第6章_機器裝配工藝過程設計

1、本章要點 裝配工藝規(guī)程制定 裝配尺寸鏈 保證裝配精度的裝配方法 機器的裝配是生產(chǎn)制造中的最后一個機器的裝配是生產(chǎn)制造中的最后一個 環(huán)節(jié)，在很大程度上會影響產(chǎn)品的最環(huán)節(jié)，在很大程度上會影響產(chǎn)品的最 終質(zhì)量和生產(chǎn)成本。裝配并非是簡單終質(zhì)量和生產(chǎn)成本。裝配并非是簡單 地機械組合，它還包含調(diào)整、檢驗、地機械組合，它還包含調(diào)整、檢驗、 試驗等工作。試驗等工作。 一、基本概念一、基本概念 q 機器裝配 機械裝配是按規(guī)定的裝配精度和裝配技術要求， 將構成機器的零件結(jié)合成套件、組件、部件和 產(chǎn)品的過程。 q 機器裝配基本作業(yè) q 機器裝配精度 清洗 連接 校正、調(diào)整與配作 平衡 驗收、試驗 相互位置精度 相互

2、運動精度 相互配合精度 裝配內(nèi)容的組成部分裝配內(nèi)容的組成部分 涉及：套裝、組裝、部裝和總裝 套裝：在一個基準零件上，裝上在一個基準零件上，裝上 零件就構成一個套件（合件）。零件就構成一個套件（合件）。 套件是套件是考慮制造可行、使用方便考慮制造可行、使用方便 而而分開制造的零件分開制造的零件。 套件裝配齒輪 1基準零件 2鉚釘 3齒輪 5 6 組件裝配工藝系統(tǒng)圖組件裝配工藝系統(tǒng)圖 組裝組裝：在一個基準零件上，裝上一個或若在一個基準零件上，裝上一個或若 干個零件、套件就構成一個組件。干個零件、套件就構成一個組件。 q 套件與組件示例 套件和組件示例 a）套件 b）組件 9 10 部件裝配工藝系統(tǒng)

3、圖部件裝配工藝系統(tǒng)圖 部裝部裝：在一個基準零件上，裝上若干個組件、套在一個基準零件上，裝上若干個組件、套 件和零件就構成部件件和零件就構成部件 總裝：總裝：在一個基準零件上，裝上若干個部件、組件、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)品套件和零件就成為機器或稱產(chǎn)品 總裝裝配工藝系統(tǒng)圖總裝裝配工藝系統(tǒng)圖 床身部件裝配系統(tǒng)圖 車床床身裝配簡圖 油盤總成 P011 床 身 10031 墊板上涂鉛油 床身總成 Z011 用水平儀檢查 導軌的直線度 右墊板 2001 8 左托盤 1001 1 右托盤 1004 1 前床腳 1002 1 后床腳 1005 1 螺栓 2002

4、8 墊圈 2004 4 螺栓 2003 4 墊圈 2006 4 螺母 2005 4 第二節(jié)第二節(jié) 裝配裝配工藝規(guī)程工藝規(guī)程的的制定制定 一、 制定裝配工藝規(guī)程的原則 保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量、降低裝配成本、提高產(chǎn)品合格率 選擇合理的裝配方法，綜合考慮加工和裝配的整體效益 合理安排裝配順序和工序，縮短裝配周期，提高裝配效率 盡量減少裝配占地面積和手工勞動量 注意采用和發(fā)展新工藝、新技術 二、制定裝配工藝規(guī)程所需原始資料 產(chǎn)品裝配圖及驗收標準 生產(chǎn)綱領 裝配條件 三、三、制定制定裝配裝配工藝規(guī)程步驟工藝規(guī)程步驟 q 研究產(chǎn)品裝配圖和驗收條件 q 確定裝配方法和裝配組織形式（固定式、移動式） q 劃分裝配單

5、元和選擇裝配基準件 將產(chǎn)品劃分為部件、組件和套件等裝配單元是制定裝配工藝規(guī)程最 重要的一步。裝配基準件應是基體件或主干件，應有較大的體積和 重量，有足夠的支撐面和較多的公共結(jié)合面。 q 確定裝配順序 一般原則是：先難后易、先內(nèi)后外、先小后大、先下后上 q 劃分裝配工序 涉及：工序集中與工序分散，裝配具體內(nèi)容及要求。 q 編制裝配工藝文件 第三節(jié)第三節(jié) 機器結(jié)構裝配工藝性機器結(jié)構裝配工藝性 一、一、 機器結(jié)構機器結(jié)構應應能分成獨立能分成獨立的的裝配單元裝配單元 q 必要性 q 實例 轉(zhuǎn)塔車床快速行程軸裝置 可以組織平行裝配作業(yè) 部件可進行預調(diào)和試運行 局部改進不影響整機裝配 利于機器維護、檢修、

6、包裝、運輸 操縱箱 操縱箱 光軸 聯(lián)軸器 階梯軸 箱體 箱體 快速行程軸裝置兩種結(jié)構比較 齒輪、軸組件 二、二、減少裝配時修配與機加工減少裝配時修配與機加工 修配法結(jié)構 調(diào)整法結(jié)構 車床床頭箱裝配 山形導軌定位 平導軌定位 配鉆油孔結(jié)構 無須配鉆油孔結(jié)構 調(diào)整代替修配 避免機加工 三、三、 機器結(jié)構便于裝配和拆卸機器結(jié)構便于裝配和拆卸 依次裝配 軸依次裝配結(jié)構 連接方式改進 便于裝配操作 三、三、 機器結(jié)構便于裝配和拆卸機器結(jié)構便于裝配和拆卸 留出裝配工具位置 留出裝配連接件位置 第四節(jié)第四節(jié) 裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈 一、裝配精度一、裝配精度 q 機器裝配精度內(nèi)容 q 裝配精度與零件精度關系 二

7、、二、 裝配尺寸鏈建立裝配尺寸鏈建立 q 裝配尺寸鏈基本概念 裝配尺寸鏈：在機器裝配關系中，由相關 零件尺寸或位置關系組成的尺寸鏈 封閉環(huán)：通常就是裝配精度要求 q 裝配尺寸鏈分類 直線尺寸鏈 角度尺寸鏈 平面尺寸鏈 空間尺寸鏈 角度裝配尺寸鏈示例 O - O 主軸回轉(zhuǎn)軸線 - 山形導軌中線 - 下溜板移動軌跡 0.015 200 2 0 1 OO 孔軸配合裝配尺寸鏈 三、三、 裝配尺寸鏈查找方法裝配尺寸鏈查找方法 q 裝配尺寸鏈查找方法 q 查找裝配尺寸鏈應注意的問題 取封閉環(huán)兩端的零件為起點，沿裝配精度要求的位置方向，以裝配 基準面為聯(lián)系線索，分別查明裝配關系中影響裝配精度要求的那些 有關

8、零件，直至找到同一基準零件或同一基準表面為止。所有零件 上連接兩個裝配基準面間的位置尺寸和位置關系，便是裝配尺寸鏈 的組成環(huán) 必要的簡化（精密裝配不要簡化） A0 A1 A2A3 箱體孔 軸線 主軸錐 孔軸線 套筒錐孔 軸線 套筒外圓 軸線 尾座孔 軸線 e1 e2e3 A2A3 A1 A0 主軸與尾座套筒中心線等高度裝配尺寸鏈 簡化后 q 查找裝配尺寸鏈應注意的問題 “一件一環(huán)”原則（裝配尺寸鏈路線 最短原則）：組成裝配尺寸鏈時，應 使每個有關零件只有一個尺寸列人裝 配尺寸鏈。相應地將直接連接兩個裝 配基準面間的那個位置尺寸或位置關 系標注在裝配圖上 方向性：按不同方向分別建立裝配尺寸鏈 裝

9、配尺寸鏈“一件一環(huán)”原則 尺寸不合理標注 第五節(jié)第五節(jié) 保證裝配精度的裝配方法保證裝配精度的裝配方法 一、一、 互換互換裝配法裝配法 相關零件任意組合，裝配精度主要取決于 加工精度。 1 1、完全互換法：、完全互換法：相關零件不作任何挑選，任取裝配 即可。最為簡單，裝配效率高，首選。 應用條件應用條件 n：組成環(huán)數(shù) :誤差傳遞系數(shù)（線性取1） 完全互換法適用于高精度少環(huán)或低精度多環(huán)、完全互換法適用于高精度少環(huán)或低精度多環(huán)、 大批量裝配。大批量裝配。（軸承裝配部分采用之）（軸承裝配部分采用之） 27 i n 1i i0 TT 完全互換法完全互換法 采用極值法計算裝配尺寸鏈 封閉環(huán)公差的分配（反計

10、算）： 1）當組成環(huán)是標準件時（如軸承寬度，擋圈的厚度等），其公差 大小和分布位置為確定值 2）某一組成環(huán)是不同裝配尺寸鏈公共環(huán)時，其公差大小和位置根 據(jù)對其精度要求最嚴的那個尺寸鏈確定 3）在確定各待定組成環(huán)公差大小時，根據(jù)具體情況選用等公差值 原則或等公差級原則來定 4）各組成環(huán)公差帶位置一般按入體原則標注，但要保留一環(huán)作 “協(xié)調(diào)環(huán)”，協(xié)調(diào)環(huán)公差帶的位置由裝配尺寸鏈確定。協(xié)調(diào)環(huán)通 常選易于制造并可用通用量具測量的零件 5）對中心距尺寸公差按對稱分布。 完全互換完全互換裝配法裝配法 【解】 A2 A3 A1 A5 A4 A0 齒輪與軸部件裝配 圖示齒輪部件，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸

11、向間隙為 0.10.35mm。已知各零件有關的基本尺寸為：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （標準件），A5 = 5 。用完全互換法裝配，試確定各 組成環(huán)的偏差。 【例】 0 40.05 3A 1）建立裝配尺寸鏈圖，校驗各環(huán)基本尺寸 2）確定各組成環(huán)的公差：先按等公差值原 則計算，各組成環(huán)公差為（mm）： T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 再考慮加工難易程度，進行適當調(diào)整（A4 公差不變），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02 ， 完全互換完全互換

12、裝配法裝配法 0 06. 01 0 02. 02 10. 0 03 30,5,43 AAA 3）確定各組成環(huán)的偏差：取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。 A4為標準件，公差帶位置確定： ， 除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標注： 0 40.05 3A 最后可確定： 可見，非標零件的設計公差是事先由裝配尺寸鏈確定的。 0.1 50.12 5A A2 A3 A1 A5 A4 A0 齒輪與軸部件裝配 計算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：計算中間偏差 mm11.0 ）025.001.003.0（05.0225.0 ）（ 5 5 542130 得到：ES5 = = - 0.1，EI5 = = - 0.12 , 2 T 5 5 2 T - 5 5

13、 2、大數(shù)互換、大數(shù)互換裝配法裝配法 q大數(shù)互換法（部分互換法、不完全互換法）：大數(shù)互換法（部分互換法、不完全互換法）：仍按完全互 換法裝配操作，可保絕大多數(shù)產(chǎn)品合格 按概率法計算分配零件的公差 1、對正態(tài)分布 如一批鍵、槽間隙配合的裝配 A0 A1 A2 按方差合成式： 1 0 2 2 2 2 1 n 1i 2 i0 概率計算法概率計算法 若取若取 （i=0,1i=0,1，,n),n) 則則有：有： （公差可取對稱分布）（公差可取對稱分布） * *反計算時：反計算時： （與極值法的等公差值相比？）（與極值法的等公差值相比？） 2 2、對非正態(tài)分布、對非正態(tài)分布 （i=1,2i=1,2，,n,

14、n） KiKi為相對分布系數(shù)為相對分布系數(shù)（i=0i=0，1,1,n n），），K K0 0也表示正態(tài)分布時也表示正態(tài)分布時 要求放大組成環(huán)公差時，置信水平降低時的相對分布系數(shù)。要求放大組成環(huán)公差時，置信水平降低時的相對分布系數(shù)。 32 ii 6T n 1i 2 i0 TT n T n n T T 00 平均i n 1i 2 i 2 i 0 0 Tk k 1 T 大數(shù)互換大數(shù)互換裝配法裝配法 通常封閉環(huán)趨近正態(tài)分布，取置信水平p99.73，裝配不合格 品率為0.27%。 n i i k T T 1 2 0 平均i 此時等公差值分配組成環(huán)平均公差計算公式： n i i k T T 1 2 00

15、平均i k 在某些生產(chǎn)條件下，要求適當放大組成環(huán)公差時，可取較低的p值， 此時有： 置信水平p與相對分布系數(shù)m p 99.73 99.5 99 98 95 90 k0 1 1.06 1.16 1.29 1.52 1.82 大數(shù)互換大數(shù)互換裝配法裝配法 同前例，用大數(shù)互換法計算【例】 【解】 除協(xié)調(diào)環(huán)外各組成環(huán)公差入體標注： A2 A3 A1 A5 A4 A0 齒輪與軸部件裝配尺 寸鏈 對穩(wěn)定工藝的大批生產(chǎn)，各環(huán)均趨近 正態(tài)分布，則組成環(huán)平均公差： （封閉環(huán)公差不變T0 = 0.25mm） 確定各組成環(huán)的公差、偏差 確定各組成環(huán)的偏差 0 40.05 3A 仍取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標準件，公差帶

16、位置確定： T4 = 0.05 再考慮加工難易程度選擇： T1 = 0.14, T2 = 0.08， T3 = 0.16 則由概率法公差計算有 由概率法公差計算公式，有： mm11.0 5 T T 0 平均i mm09.0）TTTT（-TT 2 4 2 3 2 2 2 1 2 05 16.0 03 0 08.0-2 0 14.0-1 43A，5A，30A 計算協(xié)調(diào)A5環(huán)的中間偏差： 由 =0.08-0.225-（-0.07-0.04-0.025） =-0.01mm 35 ）（- ）（- 421035 542130 035.0 055.0-5 5 55 5 55 5A mm055.0- 2 T

17、-EI mm035.0 2 09.0 01.0- 2 T ES 二二、 選擇選擇裝配法裝配法：各有關各有關零件均按經(jīng)濟精度加工，依零件均按經(jīng)濟精度加工，依 選擇保證裝配精度。選擇保證裝配精度。 q 選配法有三種形式 fi n 1i i0 TT 選擇選擇裝配法裝配法 q 分組裝配法注意問題 三三、 修配修配裝配法裝配法 各組成環(huán)零件均按經(jīng)濟精度加工，專門設置修配 件，裝配時對其進行機械加工來補償裝配累計誤 差。通常選擇形狀簡單，且對其它尺寸鏈沒有影 響的環(huán)作修配環(huán)（修配件），在保證補償量足夠 且最小的原則下，由尺寸鏈計算補償量。 適合：各種生產(chǎn)類型，多環(huán)、高精度的裝配場合。 （裝配中有機械加工，

18、裝配效率較低） 修配方修配方法法 A1A0 A2A3 A1A0 A23 四四、 調(diào)整調(diào)整裝配法裝配法 可動調(diào)節(jié)法示例 1 調(diào)節(jié)套筒 2 調(diào)節(jié)螺釘 3 楔條 4 調(diào)節(jié)螺釘 5 絲杠螺母 6 絲杠 a）b）c） 1、 可動調(diào)節(jié)法：改變調(diào)整件的相對位置（多依螺旋機構） 2、固定調(diào)節(jié)法 事先做好一批不同尺寸的調(diào)整件（片、套、圈等），裝配時依調(diào)換來滿 足裝配精度。采用固定調(diào)節(jié)法的關鍵是確定調(diào)節(jié)件的分級和各級調(diào)節(jié)件 的尺寸大小。 3、誤差抵消調(diào)節(jié)法 如要將土地上放置的圓桌面調(diào)整致水平，可用以上三種方法。 裝配方法 工 藝 特 點 適 用 范 圍 常用裝配方法及其適用范圍 完全互 換法 配合件公差之和小于/等于裝 配公差；裝配操作簡單；便 于組織流水作業(yè)和維修工作 大批量生產(chǎn)中零件數(shù)較少、零件可用 加工經(jīng)濟精度制造者，或零件數(shù)較多 但裝配精度要求不高者 大數(shù)互 換法 配合件公差平方和的平方根 小于/等于規(guī)定的裝配公差； 裝配操作簡單，便于流水作業(yè)； 會出現(xiàn)極少數(shù)超差件 大批量生產(chǎn)中零件數(shù)略多、裝配精度 有一定要求，