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機(jī)械裝配工藝,學(xué)習(xí)指南:機(jī)器的裝配是整個(gè)機(jī)器制造工藝過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它包括裝配（部裝和總裝）、調(diào)整、檢驗(yàn)和試驗(yàn)等工作。重點(diǎn)掌握各種裝配方法的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)和使用范圍，學(xué)會(huì)裝配尺寸鏈的建立方法，并應(yīng)熟練掌握運(yùn)用極值法、概率法計(jì)算裝配尺寸鏈。此外，對(duì)機(jī)器及零件結(jié)構(gòu)的裝配工藝性和制訂裝配工藝規(guī)程的方法也應(yīng)有一定的了解。,5-6機(jī)械裝配工藝概述,任何機(jī)械設(shè)備或產(chǎn)品都是由若干零件和部件組成。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求將有關(guān)的零件結(jié)合成部件，或?qū)⒂嘘P(guān)的零件和部件結(jié)合成機(jī)械設(shè)備或產(chǎn)品的過程稱為裝配，前者稱為部件裝配，后者稱為總裝配。本節(jié)是機(jī)器裝配工藝的總體概述。學(xué)習(xí)本節(jié)主要認(rèn)識(shí)機(jī)器裝配工藝系統(tǒng)的五大部分（零件、套件、組件、部件和機(jī)器），并了解各種生產(chǎn)類型及其特點(diǎn)。,一、裝配的概念及裝配內(nèi)容,1裝配的概念按照規(guī)定的技術(shù)要求，將零件組合成組件，并進(jìn)一步結(jié)合成部件以至整臺(tái)機(jī)器的過程，分別稱為裝配。裝配工藝：其基本任務(wù)就是研究在一定的生產(chǎn)條件下，以高生產(chǎn)率和低成本裝配出高質(zhì)量的產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)、高效、低耗,,,,,3機(jī)器的裝配工藝過程,通常將機(jī)器分成若干個(gè)獨(dú)立的裝配單元。圖1所示為機(jī)器裝配工藝系統(tǒng)示意圖，由圖知，裝配單元通?？蓜澐譃槲鍌€(gè)等級(jí)，即零件、套件、組件、部件和機(jī)器,零件是組成機(jī)器的基本元件，零件直接裝入機(jī)器的不多。套件在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上一個(gè)或若干個(gè)零件就構(gòu)成了一個(gè)套件，它是最小的裝配單元。圖2-a所示為套件的一個(gè)示例，其中蝸輪即屬于"基準(zhǔn)零件"。,組件在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上一個(gè)或若干個(gè)套件和零件就構(gòu)成一個(gè)組件。每個(gè)組件只有一個(gè)基準(zhǔn)零件，它聯(lián)接相關(guān)零件和套件，并確定它們的相對(duì)位置。圖2-b為一個(gè)組件示例，其中蝸輪和齒輪合件是先前準(zhǔn)備好的一個(gè)套件，階梯軸為“基準(zhǔn)零件”。,部件在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上若干個(gè)組件、套件和零件就構(gòu)成部件。如圖3－b所示。機(jī)器在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上若干個(gè)部件、組件、套件和零件就成為機(jī)器或稱產(chǎn)品。,,一、制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則將裝配工藝過程用文件形式規(guī)定下來(lái)就是裝配工藝規(guī)程。從廣義上講，機(jī)器及其部件、組件裝配圖，尺寸鏈分析圖，各種裝配夾具的應(yīng)用圖，檢驗(yàn)方法圖及其說(shuō)明，零件機(jī)械加工技術(shù)要求一覽表，各個(gè)“裝配單元”及整臺(tái)機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、試驗(yàn)規(guī)程及其所用設(shè)備圖，以至于裝配周期表等，均屬于裝配工藝范圍內(nèi)的文件。,5-7裝配工藝規(guī)程的制訂,,二、裝配工藝規(guī)程的內(nèi)容1）分析產(chǎn)品圖樣，確定裝配組織形式，劃分裝配單元，確定裝配方法；2）擬定裝配順序，劃分裝配工序，編制裝配工藝系統(tǒng)圖和裝配工藝規(guī)程卡片；3）選擇和設(shè)計(jì)裝配過程中所需要的工具、夾具和設(shè)備；4）規(guī)定總裝配和部件裝配的技術(shù)條件，檢查方法和檢查工具；5）確定合理的運(yùn)輸方法和運(yùn)輸工具；6）制定裝配時(shí)間定額。,一、進(jìn)行產(chǎn)品分析1）分析產(chǎn)品圖樣，掌握裝配的技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。2）對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸分析和工藝分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)批量，確定保證達(dá)到裝配精度的裝配方法。3）研究產(chǎn)品分解成“裝配單元”的方案，以便組織平行、流水作業(yè)。,二、確定裝配的組織形式裝配的組織形式分固定式和移動(dòng)式兩種。移動(dòng)式又分間歇移動(dòng)、連續(xù)移動(dòng)和變節(jié)奏移動(dòng)三種方式。單件小批生產(chǎn)，或尺寸大、質(zhì)量大的產(chǎn)品多采用固定裝配的組織形式，其余用移動(dòng)裝配的組織形式。裝配的組織形式確定以后，裝配方式、工作點(diǎn)的布置、工序的分散與集中以及每道工序的具體內(nèi)容也根據(jù)裝配的組織形式而確定。固定式裝配工序集中，移動(dòng)式裝配工序分散。,三、擬定裝配工藝過程,（1）確定裝配工作的具體內(nèi)容。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和裝配精度的要求可以確定各裝配工序的具體內(nèi)容。（2）確定裝配工藝方法及設(shè)備。必須選擇合適的裝配方法及所需的設(shè)備、工具、夾具和量具等。當(dāng)車間沒有現(xiàn)成的設(shè)備、工具、夾具、量具時(shí)，還得提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。所用的工藝參數(shù)可參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或計(jì)算確定。（3）確定裝配順序。各級(jí)裝配單元裝配時(shí)，先要確定一個(gè)基準(zhǔn)件先進(jìn)入裝配，然后安排其它零件、組件或部件進(jìn)入裝配的順序。如車床裝配時(shí)，床身是一個(gè)基準(zhǔn)件先進(jìn)入總裝，其他的裝配單元再依次進(jìn)入裝配。,安排裝配順序的一般原則為：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易、先重大后輕小，先精密后一般。（4）確定工時(shí)定額及工人的技術(shù)等級(jí)。目前裝配的工時(shí)定額大都根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，工人的技術(shù)等級(jí)并不作嚴(yán)格規(guī)定。但必須安排有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)熟練的工人在關(guān)鍵的裝配崗位上操作，以把好質(zhì)量關(guān)。四、編寫裝配工藝文件,5-8保證裝配精度的裝配方法,學(xué)習(xí)目標(biāo)：主要掌握裝配精度的概念及其保證機(jī)器裝配精度的四種工藝方法：互換法、選擇法、修配法和調(diào)整法；并能夠運(yùn)用裝配尺寸鏈對(duì)裝配精度進(jìn)行定量分析和求解。,保證裝配精度的裝配方法：常用裝配方法1互換法：完全互換法部分互換法2修配法3選配法4調(diào)整法,,（1）完全互換法特點(diǎn),,（2）完全互換法計(jì)算1）裝配尺寸鏈計(jì)算采用完全互換裝配法時(shí)，裝配尺寸鏈采用極值法計(jì)算。,,,,,,組成環(huán)公差的調(diào)整原則：1.組成環(huán)為標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，其公差值及分布有規(guī)定，為確定的值；2.組成環(huán)為幾個(gè)尺寸鏈的公共環(huán)時(shí)，其公差值及分布由其中要求最嚴(yán)的尺寸鏈確定；3.難加工或難測(cè)量的組成環(huán)，其公差值可取較大的值，易加工或易測(cè)量的組成環(huán)，其公差值可取較小的值。,,當(dāng)組成環(huán)按上述原則確定公差后，公差累計(jì)值不符合封閉環(huán)的要求時(shí)，要選一組成環(huán)，其公差值及分布需經(jīng)計(jì)算確定，以滿足封閉環(huán)精度的要求，該環(huán)稱協(xié)調(diào)環(huán)。協(xié)調(diào)環(huán)的選擇原則：1.不能為標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)；2.不能為公共環(huán)時(shí)；3.應(yīng)為易加工的組成環(huán)。,,［例如圖所示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知,現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差,（標(biāo)準(zhǔn)件），,解:1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸,,,其中A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。封閉環(huán)的基本尺寸為：,,2）確定協(xié)調(diào)環(huán)A5是一個(gè)擋圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具測(cè)量，因此選它作為協(xié)調(diào)環(huán)。3）確定各組成環(huán)公差和極限偏差,軸用擋圈A4是標(biāo)準(zhǔn)件，其尺寸為,,4）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差協(xié)調(diào)環(huán)公差,協(xié)調(diào)環(huán)的下偏差,因此，協(xié)調(diào)環(huán)的尺寸為：,,例6-4雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵裝配示意圖,軸向裝配精度要求為,軸向裝配間隙為0.05～0.15mm(冷態(tài)下),即：,已知相關(guān)零件的相關(guān)尺寸為：A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。試按極值法求算各組成環(huán)的上下偏差。,解：1、分析和建立尺寸鏈圖判斷環(huán)的性質(zhì)裝配精度為封閉環(huán),A1為增環(huán)；A2,A3,A4為減環(huán)。,1)平均公差:,尺寸A2,A3,A4可用平面磨床加工，經(jīng)濟(jì)精度定為IT7，由于各尺寸都便于用卡板測(cè)量，其尺寸偏差的分布位置，應(yīng)按被包容尺寸(軸)，標(biāo)注成單向負(fù)偏差。,T3=0.015,選A1為協(xié)調(diào)環(huán),其公差為：,2)計(jì)算A1的上下偏差,,2.大數(shù)互換裝配法,（1）方法原理大數(shù)互換裝配法的實(shí)質(zhì)是放寬尺寸鏈各組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟(jì)加工。（2）裝配尺寸鏈計(jì)算用概率法求解裝配尺寸鏈的基本問題是合理確定各組成環(huán)的公差。,,組成環(huán)的平均統(tǒng)計(jì)公差為,各組成環(huán)平均當(dāng)量公差為,組成環(huán)平均平方公差為,,［例如圖所示裝配關(guān)系，軸是固定的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求保證齒輪與擋圈之間的軸向間隙為0.10～0.35mm。已知,現(xiàn)采用不完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差,（標(biāo)準(zhǔn)件），,解:1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸,,,解：1）畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸A3為增環(huán)，A1、A2、A4、A5為減環(huán)。2）確定協(xié)調(diào)環(huán)選用A3作為協(xié)調(diào)環(huán)，最后確定其公差。,3）確定除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差和極限偏差,軸用擋圈A4是標(biāo)準(zhǔn)件,其余各組成環(huán)的尺寸公差Ti調(diào)整如下：,,4）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差①計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差,,,,最后確定各組成環(huán)尺寸和極限偏差為：,②計(jì)算各環(huán)中間偏差，并求出協(xié)調(diào)環(huán)的偏差,協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差是：,,二、修配法,例所示普通車床裝配時(shí)，要求尾架中心線比主軸中心線高0～0.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，現(xiàn)采用修配法裝配時(shí)，試確定各組成環(huán)公差及其分布。,解:1）畫裝配尺寸鏈其中A0是封閉環(huán)，A1是減環(huán)，A2、A3為增環(huán)。,,計(jì)算各組成環(huán)平均公差：,,2）選擇補(bǔ)償環(huán)選定A2為補(bǔ)償環(huán)3）確定各組成環(huán)的公差及偏差取經(jīng)濟(jì)公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨加工，取經(jīng)濟(jì)公差T2=0.15mm。,裝配時(shí)形成的封閉環(huán)公差為：,,,,4）確定補(bǔ)償環(huán)A2的尺寸及偏差,,,,協(xié)調(diào)環(huán)的上、下偏差是：,5）驗(yàn)算裝配后封閉環(huán)極限偏差,,由題意知，封閉環(huán)要求的極限偏差為：,,6）確定補(bǔ)償環(huán)尺寸,,7）核算修配量,最大修配量為：,最小修配量為：,2.修配方法（1）單件修配法（2）套件加工修配法（3）自身加工修配法,三、選擇裝配法,指由工人直接從加工好的零件中選擇出合適的零件裝配起來(lái)。這種方式對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，選擇時(shí)間長(zhǎng)，裝配質(zhì)量往往取決于選擇的是否合適。,1直接選配法,定義：把組成零件的尺寸放大到經(jīng)濟(jì)精度進(jìn)行加工,然后將加工后的零件按放大倍數(shù)分成若干組，分組數(shù)等于放大倍數(shù)，對(duì)應(yīng)組內(nèi)的零件裝配起來(lái)以滿足裝配精度的要求，這一裝配方式稱為分組選擇裝配法。,2分組選配法,實(shí)質(zhì)：零件按經(jīng)濟(jì)精度制造，公差適當(dāng)放大，零件加工容易，按實(shí)際尺寸測(cè)量分組，對(duì)應(yīng)組完全互換裝配，達(dá)到裝配精度要求。,2分組裝配法,主要優(yōu)點(diǎn)：零件的制造精度不高，但卻可獲得很高的裝配精度；組內(nèi)零件可以互換，裝配效率高。不足之處：增加了零件測(cè)量、分組、存貯、運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁?。適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)少而裝配精度又要求特別高的機(jī)器結(jié)構(gòu)。,復(fù)合選擇法:將上述兩種方法的綜合，即將零件預(yù)先測(cè)量分組，裝配時(shí)再在各對(duì)應(yīng)組內(nèi)憑工人經(jīng)驗(yàn)直接選配。特點(diǎn)：配合件公差可以不相等，裝配速度較快，能滿足一定的生產(chǎn)節(jié)拍要求。,3復(fù)合選擇法,例活塞銷和活塞銷孔的裝配關(guān)系如圖?；钊N直徑d與活塞銷孔徑D的基本尺寸為ф28mm，按裝配技術(shù)要求，在冷態(tài)裝配時(shí)應(yīng)有0.0025～0.0075mm的過盈量。若活塞銷和活塞銷孔的加工經(jīng)濟(jì)精度為0.01mm?，F(xiàn)采用分組選配法進(jìn)行裝配，試確定活塞銷孔與活塞銷直徑分組數(shù)目和分組尺寸。,解:1）建立裝配尺寸鏈,2）確定分組數(shù)分組數(shù)為43）確定分組尺寸若活塞銷直徑尺寸定為：,,,,,,,,,與第一組銷配合的銷孔（本例為過盈配合）,分組裝配時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：1）為保證分組后，各組的配合性質(zhì)和配合精度與原裝配精度要求相同，應(yīng)當(dāng)使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍數(shù)應(yīng)等于以后的分組數(shù)。2）配合件的形狀精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能隨尺寸公差放大而放大，應(yīng)與分組公差相適應(yīng)，以保證配合性質(zhì)和配合精度要求。3）分組數(shù)不宜過多，否則造成生產(chǎn)組織工作復(fù)雜化。4）制造零件時(shí)，應(yīng)盡可能使各對(duì)應(yīng)組零件的數(shù)量相等，滿足配套要求。,,四、調(diào)整法,定義：裝配時(shí)用改變調(diào)整件在機(jī)器結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置或選用合適的調(diào)整件來(lái)達(dá)到裝配精度的裝配方法，稱為調(diào)整裝配法。實(shí)質(zhì)：是裝配時(shí)調(diào)節(jié)件的相對(duì)位置，或選用合適的調(diào)整件，使封閉環(huán)達(dá)到其公差與極限偏差要求的裝配方法。,調(diào)整法有三種方法：固定調(diào)整法：選擇一個(gè)組成環(huán)為調(diào)整環(huán)，作為調(diào)整環(huán)的零件是按一定尺寸間隔制成的一組零件，裝配時(shí)根據(jù)封閉環(huán)超差的大小，從中選出某一尺寸等級(jí)適當(dāng)?shù)牧慵?lái)進(jìn)行補(bǔ)償，從而保證規(guī)定的裝配精度。通常使用的調(diào)整環(huán)有墊片、墊圈、軸套等。,可動(dòng)調(diào)整法：選定某個(gè)零件為調(diào)整環(huán)，根據(jù)封閉環(huán)的精度要求，采用改變調(diào)整環(huán)的位置，即移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行，已達(dá)到裝配精度的方法。誤差抵消調(diào)整法：在總裝或部裝時(shí)，通過對(duì)尺寸鏈中某些組成環(huán)誤差的大小和方向的合理配置，達(dá)到使加工誤差相互抵消或使加工誤差對(duì)裝配精度的影響減小的目的。,特點(diǎn)：組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)精度制造，但可獲得高的裝配精度。增加了裝配調(diào)整應(yīng)用：可動(dòng)調(diào)整法和誤差抵消調(diào)整法應(yīng)用于小批生產(chǎn)；固定調(diào)整法應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合,例所示部件中，齒輪軸向間隙要求控制在0.05～0.15mm范圍內(nèi)。若A1和A2的基本尺寸分別為50mm和45mm，按加工經(jīng)濟(jì)精度確定A1和A2的公差分別為0.15mm和0.1mm。試確定調(diào)節(jié)墊片Ak的厚度。,解：1）求空位尺寸As,，,由此可求出：,,2）確定分級(jí)數(shù)n,,3）計(jì)算各級(jí)調(diào)節(jié)件尺寸及墊片厚度,各級(jí)調(diào)節(jié)墊片厚度尺寸分別為：,,,,,,可動(dòng)調(diào)整法應(yīng)用實(shí)例,