机械制造工程学第8章

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1、第8章 装配工艺规程的制订 机器的质量最终是通过装配保证的，装配质量在很大程度上决定机器的最终质量。另外，通过机器的装配过程，可以发现机器设计和零件加工质量等所存在的问题，并加以改进，以保证机器的质量。 研究装配工艺过程和装配精度，采用有效的装配方法，制订出合理的装配工艺规程，对保证产品的质量有着十分重要的意义，对提高产品设计的质量有很大的影响。,81 装配工艺规程的制订 组成机器的最小单元是零件，无论多么复杂的机器都是由许多零件所构成的。为了设计、加工和装配的方便，将机器分成部件、组件、套件等组成部分，它们都可以形成独立的设计单元、加工单元和装配单元。,在一个基准零件上，装上一个或若干个零件

2、就构成了一个套件，它是最小的装配单元。每个套件只有一个基准零件，它的作用是联接相关零件和确定各零件的相对位置。为套件而进行的装配工作称为套装。,这种套件主要是考虑加工工艺或材料问题，分成几件制造，再套装在一起，在以后的装配中，就可作为一个零件，一般不再分开。,在一个基准零件上，装上一个或若干个套件和零件就构成一个组件。 每个组件只有一个基准零件，它联接相关零件和套件，并确定它们的相对位置。为形成组件而进行的装配称之为组装。 有时组件中没有套件，由一个基准零件和若干零件所组成，它与套件的区别在于组件在以后的装配中可拆，而套件在以后的装配中一般不再拆开，可作为一个零件。,在一个基准零件上，装上若干

3、个组件、套件和零件就构成部件，同样，一个部件只能有一个基准零件，由它来联接各个组件、套件和零件，决定它们之间的相对位置。为形成部件而进行的装配工作称之为部装。 在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件和零件就成为机器。同样，一台机器只能有一个基准零件。为形成机器而进行的装配工作，称之为总装。如一台车床就是由主轴箱、进给箱、溜板箱等部件和若干组件、套件、零件所组成，而床身就是基准零件。,为了清晰地表示装配顺序，常用装配系统图来表示，它是表示从分散的零件如何依次装配成产品。 装配系统图的画法是：首先画一条较粗的横线，横线的右端箭头指向表示装配单元的长方格，横线的左端表示基准件的长方格。然后按装

4、配顺序由左向右依次将装入基准件的零件、套件、组件和部件引入。 装配系统图上加注必要的工艺说明，如焊接、配钻、配刮、冷压和检验等就形成装配工艺系统图，它是装配工艺规程中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。,812 机器的装配精度 1机器的装配精度 机器的装配精度可分为几何精度和运动精度两大部分。 （1）几何精度 几何精度是指尺寸精度和相对位置精度。尺寸精度反映了装配中各有关零件的尺寸和装配精度的关系。相对位置精度反映了装配中各有关零件的相对位置精度和装配相对位置精度的关系。,（2）运动精度 运动精度是指回转精度和传动精度。 回转精度是指机器回转部件的径向跳动与轴向窜动。回转精度主要与轴类零件

5、轴颈处的精度、轴承的精度、箱体轴孔的精度有关。 传动精度是指机器传动件之间的运动关系。例如转台的分度精度、滚齿时滚刀与工件间的运动比例、车削螺纹时车刀与工件间的运动关系都反映了传动精度。影响传动精度的主要因素是传动元件本身的制造精度及它们之间的配合精度。传动元件越多，传动链愈长，影响也就愈大。,2零件精度与装配精度的关系 零件的精度特别是主要零件的加工精度，对装配精度有很大影响。检验如图尾座移动对溜板移动的平行度要求。此项装配精度主要取决于床身上的溜板、尾座所借以移动的导轨A和B之间的平行度以及溜板、尾座与导轨面间的接触精度。床身上相应精度的技术要求，就是根据有关总装精度检验项目的技术要求来确

6、定的。,装配精度和与它相关的若干个零部件的加工精度有关，这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。,零件的加工精度不仅受工艺条件的影响，而且还受到经济性的限制。当产品装配精度要求较高时，以控制零件的加工精度来保证装配精度的方法，会给零件的加工带来困难，增加成本。这时可按经济加工精度来确定零件的精度要求，使之易于加工，而在装配时采用一定的工艺措施（修配、调整等）来保证装配精度。,813 装配工艺规程的制订 装配工艺规程的内容及制订步骤如下： （1）产品图纸分析 从产品的总装图、部装图和零件图了解产品结构和技术要求，审查结构的装配工艺性，研究装配方法，并划分装配单元。,（2）确定生产组织形式 根据生

7、产纲领和产品结构确定生产组织形式。装配生产组织形式可分为移动式和固定式两类，而移动式又可分为强迫节奏和自由节奏两种。,图8-6 装配生产组织形式,装配工位,工人,产品,（3）装配顺序的决定 在划分装配单元的基础上决定装配顺序是制订装配工艺规程中最重要的工作，它是根据产品结构及装配方法划分出套件、组件和部件，划分的原则是先难后易、先内后外、先下后上，最后画出装配系统图。,（4）合理装配方法的选择 装配方法的选择主要是根据生产纲领、产品结构及其精度要求等确定。大批大量生产多采用机械化、自动化的装配手段；单件小批生产多采用手工装配。大批大量生产多采用互换法、分组法和调整法等来达到装配精度的要求；而单

8、件小批生产多用修配法来达到要求的装配精度。某些要求很高的装配精度在目前的生产技术条件下，仍靠高级技工手工操作及经验来得到。,（5）编制装配工艺文件 装配工艺文件主要有装配工艺过程卡片、主要装配工序卡片、检验卡片和试车卡片等。装配工艺过程卡片包括装配工序、装配工艺装备和工时定额等。简单的装配工艺过程有时可用装配（工艺）系统图代替。,82 装配尺寸链 821 装配尺寸链的定义和形式 在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。 装配尺寸链与工艺尺寸链有所不同。工艺尺寸链中所有尺寸都分布在同一个零件上，主要解决零件加工精度问题；而装配尺寸链中每一个尺寸都分布在不

9、同零件上，每个零件的尺寸是一个组成环，有时两个零件之间的间隙等也构成组成环，装配尺寸链主要解决装配精度问题。 装配尺寸链和工艺尺寸链都是尺寸链，有共同的形式、计算方法和解题类型。,822 装配尺寸链的建立 装配尺寸链的建立就是在装配图上，根据装配精度的要求，找出与该项精度有关的零件及其有关的尺寸，最后画出相应的尺寸链图。通常称与该项精度有关的零件为相关零件，零件上有关的尺寸称为相关尺寸。装配尺寸链的建立是解决装配精度问题的第一步，只有建立的尺寸链正确，求解尺寸链才有意义。 装配尺寸链的建立可以分三个步骤，即判别封闭环、判别组成环和画出尺寸链图。,（1）判别封闭环 图示的传动轴在两个滑动轴承中转

10、动，为避免轴端与滑动轴承端面的摩擦，在轴向要有间隙，为此，在齿轮轴上套入了一个垫圈。从图中可以看出间隙A0的大小与大齿轮、齿轮轴、垫圈等零件有关，它是由,这些相关零件的相关尺寸来决定的，所以间隙A0为封闭环。装配尺寸链的封闭环应该定义如下：装配尺寸链中的封闭环是装配过程最后形成的一环，即它的尺寸是由其它环的尺寸来决定的。,（2）判别组成环 判别组成环就是要找出相关零件及其相关尺寸。其方法是从封闭环出发，按逆时针或顺时针方向依次寻找相邻零件，直至返回到封闭环，形成封闭环链。,但并不是所有相邻零件都是组成环（如箱盖），因此还要判别一下相关零件。,在建立尺寸链的过程中，要遵循下列原则。 1）封闭的原

11、则 尺寸链的封闭环和组成环一定要构成一个封闭的环链，在判别组成环时，从封闭环出发寻找相关零件，一定要回到封闭环。 2）最短的原则 在装配精度要求既定的条件下，装配尺寸链中组成环数越少，则组成环所分配到的公差就越大，加工就越容易、越经济。所以，在产品结构设计时，应尽可能地使对封闭环精度有影响的有关零件的数目减到最少，也就是说，在满足工作性能的前提下，尽可能使结构简化。在结构既定的条件下来组成装配尺寸链时，应使每一个有关零件只有一个尺寸列入装配尺寸链。这样组成环的数目就仅等于有关零件的数目。,83 利用装配尺寸链达到装配精度的方法 利用装配尺寸链来达到装配精度的工艺方法一般可以分为四类：即 互换法

12、、分组法、修配法及调整法。 831 互换法 零件加工完毕经检验合格后，在装配时不经任何调整和修配就可以达到要求的装配精度，这种装配方法就是互换法，互换法中，又分为完全互换法和不完全互换法。,1完全互换法 合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配，就可以达到装配精度，称之为完全互换法。 完全互换法的特点是：装配容易，工人技术水平要求不高，装配生产率高，装配时间定额稳定，易于组织装配流水线生产，企业之间的协作与备品问题易于解决。 由于完全互换法装配是用极值法来计算尺寸链，其封闭环的公差与各组成环的公差之间的关系是： 当环数多时，组成环的公差就较小，使零件精度提高，加工发生困难，甚至不可能达

13、到。因此这种装配方法多用于精度不是太高的短环装配尺寸链。,2不完全互换法 当装配精度要求较高而尺寸链的组成环又较多时，如采用完全互换法，则势必使得各组成环的公差很小，造成加工困难，甚至不可能加工。 用极值法来分析，装配时所有的零件同时出现极值的几率是很小的。因此可以舍弃这些情况，将组成环的公差适当加大，装配时有为数不多的组件、部件或机械制品装配精度不合格，留待以后再分别进行处理，这种装配方法称之为不完全互换法。,832 分组法 当封闭环的精度要求很高，用完全互换法或不完全互换法解装配尺寸链时，组成环的公差非常小，使加工十分困难而又不经济。这时可将组成环公差增大若干倍（一般为36倍），使组成环零

14、件能按经济公差加工，然后再将各组成环按原公差大小分组，按相应组进行装配，这就是分组法。这种方法实质仍是互换法，只不过是按组互换，它既能扩大各组成环的公差，又能保证装配精度的要求。 分组法多用于封闭环精度要求较高的短环尺寸链。一般组成环只有23个，因此应用范围较窄，而且一般只用于组成环公差都相等的装配尺寸链，通常用于汽车、拖拉机制造业及轴承制造业等大批量生产中。,以汽车发动机中，活塞和活塞销的分组装配为例。如图所示，活塞销和活塞销孔为过盈配合。活塞销和活塞销孔的最大过盈量为0.0075mm，最小过盈量为0.0025mm。这就要求活塞销的直径为 ， 活塞销孔的直径为 ， 公差都为0.0025mm，

15、从而使加工困难。,现将它们的公差都扩大4倍，活塞销的直径为 ，活塞销孔直径为 ，再分为4组，就可实现分组互换法装配，具体情况见表。,833 修配法 修配法就是将各组成环按经济公差制造，选定个组成环为修配环（称补偿环），预先留下修配余量，在装配时修配该环的尺寸来满足封闭环的精度要求。因此修配法的实质是扩大组成环的公差，在装配时通过修配来达到装配精度，所以此装配法是不能互换的。修配法中，主要的问题有修配环的选择、修配量的计算及修配环基本尺寸的计算等。,以图示的普通车床为例，前后顶尖与导轨的等高度，是一个多环尺寸链。在生产中都将它简化为一个四环尺寸链。 此项精度若用完全互换法求解，按等公差法算，则

16、要达到这样的加工精度是比较困难的；即使用不完全互换法求解，也按等公差法进行计算， ，零件加工仍然困难，因此用修配法来装配。,（1）确定各组成环公差 各组成环按经济公差制造，确定 这是考虑到主轴箱前顶尖至底面以及尾架后顶尖至底面的尺寸精度不易控制，故用双向公差，而尾架底板的厚度容易控制，故用单向公差。由于这项精度要求后顶尖高于前顶尖，故A2取正公差。公差数值按加工的实际可能取就可以了。 （2）选择修配环 在这几个零件中，考虑尾架底板加工最为方便， 故取A2为修配环。A2环是一个增环，因此修刮 它时会使封闭环的尺寸减小。,（3）修配环基本尺寸的确定 按照所确定的各组成环公差，用极值法计算封闭环的公差，得出： 。与原来的封闭环要求值 进行比较，可知： 新封闭环的上偏差ES0大于原封闭环的上偏差ES0，即ES0 ES0。由于是选A2为修配环，它是一个增环，减小它的尺寸会使封闭环的尺寸减小，所以只要修配A2的尺寸就可以满足封闭环的要求。 新封闭环的下偏差EI0小于原封闭环的下偏差EI0，即EI0 EI0，就可以修配A2使其满足A0。,