自動裝配技術(shù)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1 自動裝配技術(shù)自動裝配技術(shù) 緒論 第一章 裝配技術(shù)基礎(chǔ) 第二章 自動供料系統(tǒng) 第三章 自動裝配系統(tǒng) 第四章 裝配機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 第五章 可靠性及可用性 第六章 裝配機(jī)器人 第七章 柔性制造 第八章 機(jī)器人的發(fā)展與未來 第九章 數(shù)字化制造技術(shù) 第1頁/共51頁 第一節(jié) 聯(lián)接方式 第二節(jié) 公差分析 第三節(jié) 產(chǎn)品的裝配工藝性 第四節(jié) 裝配流程的確定 第一章 裝配技術(shù)基礎(chǔ) 第2頁/共51頁 第一節(jié)、聯(lián)接方法 在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)聯(lián)接方式就被確定了。由于可以采用的聯(lián)接結(jié)構(gòu)很多，所以聯(lián)接方式也必然是多樣的。 各種聯(lián)接方法的使用因行業(yè)而異。機(jī)械制造和車輛制造行業(yè)比精密儀表行業(yè)更多地使用螺紋聯(lián)接。 螺紋

2、聯(lián)接是一種通過壓緊實(shí)現(xiàn)的聯(lián)接，因?yàn)楸宦?lián)接件是通過螺釘被相互緊緊地壓在一起的（如下圖示）。由此產(chǎn)生一對摩擦副。 1、概述 第3頁/共51頁 為了能夠從數(shù)量上精確地控制聯(lián)接力，必須對有關(guān)的因素加以控制 第4頁/共51頁 螺紋聯(lián)接也存在各種不同的形式，按螺紋頭部的不同形狀可以分為四種： 螺釘擰入被聯(lián)接件，靠螺釘頭部壓緊； 螺釘一端栽入被聯(lián)接件； 螺釘插入被聯(lián)接件，螺母在另一端擰緊； 螺母聯(lián)接。 第5頁/共51頁 螺釘擰入被聯(lián)接件，靠螺釘頭部壓緊 第6頁/共51頁 螺釘一端栽入被聯(lián)接件 第7頁/共51頁 螺釘插入被聯(lián)接件，螺母在另一端擰緊 第8頁/共51頁 螺母聯(lián)接 第9頁/共51頁 緊固力矩必須控制

3、在一個(gè)嚴(yán)格的公差范圍 Mv=Mvnenn Tv 其下限由必需的預(yù)緊力確定 Mvmin=f（Fv） 其上限受螺釘材料的強(qiáng)度限制 Mvmax=f（b） 式中： Fv必需的預(yù)緊力 （N）； Mvmin名義緊固力矩 （Ncm）； Mvmax最大緊固力矩 （Ncm）； Tv緊固力矩的公差 （Ncm）； b螺釘材料的抗拉強(qiáng)度（N/cm2）。 2、緊固力的計(jì)算 第10頁/共51頁 除螺紋聯(lián)接以外，最常用的當(dāng)數(shù)并接（套裝、插入、推入和掛接）。這要取決于兩連接件耦合面的形狀和位置。這種聯(lián)接方式，被聯(lián)接件之間的接觸力起著重要的作用，因?yàn)樗鼈冊诼?lián)接的瞬間形成一定的力矩。 定位 一點(diǎn)接觸二點(diǎn)接觸插入過程 FF FFF

4、F FF FR FR FR FR FR FR FK FKFK1 FK1 FK2 FK2 MB MB 插入聯(lián)接各階段的反作用力和反力矩 第11頁/共51頁 3、常用的連接方式 連接方式有：折邊、鑲嵌或插入、溶入、翻邊或咬接、填充、開槽、釘夾、粘接、壓入、凸緣連接、鉚釘、螺紋連接、焊接、鉚接、鉸接等。 連接方法的自動化實(shí)現(xiàn)的程度：高低 壓入、凸緣連接、溶入、焊接、鉚釘、螺紋連接、翻邊或咬接、折邊、鑲嵌或插入、填充、開槽、鉚接、鉸接、釘夾、粘接。 1）連接方式 第12頁/共51頁 2）典型的聯(lián)接動作要求 插入 （簡 單聯(lián) 接） 插入并 旋轉(zhuǎn) 適配 有間隙聯(lián)接，靠 形狀定心 為尋找正確的位 置精密地補(bǔ)

5、償 屬形狀耦合聯(lián)接 說 明運(yùn) 動原 理名 稱 第13頁/共51頁 插入 并鎖 住 旋入 壓入 取走 順序進(jìn)行兩次簡 單聯(lián)接 兩種運(yùn)動的復(fù)合， 一邊旋轉(zhuǎn)一邊按螺 距往里鉆 過盈聯(lián)接 從零件儲備倉取 走零件 說 明運(yùn) 動原 理名 稱 第14頁/共51頁 運(yùn)動 變形 聯(lián)接 通過方向相對的 壓力來聯(lián)接 零件位置和方向 的變化 通過 材料 流聯(lián) 接 臨時(shí) 聯(lián)接 為搬送做準(zhǔn)備 名 稱原 理運(yùn) 動說 明 釬焊、熔焊等 第15頁/共51頁 第二節(jié) 公差分析 零件的精度要求就決定了制造與裝配的經(jīng)濟(jì)性。裝配中存在的所有的聯(lián)系都可以用尺寸鏈來表示。 每個(gè)零件都有各自的尺寸和公差，可供在制訂自動化的計(jì)劃時(shí)分析。 所謂

6、公差分析就是從數(shù)量上掌握公差鏈的極端情況。也可以通過實(shí)驗(yàn)來確定裝配公差。 有：第一定律、第二定律 第16頁/共51頁 第一定律是一個(gè)公差鏈的總公差等于各個(gè)環(huán)節(jié)公差的總和，即各公差的絕對值相加。 其相互關(guān)系如下圖所示。 1、第一定律 第17頁/共51頁 第二定律是封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和。 封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和。 任何形狀和位置公差超過了界限的配合件都不能用來進(jìn)行自動化裝配。 如果出現(xiàn)這種情況，就必須在制造過程中予以改正。 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中對于公差的分布形式有具體規(guī)定。 最常見的分布形式有：正態(tài)分布、Simson分布、

7、均勻分布、均勻增長分布和復(fù)合分布。 2、第二定律 第18頁/共51頁 圖表示了兩種可能的公差分布方式。方式1公差分布比較寬，成本低，但不適合自動化裝配。方式2公差分布比較嚴(yán)格，適合自動化裝配，但生產(chǎn)成本高。 第19頁/共51頁 必須區(qū)別兩種不同種類的公差： 功能公差 自動化裝配過程公差 功能公差：能夠裝配到一起并且實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能所允許的偏差。 零件的技術(shù)要求須按照裝配條件以及在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所應(yīng)起的作用來確定。 自動化裝配過程公差：是與操作過程相關(guān)的由裝配機(jī)械造成的位置和方向誤差。 第20頁/共51頁 公差的選擇有下列幾種配合方法： 完全互換法； 成組互換法； 均衡補(bǔ)償法； 概率法。 完全互換法：可

8、以從備件中任取一件裝配。在任何一種情況下都可以達(dá)到要求的使用功能。 這種方法首先用于以下的情況：公差鏈短，成批大量生產(chǎn)。 成組互換法：備件按公差范圍分組。盡管要求的配合公差很小，但工件的制造公差卻可以大一些。 這只有屬于同一組的零件才可以配合。 第21頁/共51頁 均衡補(bǔ)償法：最終公差的精度通過一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)得到，或者通過尺寸改變，或者加入一個(gè)補(bǔ)償件。 例如一個(gè)按尺寸分段的墊片。這種方法要求一個(gè)附加的測量設(shè)備以確定應(yīng)有的補(bǔ)償值。 概率法：一定概率的零件的公差超過了事先規(guī)定的最終公差而不能完全互換。這部分所占的比率稱超差率。 這種方法適用于最終公差要求較嚴(yán)的多環(huán)節(jié)公差鏈。 第22頁/共51頁 第2

9、3頁/共51頁 第三節(jié) 產(chǎn)品的裝配工藝性 適合裝配的零件形狀對于經(jīng)濟(jì)的裝配自動化是一個(gè)基本的前提。 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、數(shù)量和可操作性決定了裝配過程、傳輸方式和裝配方法。 機(jī)械制造的一個(gè)明確的原則就是“部件和產(chǎn)品應(yīng)該能夠以最低的成本進(jìn)行裝配”。 對于適合自動化裝配的形狀，就單個(gè)零件、部件和產(chǎn)品來說層疊式和鳥巢式的結(jié)構(gòu)對于自動化裝配是有利的。 1、概述 第24頁/共51頁 層疊式的裝配是零件進(jìn)行堆積 層疊式 第25頁/共51頁 鳥巢式的裝配是以一個(gè)零件為基礎(chǔ)，其余的零件都安裝在此零件之上。 鳥巢式 第26頁/共51頁 結(jié)構(gòu)方面的另一個(gè)區(qū)別是分立式還是集成式。集成方式可以實(shí)現(xiàn)元件最少，維修也方便。 第27

10、頁/共51頁 第28頁/共51頁 2、適合傳送和裝配的工件形狀的實(shí)例 第29頁/共51頁 第30頁/共51頁 第31頁/共51頁 第32頁/共51頁 第33頁/共51頁 第34頁/共51頁 第35頁/共51頁 第36頁/共51頁 第37頁/共51頁 第38頁/共51頁 第39頁/共51頁 除上述實(shí)例以外，適合傳送和裝配的工件形狀還要滿足以下幾項(xiàng)要求： 配置路徑要短； 抓取部位與配合部位要有一定的距離； 所有零件都要避免尖銳的棱角； 配合部件與參考點(diǎn)之間的距離要保證一定的公差。 第40頁/共51頁 第四節(jié) 裝配流程的確定 為了裝配一個(gè)產(chǎn)品，必須首先說明其安裝順序。 必須規(guī)定哪些裝配工作之間可以串

11、聯(lián)，哪些之間可以并聯(lián)。 裝配過程越寬（相并聯(lián)的工序多）越難以組織。 對復(fù)雜的產(chǎn)品經(jīng)常必須首先裝配子部件，即裝配過程是多階段進(jìn)行的。 1、概述 第41頁/共51頁 1）按原理可以劃分為以下幾種。 無分支 有分支 部件 產(chǎn)品 2、裝配過程的劃分 第42頁/共51頁 單階段多階段 裝配站 流水作業(yè) 第43頁/共51頁 2）按照時(shí)間和地點(diǎn)關(guān)系，裝配過程劃分 串聯(lián)裝配； 時(shí)間上平行的裝配； 在時(shí)間上和地點(diǎn)上都相互獨(dú)立的裝配； 在時(shí)間上獨(dú)立，地點(diǎn)相互聯(lián)系的裝配。 定義：流程圖是一個(gè)網(wǎng)形的計(jì)劃圖。 其結(jié)構(gòu)可以是有分支的或沒有分支的，它重現(xiàn)了裝配過程。零件的移動方向通過網(wǎng)結(jié)，相互關(guān)系通過聯(lián)接線來表示。 3）流

12、程圖 第44頁/共51頁 其排列方式總是由最早的步驟開始。從左圖中可以知道哪些裝配工作（1）可以先于其他步驟（3，4，5）開始，在此步驟中哪些零件被裝配到一起。一種裝配操作（例如2）最早可以在什么時(shí)間開始，什么步驟（例如3，4）可以與此平行地進(jìn)行。 在哪個(gè)裝配步驟（例如5）中另一零件（D）的前 B D C B C A 2 4 135 流程圖 A、B、C、D零件 15聯(lián)接過程 裝配必須事先完成。 第45頁/共51頁 下面介紹幾種不同的考慮方法： 考慮配合面；考慮任務(wù)； 考慮對象； 考慮操作（工藝過程）； 考慮功能； 考慮組織。 3、注意事項(xiàng) 考慮配合面：就是注意失去了哪些配合面。所謂失去是指或者

13、被占用或者被封閉。 第46頁/共51頁 考慮對象：例如：把帶有許多配合面，質(zhì)量最大，形狀復(fù)雜的零件視為基礎(chǔ)件。特別敏感的零件應(yīng)該在最后裝配。 考慮操作（工藝過程）：例如：操作簡單的步驟（入彈性漲入）應(yīng)該先于那些操作復(fù)雜的步驟（如旋入）進(jìn)行。 考慮任務(wù)：例如：把一個(gè)產(chǎn)品適當(dāng)?shù)胤纸獬煽蓚鬏數(shù)牟考?。?dāng)一個(gè)O形圈裝入槽內(nèi)，槽就構(gòu)成一個(gè)部件。 第47頁/共51頁 考慮功能：各種零件在產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)不同的價(jià)值。 考慮組織：在大批量生產(chǎn)中，在部件的裝配過程中，例如在使用裝配機(jī)器人進(jìn)行裝配時(shí)，要盡量避免頻繁地更換工具。 優(yōu)先權(quán)的說明和裝配流程的精確描述通常是一個(gè)重要的前提。這些工作都可以借助于計(jì)算機(jī)來完成。 4、優(yōu)選權(quán) 第48頁/共51頁 在確定最佳裝配順序時(shí)優(yōu)先權(quán)的導(dǎo)出 可拆卸聯(lián)接螺紋聯(lián)接、夾緊