第七章机器装配工艺基础.ppt

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1、,一、概述,第七章 装配工艺基础,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,装配工作的主要内容：（1）清洗 作用、方法（2）连接 连接方式（3）校正 找正、找平（4）调整 具体调节（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,一、装配生产类型及其特点,二、装配精度及与零件精度关系,1装配精度的概念 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。(1)尺寸精度:距离精度和配合精度(2)相互

2、位置精度:平行度、垂直度及各种跳动(3)相对运动精度:运动方向和运动位置上的精度(4)接触精度:接触面积大小及接触点的分布情况 各装配精度之间存在密切关系，相互位置精度是相对运动精度的基础，尺寸精度和接触精度对相互位置精度和相对运动精度的实现又有较大影响。,二、装配精度及与零件精度关系,2装配精度与零件精度的关系(1)机器装配精度与零件精度及装配方法的关系E机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。E应通过选择适当的装配方法来达到装配要求.(2)零件的加工精度确定:E零件的加工精度受工艺条件、经济性的限制，特别当装配精度要求较高时，不能简单按装配精度要求来加工。E对零件精度和装配精

3、度的关系进行综合分析，确定装配方法，建立和分析产品的装配尺寸链。,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。,三.装配工艺性,2.装配中的配作和机加工工作量应尽可能少(1)要尽量减少不必要的配合面(2)要尽量减少机械加工,三.装配工艺性,3.机器结构应便于装配与拆卸(1)机器的结构设计应使装配工作简单、方便,三.装配工艺性,三.装配工艺性,3.机器结构应便于装配与拆卸(2)机器的结构设计应便于拆卸检修,（1）装配尺寸链的封闭环：就是装配所要保证的装配精度或技术要求，即封闭环不是某一零部件的尺寸，而

4、是不同零部件之间的相对位置精度和尺寸精度。（2）组成环：对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。,第二节 装配尺寸链,一、基本概念 装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的有关尺寸(表面或轴线间距离)或相互位置关系(平行度、垂直度或同轴度等)所组成的尺寸链。,二、装配尺寸链的建立,(一)查找装配尺寸链的步骤1明确装配关系：找出各个零件的装配基准2确定封闭环：装配精度的要求 3查找组成环：沿装配精度要求的方向，以相邻零件装配基准面间的联系为线索，分别找出影响该装配精度要求的相关零件，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。4画尺寸链图：(二)查找装配

5、尺寸链应注意的问题1简化性原则2最短路线原则 3方向性原则,1简化性原则,(二)查找装配尺寸链应注意的问题,对装配精度有影响的因素很多，查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。,(二)查找装配尺寸链应注意的问题,2最短路线原则组成环数越少，则各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”。最短路线原则也可以称为“环数最少”原则或“一件一环”原则。,2最短路线原则,A1,

6、A2,A0,A3,A5,A4,Back,(二)查找装配尺寸链应注意的问题,3方向性原则在同一装配结构中，在不同位置方向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，不同方向上的无关尺寸不可随意混淆。,装配尺寸链的计算方法与装配方法密切相关。同一项装配精度，采用不同装配方法时，其装配尺寸链的解算方法也不相同。装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。正计算用于对已设计的图样进行校核验算；反计算主要用于产品设计过程之中，以确定各零部件的尺寸和加工精度。装配尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种。,三、尺寸链的计算方法,第三节 保证装配精度的方法,1.互

7、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 T装配允许公差,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。,常用的装配方法有：互换法、选配法、修配法和调整法。,（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 k 封闭环的相对分布系数 k i 第i个组成环的相对分布系数 第i个

8、组成环的相对不对称系数,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。,解：1、完全互换法 画出装配尺寸链图,其中 A1 A2为增环，A3、A4 A5为 减环，A0为封闭环。,A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5)=150-150=0,确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+T2+T3+T4+T5 T0=0.50 TavA=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 按入体原则标注公差。留A4为协调环，按尺寸

9、链计算A4,确定协调环公差及上下偏差 T4=T0 T1 T2 T3 T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4=0.35 EIA4=0.45 A4=140-0.35,-0.45,续,组成环公差的确定原则,（1）先按等公差法将封闭环的公差平均分配给各组成环，然后再进行调整。（2）标准件的公差按相应标准规定（挡圈等）（3）尺寸相近、加工方法相同可取相等公差值（4）尺寸相差较大可取同等级的公差（5）难加工和难测量的尺寸取较大的公差值（6）表面粗糙度小（Ra=0.8以下）的尺寸，如有可能取较小的公差值。,back,协调

10、环的选择原则,结构简单；非标准件；不能是几个尺寸链的公共组成环选择不需用定尺寸刀具加工、不需用极限量规检验的尺寸将难加工的尺寸公差从宽选取，选一易于加工的尺寸做协调环，或将易于加工的尺寸公差从严选取，选一难加工的尺寸做协调环。,back,2、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。确定各组成环尺寸公差及偏差 i=1，k i=1 各组成环平均公差,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,确定协调环公差及上下偏差 0.52=0.42+0.22+0.082+T42+0.082 T4=0.192 中间偏差0=(1+2)-

11、(3+4+5)i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166,核算封闭环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)=(0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02=T12+T22+T32+T42+T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得：ESA0=0+T0/2=0.70 EIA0=0T0/2=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.选配法 用于成批大量生产时组成环

12、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。直接选配法、分组选配法、复合选配法。,（1）直接选配法 工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。优点：能达到很高的装配精度，缺点：1）装配精度与工人的技术水平和测量方法有关，2）劳动量大，不宜用于生产节拍要求较严的大批大量流水作业中；3）直接选配法还有可能造成无法满足要求的“剩余零件”的出现。,2.选配法,（2）分组选配法（分组互换法）实质：先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配。分组数的确定：分组愈多，所获得的装配质量愈高，零件测量、分类和存储工作量的增大而使生产组织工作变得复杂化。优点：1）在零

13、件的加工精度不高的情况下，也能获得很高的装配精度。2）同组内零件可以互换，具有互换法的优点。,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,2.选配法,（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。优点是：配合件公差可以不等，装

14、配精度高，装配速度快，能满足一定生产节拍的要求。,例2：发动机中活塞销与销孔的装配,如图所示为某活塞销和活塞的装配关系图。要求活塞销和活塞销孔在冷态装配时，要求有0.00250.0075mm的过盈量。,T0=0.005,则Ti=0.0025,IT2级,d=28,D=28,d=28,D=28,选配法,例2：发动机中活塞销与销孔的装配,例2：发动机中活塞销与销孔的装配,.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

15、：（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)=0.03/3=0.01 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A1,A3偏差 A1、A3用镗模加工，T1=T3=0.1，T2=0.15(半精磨)A1=160 0.05,A3=130 0.05,A1,A2,A0,A3,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 A0 max=A0max-Kmin,4.调整法 原

16、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。,（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。,续,（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。,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,A1偏差按尺寸链计

17、算确定 EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4-ESA5 0.05=EIA1-0-0-0-0 T1=0.15 ESA1=0.20,4）确定调整范围；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=9.05=Amax-Amin=9.52-9.05=0.47,A1,A2,A3,A4,A,5）确定调整环的分组数 i 因 T0，应将调整环分组 在对应组尺寸链中，

18、实测间隙A、调整环A5为组成环，A0为封闭环 T0=T 5为分组间隔，即一组中A变化范围 则 i=/=/(T0-T 5)=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-A5 A5=9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36,A0,Amin=9.05,A5,Amax=9.52,A5,A5,固定调节法是在装配体中选择一个零件作为调整件，根据各组成环所形成的累积误差大小来更换不同的调整件，以保证装配精度的要求。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

19、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。,(2)固定调整法,5.装配方法的选择,三、装配工艺规程设计,1.研究产品装配图和装配技术条件,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

20、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。,3.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，先精密后一般,4.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；,5.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。,