第8章 机械装配基础1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 机械装配基础,第一节 装配概念及机器的组成,一、装配的概念,就是按照设计图纸的要求,把所有的零、部件连接组合起来,使之成为机器的过程。,装配是机械制造的最后阶段,包括,:,装配,调整,检验,和,试验,等内容。因此,通过装配可以对产品的设计和零件的加工,进行一次总的检验,以发现问题,加以改进。,第八章 机械装配基础,从这一点上讲,研究装配方法,制订合理的装配工艺规程对保证产品质量,提高设计水平都具有重要的意义。,二、机器的组成及装配系统图,无论一台机器多么复杂,它都是由许多零件组成的。为了便于设计,加工和装配常把机器分成,:,零件,-,套件,-,组件,-,部件,。这些组成部分,都构成了独立的,设计单元,加工单元,和,装配单元,。,1,、套件,在一个基准件上装上若干个零件就构成了套件。以经套装则形成一个零件,不能拆卸。,套件的装配图如图,8-1,所示：,基准件,套件,零件,零件,图,8-1,2,、组件,在一个基准件上装上若干个零件、套件就构成了组件。组件的装配图如图,8-2,所示：,组件,基准件,零件,零件,套件,图,8-2,3,、部件,在一个基准件上装上若干个零件,套件,组件就构成了部件。部件的装配图如图,8-3,所示：,基准件,部件,零件,零件,套件,组件,图,8-3,4,、机器,在一个基准件上装上若干个零件,套件,组件,部件就构成了机器。机器的装配图如图,8-4,所示：,基准件,机器,零件,零件,零件,套件,组件,部件,图,8-4,三、,装配工作的基本内容,1,、清洗,零件表面的油污及机械杂质。清洗方法有,:,擦,浸,喷淋等,;,清洗液有,:,煤油,汽油,碱液及化学清洗液。,2,、连接,连接是装配的首要任务。连接方式有,:,可拆连接与不可拆连接。,3,、校正,调整,配作,为单件小批生产常用的装配方法。,4,、平衡,对高速回转的零件为保证工作的平稳性,一般均作静,动平衡。,5,、验收与试验,机器装配好以后,应根据检验,试验规范进行必要的验收,这是保证机器质量,避免不合格品出厂,提高企业信誉的有效方法。,第二节 装配工艺规程的制订,一、装配工艺规程概念及意义,1,、概 念,用表格的形式,把装配内容,装配方法及顺序,检验,试验等内容书写出来,并成为指导装配工作,处理装配工作中存在问题的依据。这一工艺文件,就称为装配工艺规程。,2,、意义,装配工艺规程对于保证产品质量及装配工作总结,具有重要的意义。,二、制订装配工艺规程的原始资料,1,、产品图纸,清楚的表示出所有零部件间的连接情况,;,重要有零部件的联系尺寸,;,配合件间的配合性质及精度,;,装配技术要求,;,零件的明细,材料及重量。,这是,选择装配方法,确定,装配顺序,及选择设计,起吊运输设备,的依据。,2,、产品的技术性能,是制订检验,试验规范的主要依据。,3,、生产纲领,是选择装配生产组织形式的主要依据。,4,、现有生产条件,装配工艺装备,车间面积,工人技术水平及工时定额标准等。,三、制订装配工艺规程的基本原则,1,、保证装配质量,机器的质量,最后是通过装配实现的。,若所有的零部件都合格,但装配不当也会造成机器的不合格。,如滚动轴承装配不当会造成轴部件不能正常运转。,2,、满足装配周期的要求,装配周期,:,完成某一装配工作,所规定的时间,。,大批大量生产,采用流水线装配,往往以生产节奏来表示装配周期。,如年产,15000,辆汽车,每天两班,每班,6,小时,那么每,9,分钟,就可以装出一辆汽车来。,这条年产,15000,辆汽车的装配流水线的生产节奏或装配周期就是,9,分钟。,中小批生产则以月或季度来表示装配周期。,3,、尽量减少手工装配工作量,机械装配工作即复杂又繁重,劳动强度很大,采用机械化,自动化装配是发展方向,因此,应充分考虑提高装配的机械化,自动化水平,以减少手工装配。,4,、降低装配成本,这是一个综合因素,须从生产纲领,装备水平,生产面积,工人技术水平及数量,生产率等多方面进行综合分析。,四、装配工艺规程内容及制订步骤,(,一,),对产品进行工艺分析,1,、分析产品结构,性能及装配技术要求,2,、装配结构工艺性分析,1),要有独立的装配单元,以便于组成平行地加工和装配作业。,如图,8-5,所示,:,图,8-5,2),便于装配,便于零件的装配如图,8-6,所示,:,便于部件的装配如图,8-7,所示,:,图,8-6,图,8-7,3),便于拆卸,图,8-8,5),要有正确的装配基面,图,8-10,4),便于调整,(,二,),确定装配的生产组织形式,一般根据产品的结构,精度及生产纲领的大小来确定。,1,、大批大量生产采用移动式装配,1),强迫节奏,工序内的装配工作,必须在规定的时间节奏内完成。如不能完成则调线外处理,以免装配线堵塞。如图,8-11,所示,:,2),自由节奏,时间节奏不明显,各工位装配工作完成以后,再转到下一个工位。由于时间节奏不均衡,会造成装配流水线的堵塞。,2,、中,小批生产采用固定式装配,是指产品或部件的全部装配工作都集中在固定的工作地点完成。固定式装配又可分为,:,1),集中式,是指产品或部件的全部,装配工作都集中一个固,定的工作地点完成。,这中形式的固定式装配,生产面积大,装配周期长,对工人技术水平要求高,多用于单件小批生产。,2),分散式,把产品的全部装配过程分解为部件装配和总装配,分别在多个不同的固定地点进行装配；由于实现了分组装配,提高了装配效率,缩短了装配周期,并可促使工人操作专业化。,3),固定流水式,将产品的固定式装配分成若干个独立的装配工序,各组工人按工艺顺序依次到各装配地点对固定不动的装配对象进行装配。,这种形式的固定式装配,装配效率高,质量好,周期短,工人专业化程度高,是固定式装配的最高形式,适用于成批生产。,(,三,),划分装配单元,确定装配顺序,划分装配单元就是把产品分解成可以独立装配的,部件,组件,套件和零件。以便组织平行流水线装配。,确定装配顺序就是确定部件,组件,套件和零件的装配顺序。原则是,:,先内后外,先难后易,先下后上,先精密后一般,先重大后轻小。,(,四,),选择装配方法,1,、按照生产纲领的大小选择机械化,自动化装配还是手工装配。,2,、按照产品的精度及生产纲领选择保证装配精度的方法。,(,五,),编写装配工艺文件,单件小批生产要有装配工艺过程卡片。,大批大量生产要有装配工艺过程和装配工序卡片。,(,六,),制订检验,试验规范,1,、检验,试验的项目,内容及质量指标；,2,、检验,试验的方法,条件及环境要求；,3,、检验,试验所需设备,装置的选择与设计；,4,、质量问题的分析方法及处理措施。,第三节 机器的装配精度,一、机器的装配精度,1,、装配精度概念,是指机器装配后,实际达到的精度,。为保证机器能够持续,稳定的正常工作,机器的装配精度往往高于标准所规定的装配精度。,2,、装配精度内容,1),距离精度,是指机器装配后,各零部件间的距离尺寸精度和装配中的各种间隙。如图,8-12,所示：,图,8-12,2,、相对位置精度,指机器装配后，各零部件间相对位置的准确性。如各零部件间的,平行度,，,垂直度,和,同轴度,及,跳动,要求等。,3,、相对运动精度,是指机器有相对运动部件间,在运动方向上和相对速度上,的精度相对运动方向上,:,相,对运动的平行度,垂,图,8-13,直度等,。相对速度上的精度,:,如,传递运动的准确性,。如图,8-13,所示：,4,、接触精度,相互接触零部件间的,接触面积大小和位置,。如图,8-14,所示,:,图,8-14,第四节 保证装配精度的方法,由零件的加工精度保证,这是最基本的方法,当产品的装配精度较高时,通过提高零件的加工精度来保证装配精度的方法势必增加制造成本。一般情况下是不可取的,可以采用合理的装配方法来达到或保证装配精度。,解装配尺寸链,一、装配尺寸链分析,(,一,),装配尺寸链概念及组成,1,、装配尺寸链概念,在产品的装配过程中,由相关零件的相关尺寸所组成的尺寸链称为装配尺寸链。,2,、装配尺寸链组成,装配尺寸链是由封闭环和组成环组成的。,1),封闭环,装配精度,或,装配技术要求,为装配尺寸链的封闭环,它是由,相关零件的相关尺寸间接保证,的。,2),组成环,直接影响装配精度的各环为组成环。,3),协调环,组成环中预先选定的某一组成环,通过改变其大小、位置，使封闭环达到规定的精度要求,这样的环,称为协调环。,(,二,),装配尺寸链的查明建立方法,1,、查明封闭环,2,、查明组成环,3,、画尺寸链图,例,:,图,8-15,为减速器的装配图装配精度要求,齿轮轴台肩与轴承套端面之间的轴向间隙为,0.2,0.7mm,。试建立以轴向间隙为装配精度的尺寸链。,图,8-15,解,:1,、确定封闭环,0.20.7mm,为装配精度要求,应为封闭环。,2,、查明组成环,根据直接影响装配精度的零件尺寸及角度位置关系为组成环,这一概念,由封闭环一端开始,按顺时针或逆时针方向,查找组成环,最后得影响装配精度的相关零件的相关尺寸为,A,1,A,2,A,3,A,4,和,A,5,。,3,、画出装配尺寸链图如所示。,(,三,),装配尺寸链最少环原则,建立装配尺寸链要遵循最少环原则,即每一个相关零件只有一个相关尺寸,加入装配尺寸链的组成,尺寸链的组成环数目恰好等于相关零件个数。这就是装配尺寸链最少环原则。,二、保证装配精度的方法解装配尺寸链,(,一,),完全互换法,1,、完全互换法概念,组成机器的所有零部件,均按设计图纸进行加工,装配时,不加任何的选择,调整和修配,装配,后均能满足规定的装配精度要求，这一装配方法,称为完全互换法。,2,、完全互换法特点,装配工作只是简单的组合连接,生产率高,有利于组成流水作业,协作化生产及维修。,对组成零件的精度要求高,加工困难。,3,、完全互换法计算举例,双联转子泵装配示意图如图,8-16,所示,轴向装配精度要求为,轴向装配间隙为,0.05,0.15mm(,冷态下,),即,:A,=,已知相关零件的相关尺寸为,:A,1,=41mm,A,2,=A,4,=17mm,A,3,=7mm,。试按极值法,概率法求算各组成环的上下偏差。,解,(,一,),极值法,1,、画尺寸链图,2,、判断环的性质,装配精度为封闭环,A,=,A,1,为增环,;A,2,A,3,A,4,为减环。,3,、计算尺寸链,按,“,等公差值法,”,分配封闭环公差,1),平均公差,:,T,M,=,零件制造的平均精度很高,但尚可加工,因此,采用,完全互换极值解法,是可行的。,按照各组成零件的尺寸大小,加工的难易程度和设计要求等方面,调整各组成环公差。,尺寸,A,2,A,3,A,4,可用平面磨床加工,经济精度定为,IT7,由于各尺寸都便于用,卡板测量,其尺寸偏差的分布位置,应按被包容尺寸,(,轴,),标注成单向负偏差。,T,2,=T,4,=0.018,A,2,=A,4,=17,-0.018,T,3,=0.015,A,3,=7,-0.015,。,尺寸,A,1,可采用镗削加工,不易保证高的加工精度,应给较大的公差值,其深度尺寸,在成批生产中采用,专用极限量规,进行测量,为保证装配精度,选,A,1,为协调环,其公差为,:,T,1,=T,-(T,2,+T,3,+T,4,),=0.1-(0.018+0.018+0.015)=0.049,相当于,IT9,IT8.,2),计算,A,1,的上下偏差,B,S,A,1,=B,S,A,+(B,X,A,2,+B,X,A,3,+B,X,A,4,),=0.15-0.051=+0.099,B,X,A,1,=B,S,A,1,-T,1,=0.099-0.049=+0.050,故,:,A,1,=41,mm,属于,30,50,尺寸段，,几何平均值,D,1,=,按“等公差系数法”分配封闭环公差,对于尺寸,500mm,尺寸段,:,由,M,=21.65,查尺寸,500mm,的,IT5-IT18,标准公差表,得,:,相对应的公差等级为,:IT8,由,A,1,=41mm,A,2,=A,4,=17mm,A,3,=7mm,按,IT8,查标准公差表得,:,T,1,=0.039,T,2,=T,4,=0.027,T,3,=0.022,。取,A,1,为协调环,其余尺寸按,“,入体原则,“,标注为,:A,2,=A,4,=17,-0.027,A,3,=7,-0.022,。,B,S,A,1,=B,S,A,+(B,X,A,2,+B,X,A,3,+B,X,A,4,),=0.15+(2(-0.027)+(-0.022)=+0.074,B,X,A,1,=B,S,A,1,-T,1,=+0.074-0.039=+0.035,(,二,),概率解法,1,、确定各组成环平均偏差,由公式,:,计算,A,1,的上下偏差,按加工的难易程度及尺寸大小,调整各组成环公差。,尺寸,A,2,、,A,4,、,A,3,可用平面磨床加工,经济精度为,IT7,则,:T,2,=T,4,=0.018,A,2,=A,4,=17,-0.018,T,3,=0.015,A,3,=7,-0.015,取,A,1,为协调环,计算其上下偏差。,2,、计算,A,1,的公差,由公式,3,、计算,A,1,的平均偏差,(,二,),选择装配法,1,、概念各组成零件均按经济精度进行加工,装配时,通过选择合适的零件装配起来,以满足装配精度的要求。,指由工人直接从加工好的零件中选择出合适的零件装配起来。这种方式对工人的技术水平要求较高,选择时间长,装配质量往往取决于选择的是否合适。生产率较低。,2,、选择方式,1),直接选择装配,把组成零件的尺寸放大到经济精度进行加工,然后将加工后的零件,按放大倍数分成若干组,分组数等于放大倍数,对应组内的零件装配起来以满足装配精度的要求,这一装配方式称为,分组选择装配法。,2),分组选择,3),复合选择先分组再直选,这一装配方式称为复合选择装配法。,3,、分组选择装配法举例,如图,8-17,所示,为发动机活塞销孔与活塞销的配合,按照装配技术要求,销子,直径,d,与销孔,D,在冷态下装配,应有,0.0025-0.0075mm,的过,盈量,其公差值为,:,图,8-17,T,N,=0.0075-0.0025=0.005mm,如果,采用完全互换法装配,按,“,等公差值,”,法分配封闭环公差,活塞销与活塞销孔均能分配到,0.0025,。,销子尺寸标注为,:,显然,这样高的加工精度,制造较困难,也是不经济的,应采用分组选择法装配。将销子的公差放大四倍,则,:,上偏差都没有变动,放大了下偏差,以扩大制造公差,这样一来,就可以用无心磨床磨削活塞销外圆,在金刚镗床上镗活塞销孔,然后,再逐个测量,按照尺寸大小分成四组,用不同颜色区别,分装在不同容器里,以便分组装配。,活塞销与活塞销孔的分组尺寸表,组别,标志颜色,活塞销直径 活塞销孔直径 最大过盈 最小过盈,1:,红,2:,白,3:,黄,4:,绿,0.0025,0.0075,4,、分组装配法的特点,:,1,、分组后,各组的配合要求,精度应与原来的相同。,2,、公差的放大倍数应与分组数相同,配合件的公差为同向放大。,3,、零件分组后,应保证装配时能够配套,如各环呈正态分布,则,可以配套装配,不为正态分布,则不能配套装配,.,易造成制品的积压。,4,、分组数不易过多,只要公差放大到经济精度即可,否则,装配组织工作将变得较为复杂。,三、修配法,(,一,),修配法概念及修配方式,1,、概念,各组成零件尺寸,均按经济精度进行加工,装配时,通过对某一零件进行修配或就地配制这一零件,以满足装配精度要求。这一装配方法称为修配法。进行修配或就地配制的这一环,称为修配环。,2,、修配方式,1),单件修配,只对某一组成零件进行修配,以满足装配精度要求。这一修配方式,称为单件修配。,2),合并加工修配,将两个或两个以上的零件合并在一起进行加工修配,将所得作为一个零件的尺寸加入装配尺寸链的组成。,这一修配方法既减少了装配时的修配刮研量,也减少了装配尺寸链的组成环数,有利于保证装配精度和提高生产率。,3),自身加工修配,也称自己加工自己。对零部件间相互位置精度较高时,常采用这种修配方法,如刨床工作台的装配,则是用刨刀刨削自身工作台面,来保证装配精度的。修配法可达到很高的装配精度,但劳动强度大,对工人技术水平要求高,生产率低,不便于组成流水作业。多用于中、小批生产。,(,二,),修配环尺寸的确定,1,、修配环被修配封闭环变小的情况,A,A,min,时，则不能再修配。可得：,A,min=,1),修配为增环时,2,、修配环被修配封闭环变大的情况,A,A,max,，,时则不能再修配，可得：,2),当修配环为减环时,如图,8-18,所示，,C6140,车床装配时，前后顶尖对床身导轨等高度的修配。为简化计算，略去同轴度误差，可以得到只有,A,1,，,A,2,，,A,3,三个组成环的简化线性尺寸链。,（三）修配法计算举例,图,8-18,已知：,A,=0,+0.06,，,A,1,=202mm,、,A,2,=46mm,、,A,3,=156mm,为保证装配精度，试计算修配环尺寸。,解：,1,、计算平均公差,T,M,=,