自动装配技术第一章..
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沈阳理工大学
SHENYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY
自动装配技术 自动装配技术第一章
张志军
张志军
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
装配技术基础 自动供料系统 自动装配系统 装配机的结构形式 可靠性及可用性 装配机器人 柔性制造 机器人的发展与未来 数字化制造技术
为了能够从数量上精确地控制联接力，必须对有关 的因素加以控制
螺纹联接也存在各种不同的形式，按螺纹头部 的不同形状可以分为四种： ① 螺钉拧入被联接件，靠螺钉头部压紧； ② 螺钉一端栽入被联接件； ③ 螺钉插入被联接件，螺母在另一端拧紧； ④ 螺母联接。
螺钉拧入被联接件，靠螺钉头部压紧
螺钉一端栽入被联接件
所谓公差分析就是从数量上掌握公差链的极端情况。 也可以通过实验来确定装配公差。
有：第一定律、第二定律
1、第一定律 第一定律是一个公差链的总公差等于各个环节公 差的总和，即各公差的绝对值相加。 其相互关系如下图所示。
2、第二定律 第二定律是封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差 之和减去所有减环的下偏差之和。 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所 有减环的上偏差之和。 任何形状和位置公差超过了界限的配合件都不能用来 进行自动化装配。 如果出现这种情况，就必须在制造过程中予以改正。 质量控制标准中对于公差的分布形式有具体规定。 最常见的分布形式有：正态分布、Simson分布、均 匀分布、均匀增长分布和复合分布。
均衡补偿法：最终公差的精度通过一个补偿环节得 到，或者通过尺寸改变，或者加入一个补偿件。 例如一个按尺寸分段的垫片。这种方法要求一个附 加的测量设备以确定应有的补偿值。 概率法：一定概率的零件的公差超过了事先规定的最 终公差而不能完全互换。这部分所占的比率称超差率。 这种方法适用于最终公差要求较严的多环节公差链。
螺钉插入被联接件，螺母在另一端拧紧
螺母联接
2、紧固力的计算
紧固力矩必须控制在一个严格的公差范围 Mv=Mvnenn ± Tv 其下限由必需的预紧力确定 Mvmin=f（Fv） 其上限受螺钉材料的强度限制
Mvmax=f（σb） 式中： Fv—必需的预紧力 Mvmin—名义紧固力矩 Mvmax—最大紧固力矩 Tv—紧固力矩的公差 （N）； （N•cm）； （N•cm）； （N•cm）；
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
装配技术基础
联接方式 公差分析 产品的装配工艺性 装配流程的确定
第一节、联接方法
1、概述
在设计人员设计产品时联接方式就被确定了。由于可 以采用的联接结构很多，所以联接方式也必然是多样的。
各种联接方法的使用因行业而异。机械制造和车辆制 造行业比精密仪表行业更多地使用螺纹联接。 螺纹联接是一种通过压紧实现的联接，因为被联接件 是通过螺钉被相互紧紧地压在一起的（如下图示）。由此 产生一对摩擦副。
层叠式的装配是零件进行堆积
层叠式
鸟巢式的装配是以一个零件为基础，其余的零件都 安装在此零件之上。
鸟巢式
结构方面的另一个区别是分立式还是集成式。集成方 式可以实现元件最少，维修也方便。
第三节
产品的装配工艺性
1、概述
适合装配的零件形状对于经济的装配自动化是一个基 本的前提。 产品的结构、数量和可操作性决定了装配过程、传输 方式和装配方法。 机械制造的一个明确的原则就是“部件和产品应该能 够以最低的成本进行装配”。 对于适合自动化装配的形状，就单个零件、部件和产 品来说层叠式和鸟巢式的结构对于自动化装配是有利的。
公差的选择有下列几种配合方法： ①完全互换法； ②成组互换法； ③均衡补偿法； ④概率法。
完全互换法：可以从备件中任取一件装配。在任何一 种情况下都可以达到要求的使用功能。 这种方法首先用于以下的情况：公差链短，成批大量 生产。
成组互换法：备件按公差范围分组。尽管要求的配合 公差很小，但工件的制造公差却可以大一些。 这只有属于同一组的零件才可以配合。
σb—螺钉材料的抗拉强度（N/cm2）。
除螺纹联接以外，最常用的当数并接（套装、插入、 推入和挂接）。这要取决于两连接件耦合面的形状和位置。 这种联接方式，被联接件之间的接触力起着重要的作用， 因为它们在联接的瞬间形成一定的力矩。
FF FF FF FR FR FK2 FK2 MB FF
FR FK FK
名 称
运动 变形联 接 通过材 料流联 接 临时联 接
原 理
运 动
ห้องสมุดไป่ตู้
说 明
零件位置和方向 的变化 通过方向相对的 压力来联接 钎焊、熔焊等 为搬送做准备
第二节
公差分析
零件的精度要求就决定了制造与装配的经济性。装 配中存在的所有的联系都可以用尺寸链来表示。 每个零件都有各自的尺寸和公差，可供在制订自动 化的计划时分析。
2）典型的联接动作要求
名 称 插入 （简单 联接） 插入并 旋转 适配
原 理
运 动
说 明 有间隙联接，靠 形状定心 属形状耦合联接 为寻找正确的位 置精密地补偿
名 称
插入并 锁住 旋入 压入 取走
原 理
运 动
说 明
顺序进行两次简 单联接 两种运动的复合， 一边旋转一边按螺 距往里钻 过盈联接
从零件储备仓取 走零件
图表示了两种可能的公差分布方式。方式1公差分 布比较宽，成本低，但不适合自动化装配。方式2公差 分布比较严格，适合自动化装配，但生产成本高。
必须区别两种不同种类的公差： ① 功能公差 ② 自动化装配过程公差 功能公差：能够装配到一起并且实现规定的功能所允 许的偏差。 零件的技术要求须按照装配条件以及在运转状态所应 起的作用来确定。 自动化装配过程公差：是与操作过程相关的由装配 机械造成的位置和方向误差。
FR
FR FK1
FR
FK1
MB
定位
一点接触
二点接触
插入过程
插入联接各阶段的反作用力和反力矩
3、常用的连接方式
1）连接方式 连接方式有：折边、镶嵌或插入、溶入、翻边或咬 接、填充、开槽、钉夹、粘接、压入、凸缘连接、铆钉、 螺纹连接、焊接、铆接、铰接等。
连接方法的自动化实现的程度：高→低 压入、凸缘连接、溶入、焊接、铆钉、螺纹连 接、翻边或咬接、折边、镶嵌或插入、填充、开槽、 铆接、铰接、钉夹、粘接。
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自动装配技术 自动装配技术第一章
张志军
张志军
绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
装配技术基础 自动供料系统 自动装配系统 装配机的结构形式 可靠性及可用性 装配机器人 柔性制造 机器人的发展与未来 数字化制造技术
为了能够从数量上精确地控制联接力，必须对有关 的因素加以控制
螺纹联接也存在各种不同的形式，按螺纹头部 的不同形状可以分为四种： ① 螺钉拧入被联接件，靠螺钉头部压紧； ② 螺钉一端栽入被联接件； ③ 螺钉插入被联接件，螺母在另一端拧紧； ④ 螺母联接。
螺钉拧入被联接件，靠螺钉头部压紧
螺钉一端栽入被联接件
所谓公差分析就是从数量上掌握公差链的极端情况。 也可以通过实验来确定装配公差。
有：第一定律、第二定律
1、第一定律 第一定律是一个公差链的总公差等于各个环节公 差的总和，即各公差的绝对值相加。 其相互关系如下图所示。
2、第二定律 第二定律是封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差 之和减去所有减环的下偏差之和。 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所 有减环的上偏差之和。 任何形状和位置公差超过了界限的配合件都不能用来 进行自动化装配。 如果出现这种情况，就必须在制造过程中予以改正。 质量控制标准中对于公差的分布形式有具体规定。 最常见的分布形式有：正态分布、Simson分布、均 匀分布、均匀增长分布和复合分布。
均衡补偿法：最终公差的精度通过一个补偿环节得 到，或者通过尺寸改变，或者加入一个补偿件。 例如一个按尺寸分段的垫片。这种方法要求一个附 加的测量设备以确定应有的补偿值。 概率法：一定概率的零件的公差超过了事先规定的最 终公差而不能完全互换。这部分所占的比率称超差率。 这种方法适用于最终公差要求较严的多环节公差链。
螺钉插入被联接件，螺母在另一端拧紧
螺母联接
2、紧固力的计算
紧固力矩必须控制在一个严格的公差范围 Mv=Mvnenn ± Tv 其下限由必需的预紧力确定 Mvmin=f（Fv） 其上限受螺钉材料的强度限制
Mvmax=f（σb） 式中： Fv—必需的预紧力 Mvmin—名义紧固力矩 Mvmax—最大紧固力矩 Tv—紧固力矩的公差 （N）； （N•cm）； （N•cm）； （N•cm）；
第一章
第一节 第二节 第三节 第四节
装配技术基础
联接方式 公差分析 产品的装配工艺性 装配流程的确定
第一节、联接方法
1、概述
在设计人员设计产品时联接方式就被确定了。由于可 以采用的联接结构很多，所以联接方式也必然是多样的。
各种联接方法的使用因行业而异。机械制造和车辆制 造行业比精密仪表行业更多地使用螺纹联接。 螺纹联接是一种通过压紧实现的联接，因为被联接件 是通过螺钉被相互紧紧地压在一起的（如下图示）。由此 产生一对摩擦副。
层叠式的装配是零件进行堆积
层叠式
鸟巢式的装配是以一个零件为基础，其余的零件都 安装在此零件之上。
鸟巢式
结构方面的另一个区别是分立式还是集成式。集成方 式可以实现元件最少，维修也方便。
第三节
产品的装配工艺性
1、概述
适合装配的零件形状对于经济的装配自动化是一个基 本的前提。 产品的结构、数量和可操作性决定了装配过程、传输 方式和装配方法。 机械制造的一个明确的原则就是“部件和产品应该能 够以最低的成本进行装配”。 对于适合自动化装配的形状，就单个零件、部件和产 品来说层叠式和鸟巢式的结构对于自动化装配是有利的。
公差的选择有下列几种配合方法： ①完全互换法； ②成组互换法； ③均衡补偿法； ④概率法。
完全互换法：可以从备件中任取一件装配。在任何一 种情况下都可以达到要求的使用功能。 这种方法首先用于以下的情况：公差链短，成批大量 生产。
成组互换法：备件按公差范围分组。尽管要求的配合 公差很小，但工件的制造公差却可以大一些。 这只有属于同一组的零件才可以配合。
σb—螺钉材料的抗拉强度（N/cm2）。
除螺纹联接以外，最常用的当数并接（套装、插入、 推入和挂接）。这要取决于两连接件耦合面的形状和位置。 这种联接方式，被联接件之间的接触力起着重要的作用， 因为它们在联接的瞬间形成一定的力矩。
FF FF FF FR FR FK2 FK2 MB FF
FR FK FK
名 称
运动 变形联 接 通过材 料流联 接 临时联 接
原 理
运 动
ห้องสมุดไป่ตู้
说 明
零件位置和方向 的变化 通过方向相对的 压力来联接 钎焊、熔焊等 为搬送做准备
第二节
公差分析
零件的精度要求就决定了制造与装配的经济性。装 配中存在的所有的联系都可以用尺寸链来表示。 每个零件都有各自的尺寸和公差，可供在制订自动 化的计划时分析。
2）典型的联接动作要求
名 称 插入 （简单 联接） 插入并 旋转 适配
原 理
运 动
说 明 有间隙联接，靠 形状定心 属形状耦合联接 为寻找正确的位 置精密地补偿
名 称
插入并 锁住 旋入 压入 取走
原 理
运 动
说 明
顺序进行两次简 单联接 两种运动的复合， 一边旋转一边按螺 距往里钻 过盈联接
从零件储备仓取 走零件
图表示了两种可能的公差分布方式。方式1公差分 布比较宽，成本低，但不适合自动化装配。方式2公差 分布比较严格，适合自动化装配，但生产成本高。
必须区别两种不同种类的公差： ① 功能公差 ② 自动化装配过程公差 功能公差：能够装配到一起并且实现规定的功能所允 许的偏差。 零件的技术要求须按照装配条件以及在运转状态所应 起的作用来确定。 自动化装配过程公差：是与操作过程相关的由装配 机械造成的位置和方向误差。
FR
FR FK1
FR
FK1
MB
定位
一点接触
二点接触
插入过程
插入联接各阶段的反作用力和反力矩
3、常用的连接方式
1）连接方式 连接方式有：折边、镶嵌或插入、溶入、翻边或咬 接、填充、开槽、钉夹、粘接、压入、凸缘连接、铆钉、 螺纹连接、焊接、铆接、铰接等。
连接方法的自动化实现的程度：高→低 压入、凸缘连接、溶入、焊接、铆钉、螺纹连 接、翻边或咬接、折边、镶嵌或插入、填充、开槽、 铆接、铰接、钉夹、粘接。