《装配工艺》PPT课件.ppt

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1、装 配 方 法,一 完全互换法 装配精度完全依赖于零件的加工精度的装配方法。各配合件不经过修配、选择或调整，装配后即可达到装配精度。此方法生产效率高，适用于精度一般或大批量生产中。,二 选择装配法1、直接选配法：将零件有选择的装配，用于少量精度较高的生产。2、分组装配法：将零件测量分组后按组装配。用于批量大、装配精度高、组成环少的场合。,三 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。适用于单件、小批量生产及精度要求高的场合。,四 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方法。此法维修方便、效率低、保证精度且应用广泛。一般采用斜面、锥面、螺纹等可移

2、动调整；或调换垫片、垫圈、套筒等方法。,销轴,销孔,-0.005,-0.015,-0.020,0,-0.005,-0.010,-0.015,-0.020,-0.015,-0.020,-0.025,-0.030,-0.035,0,配合过盈量为：0.010.02轴和孔的公差为：0.005,例：分组装配法,轴,孔,轴,孔,加工公差为0.02扩大了4倍,尺寸链的计算,尺寸链定义：在零件图或装配图中，相互关联的尺寸，按一定顺序排列成一个封闭的尺寸组。封闭环：零件图或装配图中间接获得的尺寸。增环：某环增大引起封闭环增大，该环称为增环。减环：某环增大引起封闭环减小，该环称为减环（也可用画箭头判断）组成环：增

3、环和减环统称组成环。,计算公式：封闭环上偏差=增环上偏差 减环下偏差 F上=A增上A减下 封闭环下偏差=增环下偏差 减环上偏差 F下=A增下A减上 封闭环公差=组成环公差之和（注意：尺寸链最短原则）,要求装配间隙：A0=0.10.2，求A3,A1,A2,A3,A0,解：1、画尺寸链图2、确定封闭环为A03、确定增、减环；A1为增环；A2、A3为减环。4、计算A3基本尺寸：A3=A1-A2-A0=50-40-0=105、计算A3的上、下偏差：A0上=A1上-A2下-A3下（公式）A3下=A1上-A2下-A0上=0.05-（-0.03）-0.2=-0.12 A0下=A1下-A2上-A3上（公式）A

4、3上=A1下-A2上-A0下=0-0-0.1=-0.16、将上下偏差代入A3 A3=7、验算：A0公差（）=0.05+0.030+0.02=0.1,尺寸链图,定位基准,C面为设计基准；A面为定位基准；B面为加工面,求：A1,解；1、Af为封闭环、A1、A3为增环，A2为减环2、求A1基本尺寸；A1基=A2-A3+Af=60-30+10=403、求A1上、下偏差：Af上=A1上+A3上-A2下,A1上=Af上-A3上+A2下=0.2-0.05+（-0.05）=+0.1Af下=A1下+A3下-A2上A1下=Af下-A3下+A2上=0-0+0.05=+0.05A1=,零件加工尺寸链,可按箭头方向确定

5、增、减环,装配钳工相关的新知识,1、贴塑导轨的应用贴塑导轨是金属对塑料的摩擦形式，属滑动摩擦导轨。滑动面贴有抗磨软带，另一滑动面通常是淬硬支撑导轨面。特点：自润滑性好、刚度好、动、静摩擦因数差值小，耐磨性好，无爬行，减震性好，施工简单维修方便。但不适于较高速运动。应用于中、小型机床，进给速度15m/min以下。软带材料以聚四氟乙烯为基材，加合金粉和氧化物的高分子复合材料。支撑导轨常用GCr15、9SiCr、40Cr、38CrMoAl、HT300,贴塑导轨,导轨软带,粘接层,沟槽,动导轨,固定导轨,贴塑导轨工艺过程1）表面处理：国内对软带一般用纳萘表面处理。2）粘接剂选用：双组环氧树脂或其它专用

6、粘接剂。3）粘接工艺：软带粘接在动导轨上。粘接时用清洗剂清洗导轨表面，不可使用汽油或酒精。导轨表面应纵向涂抹粘接剂，软带表面横向涂抹粘接剂。粘接时，从一端向另一端缓慢挤压，以便挤出起泡，室温下固化不少于24小时。4）制作油槽5）精加工：通常手工刮研，要求810点（25x25），中间轻些。,2、注塑导轨的应用注塑用材料以环氧树脂为基材与填料糊状与液态固化剂组成。特点：摩擦因数低，耐磨性好，收缩率小，成形性好，附着力强，有足够的强度和硬度，施工简单，维修方便。在数控机床上广泛应用。工艺过程1）预加工：涂层注在短导轨上，为保证牢固结合，导轨表面要预加工：梳刀刨（铸铁、钢）、60尖刀刨（灰铸铁）、端面

7、铣+喷丸（钢或铜）2）脱模剂涂在支撑导轨表面。3）涂层导轨表面清洗最好用丙酮，不可用汽油或酒精。,注塑层,用梳刀刨,用尖刀刨,涂层,支撑边,橡皮条,4）调整间隙5）固化：室温下不少于16小时。6）制作油槽：高速手工磨制或模制润滑油槽7）刮研涂层导8）维修：涂层导轨精度寿命在10年以上。修磨普通机床支撑导轨直线度0.01mm：1000mm，高精度机床0.005:1000mm。,3、滚珠丝杠副,丝杠,回珠管,丝杠母,（1）特点1）效率高，可达0.920.96.2）转动转矩小，传动平稳，无爬行，精度高，同步性好。3）有运动可逆性。4）磨损小，寿命长，预紧后可消间隙，提高定位精度和重复定位精度。5）制

8、造工艺复杂。6）不能自锁。,滚珠有内循环、外循环两种丝杠材料：合金工具钢、GCr15、20CrMnTi、38CrMoAl丝杠母材料：GCr15,d0,基本参数公称直径d0-数控机床常用d0=3080mm。基本导程L0-丝杠相对螺母旋转一周时，螺母基点的位移。接触角0-理想接触角为45滚珠直径db-一般db=0.6L0。滚珠圈数n-一般n=2.53.5。滚珠个数N一般不超过150个。,4、滚珠丝杠支撑方式,角接触轴承,深沟球轴承,角接触轴承,滚子轴承与推力轴承,深沟球轴承,支承方法与推荐配合,支承方法,配合,配合公差,4、滚珠丝杠的安装方法（以加工中心为例）,工作台,床身,螺母座,滚珠丝杠,轴承

9、座,检测棒,千分表,1、检测螺母座孔轴线与导轨面在垂直及水平方向平行度0.005/1000.2、检测螺母座孔轴线与导轨面高度尺寸。,1、检测轴承座孔轴线与导轨面在垂直及水平方向平行度0.005/1000.2、检测轴承座孔轴线与导轨面高度尺寸。,安装定位销、紧固,螺母座,轴承座,滚珠丝杠的预紧,1、预紧的目的是消除丝杠副间隙、预加载荷提高刚度。2、常用预紧方法：双螺母法、垫片法、齿差法等。（一般生产厂家根据要求已做好预紧）3、一般预紧力不低于轴向载荷的F的1/3。,滚珠丝杠的预拉伸,丝杠工作时发热，热膨胀使导程加大，影响定位精度。,膨胀系数，钢：0.012mm/m,温升,丝杠长度(m),热膨胀量

10、,例：丝杠长 L=700mm=0.7m 温升：（t2-t1）=5=0.012mm/mL=0.0120.75=0.042mm,丝杠预拉伸,1、为补偿热膨胀量，预拉伸量应略大于预拉伸量，但要考虑轴承的承载问题。,2、为减少热膨胀量，还可采用“中空强冷滚珠丝杠”。3、为提高加工精度可先预热，在热平衡状态下加工、。4、可采用全闭环系统。,静压丝杠螺母副传动,丝杠与螺母旋转面之间通入压力油，形成一定刚度、厚度的油膜，形成纯液体摩擦传动副。,螺母,丝杠,P,油腔,MG1432A内圆磨具,砂轮,带轮,套筒,主轴,弹簧,轴承4306216（7206C）角接触轴承，（同向安装）,装配方法,1、检测轴承，选配两件

11、一组，外圆相差0.003mm。2、研磨套筒内孔，与轴承配合间隙为0.0040.008.3、采用定向装配。3、试车15000r/min，4小时，温升不应超过25.,调整垫,热膨胀间隙,C接触角15AC接触角25B接触角40,轴承检测,检测内、外圈径向跳动量,检测内、外圈端面跳动量,检测内、外圈高度差,负载,1,2,测内、外隔圈高度差,负载,背靠背,2,1,1：后轴承跳动量,2：前轴承跳动量,3：锥孔轴线跳动量,：轴线跳动量,定向装配 误差抵消装配法,主轴中心线,锥孔中心线,装配原则1、轴承内圈跳动高点方向与锥孔轴线跳动高点方向相反。2、轴承外圈跳动高点方向相同。3、前轴承跳动量小于后轴承跳动量。

12、,3,检测心轴,主轴锥孔轴线跳动检测,低摩擦因数导轨,对数控机床导轨则要求有更高的要求：高速进给时不振动，低速进给时不爬行，有高的灵敏度，能在重负载下长期陆续工作，耐磨性要高，精度保持性要好等。从类型来说仍是滑动导轨、滚动导轨和静压导轨3种，但从材料和机构上已产生了“质”的变化。（P4445）,滚动导轨,滚动导轨摩擦因数小（0.003），比滑动导轨进给速度高，要进行预紧。承载能力比滑动导轨小。,滚动体循环式滚动导轨,静压导轨,固定导轨,动导轨,节流阀,h,滚动轴承,滚动轴承的公差带的分布,Po P6 P5 P4 P2,上偏差为0,上偏差为0,轴承精度等级 P2、P4、P5、P6（P6x）、P0

13、 旧：B、C、D、E、G（P6x只用于圆锥滚子轴承，P0省略不标）,轴承负荷类型：局部负荷、循环负荷、摆动负荷常用配合公差带：轴：h5、j6、k6、m6、n6壳孔：G7、H7、J7、K7、M7,常用量仪及应用,1、框式水平仪 精度0.02mm/1000mm(4),玻璃管每格2mm。,0.02,1000,R103132mm,=4,计算公式h=n t Lh倾斜度n格数t分度值L垫铁长度（节距）,2、合像水平仪 精度0.01/1000，精度高，量程大,框式水平仪可测量垂直度,3、电子水平仪,分度值三档：0.005/1000,0.01/1000,0.02/1000,测量直线度,h=ntL=nx0.02

14、/1000 x200,1612 8 4 0,0 200 400 600 800 1000,+8.8,-3.6,节距法（相对测量法）,200,200,m,用两端点连线法直线度误差f=|+8.8|+|-3.6|=12.4m,光学平直仪测量直线度,自准直原理,光线基准法,h,o,0,2,2,1 建立基准光线 2 节距测量求平均值 3 求出与均值最大差值,L,h,测量平行度,桥板尺,测量垂直度,反光镜,五棱镜,自准直仪,分别测量水平、垂直导轨直线度，列表、图解。,框式水平仪测量垂直度,主轴与工作台面垂直度的测量,L,测量分度误差,平行光管,经纬仪,八方检具测量分度误差法误差在48,经纬仪测量分度误差,

15、3m,经纬仪分度精度0.82,转台,P61,P62,激光干涉仪,利用光波干涉计数原理对大尺寸进行精密测量。双频激光干涉仪最大测量长度60m，最小分辨率0.08m，最大位移速度300mm/s,测量精度为（L为被测长度）。,反射镜,激光干涉仪,固定参考棱镜,三坐标测量机,三坐标测量机可对空间任意处的点、线、面及其相互位置实现测量。基本原理是：将被测物体放入三坐标测量机测量空间内，各获得被测几何形面上各测点的几何坐标尺寸，根据这些几何坐标值，经过数学运算（由计算机完成）求出待测的几何尺寸和相互位置尺寸。,结构形式：立轴式、卧轴式、悬臂式、桥式、龙门式导向装置导轨，直线性要求高，一般为24。导轨形式有

16、：滑动导轨、滚动导轨、空气静压导轨。,P50,三坐标测量机的应用1、坐标系变换 被测件3个坐标系不需要与测量机的X、Y、Z坐标重合即可测量，换可将直角坐标转换成极坐标。2、确定被测件的形状、位置、中心和尺寸。3、测量形位误差 如圆度、直线度、平行度、同轴度等。4、其它测量 如测量凸轮、螺纹、丝杠、齿轮；周长、面积、体积；测算重心。,精度检测,一、平面度的检测1、常用方法平面平晶法、测微表法、斑点法、水平仪法和自准直仪法2、用对角线法测量平面度 其实质：是通过被测量的一条对角线且平行于另一条对角线作为评定基面（理想平面），以各测点至评定基面距离的最大正值和最大负值之和作为被测平面的平面度误差。（

17、P56）,a1 a2 a3,b1 b2 b3,c1 c2 c3,自准直仪,反射镜,振动的检测,旋转机械产生振动的原因 1、转子不平衡质量过大。2、联轴器加工、装配质量差。3、轴系对中不良。4、转子上零件松动。,5、转子轴承系统失稳。6、转子有缺欠。7、转子与静止部分摩擦或碰撞。8、安装基础松动或机械本身刚性差。9、部分零件热胀余量不足，轴变形或弯曲。,动挠度,自传+公转,临界转速与相位变化,1、固有频率转子加工、装配完成后固有频率就确定了。转子有一阶、二阶等一系列固有频率。2、临界转速与固有频率相对应的转速。质量越大、刚性越小，临界转速越小，反之则越高。3、转子工作转速高于一阶临界转速称挠性转

18、子；低于一阶临界转速称刚性转子。4、挠性转子要求：1.4n1n0.7n2 刚性转子要求：n（0.550.8）n1,h,h,h,o,o1,0,01,c,c,c,c重点 h高点 相位角,0,01,振动的测量,1、磁电式速度传感器测振动速度（接触式）,水平,垂直,2、涡流式位移传感器（非触式）测轴与轴承相对位移。,3、加速度型位移振动仪（接触式）测量低、中、高频振动的速度和位移，应用广泛。,正确选择测量仪器1、结合被测对象的主要振动频率选择。2、接触式传感器中，速度型适用于不平衡、不对中、松动接触引起的低频振动，测位移。3、加速度型适用测齿轮、轴承故障引起的中、高频振动。一般测振动速度。4、涡流式传

19、感器一般装在轴承座上，直接监测轴的振动，特别是高速重大设备。,静平衡与动平衡,静平衡：回转体转速n1800r/min和长径比L/D0.5或n900r/min时，只做静平衡。动平衡：回转体转速n900r/min和长径比L/D0.5或n1800r/min时，必须动做平衡。（在动平衡机上做）,动不平衡产生静不平衡力与不平衡力偶,o,Mo,Mo转动力偶矩,a,b,静平衡的检测,零件,检测轴,平衡导轨,常用平衡方法：加质量法、去质量法、调节平衡块法,振动的评定标准,1、振动位移的双振幅值S评定。2、振动烈度评定。振动烈度就是振动速度的有效值。当轴心轨迹为圆周时，振动速度等于圆周半径r与角速度的乘积。,振

20、动烈度,振动烈度与双振幅值关系,振动速度,(mm/s),(mm/s),(1/s),(mm/s),振动烈度反映振动能量，与振动速度有关，与转速无直接关系。,频谱分析的概念,通常不平衡离心力激起的振动频率等于转子转速的频率。但引起转子振动频率成分复杂的因素很多。如轴颈椭圆时引起油膜双倍于转速的振动出现，因此可出现各种不同频率的振动。频谱分析仪可将不同频率及对应峰值显示出来，称为振动频谱图。,50Hz 11m,8Hz3m,100Hz 2m,例：电机转速3000r/min,最大振动频率50HZ，双振幅11 m,2倍频率100HZ，双振幅2m,低频振动8HZ。双振幅3 m一般由基础引起的振动。,振动频谱

21、图,油膜振荡,1、发生过程：某转速时，振动出现转速频率的0.350.49倍的频率成分，继续升速，此频率成分仍保持，。比转速低的振动称半速涡动，对挠性转子，转速高于一阶临界转速2倍后，半速涡动频率与一阶临界转速频率重合，发生共振，振幅剧烈增加，即油膜振荡。使转子轴承系统失稳。油膜振荡一旦发生，应立即降速，绝不能用继续升速冲越临界转速的方法消除。刚性转子和低于一阶临界转速转子只可能产生半速涡动；高于一阶临界转速2倍挠性转子才可能产生油膜振荡。,36Hz0.11mm,72.6Hz0.07mm,47Hz，0.17mm,125Hz0.046mm,振幅,Hz,半速涡动频谱,油膜振荡频谱,轴承工作的稳定性,

22、1、滑动轴承稳定性根本原因：偏心距大小、转速、轴的载荷、油的粘度。高速重载的轴不易发生油膜振荡，高速轻载的轴易发生油膜振荡2、增大轴承稳定性可采取以下措施：1）增大轴承比压2）增大轴承间隙比3）提高润滑油温度，使承载能力增大。,载荷宽度、直径,间隙直径,平衡精度,刚性回转体惯性力系主矢,令,M质量Kg 角速度1/s r偏心距m,可排除速度影响,工程上常用不平衡量,校正m（g）及r（mm）的大小，（即找平衡）,为比较不同质量回转体的平衡情况，工程上常用偏心距e，又称剩余不平衡率，即单位质量上的剩余不平衡量,U的单位为g.mmM单位kg，e的单位m,国际标准化组织推荐重点C的线速度e为平衡精度等级

23、，记为G，单位mm/s,e的单位m，是许可偏心矩，已知G、可求e,实际的,许可的,平衡精度等级从低到高有G4000、G1600G40、G16G1、G0.4共11级根据不同机械不同情况选择，例如：G4000用于低速船用曲轴传动装置，G0.4用于精密磨床主轴、砂轮盘及电机转子、陀螺仪。,2套公式,其中：,e-m,求许可偏心距，已知G、可求e,求实际的偏心矩，已知U、M可求e,两个e相比较可知合格否,mr（gmm）,例题1：某电机转子平衡精度G6.3，转速3000r/min，质量5Kg，平衡后剩余不平衡量80gmm，问是否达到要求？解：,代入公式,实际剩余偏心距,许可剩余偏心距,答；达到要求,例题2

24、：工件质量m=50Kg，转速n=3000r/min,平衡精度G=2.5，求允许偏心距e和剩余不平衡力矩M（加速度g=10）,解：,允许偏心距,剩余不平衡力矩,e,mG,o,大型设备的装配,特点（P39）1、直线导轨，床身多为多段拼装连接而成，精度高、刚性差、热变形差。,装配要点1、刮削结合面，对导轨面1、2、3垂直度0.03mm/1000mm，接触4点/25mmx25mm.2、结合面处用0.04mm塞尺检查不允许通过。最后铰定位销孔，装配定位销。,1 2,3,结合面,立柱安装,水箱 平面度0.01mm等高度0.03mm,1、立柱等高度为0.1mm。2、立柱导轨平面度要求0.04mm。,拉钢丝法检测导轨平面度,钢丝,深度千分尺,钢丝,实物基准法,