[精选]机器装配工艺过程设计.pptx
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1、第六章第六章 机器装配工艺过程设计机器装配工艺过程设计 6.1 6.1 概述概述装配装配根据技术要求将假设干零件接合成部件根据技术要求将假设干零件接合成部件 或将假设干个零件和部件接合成产品或将假设干个零件和部件接合成产品 的劳动过程。的劳动过程。装配内容装配内容零部件的清洗、接合、调整、试零部件的清洗、接合、调整、试 验、检验、油漆和包装。验、检验、油漆和包装。机械产品质量机械产品质量1 物理参数:转数、质量、平物理参数:转数、质量、平 衡、密封、磨擦等衡、密封、磨擦等;2几何参数:距离精度、相互几何参数:距离精度、相互 位置精位置精 度,相对运动精度,配合度,相对运动精度,配合 精度和接触
2、精度。精度和接触精度。装配的距离精度装配的距离精度 距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸距离精度是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。要求等相关零件、部件的距离尺寸的准确程度。图图6-1车床装配的尺寸车床装配的尺寸B3B1B0B2A2A3A1A A0 0返回本章目录返回本章目录装配的相互位置精度装配的相互位置精度活塞活塞连杆连杆缸体缸体曲轴曲轴装配相互位置精度装配相互位置精度-反映各零件有关相互反映各零件有关相互位置与装配相互位置位置与装配相互位置的关系。的关系。装配的运动精度装配的运动精度装配的运动精度有装配的运动精度有 主轴圆跳动主轴圆跳动 轴向
3、窜动轴向窜动转动精度转动精度 传动精度传动精度它们主要与主轴轴颈处的精度、轴承它们主要与主轴轴颈处的精度、轴承精度、箱体轴孔精度及传动元件自身精度、箱体轴孔精度及传动元件自身精度有关。精度有关。接触精度接触精度 接触精度是指配合外表接触到达规接触精度是指配合外表接触到达规定接触面积的大小与接触点分布情况。定接触面积的大小与接触点分布情况。接触精度主要影响接触刚度和配合接触精度主要影响接触刚度和配合质量的稳定性。质量的稳定性。上述精度之间的关系: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。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。位置精度又是相对运动精度的基
4、础。装配精度与零件精度之间的关系: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越容易保证。但装配精度不完全依靠零件精 度来到达,而与装配方法有关度来到达,而与装配方法有关。6.2 6.2 装配尺寸链装配尺寸链装配尺寸链的概念装配尺寸链的概念 装配尺寸链装配尺寸链 是以某项装配精度指标或装是以某项装配精度指标或装配要求作为封闭环,查找所有与该项精度指标配要求作为封闭环,查找所有与该项精度指标或装配要求有关零件尺寸或位置要求作为组成或装配要求有关零件尺寸或位置要求作为组成环而形成的尺寸链。环而形成的尺寸链。装
5、配尺寸链是保证装配精度的依据。装配尺寸链是保证装配精度的依据。返回本章目录返回本章目录12345装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立 最短路线原则最短路线原则-要求装配尺寸链中所要求装配尺寸链中所占据的组成数目最少,占据的组成数目最少,即每个有关零件仅以即每个有关零件仅以一个组成环列入。一个组成环列入。建立装配尺寸步骤:建立装配尺寸步骤:1 封闭环确定:装配间隙封闭环确定:装配间隙0.20.7mm 为装为装配精度要求,配精度要求,即即 2 组成环确定:遵守尺寸链最短路线原则。组成环确定:遵守尺寸链最短路线原则。3 画出尺寸链图。画出尺寸链图。装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法 装配尺寸链应用
6、于两方面:装配尺寸链应用于两方面:1正计算正计算用于验算。用于验算。2反计算反计算用于设计。用于设计。计算方法有:计算方法有:1极值法极值法 2概率法概率法 1极值法极值法 极值法正计算与工艺尺寸链同。极值法正计算与工艺尺寸链同。极值法反计算极值法反计算:选相依尺寸选相依尺寸选择加选择加工容易或生产上受限制较少的组成环。工容易或生产上受限制较少的组成环。1 分析建立装配尺寸链分析建立装配尺寸链 2确定组成环公差。确定组成环公差。求平均公差求平均公差计算相依尺寸公差计算相依尺寸公差 “相依尺寸公差相依尺寸公差3 确定组成环上下偏差确定组成环上下偏差 按入体原则确定即按入体原则确定即:包容面包容面
7、 孔下偏差为零;孔下偏差为零;被包容面轴上偏差为零被包容面轴上偏差为零。计算相依尺寸上下偏差计算相依尺寸上下偏差 例:如图,冷态下的例:如图,冷态下的轴向装配间隙为轴向装配间隙为0.050.15mm,A1=41mm,A2=A4=17mm,A3=7mm。求各组成。求各组成环的公差及偏差环的公差及偏差。12345A2A0A1A4A3图图6-4 双联转子泵轴向关系简图双联转子泵轴向关系简图解解:1 分析和建立尺寸链分析和建立尺寸链图图 封闭环尺寸是封闭环尺寸是A A 0A A4 4A A1 1A A 3 3A A 2 2 2确定各组成环公差:确定各组成环公差:选择选择A1为为“相依尺寸相依尺寸(3)
8、计算相依尺寸偏差计算相依尺寸偏差(4)故故“相依尺寸为:相依尺寸为:基本尺寸基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.009 +0.018 +0.015 +0.018 +0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.05表表6-1 2概率法概率法 极值法优点是简单可靠极值法优点是简单可靠,缺点是在封闭环缺点是在封闭环公差较小组成环数量较多时,各组成环公差会公差较小组成环数量较多时,各组成环公差会很小,使零件加工困难,增加零件制造成本。很小,使零件加工困难,增加零件制造成本。因此,在成批生产或大量生产中,当装配因此,在成批生产或大量生产中,当装配精度要求
9、高,组成环数目又较多时,应用概率精度要求高,组成环数目又较多时,应用概率法解尺寸链比较合理。法解尺寸链比较合理。1 各环公差计算各环公差计算 独立随机变量之和的均方根误差独立随机变量之和的均方根误差 与这与这些随机变量相应的值些随机变量相应的值 有如下关系有如下关系:在装配尺寸链中在装配尺寸链中,其组成环是彼此独立其组成环是彼此独立的随机变量,因此作为组成环合成封闭环的的随机变量,因此作为组成环合成封闭环的数值也是一个随机变量。数值也是一个随机变量。当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循都遵循正态分布规律则其封闭环必将遵循正态分布规
10、律此时尺寸的随机误差即尺寸正态分布规律此时尺寸的随机误差即尺寸的分散范围为其均分均误差的的分散范围为其均分均误差的6倍。倍。令尺寸的公差为令尺寸的公差为 ,则封闭,则封闭环公差为环公差为 如零件尺寸不属于正态分布时,则引入一如零件尺寸不属于正态分布时,则引入一个相对分布系数个相对分布系数K,则有:,则有:不同分布曲线的相对分布系数值见表不同分布曲线的相对分布系数值见表8-2 1.17 -1.17 1.73 1.22 1 k -0.26 0.26 0.23 1.4 0 0 0 e分布曲线分布曲线 内尺寸内尺寸 外尺寸外尺寸 偏态分布偏态分布瑞利分布瑞利分布均匀分均匀分布布三角分布三角分布正态分正
11、态分布布分布特征分布特征表表6-2 一些尺寸分布曲线的一些尺寸分布曲线的K和和e值值 2各环平均尺寸的计算各环平均尺寸的计算 根据概率论原理,各环的基本尺寸是根据概率论原理,各环的基本尺寸是以尺寸分布的集中位置即用算术平均以尺寸分布的集中位置即用算术平均 来表示,所以装配尺寸链中有来表示,所以装配尺寸链中有 当各组成环的尺寸分布曲线属于对称当各组成环的尺寸分布曲线属于对称分布,而且分布中心与公差带中心重合时,分布,而且分布中心与公差带中心重合时,则其尺寸分布算术平均值则其尺寸分布算术平均值 等于该尺寸等于该尺寸公差带中心尺寸,此时有公差带中心尺寸,此时有 例:如上图利用概率法求各组成环公差例:
12、如上图利用概率法求各组成环公差及上下偏差及上下偏差 设各零件加工符合正态分布设各零件加工符合正态分布。解:解:1分析和建立装配尺寸链分析和建立装配尺寸链 封闭环尺寸为封闭环尺寸为 2 确定各组成环公差。确定各组成环公差。相依环公差相依环公差:确定各环公差确定各环公差:2 计算相依尺寸的平均尺寸计算相依尺寸的平均尺寸3 计算相依尺寸及其偏差计算相依尺寸及其偏差 6.3 6.3 保证装配精度的工艺方法保证装配精度的工艺方法 互换法互换法 互换法实质:用控制零件加工误差来保证装互换法实质:用控制零件加工误差来保证装配精度的一种方法。根据互换程度,分两种:配精度的一种方法。根据互换程度,分两种:1完全
13、互换法:就是机器在装配过程中完全互换法:就是机器在装配过程中每个待装配零件不需要挑选、修配和调整装配后每个待装配零件不需要挑选、修配和调整装配后就能到达装配精度。就能到达装配精度。计算方法:按装配尺寸链中极值法计算。计算方法:按装配尺寸链中极值法计算。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 便于备件供给及维修工作。便于备件供给及维修工作。缺点:在装配精度高,环数较多时就难以满足缺点:在装配精度高,环数较多时就难以满足 零
14、件加工经济精度要求。零件加工经济精度要求。适用:在满足零件加工经济精度情况下,首先适用: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。2不完全互换法局部互换法不完全互换法局部互换法 用极值法计算各组成环的公差结果有时候难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,于满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到达装配精度。因此可以适当放大零件公差来到达装配精度。计算方法:概率法计算方法:概率法 优点:放大了零件制造公差,零件加工容优点:放大了零件制造公差,零件加工容 易,成本低。易,成本低。缺点:有极小局部产品
15、达不到装配精度正缺点:有极小局部产品达不到装配精度正 常情况常情况0.27%。选配法选配法 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经验由装配工人在许多待装配的零件中凭经验挑选适宜的零件装配在一起保证装配精度。挑选适宜的零件装配在一起保证装配精度。优点:简单优点: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。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,零件加零件加工测量后分组公差放宽几倍分几组,并按对工测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。应组进行装配以保证装配
16、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:增加零件的存贮量,增加了零件的测量分缺点: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。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
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- 精选 机器 装配 工艺 过程 设计
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