機械裝配工藝設(shè)計

1、機械裝配工藝設(shè)計第1頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 6.1 概述裝配根據(jù)技術(shù)要求將若干零件接合成部件 或?qū)⑷舾蓚€零件和部件接合成產(chǎn)品 的勞動過程。裝配內(nèi)容零部件的清洗、接合、調(diào)整、試 驗、檢驗、油漆和包裝。第2頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 機械產(chǎn)品質(zhì)量(1) 物理參數(shù)：轉(zhuǎn)數(shù)、質(zhì)量、平 衡、密封、磨擦等;(2)幾何參數(shù)：距離精度、相互 位置精 度，相對運動精度，配合 精度和接觸精度。第3頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四裝配的距離精度 距離精度是指保證一定的間隙、配合質(zhì)量、尺寸要求等相關(guān)零件、部件的距離尺寸的準(zhǔn)確程度。圖

2、6-1車床裝配的尺寸B3B1B0B2A2A3A1A0返回本章目錄第4頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四裝配的相互位置精度活塞連桿缸體曲軸裝配相互位置精度-反映各零件有關(guān)相互位置與裝配相互位置的關(guān)系。第5頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四裝配的運動精度裝配的運動精度有 主軸圓跳動 軸向竄動轉(zhuǎn)動精度 傳動精度它們主要與主軸軸頸處的精度、軸承精度、箱體軸孔精度及傳動元件自身精度有關(guān)。 第6頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四接觸精度 接觸精度是指配合表面接觸達到規(guī)定接觸面積的大小與接觸點分布情況。 接觸精度主要影響接觸剛度和配合質(zhì)量的穩(wěn)

3、定性。第7頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 上述精度之間的關(guān)系： 接觸精度和配合精度是距離精度的基礎(chǔ)。 位置精度又是相對運動精度的基礎(chǔ)。 裝配精度與零件精度之間的關(guān)系： 一般來說零件精度越高，裝配精度就 越容易保證。但裝配精度不完全依靠零件精 度來達到，而與裝配方法有關(guān)。第8頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 6.2 裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的概念 裝配尺寸鏈 是以某項裝配精度指標(biāo)或裝配要求作為封閉環(huán)，查找所有與該項精度指標(biāo)或裝配要求有關(guān)零件尺寸或位置要求作為組成環(huán)而形成的尺寸鏈。 裝配尺寸鏈?zhǔn)潜ＷC裝配精度的依據(jù)。返回本章目錄第9頁，共53頁，2022

4、年，5月20日，3點18分，星期四12345裝配尺寸鏈的建立 最短路線原則-要求裝配尺寸鏈中所占據(jù)的組成數(shù)目最少，即每個有關(guān)零件僅以一個組成環(huán)列入。第10頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四建立裝配尺寸步驟：(1) 封閉環(huán)確定：裝配間隙0.20.7mm 為裝配精度要求， 即 (2) 組成環(huán)確定：遵守尺寸鏈最短路線原則。(3) 畫出尺寸鏈圖。第11頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四裝配尺寸鏈的計算方法 裝配尺寸鏈應(yīng)用于兩方面： (1)正計算用于驗算。 (2)反計算用于設(shè)計。 計算方法有：（1）極值法 （2）概率法第12頁，共53頁，2022年，5月20日

5、，3點18分，星期四 (1)極值法 極值法正計算與工藝尺寸鏈同。 極值法反計算:選相依尺寸選擇加工容易或生產(chǎn)上受限制較少的組成環(huán)。 1) 分析建立裝配尺寸鏈 2)確定組成環(huán)公差。求平均公差第13頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四計算相依尺寸公差 “相依尺寸”公差3) 確定組成環(huán)上下偏差 按入體原則確定即 ： 包容面 (孔)下偏差為零； 被包容面(軸)上偏差為零。 第14頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四計算相依尺寸上下偏差 第15頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四例：如圖，冷態(tài)下的軸向裝配間隙為0.050.15mm,A1=41m

6、m, A2=A4=17mm，A3=7mm。求各組成環(huán)的公差及偏差。12345A2A0A1A4A3圖6-4 雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵軸向關(guān)系簡圖第16頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四解: (1) 分析和建立尺寸鏈圖 封閉環(huán)尺寸是A 0A4A1A 3A 2 （2）確定各組成環(huán)公差：選擇A1為“相依尺寸第17頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四計算相依尺寸偏差故“相依尺寸”為：第18頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.009 +0.018 +0.015 +0.018 +

7、0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.05表6-1第19頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 (2)概率法 極值法優(yōu)點是簡單可靠, 缺點是在封閉環(huán)公差較小組成環(huán)數(shù)量較多時，各組成環(huán)公差會很小，使零件加工困難，增加零件制造成本。 因此，在成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度要求高，組成環(huán)數(shù)目又較多時，應(yīng)用概率法解尺寸鏈比較合理。 第20頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 1) 各環(huán)公差計算 獨立隨機變量之和的均方根誤差 與這些隨機變量相應(yīng)的值 有如下關(guān)系: 在裝配尺寸鏈中, 其組成環(huán)是彼此獨立的隨機變量，因此作為組成環(huán)合成封閉環(huán)的數(shù)值也是一個隨機

8、變量。 第21頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 當(dāng)尺寸鏈中各組成環(huán)的尺寸誤差分布都遵循正態(tài)分布規(guī)律則其封閉環(huán)必將遵循正態(tài)分布規(guī)律此時尺寸的隨機誤差即尺寸的分散范圍為其均分均誤差的6倍。 令尺寸的公差為 ，則封閉環(huán)公差為第22頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 如零件尺寸不屬于正態(tài)分布時，則引入一個相對分布系數(shù)K，則有： 不同分布曲線的相對分布系數(shù)值見表8-2第23頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 1.17 -1.17 1.73 1.22 1 k -0.26 0.26 0.23 1.4 0 0 0 e分布曲線 內(nèi)尺寸 外尺寸

9、偏態(tài)分布瑞利分布均勻分布三角分布正態(tài)分布分布特征表6-2 一些尺寸分布曲線的K和e值第24頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 2）各環(huán)平均尺寸的計算 根據(jù)概率論原理，各環(huán)的基本尺寸是以尺寸分布的集中位置即用算術(shù)平均 來表示，所以裝配尺寸鏈中有第25頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 當(dāng)各組成環(huán)的尺寸分布曲線屬于對稱分布，而且分布中心與公差帶中心重合時，則其尺寸分布算術(shù)平均值 等于該尺寸公差帶中心尺寸，此時有第26頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 例：如上圖利用概率法求各組成環(huán)公差及上下偏差 (設(shè)各零件加工符合正態(tài)分布)。 解：

10、(1)分析和建立裝配尺寸鏈 封閉環(huán)尺寸為第27頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 (2) 確定各組成環(huán)公差。 相依環(huán)公差: 確定各環(huán)公差:第28頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四(2) 計算相依尺寸的平均尺寸(3) 計算相依尺寸及其偏差第29頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 6.3 保證裝配精度的工藝方法 互換法 互換法實質(zhì)：用控制零件加工誤差來保證裝配精度的一種方法。根據(jù)互換程度，分兩種： (1)完全互換法：就是機器在裝配過程中每個待裝配零件不需要挑選、修配和調(diào)整裝配后就能達到裝配精度。 計算方法：按裝配尺寸鏈中極值法計算。

11、第30頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四優(yōu)點：裝配過程簡單，裝配生產(chǎn)率高 對工人的技術(shù)水平要求不高 便于組織流水線及自動化裝配 容易實現(xiàn)零部件專業(yè)協(xié)作 便于備件供應(yīng)及維修工作。缺點：在裝配精度高，環(huán)數(shù)較多時就難以滿足 零件加工經(jīng)濟精度要求。適用：在滿足零件加工經(jīng)濟精度情況下，首先 考慮選用完全互換。 第31頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 （2）不完全互換法（部分互換法） 用極值法計算各組成環(huán)的公差結(jié)果有時候難于滿足零件的經(jīng)濟加工精度要求甚至很難加工，因此可以適當(dāng)放大零件公差來達到裝配精度。 計算方法：概率法 優(yōu)點：放大了零件制造公差，零件加工容

12、易，成本低。 缺點：有極小部分產(chǎn)品達不到裝配精度（正 常情況0.27%）。第32頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四選配法 （1）直接選配法 由裝配工人在許多待裝配的零件中憑經(jīng)驗挑選合適的零件裝配在一起保證裝配精度。 優(yōu)點：簡單 缺點：選配時間長； 不宜在有節(jié)拍的生產(chǎn)中用。第33頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 （2）分組選配法 將被加工零件的制造公差放寬幾倍, 零件加工測量后分組（公差放寬幾倍分幾組），并按對應(yīng)組進行裝配以保證裝配精度的方法。 優(yōu)點：零件加工精度要求不高，而能獲得 很高的裝配精度； 同組零件可以互換。 缺點：增加零件的存貯量，增加了

13、零件的測量分 組工作，使零件的貯存運輸工作復(fù)雜化。第34頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四例：如圖所示，連桿小頭孔的直徑為 ， 活塞銷的直徑為 , 其配合間隙要求為 0.0025mm0.0075mm , 因此，生產(chǎn)上采用分組裝 配法，將活塞銷直徑公差放大四倍為 ， 連桿小頭孔直徑公差亦放大四倍, 為 , 再分為四組相應(yīng)進行裝配, 就可以保證配合精度和性質(zhì)，如下表：123412343421-0.0025-0.0050-0.0075-0.0100-0.0125+0.00250-0.0075-0.0050-0.00251活塞2連桿3活塞銷4擋圈第35頁，共53頁，2022年，5

14、月20日，3點18分，星期四最小間隙 (mm)最大間隙 (mm) 紅 4 黃 3 綠 2 0.0025 0.0075 白 1 配合性質(zhì)連桿小頭孔 直徑( mm) 活塞直徑 ( mm)標(biāo)志顏色組別表6-3第36頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 采用分組裝配注意事項如下： 1) 配合件的公差應(yīng)相等，公差的增加要同一方向，增大的倍數(shù)就是分組數(shù)，這樣才能在分組后按對應(yīng)組裝配而得到預(yù)定的裝配性質(zhì)及精度。 2) 配合件表面粗糙度、形位公差必須保持原設(shè)計要求，不能隨著公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差。第37頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 3) 要采取措

15、施,保證零件分組裝配中都能配套不產(chǎn)生某一組零件由于過多或過少,無法配套而造成積壓和浪費。 4）分組不宜過多。 5）應(yīng)嚴(yán)格組織對零件的精密測量、分組、識別、保管和運送等工作。 應(yīng)用：適用于配合精度很高，組件很少的情況下。 （3）復(fù)合選配法 此法是上述兩種方法的復(fù)合。第38頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四修配法 對于裝配精度要求較高的多環(huán)尺寸鏈, 各組成環(huán)按經(jīng)濟精度加工, 選其中一環(huán)為修配環(huán), 并預(yù)留修配量，使封閉環(huán)達到精度要求，這種方法稱為為修配法。 優(yōu)點：能利用較低的制造精度來獲得很高 的裝配精度。 缺點：勞動量大，要求工人技術(shù)水平高， 不易預(yù)定工時，不便組織流水線。

16、第39頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四(1)修配法尺寸鏈計算(2)修配方法 1) 單件修配法 2) 合并加工修配法 3) 自身加工修配法。 3214A0A1A3A2A3A1A0A2圖 6-8車床主軸與尾座不等高尺寸鏈a）結(jié)構(gòu)示意圖 b）裝配尺寸鏈圖1-主軸箱2-尾座3-底板4-床身第40頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 (3)修配環(huán)的選擇 修配環(huán)一般應(yīng)滿足以下條件： 1)尺量選擇結(jié)構(gòu)簡單重量輕加工面積小易加工的零件； 2)盡量選擇容易獨立安裝和拆卸的零件； 3)選擇的修配件修配后不能影響其它裝配精度，因此不能選擇并聯(lián)尺寸鏈的公共環(huán)作修配環(huán)。第41

17、頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四調(diào)整法 調(diào)整裝配法是按經(jīng)濟加工精度確定零件公差采用改變一個零件位置或選定一個適當(dāng)尺寸的調(diào)整件加入尺寸鏈中來補償，以保證裝配的精度。 常見的調(diào)整法有以下三種： （1）可動調(diào)整裝配法； （2）固定調(diào)整裝配法； （3）誤差抵消調(diào)整裝配法。第42頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四（1）可動調(diào)整裝配法(a)(b)(c)69第43頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四（2）固定調(diào)整裝配法第44頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四 6.4 裝配工藝的制訂制訂裝配工藝的基本原則 裝配工藝規(guī)程 用

18、文件形式規(guī)定下來的裝配 工藝過程。 裝配工藝規(guī)程的作用: 指導(dǎo)裝配工作的技術(shù)文件; 裝配生產(chǎn)計劃及技術(shù)準(zhǔn)備的主要依據(jù); 設(shè)計或改建裝配車間的基本文件。第45頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四設(shè)計裝配工藝規(guī)程的原則：（1）保證裝配質(zhì)量；（2）盡量減少鉗工裝配工作量；（3）盡量縮短裝配周期；（4）盡量減少裝配車間面積。第46頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四制訂裝配工藝規(guī)程的方法與步驟 (1)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(biāo)準(zhǔn)。（讀圖階段） 2）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行尺寸分析和工藝分析。（審圖階段） 裝配尺寸鏈分析和計算； 裝配結(jié)構(gòu)工藝性分析。第47頁，共53頁，2022年，5月20日，3點18分，星期四3）研究產(chǎn)品分解成“裝配單元”的方案。 裝配單元分五級： 零件 機器的最基本單元。 合件 比零件大一級的裝配單元。 組件 由一個或幾個合件有與若干個零件 組合成的裝配單元。 部件 由一個基準(zhǔn)零件和若干個零件、合 件和