機械制造基礎(chǔ)課件 項目十機械裝配工藝

項目十學習機械裝配工藝【項目概述】任何一個機械產(chǎn)品都是由若干個零件組成，而裝配工作就是把加工好的符合要求的零件按一定的順序和技術(shù)要求連接到一起，使之成為一個完整的機械產(chǎn)品，從而實現(xiàn)產(chǎn)品設計的功能。裝配處于產(chǎn)品制造所必需的最后環(huán)節(jié)，機械產(chǎn)品的質(zhì)量（從產(chǎn)品設計、零件制造到產(chǎn)品裝配）最終通過裝配得到保證和檢驗。因此，裝配是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究制訂合理的裝配工藝，采用正確的裝配方法，對保證產(chǎn)品質(zhì)量有著十分重要的意義?！窘虒W目標】1：能力目標：通過本項目的學習，掌握編制裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)容和編制方法，掌握尺寸鏈建立和的求解方法，能夠進行尺寸求解。2：知識目標：了解裝配工作的主要內(nèi)容、裝配精度、常用的裝配方法、裝配形式。掌握尺寸鏈組成、組成環(huán)查找、封閉環(huán)的判定和增減環(huán)的判定方法。掌握極值法和概率法求解尺寸鏈的方法。了解裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)容、編制步驟。

任務一 了解機械裝配概述知識模塊1、機械裝配的基本概念任何產(chǎn)品都由若干個零件組成。為保證有效地組織裝配，必須將產(chǎn)品分解為若干個能進行獨立裝配的裝配單元。知識模塊2、機械裝配基本工作內(nèi)容1、清洗2、連接3、調(diào)整4、檢驗和實驗知識模塊3、機械裝配精度1、機械裝配精度類型裝配精度指產(chǎn)品裝配后幾何參數(shù)實際達到的精度。一般包含如下內(nèi)容。（1）尺寸精度（2）位置精度（3）相對運動精度（4）接觸精度知識模塊4制定裝配工藝規(guī)程的原則與步驟裝配工藝規(guī)程是指導裝配生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，制定裝配工藝規(guī)程是生產(chǎn)技術(shù)準備的一項重要工作。1.裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)客（1）分析產(chǎn)品圖樣，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。（3）計算裝配時間定額。（4）確定各工序裝配技術(shù)要求，質(zhì)量檢查方法和檢查工具（5）確定裝配時零部件的輸送方法及所需要的設備與工具。（6）選擇和設計裝配過程中所需的工具、夾具及專用設備。2.制定裝配王藝規(guī)程的基本原則（1）保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量，力求提高質(zhì)量，以延長產(chǎn)品的使用壽命。（2）合理地安排裝配順序和工序，盡量減少鉗工手工勞動量，縮短裝配周期，提高裝配效率。（3）盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率。（4）要盡量減少裝配工作所占的成本。4.制定裝配工藝規(guī)程的步驟、方法和內(nèi)容（1）研究分析產(chǎn)品裝配圖及驗收技術(shù)條件（2）確定裝配方法與裝配組織形式（3）劃分裝配單元和確定裝配順序（4）裝配工序的劃分與設計（5）編制裝配工藝文件（6）制定產(chǎn)品檢驗與試驗規(guī)范內(nèi)容。

任務二學習裝配尺寸鏈知識模塊1尺寸鏈基礎(chǔ)知識1尺寸鏈：在機器裝自己或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉的尺寸組。圖10-2為裝配尺寸鏈，圖10-3為工藝尺寸鏈。

2尺寸鏈的組成環(huán)：尺寸鏈中的每一個尺寸?？梢允情L度或角度。封閉環(huán)：在零件加工或裝配的過程中間接形成的尺寸，即在加工或裝配過程中最后形成的那一個環(huán)，可用A0表示，封閉環(huán)在一個尺寸鏈中只能有一個。組成環(huán)：尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的其他全部各環(huán)，可用A1、A2、A3這種形式表示，組成環(huán)按對封閉環(huán)的影響性質(zhì)分為如下兩類：增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)：該環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的同向變動。減環(huán)：該環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的反向變動。3尺寸鏈增環(huán)減環(huán)判定方法在尺寸鏈中按首尾相連的單向箭頭順序標注各環(huán)，其中與封閉環(huán)同向的為減環(huán)，反向的為增環(huán)。4尺寸鏈的計算基本公式極值法：采用極值法計算公式如下：知識模塊2裝配尺寸鏈機器或汽車的裝配精度是由相關(guān)零件的加工精度和合理的裝配方法共同保證的。因此，如何查找哪些零件對某裝配精度有影響，進而選擇合理的裝配方法和確定這些零件的加工精度，就成了機械制造和機械設計工作中的一個重要課題。為了正確地和定量地解決上述問題，就需將尺寸鏈基本理論應用到裝配中，即建立裝配尺寸鏈和計算求解尺寸鏈。（1）裝配尺寸鏈的定義：在機器的裝配關(guān)系中，由相關(guān)零件的尺寸或相互位置關(guān)系所組成的一個封閉的尺寸系統(tǒng)，稱為裝配尺寸鏈。（2）裝配尺寸鏈的分類：1）直線尺寸鏈：由長度尺寸組成，且各環(huán)尺寸相互平行的裝配尺寸鏈。2）角度尺寸鏈：由角度、平行度、垂直度等組成的裝配尺寸鏈。3）平面尺寸鏈：由成角度關(guān)系布置的長度尺寸構(gòu)成的裝配尺寸鏈。（3）裝配尺寸鏈的建立方法：1）確定裝配結(jié)構(gòu)中的封閉環(huán)。2）確定組成環(huán)：從封閉環(huán)的的一端出發(fā)，按順序逐步追蹤有關(guān)零件的有關(guān)尺寸，直至封閉環(huán)的另一端為止，而形成一個封閉的尺寸系統(tǒng)，即構(gòu)成一個裝配尺寸鏈。如圖10-4為車床裝配尺寸鏈。（4）裝配尺寸鏈的計算：主要有兩種計算方法，極值法和統(tǒng)計法。極值法工藝尺寸鏈基本計算公式，完全適用裝配尺寸鏈的計算。保證裝配精度的四種裝配方法：互換裝配法、選擇裝配法、修配裝配法和調(diào)整法。知識模塊3互換裝配法采用互換法裝配時，被裝配的每一個零件不需作任何挑選、修配和調(diào)整就能達到規(guī)定的裝配精度要求。用互換法裝配，其裝配精度主要取決于零件的制造精度。根據(jù)零件的互換程度，互換裝配法可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法。1完全互換裝配法(1)完全互換裝配法：在全部產(chǎn)品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選或不需改變其大小或位置，裝配后即能達到裝配精度要求的裝配方法，稱為完全互換法。(2)特點：裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠；裝配過程簡單，裝配效率高；易于實現(xiàn)自動裝配,便于組織流水作業(yè)；產(chǎn)品維修方便。不足之處：當裝配精度要求較高，尤其是在組成環(huán)數(shù)較多時，組成環(huán)的制造公差很小，零件制造困難，加工成本高。(3)應用：完全互換裝配法適用于在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機器結(jié)構(gòu)。（4）完全互換法裝配時零件公差的確定：在進行裝配尺寸鏈的計算時，封閉環(huán)公差已知，計算組成環(huán)的公差時可按“等公差”原則，先確定平均公差，然后根據(jù)各組成環(huán)尺寸大小和加工的難易程度，對各組成環(huán)的公差進行適當?shù)恼{(diào)整。例10-1如圖10-5所示齒輪與軸組件裝配，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的間隙為0.1~0.35mm。已知各相關(guān)零件的基本尺為A1=30mm,A2=5mm,A3=43mm,A4=3mm、A5=5mm試用完全互換法確定各組成環(huán)的偏差。解：畫尺寸鏈圖，確定增減環(huán)，并校驗各環(huán)的基本尺寸。畫出尺寸鏈圖，封閉環(huán)為軸向間隙尺寸0.1~0.35mm，則封閉環(huán)A0=0mm，封閉環(huán)公差TA0=0.25mm.A3為增環(huán)，A1,A2,A4,A5為減環(huán)，校驗基本尺寸：A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0mm，正確。選擇協(xié)調(diào)環(huán)，確定各組成環(huán)的上下偏差各組成環(huán)的平均公差：T平=T0/5=0.25/5=0.05mm。Ａ５為墊片易加工，故選為協(xié)調(diào)環(huán)，其他各組成環(huán)根據(jù)加工的難易程度，以平均公差為基礎(chǔ)，確定其公差：Ｔ１=0.06ｍｍ,Ｔ２=0.04mm,Ｔ３=0.07mm,約為9級公差。故：T５=T0-(T1+T2+T3+T4)=0.03mm除了協(xié)調(diào)環(huán)外，其它各組成環(huán)按入體原則標注尺寸如下：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=3mm。求協(xié)調(diào)環(huán)的上下偏差因為ESA0=ESA3-(EIA1+EIA2+EIA4+EIA5)所以EIA5=ESA3-EIA1-EIA2-EIA4-ESA0=0.07+0.06+0.04+0.05-0.35=-0.13mm。因為EIA0=EIA3-(ESA1+ESA2+ESA4+ESA5)所以ESA5=EIA3-ESA1-ESA2-ESA4-EIA0=0-0-0-0-0.01=-0.01mm。故：A5=5ｍｍ，A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=3mm。2不完全互換裝配法：

不完全互換裝配法，其實質(zhì)是將組成環(huán)的制造公差適當放大，使零件容易加工，但這會使極少數(shù)產(chǎn)品的裝配精度超出規(guī)定要求，但這種事件是小概率事件，很少發(fā)生。尤其是組成環(huán)數(shù)目較少，產(chǎn)品批量大，從總的經(jīng)濟效果分析，仍然是經(jīng)濟可行的。不完全互換裝配法的優(yōu)點是：擴大了組成環(huán)的制造公差，零件制造成本低；裝配過程簡單，生產(chǎn)效率高。不足之處是：裝配后有極少數(shù)產(chǎn)品達不到規(guī)定的裝配精度要求，須采取另外的返修措施。不完全互換裝配法適用于在大批大量生產(chǎn)中裝配那些裝配精度要求較高且組成環(huán)數(shù)又多的機器結(jié)構(gòu)。采用概率法計算公式如下：,例10-2如圖10-5所示齒輪與軸組件裝配，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的間隙為0.1~0.35mm。已知各相關(guān)零件的基本尺寸為：A1=30mm,A2=5mm,A3=43mm,A4=3mm,A5=5mm.試用大數(shù)互換法確定各組成環(huán)的偏差。解：畫尺寸鏈圖，確定增減環(huán)，并校驗各環(huán)的基本尺寸。畫出尺寸鏈圖，封閉環(huán)為軸向間隙尺寸0.1~0.35mm，則封閉環(huán)A0=0mm，封閉環(huán)公差TA0=0.25mm.A3為增環(huán)，A1,A2,A4,A5為減環(huán)，校驗基本尺寸：A0=A3-(A1+A2+A4+A5)=43-(30+5+3+5)=0mm，正確。選擇協(xié)調(diào)環(huán)，確定各組成環(huán)的上下偏差各組成環(huán)的平均公差：T平=T0/=0.25/=0.11mm。由于A3為槽尺寸，加工難度較大，故選A3為協(xié)調(diào)環(huán)。以平均公差為基礎(chǔ)，根據(jù)零件加工的難易程度確定其他尺寸的公差。令：T1=0.14mm,T2=T5=0.08mm,公差等級為IT11,T4=0.05mm.由于：

可得：T3=0.16mm。除了協(xié)調(diào)環(huán)外，其它各組成環(huán)按入體原則標注尺寸如下：A1=30mm，A2=5mm，A5=5mm。A4=3mm.求協(xié)調(diào)環(huán)的上下偏差ESA0=ESA3-(EIA1+EIA2+EIA4+EIA5)ESA3=EIA1+EIA2+EIA4+EIA5+ESA0=-0.14-0.08-0.05-0.08+0.35=0EIA3=ESA3-T3=0-0.16=-0.16mm.則A3=43,A1=30mm，A2=5mm，A5=5mm。A4=3mm。知識模塊4選擇裝配法將裝配尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟可行的程度，按經(jīng)濟精度加工，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的裝配方法，稱為選擇裝配法。1適用場合：裝配精度要求高，而組成環(huán)較少的成批或大批量生產(chǎn)。2選擇裝配法種類A直接選配法：（1）定義：在裝配時，工人從許多待裝配的零件中，直接選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的選擇裝配法，稱為直接選配法。（2）特點：1）裝配精度較高；2)裝配時憑經(jīng)驗和判斷性測量來選擇零件，裝配時間不易準確控制，不經(jīng)濟。3）裝配精度在很大程度上取決于工人的技術(shù)水平。

B分組選配法：（1）定義：將各組成環(huán)的公差相對完全互換法所求數(shù)值放大數(shù)倍，使其能按經(jīng)濟精度加工，再按實際測量尺寸將零件分組，按對應的組分別進行裝配，以達到裝配精度要求的選擇裝配法，稱為分組選配法。（2）應用：在大批大量生產(chǎn)中，裝配那些精度要求特別高同時又不便于采用調(diào)整裝置的部件，若用互換裝配法裝配，組成環(huán)的制造公差過小，加工很困難或很不經(jīng)濟，此時可以采用分組選配法裝配。（3）分組選配法的一般要求：采用分組法裝配時，零件的分組數(shù)不宜太多，否則會因零件測量、分類、保管、運輸工作量的增大而使生產(chǎn)組織工作變得相當復雜。（4）分組法裝配的特點：主要優(yōu)點是：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。知識模塊5修配裝配法采用修配法裝配時，各組成環(huán)均按該生產(chǎn)條件下經(jīng)濟可行的精度等級加工，裝配時封閉環(huán)所積累的誤差，勢必會超出規(guī)定的裝配精度要求；為了達到規(guī)定的裝配精度，裝配時須修配裝配尺寸鏈中某一組成環(huán)的尺寸。為減少修配工作量，應選擇那些便于進行修配的組成環(huán)做修配環(huán)。修配環(huán)必須留有合適的修配量。修配裝配法的特點：組成環(huán)均可以加工經(jīng)濟精度制造，但卻可獲