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1、裝配工藝及技術(shù) 裝配概述 裝配工藝規(guī)程 裝配尺寸鏈及應(yīng)用 操作方法及方式 一、概述 1裝配的概念 按規(guī)定的技術(shù)要求， 將零件、組件和部件 進(jìn)行配合和聯(lián)接，使 之成為半成品或成品 的工藝過程。 2裝配工作 清洗 聯(lián)接 校正、調(diào)整與配作 平衡 驗收試驗 3機(jī)器裝配精度 裝配精度的內(nèi)容 尺寸精度 位置精度 運(yùn)動精度 接觸精度 裝配精度與零件精度的關(guān)系 機(jī)器的質(zhì)量是通過裝配質(zhì)量最終得以保證的 4裝配的類型 流水線裝配線 自動裝配線 變節(jié)奏流水裝配 固定流水裝配 固定裝配 組件： 在一個基準(zhǔn)零件上，裝上一個或若干個 套件和零件就構(gòu)成一個組件。 為形成組件而進(jìn)行 的裝配稱之為組裝，組件在以后的裝配中可拆
2、。 部件： 在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干個組件、 套件和零件就構(gòu)成部件。 為形成部件而進(jìn)行的裝 配工作稱之為部裝 。 一般將零件畫在上方，把套件、組件、部件畫 在下方，其排列的次序就是裝配的次序 。 套件 套件裝配系統(tǒng)圖 組件裝配系統(tǒng)圖 部件裝配系統(tǒng)圖 機(jī)器裝配系統(tǒng)圖 機(jī)器的裝配精度 1.機(jī)器的裝配精度 機(jī)器裝配精度分為幾何精度和運(yùn)動精度 。 1)幾何精度 幾何精度是指尺寸精度和相對位置精度 。 尺寸精度 反映裝配中各有關(guān)零件的尺寸和裝 配精度的關(guān)系。 相對位置精度 反映裝配中各有關(guān)零件的相對 位置精度和裝配相對位置精度的關(guān)系 。 2)運(yùn)動精度 運(yùn)動精度是指回轉(zhuǎn)精度和傳動精度。 回轉(zhuǎn)精度 機(jī)器回
3、轉(zhuǎn)部件的徑向 跳動 和 軸 向竄動 。回轉(zhuǎn)精度主要和軸類零件 軸頸處 的精度、 軸承 的精度、 箱體軸孔 的精度有關(guān)。 傳動精度 機(jī)器傳動件之間的運(yùn)動關(guān)系 。 傳動精度主要取決于傳動元件本身的 制造精度 及 它們之間的配合精度 。傳動元件越少 、傳動鏈 愈短，傳動精度愈高。 典型的傳動元件有齒輪、絲杠螺母及蝸輪蝸 桿等 。 普通臥式車床裝配尺寸精度 單缸發(fā)動機(jī)裝配相對位置精度 2.零件精度和裝配精度的關(guān)系 機(jī)器中有些裝配精度往往只和一個零件有關(guān)， 要保證該項裝配精度只要保證該零件的精度即可， 俗稱“單件自保”。 而有些裝配精度則和幾個零件有關(guān)，要保證該 項裝配精度則必須同時保證這些零件的相關(guān)精
4、度， 這種情況比較復(fù)雜，涉及尺寸鏈問題，要用裝配 尺寸鏈來解決。 結(jié)論： 機(jī)器裝配精度與相關(guān)零件的精度密切相 關(guān)，而相關(guān)零件的相關(guān)精度又與 生產(chǎn)量和裝配 方 法有關(guān)。 臥式萬能銑床第 5項精度的相關(guān)零件 臥式萬能銑床第 12項精度的相關(guān)零件 3.影響裝配精度的因素 1)零件的加工精度 ，零件加工精度一致性不好， 裝配工作的勞動量大大增加。 2)零件之間的配合要求和接觸質(zhì)量 零件之間的配合要求是指配合面間的間隙量或 過盈量，它決定了配合性質(zhì)， 是根據(jù)設(shè)計圖紙的要 求而提出的，決定于相配零件的尺寸及其精度。 接觸質(zhì)量是指配合面或連接表面之間的接觸面 積大小和接觸位置的要求 。 提高配合質(zhì)量和接觸質(zhì)
5、量是一個非常重要 的問題。特別是提高配合面的接觸剛度，對提 高整個機(jī)器的精度、剛度、抗振性和壽命等都 有極其重要的作用 。 3)力、熱、內(nèi)應(yīng)力等所引起的零件變形 零件在機(jī)械加工和裝配中，由于力、熱、 內(nèi)應(yīng)力等所產(chǎn)生的變形，對裝配精度有很大的 影響。 4)旋轉(zhuǎn)零件的不平衡 直齒輪、錐齒輪和渦輪渦桿在嚙合時的接觸區(qū)域 二、 裝配工藝規(guī)程的制訂 1.制訂裝配工藝規(guī)程的原則 裝配工藝規(guī)程就是用文件的形式將裝配的 內(nèi)容、順序、檢驗等規(guī)定下來，成為指導(dǎo)裝配工 作和處理裝配工作中所發(fā)生問題的依據(jù)。 裝配工藝規(guī)程 對保證裝配質(zhì)量、生產(chǎn)率和成 本的分析、裝配工作中的經(jīng)驗總結(jié)等都有積極的 作用。 在制訂裝配工藝規(guī)
6、程時應(yīng)考慮的幾個原則 1)保證產(chǎn)品的質(zhì)量 產(chǎn)品的質(zhì)量最終是由裝配保證的， 裝配一方面 能反映產(chǎn)品設(shè)計和零件加工中的問題 ， 另一方面， 裝配本身應(yīng)確保產(chǎn)品質(zhì)量 。 2)滿足裝配周期的要求 裝配周期就是完成裝配工作所給定的時間，它 是根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)來計算的，即 所要求的生產(chǎn) 率 。 3)減少手工裝配勞動量 4)降低裝配工作所占成本 2.制訂裝配工藝規(guī)程的原始資料 1)產(chǎn)品圖紙和技術(shù)性能要求 產(chǎn)品圖紙 包括全套總裝圖、部裝圖和零件圖， 從產(chǎn)品圖紙可能了解產(chǎn)品的全部尺寸結(jié)構(gòu)、配合性 質(zhì)、精度、材料和重量等，從而可以制訂裝配順序、 裝配方法和檢驗項目，設(shè)計裝配工具，購置相應(yīng)的 起吊工具和檢驗、運(yùn)輸
7、等設(shè)備。 2)生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)就是年生產(chǎn)量，它是制訂裝配工藝和 選擇裝配生產(chǎn)組織形式的重要依據(jù) 。 3)生產(chǎn)條件， 注意調(diào)查研究，設(shè)計出符合生產(chǎn) 實際的裝配工藝。 3.裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容及制訂步驟 1)產(chǎn)品圖紙分析 2)確定生產(chǎn)組織形式，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定 生產(chǎn)組織形式 ,裝配生產(chǎn)組織形式可分為移動式和固定 式 兩類，而 移動式又可分為強(qiáng)迫節(jié)奏和自由節(jié)奏 兩種。 3)裝配順序的決定，劃分的 原則 是先 難后易 、 先內(nèi)后 外 、先 下后上。 4)合理裝配方法的選擇 5)編制裝配工藝文件， 裝配工藝過程卡片 、 主要裝配 工序卡片 、 檢驗卡片 和 試車卡片 下一部分 回首頁 各種裝配
8、生產(chǎn)組織形式 1 裝配尺寸鏈的定義和形式 三、 裝配尺寸鏈 在機(jī)器的裝配關(guān)系中，由相關(guān)零件的尺寸或相互 位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。 裝配尺寸鏈與工藝尺寸鏈有所不同。裝配尺寸鏈 中每一個尺寸都分布在不同零件上，每個零件的尺寸 是一個組成環(huán)，有時兩個零件之間的間隙等也構(gòu)成組 成環(huán)，裝配尺寸鏈主要解決裝配精度問題。 裝配尺寸鏈和工藝尺寸鏈都是尺寸鏈，有共同的 形式、計算方法和解題類型。 分類： 1)裝配尺寸鏈按照各個組成環(huán)和封閉環(huán)的相互位 置分布情況分為 直線尺寸鏈、平面尺寸鏈 和 空間尺寸 鏈 。平面尺寸鏈可分解為兩個直線尺寸鏈來求解。 2）裝配尺寸鏈又可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈，
9、 為一分度機(jī)構(gòu)的角度尺寸鏈。裝配尺寸鏈中的并聯(lián)、 串聯(lián)、混聯(lián)尺寸鏈。 在解一個裝配尺寸鏈時必須要注意其相鄰的并聯(lián) 和串聯(lián)尺寸鏈，特別是并聯(lián)尺寸鏈中的公共環(huán)。 裝配中的直線尺寸鏈 裝配中的平面尺寸鏈 平面尺寸鏈的解法 裝配中的角度尺寸鏈 裝配中的并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)尺寸鏈 2 裝配尺寸鏈的建立 裝配尺寸鏈的建立就是在裝配圖上，根據(jù)裝配 精度的要求，找出與該項精度有關(guān)的零件及其有關(guān) 的尺寸，最后畫出相應(yīng)的尺寸鏈線圖 。 下面以長度尺寸鏈為例來闡述裝配尺寸鏈的建 立。建立可以分三個步驟： 判別封閉環(huán) 、 判別組成 環(huán) 和 畫出尺寸鏈線圖 。 1)判別封閉環(huán)。 裝配尺寸鏈的封閉環(huán)的定義： 裝配尺寸鏈中的
10、封閉環(huán)是裝配過程最后形成的一環(huán)，也就是說它的 尺寸是由其它環(huán)的尺寸來決定的。 2)判別組成環(huán) 判別組成環(huán)的方法是 從封閉環(huán)出發(fā)，按逆時針 或順時針方向依次尋找相鄰零件，直至返回到封閉 環(huán)，形成封閉環(huán)鏈 。 3)畫出尺寸鏈線圖 找出封閉環(huán)、組成環(huán)后，便可畫出尺寸鏈線圖， 同時可清楚地判別增環(huán)和減環(huán)建立的尺寸鏈，就可 以求解。 在建立尺寸鏈的過程中，會碰到以下一些問題， 值得注意的問題 。 1)封閉的原則 2)最短的原則 3)增減環(huán)判別的原則是： 增環(huán)： 當(dāng)其他組成環(huán)尺寸不變時，該組成環(huán)的尺 寸增加使封閉環(huán)的尺寸也增加為增環(huán)； 減環(huán)： 該組成環(huán)的尺寸增加使封閉環(huán)的尺寸減小 為減環(huán)。 裝配中的直線尺
11、寸鏈 裝配中的直線尺寸鏈 四、 利用裝配尺寸鏈達(dá)到裝配精度的方法 1 互換法 利用裝配尺寸鏈來達(dá)到裝配精度的工藝方法分 為四類：即 互換法 、 分組法 、 修配法 及 調(diào)整法 。 加工合格的零件，在裝配時不經(jīng)任何調(diào)整和修配 就可以達(dá)到要求的裝配精這種裝配入法就是互換法， 互換法中分為 完全互換法和不完全互換法 。 （ 1）完全互換法 合格的零件在進(jìn)入裝配時，不經(jīng)任何選擇、調(diào) 整和修配，就可以達(dá)到裝配精度，稱之為完全互換法。 完全互換法的 特點 ： 1） 裝配容易 ， 工人技術(shù)水平要求不高 、 裝配生產(chǎn) 率高 ， 裝配時間定額穩(wěn)定，易于組織裝配流水線生產(chǎn)， 企業(yè)之間的協(xié)作與備品問題易于解決。 2
12、） 當(dāng)環(huán)數(shù)多時，組成環(huán)的公差較小，使零件精度 提高，加工發(fā)生困難，甚至達(dá)不到要求。 3） 在大量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，一方面滿足生產(chǎn) 節(jié)奏和經(jīng)濟(jì)性等要求；另一方面，從使用維修方面考 慮能滿足互換性的要求。 （ 2）不完全互換法 當(dāng)裝配精度要求較高而尺寸鏈的組成環(huán)又較 多時，鑒于完全互換法裝配的弊端，將組成環(huán)的公 差適當(dāng)加大， 裝配時有為數(shù)不多的組件、部件或機(jī) 械制品裝配精度不合格，留待以后再分別進(jìn)行處理 ， 這種裝配方法稱之為不完全互換法。 不完全互換法的基本理論就是用統(tǒng)計法。 特點： 可以擴(kuò)大組成環(huán)的公差并保證封閉環(huán)的 精度，但有部分制品要進(jìn)行返修，因此多用于生產(chǎn) 節(jié)奏不是很嚴(yán)格的大批量生產(chǎn)中
13、 統(tǒng)計法與完全互換法比較： 完全互換法 (極值法 ) 0 i T T m 不完全互換法 (統(tǒng)計法 )： 00 i T m T T mm m用不完全互換法時，組成環(huán)的公差可以加大 倍 2. 分組法 當(dāng) 封閉環(huán)的精度要求很高 ， 組成環(huán)的公差非 常小 時可 將組成環(huán)公差增大若干倍 (一般為 36 倍 )， 使組成環(huán)零件能按經(jīng)濟(jì)公差加工，然后再將 各組成環(huán)按原公差大小分組，按相應(yīng)組進(jìn)行裝配 ， 這就是分組法。 實質(zhì)： 互換法，按組互換，它既能擴(kuò)大各組 成環(huán)的公差，又能保證裝配精度的要求。 采用分組法必須要保證在裝配中各組的配合 精度和配合性質(zhì) (間隙或過盈 )與原來的要求相同。 分組法的特點 ： 1
14、)只用于組成環(huán)公差都相等的裝配尺寸鏈。 2)零件分組后，應(yīng)保證裝配時能夠配套。組成 環(huán)的尺寸分布非正態(tài)分布不能配套，如 圖 8-22。 3)分組數(shù)不宜太多。 4）分組法多用于封閉環(huán)精度要求較高的短環(huán) 尺寸鏈， 圖 8-23的分組法見 表 8-1、 表 8-2。 小結(jié)： 完全互換法、不完全互換法和分組法， 其特點都是能夠互換的。這一點對于大批大量生 產(chǎn)的裝配來說，是非常重要的 。 下一部分 軸孔公差相等時的分組互換法 軸孔公差不相等時的分組互換法 1、軸孔公差相等時的分組互換法 證明過程 由圖看出第 k組的最大間隙 m a x m a x 1 m a x 1 m a x 1 m a x ( 1
15、) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) k h sX X k T k T X k T k T X X 最小間隙 m in m in 1 m in 1 m in 1 m in ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) k h sX X k T k T X k T k T X X 配合精度 m a x m in m a x 1 m in 1 2 2 2 k k h s k X X X X T TTT 可見配合精度和性質(zhì)都不變 2、軸孔公差不相等時的分組互換法 證明過程 由圖看出第 k組的最大間隙 最小間隙 配合精度 這時配合精度不變，但配合性質(zhì)改變了。 m a x m a x 1 m a x
16、 1( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( )k h s h sX X k T k T X k T T m i n m i n 1 m i n 1( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( )k h s h sX X k T k T X k T T m a x 1 m in 1m a x m in m a x 1 m in 1 ( 1 ) ( ) ( 1 ) ( ) 22 22 h s h skk k hs X k T T X k T TXX T X X T T T 分組互換中各組尺寸分布不對應(yīng)的情況 活塞、活塞銷和連桿組裝圖 活塞銷和活塞銷孔的分組互換情況 活塞銷和連桿小頭孔的分組互換情況 3修
17、配法 在環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈中，當(dāng)封閉環(huán)的精度要求較 高時，可以用修配法來裝配，即 將各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)公 差制造，選定一個組成環(huán)為修配環(huán) (稱補(bǔ)償環(huán) )，在裝 配時修配該環(huán)的尺寸來滿足封閉環(huán)的精度要求。 因此 修配法的實質(zhì)是擴(kuò)大組成環(huán)的公差， 在裝配 時通過修配來達(dá)到裝配精度，所以此裝配法是 不能互 換 的。 修配法在生產(chǎn)上應(yīng)用分廣泛， 主要用于成批或單 件生產(chǎn)，單件修配法中，主要的問題有修配環(huán)的選擇、 修配量的計算及修配環(huán)基本尺寸的計算等 。 例 1 前述的普通車床前后頂尖與導(dǎo)軌的等高度，是 一個多環(huán)尺寸鏈。在生產(chǎn)中都將它簡化為一個四環(huán)尺 寸鏈（見圖 8-18）。 0. 060 0. 03 1 2
18、 30 , 1 6 0 , 3 0 , 1 3 0A m m A m m A m m A m m 單件修配法 例 2 圖 8-25所示的箱體中，為了要保證齒輪回轉(zhuǎn)時 和箱壁的間隙，選墊圈為修配環(huán)，用修配法進(jìn)行裝配、 要求間隙為 0.20.1mm，已知： A1=50mm， A2=45mm， A3=5mm。 修配環(huán)為減環(huán)時的修配法 單件修配法中的 幾個主要問題 1)修配環(huán) (補(bǔ)償環(huán) )的選擇 2)修配環(huán)基本尺寸的決定 3)修配量的決定 4 調(diào)整法 修配法由于要在現(xiàn)場進(jìn)行修配，在大批大量生 產(chǎn)中，可能 采用更換不同尺寸大小的某個組成環(huán)或 調(diào)整某個組成環(huán)的位置來達(dá)到封閉環(huán)的精度要求， 這就是調(diào)整法 。
19、 所選的組成環(huán)稱之為調(diào)整環(huán) 。因此， 調(diào)整法的實質(zhì)也是擴(kuò)大組成環(huán)的公差， 即各組成環(huán) 按經(jīng)濟(jì)公差制造，并保證封閉環(huán)的精度，所選的調(diào) 整環(huán)可以是一個，也可以是幾個，組成一個調(diào)整環(huán) 節(jié)系統(tǒng)。 根據(jù)調(diào)整方法的下同，調(diào)整法分為： 固定調(diào)整 法 、 可動調(diào)整法 、 誤差抵消調(diào)整法 及 合并調(diào)整法等 。 固定調(diào)整法： 在裝配尺寸鏈中，選定一個 (或幾 個 )零件為調(diào)整環(huán) (如墊圈、墊片、軸套等 )，根據(jù)封 閉環(huán)的精度要求來確定它們的尺寸，以保證封閉環(huán) 的精度，這種方法就是固定調(diào)整法。 所 選的調(diào)整環(huán)起補(bǔ)償作用，因此也叫補(bǔ)償環(huán)或 補(bǔ)償件 。這些調(diào)整環(huán)有些是 可以自由組合成所需尺 小的，故為自由組合調(diào)整環(huán) ；有的是 固定分組構(gòu)成 所需尺寸的，故為固定分組調(diào)整環(huán) 。 1)自由組合調(diào)整環(huán)。 2)固定分組調(diào)整環(huán)。 錐齒輪嚙合間隙的調(diào)整 小結(jié)： 1)達(dá)到裝配精度的方法可以歸納為兩類， 一類是 以精對精 ， 另一類是以粗對精 。 2) 裝配尺寸鏈分析不能只停留在靜態(tài)尺寸鏈的 分析，而應(yīng)該著手進(jìn)行動態(tài)尺寸鏈的研究。 四、 常見裝配工藝結(jié)構(gòu) 五、 裝配時的操作方法及方式 1.零件裝配順序要正確 2.先入位后工具 3.螺紋旋緊次序要合理 4.旋緊力矩 5.螺紋連接邊緊邊動的調(diào)試方法
萬能分度頭裝配工藝編制及裝配
