零件制造工艺与装备项目十一

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1、项目十一 机械装配工艺制订学习目标了解装配基本概念及基本工作内容掌握保证装配精度的基本理论及方法了解装配尺寸链及其计算方法；掌握制订装配工艺的基本原则及方法步骤 。机器制造装配过程计划采购订单成本核算产品设计工艺路线BOM项目市场 制造下达制造 设计工程装配车间用户客户服务客户服务任务一 了解装配工作特点q 机器装配 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零 件结合成组件、部件和产品的过程。装配是机器制造中 的后期工作，是决定产品质量的关键环节。q 机器装配基本作业q 机器装配精度清洗 连接 校正、调整与配作 平衡 验收、试验 相互位置精度 相互运动精度 相互配合精度任务一 了解装配工

2、作特点清洗去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清 洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力 。联接可拆卸联接螺纹联接、键联接和销钉联 接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。 不可拆卸连接焊接、铆接及过盈连接等 。任务一 了解装配工作特点校正、调整 与配作校正是指产品中相关零部件相互位置的找正 、找平及相应的调整工作。 配作通常指配 钻、配铰、配刮和配磨等。平衡 防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出 现振动。验收试验 根据有关技术标准和规定，对其进行比较全 面的检验和试验。任务一 了解装配工作特点装配精度不仅影响机器或部件的工作性能，而且 影响它们的使用寿命。装配精度主要包括：v各部件的相互位置精

3、度；v各运动部件间的相对运动精度；v配合表面间的配合精度和接触质量。1. 机器和部件是由许多零件装配而成的，所以，零件 的精度特别是关键零件的精度影响相应的装配精度。2. 当装配精度要求较高时，采用适当的工艺措施（零 件按经济精度加工）保证装配精度。1.装配精度内容2.装配精度与零件精度间的关系任务一 了解装配工作特点q 机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0 T R S图11-1 卧式万能铣床工作台面 对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度的因素 零件的加工精度（与 多个零件精度有关，图 11-1） 装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起 的零件变

4、形 旋转零件的不平衡 任务一 了解装配工作特点q 装配工艺系统图 为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元 。图装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、 组件、部件和机器（图11-2) 基准零件机器零 件零 件零 件零 件零 件部 件部 件组 件套 件零 件图11-2 机器装配系统示意图任务一 了解装配工作特点零件：是组成机器的最小单元。套件：是在基准零件上装上一个或若干个零件构成的。组件：是在基准件上，装上若于个零件和套件构成的，车床主轴箱中的主轴组件就是在主轴上装上若干齿轮、套、垫、轴承等零件的组件，为此而进行的装配工件称为组装。任务一 了解装配工作特点部件：是在基准件上装上若

5、干个组件、套件和零件构成的，为此而进行的装配工作称为部装。车床主轴箱装配就是部装，主轴箱箱体是进行主轴箱部件装配的基准件。总装：一台机器则是在基准件上，装上若干部件、组件。套件和零件构成的，为此而进行的装配称为总装任务一 了解装配工作特点q 套件与组件示例图11-3 套件和组件示例 a）套件 b）组件任务一 了解装配工作特点生产规模装配方法与组织形式自动化程度特 点单件生产手工（使用简单工具）装配 ，无专用和固定工作台位手工生产率低，装配质量很 大程度上取决于装配工 人的技术水平和责任心成批生产装配工作台位固定，备有装 配夹具、模具和各种工具， 可分部件装配和总装配，也 可组成装配对象固定而装

6、配 工人流动的流水线手工为主， 部分使用工 具和夹具有一定生产率，能满足 装配质量要求，需用设 备不多； 工作台位之间 一般不用机械化输送成批生产 轻型产品每个工人只完成一部分工作 ，装配对象用人工依次移动 （可带随行夹具），装备按 装配顺序布置人工流水线生产率较高，对工人技 术水平要求相对较低， 装备费用不高；装配工 艺相似的多品种流水线 可采用自由节拍移动成批或大 批生产一种或几种相似装配对象专 用流水线，有周期性间歇移 动和连续移动两种方式机械化传输生产率高，节奏性强， 待装零、部件不能脱节 ，装备费用较高大批大量 生产半自动或全自动装配线，半 自动装配线部分上下料和装 配工作采用人工方

7、法半自动、全 自动装配生产率高，质量稳定， 产品变动灵活性差，装 备费用昂贵表10-1 装配组织形式的选择与比较 任务一 了解装配工作特点2、装配组织形式确定固定式装配移动式装配全部的装配工作在一个固定的工作地上进行。 装配过程中装配对象的位置不变，装配所需要 的零部件都汇集在工作地附近。装配过程在装配对象的连续或间歇的移动中完 成。减速箱装 配.wmv任务二 建立装配尺寸链装配尺寸链基本概念 装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的尺寸或 位置关系所组成的封闭的尺寸系统。即由一个封闭环和若干个 与封闭环关系密切的组成环组成。与一般尺寸链相比特点： 装配尺寸链的封闭环一定是机器产品或部

8、件的某装配精度。 装配精度只有机械产品装配后才测量。 装配尺寸链中的各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是 在几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。 装配尺寸链的形式较多，除常见的线性尺寸链外，还有角度 尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链等。q 装配尺寸链的建立q 装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则 确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求 装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿 装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分 别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直 至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连 接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系

9、，便是装配尺 寸链的组成环 组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列 人装配尺寸链。相应地，应将直接连接两个装配基准面间 的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上 又称一件一环原则任务二 建立装配尺寸链1）正计算法：已知组成环的基本尺寸及偏差代入公式，求出封闭环的基本尺寸偏差，它用于对已设计的图样进行校核验算。2）反计算法：已知封闭环的基本尺寸及偏差，求各组成环的基本尺寸及偏差。它主要用于产品设计过程之中，以确定各零部件的尺寸和加工精度。下面介绍利用“协调环”解算装配尺寸链的基本步骤： 计算类型任务二 建立装配尺寸链在组成环中，选择一个比较容易加工或在加工中受到限制较少有组成环作为“协调

10、环”其计算过程是先按经济精度确定其它环的公差及偏差，然后利用公式算出“协调环”的公差及偏差。具体步骤见互换装配法例题。 3）中间计算法：已知封闭环及组成环的基本尺寸及偏差，求另一组成环的基本尺寸及偏差，计算也较简便不再赘述。 任务二 建立装配尺寸链计算方法 1）极值法 用极值法解装配尺寸链的计算方法公式与前面章节中解工艺 尺寸链的公式相同，其计算得到的组成环公差过于严格，在 此从略。 2）概率法 当封闭环的公差较小，而组成环的数目又较多时，则各组成 环按极大极小法分得的公差是很小的，使加工困难，制造成 本增加。生产实践证明，加工一批零件时，当工艺能力系数 满足时,零件实际加工尺寸大部分处于公差

11、中间部分，因此， 在成批大量生产中，当装配精度要求高，而且组成环的数目 又较多时，应用概率法解算装配尺寸链比较合理。 概率法和极值法所用的计算公式的区别只在封闭环公差的计 算上，其它完全相同。 任务二 建立装配尺寸链（1）极值法的封闭环公差： 式中 T0 封闭环公差；Ti 组成环公差；m 组成环个数。 （2）概率法封闭环公差： 式中 T0 封闭环公差；Ti 组成环公差；m 组成环个数。 任务二 建立装配尺寸链在装配过程中，零件互换后仍能达到装配 精度要求的装配方法。实质其实质是用控制零件加工误差来 保证装配精度。（一）互换装配法根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互 换法和不完全互换法任

12、务三 保证装配精度 合格的零件在进入装配时，不经任何选择 、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配 精度的装配方法，称之为完全互换法。定义方法其方法是各有关零件公差之和应小于或 等于装配公差。1. 完全互换法任务三 保证装配精度 特点应用特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成 流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配 件制造，生产成本低。但当装配精度要求较高，组成环较多时， 零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中 。适用于任何生产类型。 任务三 保证装配精度 q 装配尺寸链的完全互换法 采用极值算法计算装配尺寸链 封闭环公差的分配1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，

13、挡圈的厚度等 ），其公差大小和分布位置为确定值 2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小 和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定 3）在确定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选 用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按实际 加工可能性分配法等 4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环 作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协 调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸任务三 保证装配精度 【解】图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡 圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为 ：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43

14、, （标准件），A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例10-1】A2A3A1A5 A4A0图10-4 齿轮与轴部 件装配 1）建立装配尺寸链（图10-4 ） 2）确定各组成环的公差：按等公 差法计算，各组成环公差为：T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1 ）/ 5 = 0.05考虑加工难易程度，进行适当 调整（A4公差不变），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02任务三 保证装配精度 3）确定各组成环的偏差：取A5为 协调环。A4为标准尺寸，公差带 位置确定：除协调环以外各组成

15、环公差按入体 标注： 计算协调环偏差：由式（5-23） ，得到：EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1 最后可确定：A2A3A1A5 A4A0图11-4 齿轮与轴部 件装配 任务三 保证装配精度 2. 不完全互换法指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须 选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能 使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法 。定义实质方法其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大 ，零件加工容易，但会使少数产品装配精度达 不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行 。各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公 差的平方。任务三 保证装配精度 特点应用特点：扩大了组成环的制

16、造公差，零件制造成 本低，装配过程简单，生产效率高。但会有少数产品达不到规定的装配精度要 求，要采取另外的返修措施。用于大批大量生产中装配精度要求高、组成 环较多的尺寸链中。 任务三 保证装配精度 q 装配尺寸链的不完全互换法 采用概率算法计算装配尺寸链 封闭环公差分配原则同完全互换法 同例10-1，用大数互换法计算【例10-2】【解】取k=1.4，将T1 、T2 、T4 、 T5 及T0 值代入，可求出：T3 = 0.135于是有：除协调环外各组成环公差入体标注：A2A3A1A5 A4A0图10-5 齿轮与轴部 件装配尺寸链 A4 为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05 A1、A2、A5 公差取经济公差：T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.025 确定各组成环的公差 确定各组成环的偏差 取A5为协调环。A4为标准尺寸，