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機械裝配工藝,學(xué)習(xí)指南:機器的裝配是整個機器制造工藝過程中的最后一個環(huán)節(jié)，它包括裝配（部裝和總裝）、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。重點掌握各種裝配方法的實質(zhì)、特點和使用范圍，學(xué)會裝配尺寸鏈的建立方法，并應(yīng)熟練掌握運用極值法、概率法計算裝配尺寸鏈。此外，對機器及零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性和制訂裝配工藝規(guī)程的方法也應(yīng)有一定的了解。,5-6機械裝配工藝概述,任何機械設(shè)備或產(chǎn)品都是由若干零件和部件組成。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求將有關(guān)的零件結(jié)合成部件，或?qū)⒂嘘P(guān)的零件和部件結(jié)合成機械設(shè)備或產(chǎn)品的過程稱為裝配，前者稱為部件裝配，后者稱為總裝配。本節(jié)是機器裝配工藝的總體概述。學(xué)習(xí)本節(jié)主要認識機器裝配工藝系統(tǒng)的五大部分（零件、套件、組件、部件和機器），并了解各種生產(chǎn)類型及其特點。,一、裝配的概念及裝配內(nèi)容,1裝配的概念按照規(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。裝配工藝：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。優(yōu)質(zhì)、高效、低耗,,,,,3機器的裝配工藝過程,通常將機器分成若干個獨立的裝配單元。圖1所示為機器裝配工藝系統(tǒng)示意圖，由圖知，裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€等級，即零件、套件、組件、部件和機器,零件是組成機器的基本元件，零件直接裝入機器的不多。套件在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件就構(gòu)成了一個套件，它是最小的裝配單元。圖2-a所示為套件的一個示例，其中蝸輪即屬于"基準零件"。,組件在一個基準零件上，裝上一個或若干個套件和零件就構(gòu)成一個組件。每個組件只有一個基準零件，它聯(lián)接相關(guān)零件和套件，并確定它們的相對位置。圖2-b為一個組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準備好的一個套件，階梯軸為“基準零件”。,部件在一個基準零件上，裝上若干個組件、套件和零件就構(gòu)成部件。如圖3－b所示。機器在一個基準零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機器或稱產(chǎn)品。,,一、制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則將裝配工藝過程用文件形式規(guī)定下來就是裝配工藝規(guī)程。從廣義上講，機器及其部件、組件裝配圖，尺寸鏈分析圖，各種裝配夾具的應(yīng)用圖，檢驗方法圖及其說明，零件機械加工技術(shù)要求一覽表，各個“裝配單元”及整臺機器的運轉(zhuǎn)、試驗規(guī)程及其所用設(shè)備圖，以至于裝配周期表等，均屬于裝配工藝范圍內(nèi)的文件。,5-7裝配工藝規(guī)程的制訂,,二、裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容1）分析產(chǎn)品圖樣，確定裝配組織形式，劃分裝配單元，確定裝配方法；2）擬定裝配順序，劃分裝配工序，編制裝配工藝系統(tǒng)圖和裝配工藝規(guī)程卡片；3）選擇和設(shè)計裝配過程中所需要的工具、夾具和設(shè)備；4）規(guī)定總裝配和部件裝配的技術(shù)條件，檢查方法和檢查工具；5）確定合理的運輸方法和運輸工具；6）制定裝配時間定額。,一、進行產(chǎn)品分析1）分析產(chǎn)品圖樣，掌握裝配的技術(shù)要求和驗收標準。2）對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行尺寸分析和工藝分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)批量，確定保證達到裝配精度的裝配方法。3）研究產(chǎn)品分解成“裝配單元”的方案，以便組織平行、流水作業(yè)。,二、確定裝配的組織形式裝配的組織形式分固定式和移動式兩種。移動式又分間歇移動、連續(xù)移動和變節(jié)奏移動三種方式。單件小批生產(chǎn)，或尺寸大、質(zhì)量大的產(chǎn)品多采用固定裝配的組織形式，其余用移動裝配的組織形式。裝配的組織形式確定以后，裝配方式、工作點的布置、工序的分散與集中以及每道工序的具體內(nèi)容也根據(jù)裝配的組織形式而確定。固定式裝配工序集中，移動式裝配工序分散。,三、擬定裝配工藝過程,（1）確定裝配工作的具體內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和裝配精度的要求可以確定各裝配工序的具體內(nèi)容。（2）確定裝配工藝方法及設(shè)備。必須選擇合適的裝配方法及所需的設(shè)備、工具、夾具和量具等。當車間沒有現(xiàn)成的設(shè)備、工具、夾具、量具時，還得提出設(shè)計任務(wù)書。所用的工藝參數(shù)可參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)或計算確定。（3）確定裝配順序。各級裝配單元裝配時，先要確定一個基準件先進入裝配，然后安排其它零件、組件或部件進入裝配的順序。如車床裝配時，床身是一個基準件先進入總裝，其他的裝配單元再依次進入裝配。,安排裝配順序的一般原則為：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易、先重大后輕小，先精密后一般。（4）確定工時定額及工人的技術(shù)等級。目前裝配的工時定額大都根據(jù)實踐經(jīng)驗估計，工人的技術(shù)等級并不作嚴格規(guī)定。但必須安排有經(jīng)驗的技術(shù)熟練的工人在關(guān)鍵的裝配崗位上操作，以把好質(zhì)量關(guān)。四、編寫裝配工藝文件,5-8保證裝配精度的裝配方法,學(xué)習(xí)目標：主要掌握裝配精度的概念及其保證機器裝配精度的四種工藝方法：互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法；并能夠運用裝配尺寸鏈對裝配精度進行定量分析和求解。,保證裝配精度的裝配方法：常用裝配方法1互換法：完全互換法部分互換法2修配法3選配法4調(diào)整法,,（1）完全互換法特點,,（2）完全互換法計算1）裝配尺寸鏈計算采用完全互換裝配法時，裝配尺寸鏈采用極值法計算。,,,,,,組成環(huán)公差的調(diào)整原則：1.組成環(huán)為標準件時，其公差值及分布有規(guī)定，為確定的值；2.組成環(huán)為幾個尺寸鏈的公共環(huán)時，其公差值及分布由其中要求最嚴的尺寸鏈確定；3.難加工或難測量的組成環(huán)，其公差值可取較大的值，易加工或易測量的組成環(huán)，其公差值可取較小的值。,,當組成環(huán)按上述原則確定公差后，公差累計值不符合封閉環(huán)的要求時，要選一組成環(huán)，其公差值及分布需經(jīng)計算確定，以滿足封閉環(huán)精度的要求，該環(huán)稱協(xié)調(diào)環(huán)。協(xié)調(diào)環(huán)的選擇原則：1.不能為標準件時；2.不能為公共環(huán)時；3.應(yīng)為易加工的組成環(huán)。,,［例如圖所示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知,現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差,（標準件），,解:1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗各環(huán)基本尺寸,,,其中A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。封閉環(huán)的基本尺寸為：,,2）確定協(xié)調(diào)環(huán)A5是一個擋圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具測量，因此選它作為協(xié)調(diào)環(huán)。3）確定各組成環(huán)公差和極限偏差,軸用擋圈A4是標準件，其尺寸為,,4）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差協(xié)調(diào)環(huán)公差,協(xié)調(diào)環(huán)的下偏差,因此，協(xié)調(diào)環(huán)的尺寸為：,,例6-4雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵裝配示意圖,軸向裝配精度要求為,軸向裝配間隙為0.05～0.15mm(冷態(tài)下),即：,已知相關(guān)零件的相關(guān)尺寸為：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。試按極值法求算各組成環(huán)的上下偏差。,解：1、分析和建立尺寸鏈圖判斷環(huán)的性質(zhì)裝配精度為封閉環(huán),A1為增環(huán)；A2,A3,A4為減環(huán)。,1)平均公差:,尺寸A2,A3,A4可用平面磨床加工，經(jīng)濟精度定為IT7，由于各尺寸都便于用卡板測量，其尺寸偏差的分布位置，應(yīng)按被包容尺寸(軸)，標注成單向負偏差。,T3=0.015,選A1為協(xié)調(diào)環(huán),其公差為：,2)計算A1的上下偏差,,2.大數(shù)互換裝配法,（1）方法原理大數(shù)互換裝配法的實質(zhì)是放寬尺寸鏈各組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟加工。（2）裝配尺寸鏈計算用概率法求解裝配尺寸鏈的基本問題是合理確定各組成環(huán)的公差。,,組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差為,各組成環(huán)平均當量公差為,組成環(huán)平均平方公差為,,［例如圖所示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知,現(xiàn)采用不完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差,（標準件），,解:1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗各環(huán)基本尺寸,,,解：1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗各環(huán)基本尺寸A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。2）確定協(xié)調(diào)環(huán)選用A3作為協(xié)調(diào)環(huán)，最后確定其公差。,3）確定除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差和極限偏差,軸用擋圈A4是標準件,其余各組成環(huán)的尺寸公差Ti調(diào)整如下：,,4）計算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差①計算協(xié)調(diào)環(huán)公差,,,,最后確定各組成環(huán)尺寸和極限偏差為：,②計算各環(huán)中間偏差，并求出協(xié)調(diào)環(huán)的偏差,協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差是：,,二、修配法,例所示普通車床裝配時，要求尾架中心線比主軸中心線高0～0.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，現(xiàn)采用修配法裝配時，試確定各組成環(huán)公差及其分布。,解:1）畫裝配尺寸鏈其中A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。,,計算各組成環(huán)平均公差：,,2）選擇補償環(huán)選定A2為補償環(huán)3）確定各組成環(huán)的公差及偏差取經(jīng)濟公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取經(jīng)濟公差T2=0.15mm。,裝配時形成的封閉環(huán)公差為：,,,,4）確定補償環(huán)A2的尺寸及偏差,,,,協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差是：,5）驗算裝配后封閉環(huán)極限偏差,,由題意知，封閉環(huán)要求的極限偏差為：,,6）確定補償環(huán)尺寸,,7）核算修配量,最大修配量為：,最小修配量為：,2.修配方法（1）單件修配法（2）套件加工修配法（3）自身加工修配法,三、選擇裝配法,指由工人直接從加工好的零件中選擇出合適的零件裝配起來。這種方式對工人的技術(shù)水平要求較高，選擇時間長，裝配質(zhì)量往往取決于選擇的是否合適。,1直接選配法,定義：把組成零件的尺寸放大到經(jīng)濟精度進行加工,然后將加工后的零件按放大倍數(shù)分成若干組，分組數(shù)等于放大倍數(shù)，對應(yīng)組內(nèi)的零件裝配起來以滿足裝配精度的要求，這一裝配方式稱為分組選擇裝配法。,2分組選配法,實質(zhì)：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。,2分組裝配法,主要優(yōu)點：零件的制造精度不高，但卻可獲得很高的裝配精度；組內(nèi)零件可以互換，裝配效率高。不足之處：增加了零件測量、分組、存貯、運輸?shù)墓ぷ髁?。適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)少而裝配精度又要求特別高的機器結(jié)構(gòu)。,復(fù)合選擇法:將上述兩種方法的綜合，即將零件預(yù)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：配合件公差可以不相等，裝配速度較快，能滿足一定的生產(chǎn)節(jié)拍要求。,3復(fù)合選擇法,例活塞銷和活塞銷孔的裝配關(guān)系如圖?；钊N直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術(shù)要求，在冷態(tài)裝配時應(yīng)有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經(jīng)濟精度為0.01mm。現(xiàn)采用分組選配法進行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組尺寸。,解:1）建立裝配尺寸鏈,2）確定分組數(shù)分組數(shù)為43）確定分組尺寸若活塞銷直徑尺寸定為：,,,,,,,,,與第一組銷配合的銷孔（本例為過盈配合）,分組裝配時應(yīng)當注意以下幾點：1）為保證分組后，各組的配合性質(zhì)和配合精度與原裝配精度要求相同，應(yīng)當使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)。2）配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨尺寸公差放大而放大，應(yīng)與分組公差相適應(yīng)，以保證配合性質(zhì)和配合精度要求。3）分組數(shù)不宜過多，否則造成生產(chǎn)組織工作復(fù)雜化。4）制造零件時，應(yīng)盡可能使各對應(yīng)組零件的數(shù)量相等，滿足配套要求。,,四、調(diào)整法,定義：裝配時用改變調(diào)整件在機器結(jié)構(gòu)中的相對位置或選用合適的調(diào)整件來達到裝配精度的裝配方法，稱為調(diào)整裝配法。實質(zhì)：是裝配時調(diào)節(jié)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：固定調(diào)整法：選擇一個組成環(huán)為調(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)有墊片、墊圈、軸套等。,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，已達到裝配精度的方法。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：組成環(huán)按經(jīng)濟精度制造，但可獲得高的裝配精度。增加了裝配調(diào)整應(yīng)用：可動調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法應(yīng)用于小批生產(chǎn)；固定調(diào)整法應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的場合,例所示部件中，齒輪軸向間隙要求控制在0.05～0.15mm范圍內(nèi)。若A1和A2的基本尺寸分別為50mm和45mm，按加工經(jīng)濟精度確定A1和A2的公差分別為0.15mm和0.1mm。試確定調(diào)節(jié)墊片Ak的厚度。,解：1）求空位尺寸As,，,由此可求出：,,2）確定分級數(shù)n,,3）計算各級調(diào)節(jié)件尺寸及墊片厚度,各級調(diào)節(jié)墊片厚度尺寸分別為：,,,,,,可動調(diào)整法應(yīng)用實例,