整机装配工艺设计分析

整机装配工艺设计分析

作者：张庆

来源：《城市建设理论研究》2012年第34期

【摘要】系统地分析了整机装配工艺所涉及的方方面面，希望跳出传统装配工艺以装配图为全部依据的小圈子，放眼整个过程的设计，使装配工艺水平上一个新台阶。并且以实际的机械设备对整机的装配工艺进行了设计分析。

【关键词】整机装配工艺设计烟草机械

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

装配是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联系，使之成为半成品或成品的工艺过程。整机装配是生产过程中的最后一个阶段，它包括装配、调整、检验和试验等工作，且产品的最终质量由装配保证。

一、整机装配工艺介绍

1、整机装配工艺过程

整机装配工艺过程即为整机的装接工序安排，就是以设计文件为依据，按照工艺文件的工艺规程和具体要求，把各种电子元器件、机电元件及结构件装连在印制电路板、机壳、面板等指定位置上，构成具有一定功能的完整的电子产品的过程。整机装配工艺过程根据产品的复杂程度、产量大小等方面的不同而有所区别。但总体来看，有装配准备、部件装配、整件调试、整机检验、包装入库等几个环节，如图1所示。

图1整机装配工艺过程

2、流水线作业法

通常电子整机的装配是在流水线上通过流水作业的方式完成的。为提高生产效率，确保流水线连续均衡地移动，应合理编制工艺流程，使每道工序的操作时间(称节拍)相等。流水线作业虽带有一定的强制性，但由于工作内容简单，动作单纯，记忆方便，故能减少差错，提高功效，保证产品质量。

3、整机装配的顺序和基本要求

a. 整机装配顺序与原则

按组装级别来分，整机装配按元件级，插件级，插箱板级和箱、柜级顺序进行，如图2所示。

图2整机装配顺序

元件级：是最低的组装级别，其特点是结构不可分割。

插件级：用于组装和互连电子元器件。

插箱板级：用于安装和互连的插件或印制电路板部件。

箱、柜级：它主要通过电缆及连接器互连插件和插箱，并通过电源电缆送电构成独立的有一定功能的电子仪器、设备和系统。

整机装配的一般原则是：先轻后重，先小后大，先铆后装，先装后焊，先里后外，先下后上，先平后高，易碎易损坏后装，上道工序不得影响下道工序。

b. 整机装配的基本要求

(1) 未经检验合格的装配件(零、部、整件)不得安装，已检验合格的装配件必须保持清洁。

(2) 认真阅读工艺文件和设计文件，严格遵守工艺规程。装配完成后的整机应符合图纸和工艺文件的要求。

(3) 严格遵守装配的一般顺序，防止前后顺序颠倒，注意前后工序的衔接。

(4) 装配过程不要损伤元器件，避免碰坏机箱和元器件上的涂覆层，以免损害绝缘性能。

(5) 熟练掌握操作技能，保证质量，严格执行三检(自检、互检和专职检验)制度。

4、整机装配的特点及方法

a. 组装特点

电子设备的组装在电气上是以印制电路板为支撑主体的电子元器件的电路连接，在结构上是以组成产品的钣金硬件和模型壳体，通过紧固件由内到外按一定顺序的安装。电子产品属于技术密集型产品，组装电子产品的主要特点是：

(1) 组装工作是由多种基本技术构成的。

(2) 装配操作质量难以分析。在多种情况下，都难以进行质量分析，如焊接质量的好坏通常以目测判断，刻度盘、旋钮等的装配质量多以手感鉴定等。

(3) 进行装配工作的人员必须进行训练和挑选，不可随便上岗。

b. 组装方法

组装在生产过程中要占去大量时间，因为对于给定的应用和生产条件，必须研究几种可能的方案，并在其中选取最佳方案。目前，电子设备的组装方法从组装原理上可以分为：

(1) 功能法。这种方法是将电子设备的一部分放在一个完整的结构部件内，该部件能完成变换或形成信号的局部任务(某种功能)。

(2) 组件法。这种方法是制造出一些外形尺寸和安装尺寸上都统一的部件，这时部件的功能完整退居次要地位。

(3) 功能组件法。这是兼顾功能法和组件法的特点，制造出既有功能完整性又有规范化的结构尺寸和组件。

二、整机装配工艺设计分析

1、机器装配与装配工艺系统图

在装配工艺规程设计中，常用装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。在装配工艺系统图上，每一个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量，图3、图4、图5分别给出了组装、部装和总装的装配工艺系统图。在装配工艺系统图上，装配工作由基准件开始沿水平线自左向右进行，一般将零件画在上方，套件、组件、部件画在下方，其排列次序就是装配工作的先后次序。

图3 组件装配工艺系统图

图4 部件装配工艺系统图

图5 总装装配工艺系统图

2、装配精度与装配尺寸链

机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的，例如，CA6140型普通车床的主轴回转精度要求为0.01mm，CM6132型精密车床主轴回转精度要求就是1µm ，而中国航空精密机械研究所研制的CTC-1型超精密车床的主轴回转精度要求则高达0.1-0.2µm 。正确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决的最为重要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难易和产品成本的高低。

机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部件制造精度直接有关，例如图6所示卧式普通车床主轴中心线和尾座中心线对床身导轨有等高性要求，这项装配精度要求就与主轴箱、尾座、底板等有关部件的加工精度有关。可以从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此项装配要求为封闭环的装配尺寸链，如图6所示，其中A1是主轴箱中心线相对于床身导轨面的垂直距离，A3是尾座中心线相对于底板3的垂直距离，A2是底板相对于床身导轨面的垂直距离，A0则是在装配中间接获得的尺寸，是装配尺寸链的封闭环。由图5-45所列装配尺寸链可知，主轴中心线与尾座中心线相对于导轨面的等高性要求与A1、A2、A3三个组成环的基本尺寸及其精度直接有关，可以根据车床装配精度要求通过解算装配尺寸链来确定有关部件和零件的尺寸精度要求。

图6 车床主轴中心线与尾座中心线的等高性要求

1—主轴箱 2—尾座 3—底板 4—床身

三、装配工艺规程设计

1、研究产品装配图和装配技术条件

审核产品图样的完整性、正确性；对产品结构作装配尺寸链分析，主要装配技术条件要逐一进行研究分析，包括所选用的装配方法、相关零件的相关尺寸等；对产品结构作结构工艺性分析。发现问题，应及时提出，并同有关工程技术人员商讨图纸修改方案，报主管领导审批。

2、确定装配的组织形式

(1）固定式装配。全部装配工作都在固定工作地进行，这种装配方式称作固定式装配。根据生产规模，固定式装配又可分为集中式固定装配和分散式固定装配。按集中式固定装配形式装配，整台产品的所有装配工作都由一个工人或一组工人在一个工作地集中完成；它的工艺特点是：装配周期长，对工人技术水平要求高，工作地面积大。按分散式固定装配形式装配，整台产品的装配分为部装和总装，各部件的部装和产品总装分别由几个或几组工人同时在不同工作地分散完成；它的工艺特点是：产品的装配周期短，装配工作专业化程度较高。集中式固定装配多用于单件小批生产；在成批生产中装配那些重量大、装配精度要求较高的产品（例如车床、磨床）时，有些工厂采用固定流水装配形式进行装配，装配工作地固定不动，装配工人带着工具沿着装配线上一个个固定式装配台重复完成某一装配工序的装配工作。

(2）移动式装配。被装配产品（或部件）不断地从一个工作地移动到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作，这种装配方式称作移动式装配。移动式装配又有自由移动式和强制移动式两种，前者适于在大批大量生产中装配那些尺寸和重量都不大的产品或部件；强制移动式装配又可分为连续移动和间歇移动两种方式，连续移动式装配不适于装配那些装配精度要求较高的产品。

3、划分装配单元，确定装配顺序，绘制装配工艺系统图