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1、第8章 机械产品装配,本章要点: 机械产品结构的装配工艺性 装配精度及装配尺寸链 保证装配精度的方法 编制装配工艺规程,教学重点： 掌握产品装配结构工艺性的分析方法 掌握装配尺寸链的建立方法 掌握装配精度的保证方法； 了解装配工艺规程的制定方法。 教学难点： 建立装配尺寸链、装配精度保证,第8章 机械产品装配,8.1 产品结构的装配工艺性,产品结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。主要是装配时易保证装配精度、缩短生产周期、减少劳动量等。 产品结构装配工艺性包括零部件一般装配工艺性和零部件自动装配工艺性等内容。 1. 零部件一般装配工艺性要求 1）产品应
2、划分成若干单独部件或装配单元，在装配时应避免有关组成部分的中间拆卸和再装配。,8.1 产品结构的装配工艺性,图8-1 传动轴的装配工艺性,8.1 产品结构的装配工艺性,2）装配件应有合理的装配基面，以保证他们之间的正确位置。 3）避免装配时的切削加工和手工修配；应尽量避免装配时采用复杂工艺装备。 4）便于装配、拆卸和调整；各组成部分的连接方法应尽量保证能用最少的工具快速装拆。 5）注意工作特点、工艺特点、考虑结构合理性；质量大于20kg的装配单元或其组成部分的结构中，应具有吊装的结构要素。 6）各种连接结构型式应便于装配工作的机械化和自动化。,8.1 产品结构的装配工艺性,图8-2 有同轴度要
3、求的连接件装配基面的结构图,8.1 产品结构的装配工艺性,图8-3 便于轴承拆卸的结构,8.1 产品结构的装配工艺性,2. 零部件自动装配工艺性要求 1）最大程度地减少零件的数量，有助于减少装配线的设备。因为减少一个零件，就会减少自动装配过程中的一个完整工作站，包括送料器、工作头、传送装置等。 2）应便于识别、能互换、易抓取、易定向、有良好的装配基准、能以正确的空间位置就位，易于定位。 3) 产品要有一个合适的基础零件作为装配依托，基础零件要有一些在水平面上易于定位的特征。 4）尽量将产品设计成叠层形式，每一个零件从上方装配；要保证定位，避免机器转体期间在水平力的作用下偏移；还应避免采用昂贵费
4、时的固定操作。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,8.2.1 装配的基本要求 1）产品应按图样和装配工艺规程进行装配。装到产品上的零件（包括外购件、标准件等）均应符合质量要求。过盈配合和单配的零件，在装配前，对有关尺寸应严格进行复检，并作好配对标记，不应放入图样未规定的垫片和套等。 2）装配环境应清洁。通常，装配区域内不宜安装切削加工设备。对不可避免的配钻、配铰、刮削等装配工序间的加工，要及时清理切屑，保持场地清洁。 3）零部件应清理干净（去净毛剌、污垢、锈蚀等）。装配过程中，加工件不应磕、碰、划伤和锈蚀，配合面和外露表面不应有修锉和打磨等痕迹。 4）装配后的螺栓、螺钉头部和螺母端面，应与
5、被紧固的零件平面均匀接触，不应倾斜和留有间隙。装配在同一部位的螺钉，其长度一般应一致。紧固的螺钉、螺栓和螺母不应有松动；影响精度的螺钉，紧固力应一致。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,5）螺母紧固后，各种止动垫圈应达到制动要求。根据结构需要，可采用在螺纹部分涂低强度的防松胶代替止动垫圈。 6）移动、转动部件在装配后，运动应平稳、灵活、轻便，无阻滞现象。变位机构应保证准确可靠地定位。 7）高速旋转的零部件应作平衡试验。 8）按装配要求选择合适的工艺和装备。对特殊产品要考虑特殊措施。如：在装配精密仪器、轴承、机床时，装配区域除了要严格避免金属切屑及灰尘干扰外，按装配环境要求，需要考虑空调、恒
6、温、恒湿、防尘、隔振等措施。对有很高就位精度要求的重大关键机件，需要具备超慢速的起吊设备。 9）液压、气动、电气系统的装配应符合国家专项标准规定。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,8.2.2 装配的基本内容 装配阶段的主要工作有：清洗，平衡，刮削，各种方式的联接，校正，检验，调整，试验，涂装，包装等。 1. 清洗 1）清洁度。清洗质量的主要评价指标是产品的清洁度。划分清洁度等级的依据是零件经清洗后在其表面残留污垢质量的大小，其单位为mg/cm2（或g/m2）。,表8-1 工件表面清洁度等级 mgcm-2,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,2）清洗液。清洗时，应正确选择清洗液。金属清洗
7、液，大多数按四种基本组分来配置，这四种基本组分是助剂（Builder）用B表示；含表面活性剂的乳化剂（Emulsion）用E表示；溶剂（Solvent）用S表示；水（Water）用W表示。按上述四种基本组分的不同配置，常用清洗液分类，成份和性能特点见表8-2。 3）清洗方法。清洗的方法主要取决于污垢的类型和与之相适应的清洗液种类；工件的材料、形状及尺寸、质量大小；生产批量、生产现场的条件等因素。常用的清洗方法有擦洗、浸洗、高压喷射清洗、气相清洗、电解清洗、超声波清洗。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,表8-2 清洗液的分类、成份和性能,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,2. 平衡 在
8、生产中常用静平衡法和动平衡法来消除由于质量分布不均匀而造成的旋转体的不平衡。 对于盘类零件一般采用静平衡法消除静力不平衡。而对于长度较大的零件(如电动机转子和机床主轴等)则需采用动平衡法。 平衡的办法有：加重（采用铆、焊、胶结、压装、螺纹联结、喷涂等），去重（采用钻、铣、刨、偏心车削、打磨、抛光、激光熔化等），调节转子上预先设置的可调重块的位置等方法。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,3. 联接（连接） （1）可拆卸联接 是指相互联接的零件拆卸时不受任何损坏，而且拆卸后还能重新装在一起，如螺纹联接、键联接、弹性环联接、楔联接、榫联接和销钉联接等。 （2）不可拆卸联接 是指相互联接的零件在
9、使用过程中不拆卸，若拆卸将损坏某些零件，如焊接、铆接、胶接、胀接、锁接及过盈联接等。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,4. 校正、调整与配作 （1）校正 校正是指在装配过程中对相关零部件的位置进行找正、校平及相应的调整工作，在产品总装和大型机械的基础件装配中应用较多。常用的校正工具有平尺、角尺、水平仪、光学准直仪及相应检具(如心棒和过桥)等。 （2）调整 调整是指在装配过程中对相关零部件相互位置的具体调节工作。它除了配合校正工作去调节零部件的位置精度以外，还用于调节运动副间的间隙，例如轴承间隙、导轨副间隙及齿轮与齿条的啮合间隙等。 （3）配作 配作通常指配钻、配铰、配刮和配磨等，这是装配
10、中附加的一些钳工和机械加工工作，并应与校正、调整工作结合起来进行。只有经过校正、调整，保证相关零件间的正确位置后，才能进行配作。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,5. 性能检验 包括：检测和试验的项目及检验质量指标；检测和试验的方法、条件与环境要求；检测和试验所需的工艺装备的选择或设计；质量问题的分析方法和处理措施。 性能检验是机械产品出厂前的最终检验工作。它是根据产品标准和规 定，对其进行全面的检验和试验。 例如金属切削机床验收试验工作的主要步骤和内容有： 1）检查机床的几何精度。 2）空运转试验。即在不加负载的情况下，使机床完成设计规定的各种运动。 3）机床负荷试验。 4）机床工作精
11、度试验。,8.2 装配阶段的基本要求和基本内容,6. 涂装 涂装是用涂料在金属和非金属基体材料表面形成有机覆层的材料保护技术。涂层光亮美观、色彩鲜艳，可改变基体的颜色，具有装饰的作用。涂层能将基体材料与空气、水、阳光及其他酸、碱、盐、二氧化硫等腐蚀介质隔离，免除化学腐蚀和锈蚀。涂层的硬膜可减轻外界物质对基体材料的摩擦和冲撞，具有一定的机械防护作用。另外，有些特殊的涂层还能降噪、吸振、抗红外线、抗电磁波、反光、导电、绝缘、杀虫、防污等等，因此人们把涂装喻为“工业的盔甲”或“工业的外衣”。 涂装有多种方法，常见的有刷涂、辊涂、浸涂、淋涂、流涂、空气喷涂、静电喷涂、电泳涂覆、无气涂覆、高压无气喷涂、
12、粉末涂装等。,8.3 装配精度与装配尺寸链,8.3.1 零件加工精度与装配精度的关系 机械产品的质量主要取决于三个方面：机械结构设计的正确性；机械零件的加工质量；机械的装配精度。机械产品设计时，首先需要正确的确定整机的装配精度，根据整机的装配精度，逐步规定各部件、组件的装配精度，以确保产品的质量及制造经济性。同时，装配精度也是选择装配方法，制订装配工艺的重要依据。 零件的加工精度是保证装配精度的基础。一般情况下，零件的加工精度越高，装配精度也越高。 零件按经济加工精度加工，而在装配时采用相应的装配方法和装配工艺措施，使装配出的机械产品仍能达到高的装配精度。 因此，机械产品的装配精度是由相关零件
13、的加工精度和合理的装配方法共同保证的。,8.3 装配精度与装配尺寸链,8.3.2装配尺寸链的概念、建立和计算方法 1. 装配尺寸链的概念 装配尺寸链是在机器的装配过程中，由相关零件的有关尺寸（表面或轴线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度等）所组成的尺寸链。其基本特征是封闭图形，其中组成环由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成。组成环可分为增环和减环，其定义与工艺尺寸链相同。封闭环为装配过程中最后形成的一环，即装配后获得的精度或技术要求。这种精度要求是装配完成后才最终形成和保证的。,8.3 装配精度与装配尺寸链,图8-5 CA6140卧式车床 主轴局部的装配简图,8.3 装配精度与装配
14、尺寸链,2. 装配尺寸链的建立方法 （1）封闭环 建立装配尺寸链时，应将装配精度要求确定为封闭环。 （2）建立方法 取封闭环两端的零件为起始点，沿着装配精度要求的方向，以装配基 准面为联系线索，分别查找出装配关系中影响装配精度要求的那些相关零 件，直至找到同一个基准零件，甚至是同一个基准表面为止。 这样，所有相关零件上直接连接两个装配基准面间的位置尺寸或位置 关系，便是装配尺寸链的全部组成环。 （3）最短路线原则 每一个相关零件仅有一个组成环列入尺寸链。该尺寸无论在零件上或 组件上，在装配之前均应能独立检查。,8.3 装配精度与装配尺寸链,图8-6 传动轴轴向装 配尺寸链的建立,8.4 保证装
15、配精度的方法,8.4.1 互换法 完全互换法 （1）定义 完全互换法就是机械产品在装配过程中每个待装配零件不需挑选，修配和调整，装配后就能达到装配精度的一种装配方法，这种方法是用控制零件的制造精度来保证机械产品的装配精度。 （2）特点 完全互换法的装配尺寸链是按极值法计算的。完全互换法的优点是装配过程简单、生产效率高；对工人的技术水平要求低；便于组织流水作业及实现自动化装配；便于采用协作生产方式，组织专业化生产，降低成本；备件供应方便，利于维修等。因此只要满足零件加工经济精度要求，无论何种生产类型，首先应考虑采用完全互换装配法。,8.4 保证装配精度的方法,例8-1 图8-5a所示为车床主轴部
16、件的局部装配图，要求装配后轴向间隙 A0=0.10.35mm。已知各组成环的基本尺寸为：A1=43mm，A2=5mm， A3=30mm，A4=3mm，（标准件），A5=5mm，现采用完全互换法装配。试确定各组成环公差和极限偏差。 解：采用完全互换法装配，装配尺寸链应用极值法进行解算： 1）画出装配尺寸链图（如图8-5b所示），校验各环基本尺寸。依题意，轴向间隙为0.10.35mm，则封闭环A0=0mm，封闭环公差0=0.25mm。本装配尺寸链共有5个组成环，其中A1为增环，其余为减环。 封闭环的基本尺寸： 由计算可知，各组成环基本尺寸的已定数值正确。,8.4 保证装配精度的方法,2）确定各组成环的公差。封闭环公差00.25 mm，组成环的平均公差av为： 根据各组成环基本尺寸大小与零件加工难易程度，以各环平均公差为基础，确定各组成环公差。 A1和A3尺寸大小和加工难易程度大体相当，故取130.06 mm；A2和A5尺寸大小和加工难易相当，故取250.045mm；A4为标准件，其公差为已定值40.04mm。
