[精选]仪器制造工艺学6——仪器装配基础.pptx
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1、仪器制造工艺学仪器装配基础第六章 仪器装配基础概述一 装配的概念1定义定义n按规定的技术要求,将零件或部件进行按规定的技术要求,将零件或部件进行配合和连接,并对其进行调试和检测,配合和连接,并对其进行调试和检测,使之成为半成品或成品的工艺过程。使之成为半成品或成品的工艺过程。2分类分类n根据装配的成品分为组装、部装和总装。根据装配的成品分为组装、部装和总装。概述零件零件标准件标准件组装组装组件组件零件零件标准件标准件部装部装部件部件组件组件零件零件标准件标准件总装总装产品产品概述n1零件零件 机器是由许多零件组成的,零件是机器的最机器是由许多零件组成的,零件是机器的最小单元。小单元。n2组件组
2、件 在一个基准零件上,装上假设干零件与套件在一个基准零件上,装上假设干零件与套件可无套件而构成,它没有独立完整的功能。可无套件而构成,它没有独立完整的功能。为组件而进行的装配工作称为组装。为组件而进行的装配工作称为组装。n3部件部件 在一个基准零件上,装上假设干组件、套件在一个基准零件上,装上假设干组件、套件和零件,成为一个具有独立、完整功能的装配和零件,成为一个具有独立、完整功能的装配单元,称为部件。为形成部件而进行的装配工单元,称为部件。为形成部件而进行的装配工作称之为部装。作称之为部装。概述n4基准件基准件 各种装配单元都要首先选定某一零件或低各种装配单元都要首先选定某一零件或低一级的单
3、元作为装配基准件。基准件应当体积一级的单元作为装配基准件。基准件应当体积或质量较大,有足够的支承面以保证装配时的或质量较大,有足够的支承面以保证装配时的稳定性。稳定性。n5总装总装 在一个基准零件上,装上假设干个部件、在一个基准零件上,装上假设干个部件、组件、套件及零件就成为一台机器,为此而进组件、套件及零件就成为一台机器,为此而进行的装配工作,称之为总装。行的装配工作,称之为总装。概述3内容内容n准备工作:准备工作:包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等;衡等;n主要工作:主要工作:包括零件的装入、联结、部装、总装;包括零件的装入、联结、部装、总装;装配过程
4、中的检验、调整、试验和装配装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。后的试运转、油漆、包装等。概述4地位地位n装配是仪器制造中的最后一个阶段;装配是仪器制造中的最后一个阶段;n装配工艺和装配质量影响仪器质量工装配工艺和装配质量影响仪器质量工作性能、使用效果、可靠性、寿命等作性能、使用效果、可靠性、寿命等n装配过程中可发现设计错误和加工工艺装配过程中可发现设计错误和加工工艺中的错误;中的错误;n装配是产品的最终检验环节。装配是产品的最终检验环节。概述二 仪器装配精度1概念概念n装配精度是装配工艺的质量指标,可根据机器的工作装配精度是装配工艺的质量指标,可根据机器的工作性能来确定
5、。性能来确定。2内容包括零、部件间的内容包括零、部件间的n尺寸精度指配合精度与距离精度尺寸精度指配合精度与距离精度n位置精度包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等位置精度包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等n运动精度包括相对运动时的平行度、直线度、垂直运动精度包括相对运动时的平行度、直线度、垂直度等;度等;n接触刚度接触面大小、接触点分布接触刚度接触面大小、接触点分布概述3与零件精度和装配工艺的关系与零件精度和装配工艺的关系n零件精度直接影响装配精度,是保零件精度直接影响装配精度,是保证装配精度的基础;证装配精度的基础;n装配工艺可提高和保证装配精度;装配工艺可提高和保证装配精度;n装配精度是由相关
6、零件的加工精度装配精度是由相关零件的加工精度和合理的装配工艺共同来保证的。和合理的装配工艺共同来保证的。装配尺寸链及其计算一 装配尺寸链的基本概念及其特征1定义:在仪器的装配关系中,由有关零件的定义:在仪器的装配关系中,由有关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装配尺寸链。配尺寸链。2作用作用n查找零件对装配精度的影响;查找零件对装配精度的影响;n指导制订装配工艺,合理安排装配工序;指导制订装配工艺,合理安排装配工序;n分析产品结构的合理性。分析产品结构的合理性。3特点特点 除有一般尺寸链的特点外,还有:除有一般尺寸链的特点外,还有:n封闭环十清
7、楚显,一定是机器产品或部件的封闭环十清楚显,一定是机器产品或部件的某项装配精度;某项装配精度;n封闭环在装配后才能形成,不具有独立性封闭环在装配后才能形成,不具有独立性装配精度只有装配后才能测量;装配精度只有装配后才能测量;n各组成环不是仅在一个零件上的尺寸,而是各组成环不是仅在一个零件上的尺寸,而是在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸;在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸;n装配尺寸链形式较多,有线性尺寸链、角度装配尺寸链形式较多,有线性尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。装配尺寸链及其计算二 装配尺寸链的建立1建立装配尺寸链的方法建立装配尺寸链的方
8、法n先确定反映装配后技术要求的封闭环,然后根先确定反映装配后技术要求的封闭环,然后根据封闭环的要求查找各组成环;据封闭环的要求查找各组成环;n采用粘连法,按照采用粘连法,按照“最少环数原则建立尺寸最少环数原则建立尺寸链图链图n粘连法:即取封闭环两端为起点,沿装配精度粘连法:即取封闭环两端为起点,沿装配精度方向,以基准面为线索,一个挨一个,直至找方向,以基准面为线索,一个挨一个,直至找到同一基准零件,甚至同一基准面为止;到同一基准零件,甚至同一基准面为止;n“最少环数原则,又称最短路线原则。最少环数原则,又称最短路线原则。三 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用包括两个方面:装配尺寸链的应用包括
9、两个方面:n正向计算:已有产品装配图和全部零件图,正向计算:已有产品装配图和全部零件图,尺寸链的封闭环,各组成环的基本尺寸、公尺寸链的封闭环,各组成环的基本尺寸、公差及偏差,求封闭环的基本尺寸、公差及偏差及偏差,求封闭环的基本尺寸、公差及偏差;然后和条件比照,验证各环精度是否合差;然后和条件比照,验证各环精度是否合理。理。n反向计算:产品设计阶段,根据装配精度反向计算:产品设计阶段,根据装配精度封闭环要求,确定各组成环的基本尺寸、封闭环要求,确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差。公差及偏差。n两种计算的计算方法都通过极值法和概率法两种计算的计算方法都通过极值法和概率法求解。求解。1极值法又称完全
10、互换法极值法又称完全互换法n所用公式与工艺尺寸链的相同。所用公式与工艺尺寸链的相同。n这里介绍一个所谓这里介绍一个所谓“相依尺寸相依尺寸的概念,的概念,即在装配尺寸链的组成环中选择一个比较即在装配尺寸链的组成环中选择一个比较容易加工或在生产上受限制较少的组成环容易加工或在生产上受限制较少的组成环尺寸。实际上是选择一个环作为协调环,尺寸。实际上是选择一个环作为协调环,其它各环必须为标准公差,而协调环可以其它各环必须为标准公差,而协调环可以不是标准公差。不是标准公差。n举例说明计算过程举例说明计算过程:A1=41mm,A3=7mm,A2=A4=17mm;要求轴向要求轴向间隙为间隙为0.050.15
11、mm。分析和建立尺寸链分析和建立尺寸链封闭环尺寸是封闭环尺寸是验算封闭环的基本尺寸为验算封闭环的基本尺寸为 =41-17+7+17=0各环基本尺寸正确。各环基本尺寸正确。确定各组成环公差确定各组成环公差隔板隔板A3容易在平面磨上磨削,精度容易到达,容易在平面磨上磨削,精度容易到达,应选其作为应选其作为“相依尺寸协调环。相依尺寸协调环。各组成环的平均公差各组成环的平均公差根据基本尺寸的大小和加工的难易程度,调根据基本尺寸的大小和加工的难易程度,调整各组成环的公差为:整各组成环的公差为:TA1=0.049mm,TA2=TA4=0.018mm,计算计算“相依尺寸公差为:相依尺寸公差为:TA3=TA-
12、TA1+TA2+TA4=0.1 0.049+0.018+0.018 mm =0.015mm 计算计算“相依尺寸偏差相依尺寸偏差 列尺寸链竖式解得:列尺寸链竖式解得:2概率法又称不完全互换法概率法又称不完全互换法n极值法的优点是简单、可靠,缺点是当极值法的优点是简单、可靠,缺点是当封闭环公差较小、组成环较多时,各组封闭环公差较小、组成环较多时,各组成环公差将很小,给制造带来困难,使成环公差将很小,给制造带来困难,使成本增加。加工尺寸处于公差带中间局成本增加。加工尺寸处于公差带中间局部的是多数,处于极限尺寸的是极少数,部的是多数,处于极限尺寸的是极少数,装配时同一部件的各组成环恰好都处于装配时同一
13、部件的各组成环恰好都处于极限尺寸的情况就更少见。因此,大批极限尺寸的情况就更少见。因此,大批量生产中,装配精度要求高、组成环数量生产中,装配精度要求高、组成环数目多时,应用概率法解算尺寸链较合理。目多时,应用概率法解算尺寸链较合理。n用概率法计算得到的各环的平均公差为:用概率法计算得到的各环的平均公差为:n因此,比用极值法计算的结果扩大了因此,比用极值法计算的结果扩大了 倍,从而更便于加工。倍,从而更便于加工。n封闭环的上、下偏差为:封闭环的上、下偏差为:BsA=BMA+1/2 T BxA=BMA-1/2 T BM:算术平均值:算术平均值:A1=60+0.20mm,A2=57-0.20mm,A
14、3=3-0.10mm,各组成环均呈正态各组成环均呈正态分布,即分布中心与公差带中心重合分布,即分布中心与公差带中心重合求解:封闭环的公差、偏差。求解:封闭环的公差、偏差。解:封闭环的基本尺寸解:封闭环的基本尺寸 A=A1-A2-A3=60-57-3=0封闭环的公差封闭环的公差 n封闭环的平均偏差封闭环的平均偏差 BMA=BMA1-BMA2-BMA3 =0.1-0.1-0.05=0.25mmn封闭环的上、下偏差封闭环的上、下偏差 BsA=BMA+1/2 T =0.25+0.3/2=0.4mm BxA=BMA-1/2 T =0.25 0.3/2=0.1mmn封闭环尺寸封闭环尺寸略略 一、互换装配法
15、一、互换装配法 在在装装配配过过程程中中,零零件件互互换换后后仍仍能能到到达达装装配配精精度度要要求求的的装装配配方方法法称称为为互互换换装装配配法法。此此时时,装装配配精精度度主主要要取取决决于于零零件件的的加加工工精精度度,装装配配时时不不经经任任何何调调整整和和修修配配就就可可以以到到达达要要求求的的装装配配精精度度。互互换换法法的的实实质质就就是是用用控控制制零零件件的的加加工工误误差差来保证产品的装配精度。来保证产品的装配精度。1 1 完全互换装配法完全互换装配法 在在装装配配过过程程中中,每每个个待待装装配配的的零零件件不不需需任任何何挑挑选选、调调整整或或修修配配,装装配配后后即
16、即可可到到达达装装配配精精度度的的要要求求这这种种装装配配方方法法称称为完全互换装配法为完全互换装配法.用用合合理理的的装装配配方方法法到到达达规规定定的的装装配配精精度度,以以实实现现用用较较低低的的零零件件精精度度到到达达较较高高的的装装配配精精度度,用用最最少少的的装装配配劳劳动动量量来来到达较高的装配精度。到达较高的装配精度。装配方法装配方法完全互换法的特点:完全互换法的特点:装装配配容容易易,工工人人技技术术水水平平要要求求不不高高,装装配配生生产产率率高高;装装配配时时间间定定额额稳稳定定,易易于于组组织织装装配配流流水水线线生生产产,企企业业之之间间的协作与备品问题易于解决。的协
17、作与备品问题易于解决。此此法法多多用用于于高高精精度度少少环环尺尺寸寸链链或或低低精精度度多多环环尺尺寸寸链链的的大大批批大大量量生生产产装装配配中中。当当装装配配精精度度要要求求较较高高,且且组组成成环环数数目目较较多多时时,零零件件难难以以按按经经济济精精度度加加工工。装装配配尺尺寸寸链链采采用用极极值法求解:值法求解:1 1各各组组成成环环尺尺寸寸及及公公差差和和装装配配技技术术要要求求的的前前提提下下,核核对对封封闭闭环环是是否否满满足足装装配配要要求求正正计计算算时时,封封闭闭环环公公差差与与各组成环公差应满足以下关系:各组成环公差应满足以下关系:式中 T0L封闭环极值公差;Ti第i
18、个组成环公差;m组成环环数 2 2装装配配精精度度即即封封闭闭环环和和各各组组成成环环公公称称尺尺寸寸,反反计计算确定各组成环的公差及偏差时,可按以下步骤进行:算确定各组成环的公差及偏差时,可按以下步骤进行:第一步,按第一步,按“等公差原则,确定各组成环的平均极值公差等公差原则,确定各组成环的平均极值公差T TavLavL各组成环的平均极值公差;各组成环的平均极值公差;T T0 0封闭环公差;封闭环公差;m m组成环环数。组成环环数。第二步,确定协调环。第二步,确定协调环。公公差差与与分分布布极极限限偏偏差差不不是是事事先先定定好好的的,而而是是经经过过计计算算确确定定,以以便便与与其其它它组
19、组成成环环相相协协调调,最最后后满满足足封封闭闭环环极极限限偏偏差的要求,这个组成环称为协调环。差的要求,这个组成环称为协调环。常常选选便便于于制制造造及及可可用用通通用用量量具具测测量量的的零零件件尺尺寸寸作作为为协协调调环。环。根据各组成环的尺寸大小和加工难易,对组成环公差调整根据各组成环的尺寸大小和加工难易,对组成环公差调整第第三三步步,根根据据各各组组成成环环尺尺寸寸的的加加工工难难易易程程度度对对它它们们的的公公差差进行适当的调整。调整时需参照以下原则:进行适当的调整。调整时需参照以下原则:a a组组成成环环为为标标准准尺尺寸寸时时,其其公公差差大大小小和和极极限限偏偏差差在在相相应
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