第6章机械装配工艺基础

第6章 机械装配工艺基础
（时间：2次课，4学时）
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第6章 机械装配工艺基础
• 教学目标： • 任何机械产品都是由若干零件和部件组成。根据规定 的技术要求将有关的零件接合成部件，或将有关的零 件和部件接合成产品的过程称为装配，前者称为部件 装配，后者称为总装配。通过本章学习应能设计一般 机器的装配工艺规程；掌握保证装配精度的四种装配 方法；以及能根据产品或部件的需要，选择合适的装 配方法并合理设计各零件的尺寸及其精度。
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6.2.2 设计装配工艺规程的步骤
• 根据上述原则和原始资料，可以按下列步骤设计装配工艺 规程。 • 1.研究产品的装配图及验收技术条件 • 审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性； 审核产品装配的技术要求和验收标准；分析与计算产品装 配尺寸链。 • 2.确定装配方法与组织形式 • 装配的方法和组织形式主要取决于产品的结构特点(尺寸 和重量等)和生产纲领，并应考虑现有的生产技术条件和 设备。
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• 图6.1 主铀箱主轴与尾座套筒中心线等高结构示意图
• 1一主轴箱 2一尾座 3一尾座底板 4一床身
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• • • • 6.1 6.2 6.3 6.4 法 • 6.5 • 6.6
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机器结构的装配工艺性 装配工艺规程设计 装配尺寸链 保证装配精度的装配方 实 训 习 题
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6.1 机器结构的装配工艺性
• 6.1.1 机器装配的基本概念 • 6.1.2 装配工艺系统图 • 6.1.3 机器结构的装配工艺性
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6.1 机器结构的装配工艺性
• 装配工艺性是指设计的机器结构装配的可行性和经 济性。装配工艺性好，是指装配时操作方便，生产 率高。
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6.3 装配尺寸链
• 6.3.1 装配精度 • 6.3.2 装配尺寸链的建立 • 6.3.3 装配尺寸链的计算方法
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6.3 装配尺寸链
• 要保证产品的装配精度，必须了解各组成零件之 间内在的尺寸联系，通过装配尺寸链，可以定量 分析各尺寸间的内在联系，以确定为达到装配精 度各零件的尺寸和精度。
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6.1.1 机器装配的基本概念
• 图6.2 套件—装配式齿轮（1-轮毂，2-铆钉，3-齿圈）
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6.1.2 装配工艺系统图
• 在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件 间相互装配关系、装配流程及装配顺序的示意图 称为装配系统图。每个零件用一个方框来表示， 内容有零件名称、编号及数量，见图6.3。这种方 框不仅可以表示零件，也可以表示合件、组件和 部件等装配单元。图6.4为机器装配系统图，装配 工艺系统图主要用于大批大量生产中。
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6.2.2 设计装配工艺规程的步骤
• 4.划分装配工序 • 装配顺序确定后，就可将装配工艺过程划分为若干工序，其主要工作如 下： • 1)确定工序集中与分散的程度。 • 2)划分装配工序，确定工序内容。划分装配工序顺序的原则如下： • ①预处理工序先行，如清洗、去毛刺、防锈防腐等等。 • ②“先里后外”、“先下后上”，保证先装部分不影响后续的装配并使 重心稳定。 • ③“先难后易”，保证难装的有较开阔的安装、调整、检测空间。 • ④带强力、加温或有补充加工的尽量先行，以免影响前面的装配质量。 • ⑤尽可能集中连续安排位于基准件同侧或使用相同工装、或有特殊环境 要求的工序，便于提高生产率。 • ⑥易燃、易碎或有毒物质、部件的装配尽量靠后。 • ⑦合理安排电线、管道的装配工序。 • ⑧及时安排检测工序，保证装配质量。
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• • • •
教学重点和难点： 装配工艺性 装配工艺规程的设计 保证产品装配精度的四种方法
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• 案例导入 • 图6.1所示为车床装配结构示意图，分析其结构的装 配工艺性如何？怎样设计其装配工艺？应该采用什 么方法装配？各零件的尺寸、公差和偏差应怎样确 定和保证？
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6.2.2 设计装配工艺规程的步骤
• 3.划分装配单元，确定装配顺序 • 将产品划分为合件、组件及部件等装配单元是制定工艺规程 中最重要的一个步骤，这对大批大量生产结构复杂的产品尤 为重要。无论那一级装配单元，都要选定某一零件或比它低 一级的装配单元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品 的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重量，有 足够的支承面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳 定要求。例如：床身零件是床身组件的装配基准零件；床身 组件是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装 配基准部件。
6.1.1 机器装配的基本概念
• 对结构比较复杂的产品，通常根据其结构特点，划分为若 干能进行独立装配的部分，这些独立装配的部分称为装配 单元。 • 零件是组成产品的最小单元。零件—般都预先装成合件、 组件、部件后才进入总装，直接装入机器的零件并不太多。 • 合件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。 如装配式齿轮(图6.2)，由于制造工艺的原因，分成两个零 件，在基准零件1上套装齿轮3并用铆钉2固定。为此进行 的装配工作称为合装。
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.6 轴的两种结构比较
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.7 传动齿轮箱的两种不同结构
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 2.减少装配时的修配和机械加工 • 多数机器在装配过程中，难免要对某些零部件进行修配， 这些工作多数由手工操作，不仅要求技术水平高，还难 以掌握工作量，因此，在机器结构设计时，应尽量减少 装配时的修配工作量。 • 图6.8表示车床主轴箱与床身的装配结构，主轴箱如采用 图a）所示山形导轨定位，装配时，基准面修刮工作量 很大，若采用图b）所示平导轨定位，则装配工艺得到 明显的改善。
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.5 转塔车床的两种结构比较
•
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1一操纵箱 2一光轴 3一联轴器 4一阶梯轴 5一箱体
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.6所示为轴的装配，当轴上齿轮直径大于箱体轴承孔 时(图a)，轴上零件需依次在箱内装配。当齿轮直径小于轴 承孔时(图b)，轴上零件可在组装成组件后，一次装入箱体 内，从而简化装配过程，缩短装配周期。 • 图6.7所示为传动齿轮箱的装配，图a）中各齿轮轴系分别 装配在大箱体上，装配过程十分不便。如将大箱体改为图 b）的形式，传动齿轮轴系装配在分离的小齿轮箱内，成 为独立的装配单元。这样，既提高了装配的劳动生产率， 又便于以后的维修。
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6.3.1 装配精度
• 1.装配精度的内容 • 产品的装配精度一般包括： • 1)相互位置精度 指产品中相关零部件间的距离精度或相互位置精度。如 主轴箱中各轴中心距尺寸精度及平行度等。 • 2)相对运动精度 指产品中有相对运动的零部件之间在运动方向或相对运 动速度的精度。运动方向的精度常表现为部件间相对运动的平行度和垂 直度。如机床溜板在导轨上的移动精度即溜板移动轨迹对主轴中心线的 平行度。相对运动速度的精度即传动精度，如滚齿机滚刀主轴与工作台 的相对运动精度。 • 3)配合精度 指包括配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量指零件 配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的程度，它影响配合的性质。 接触质量是指两配合或连接表面间达到规定的接触面积的大小和接触点 分布的情况，它影响接触刚度，也影响配合质量。
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6.2.1 制定装配工艺规程的基本原则 及原始资料
• 1.制定装配工艺规程的原则 • 1)保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿 命。 • 2)合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩 短装配周期，提高装配效率。 • 3)尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。 • 4)要尽量减少装配工作所占的成本。
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.8 主轴箱与床身的不同装配结构形式
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.9所示为圆锥齿轮两种不同的轴向定位结构形式。其中图a）是采用 修配轴肩的方式调整圆锥齿轮的啮合间隙，改为图b）由削面圆销定位 结构后，只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿轮的啮合间隙。显然， 图b）所示结构的修配工作量要比图a）所示的要少得多。 • 图6.10表示两种不同的轴润滑结构，图a）所示结构需要在组合装配后， 在箱体上配钻油孔，使装配产生机械加工工作量。图b）所示结构改在 轴套上预先加工好油孔，便可消除装配时的机械加工工作量。 • 又如图6.11所示，将图a）活塞上配钻销孔的销钉连接改为图b）所示的 螺纹连接，从根本上取消了装配中的机械加工。 • 3.机器结构应便于装配和拆卸 • 机器的结构设计应使装配工作简单、方便。其重要的一点是组件的几个 表面不应该同时装入基准零件(如箱体零件)的配合孔中，而应该先后依 次进入装配。
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6.2.1 制定装配工艺规程的基本原 则及原始资料
• 2.制定装配工艺规程的原始资料 • 制定装配工艺规程时，需要具备以下原始资料： • 1)产品的装配图及验收技术标准 产品的装配图应包括总装图和部件装配 图，并能清楚地表示出：所有零件相互连接的结构视图和必要的剖视图； 零件的编号；装配时应保证的尺寸；配合件的配合性质及精度等级；装 配的技术要求；零件的明细表等。为了在装配时对某些零件进行补充机 械加工和核算装配尺寸链，有时还需要某些零件图。 • 2)产品的生产纲领 生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，装 配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手 工劳动的比例均有很大不同。 • 3)生产条件 应了解工厂的装配工艺装备、工艺方法、工人技术水平、装 配车间面积等。
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6.2.2 设计装配工艺规程的步骤
• 3)确定各工序所需的设备和工具，如需专用夹具与设备，则应拟定设计 任务书。 • 4)制定各工序装配操作规范，如过盈配合的压入力、变温装配的装配温 度以及紧固件的力矩等。 • 5)制定各工序装配质量要求与检测方法。 • 6)确定工序时间定额，平衡各工序节拍。 • 5.编制装配工艺文件 • 单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按产品装配图及装 配系统图工作。 • 成批生产时，通常还制定部件、总装的装配工艺卡，写明工序次序，简 要工序内容，设备名称，工夹具名称与编号，工人技术等级和时间定额 等项。
• 6.2.1 制定装配工艺规程的基本原则及原始资料 • 6.2.2 设计装配工艺规程的步骤
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6.2 装配工艺规程设计
• 装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，设计装配工艺规程是生 产技术准备工作的主要内容之一。 • 装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减 轻工人劳动强度、缩小装配占地面积、降低生产成本等都有重要的影响。 它取决于装配工艺规程制定的合理性，这就是制定装配工艺规程的目的。 • 装配工艺规程的主要内容是： • 1.分析产品图样，划分装配单元，确定装配方法。 • 2.拟定装配顺序，划分装配工序。 • 3.计算装配时间定额。 • 4.确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检查工具。 • 5.确定装配时零、部件的输送方法及所需要的设备和工具。 • 6.选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.9 圆锥齿轮两种不同轴向定位结构
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.10 两种不同的轴上油孔结构
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 图6.11 两种活塞连接结构
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6.2 装配工艺规程设计
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6.1.2 装配工艺系统图
• 图6.3 装配单元的表示图
• 图6.4 机器装配系统图
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6.1.3 机器结构的装配工艺性
• 根据机器的装配实践和装配工艺的需要对机器结构的装配工 艺性提出以下要求： • 1.机器结构应能分成独立的装配单元 • 为了最大限度地缩短机器的装配周期，有必要把机器分成若 干独立的装配单元，以便使许多装配工作同时平行进行，它 是评定机器结构装配工艺性的重要标志之一。 • 图6.5a）所示的转塔车床，原先结构的装配工艺性较差：机 床的快速行程轴的一端装在箱体5内，轴上装有一对圆锥滚 子轴承和一个齿轮，轴的另一端装在拖板的操纵箱l内，这种 结构装配起来很不方便。