机械装配工艺基础知识培训教材模板.doc
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1、机械装配工艺基础2 (1)装配过程简单,生产率高。 (2)装配质量稳定可靠。(3)对装配工人技术水平要求不高,易于扩大生产。(4)便于组织流水作业用自动化装配,完全交换法尤其适适用于装配节拍强流水装配。 (5)备(配)件供给方便,轻易实现零部件专业化生产。(6)当装配精度要求高,尤其是组成环数目较多时,零件难以按经济精度加工。 所以,交换法装配常见于“高精度少环数或低精度多环尺寸链”大批大量生产中。 2、选配法在大批大量生产中,当装配精度要求很高且组成环数目不多时,若采取交换法装配,将对零件精度要求很高,给机械加工带来因难,甚至超出加工工艺实现可能性,比如:内燃机活塞和缸套配合,滚动轴承内外环
2、和滚动体配合等。此时,就不宜只提升零件加工精度、而应采取选配法来确保装配精度。选配法是将配合中各零件(组成环)按经济精度加工,装配时进行合适选择,以确保装配精度方法。选配法有以下三种:1)直接选配法 装配工人从待装零件中,凭经验选择适宜互配零件装配,以满足装配精度要求方法。如;发动机活塞和活塞环装配常采取这种方法。装配时,工人将活塞环装入活塞环槽内,凭手感判定其间隙是否适宜,重新挑选活塞环,直至适宜为止。直接选配法特点是装配简单,装配质量和生产率取决于工人技术水平。此方法适适用于装配零件(组成环)数目较少产品,不适适用于节拍较严装配组织形式。2)分组装配法 是指在成批或大量生产中,将产品中各配
3、合副零件按实测尺寸分组,装配时按组进行交换装配,以达成装配精度方法。比如;滚动轴承装配,活塞和活塞销装配均用此法。图710a是活塞和活塞销联接情况,用分组法装配。图 710装配要求: 活塞销孔和活塞销在冷态装配时应有0.00250.0075过盈量。据此要求,对应配合公差公为0.005。若采取完全交换法装配,活塞销和销孔公差(按“等公差配合“)只0.0050-0.0075,-28f0.0025;销孔D-280f有0.0025。假如此配合选择基轴制,则活塞销外径尺寸d=这么高制造精度难以确保。故生产中采取分组装配法,将销和销孔公差在同方向上放大四倍,0.015,能够在金刚镗床上加工。-28f0.0
4、1,能够在无心磨床上加工;销孔D-280f0.005即活塞销d=-然后用精密量仪测量,并按尺寸分成四组,涂上不一样标识,方便同组进行装配,具体分组情况见表74。表74 活塞销和活塞销孔直径公组 ()从表中能够看出,各组公差和配合性质和原装配要求相同,满足了装配精度。 实施分组装配法应满足下列条件。(1) 相配件公差相等,公差增大方向要相同,增大位数要等于分组数。(2) 分组数不宜过多,只要零件件加工精度能较轻易取得即可。不然将增加零件测量和分组工作量,并使零件贮存、运输及装配工作复杂化。(3) 分组后应尽可能使各组内相配件数目相等。不然会使一些尺寸零件过剩,选成积压。为此,加工时尽可能使相配零
5、件尺寸公布为相同对称公布(如正态分布)。由上可知,公组装配法适适用于配合精度要求很高、组成环(相配零件)数目少(通常只有两三个)大批大量生产。3)复合选配法 它是上述两种方法复合,即零件预先测量分组,装配时在对应各组中凭工人经验直接选配。这一方法实质仍是直接选配法,只是经过分组缩小了选配范围,提升了选配速度,能满足一定装配节拍要求,该方法含有相配零件公差能够不相等,公差放大位数能够不相同,装配质量高等优点。如:发动机气缸和活塞装配多采取这一方法。3、修配法修配法是在装配时修去指定零件上预留修配量以达成装配精度方法。在装配中,被修配组成环称为修配环,其零件称为修配件。修配件上留有修配量,修配尺寸
6、改变可经过刨削、铣削及刮研等方法来实现。修配法优点是零件只需按经济精度加工,装配时经过修配取得高装配精度。其缺点是零件修配工作量大且不能交换,生产率低,不便组织流水作业,对工人技术水平要求较高。但在装配精度高而且组成环数目多时,采取修配法就显示出了优势。修配法装配关键用于单件,小批量生产。1) 修配方法 生产中常见修配方法有以下三种。是靠修配压板3C面或D面改变尺寸A2来确保。A2为修配环。装配时经过反复试装、测量、拆卸和修配C面(或D面),最终确保装配间隙A2要求。(1)单件修配法。在多环尺寸链中,预先选定某一固定零件作修配件,装配时对其进行修配以确保装配精度。比如:图1211所表示装配中,
7、床身1和压板3之间间隙A图1211(2)合并修配法。将两个或两个以上零件合并为一个环作为修配环进行修配方法。它降低了组成环数目,扩大了组成环公差。图123所表示车床尾座装配,为了降低总装时对尾座底板刮研量,通常先把尾座和底板配合面分别加工好,并配刮横向小导轨,再把两零件装配为一体,然后以底板底面为定位基准,镗削尾尾座套筒孔,直接控制尾座套筒孔至底板面尺寸,这么组成环A2,A3合并成A2、3一个环,使原三个组成环减为两个,达成降低环数目标。合并加工修配法虽有上述优点,但此方法要求合并零件对号入座(配对加工),给加工、装配,组织生产带来了不便,所以多用于单件小批生产。(3)本身加工修配法。也称“就
8、地加工”修配法。在机床制造中,因为机床本身含有切削加工能力,装配时可自已加工自已来确保一些装配精度,即本身加工修配法。比如,图712所表示转塔车床,在装配后,利用在车床主轴上安装镗刀,依次镗削转塔上六个刀具安装孔,经加工,产轴轴线和转塔各孔轴线同轴度就可方便取得。若再在主轴上安装一个能够自动径向进给专用刀架还能够公别加工转塔上六个面,以确保也和端面垂直度。图7122)修配环选择 修配环通常应满足以下要求: (1)便于装卸;(2)形状简单,修配面小,修配方便;(3)通常不取公共环。公共环是指那些同属多个尺寸链组成环,它尺寸改变会引发多个尺寸链中封闭环改变。之差即为修配环最大修配量T,即T超出要求
9、封闭环公差T3)修配环尺寸和偏差确实定 确定修配环尺寸和偏差标准是在确保装配精度前提下,使修配量足够小且最小。采取修配法进行修配时,因为组成环(包含修配环)公差放大到经济精度进行加工,故各组成环公差累积误差即封闭环实际公差TT-Ti=T-T=Zmax1=i1-n在确定修配环尺寸及偏差时,先要明确修配修配环时对封闭环尺寸影响,关键有两种情况。;图713所表示,图a为修配修配环时使封闭环实际值A趋近要求封闭环公差Tmax变小,Tmax变小时,图713b为修配修配环时使封闭环实际值A。A趋近要求封闭环公差Tmin变大,Tmin,应确保修配前封闭环实际尺寸最小值AmaxAmin,若Amin等于要求封闭
10、环最小值Amax等于规则有一部分配件将无法修复。同理,Amin变大时,应确保修配前封闭环实际最大值Amax。定封闭环最大值A图713maxAr-Aimax=1m=mii-1n+m=isAimin (79)1-nminAr-Aimin=1=i1+m=isAimaxminAA=minmax变小时可有 当封闭环实际最大值Ar-Aimin=1=mi1+m=isAimax (710)1-nmaxAA=maxmin变大时可有 当封闭环实际最小值Ar-Aimax=1=mi1+m=isAimin (711)1-n由式(710)或式(711)能够计算出修配环一个极限尺寸,再依据修配环公差(按经济精度给出),则修
11、配环另一个极限尺寸即能够确定。T2、1尺寸公差可作以称分布,即A12050.0530.01,取A2、3为修配环,A,则修配环A2、3尺寸计算以下=0.06。假如按完全交换法确定各组成环公差,其平均公差仅0.02;给加工带来很大困难,生产中宜采取修配法。本例采取合并加工修配法,即A2和A3合并为一个组成环A2、合并后尺寸链见图714。各组成环公差按其经济精度来3,确定。设T10。按卧式车床精度标准A4)修配环尺寸计算实例 图73所表示装配尺寸链中,设各组成环基础尺寸A1205;A249;A359;A(1)基础尺寸。A2、3A2A3(49156)205 (2)公差。按经济精度给出,为0.1;max
12、,修配时应便Amax变小,故采取公式(1210)计算 于要求最大值Amax大(3)最大或最小尺寸。从图1214可看出,A2、3为增环,修配前封闭环实际最大值AA1max-minA2、3minAA2、3min(0205.05)205.05图714(4)另一极限尺寸。即A2、3maxA2、3(205.050.1)205.15 3maxA2、3minT2、(5)修配环A2、3最大修配量。按式(79)可知(0.10.1-0.06)0.14T-Ti=Zmax1=i1-n考虑到车床总装时,为提升接触精度,尾座底板和床身配合导轨面还要配刮,必需留有一定刮研量,而按式(710)求出A2、3,其最大刮研量为0.
13、14,可满足要求,但最小刮研量为0时,就不能达成要求,故必需再附加一最小修配量。取最小刮研量为0.15,则合并加工后0.20+0.15)205+0.05+0.30尺寸A2、3(205+0.15+4、调整法调整法是指在装配时用改变产品中可调整件相对位置或选择适宜调整件以达成装配精度方法。该装配法和修配法相同,各组成环能够按经济精度加工,由此而引发封闭环累积误差,在装配时经过调整某一零件位置或更换某一不一样尺寸组成环(调整环)来赔偿,达成要求装配精度。常见调整法有三种。1)可动调整法 装配精度是经过改变调整件位置来确保癍配方法。这种方法调整方便,广泛应用于成批及大量生产中。常见调整件有螺栓、斜面、
14、挡环等。图715为一可动调整装配实例。图715a是经过调整套筒轴向位置来确保它和齿轮轴向间隙要求;图715b是用螺钉调整镶条位置来确保燕尾导轨副配合间隙;图715c是用调整螺钉使楔块上、下移动来调整丝杠和螺母轴向间隙。图12152)固定调整法 是在装配尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调整环,调整环是按一定尺寸间隔分级制成一组零件,依据需要,选择某一尺寸等级零件进行装配,从而确保装配精度癍配方法。常见调整件有垫圈,垫片,轴套等。要求,选择不一样厚度垫圈,来满足装配精度需要。调整件预先按一尺寸间隔制做,如3.1,3.2,3.3,4.0等,以供装配时选择。图716为固定调整法实例。装配时依据装配尺
15、寸链中A固定调整法装配适应于成批和大批大量生产。3)误差抵消调整法 在装配过程中经过调整相关零件之间相互位置,利用误差失量特征,便其相互抵消,以确保封闭环精度装配方法。采取误差抵消调整法,在装配前需测出相关零部件误差大小和方向,增加了辅助时间,对工人技术水平要求也较高,但这种装配方法可取得较高装配精度,通常见在批量不大机床装配中。图7167.4.2 装配方法选择产品或部件装配方法,通常在产品设计阶段即应确定。只有在装配方法确定后,再经过尺寸链解算,才能合理地确定各个零件加工精度。即使同一装配精度要求同一产品,因为生产规模和生产条件等差异,装配方法也有所不一样。故选择装配方法时,应考虑产品装配精
16、度(封闭环要求),结构特点(组成环数目),生产纲领及现场生产条件等原因。具体选择时可参考以下几点:1、在大量生产中,为满足生产率、经济性、维修方便和交换性要求,优先选择完全交换法 2、装配精度不太高,而组成环数目多,生产节奏不严格可选择不完全交换法。 3、大批大量生产少环高精度装配,则考虑采取选配法。4、单件、小批量,装配精度要求高,以上方法使零件加工困难时,可选择修配法或调整法。7.5 经典部件装配在机械产品装配过程中,所做大量工作,是用一定方法,按要求要求将零部件组合在一起,达成产品设计要求。其中螺纹连接,过盈连接,轴承装配,密封件装配,在装配中常常出现,本节将简明叙述。7.5.1 螺纹连
17、接在装配中,常常需采取螺纹连接其工艺优劣,直接影响产品质量。 1、对螺纹连接要求在螺纹连接中,螺栓和螺母要正确拧紧,具体要求以下: 1)连接中不应出现歪斜或弯曲2)连接件间要有一定夹紧力,既要紧密牢靠,又要受力均习。3)在多点螺纹连接中,应按一定次序逐次(通常23次)拧紧螺母,见图1217。图1217若有定位销,拧紧要从定位销周围开始。 2、通常螺纹连接通常螺纹连接是指相对不太重,在技术要求中没有明确要求螺纹连接。此时,可采取通常扳手、气动和电动扳手拧紧。拧紧力矩确实定可参考相关手册。3、要求预紧力螺纹连接在机械产品中,有些关键部位或零部件之间螺纹连接,有明确预紧力要求,这种螺纹连接,称为要求
18、预紧力螺纹连接。达成要求预紧力所需扭矩值,可用下述经验公式求得KDP=T式中 D螺栓公称直径;P需要预紧力;K阻力系数。和螺纹形状和接触深度,和表面情况相关。无润滑钢制螺母、螺栓,K值为2装配中常见预紧螺纹连接方法有:1)抟矩扳手法 是用扭矩扳手,按螺纹连接要求进行拧紧方法。2)测量螺栓伸长法 这种方法是经过测量螺纹在拧紧过程中螺栓弹性变形量控制预紧力 。在测量时,假如结构上许可,最好在螺栓全长上用千分尺测量,所测数据比较正确;当结构不许可时,可用百分表进行测量,所测变形量是一个相对值,不太准预紧力和螺栓伸长量之间关系为l式中 P所需预紧力,单位为N;=PEAl螺栓伸长量,单位为;lE钢弹性模
19、量,E=210GPa;A螺栓受拉部分横截面积,单位为2l螺栓在两支持面间长度(或螺栓受拉部分长度),单位为。3)螺亩转角法 是经过测量螺母转角来控制预紧力方法。这种方法不用专用工具,操作 方便。缺点是受螺母和被连接件间接触面接触状态影响,拧紧开始位置难于确定,所以误 差较大。通常全部是反复拧紧、松开几次,使螺母和被连接件表面接触良好后,再测定所需 转角比较上述三种方法:扭矩扳手法,操作简单,正确度较高;测量螺栓伸长法中,用千分尺直接 测量时,控制预紧力最正确,但此法生产效率你低;用百分表测量和螺母转角法,正确度最低,生产率也低,若想较正确控制预紧力,需要有一定操作经验。7.5.2、过盈连接过盈
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