器具有正常工作性能，必须保证其装配精度。机器的装配精度通常包含三个方面的含义：,相互配合精度,配合表面间的配合质量和接触质量,相互位置精度,相关零部件间的距离精度和相互位置精度,相互运动精度,相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度,相互位置精度,产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。,相互运动精度,相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。,相互配合精度,配合表面间的配合质量和接触质量。,2.装配精度与零件精度的关系,机器和部件是由许多零件装配而成的，所以，零件的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。,图 尾座对溜板移动精度由床身导轨精度单件自保,当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零件按经济精度加工）保证装配精度。,图 主轴中心与尾座套筒中心等高示意,装配工艺规程,将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程,装配工艺规程对保证产品质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩小占地面积、降低生产成本等都有重要的影响。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。,装配工艺规程作用,6.2 装配工艺规程制订,制定装配工艺规程的原始资料,产品装配图及验收技术标准产品的装配图应包括总装图和部件装配图。为了在装配时对某些零件进行补充机械加工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。产品的验收技术条件、检验内容和方法也是制订装配工艺规程的重要依据。,生产条件如果是在现有条件下来制订装配工艺规程时，应了解工厂现有的装配工艺设备、工人技术水平、装配车间面积等。如果是新建厂，则应适当选择先进的装备和工艺方法。,产品的生产纲领 生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，致使装配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大不同。,装配工艺规程制订的程序,1.研究产品装配图和装配技术条件,审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准；分析与计算产品装配尺寸链。,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。,4.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、先重大后轻小，先精密后一般。,图 套件装配系统图,装配工艺系统图,在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图称为装配系统图。,装配系统图,图 车床床身装配简图,5.划分装配工序,进行工序设计 主要任务是：划分装配工序，确定工序内容；确定各工序所需设备及工具；制订各工序装配操作规范；制订各工序装配质量要求与检验方法；确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍；,6.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。,装配工艺性是指机器结构能保证装配过程中使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加工，用较少的劳动量，花费较少的时间按产品的设计要求顺利装配起来一、产品应能分解成若干个独立的装配单元,6.2.3 机械结构的装配工艺性,二、装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少,三、机器结构应便于装配与拆卸,图 定位销和底板孔过盈连接的两种结构,第6章 机器装配Machine Assembling,机械制造工程学,6.4.1 装配尺寸链分类 1.装配尺寸链的基本概念 装配尺寸链的定义：在机械装配中，把对与某项精度指标相关的零件尺寸或相互位置关系相互连接，构成封闭的尺寸链，称为装配尺寸链。封闭环 装配精度（或技术要求）组成环 相关零件的尺寸,2.装配尺寸链的分类：1）直线尺寸链：由长度尺寸组成，且各环尺寸相互平行的装配尺寸链。2）角度尺寸链：由角度、平行度、垂直度等组成的装配尺寸链。3）平面尺寸链：由成角度关系布置的长度尺寸构成的装配尺寸链。4）空间尺寸链：由位于三维空间的尺寸构成的尺寸链。,角度尺寸链,平面尺寸链,6.4.2 装配尺寸链的建立,1、装配尺寸链的查找方法确定封闭环：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,2.查找装配尺寸链应注意的问题,装配尺寸链应进行必要的简化,车床主轴与尾座套筒中心线等高装配尺寸链,装配尺寸链的方向性 在同一装配结构中，当不同位置都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。,装配尺寸链组成的一件一环（最少环数）原则,组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列入装配尺寸链。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。,图 齿轮轴组件的装配尺寸链,6.5 保证装配精度的装配方法,互换法,调整法,选配法,修配法,保证装配精度的装配方法,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。,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 T装配允许公差,互换法装配是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。,6.5.1 互换装配法,分类：根据零件的互换程度，互换装配法可分为完全互换装配法和不完全互换装配法。,但是，在装配精度要求高，同时组成零件数目又较多时，就难以实现对零件的经济精度要求，有时零件加工非常困难，甚至无法加工。,特点：,定义,方法,应用,完全互换装配法,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）尺寸相近、加工方法相同的组成环，其公差值相等4）难加工或难测量的组成环，其公差可取较大数值。易加工，易测量的组成环，其公差取较小数值。,定义,实质,方法,大数互换装配法,特点,应用,【解】,1）建立装配尺寸链 封闭环，封闭环公差0.25mm。A3为增环，A1、A2、A4、A5为减环。2）确定各组成环的公差和极限偏差：按等公差法计算，各组成环公差为：T1=T2=T3=T4=T5=T0m=（0.35-0.1）/5=0.05 考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：,除协调环以外各组成环公差按入体标注：,由极值法可得上、下偏差计算公式,A5为一垫片，易于加工和测量，选为协调环。A4为标准件，A4=mm,T4=0.05,T1=0.06,T2=0.04,T3=0.07,3）计算协调环极值公差和极限偏差,A5的尺寸和极限偏差为：,各组成环的尺寸和极限偏差为：,【解】,选择较难加工零件A3，为协调环。A4 为标准尺寸，公差确定：T4=0.05。A1、A2、A5 公差取经济公差：T1=0.14,T2=T5=0.08 则有 各环的中间偏差,画尺寸装配链图确定各组成环的公差和极限偏差认为工艺稳定，各组成环尺寸趋近正态分布,计算协调环公差和极限偏差,A3中间偏差：,A3极限偏差：,A3的尺寸和极限偏差为：,各组成环的尺寸和极限偏差为：,大数互换法：,完全互换法：,6.5.2 选择装配法,选配法的实质是将相互配合的零件按经济精度加工，即把尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证封闭环的精度达到规定的技术要求。采用选配法，能达到很高的装配精度要求，而又不增加零件机械加工费用和困难，它适用于成批或大量生产时组成的零件不太多而装配精度要求很高的场合。,选配法分为三种：,选配法的种类 直接选配法 由装配工人从许多待装配零件中，挑选合适零件装在一起。可以省去零件分组工作，但是要想选择合适的零件往往需要花费较长时间，并且装配质量在很大程度上决定于工人的技术水平。分组选配法将组成环的公差按完全互换法求得的值，加大倍数（一般为2至4倍），使其能按经济精度加工，然后将加工后零件按测量尺寸分组，再按对应组分别进行装配，以满足装配精度要求。复合选配法 就是上述两种方法的复合使用，即把加工后的零件进行测量分组，装配时再在各对应组中直接选配。上述三种方法，由于直接选配和复合选配方法，在生产节拍要求严格的大批、大量流水线装配中使用有困难，实际生产中多采用分组选配法。,活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若采用完全互换法装配，活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，即，。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。,装配尺寸链的分组选配法,【例】,【解】,1）建立装配尺寸链 如图所示。,3）确定各尺寸：将销轴与销孔尺寸的公差在相同方向上放大4倍。将其分为4组，可得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：,2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。,6.5.3 修配装配法,修配装配法的特点：主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得很高的装配精度。不足之处是：增加了修配工作量，生产效率低；对装配工人的技术水平要求高。应用：修配装配法适用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。,定义：采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济加工精度制造，但留出一个尺寸做修配环（补偿环）。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。,修配的方法,1、单件修配法 在多环装配尺寸链中，选定某一零件做修配环，装配时用去除金属层的方法来改变其尺寸，以满足装配精度的要求。2、合并加工修配法 将两个或更多的零件合并在一起再进行加工修配，合并后的尺寸可看作一个组成环，这样就减少了装配尺寸链组成环的数目。并可以相应的减少修配的劳动量。3、自身加工修配法 机床制造中，对有些要求较高的装配精度，若单纯依靠限制各零件的加工误差来保证，要求各零件有很高的加工精度，而且不易选择合适的修配件，此时在总装时，用机床本身来加工自己的方法来保证机床的装配精度。这种修配法称为自身加工法。,采用修配法时应该注意以下事项：,补偿环应便于拆装，零件形状比较简单，易于修配，如果采用刮研修配时，刮研面积要小。补偿环一般不应为公共环，公共环是指那些同属于几个尺寸链的组成环，它的变化会牵连几个尺寸链中封闭环的变化。如果选择公共环作修配环，就可能出现保证了一个尺寸链的精度，而又破环了另一个尺寸链精度的情况。在保证补偿量足够且最小的原则下，计算补偿环的尺寸。,补偿环尺寸的确定,（1）补偿环为增环，被修配时，封闭环尺寸“越修越小”。此时封闭环实际最小极限尺寸A0min 不能小于封闭环所允许的最小尺寸A0min。,补偿环尺寸的确定,（2）补偿环为减环，被修配时，封闭环尺寸“越修越大”。此时封闭环实际最大极限尺寸A0max 不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max。A0max A0max,【解】,已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30,A2=5,A3=43,（标准件），A5=5。装配后齿轮与垫片的轴向间隙为0.10.35。现采用修配法装配，试确定各组成环的公差及其分布。,【例】,1）选择补偿环 A5为一垫圈，此件装拆与修配较为方便，且不是公共环。A5为减环修配后封闭环尺寸变大。2）确定各组成环公差：按经济精度分配各组成环公差：T1=T3=0.20mm,T2=T5=0.10mm，A4为标准件T4=0.05mm,补偿环被修配后封闭环尺寸增大,3）按“入体原则”确定各组成环（除补偿环外）极限偏差：,4）计算补偿环A5的极限尺寸,调整法定义：装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整装配法。调整法与修配法相似，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。调整法分类：可动调节法，固定调节法和误差抵消调节法调整装配法的特点：主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度；装配效率比修配装配法高。不足之之处是要另外增加一套调整装置。应用：可动调整法和误差抵消调整法适用于在小批生产中应用，固定调整法则主要适用于大批量生产。,6.5.4 调整装配法,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,如图所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.050.15范围内。若A1和A2的基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度。,【例】,如图所示尺寸链中，将“空位”尺寸AS视为中间变量，可将此尺寸链分解为两个尺寸链，如图b、c所示。,【解】,在尺寸链c中，A0是在装配中最后保证的，是封闭环。为使A0获得规定的公差，可将空位尺寸分成若干级，每一级空位尺寸的公差应小于或等于轴向间隙（封闭环）公差与调节垫片厚度（组成环）公差之差,由尺寸链b，可求出：,式中 TS、T0、TK 分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：T0=0.1,TS=0.25,并假定 TK=0.03，代入上式得到：n3.6取 n=4，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸,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。,由此可确定出分级数n：,可动调节法,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。,选择装配方法的一般原则：首先应优先选择完全互换法，因为这种方法的装配工作简单、可靠、经济、生产率高以及零、部件具有互换性，能满足产品（或部件）成批大量生产的要求。当装配精度要求较高时，采用完全互换法装配，将会使零件的加工比较困难或很不经济，这时应该采用其它装配方法。在成批大量生产时，环数少的尺寸链可采用分组装配法；环数多的尺寸链采用大数互换装配法或调整法。单件成批生产时可采用修配装配法。若装配精度要求很高，不宜选择其它装配方法时，可采用修配装配法。,