機械制造技術(shù)--裝配工程設(shè)計6

其基本任務(wù)就是研究在一定的生產(chǎn)條件下，以高生產(chǎn)率和低成本裝配出高質(zhì)量的產(chǎn)品。 裝配工藝 按照規(guī)定的技術(shù)要求，將零件組合成組件，并進一步結(jié)合成部件以至整臺機器的過程，分別稱為裝配。 一、裝配的概念及裝配內(nèi)容 清洗 去除粘附在零件上的灰塵、切屑和油污。清洗后的零件通常還具有一定的中間防銹能力。 聯(lián)接 可拆卸聯(lián)接 螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接和銷釘聯(lián)接等，其中以螺紋聯(lián)接的應(yīng)用最為廣泛。 不可拆卸連接 焊接、鉚接及過盈連接等。 機器制造裝配過程 計劃 采購訂單 成本核算 產(chǎn)品設(shè)計 工藝路線 目 市場 制造 下達制造 設(shè)計工程 裝配車間 用戶 客戶服務(wù) 校正、調(diào)整與配作 校正是指產(chǎn)品中相關(guān)零部件相互位置的找正、找平及相應(yīng)的調(diào)整工作。 配作通常指配鉆、配鉸、配刮和配磨等。 平衡 防止運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性要求較高的機器在使用中出現(xiàn)振動。 驗收試驗 根據(jù)有關(guān)技術(shù)標準和規(guī)定，對其進行比較全面的檢驗和試驗。 二、裝配精度與零件精度 裝配精度不僅影響機器或部件的工作性能，而且影響它們的使用壽命。裝配精度主要包括： 各部件的相互位置精度； 各運動部件間的相對運動精度； 配合表面間的配合精度和接觸質(zhì)量。 1. 機器和部件是由許多零件裝配而成的，所以，零件的精度特別是關(guān)鍵零件的精度影響相應(yīng)的裝配精度。 2. 當裝配精度要求較高時，采用適當?shù)墓に嚧胧慵唇?jīng)濟精度加工）保證裝配精度。 三、裝配尺寸鏈的建立 首先根據(jù)裝配精度要求確定封閉環(huán)。再取封閉環(huán)兩端的任一零件為起點，沿裝配精度要求的位置方向，以裝配基準面為查找線索，分別找出影響裝配精度要求的零件（組成環(huán)），直至找到同一基準零件或同一基準表面為止。（ 舉例 ） 1. 裝配尺寸鏈應(yīng)進行必要的簡化（ 舉例 ） 2. 應(yīng)遵循最短路線原則； 3. 裝配尺寸鏈的方向性。 圖 裝配尺寸鏈舉例 圖例 臥式車床床頭和尾座兩頂尖的等高度要求 圖例 車床主軸與尾座中心線等高裝配尺寸鏈 四、保證裝配精度的裝配方法 常用裝配方法 互換法 選配法 修配法 調(diào)整法 完全互換法 部分互換法 在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。 實質(zhì) 其實質(zhì)是用控制零件加工誤差來保證裝配精度。 （一）互換裝配法 根據(jù)零件的互換程度不同，互換法又可分為完全互換法和不完全互換法 合格的零件在進入裝配時，不經(jīng)任何選擇、調(diào)整和修配就可以使裝配對象全部達到裝配精度的裝配方法，稱之為完全互換法。 定義 方法 其方法是各有關(guān)零件公差之和應(yīng)小于或等于裝配公差。 1. 完全互換法 110應(yīng)用 特點：裝配工作簡單，生產(chǎn)率高，有利于組成流水生產(chǎn)、協(xié)作生產(chǎn)，同時也有利于維修和配件制造，生產(chǎn)成本低 。 但當裝配精度要求較高，組成環(huán)較多時，零件難以按經(jīng)濟精度制造。 用于少環(huán)尺寸鏈或精度不高的多環(huán)尺寸鏈中。適用于任何生產(chǎn)類型。 例 11 1（圖 11 2） 所示為車床主軸部件的局部裝配圖，要 求裝配后保證軸向間隙 知各組成環(huán)的 基本尺寸為： 30 按極值法求出各組成環(huán)的 公差及上、下偏差。 解： （ 1）建立裝配尺寸鏈，其中， 減環(huán)： 環(huán)： 2）確定各組成環(huán)的公差，組成環(huán)的平均極限公差為： a v l 根據(jù)實際情況確定： T( T( T( T( T( 以 它各組成環(huán)按入體原則標注上、 下偏差，即： ,43 A ,5 0 A ,3 0 A 0 0 4 3的上、下偏差： S（ 0 2. 不完全互換法 指機器或部件的所有合格零件，在裝配時無須選擇、修配或改變其大小或位置，裝入后即能使絕大多數(shù)裝配對象達到裝配精度的裝配方法。 定義 實質(zhì) 方法 其實質(zhì)是零件按經(jīng)濟精度制造，公差適當放大，零件加工容易，但會使少數(shù)產(chǎn)品裝配精度達不到要求，但這是小概率事情，總體經(jīng)濟可行。 各有關(guān)零件公差平方之和應(yīng)小于或等于裝配公差的平方。 1120應(yīng)用 特點：擴大了組成環(huán)的制造公差，零件制造成本低，裝配過程簡單，生產(chǎn)效率高。 但會有少數(shù)產(chǎn)品達不到規(guī)定的裝配精度要求，要采取另外的返修措施。 用于大批大量生產(chǎn)中裝配精度要求高、組成環(huán)較多的尺寸鏈中。 )(110 例 11 2 已知條件與例 11 1相同，試用不完全互換法 確定各組成環(huán)的公差及其上、下偏差。 解：裝配尺寸鏈與前相同 組成環(huán)的平均公差 1 以 據(jù)實際情況確定 T( T( T( T( 公差 T（ 從下式算出。 確定各組成環(huán)的上、下偏差。除協(xié)調(diào)環(huán) 它組成環(huán) 均按入體原則標注，即： ,43 A ,5 0 A ,3 0 A 0 3的上、下偏差： 根據(jù)公式 1110 計算協(xié)調(diào)環(huán)的中間偏差 3 543210 3 3 A 33 A 0 9 33 3. 選配法 （ 1）直接選配法 （ 2）分組選配法 （ 3）復合選配法 將配合零件按經(jīng)濟精度制造，然后，選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度的一種方法。 裝配工人從許多待裝配的零件中，憑經(jīng)驗挑選合格的零件通過試湊進行裝配的方法 。 優(yōu)點：簡單，不需要將零件分組，但挑選零件時間長，勞動量大，裝配質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平，不宜用于節(jié)拍要求較嚴的大批大量生產(chǎn)。這種裝配方法沒有互換性。 （ 1）直接選配法 （ 2）分組選配法 可將組成環(huán)公差增大若干倍（一般為 2倍），使組成環(huán)零件可以按經(jīng)濟精度進行加工，然后再將各組成環(huán)按實際尺寸大小分為若干組，各對應(yīng)組進行裝配，同組零件具有互換性，并保證全部裝配對象達到規(guī)定的裝配精度，這就是分組法 。 定義 實質(zhì) 其實質(zhì)是零件按經(jīng)濟精度制造，公差適當放大，零件加工容易，按實際尺寸測量分組，對應(yīng)組完全互換裝配，達到裝配精度要求。 + + 軸 裝配精度為 裝配精度為 ：通過分組提高裝配精度 + + + 孔 軸、孔的制造公差為 軸、孔的制造公差為 ：通過公差放大降低零件的加工精度 特點 應(yīng)用 特點：擴大了組成環(huán)的制造公差，零件制造不高，但可獲得高的裝配精度。 但增加了零件測量、分組、存儲、運輸?shù)墓ぷ髁俊?用于大批大量生產(chǎn)中 裝配精度要求高、組成環(huán)數(shù)少 的裝配尺寸鏈中。 將上述兩種方法的綜合，即將零件預先測量分組，裝配時再在各對應(yīng)組內(nèi)憑工人經(jīng)驗直接選配 。 特點：配合件公差可以不等，裝配質(zhì)量高，且裝配速度較快，能滿足一定的生產(chǎn)節(jié)拍要求。 （ 3）復合選配法 現(xiàn)以汽車發(fā)動機活塞、活塞銷和連桿組裝為例，對分組裝配法進行分析。圖 11塞銷和連桿的組裝簡圖，其中活塞銷與活塞銷孔為過盈配合，活塞銷與連桿小頭孔為間隙配合。 根據(jù)裝配技術(shù)要求，活塞銷孔直徑 有 公差與配合的知識可知 0= s=組選配法應(yīng)用舉例 圖 11 5 活塞、活塞銷和連桿分組裝配實例 a) 組裝簡圖 b) 分組示意圖 1 活塞 2連桿 3活塞銷 4擋圈 若采用完全互換法裝配，則銷與銷孔的平均極值公差僅為 活塞銷直徑為 孔直徑為 然加工是十分困難的。 0 1 0 1 2 0 1 5 1 7 現(xiàn)將它們的公差 都按同方向放大四倍 ，放大后的 d= D= 樣可采用高效率的無心磨和金剛鏜分別加工活塞銷外圓和活塞銷孔，然后用精密量儀進行測量，并按尺寸大小分成四組，涂上不同顏色便于分組裝配，見表 11 0 0 2 1 2 0 0 7 1 7 將表 111見雖然互配零件的公差擴大了四倍，但只要用對應(yīng)組的零件進行互配，其裝配精度完全符合設(shè)計要求。 1)配合件公差應(yīng)當相等；公差要向同方向增大；增大的倍數(shù)要等于分組數(shù)。 2）要保證分組后各組的配合精度和配合性質(zhì)符合原設(shè)計要求，原規(guī)定的形位公差和表面粗糙度值不能隨公差增大而增大。 3) 為保證對應(yīng)組內(nèi)相配件數(shù)量的配套，相配件的尺寸分布應(yīng)相同。 不配套的零件聚集至一定數(shù)量時，專門加工一批零件與之配套。 4) 分組數(shù)不宜太多。 分組法只適用于封閉環(huán)精度要求很高的少環(huán)尺寸鏈，一般相關(guān)零件只有 23個。 應(yīng)用分組裝配法必須注意以下幾點 三 . 修配法 各組成環(huán)均按經(jīng)濟精度制造，而對其中某一環(huán)（稱補償環(huán)或修配環(huán)）預留一定的修配量，在裝配時用鉗工或機械加工的方法將修配量去除，使裝配對象達到設(shè)計所要求的裝配精度。 定義 實質(zhì) 其實質(zhì)是 裝配時去除補償環(huán)的部分材料以改變其實際尺寸，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求的裝配方法。 特點 應(yīng)用 特點：組成環(huán)可按經(jīng)濟精度制造，但可獲得高的裝配精度。 但增加了修配工作 ,生產(chǎn)效率低 ,對裝配工人技術(shù)要求高。 用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復雜、尺寸鏈環(huán)數(shù)較多、產(chǎn)品精度要求高的單件小批生產(chǎn)的場合。 （ 1）單件修配法 （ 2）合并加工修配法 （ 3） 自身加工修配法 修配方法 應(yīng)用裝配法必須注意以下幾點 修配環(huán)選擇 （ 1） 易于修配、便于裝卸 （ 2） 盡量不選公共環(huán)為修配環(huán) 修配環(huán)尺寸的確定 （ 1） 修配環(huán)被修配時，尺寸“越修越小”。此時封閉環(huán)實際最小極限尺寸 A0能小于封閉環(huán)所允許的最小尺寸 （ 2） 修配環(huán)被修配時，封閉環(huán)尺寸“越修越大”。此時封閉環(huán)實際最大極限尺寸 A0能大于封閉環(huán)所允許的最大尺寸 （ 3） 最小修配量即為刮研量。在修配環(huán)的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足夠，又不能太大。 四、調(diào)整法 組成環(huán)按經(jīng)濟精度加工 ， 采用調(diào)整的方法改變某個組成環(huán) （ 稱補償環(huán)或調(diào)整環(huán) ） 的實際尺寸或位置 ， 使封閉環(huán)達到其公差和極限偏差的要求 。 定義 實質(zhì) 其實質(zhì)是 裝配時調(diào)節(jié)調(diào)整件的相對位置，或選用合適的調(diào)整件，使封閉環(huán)達到其公差與極限偏差要求的裝配方法。 調(diào)整法有三種方法： 可動調(diào)整法 選定某個零件為調(diào)整環(huán)，根據(jù)封閉環(huán)的精度要求，采用改變調(diào)整環(huán)的位置，即移動、旋轉(zhuǎn)或移動旋轉(zhuǎn)同時進行，以達到裝配精度的方法。 固定調(diào)整法 選擇一個組成環(huán)作調(diào)整環(huán)，作為調(diào)整環(huán)的零件是按一定尺寸間隔制成的一組零件，裝配時根據(jù)封閉環(huán)超差的大小，從中選出某一尺寸等級適當?shù)牧慵磉M行補償，從而保證規(guī)定的裝配精度。通常使用的調(diào)整環(huán)有墊圈、墊片、軸套等。 誤差抵消調(diào)整法 在總裝或部裝時，通過對尺寸鏈中某些組成環(huán)誤差的大小和方向的合理配置，達到使加工誤差相互抵消或使加工誤差對裝配精度的影響減小的目的。 特點 應(yīng)用 特點：組成環(huán)可按經(jīng)濟精度制造，但可獲得高的裝配精度。 但增加了調(diào)整裝置。 （ 1）可動調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法應(yīng)用于小批生產(chǎn)； （ 2）固定調(diào)整法應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的場合。 裝配尺寸鏈計算方法的選用 不完全互換法 完全互換法 選配法 修配法 調(diào)整法 用極值法計算，大批量生產(chǎn)用概率法。 用概率法計算。 用極值法計算。 用極值法計算。 用極值法計算，大批量生產(chǎn)用概率法。 第四節(jié) 裝配工藝規(guī)程的制訂 基本原則 1)保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量； 2)縮短裝配周期，提高生產(chǎn)率； 3)合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝配的工作量。 4)盡量減少裝配成本； 5)裝配工藝規(guī)程應(yīng)做到正確、完整、協(xié)調(diào)、規(guī)范。 6)充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)。 7)充分考慮安全生產(chǎn)和防止環(huán)境污染問題。 內(nèi)容、方法、步驟 1研究產(chǎn)品圖樣及驗收技術(shù)條件 產(chǎn)品分析 2裝配尺寸鏈分析計算、裝配結(jié)構(gòu)工藝性分析 3將產(chǎn)品分解為獨立的裝配單元 零件：組成機器的基本元件。 合件：若干零件永久連接或連接在某個基準零件上少數(shù)幾個零件組合。 組件：一個或幾個合件和幾個零件組合。 部件：一個或幾個組件、合件或零件的組合。 機器：即產(chǎn)品，全部裝配單元結(jié)合而成的整體。 裝配組織形式確定 固定式裝配 移動式裝配 全部的裝配工作在一個固定的工作地上進行。 裝配過程中裝配對象的位置不變，裝配所需要 的零部件都匯集在工作地附近。 裝配過程在裝配對象的連續(xù)或間歇的移動中完成 。 各種裝配方法的適用范圍和應(yīng)用實例 裝配方法 適 用 范 圍 應(yīng) 用 舉 例 完全互 換法 適用于零件數(shù)較少、批量很大、零件可用經(jīng)濟精度加工時 汽車、拖拉機、中小型柴油機、縫紉機及小型電機的部分部件 不完全互 換法 適用于零件數(shù)稍多、批量大、零件加工精度可適當放寬時 機床、儀器儀表中的某些部件 分組法 適用于成批或大量生產(chǎn)中，裝配精度很高，零件數(shù)很少，又不采用調(diào)整裝配時 中小型柴油機的活塞與缸套、活塞與活塞銷、滾動軸承的內(nèi)外圈與滾子 修配法 單件小批生產(chǎn)中，裝配精度要求高且零件數(shù)較多的場合 車床尾座墊板、滾齒機分度蝸輪與工作臺裝配后精加工齒形 調(diào)整法 除必須采用分組法選配的精度配件外，調(diào)整法可用于各種裝配場合 機床導軌的楔形鑲條、滾動軸承調(diào)整間隙的間隔套墊圈 裝配方法的選擇 裝配工藝規(guī)程確定 裝配內(nèi)容 裝配順序 清洗、刮削、平衡、過盈連接、螺紋連接、 校正、檢驗、試車、油漆、包裝等。 先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先精密后一般，先重后輕。 裝配工藝規(guī)程的整理與編寫 在單件小批生產(chǎn)時，通常不需要編制裝配工藝過程卡片， 而是用裝配工藝流程圖來代替。裝配時，工人按照裝配圖 和裝配工藝流程圖進行裝配。 成批生產(chǎn)時，通常需要制訂部件裝配及總裝配的裝配工藝過程卡片?？ㄆ拿恳还ば騼?nèi)應(yīng)簡要地說明該工序的工作內(nèi)容、所需要的設(shè)備和工藝裝備的名稱及編號、