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1、第7章：机械装配工艺基础（倪小丹）270教学目标：任何机械产品都是由若干零件和部件组成。根据规定的技术要求将有关的零件接合成部件，或 将有关的零件和部件接合成产品的过程称为装配，前者称为部件装配，后者称为总装配。通过本章 学习应能设计一般机器的装配工艺规程：掌握保证装配精度的4种装配方法：以及能根据产品或部 件的需要，选择合适的装配方法并合理设计各零件的尺寸及其精度。教学重点和难点：1、装配工艺性2、装配工艺规程的设计3、保证产品装配精度的四种方法案例导入如图所示为车床装配结构示意图，分析其结构的装配工艺性如何？怎样设计其装配工艺？应该 采用什么方法装配？各零件的尺寸、公差和偏差应怎样确定和保
2、证？图270倪小丹71、机器结构的装配工艺性装配工艺性是指设计的机器结构装配的可行性和经济性。装配工艺性好，是指装配时操作方便， 生产率高。7.1.1机器装配的基本概念对结构比较复杂的产品，通常根据其结构特点，划分为若干能进行独立装配的部分，这些独立 装配的部分称为装配单元。零件是组成产品的最小单元。零件一般都预先装成合件、组件、部件后才进入总装，直接装入 机器的零件并不太多。合件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。如装配式齿轮（如图6.2），由于制 造工艺的原因，分成两个零件，在基准零件1上套装齿轮3并用铆钉2固定。为此进行的装配工作 称为合装。图6.2组件是在一个基准零件上，装
3、上若干合件及零件而构成的。如机床主轴中的主轴，在基准轴件 上装上上轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。为此而进行的装配工作称为组装。组装还可 分为一级组装、二级组装等。部件是在一个基准零件上，装上若干组件、合件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、 完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部装。主轴箱箱体为部装的基准零件。产品是在一个基准零件上装上若干部件、组件、合件和零件而成的。7.1.2装配工艺系统图在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系、装配流程及装配顺序的示意 图称为装配系统图。每个零件用一个方框来表示，内容有零件名称、编号及数量，如图6.3所示。 这种方框不仅可以
4、表示零件，也可以表示合件、组件和部件等装配单元。图6.4为机器装配系统图， 装配工艺系统图主要用于大批大量生产中。名称编号数量图6.3装配单元的表示图图6.47.1.3机器结构的装配工艺性根据机器的装配实践和装配工艺的需要对机器结构的装配工艺性提出以下要求。1、机器结构应分能分成独立的装配单元为了最大限度的缩短机器的装配周期，有必要把机器分成若干独立的装配单元，以便使许多装 配工作同是平行举行，它是评定机器结构装配工艺性的重要标志之一。所谓划分成独立的装配单元，就是要求机器结构能划分成独立的组件、部件等。首先按组件或 部件分别进行装配，然后再进行总装配。例如卧式四床是由主轴箱、进给箱、溜板箱、
5、刀架、尾座 和床身等部件组成。这些独立的部件装配完之后，可以在专门的试验台上栓验或试车，待合格后再 送去总装。把机器划分成独立装配单元，对装配过程的好处有：1）、可以组织平行装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，便于多厂协作生产。2）、机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装，这样既可保 证总机的装配质量，又可以减少总装配的工作量。3）、机器局部结构改进后，整个机器只是局部变动，使机器改装起来方便，有利于产品的改进 和更新换代。4）、有利于机器的维护检修，给重型机器的包装、运输带来很大的方便。另外、有些精密零部件不能在使用现场进行装配，而只能在特殊（如高度洁净、
6、恒温等）环境 下进行装配及调整，然后以部件的形式进入总装配。例如，精密丝杠车床的丝杠就是在特殊的环境 下装配的，以便保证机器的精度。图6.5a所示的转塔机床，原先结构的装配工艺性较差，机床的快速行程轴的一端装在箱体5内， 轴上装有一对圆锥滚子轴承和一个齿轮，轴的另一端装在拖板的操纵箱1内，这种结构装配起来很 不方便。为此，将快速行程轴分拆成两个零件，如图6.5b所示，一段为带螺纹的较长的光轴2,另 一段为较短的附梯轴4,两段用联轴器3连接起来。这样，箱体、操纵箱便成为两个独立的装配单 元，分别平行装配。而且由于长轴被分拆成两段，其机械加工也较前更容易了。图6.6所示为轴的装配，当轴上的齿轮直径
7、大于箱体轴承孔时（图6.6a）轴上零件需依次在箱 内装配。当齿轮直径小于轴承孔时（图6.6b）轴上零件可在组装成组件后，一次装入箱体内，从而 简化装配过程，缩短装配周期。图6.5图6.6图6.7所示为传动齿轮箱的装配，图6.7a中各齿轮轴系分别装配在大箱体上，装配过程十分不 便，如将大箱体改为图6.7b的形式，传动齿轮轴系装配在分离的小齿轮箱内，成为独立的装配单元。 这样，既提高了装配的劳动生产率，又便于以后的维修。图6.72、减少装配时的修配和机械加工多数机器在装配过程中，难免要对某些零部件进行修配，这些工作多数由手工操作，不仅要求 技术水平高，还难以掌握工作量，因此，在机器结构设计时，应尽
8、量减少装配时的修配工作量。图6.8表示车床主轴箱与床身的装配结构，主轴箱如采用6.8a所示山形导轨定位，装配时，基准面 修刮工作量很大，若采用图6.8b所示平导轨定位，则装配工艺得到明显的改善。图6.8图6.9所示为圆锥齿轮两种不同的轴向定位结构形式。其中图6.9a是采用修配轴肩的方式调整 齿轮的啮合间隙，改为图6.9b所示由削面圆销定位结构后，只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿 轮的啮合间隙。显然，图6.9b所示结构的修配工作量要比图6.9a所示的要少得多。图6.9图6-10表示两种不同的轴润滑结构，图6.10a所示结构需要在组合装配后，在箱体上配钻油 孔，使装配产生机械加工工作量。图6.1
9、0b所示结构改在轴套上预先加工好的油孔，便可消除装配 时的机械加工工作量。又如图6.11所示，将图6.11a所示的活塞上配钻销孔的销钉连接改为图6.11v所示的螺纹连接， 从根本上取消了装配中的机械加工。图 6.113、机器结构应便于装配和拆卸机器的结构设计应使装配工作简单、方便。其重要的一点是组件的几个表面不应该同时装入基 准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应先后依次进入装配。7.2装配工艺规程设计装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，设计装配工艺规程是生产技术准备工作的主要 内容之一。装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩短 装配占地面积、降低
10、生产成本等都有重要影响，它取决于装配工艺规程制订的合理性，这就是制订 装配工艺规程的目的。装配工艺规程的主要内容是：（1）分折产品图样，划分装配单元，确定装配方法。（2）拟定装配顺序，划分装配工序。（3）计算装配时间定额。（4）确定各工序装配技术要求、质量检查方法和栓查工具。（5）确定装配时零、部件的输送方法及所需要的设备和工具。（6）选择和设计装配过程中所需要的工具、夹具和专用设备。7.2.1制订装配工艺规程的基本原则及原始资料1、制订装配工艺规程的原则1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命。2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。3
11、）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。4）要尽量减少装配工作所占的成本2、制订装配工艺规程的原始资料制订装配工艺规程时，需要具备以下原始资料。1）产品的装配图及验收技术标准产品的装配图应包括总装图和部件装配图，并能清楚地表示 出，所有零件相互连接的经构视图和必要的剖视图；零件的编号；装配时应保证尺寸；配合件的配 合性质及精度等级；装配的技术要求；零件的明细表等。为了在装配时对某些零件进行补充机械加 工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。2）产品的生产纲领 生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，装配的生产组织形式、 工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很
12、大的不同。3）生产条件应了解工厂的装配工艺装备、工艺方法、工人技术水平、装配车间面积等。7.2.2设计装配工艺规程的步骤根据上述原则和原始资料，可以按下列步骤设计装配工艺规程。1、研究产品的装配图及验收技术条件审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标 准；分析与计算产品装配尺寸链。2、确定装配方法及组织形式装配的方法和组织形式主要取决于产品的结构特点（尺寸和重量等）和生产纲领，并应考虑现 有的生产技术条件和设备。装配组织形式主要分为固定式和移动式两种。固定式装配是全部装配工作在一固定的地点完成， 多用于单件小批生产，或重量大、体积大的批量生产中。移动式
13、装配是将零、部件用输送带或输送 小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配地点工作 的总和就完成了产品的全部装配工作。根据零、部件移动的方式不同又分为：连续移动、间歇移动 和变节奏移动3种方式。这种装配组织形式常用于产品的大批大量生产中，以组成流水作业线和自 动作业线。3、划分装配单元，确定装配顺序将产品划分为合件、组件及部件等装配单元是制订工艺规程中是重要的一个步骤，这对大批大 量生产结构复杂的产品尤为重要。无论哪一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单 元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重 量，
14、有足够的支撑面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。例如，床身零件是床身 组件的装配基准零件；床身组件是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装配基准部件。在划分装配单元，确定装配基准零件以后，即可安排装配顺序，并以装配系统图的形式表示出 来，具体来说一般是先难后易、先内后外、先下后上、预处理工序在前。4、划分装配工序装配顺序确定后，就可将装配工艺过程划分为若干工序，其主要工作如下。1）确定工序集中与分散的程度。2）划分装配工序，确定工序内容。划分装配工序顺序的原则如下。（1）预处理的工序先行，如清洗、去毛刺、防锈防腐等。（2）“先里后外”、“先下后上”，保证先装部分不影响后续
15、的装配并使重心稳定（3）“先难后易”。保证难装的有较开阔的安装、调整、检测空间。（4）带强力、加温或有补充加工的尽量先行，以免影响前面的装配质量。（5）尽可能集中连续安排位于基准件同侧或使用相同工装、或有特殊环境要求的工序，便于提 高生产率。（6）易燃、易碎或有毒物质、部件的装配尽量靠后。（7）合理安排电线、管道的装配工序。（8）及时安排检测工序、保证装配质量。3）确定各工序所需的设备和工具，如需专用夹具与设备，则应拟定设计任务书。4）制订各工序装配操作规范，如过盈配合的压入力、变温装配的装配温度以及紧固件的力矩等。5）制订各工序装配质量要求与检测方法。6）确定各工序时间定额，平衡各工序节拍。5、编制装配工艺文件单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按产品装配图及装配系统图工作。成批生产时，通常还制订部件、总装的装配工艺卡，写明工序次序、简要工序内容，设备名称、 工夹具名称与编号、工人技术等级和时间定额等项。在大批大量生产中，不仅要制订装配工艺卡，而且要制订装配工序卡、装配检验试验卡，以直 接指导工人进行产品装配。7.3装配尺寸链（孙学强）2767.3.1、装配链的概念1、基本概念机械产品或部件的装配精度是由相关零件的加工精度与合理的装配方法共同保证的，应用
