第16講 機械制造裝配

機械制第16講裝配工藝基礎(chǔ)造工藝機械制造與自動化團隊史瓊艷裝配工藝基礎(chǔ)第一節(jié)概述一、裝配的概念（一）定義：裝配根據(jù)規(guī)定的技術(shù)條件和精度，將構(gòu)成機器的零件結(jié)合成組件、部件或產(chǎn)品的工藝過程。

機器的裝配是機器制造過程中最后一個環(huán)節(jié)，它包括裝配、調(diào)整、檢驗和試驗等工作。裝配過程使零件、套件、組件和部件間獲得一定的相互位置關(guān)系，所以裝配過程也是一種工藝過程。

為保證有效地進行裝配工作，通常將機器劃分為若干能進行獨立裝配的裝配單元。零件是組成機器的最小單元。

套件是在每一個基準零件上裝上一個或若干個零件構(gòu)成的。組件是在一個基準件上，裝上若干零件和套件構(gòu)成的。此而進行的裝配工作稱為組裝。

部件是在一個基準件上，裝上若干組件、套件和零件構(gòu)成的，為此而進行的裝配工作稱為部裝。

一臺機器則是在一個基準件上，裝上若干部件、組件、套件和零件構(gòu)成的，為此而進行的裝配工作稱為總裝。1、零件：是組成機器的最小單元，由整塊金屬或其它材料制成的。

2、套件（合件）：是在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件構(gòu)成的。是最小的裝配單元。

3、組件：是在一個基準零件上，裝上若干套件及零件而構(gòu)成的。如，主軸組件。

4、部件：是在一個基準零件上，裝上若干組件、套件和零件而構(gòu)成的。如，車床的主軸箱。部件的特征：是在機器中能完成一定的、完整的功能。

（二）、裝配組織形式：1）固定式裝配：全部裝配工作在一固定的地點完成。適用于單件小批生產(chǎn)和體積、重量大的設(shè)備的裝配。

2）移動式裝配：是將零部件按裝配順序從一個裝配地點移動到下一個裝配地點，分別完成一部分裝配工作，各裝配點工作的總和就是整個產(chǎn)品的全部裝配工作。適用于大批量生產(chǎn)。

劃分裝配單元，確定裝配順序：（1）將產(chǎn)品劃分為套件、組件和部件等裝配單元，進行分級裝配；

（2）確定裝配單元的基準零件；

（3）根據(jù)基準零件確定裝配單元的裝配順序。（三）．內(nèi)容準備工作：包括零部件清洗、尺寸和重量分選、平衡等；主要工作：包括零件的裝入、聯(lián)結(jié)、部裝、總裝；裝配過程中的檢驗、調(diào)整、試驗和裝配后的試運轉(zhuǎn)、油漆、包裝等。（四）．地位裝配是產(chǎn)品機械制造中的最后一個階段；裝配工藝和裝配質(zhì)量影響機器質(zhì)量（工作性能、使用效果、可靠性、壽命等）裝配過程中可發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤和加工工藝中的錯誤；裝配是產(chǎn)品的最終檢驗環(huán)節(jié)。二、機器裝配的生產(chǎn)類型及特點三、機器裝配精度1．概念機器的裝配精度是根據(jù)機器的使用性能要求提出的。機器的裝配精度，不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，也關(guān)系到制造的難易和產(chǎn)品的成本。

2．內(nèi)容（包括零、部件間的）尺寸精度（指配合精度與距離精度）位置精度（包括平行度、垂直度、同軸度、跳動等）運動精度（包括相對運動時的平行度、直線度、垂直度等）；接觸剛度（接觸面大小、接觸點分布）

機器是由零部件組裝而成，因此機器的裝配精度與零部件制造精度必然有直接的關(guān)系。

零件的加工誤差在裝配時，會產(chǎn)生累積誤差，如果超出裝配精度指標規(guī)定的允許范圍，則產(chǎn)生不合格品。因此，一般裝配精度要求高的，則要求零件精度也高，但零件的加工精度不但在工藝技術(shù)上受到加工條件的限制，而且受到經(jīng)濟性的制約，因此，要達到裝配精度，就不能只靠提高零件的加工精度，在一定程度上還必須依賴于裝配的工藝技術(shù)，在裝配精度要求較高、批量較小時，尤其這樣。3、裝配中的連接關(guān)系可分為：連接方式固定連接活動連接

能保證裝配好后的相配零件相互位置不變能保證裝配好后的相配零件間有一定的相對運動

在固定和活動連接中，又根據(jù)它們是否能夠拆卸，分為：拆卸連接和不可拆卸連接兩種。所謂可拆卸連接是指這類連接不損壞任何零件，拆卸后還能重新裝在一起。這樣就有四種不同的連接方式，可以用四種不同的方法實現(xiàn)：連接方式固定不可拆卸連接固定可拆卸連接活動可拆卸連接活動不可拆卸連接焊接、過盈配合、金屬鑲嵌件鑄造粘接劑粘合、塑性材料的壓制等。各種過渡配合、螺紋連接、圓錐連接等可由圓柱面、圓錐面、球面和螺紋面等的間隙配合以及其他各種方法達到。這種連接用的較少，如滾珠和滾柱軸承、油封等。

4.裝配結(jié)構(gòu)的工藝性可從以下幾方面進行分析：（1）產(chǎn)品應(yīng)能分解成若干個獨立的裝配單元。（2）裝配中的修配工作和機加工工作量應(yīng)盡可能少。（3）機器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配與拆卸第二節(jié)保證裝配精度的工藝方法保證裝配精度的方法有：互換法、調(diào)整法、選配法、修配法一、互換法實質(zhì)是通過控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品裝配精度。（一）完全互換裝配法1．概念

合格的零件在進入裝配時，不經(jīng)任何選擇、調(diào)整和修配，就可以達到裝配精度。這種裝配方法稱完全互換法。2．特點：1）裝配質(zhì)量可靠穩(wěn)定；2）裝配工作簡單，生產(chǎn)率高；3）易于實現(xiàn)裝配機械化和自動化；4）易于組織裝配流水線和零部件的協(xié)作和專業(yè)化生產(chǎn)；5）有利于產(chǎn)品的維護和零部件的更換；6）零件的技術(shù)要求高，零件加工相對困難；3）應(yīng)用用于高精度的少環(huán)尺寸或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產(chǎn)裝配中4．解算方法完全互換法裝配一般采用極值法進行尺寸鏈的解算。滿足條件：各有關(guān)零件的公差之和小于或等于裝配允許公差。式中TOL——封閉環(huán)極值公差

T０′——裝配允許公差6．舉例【例1】

：如圖所示齒輪部件，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1～0.35。已知各零件有關(guān)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。1）建立裝配尺寸鏈2）確定各組成環(huán)的公差：按等公差法計算，各組成環(huán)公差為：

T1=T2=T3=T4=T5=（0.35-0.1）/5=0.05

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=0.07,T2=0.043）確定各組成環(huán)的偏差：取A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標準尺寸，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：（協(xié)調(diào)環(huán)通常選易于制造并可用通用量具測量的尺寸）。計算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：由極值計算得到：EI5=-0.13,ES5=-0.10

最后可確定：

（一）不完全互換裝配法1．概念將組成環(huán)的公差適當加大，裝配時有少量的組件、部件或零件不合格，留待以后分別處理。這種方法稱大數(shù)互換法。2．特點：1）在保證封閉環(huán)精度的前提下，擴大了組成環(huán)公差，有利于零件的經(jīng)濟加工；2）裝配過程和完全互換法一樣簡單、方便。3）部分零件需進行返修；4）多用于生產(chǎn)節(jié)奏不很嚴格的大批量生產(chǎn)；3、應(yīng)用組成環(huán)較多，裝配精度又較高的大批大量生產(chǎn)裝配中4、解算方法大數(shù)互換法裝配一般采用概率法進行尺寸鏈的解算。滿足條件相關(guān)零件公差平方之和的平方根小于或等于裝配允許公差式中TOS——封閉環(huán)統(tǒng)計公差

k０——封閉環(huán)的相對分布系數(shù)

ki——第i個組成環(huán)的相對分布系數(shù)5．解算時封閉環(huán)公差的分配

封閉環(huán)公差分配原則同完全互換法二、選擇裝配1).直接選配法：（1）定義：在裝配時，工人從許多待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的選擇裝配法，稱為直接選配法。

（2）特點：1）裝配精度較高；2）裝配時憑經(jīng)驗和判斷性測量來選擇零件，裝配時間不易準確控制；3）裝配精度在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平。2).分組裝配法在大批大量生產(chǎn)中，裝配那些精度要求特別高同時又不便于采用調(diào)整裝置的部件，若用互換裝配法裝配，組成環(huán)的制造公差過小，加工很困難或很不經(jīng)濟，此時可以采用分組裝配法裝配。

分組法裝配的主要優(yōu)點是: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。不足之處是:增加了零件測量、分組、存貯、運輸?shù)墓ぷ髁俊?/p>

分組裝配法適于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)少（而裝配精度又要求特別高多數(shù)情況下為精密偶件）的機器結(jié)構(gòu)。

3.修配裝配法

定義：是將裝配尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟加工精度制造，裝配時，通過改變尺寸鏈中某一預(yù)先確定的組成環(huán)尺寸的方法來保證裝配精度的裝配法，稱為修配裝配法.

單件、小批生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求高、組成環(huán)數(shù)又多的機器結(jié)構(gòu)時，常用修配法裝配。采用修配法裝配時，各組成環(huán)均按該生產(chǎn)條件下經(jīng)濟精度加工，裝配時封閉環(huán)所積累的誤差，勢必會超出規(guī)定的裝配精度要求，裝配時通過修配裝配尺寸鏈中某一組成環(huán)的尺寸(此組成環(huán)稱為修配環(huán))，最終保證裝配精度的要求。

在采用修配法裝配時，要求修配環(huán)便于修配，同時必須留有足夠但又不是太大的修配量。

修配裝配法的主要優(yōu)點是:組成環(huán)均能以加工經(jīng)濟精度制造，但卻可獲得很高的裝配精度。不足之處是:增加了修配工作量，生產(chǎn)效率低;對裝配工人的技術(shù)水平要求高。修配裝配法常用于單件小批生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較多而裝配精度又要求較高的機器結(jié)構(gòu)。

4.調(diào)整裝配法

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。

調(diào)節(jié)調(diào)整件相對位置的方法有可動調(diào)整法、固定調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法等三種，分述如下:⑴可動調(diào)整法

圖可動調(diào)整法裝配示例

⑵固定調(diào)整法

在以裝配精度要求為封閉環(huán)建立的裝配尺寸鏈中，組成環(huán)均按加工經(jīng)濟精度制造，由于擴大組成環(huán)制造公差累積造成的封閉環(huán)過大的誤差，通過更換不同尺寸的固定調(diào)整環(huán)進行補償，達到裝配精度要求。這種裝配方法，稱為固定調(diào)整法。

固定調(diào)整裝配方法適于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高的機器結(jié)構(gòu)。在產(chǎn)量大、裝配精度要求較高的場合，調(diào)整件還可以采用多件拼合的方式組成，裝配時根據(jù)所測實際空隙A的大小，把不同厚度的調(diào)整墊拼成所需尺寸，然后把它裝到空隙中去，以便裝配結(jié)構(gòu)達到裝配精度要求。⑶誤差抵消調(diào)整法

在機器裝配中，通過調(diào)整被裝零件的相對位置，使加工誤差相互抵消，可以提高裝配精度，這種裝配方法稱為誤差抵消調(diào)整法。在機床裝配中應(yīng)用較多。

第四節(jié)裝配工藝的制訂

一、概念裝配工藝規(guī)程：是將合理的裝配工藝過程按一定的格式編寫成書面文件。

機器裝配工藝規(guī)程同零件機械加工工藝規(guī)程一樣，是工廠在一定生產(chǎn)條件下用以組織和指導(dǎo)生產(chǎn)的一種工藝文件。

也是指導(dǎo)裝配作業(yè)，設(shè)計和改建裝配車間的基本依據(jù)之一。

二、裝配工藝規(guī)程的制訂原則擬定裝配工藝規(guī)程時，必須考慮幾個原則：①產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)能滿足裝配技術(shù)要求；②鉗工修配工作量盡可能減到最少，以縮短裝配周期；③產(chǎn)品成本低；④單位車間面積的生產(chǎn)率最高；⑤充分使用先進的設(shè)備和工具。

三、擬定裝配工藝規(guī)程的原始資料

擬定裝配工藝規(guī)程時，必須根據(jù)產(chǎn)品的特點和要求，生產(chǎn)規(guī)模和工廠具體情況來進行，不能脫離實際。因此，必須掌握足夠的原始資料.主要的原始資料是：

①產(chǎn)品的總裝圖、部件裝配圖以及主要零件的工作圖（施工圖）；②產(chǎn)品驗收技術(shù)條件；③所有零件的明細表；④工廠生產(chǎn)規(guī)模和現(xiàn)有生產(chǎn)條件；⑤同類型產(chǎn)品工藝文件或標準工藝等參考資料。四、設(shè)計裝配工藝規(guī)程要依次完成的工作:

1.研究產(chǎn)品裝配圖和裝配技術(shù)條件（1）審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性;對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行裝配尺寸鏈分析，對機器主要裝配技術(shù)條件要逐一進行研究分析，包括保證裝配精度的裝配工藝方法、零件圖相關(guān)尺寸的精度設(shè)計等;

（2）對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)工藝性分析，如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時提出，并同有關(guān)工程技術(shù)人員商討圖紙修改方案，報主管領(lǐng)導(dǎo)審批。

2.確定裝配的組織形式有固定式裝配和移動式裝配兩種：⑴固定式裝配固定式裝配是全部裝配工作都在固定工作地進行。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，固定式裝配又可分為集中式固定裝配和分散式固定裝配。

固定式裝配多用于單件小批生產(chǎn);在成批生產(chǎn)中裝配那些重量大、裝配精度要求較高的產(chǎn)品時，有些工廠采用固定流水裝配形式進行裝配，裝配工作地固定不動，裝配工人則帶著工具沿著裝配線上一個個固定式裝配臺重復(fù)完成某一裝配工序的裝配工作。

⑵移動式裝配

被裝配產(chǎn)品(或部件)不斷地從一個工作地移到另一個工作地，每個工作地重復(fù)地完成某一固定的裝配工作。這種裝備方式稱為移動式裝配。

無論是哪一級裝配單元，都要選定某一零件或比它低一級的裝配單元作為裝配基準件。裝配基準件通常應(yīng)是產(chǎn)品的基體件或主干零部件，基準件應(yīng)有較大的體積和重量，應(yīng)有足夠的支承面。3.劃分裝配單元,繪制裝配工藝系統(tǒng)圖

將產(chǎn)品劃分為套件、組件、部件等能進行獨立裝配的裝配單元，