第17章机械装配工艺基础.ppt

第十七章机械装配工艺基础 第一节第一节 机械装配生产类型及其特点机械装配生产类型及其特点装配：装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连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。接使之成为机器或部件的过程。装配单元：装配单元：零件、套件、组件、部件零件、套件、组件、部件、机器、机器总装：总装：组成整台机器的过程称为总装配组成整台机器的过程称为总装配部装：部装：组成部件的过程称为部件装配组成部件的过程称为部件装配1.1.装配工作的主要内容：装配工作的主要内容：（1 1）清洗）清洗 作用、方法作用、方法 （2 2）连接）连接 连接方式连接方式 （3 3）校正）校正 找正、找平找正、找平 （4 4）调整）调整 具体调节具体调节 （5 5）配作）配作 组合加工组合加工 （6 6）平衡）平衡 动静平衡动静平衡（7 7）验收和试验）验收和试验 涂漆、包装等涂漆、包装等 2021/9/231 可从以下几方面进行分析：可从以下几方面进行分析：（1 1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。）产品应能分解成若干个独立的装配单元。（2 2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。（3 3）机器结构应便于装配与拆卸。）机器结构应便于装配与拆卸。第二节第二节 装配结构的工艺性装配结构的工艺性2021/9/232（2 2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少2021/9/233（3 3）机器结构应便于装配与拆卸）机器结构应便于装配与拆卸2021/9/234产品的装配精度包括：产品的装配精度包括：零件间的距离精度零件间的距离精度 相互配合精度相互配合精度 相互位置精度相互位置精度 相对运动精度相对运动精度 接触精度接触精度 第三节第三节 装配精度与装配尺寸链装配精度与装配尺寸链一、装配精度：一、装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。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，为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准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通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求2021/9/235产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件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。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：装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链的建立：装配尺寸链的建立：1.1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；2.2.确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系；位置关系；3.3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性封闭环一次性4.4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环2021/9/236 零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配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。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。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。方法通过解算装配尺寸链来确定。2021/9/237 二、保证装配精度的装配工艺方法二、保证装配精度的装配工艺方法1.1.互换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。实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。（1 1）完全互换法）完全互换法 条件：条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。式中式中 TOL 封闭环极值公差封闭环极值公差 T装配允许公差装配允许公差2021/9/238优点：优点：装配过程简单，装配生产率高装配过程简单，装配生产率高 对工人的技术水平要求不高对工人的技术水平要求不高 便于组织流水线及自动化装配便于组织流水线及自动化装配 容易实现零部件专业协作容易实现零部件专业协作 便于备件供应及维修工作。便于备件供应及维修工作。缺点：缺点：在装配精度高，环数较多时就难以满足在装配精度高，环数较多时就难以满足 零件加工经济精度要求。零件加工经济精度要求。适用：适用：在满足零件加工经济精度情况下，首先在满足零件加工经济精度情况下，首先 考虑选用完全互换。考虑选用完全互换。2021/9/239（2）不完全互换法不完全互换法（部分互换法）（部分互换法）用极值法计算各组成环的公差结果有时候难于满用极值法计算各组成环的公差结果有时候难于满足零件的经济加工精度要求甚至很难加工，因此可以足零件的经济加工精度要求甚至很难加工，因此可以适当放大零件公差来达到装配精度。适当放大零件公差来达到装配精度。计算方法计算方法：概率法概率法 优点优点：放大了零件制造公差，零件加工容放大了零件制造公差，零件加工容 易，成本低。易，成本低。缺点缺点：有极小部分产品达不到装配精度（正有极小部分产品达不到装配精度（正 常情况常情况0.27%）。）。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。故故这种装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环这种装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多（大于数较多（大于4）的情况。）的情况。2021/9/23102.2.选配法选配法 用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。实质是实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择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。合适的零件进行装配。（1）直接选配法）直接选配法 （2）分组选配法（分组互换法）分组选配法（分组互换法）（3）复合选配法（组内选配法）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。组内公差可不等，装配精度可达很高。2021/9/2311（1）直接选配法直接选配法 由装配工人在许多待装配的零件中凭由装配工人在许多待装配的零件中凭经验挑选合适的零件装配在一起保证装经验挑选合适的零件装配在一起保证装配精度。配精度。优点：优点：简单简单 缺点：缺点：选配时间长；选配时间长；不宜在有节拍的生产中用。不宜在有节拍的生产中用。2021/9/2312（2）分组选配法分组选配法 将被加工零件的制造公差放宽几倍将被加工零件的制造公差放宽几倍,零件加工测零件加工测量后分组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行量后分组（公差放宽几倍分几组），并按对应组进行装配以保证装配精度的方法装配以保证装配精度的方法。优点：优点：零件加工精度要求不高，而能获得零件加工精度要求不高，而能获得 很高的装配精度；很高的装配精度；同组零件可以互换。同组零件可以互换。缺点：缺点：增加零件的存贮量，增加了零件的测量分增加零件的存贮量，增加了零件的测量分 组工作，使零件的贮存运输工作复杂化。组工作，使零件的贮存运输工作复杂化。2021/9/2313分组选配法的特点：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；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；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。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：必须满足的几个条件：（1 1）相配件的公差应相等；）相配件的公差应相等；（2 2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；（3 3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；（4 4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。）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适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况2021/9/2314例例：如图所示，连杆小头孔的直径为如图所示，连杆小头孔的直径为 ，活塞销的直径为活塞销的直径为 ,其配合间隙要求为其配合间隙要求为 0.0025mm0.0075mm ,因此，生产上采用分组装因此，生产上采用分组装 配法，将活塞销直径公差放大四倍为配法，将活塞销直径公差放大四倍为 ，连杆小头孔直径公差亦放大四倍连杆小头孔直径公差亦放大四倍,为为 ,再分为四组相应进行装配再分为四组相应进行装配,就可以保证配合精度和性质，就可以保证配合精度和性质，如下表：如下表：1 12 23 34 412343 342 21-0.0025-0.0050-0.0075-0.0100-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.002511活塞活塞22连杆连杆33活塞销活塞销44挡圈挡圈2021/9/2315最小间隙最小间隙 (mm)最大间隙最大间隙 (mm)红红 4 黄黄 3 绿绿 2 0.0025 0.0075 白白 1 配合性质配合性质连杆小头孔连杆小头孔 直径直径(mm)活塞直径活塞直径 (mm)标志颜色标志颜色组别组别表表8-3返回本章目录返回本章目录2021/9/2316.修配法修配法 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。用修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时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。度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技术水平限制。术水平限制。注意以下三点：注意以下三点：（1 1）正确选择修配对象，）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的，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。不需热处理、非公共环做修配环。（2 2）修配件余量要经过计算）修配件余量要经过计算（3 3）尽量利用机械加工代替手工修配）尽量利用机械加工代替手工修配2021/9/2317解：解：按完全互换法求组成环平均公差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公差小不经济用修配法法 选择修配环选择修配环 刮修方便，选刮修方便，选A2、A3合并成为修配环合并成为修配环 按经济精度定组成环公差及按经济精度定组成环公差及A1偏差偏差 A1、A23用镗模加工，用镗模加工，T1=T23=0.1，A1=202 0.05 A23=46156=202A1A23A0 确定修配环偏差确定修配环偏差 修配环修配环 A23为增环，刮修为增环，刮修A23 A0减小减小 A0 min A0min A23min A1max=0 A23min=A1max=202.05 A23max=A23minT23=202.15 A23=202+0.15+0.05例：例：车床装配前后轴线等高，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。，试确定修配环及尺寸公差。02021/9/2318 确定实际修配环偏差确定实际修配环偏差 取最小刮研量为取最小刮研量为0.15，A23 =202+0.15 0.15=202+0.30 最大刮量最大刮量Zmax=A0 max A0max=202.30-201.95-0.06=0.29 实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于0.29+0.05+0.20A1A2A0当修配环为减环时，随着修刮使封闭当修配环为减环时，随着修刮使封闭环实际尺寸变大，应使环实际尺寸变大，应使 A0 max A0max 2021/9/23194.4.调整法调整法 原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均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。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。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。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。2021/9/2320（1）可动调整法可动调整法特点：特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用 很广。很广。需增加一套调整装置，需增加一套调整装置，适于小批生产中。适于小批生产中。2021/9/2321（2）固定调整装配法）固定调整装配法返回本章目录返回本章目录2021/9/2322 固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的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。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。适于在小批生产中应用。（3）误差抵消调整法）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。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。轮和轴承的偏心方向来抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。2021/9/23235.5.装配方法的选择装配方法的选择互换法互换法完全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优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配统计互换法统计互换法大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况选配法选配法直接选配法直接选配法成批大量生产精度要求很高环数少的情况成批大量生产精度要求很高环数少的情况分组选配法分组选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况复合选配法复合选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况 修配法修配法单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情况，组成环按经济精度加工，生产率低况，组成环按经济精度加工，生产率低调整法调整法可动调整法可动调整法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况固定调整法固定调整法大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况误差抵消法误差抵消法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况2021/9/2324 第四节第四节 装配工艺规程设计装配工艺规程设计1.研究产品装配图和装配技术条件研究产品装配图和装配技术条件 2.确定装配的组织形式确定装配的组织形式 （1）固定式装配）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。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。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）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。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。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。2021/9/2325 3.划分装配单元划分装配单元,确定装配顺序，绘制装配工艺确定装配顺序，绘制装配工艺 系统图系统图 将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的 装配单元装配单元，选定装配基准件选定装配基准件，便于组织生产。，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。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：安排装配顺序的原则是：先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般 2021/9/23261）研究产品分解成）研究产品分解成“装配单元装配单元”的方案。的方案。装配单元分五级：装配单元分五级：零件零件 机器的最基本单元。机器的最基本单元。合件合件 比零件大一级的装配单元。比零件大一级的装配单元。组件组件 由一个或几个合件有与若干个零件由一个或几个合件有与若干个零件 组合成的装配单元。组合成的装配单元。部件部件 由一个基准零件和若干个零件、合由一个基准零件和若干个零件、合 件和组件而组合成的装配单元。件和组件而组合成的装配单元。机器机器 产品产品2021/9/23272）装配顺序的确定）装配顺序的确定 选择基准件选择基准件 零件或低一级的装配单元；零件或低一级的装配单元；安排顺序规律安排顺序规律 先下后上、先难后易、先先下后上、先难后易、先 重大后轻小、先精密后一般重大后轻小、先精密后一般3）装配工艺规程文件的编写）装配工艺规程文件的编写 文件内容：文件内容：装配图；装配图；装配工艺流程图；装配工艺流程图；装配工艺过程卡片；装配工艺过程卡片；装配工艺说明书。装配工艺说明书。返回本章目录返回本章目录2021/9/2328基准件基准件零件零件部件部件零零件件基基准准件件钻孔攻丝钻孔攻丝组组件件基基准准件件合合件件检验检验检验检验合件合件零件零件名称名称代号代号件数件数 图图4-83 装配工艺流程示意图装配工艺流程示意图2021/9/23292021/9/2330 4 4.划分装配工序划分装配工序,进行工序设计进行工序设计 主要任务是：主要任务是：划分装配工序，确定工序内容；划分装配工序，确定工序内容；确定各工序所需设备及工具；确定各工序所需设备及工具；制订各工序装配操作规范；制订各工序装配操作规范；制订各工序装配质量要求与检验方法；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；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。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。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。在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。2021/9/2331