第6章机械装配工艺基础课件.ppt

第6章 机械装配工艺基础6.1 概述6.2 装配尺寸链6.3 保证装配精度的工艺方法6.4 装配工艺规程的制订,装配根据技术要求将若干零件接合成部件 或将若干个零件和部件接合成产品的 劳动过程。装配单元 一般分为零件、合件、组件、部件和机器五个等级。装配内容零部件的清洗、连接（分固定和活动）、调整与配作、试验、检验、油漆和包装。,装配的概念,6.1 概述,CA6140型卧式车床的结构,划分独立的装配单元的好处：,1、可组织平行装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，便于多长协作生产；2、机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装；3、当机器的局部结构改进后，机器改装方便，利于产品的改进和更新换代；4、利于机器的维护检修。,机器装配系统图,机器装配系统图：在制定装配工艺过程中，表明零、部件间相互装配关系、装配流程、装配顺序的示意图。（主要用于大批大量生产）,是指产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度,装配精度,装配精度是指机器装配以后，各工作面间的相对位置和相对运动等参数与规定指标的符合程度。,是指产品中有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,包括配合表面的配合质量和接触质量。,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之间的关系：一般来说零件精度越高，装配精度就 越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精 度来达到，而与装配方法有关。,6.2.1 装配尺寸链的概念 装配尺寸链在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或 相互位置关系所组成的封闭尺寸组合。,装配尺寸链是保证装配精度的依据。,6.2 装配尺寸链,6.2.2 装配尺寸链的建立 简化原则 在保证装配精度的前提下，不考虑影响较小的因素（尺寸），而使装配尺寸链简化。,6.2.2 装配尺寸链的建立 最短路线原则-要求装配尺寸链中所占据的组成环数目最少，即每个有关零件仅以一个组成环列入（一件一环）。,装配尺寸链建立的步骤,1)熟悉产品结构，首先确定封闭环。2)查找组成环。3)画出尺寸链图，用回路法判别增、减环。4)列出尺寸链方程式,1）对外购的标准组件和部件，一般以一个零件对待，以标 准部件或组件尺寸参加装配尺寸链。2）在建立装配尺寸链时，对于以合件进行加工时，应以一个零件对待，用合件尺寸参加装配尺寸链。3）按独立原则标注的形位公差，应以一个组成环参加装配尺寸链。,建立装配尺寸链时应注意的问题,6.3 保证装配精度的工艺方法 6.3.1 互换法装配时不需要挑选、调整和修配，就能达到规定的装配精度要求。实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。,条件1：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差，即装配尺寸链各组成环的公差之和不得大于封闭环规定的公差。,1、完全互换法,条件2：封闭环的极限偏差在允许的极限偏差范围内。,1.公差的设计计算（反计算）,（1）组成环公差的规定相等公差修正法（相依尺寸公差法）按封闭环设计要求的公差求出组成环的极值平均公差，然后根据各组成环的加工难易程度进行适当修正。,1)组成环的平均公差:,2)公差修正考虑的因素 A.标准件的尺寸公差应按标准规定 B.组成环尺寸大的取较大公差，反之取较小公差并应取标准公差值。一般取小于等于9级。C.组成环中选择一协调环（相依尺寸）。,（2）组成环极限偏差的规定 1）标准件的极限偏差按标准的规定确定。2）除协调环及标准件以外的组成环的极限偏差，按“偏差注向体内”原则标注。孔中心矩按对称偏差确定极限偏差。3）协调环的极限偏差按计算公式确定。,注：协调环的选择原则：不使用定尺寸刀具获得的尺寸易于使用通用量具测量的尺寸不是诸多尺寸链的公共环。,例1 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知各零件有关的基本尺寸为：mm，mm，mm，mm，mm。现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差值和极限偏差。,解：（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。尺寸链中的组成环为A1、A2、A3、A4、A5。封闭环基本尺寸为A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0，可见，各组成环基本尺寸的已定数正确。封闭环尺寸为A0=mm。因为A1易于加工和测量，故选它作为协调环。,（2）确定各组成环公差值和极限偏差从题意得知封闭环的公差T(A0)=(0.35-0.10)=0.25mm，组成环的平均极限公差为：现参考 来确定各组成环的公差：A2和A5尺寸大小和加工难易大体相当，故取T(A2)=T(A5)=0.045mm；取T(A3)=0.06mm；A4为标准件，其公差为已定值T(A4)=0.04mm。按入体原则确定各组成环的极限偏差为：mm，mm，mm；另外，mm。,（3）计算协调环的公差值和极限偏差A1的公差值为：T(A1)=T(A0)-T(A2)+T(A3)+T(A4)+T(A5)=0.25-(0.045+0.06+0.04+0.045)=0.06(mm)A1的上偏差为：ES(A1)=-0.10 mmA1的下偏差为：EI(A1)ES(A1)-T(A1)=-0.10-0.06=-0.16 mm所以协调环A1尺寸为：mm,完全互换法的特点：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。,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。,2、不完全互换法（部分互换法/概率法/大数互换法）,将零件尺寸公差都放大到经济公差的大小，装配时零件不需挑选或改变其位置等，就能使绝大多数装配产品达到装配精度要求。实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。,其中：ki 为分布系数，取决于分布特征和装配精度的合格率 如正态分布，合格率p=99.73%时，ki=1；k0取决于装配精度的合格率。当p=99.73%，k0=1；当p=95.44%，k0=1.5,公差的设计计算,（1）组成环公差,封闭环和组成环公差的关系：,组成环公差按相等公差修正法确定,1)组成环的平均公差:,2)公差修正考虑的因素 A.标准件的尺寸公差应按标准规定 B.组成环尺寸大的取较大公差，反之取较小公差并应取标准公差值。一般放大到10级到11级。C.组成环中选择一协调环。,（2）确定组成环极限偏差 1）标准件的极限偏差按标准的规定确定。2）除协调环及标准件以外的组成环的极限偏差，按“偏差注向体内”原则标注。孔中心矩按对称偏差确定极限偏差。3）协调环的极限偏差，首先计算出协调环的中间偏差（平均偏差），然后计算出上偏差和下偏差。,概率法计算公式：,(1)各环公差之间的关系,(2)各环平均偏差之间的关系,（3）协调环极限偏差的确定，由上式求出协调环的平均偏差，然后计算极限偏差：,假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。,例3 图示齿轮部件装配，齿轮空套在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35mm。已知各零件有关的基本尺寸为：mm，mm，mm，mm，mm。现采用不完全互换法装配，试确定各组成环公差值和极限偏差。,解：（1）建立装配尺寸链，检验各环的基本尺寸。尺寸链中的组成环为A1、A2、A3、A4、A5。封闭环基本尺寸为A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0，可见，各组成环基本尺寸的已定数正确。封闭环尺寸为A0=mm。因为A1易于加工和测量，故选它作为协调环。,（2）确定各组成环公差和极限偏差。封闭环的公差T(A0)=0.25mm，因采用不完全互换法装配，组成环的平均公差为：mm现以 为基础，综合考虑各零件加工难易程度，确定各组成环公差值：T(A2)=T(A5)=0.10mm；取T(A3)=0.15mm；A4为标准件，其公差为已定值T(A4)=0.04mm。按入体原则确定各组成环的极限偏差为：mm，mm，mm；另外，mm。,（3）计算协调环的公差值和极限偏差 A1的公差值为：各组成环的中间偏差：=-0.05mm，=0.075mm，=-0.02mm；封闭环的中间偏差：=0.225mm。则A1的中间偏差为：=0.075-（-0.05-0.02-0.05+0.225）-0.03(mm)。,A1的上偏差为：A1的下偏差为：所以协调环A1尺寸为：mm,不完全互换法的装配特点和应用 实质是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。故概率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。,6.3.2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。,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：.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；.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,6.3.3 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,解：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 选择修配环 刮修方便，选A2为修配环,按经济精度定组成环公差及确定A1、A2偏差 A1、A3用镗模加工，T1=T3=0.1，底板半精刨T2=0.15 A1=202 0.05 A3=156 0.05,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 A0max,6.3.4 调整法 调整装配法是按经济加工精度确定零件公差采用改变一个零件位置或选定一个适当尺寸的调整件加入尺寸链中来补偿，以保证装配的精度。常见的调整法有以下三种：（1）可动调整装配法；（2）固定调整装配法；（3）误差抵消调整装配法。,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。,(1)可动调整装配法,固定调整装配法,选择调整范围；确定调整件的分组数；确定每组调整件的尺寸。,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。,装配方法的选择,6.4 装配工艺规程的制订,基本原则,1)保证产品的装配质量；2)合理安排装配工序，尽量减少钳工装配的工作量。缩短装配周期，提高生产率3)尽量减少装配成本；4)装配工艺规程应做到正确、完整、协调、规范。5)充分利用现有生产条件，尽可能采用国内外先进工艺技术。,装配工艺规程设计的步骤,1）研究产品装配图和验收技术条件,3）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。,2）确定装配方法,两方面的含义：一是指手工装配还是机器装配；二是指保证装配精度的工艺方法和装配尺寸链的计算方法。,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：先难后易，先内后外，先下后上，先重后轻，先精密后一般,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。,