《機(jī)械制造工藝與設(shè)備》圖文-第10章

10.1機(jī)械裝配工藝概述10.2裝配精度及裝配尺寸鏈10.3裝配工藝規(guī)程的制定目錄10.1機(jī)械裝配工藝概述10.1.1裝配的概念零件零件是組成產(chǎn)品的最小單元，如車床的主軸、齒輪等。一般零件都是先裝成合件、組件或部件。合件合件又稱為套件，是在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上一個(gè)或若干個(gè)零件構(gòu)成的，是最小的裝配單元。組件組件是在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上若干個(gè)套件及零件構(gòu)成的，如車床的主軸組件就是以主軸作為基準(zhǔn)零件，裝上若干齒輪、軸套、墊、鍵、軸承等零件的組件。部件部件是在一個(gè)基準(zhǔn)零件上裝上若干組件、套件及零件構(gòu)成的，如車床主軸箱就是以箱體作為基準(zhǔn)零件的部件。部件一般可以完成某種功能。清洗清洗是指用清洗劑清除產(chǎn)品或零件上的油污、灰塵等物的過程。連接連接在裝配過程中占相當(dāng)大的比重。常見的連接方式有兩種：一種是可拆卸連接，如螺紋連接、鍵連接和銷連接等，其中以螺紋連接應(yīng)用最廣；另一種是不可拆卸連接，如焊接、鉚接和過盈連接等。校正在裝配過程中對(duì)相關(guān)零件、部件的相互位置要進(jìn)行找正、找平和進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整在裝配過程中對(duì)相關(guān)零件、部件的相互位置要進(jìn)行具體調(diào)整，其中除了配合校正工作去調(diào)整零件、部件的位置精度外，還要調(diào)整運(yùn)動(dòng)副之間的間隙，以保證零件、部件的運(yùn)動(dòng)精度。10.1.2裝配的內(nèi)容配作將已加工的零件作為基準(zhǔn)，加工與其相配的另一個(gè)零件，或?qū)蓚€(gè)（或兩個(gè)以上）零件組合在一起進(jìn)行加工的方法稱為配作。平衡對(duì)轉(zhuǎn)速較高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求高的機(jī)械（如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等），為防止在使用中出現(xiàn)振動(dòng)，需要對(duì)有關(guān)的旋轉(zhuǎn)零件、部件進(jìn)行平衡。檢驗(yàn)試驗(yàn)產(chǎn)品裝配完畢后，必須按規(guī)定的性能指標(biāo)逐項(xiàng)檢驗(yàn)，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，合格后才能準(zhǔn)許出廠。裝配的組織形式固定式裝配移動(dòng)式裝配固定式裝配是將產(chǎn)品或部件的全部裝配工作固定在一個(gè)工作場(chǎng)地上進(jìn)行，產(chǎn)品的位置不變，裝配過程中所需的零件、部件都匯集在固定場(chǎng)地的周圍。固定式裝配的特點(diǎn)是避免了產(chǎn)品移動(dòng)對(duì)精度的影響，可節(jié)省工序間的運(yùn)輸，但所占生產(chǎn)面積較大，零件、部件的運(yùn)送、保管復(fù)雜，對(duì)工人的技術(shù)要求高，生產(chǎn)率較低。移動(dòng)式裝配是將產(chǎn)品或部件置于裝配線上，通過連續(xù)或間歇的移動(dòng)使其順序經(jīng)過各裝配工作地，直至最后完成全部裝配工作。這種組織形式多用于大批量生產(chǎn)。對(duì)于大批量的定型產(chǎn)品還可以采用自動(dòng)裝配生產(chǎn)線進(jìn)行裝配。10.1.3裝配的組織形式10.2裝配精度及裝配尺寸鏈1.裝配精度的概念機(jī)械產(chǎn)品的裝配精度是指裝配后實(shí)際達(dá)到的精度，是裝配工藝的質(zhì)量指標(biāo)。正確地規(guī)定產(chǎn)品的裝配精度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，也影響產(chǎn)品制造的經(jīng)濟(jì)性。裝配精度是制訂裝配工藝規(guī)程的主要依據(jù)，也是選擇合理的裝配方法和確定零件加工精度的依據(jù)。因此，應(yīng)正確規(guī)定產(chǎn)品的裝配精度。產(chǎn)品的裝配精度一般包括零件、部件間的尺寸精度、相互位置精度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度及配合精度和接觸精度。10.2.1裝配精度采用修配底板3的工藝措施保證裝配精度，雖然增加了裝配的勞動(dòng)量，但從整個(gè)產(chǎn)品制造的全局分析仍是經(jīng)濟(jì)可行的。裝配精度與零件精度的關(guān)系1—主軸箱；2—尾座；3—底板；4—床身如圖所示，普通車床主軸箱和尾座兩頂尖的等高度要求，主要取決于主軸箱1、尾座2、底板3和床身4等零件、部件的加工精度。其裝配精度很難由相關(guān)零件、部件的加工精度直接保證。遇到這種情況，在生產(chǎn)中通常按經(jīng)濟(jì)加工精度來確定相關(guān)零件、部件的加工精度，使之易于加工，而在裝配時(shí)應(yīng)采用一定的工藝措施（如選擇、修配、調(diào)整等措施），從而形成不同的裝配方法來保證裝配精度。2.裝配精度與零件精度的關(guān)系10.2.2裝配尺寸鏈1.裝配尺寸鏈的概念裝配尺寸鏈?zhǔn)侵敢匀拷M成環(huán)作為不同零件的設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈。建立裝配尺寸鏈就是查找哪些相關(guān)零件的設(shè)計(jì)尺寸對(duì)裝配精度有影響。解裝配尺寸鏈就是選擇合理的裝配方法和確定這些相關(guān)零件的加工精度。2.裝配尺寸鏈的建立在裝配尺寸鏈中，通常機(jī)器或部件的裝配精度就是封閉環(huán)，對(duì)某項(xiàng)裝配精度有影響的相關(guān)零件的設(shè)計(jì)尺寸即為組成環(huán)。建立裝配尺寸鏈就是根據(jù)封閉環(huán)，查找組成環(huán)，畫出裝配尺寸鏈圖，并判斷組成環(huán)是增環(huán)還是減環(huán)。1）封閉環(huán)與組成環(huán)的查找封閉環(huán)的查找組成環(huán)的查找封閉環(huán)的查找是最關(guān)鍵的一步。一般取相應(yīng)的裝配精度要求作為封閉環(huán)。從封閉環(huán)一端的那個(gè)零件為起點(diǎn)，沿著裝配精度要求的方向，以相鄰零件裝配基準(zhǔn)面間的關(guān)系為線索，按順序逐個(gè)查明裝配關(guān)系中影響本裝配精度的相關(guān)零件及零件上的尺寸，直到封閉環(huán)的另一端為止。模具加工方法建立裝配尺寸鏈的注意事項(xiàng)1.按一定層次分別建立機(jī)器和部件的裝配尺寸鏈。2.對(duì)封閉環(huán)影響很小的組成環(huán)可忽略不計(jì)。3.建立裝配尺寸鏈時(shí)，應(yīng)遵守組成環(huán)數(shù)最少的原則。4.多方向原則。2）建立裝配尺寸鏈的注意事項(xiàng)例10-1如圖（a）所示，齒輪軸2在左滑動(dòng)軸承1和右滑動(dòng)軸承5中轉(zhuǎn)動(dòng)，兩軸承又分別壓入左箱體3和右箱體4的孔內(nèi)。裝配要求是齒輪軸2軸肩和軸承端面間的軸向間隙為0.2～0.7mm，試建立以軸向間隙作為裝配精度的裝配尺寸鏈。某減速器的齒輪軸組件1—左滑動(dòng)軸承；2—齒輪軸；3—左箱體；4—右箱體；5—右滑動(dòng)軸承解建立裝配尺寸鏈的一般步驟如下：（1）確定封閉環(huán)。封閉環(huán)的裝配精度A0=0.2～0.7mm。（2）查找組成環(huán)（查找相關(guān)零件）。相關(guān)零件是齒輪軸、左滑動(dòng)軸承、左箱體、右箱體和右滑動(dòng)軸承。（3）確定相關(guān)零件上的相關(guān)尺寸。尺寸A1、A2、A3、A4和A5都是相關(guān)尺寸，它們就是以A0作為封閉環(huán)的裝配尺寸鏈的組成環(huán)。（4）畫裝配尺寸鏈圖并確定組成環(huán)的性質(zhì)。將封閉環(huán)和查找到的組成環(huán)畫出裝配尺寸鏈圖，如圖（b）所示。組成環(huán)中與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)為減環(huán)，即A1、A2和A5為減環(huán)；組成環(huán)中與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)為增環(huán)，即A3和A4為增環(huán)。10.2.3保證裝配精度的方法1.互換法1）完全互換法裝配時(shí)，各零件不需挑選、修配或調(diào)整，拿來組裝就能直接保證裝配精度的裝配方法稱為完全互換法。選擇完全互換法裝配時(shí)，其裝配尺寸鏈采用極值法公差公式計(jì)算，即各組成環(huán)公差之和小于或等于封閉環(huán)的公差，即當(dāng)遇到反計(jì)算形式時(shí)，先設(shè)各組成環(huán)的公差相等（稱為等公差法），求出各組成環(huán)的平均公差TM，即2）大數(shù)互換法大數(shù)互換法裝配尺寸鏈采用概率法公差公式計(jì)算，即當(dāng)各組成環(huán)呈正態(tài)分布時(shí)，各組成環(huán)公差的平方之和的平方根小于或等于封閉環(huán)的公差，即若各組成環(huán)的公差相等，則可得各組成環(huán)的平均公差TM為2.選配法直接選配法分組選配法直接選配法由工人憑經(jīng)驗(yàn)從待裝配的零件中選擇合適的零件進(jìn)行裝配，裝配質(zhì)量很大程度上決定于工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，因此，生產(chǎn)率低。分組選配法將組成環(huán)的公差按完全互換法裝配計(jì)算出后放大數(shù)倍，使其能較經(jīng)濟(jì)地加工，零件加工后測(cè)量實(shí)際尺寸大小，并分成若干組，在各對(duì)應(yīng)的組內(nèi)進(jìn)行完全互換法裝配，以達(dá)到規(guī)定的裝配精度。1分組數(shù)不宜多，多了會(huì)增加零件的測(cè)量和分組工作量，從而使裝配成本提高。分組數(shù)要使零件的制造精度達(dá)到經(jīng)濟(jì)加工精度。2配合件的公差應(yīng)當(dāng)相等，公差要向同方向增大，增大的倍數(shù)應(yīng)等于分組數(shù)。這樣分組后，各組的配合精度與配合性質(zhì)才能符合原來的要求。3零件分組后，應(yīng)保證裝配時(shí)組內(nèi)相配合的零件在數(shù)量上能夠匹配，否則各對(duì)應(yīng)組零件差別太多而不能配套。對(duì)于不能匹配的零件當(dāng)積累到一定數(shù)量后，可專門加工一批零件與其相匹配。采用分組選配法時(shí)，關(guān)鍵要保證分組后各對(duì)應(yīng)組的配合性質(zhì)和配合公差滿足設(shè)計(jì)要求，因此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：原則123要便于裝拆，易于修配。一般不選公共組成環(huán)。不能選擇已進(jìn)行表面處理的零件，以免破壞表面處理層。3.修配法修配法是在裝配過程中，通過修配裝配尺寸鏈中某一環(huán)的尺寸，使封閉環(huán)達(dá)到規(guī)定裝配精度要求的一種裝配方法。修配環(huán)的選擇應(yīng)注意以下原則：4.調(diào)整法調(diào)整法與修配法的實(shí)質(zhì)相似，也是將零件按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，對(duì)產(chǎn)生的累積誤差進(jìn)行補(bǔ)償，但具體補(bǔ)償方法不同。修配法用補(bǔ)充加工來補(bǔ)償，而調(diào)整法是采用更換不同尺寸大小的某個(gè)零件（如墊片、墊圈、套筒等），或用一個(gè)可調(diào)整的零件，在裝配時(shí)調(diào)整它在機(jī)器中的位置，來達(dá)到裝配精度的要求。上述兩種零件都起到補(bǔ)償其他組成環(huán)由于公差放大后所產(chǎn)生的累計(jì)誤差的作用，稱為調(diào)整件或補(bǔ)償件。這兩種調(diào)整方法分別稱為固定補(bǔ)償件調(diào)整法和可動(dòng)補(bǔ)償件調(diào)整法。調(diào)整法的優(yōu)缺點(diǎn)調(diào)整法的優(yōu)點(diǎn)調(diào)整法的缺點(diǎn)（1）能獲得很高的裝配精度，而且可以隨時(shí)調(diào)整由于磨損、熱變形或彈性變形等原因所引起的誤差。（2）零件可按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，裝配比較方便。（1）采用固定補(bǔ)償件調(diào)整法，調(diào)整零件是按一定尺寸間隔制成一組零件，根據(jù)需要選用其中某一尺寸的零件來作補(bǔ)充，這就增加了零件的數(shù)量和制造成本。例如，用調(diào)整墊片時(shí)，墊片應(yīng)準(zhǔn)備幾擋不同的規(guī)格。（2）采用可動(dòng)補(bǔ)償件調(diào)整法需要一定的移動(dòng)空間。（3）裝配工作依賴工人的技術(shù)水平，且大多屬于手工操作，所以生產(chǎn)率低，不易組織流水裝配。各裝配方法的總結(jié)見表10-2。10.3裝配工藝規(guī)程的制訂10.3.1制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則及原始資料1.制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則模具加工方法制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則1.保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，爭(zhēng)取最大的精度儲(chǔ)備，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。2.盡量減少手工裝配工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.合理安排裝配順序和工序，縮短裝配周期，提高裝配效率。4.盡量減少裝配成本，減少裝配占地面積。模具加工方法制訂裝配工藝規(guī)程的原始資料1.產(chǎn)品的裝配圖和驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2.產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。3.現(xiàn)有的生產(chǎn)條件?，F(xiàn)有的生產(chǎn)條件主要包括裝配車間面積、工藝裝備和工人技術(shù)水平等。4.國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)資料。2.制訂裝配工藝規(guī)程的原始資料10.3.2制訂裝配工藝規(guī)程的步驟1.研究產(chǎn)品的裝配圖和驗(yàn)收技術(shù)條件研究產(chǎn)品的裝配圖和驗(yàn)收技術(shù)條件包括審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性，分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性，審核產(chǎn)品裝配技術(shù)要求及檢查驗(yàn)收的內(nèi)容與方法，研究設(shè)計(jì)人員所確定的裝配方法，分析、計(jì)算裝配尺寸鏈等。2.確定裝配方法與裝配組織形式選擇合理的裝配方法是保證裝配精度的關(guān)鍵。裝配方法和裝配組織形式的選擇主要取決于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（包括尺寸、質(zhì)量和復(fù)雜程度等）和生產(chǎn)綱領(lǐng)，并應(yīng)考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件和設(shè)備。1先安排工件的預(yù)處理，如倒角、去毛刺、清洗、涂漆等。2先下后上、先內(nèi)后外、先難后易，以保證裝配順利進(jìn)行。3位于基準(zhǔn)件同一方位的裝配工作和使用同一工藝裝備的工作盡量集中進(jìn)行。4易燃、易爆等有危險(xiǎn)性的工作，盡量放在最后進(jìn)行。裝配順序可用裝配系統(tǒng)圖來表示。3）確定裝配順序劃分好裝配單元并選定裝配基準(zhǔn)件后，就可安排裝配順序。安排裝配順序的原則有以下幾點(diǎn)：部件裝配系統(tǒng)圖產(chǎn)品裝配系統(tǒng)圖4.劃分裝配工序，設(shè)計(jì)工序內(nèi)容裝配順序確定后，根據(jù)工序集中與工序分散的程度將裝配工藝過程劃分為若干工序，并進(jìn)行工序內(nèi)容的設(shè)計(jì)。工序內(nèi)容設(shè)計(jì)包括制訂各工序的操作規(guī)范，制訂各工序