精密机械装配新技术.pdf

第七篇精密机械装配新技术第一章精密机械装配概述第一节装配的概念各种机械都是由许多零件和部件组成的。根据规定的技术要求，将若干零件组装配合成部件，或将若干零件和部件组装配合成机械的过程叫装配。前者叫部装，后者叫总装。一台机械产品一般由成百上千甚至上万个零件所组成，为了便于组织装配工作，必须将机械分解为若干个可以独立进行装配的装配单元，以便于按照单元次序进行装配并有利于缩短装配周期。装配单元通常可划分为五个等级。一、零件零件是组成机械和参加装配的最基本单元。大部分零件都是预先装成合件、组件和部件，再进入总装。二、合件合件是比零件大一级的装配单元，如以下几例属于合件。!两个以上零件，是由不可拆卸的连接方法（如焊、铆、热压装配等）连接在一起的。少数零件组合后还需要合并加工，如齿轮减速箱体与箱盖、柴油机连杆与连杆盖，都是组合后镗孔的，零件之间对号入座，不能互换。!#!第一章精密机械装配概述!以一个基准零件和少数零件组合在一起属于合件，如!#（$）所示，其中蜗轮为基准零件。图!#合件与组件举例三、组件组件是一个或几个合件与若干个零件的组合。如图!#（%）即属于组件，其中蜗轮与齿轮为一个先装好的合件，而后以阶梯轴为基准件，与合件和其他零件组合为组件。四、部件部件是由一个基准件和若干个组件、合件和零件组成。如主轴箱、走刀箱等。五、机械产品机械产品是由以上全部装配单元组成的整体。装配单元系统图表明了各有关装配单元间的从属关系，如图!#&所示。图!#&装配单元系统&(#第七篇精密机械装配新技术第二节装配工作的基本内容机械装配是产品制造的最后阶段，装配过程中不是将合格零件简单地联接起来，而是要通过一系列工艺措施，才能最终达到产品质量的要求。常见的装配工作有以下几项。!清洗机械装配过程中，零、部件的清洗对保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命均有重要的意义。清洗的目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质；清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等；常用的清洗液有煤油、汽油、碱液及各种化学清洗液等。#连接在装配过程中有大量的联接工作，联接的方式一般有两种：可拆卸联接和不可拆卸联接。可拆卸联接在装配后可以很容易拆卸而不致损坏任何零件，且拆卸后仍可重新装配在一起。常见的可拆卸联接有螺纹联接、键联接和销联接等。不可拆卸联接在装配后一般不再拆卸，如要拆卸会损坏其中的某些零件。常见的不可拆卸联接有焊接，铆接和过盈联接等。$校正与配作在产品装配过程中，特别在单件小批生产条件下，为了保证装配精度，常需进行一些校正和配作。这是因为完全靠零件精度来保证装配精度往往是不经济的，有时甚至是不可能的。校正是指产品中相关零、部件间相互位置的找正、找平，并通过各种调整方法以保证达到装配精度要求；配作是指配钻、配铰、配刮、配磨及配研等，配作是和校正调整工作结合进行的。%平衡对于转速较高，运转平稳性要求高的机械，为防止使用中出现振动，装配时，应对其旋转零、部件进行平衡。平衡有静平衡和动平衡两种方法。对于直径较大、长度较小的零件（如带轮和飞轮等），一般只需进行静平衡；对于长度较大的零件（如电机转子和机床主轴等），则需进行动平衡。$&$!第一章精密机械装配概述对旋转体的不平衡量可采用下述方法校正。!用钻、铣、磨、锉、刮等方法去除质量；用补焊、铆接、胶接、喷涂、螺纹联接等方式加配质量；#在预设的平衡槽内改变平衡块的位置和数量（如砂轮的静平衡）。!验收试验机械产品装配完后，应根据有关技术标准和规定，对产品进行较全面的检验和试验工作，合格后才准出厂。金属切削机床的验收试验工作通常包括：机床几何精度的检验，空运转试验，负荷试验和工作精度试验等。除上述装配工作外，油漆、包装等也属于装配工作。第三节装配精度与零件的关系一、装配精度的概念装配精度是指机械产品装配后几何参数实际达到的精度。机械产品的质量是以其工作性能、使用效果、精度和寿命等指标综合评定的，而装配精度则起着重要的决定性作用。装配精度一般包括：零部件间的距离精度、相互位置精度和相对运动精度以及接触精度。（#）距离精度距离精度是指相关零部件间的距离尺寸的精度，包括间隙、配合要求。例如卧式车床前后两顶尖对床身导轨的等高度。（$）相互位置精度装配中的相互位置精度是指相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等。例如台式钻床主轴轴线对工作台台面的垂直度。（%）相对运动精度相对运动精度是指产品中有相对运动的零、部件在运动方向和相对速度上的精度，包括回转运动精度、直线运动精度和传动链精度等。例如滚齿机滚刀与工作台的传动精度。（&）接触精度接触精度是指两配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点分布情况要求，它主要影响接触变形。例如齿轮啮合、锥体配合以及&%#第七篇精密机械装配新技术导轨之间均有接触精度要求。二、装配精度与零件精度间的关系机械及其部件都是由零件组成的，装配精度与相关零、部件制造误差的累积有关。显然，装配精度取决于零件，特别是关键零件的加工精度。例如卧式车床尾座移动对鞍移动的平行度，就主要取决于床身导轨!与 的平行度（见图#$%$&）；又如车床主轴锥孔轴心线和尾座套筒锥孔轴心线的等高度（!），主要取决于主轴箱、尾座及座板的!%、!(及!&的尺寸精度（见图#$%$)）。图#$%$&床身导轨简图!床鞍移动导轨；尾座移动导轨图#$%$)主轴中心与尾座套筒中心等高示意%主轴箱；(尾座另一方面，装配精度又取决于装配方法，在单件小批生产及装配精度要求较高时装配方法尤为重要。例如图#$%$)所示的主轴锥孔轴心线与尾座套筒锥孔轴心线的等高度要求是很高的，如果仅靠提高尺寸!%、!(及!&的尺寸精度来保证是不经济的，甚至在技术上也是很困难的。比较合理的方法是在装配中通过检测，然后对某个零部件进行适当的修配来保证装配精度。第一章精密机械装配概述因此，机械的装配精度不但取决于零件的精度，而且取决于装配方法。零件精度是保证装配精度的基础，但有了精度合格的零件，若装配方法不当也可能装配不出合格的机械；反之，当零件制造精度不高时，若装配方法恰当（如选配、修配、调整等），也可装配出具有较高装配精度的产品。所以，为保证机械的装配精度，应从产品结构、机械加工及装配等方面进行综合考虑，选择适当的装配方法并合理地确定零件的加工精度。!#$第七篇精密机械装配新技术第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术清洗是借助清洗设备或工具将清洗液作用于工件表面，用一定的清洗方法去除工件表面粘附的油脂污垢，使工件内外表面都达到要求的清洁度。第一节清洗液及其选择一、清洗液的基本类型清洗液一共有四种基本组分：助剂、含表面活性剂的乳化液、溶剂和水，具体的一种清洗液可能只含其中的部分组分。常用的清洗液基本类型见表!#$。表!#$常用清洗液基本类型类型清洗机理特点主要产品选用要点水溶解污垢实现清洗具有强溶解力和分散力，特别是对电解质、无机盐和有机盐，对油污溶解力差注意水质要求，其控制指标主要为：总可溶固体物含量、氯离子含量和矿物质含量不得超过规定溶剂以溶解污垢为主，不改变化学成分去污力强，对油污溶解力强，能耗低汽油、柴油、煤油、苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯乙烷、三氯三氟乙烷、甲醇、乙醇、丙酮等防火、防爆、劳动保护及环境保护要求高!第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术类型清洗机理特点主要产品选用要点碱性清洗液依靠清洗液的润湿、乳化、分散作用清除油脂污垢清洗液易配制、成本低；使用时需加热，能耗高由氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠等加入水中制成间歇式生产中工件易生锈，需要加缓蚀剂水基金属清洗液使清洗液表面张力下降和临界胶束浓度降低，对污垢润湿、分散、卷离、乳化、增溶清洗工艺性好，能耗低；作业安全，环境污染少；适用于自动化清洗!#$、$%&、(、&%)、*+#$%、平平加等清理油污时优先考虑水基金属清洗液，要充分考虑排放废水的治理乳化溶剂清洗液依靠清洗液的乳化、稀释、溶解、弥散、润湿作用消除污物当溶剂乳化液微细地分散在水溶液中时，清理油污接近溶剂的性能由乳化剂、溶剂加水组成的产品溶剂乳化液的微细程度及其在水中的分散程度对清洗性能影响很大多功能清洗液综合多种去污机理合理配制可以具有很好的综合性能由助剂、溶剂、乳化剂及水组成的产品根据具体要求加入助剂，以提高去污、分散、消泡或缓蚀等能力二、清洗液的选择选择清洗液的主要考虑为去污力、工艺性、缓蚀性、安全、无污染、能耗及成本等因素。（$）清洗液的性能指标、去污力应符合工件材质和污垢的类型，符合对工件清洁度的具体要求。（,）清洗液与清洗方法及清洗设备一致，如喷洗时宜用低泡清洗液和非有机溶剂清洗液，电解清洗时用碱液或水基金属清洗液。（)）清洗液与工艺要求、现有条件相适应，符合缓蚀性、能源、机械化清洗等方面的要求。（(）清洗液与生产节拍相适应，与前后工序相适应。（&）清洗液符合劳动保护条件要求，充分考虑中毒危害、易燃易爆的可能性，采取可靠的防护措施。（）清洗液符合环境保护要求，清洗过程中产生的废水、废气能够经治理达到规定的排放标准。（-）清洗液的各组分来源充沛，配制方便，成本低廉。市场上的金属清洗液原液称为清洗剂，使用中时常需要根据清洗要求，综合选用清.%)$第七篇精密机械装配新技术洗剂，配制成生产中使用的清洗液。国产常用清洗剂的性能特点见表!#。表!#国产常用清洗剂的性能特点清洗剂工艺性能用途及注意事项平平加需加热使用，可以去除轴承润滑油、积炭等液态和半固态污物铝、铜及其合金件，超声波清洗，浸洗时工件需串动$%&使用聚醚型活性剂，清洗力较强，泡沫少，可以用于喷洗或超声波清洗，清洗温度不宜超过!(钢铁件及铝合金件&)单独或作为主要成分时需加热使用，除油垢力强，泡沫多，适用于浸洗方法多用于钢铁件，不宜用于有色金属，缓蚀性差，需加缓蚀剂*+需加热使用，清除,-.牌号的油、抛光膏等效果较好，缓蚀性较好用于精加工后的钢铁件，含量及温度随油污程度增加/0&对抛光膏、研磨膏等固态油污有明显效果，缓蚀性较好在酸性和电镀前的清洗中应用较多*)1有良好缓蚀性，对表面油污有较强清洗力，在盐类电解水溶液中清洗性能良好特别适用于盐浴淬火后清洗*)&缓蚀性较好，对矿、植物油清洗力好，适宜与其他清洗剂配合使用适用于钢铁件及铝合金件，不宜用于铜制工件23#常温下能清洗表面油污，具有缓蚀性，使用时低泡，适用于喷洗和超声波清洗多用于轴承、齿轮等精加工件清洗0!常温下能清洗积炭适用于粘附严重的钢铁件，使用中须防止清洗液分层$#能清洗轴承内粘附的黄油，低泡，适用于喷洗和超声波清洗镀锌工件和镁合金工件!1去油污能力强，常温下可清理积炭、胶膜，缓蚀性差不适用于有色金属制品，需采取缓蚀措施,40 )#能在常温下清洗除油，有抗硬水性有色金属件及钢铁件!5&能清洗粘附严重油污的工件及积炭，加热浸洗能取得良好效果发动机维修拆卸后的清洗5&*除油清洗力及缓蚀性均好钢铁件及铝合金件为使清洗液具有良好的综合工艺性能，配制时应根据清洗要求添加适当的助剂，以充分发挥表面活性剂的作用。加入二聚磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠等无机盐助剂时，能降低界面张力和临界胶束含量，增强活性剂的润湿、乳化、增溶等作用。选用磷酸盐时，要注意清洗液排放前的治理。加入三聚磷酸钠、硅酸盐、亚硝酸钠、三乙醇胺、磷酸氢钠，可以61&第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术增强缓蚀性。有机盐类助剂一般具有抑制泡沫的作用，加入邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯硅。常用的水基金属清洗液见表!#$。表!#$常用水基金属清洗液的工艺要素序号组分质量含量（%）工艺参数适用性&(&清洗剂&)*清洗剂磷酸钠三聚磷酸钠硅酸钠水&)+#)+#)余量常温浸洗，清洗时间$,-./0 超声波清洗，清洗时间#,$./0铝、铜、锌及其合金件，钢铁件亦适用清洗油脂、灰尘等#&)*清洗剂12 乳化剂氢氧化钠碳酸钠磷酸钠煤油水)+)3)+&)+#&+#)+#)+&*余量常温超声波清洗、浸洗、喷洗，清洗时间 4,&)./0钢铁件$3&4 清洗剂多聚磷酸钠硅酸钠磷酸三钠水#)+*)+*)+*余量常温超声波清洗，清洗时间 4,&)./0钢铁件-4*)$清洗剂56&)清洗剂聚乙二醇邻苯二甲酸二丁酯磷酸三钠水)+*)+$)+#)+#&+*,#+*余量清洗温度$*,-*7超声波清洗，频率&!,#&89 清洗时间$,-./0精加工后的钢铁件，能清洗油脂及半固态污物、抛光后的油泥等*4*)&清洗剂4*)$清洗剂三乙醇胺油酸皂水)+#)+#)+#余量清洗温度$*,-*7超声波清洗，频率&!,#&89清洗时间-,*./0精加工后的钢铁件，清洗矿 物 油、半 固 态 污物、抛光后的油泥等444-清洗剂平平加清洗剂油酸三乙醇胺亚硝酸钠水)+3)+4&+4)+3)+4余量浸洗，清洗温度$*,-*7上下串动超声波清洗，温度 4),!)7，频率&!,#&89清洗时间#./0精加工后的钢铁件，清洗液态油污，有良好的中间防锈作用)&$&第七篇精密机械装配新技术序号组分质量含量（!）工艺参数适用性#$%&清洗剂亚硝酸钠灯用煤油石油磺酸钡水%(%()*&%+*%)余量清洗温度&$*($,超声波清洗，频率+*)+-.清洗时间&*(/01钢铁件，清洗表面粘附的铁屑、氧化皮等固态杂质2平平加清洗剂聚乙二醇油酸三乙醇胺亚硝酸钠水%#%&%(+%&余量清洗温度&$*($,超声波清洗，频率+*)+-.清洗时间)/01钢铁件，清洗油脂等半固态污物，有较好的中间防锈作用3#(清洗剂平平加清洗剂三乙醇胺乳化油水%&*%$%&%&%+余量清洗温度$%*#%,浸洗时上下串动超声波清洗，频率+*)+-.清洗时间+*)/01钢铁件及有色金属件，尤其适用于精密工件，清洗液态和半固态污物，清洗后可防锈)*&天+%平平加清洗剂水+%*+$余量清洗温度#%*%,浸洗时上下串动超声波清洗，频率)+-.清洗时间&*$/01铝、铜及其合金件，镀锌钢铁件，清洗液态和半固态污物+#(清洗剂水)*&余量清洗温度%*2%,浸洗时上下串动超声波清洗，频率+*)+-.清洗时间$/01钢铁件，清洗石蜡、凡士林等+)+%$清洗剂苛性钠磷酸三钠硅酸钠水%)+(4$余量清洗温度 3%,浸洗&%/01，再取出擦拭能去除发动机维修时活塞等部件上所粘附的严重油污、积炭+&+%$清洗剂#$%&清洗剂56 7+%清洗剂水%)$%+&%+&余量清洗温度 3%!喷洗(*#/01，喷洗压力%&(*%&389:铁铝合金及钢铁件，清洗轴承润滑油积炭等+(#(清洗剂#$%&清洗剂平平加清洗剂水+%*+$+%*+$+余量清洗温度 3%!浸洗+%*+$/01淬火后的钢铁件，能清洗表面粘附的浴盐残留物+&+第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术序号组分质量含量（!）工艺参数适用性#$%清洗剂水&余量清洗温度#()*浸洗#(+,-摆动时间至清洗净精密零件和偶件)./水/余量清洗温度%($*清洗时间至清洗净易锈零件及复杂零件$01 2/水/(&余量清洗温度$(3*清洗时间+,-精密偶件及齿轮的研磨膏、抛光皂等当水基金属清洗液的排放水在废水治理上存在困难时，可以考虑使用碱液清洗液或有机溶剂。碱液清洗液主要供清除金属表面的油脂和污垢，及粘附在工件表面的浮渣、尘粒、研磨料等污物。碱性清洗液的配制常为多种组分，主要控制适宜的碱度。一般条件下，碱度随金属工件的材料和表面粘附油污的严重程度确定。对于钢铁件粗荒清洗，45 值为/(%；一般油污的粗荒清洗，45 值为 (/；有色金属工件，45 值为 (。碱度大时轻金属件、有色金属件将发生腐蚀，为此须考虑在清洗液中加入硅酸盐，以使工件表面形成保护膜。可供作清洗液的石油溶剂有柴油、煤油、汽油以及防锈汽油、航空汽油等。这类溶剂的易燃、易爆性及挥发性一般随其对油脂的清洗力上升而上升，使用时要充分考虑安全防护措施。氯化烃类溶剂中有多种适宜作为金属清洗液。常用碱液清洗液、氯化烃类溶剂及其混合溶剂的工艺要素分别见表$2/2%、表$2/2#。表$2/2%常用碱液清洗液的工艺要素序号组分名称含量6（76 8）工艺参数45 值适用性氢氧化钠磷酸钠碳酸钠硅酸钠#(&#(%(&清 洗 温 度.(3*浸洗/(#+,-与具体含量相关钢铁件，对抗蚀性强的材料可以取较高的45 值/氢氧化钠磷酸钠碳酸钠硅酸钠#(#($/(&(#清 洗 温 度.(3*浸洗#(.+,-与具体含量相关铜及铜合金件&碳酸钠氢氧化钠磷酸钠.%&清洗温度.*喷洗 9#+,-/(&9#钢铁件/&第七篇精密机械装配新技术序号组分名称含量!（!#）工艺参数$%值适用性&碳酸钠磷酸钠水玻璃海鸥润湿剂&()&(*+(*,&(,*清 洗 温 度-(./浸洗!0(0,*铝及铝合金件，须加硅酸盐类控制$%值*碳酸钠磷酸钠皂粉*()+(&1(+清 洗 温 度-(0/浸洗1+(12,*黄铜、锌等工件表-3+3*常用氯化烃类及其混合溶剂清洗液的工艺要素序号组分名称质量含量（4）主要参数适宜范围及注意事项1稳定化 15151三氯乙烷除油清洗力优于汽油，主要用于浸洗和气相清洗，亦可喷洗、超声波清洗和擦洗主要清除钢铁件表面残存的研磨膏，清洗铝件时稳定性较差，含水量应小于&6 13)+三氟二氯乙烷（7112）乙醇)*2*一般不燃、稳定，凝固点(-0/清洗带极性的油泥，特别是印刷电路、继电器上的焊渣2三氟三氯乙烷（7#12）甲醇.2,*),*一般不燃、稳定，沸点 2.,)/，凝固点 3 20/清洗离子性污垢和焊渣&二氟三氯乙烷（7112）丙酮0),012,+一般不燃、稳定，沸点&/，凝固点 3 11/清洗塑料和弹性件上熔融的脱模剂及电子组件，与轻金属长期接触会离解*三氟三氯乙烷（7112）异丙酮)*2*一般 不 燃、稳 定，凝 固 点(-4，溶解力强清洗有机和极性污垢，焊渣和工件表面上的水迹第二节清洗方法及其应用清洗方法的选择取决于选定的清洗液，工件的尺寸、重量、材料，工件的批量及安全、卫生要求等因素。常用清洗方法的应用特点、工艺要素分别见表-3+3)、表-3+3-。2121第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术表!#$常用清洗方法的应用特点清洗方法配用清洗液主要特点适用范围提高生产率的途径擦洗煤油、柴油、汽油、二甲 苯、酒 精、丙酮、常温水基清洗液手工操作简易，装备简单；配置合适的清洗设备可实现高效率清洗小批生产的中小工件；大型工件的局部清洗；严重污垢件的头道清洗配置多轴刷轮和传送装置，可对轴承套圈实现半自动擦洗浸洗常用的各种清洗液设备简易，清洗时间长，清洗作用主要靠清洗液轻度油脂污垢的工件；批量大、形状复杂的工件配置 传 送 装 置，一 边 传送，一边清洗；传送中兼有摇晃可提高效率电解清洗碱液、水基清洗液清洗质 量 优 于 浸洗；清洗液应有一定导电度大批、中批生产的小型工件；清洗质量要求较高的工件配置 传 送 装 置，一 边 传送，一边清洗；传送中兼有摇晃可提高效率喷洗除多泡沫的水基清洗液外，其余各种常用清洗液清洗质 量 优 于 浸洗；清洗液应有一定导电度；大批、中批生产的小型工件；清洗质量要求较高的工件配置 传 送 装 置，一 边 传送，一边清洗；传送中兼有摇晃可提高效率气相清洗三氯乙烯、三氯乙烷、三氯三氟乙烯等清洗效果好，设备复杂，劳动安全及管理要求严格清洁度要求高的工件；成批生产的中小工件须配置热工检测及控制系统，防止清洗液的蒸汽散逸高压喷洗清水、碱液、水基清洗液可清洗液态油脂和固态污垢油垢严重的大型工件；成批生产中清洁度要求高的中型及微型工件采用多头喷嘴或多喷嘴，提高喷嘴耐磨性，配置相应的起重运输设备超声波清洗常用清洗液均可配用清洗效果好，工件表面清洁度高；设备复杂，维护管理要求高；工件一般须经头道清洗清洁度要求高的中小工件；成批生产中清洁度要求高的微型工件配置上下料装置容易实现自动清洗多步清洗根据各步清洗方法配用清洗液将浸洗、喷洗、气相清洗和超声波清洗互相结合中批和大批生产的中小工件；清洁度要求高的中小型和微型工件本身属于清洗生产线，改进控制系统，提高自动化程度%&第七篇精密机械装配新技术表!#!常用清洗方法的工艺要素清洗方法工作原理工艺要素注意事项电解清洗除清洗液的清洗作用外，还依靠从电极上逸出气泡的机械作用剥离金属表面粘附的污垢电 流 密 度：粗 洗#$%&$()*#，精洗+%#$()*#；清洗温度；粗洗，,$-，精洗.$%,$/；清洗时间：粗、精洗均为接成阴极 0%#123，接成阳极$1+*23多将工件接成阴极，在工件表面的氢脆现象很难控制时才接成阳极气相清洗清洗液经加热与蒸汽形成气相区，溶解、冲洗工件表面的油脂，能克服浸洗、喷洗中清洗液被污染的缺点清洗效果好，设备复杂，劳动安全及管理要求严格清洁度要求高的工件；成批生产的中小工件须配置热工检测及控制系统，防止清洗液的蒸汽散逸，洗涤槽内壁应涂复防席蚀材料高压喷洗利用高压射流喷射于工件表面，形成冲击、冲蚀、疲劳和气蚀，清除工件表面的油脂、污垢、旧漆、薄锈等主要工艺参数为压力!和流量 所需功率为!和流量 常用压力为+%0$456大型工件的高效率清洗宜取#%77456，可以高达!$456发展趋向是提高压力随着压力提高，对喷嘴管件、密封件要求提高需要防止射流反弹及清洗液雾化超声波清洗使清洗液中产生大量随超声波振动作生成和闭合运动的气泡，冲击、剥离工件表面的污垢采用水基清洗液、三氯乙烯时，对小型工件工作频率宜为 0+%#$89:，微型工件可取&$%,$89:；清洗温度对水基清洗液宜为&+%7+-，三氯乙烯宜为!$;，易蒸发、易燃清洗液在常温使用；清洗时间一般为&、.*23，表面平整、油污少时可取#%7*23工件上重点清洗部位对准辐射面；清洗过程中保持清洗液充满；调节超声波发生器与换能器频率一致；循环使用清洗液时进液速度不可太快多步清洗综合应用多种清洗方法，根据工件部位及污垢类型采取针对性清洗方法粗洗：清洗严重的油脂污垢，常用浸洗；中间清洗：针对工件不易洗净的盲孔、凹槽作局部或重复清洗，常用超声波、气相组合清洗或喷洗；终洗：达到规定的清洁度要求，常用超声波或气相组合清洗必须配置工件自动传送装置，各步清洗按一定生产节拍依次进行+0&0第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术第三节清洗设备及其应用国内应用的清洗设备中，自行设计、制造的较多。近年来随着市场经济的发展，专业清洗设备制造厂家及其定型产品也有相当发展。若定型产品不能满足具体的使用要求，可以提出要求向专业清洗设备厂家定制。清洗设备的基本部件有清洗、工件输送、干燥、排放及控制等系统。其中清洗系统是所有清洗设备必须具备的。（!）清洗槽清洗槽是清洗作业中最常用的设备，对简单的擦洗、浸洗可以是唯一的清洗设备。最简单的清洗槽只有槽体；而组成完善的清洗槽还有其他组成部分：溢流槽或溢流口，清洗液加热装置，清洗液过滤装置，通风装置，清洗液液面、温度控制装置和配套管路，以及清洗工件传送装置。为了提高清洗作业的劳动生产率，可以采用例如图#$#!所示的带有传送装置的通过式清洗槽。传送装置可采用悬挂式输送机，根据工件的质量大小选择适当的传送装置，如地面式传送小车或履带式传送机等等。对于大型工件，一般采用间歇式清洗，依靠车间里的起重运输设备使工件进、出清洗槽。图#$#!通过式清洗槽示意图!主槽；$仪表控制柜；%工件；&槽罩；悬挂式输送机；(通风装置；加热装置；)溢流槽；*沉淀槽；!+配料装置；!排放管（$）喷射清洗装置喷射清洗装置通过泵将清洗液喷射到工件表面。图#$#$为一种多室式多步清洗装置示意图，该装置包括：装置壳体、槽体、喷射系统、清洗液加热装(!%!第七篇精密机械装配新技术置和通风装置等，其核心系统为喷射系统。图!#多步式喷射清洗装置示意图$装置壳体；#各个喷洗段的喷洗区；%各个喷洗段之间的过渡段；&各喷洗段的喷管；各个喷洗段的加热器；(过滤器；!风机；)各喷洗段用泵；*过滤用泵；$+各段槽体；$循环用泵喷射系统包括喷管、喷嘴、泵等零、部件。喷管按工件外形组成环形管道，其上排列若干喷嘴，当工件传送至主喷射区时，多个喷嘴将工件包围，进行喷洗。（%）气相清洗装置气相清洗槽由槽体、加热器、冷凝器、通风装置、喷射清洗装置、工件传送装置等组成，见图!#%。图!#%气相清洗槽组成示意图!液相区；工作区；#自由区$加热器；#清洗槽槽体；%冷凝器；&通风装置；喷射清洗装置；(工件传送装置吊钩气相清洗可以分别与浸洗或喷洗组合使用，组成气浸组合清洗装置或气喷组合清洗装置。!$%$第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术（!）超声波清洗装置超声波清洗装置的三大组成部分分别为超声波发生器、换能器和超声波清洗槽。图#$#!为微型工件半自动超声波清洗机示意图。图#$#!微型工件半自动超声波清洗机示意图%单相电容电动机；$联接轴；&联轴器；!换能器吊篮；(转架；调节螺钉；)弹簧；*摩擦片；%+吊环；%转轴；将多个超声波清洗槽组合，可以实现多步清洗。工件经多步清洗后可以达到很高的清洁度。工件在各个超声波清洗槽内实现自动化传送，形成超声波多步清洗生产线。第四节清洗的质量一、清洁度清洁度是清洗质量的主要评价指标之一。零件清洁度是产品清洁度的基础，用零件经清洗后在其表面残留的污垢的质量大小来衡量，其单位常用,-./,$或-0,$表示。目前，对工件清洁度还没有统一的分级标准，表#$#)为一种可供参考的零件清洁度评价方法。)%&%第七篇精密机械装配新技术表!#$零件清洁度等级级别%&#()*!$+&%残留污垢量,（-.,/-#）!)#0)&0*&0#)&0%0!)%0)%0(%0#)%0&%0%&残留污垢量,（.,-#）!)%#)&*�)&%!0)0)(#0)&%0&在机械零件清洗中，按表!#$规定的等级，一般热处理前工件清洁度要求为*1$级，装配前及装配作业过程中为!1+级，涂漆和电镀前为+1&%级。机械产品的清洁度主要是产品的全部运动部件及其润滑系统、冷却系统和安全机构系统等零、部件的清洁程度，用按照规定的检测方法从零、部件的指定部位采集到的污垢杂质的质量来衡量。锻压机床的清洁度限值见表!#+。表!#+锻压机床清洁度限值项目技术指标检测时间备注机械传动部分)%.,-#产品验收后闭式压力机、自动冷镦机类，暂定为()%.,-#液压传动部分，在上部工作位置&)%.,-#产品验收后如主缸、侧缸、充液装置等液压传动部分，在下部工作位置)%.,-#产品验收后如油箱、顶出缸等液压油类&)-.,&%.开车前整机检查时，可不进行单独考核液压油类*%-.,&%.油温正常后%-23整机检查时，可不进行单独考核润滑油类)%-.,&%.产品验收后整机检查时，可不进行单独考核润滑脂类$%-.,&%.产品验收后整机检查时，可不进行单独考核二、检测方法常用的零件表面清洁度和部件、整机清洁度检测方法分别见表!#&%和!#&部件、整机检测时采用规定的清洗液，按规定的方法清洗规定的部位，再收集、检测清洗后带有杂质的清洗液。表!#&%工件表面清洁度检测方法名称检测原理操作要点评定方法挂水法清洁表面能被水润湿，其上的水膜在一定时间内能保持连续性而不聚集成滴将零件浸没于蒸馏水中后取出，检测面要与地面垂直或呈%4，观察水膜的破坏程度检测面垂直时&%5 内，检测面呈%4时%5 内，表面上无水珠出现，则零件墓本清洗干净+&第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术名称检测原理操作要点评定方法喷雾法同挂水法将零件或相同清洗工艺制备的样板与垂直面呈!#$%放置，向检测面喷加染料的蒸馏水，测定水膜覆盖的面积水膜覆盖的面积百分数越大，则清洗质量越好荧光法&()油、油脂等油污在紫外线作用下能发光用紫外线发射器照射检测面，再用光电管观察工件表面的发光量发光量越小，则清洗质量越好硫酸铜法&()油、油脂等油污与硫酸铜溶液会发生反应将检测件浸入由硫酸铜!%*+&和硫酸,%*+&配制的溶液中$-./，取出后立即用水洗硫酸铜溶液析出的斑纹、光亮花纹、起泡和剥离状况越少，则清洗质量越好专用试纸法清洁表面能与试纸充分反应用流动水冲洗检测件，然后放入显色液中浸泡$-./，取出后将检测面与地面垂直静置!0，最后将检测面水平放置，贴上试纸并用厚度约!-的玻璃压上，静置$-./专用试纸上的显色状况连成一片并占检测面的,+1 以上为清洗合格接触角法清洁表面的亲水能力强，水滴在清洁表面或油污表面上有不同的接触角将清洗干燥的检测件平放，调整滴水器出口距检测件表面约1#!-，在$#/内测出水滴的宽度、高度接触角 23/!,4,!（!为接触角，!和 分别为水滴的高度和宽度）越小，清洗质量越好质量法用统一配制的人工油污检测清洗质量将质量为#$的试件于（,!5!）6 下 浸 入&()1%油$-./，取出沥干,7，用过滤纸吸去试件下端残余油滴，称量记录试件质量#,，最后称量记录此试件清洗烘干后的质量#1用残余油污量评价的清洗质量为：$4（#,#1）+%（%为试件面积）；用清洗效率评价的清洗质量为：&4（#,#1）8（#,#$）表 9 ,$部件、整机表面清洁度检测方法名称操作要点特点及适用范围显微镜计数法将已知体积的样液在真空条件下通过印有方格的滤膜过滤，在显微镜下直接观察杂质微粒的大小、数量及形状、颜色方法较简便；杂质须经样液过滤收集，测量精度直接受测量者影响自动计数法将已知体积的样液流过传感器，样液中的微粒被强制通过有电流流过的小孔，自动测量微粒的大小和数量测定速度快，较准确；设备较贵重，过程复杂，环境要求严格%,1$第七篇精密机械装配新技术名称操作要点特点及适用范围斑点计数法抽滤样液，通过显微镜检测聚集在滤膜上微粒的分布情况，并与标准的污染样片相比较操作简单，广泛应用于各种流体系统质量法使用已知质量的滤膜过滤一定量的样液，烘干后称量滤膜上附着的杂质质量广泛应用于汽车行业!#!第二章精密机械零件装配作业的清洗与防锈技术第三章精密机械零件的联接新技术第一节概述任何精密机械都是由一定数量的零、部件所组成。为了便于制造、装配、维修、调整和运输，常采用各种不同的联接方法，将这些零、部件组合成一整体。根据被联接零件的性质，联接可分为机械零件与机械零件的联接（简称机械零件的联接），光学零件与机械零件的联接（包括光学零件之间的联接）。根据联接结构的特点，联接又可分为可拆联接和永久联接（不可拆联接）。可拆联接的特点是，如果把这种联接拆开，构成联接的所有零件都不会损坏。永久联接的特点是，如果把这种联接拆开，则构成联接的所有零件中，至少有一个或一个以上的零件会遭受严重损坏。同永久联接比较，可拆联接的主要优点是反复装拆而不致影响联接的性能。这个优点，从装配、调整和维修的角度来看，是很重要的。但可拆联接的成本往往高于永久联接，并且，在振动和颠簸的情况下，易产生自松的可能。为防止自松现象的发生，常须附加防松装置。此外，可拆联接在结构上也往往不如永久联接紧凑。无论设计可拆联接或永久联接，均应满足下列基本要求：（!）保证足够的联接强度；（）保证足够的联接精度，即保证被联接件之间具有足够准确的相互位置；（#）保证联接结构的可靠性，即保证在振动和冲击的条件下不松动；#!第七篇精密机械装配新技术（!）联接方便，工艺性好；（）对于某些联接结构，尚须满足其他一些特殊要求，如密封性、导电性等。第二节机械零件的联接一、可拆联接主要有螺钉（包括螺栓）和螺纹联接、销钉联接和键联接等一）螺钉和螺纹联接螺钉（包括螺栓）联接和螺纹联接是精密机械中应用最广的一种可拆联接。螺钉和螺纹联接的基本要素都是螺纹。不同之处是螺钉联接利用联接零件（螺钉、螺栓、螺母和垫圈等）把被联接零件联接在一起（图#$%$&、(、)），而螺纹联接则利用被联接零件本身所具有的螺纹，直接进行联接（图#$%$&*）。螺栓联接（图#$%$&）用于被联接零件不太厚的情况。把螺栓穿过两个或更多的被联接零件的光孔，然后拧上螺母构成联接。而螺钉联接（图#$%$&）是用于被联接零件之一太厚，或由于结构原因，不便安装螺母时，直接在该被联接零件上制出螺孔，把螺钉拧入，构成联接。如果带螺孔的被联接零件的材料强度较低（如铸铁或轻合金等），则为了避免经常装拆而使螺孔受到损坏，可采用双头螺栓联接（图#$%$&)）。图#$%$&螺钉和螺纹联接&+联接螺纹的主要类型在精密机械中，联接螺纹主要使用粗牙和细牙普通螺纹，有时采用特种细牙螺纹。粗牙螺纹与细牙螺纹的区别，在于当公称直径相同时，细牙螺纹具有较小的螺距和%,%&第三章精密机械零件的联接新技术螺纹深度。这个特点使得细牙螺纹适于作薄壁零件（如光学仪器中镜筒等）和薄板零件上的螺纹。同时，由于细牙螺纹的螺旋升角较小，因而有较强的防松能力。此外，有时还使用各种专门用途的联接螺纹。主要有：（!）目镜螺纹它是一种特殊用途的梯形螺纹，牙型角#$，专用于目镜与镜框之间的联接。为了转动均匀轻快和在转角不大（一般小于%#$）的情况下，得到较大的轴向移动，目镜螺纹常制成多头螺纹。（&）显微镜物镜螺纹它是国际通用特殊标准螺纹，牙型角$，专用于显微镜上物镜组件与镜管的联接。为了便于更换不同倍率的物镜，各国标准相同。（%）圆柱管螺纹它是多用于水、煤气管路，以及润滑和电气管路系统的联接，螺纹牙型角$。圆柱管螺纹的公称直径不等于螺纹大径，而近似等于管子的孔径。各种螺纹的形状和尺寸多已标准化，选用时可查阅有关标准和手册。&(螺钉联接零件的型式及应用螺钉联接零件主要有螺钉、螺栓、螺母和垫圈等。由于具体使用条件不同，这些零件的式样也是多种多样的，而且其中绝大多数已标准化，选用时可见参考文献。在精密机械中所用的螺钉联接零件，由于考虑到防锈和美观等因素，其表面常进行电镀（如镀铬、镀锌）或发黑等处理。在精密机械中，螺钉除用于联接零件和固定零件两种基本用途外，有时，还用于其他目的，例如可用来调节零件的位置（图)*%*&+）；作为转动零件的心轴（图)*%*&,）；以及与直线运动零件组成导轨（图)*%*&-）等。图)*%*&螺钉特殊用途举例%(螺钉联接的结构设计.&%!第七篇精密机械装配新技术（!）联接零件型式的选定用于精密机械中螺钉联接零件的类型较多，常用的有圆柱头螺钉（图#$#$）、球面圆柱头螺钉（图#$#）和沉头螺钉（图#$#%&）等。圆柱头螺钉是应用最广的螺钉之一。加大螺钉头的直径，可以提高螺丝刀槽的强度，适用于联接需要经常拆装的情况。此外，由于相应地增大了支承面，在拧紧螺钉时，不易损坏被联接零件的表面。因此，一般可不用垫圈，并适用于固定有色金属及其合金等较软材料制成的零件。球面圆柱头螺钉外形美观，但螺丝刀槽强度较弱，拧紧力矩大时容易损坏。当螺钉位于仪器的外表面时，最好使用沉头或半沉头螺钉。其中半沉头螺钉比较美观。此外，由于沉头螺钉的钉头沉入被联接零件中，不致妨碍其它零件的工作，因此，在仪器内部的螺钉联接，亦常采用沉头螺钉。应注意的是沉头或半沉头螺钉本身有定位的作用。由于螺钉联接零件的类型较多，尺寸范围较大，故可根据被联接件的具体结构和尺寸以及设计要求选定。（）确定螺钉直径、长度、数量及排列形式在精密机械中，联接所受载荷一般较小，设计时主要是由结构条件来确定螺钉的直径和数量。只有在受力较大时，才进行必要的强度计算或验算，具体方法可参阅文献。螺钉的长度，取决于通孔的被联接零件!的厚度!和螺钉拧入零件 的深度 （图#$#$）。图#$#$螺钉联接零件!的最小厚度!()*应稍大于螺钉的螺尾或退刀槽的长度。螺尾或退刀槽长度约等于!+,-个螺距。零件!的厚度亦不宜过大，否则螺钉长度将会过大。当零件!过厚时可用钉头沉入零件!的方法解决。为保证螺钉联接的强度，螺钉的拧入深度必须足够。一般按下列关系确定：当拧入,$!第三章精密机械零件的联接新技术钢或青铜中时，取!；当拧入铸铁中时，取!（#$%&#%）；当拧入铝合金中时，取!（#%&$#%）。式中 为螺钉的公称直径。当受力很小时，可适当减少其拧入深度，但应不小于$#%个螺矩。当联接结构已经选定，并确定了拧入深度后，螺钉长度便可求出，计算出的长度应圆整为标准长度。在精密机械中，常会遇到零件$厚度不够，不能使联接具有必要的拧入深度的情况，这时可用下述方法来获得必要的拧入深度。）如螺孔零件$用强度较高的材料制成，可以局部增加螺孔处的厚度。$）如零件$用轻合金或塑料等强度较低的材料制成，或者局部增加螺孔处的厚度，或者在螺孔处镶入用强度较高的材料制成的套管零件，在套管内表面切制出螺纹。图 ()(*所示的各种结构，就是上述方法的具体