《机械制造工程原理》第8章.ppt
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1、第第8 8章章 装配工艺规程设计装配工艺规程设计 8-1 概述概述一一,装配工艺过程内容装配工艺过程内容概念概念:1)零件零件:是组成产品的基本单元是组成产品的基本单元2)合件合件:指由几个零件以不可拆卸的连接方式指由几个零件以不可拆卸的连接方式(如如:焊接焊接,鉚合鉚合,压配等压配等)合在一起后合在一起后,再进行加工而形成的组成单元再进行加工而形成的组成单元.3)组件组件:由若干个零件或合件组成的结构由若干个零件或合件组成的结构,这种结构在装配上有一定这种结构在装配上有一定 的独立性的独立性4)部件部件:一个或几个合件和零件一个或几个合件和零件,组件的组合组件的组合,组合后具有一定功能组合后
2、具有一定功能,装配上独立装配上独立,并能完成一定产品性能指标的组成部分并能完成一定产品性能指标的组成部分5)机器机器:有上述全部单元组合而成的整体有上述全部单元组合而成的整体 机械机械产品的质量要求,必须由正确的设计,零件产品的质量要求,必须由正确的设计,零件的制造精度、材质和处理的质量,以及装配精度等来的制造精度、材质和处理的质量,以及装配精度等来保证。一台机器总是从设计开始,经过零件的加工最保证。一台机器总是从设计开始,经过零件的加工最后装配而成。后装配而成。机械产品的装配是整个机械产品制造过机械产品的装配是整个机械产品制造过程中的最后一个阶段,程中的最后一个阶段,包括装配、调试、精度及性
3、能包括装配、调试、精度及性能检验、试车等工作。检验、试车等工作。产品的装配质量在很大程度上决产品的装配质量在很大程度上决定机器的最终质量,对于产品的使用性能和使用寿命定机器的最终质量,对于产品的使用性能和使用寿命影响很大。如果装配不当,即使所有加工的零件都合影响很大。如果装配不当,即使所有加工的零件都合格也难以获得符合质量要求的机械产品。机械格也难以获得符合质量要求的机械产品。机械产品装产品装配工艺的基本任务就是在一定的生产条件下,装配出配工艺的基本任务就是在一定的生产条件下,装配出保证质量、有高生产率而又经济的产品。保证质量、有高生产率而又经济的产品。任何机器产品都是由零件装配而成的。如何从
4、零任何机器产品都是由零件装配而成的。如何从零件装配成机器,零件的精度和产品精度的关系以及达件装配成机器,零件的精度和产品精度的关系以及达到装配精度的方法,这些都是装配工艺所要解决的基到装配精度的方法,这些都是装配工艺所要解决的基本问题。另外,通过机器的装配过程,可以发现机器本问题。另外,通过机器的装配过程,可以发现机器设计和零件加工质量等所存在的问题,并加以改进,设计和零件加工质量等所存在的问题,并加以改进,以保证机器的质量。研究装配工艺过程和装配精度,以保证机器的质量。研究装配工艺过程和装配精度,采用有效的装配方法,制订出合理的装配工艺规程,采用有效的装配方法,制订出合理的装配工艺规程,对保
5、证产品的质量有着十分重要的意义,对提高产品对保证产品的质量有着十分重要的意义,对提高产品设计的质量有很大的影响。设计的质量有很大的影响。对装配工艺的基本要求是:装配质量符合规定的对装配工艺的基本要求是:装配质量符合规定的技术要求,生产周期短、劳动生产率高、成本低、装技术要求,生产周期短、劳动生产率高、成本低、装配劳动量小,装配操作方便。配劳动量小,装配操作方便。生产类型是决定装配工艺特征的重要因素。生产生产类型是决定装配工艺特征的重要因素。生产类型不同,装配方法、工艺过程,所用设备及工艺装类型不同,装配方法、工艺过程,所用设备及工艺装备,生产组织形式等也不同。备,生产组织形式等也不同。二二,装
6、配工作的主要内容装配工作的主要内容 1.1.清洗清洗 进入装配的零件必须先进行清洗,以除去在制造、进入装配的零件必须先进行清洗,以除去在制造、贮存、运输过程中所粘附的切屑、油脂、灰尘等。部贮存、运输过程中所粘附的切屑、油脂、灰尘等。部件、总成在运转磨合后也要清洗。清洗对于保证和提件、总成在运转磨合后也要清洗。清洗对于保证和提高装配质量,延长产品的使用寿命有着重要意义。高装配质量,延长产品的使用寿命有着重要意义。2 2平衡平衡 旋转旋转体的平衡是装配过程中一项重要工作。特别体的平衡是装配过程中一项重要工作。特别是对于转速高,运转平稳性要求高的机器,对其零、是对于转速高,运转平稳性要求高的机器,对
7、其零、部件的平衡要求更为严格,平衡工作更为重要。部件的平衡要求更为严格,平衡工作更为重要。旋转体的平衡有静平衡和动平衡两种方法。对于旋转体的平衡有静平衡和动平衡两种方法。对于盘状旋转体零件,如皮带轮、飞轮等,一般只进行静盘状旋转体零件,如皮带轮、飞轮等,一般只进行静平衡,对于长度大的零件,如曲轴,传动轴等,必须平衡,对于长度大的零件,如曲轴,传动轴等,必须进行动平衡。进行动平衡。旋转体内的不平衡质量可用加工去除法旋转体内的不平衡质量可用加工去除法进行平衡,如钻、铣、磨、锉、刮等。也可用加配质进行平衡,如钻、铣、磨、锉、刮等。也可用加配质量法进行平衡,如螺纹连接、铆接、补焊、胶接,喷量法进行平衡
8、,如螺纹连接、铆接、补焊、胶接,喷涂等方法。涂等方法。3过盈连接过盈连接 机器中的轴孔配合,有很多采用过盈连接。对于机器中的轴孔配合,有很多采用过盈连接。对于过盈连接件,在装配前应保持配合表面的清洁。常用过盈连接件,在装配前应保持配合表面的清洁。常用的过盈连接装配方法有压入法和热胀的过盈连接装配方法有压入法和热胀(或冷缩或冷缩)法。法。4 4螺纹连接螺纹连接 在机器装配过程中,广泛采用螺纹连接,对螺纹连接在机器装配过程中,广泛采用螺纹连接,对螺纹连接的要求是:的要求是:1 1)螺栓杆部不产生弯曲变形,螺栓头部、螺母底面与)螺栓杆部不产生弯曲变形,螺栓头部、螺母底面与被联接件接触良好。被联接件接
9、触良好。2 2)被联接件应均匀受压,互相紧密贴合,联接牢固。)被联接件应均匀受压,互相紧密贴合,联接牢固。3 3)根据被联接件形状、螺栓的分布情况,按一定顺)根据被联接件形状、螺栓的分布情况,按一定顺序逐次序逐次(一般为一般为2 23 3次次)拧紧螺母。拧紧螺母。螺纹连接的质量,除受有关零件的加工精度影响螺纹连接的质量,除受有关零件的加工精度影响外,与装配技术有很大关系。如拧紧的次序不对,施外,与装配技术有很大关系。如拧紧的次序不对,施力不均,零件将产生变形,降低装配精度,造成漏油、力不均,零件将产生变形,降低装配精度,造成漏油、漏气、漏水等。运动部件上的螺纹连接,若拧紧力达漏气、漏水等。运动
10、部件上的螺纹连接,若拧紧力达不到规定数值,将会松动,影响装配质量,严重时会不到规定数值,将会松动,影响装配质量,严重时会造成事故。因此,对于重要的螺纹连接,必须规定拧造成事故。因此,对于重要的螺纹连接,必须规定拧紧力的大小。螺纹连接中控制拧紧力的方法按原理可紧力的大小。螺纹连接中控制拧紧力的方法按原理可以分为以下几种:以分为以下几种:(1 1)控制扭矩法)控制扭矩法 用电动机驱动的工具、扳手或用电动机驱动的工具、扳手或用一个限制扭矩装置的手动工具来控制扭矩。用一个限制扭矩装置的手动工具来控制扭矩。(2 2)控制旋转角法)控制旋转角法 先按一初始扭矩预紧,使工先按一初始扭矩预紧,使工件相互贴紧后
11、,再从此扭矩值开始旋转一个预先确定件相互贴紧后,再从此扭矩值开始旋转一个预先确定的角度。的角度。(3 3)控制屈服点法)控制屈服点法 由电动机驱动的螺纹拧紧工由电动机驱动的螺纹拧紧工具输出测量值,由这些值构成旋转角具输出测量值,由这些值构成旋转角扭矩曲线,扭矩曲线,当达到螺栓屈服点时,即发出信号使螺栓扳手停止。当达到螺栓屈服点时,即发出信号使螺栓扳手停止。国外,有的使用由计算机控制的扭矩系统,可同时控国外,有的使用由计算机控制的扭矩系统,可同时控制和显示多轴扳手的扭矩值,较好地控制了螺纹连接制和显示多轴扳手的扭矩值,较好地控制了螺纹连接的拧紧力。的拧紧力。5 5校正校正 所谓校正,是指各零部件
12、本身或相互之间位置的找所谓校正,是指各零部件本身或相互之间位置的找正及相应的调整工作。这也是装配时要做的工作。正及相应的调整工作。这也是装配时要做的工作。除上述装配工作的基本内容外,部件或总成以至除上述装配工作的基本内容外,部件或总成以至整个产品装配中和装配后的检验、试运转,油漆、包整个产品装配中和装配后的检验、试运转,油漆、包装等也属于装配工作,应相应考虑安排。装等也属于装配工作,应相应考虑安排。三三,装配精度与零件加工精度的关系装配精度与零件加工精度的关系(1)几何精度(2)运动精度(3)接触精度几何精度几何精度 几何精度是指几何精度是指尺寸精度和相对位尺寸精度和相对位置精度。尺寸精度置精
13、度。尺寸精度反映了装配中各有反映了装配中各有关零件的尺寸和装关零件的尺寸和装配精度的关系。相配精度的关系。相对位置精度反映了对位置精度反映了装配中各有关零件装配中各有关零件的相对位置精度和的相对位置精度和装配相对位置精度装配相对位置精度的关系。的关系。运动精度运动精度 包括回转精度和传动精度。包括回转精度和传动精度。回转精度是指机器回转部件的径向跳动和轴向窜动。例回转精度是指机器回转部件的径向跳动和轴向窜动。例如主轴、回转工作台的回转精度,通常都是重要的装配精度。如主轴、回转工作台的回转精度,通常都是重要的装配精度。回转精度主要和轴类零件轴颈处的精度、轴承的精度、箱体回转精度主要和轴类零件轴颈
14、处的精度、轴承的精度、箱体轴孔的精度有关。轴孔的精度有关。传动精度是指机器传动件之间的运动关系。例如转台的传动精度是指机器传动件之间的运动关系。例如转台的分度精度、滚齿时滚刀与工件间的运动比例、车削螺纹时车分度精度、滚齿时滚刀与工件间的运动比例、车削螺纹时车刀与工件间的运动关系都反映了传动精度。刀与工件间的运动关系都反映了传动精度。四零件精度和装配精度的关系四零件精度和装配精度的关系 零件的精度和机器的装配精度有着密切的关系。零件的精度和机器的装配精度有着密切的关系。机器中有些装配精度往往只和一个零件有关,要保证机器中有些装配精度往往只和一个零件有关,要保证该项装配精度只要保证该零件的精度即可
15、,俗称该项装配精度只要保证该零件的精度即可,俗称“单单件自保件自保”。而有些装配精度则和几个零件有关,要保。而有些装配精度则和几个零件有关,要保证该项装配精度则必须同时保证这些零件的相关精度,证该项装配精度则必须同时保证这些零件的相关精度,这种情况比较复杂,要用装配尺寸链来解决。这种情况比较复杂,要用装配尺寸链来解决。机器装配精度的要求提出了相关零件相关精度的机器装配精度的要求提出了相关零件相关精度的要求,而相关零件的相关精度的确定又与生产量和装要求,而相关零件的相关精度的确定又与生产量和装配方法有关。装配方法不同,对相关零件的精度要求配方法有关。装配方法不同,对相关零件的精度要求也不同。也不
16、同。大量生产时,装配多采用完全互换法,零件的互大量生产时,装配多采用完全互换法,零件的互换性要求较高,从而零件的精度要求较高,这样才能换性要求较高,从而零件的精度要求较高,这样才能达到装配精度及生产节拍。单件小批生产时,多用修达到装配精度及生产节拍。单件小批生产时,多用修配法进行装配,零件的精度可以低些,靠装配时的修配法进行装配,零件的精度可以低些,靠装配时的修配来达到装配精度。至于各相关零件的精度等级,不配来达到装配精度。至于各相关零件的精度等级,不一定是相同的,可根据尺寸大小和加工难易程度来决一定是相同的,可根据尺寸大小和加工难易程度来决定。定。五影响装配精度的因素五影响装配精度的因素 (
17、1)(1)零件的加工精度零件的加工精度 机器的精度最终是在装配时达到的,保证零件的机器的精度最终是在装配时达到的,保证零件的加工精度,其目的在于保证机器的装配精度,因此零加工精度,其目的在于保证机器的装配精度,因此零件的精度和机器的装配精度有着密切的关系。一般来件的精度和机器的装配精度有着密切的关系。一般来说,零件的精度愈高装配精度愈容易保证,但并不是说,零件的精度愈高装配精度愈容易保证,但并不是零件精度愈高愈好,这样会增加产品的成本,并且造零件精度愈高愈好,这样会增加产品的成本,并且造成一定的浪费,应该根据装配精度来分析、控制有关成一定的浪费,应该根据装配精度来分析、控制有关零件的精度。零件
18、的精度。(2)(2)零件之间的配合要求和接触质量零件之间的配合要求和接触质量 零件之间的配合要求是指配合面间的间隙量或过零件之间的配合要求是指配合面间的间隙量或过盈量,它决定了配合性质。零件之间的接触质量是指盈量,它决定了配合性质。零件之间的接触质量是指配合面或连接表面之间的接触面积大小和接触位置的配合面或连接表面之间的接触面积大小和接触位置的要求,它主要影响接触刚度即接触变形,同时也影响要求,它主要影响接触刚度即接触变形,同时也影响配合性质。配合性质。(3)(3)力、热、内应力等所引起的零件变形力、热、内应力等所引起的零件变形 零件在机械加工和装配中,由于力、热、内应力零件在机械加工和装配中
19、,由于力、热、内应力等所产生的变形,对装配精度有很大的影响。等所产生的变形,对装配精度有很大的影响。零件产生变形的原因很多,有些零件在机械加工零件产生变形的原因很多,有些零件在机械加工后是合格的,但由于装配不当,如装配过程中的碰撞、后是合格的,但由于装配不当,如装配过程中的碰撞、压配合所产生的变形就会影响装配精度。有些产品在压配合所产生的变形就会影响装配精度。有些产品在装配时,由于零件本身自重产生变形,从而影响装配装配时,由于零件本身自重产生变形,从而影响装配精度精度。有些产品在装配时精度是合格的,但由于零件有些产品在装配时精度是合格的,但由于零件加工时零件的表层和里层有内应力,这种零件装配后
20、加工时零件的表层和里层有内应力,这种零件装配后经过一段时间或外界条件有变化时可能产生内应力变经过一段时间或外界条件有变化时可能产生内应力变形,影响装配精度。形,影响装配精度。(4)(4)旋转零件的不平衡旋转零件的不平衡 旋转零件的平衡在高速旋转的机械中已经愈来旋转零件的平衡在高速旋转的机械中已经愈来愈受到重视,作为必要工序在工艺中进行安排。如愈受到重视,作为必要工序在工艺中进行安排。如发动机的曲轴和离合器、电机的转子及一些高速旋发动机的曲轴和离合器、电机的转子及一些高速旋转轴等都要进行动平衡,以便在装配时能保证装配转轴等都要进行动平衡,以便在装配时能保证装配精度,使机器能正常工作,同时还能降低
21、噪音。精度,使机器能正常工作,同时还能降低噪音。六保证装配精度的方法六保证装配精度的方法(1 1)互换装配法)互换装配法 零件加工完毕经检验合格后,在装配时不经任零件加工完毕经检验合格后,在装配时不经任何调整和修配就可以达到要求的装配精度,这种装何调整和修配就可以达到要求的装配精度,这种装配方法就是互换法。互换法中,又分为完全互换法配方法就是互换法。互换法中,又分为完全互换法和不完全互换法。和不完全互换法。利用装配尺寸链来达到装配精度的工艺方法一利用装配尺寸链来达到装配精度的工艺方法一般可以分为四类:即互换装配法、选择装配法、调般可以分为四类:即互换装配法、选择装配法、调整装配法和修配装配法。
22、整装配法和修配装配法。1 1)完全互换法)完全互换法 合格的零件在进入装配时,不经任何选择、调整合格的零件在进入装配时,不经任何选择、调整和修配,就可以达到装配精度,称之为完全互换法。和修配,就可以达到装配精度,称之为完全互换法。这就是说,当所有的增环零件都出现最大值这就是说,当所有的增环零件都出现最大值(或所有或所有的增环零件都出现最小值的增环零件都出现最小值),所有的减环零件都出现,所有的减环零件都出现最小值最小值(或所有的减环零件都出现最大值或所有的减环零件都出现最大值)时,装配时,装配精度也应该合格精度也应该合格,这样就实现了完全互换。完全互换这样就实现了完全互换。完全互换法的特点是:
23、装配容易,工人技术水平要求不高,装法的特点是:装配容易,工人技术水平要求不高,装配生产率高;装配时间定额稳定,易于组织装配流水配生产率高;装配时间定额稳定,易于组织装配流水线生产,企业之间的协作与备品问题易于解决。线生产,企业之间的协作与备品问题易于解决。由于完全互换法装配是用极值法来计算尺寸链,由于完全互换法装配是用极值法来计算尺寸链,其封闭环的公差与各组成环的公差之间的关系是其封闭环的公差与各组成环的公差之间的关系是,当环当环数多时,各组成环的公差就较小,使零件加工精度提数多时,各组成环的公差就较小,使零件加工精度提高,加工困难,甚至不可能达到。因此这种装配方法高,加工困难,甚至不可能达到
24、。因此这种装配方法多用于精度不是太高的少环装配尺寸链。多用于精度不是太高的少环装配尺寸链。用完全互换法装配就是用极值法来解装配尺寸链,用完全互换法装配就是用极值法来解装配尺寸链,对于装配尺寸链,大多数情况下碰到的是已知封闭环对于装配尺寸链,大多数情况下碰到的是已知封闭环尺寸和公差,需求解各组成环尺寸和公差的问题,可尺寸和公差,需求解各组成环尺寸和公差的问题,可用等公差法、等精度法或经验法来确定各组成环的公用等公差法、等精度法或经验法来确定各组成环的公差差(即零件的尺寸及公差即零件的尺寸及公差)。2 2)不完全互换)不完全互换法法 当装配精度要求较高而尺寸链的组成环又较多时,当装配精度要求较高而
25、尺寸链的组成环又较多时,如用完全互换法装配,则势必使得各组成环的公差很小,如用完全互换法装配,则势必使得各组成环的公差很小,造成加工困难。用极值法分析,装配时所有的零件同时造成加工困难。用极值法分析,装配时所有的零件同时出现极大极小值的概率是很小的出现极大极小值的概率是很小的,因此可以舍弃这些情因此可以舍弃这些情况,将组成环的公差适当加大,装配时有为数不多的组况,将组成环的公差适当加大,装配时有为数不多的组件、部件或机械制品装配精度不合格,留待以后再分别件、部件或机械制品装配精度不合格,留待以后再分别进行处理,这种装配方法称之为不完全互换法。不完全进行处理,这种装配方法称之为不完全互换法。不完
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