1、项目八 机械产品装配工艺规程的编制 项目八项目八 机械产品装配工艺机械产品装配工艺规程的编制规程的编制 任务任务1 机械产品装配工艺基础机械产品装配工艺基础 任务任务2 机械产品装配工艺规程的制订机械产品装配工艺规程的制订 项目八 机械产品装配工艺规程的编制【知识目标知识目标】1.了解机械产品的装配概念、装配精度及一般装配方法；2.掌握装配工艺规程的制订方法。【能力目标能力目标】具有编制简单装配工艺规程的能力。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 任务任务1 机械产品装配工艺基础机械产品装配工艺基础1.1 概概 述述1.1.1 装配的概念装配的概念任何机械都是由许多零件、组件和部件组成的。由若干
2、零件组成，在结构上有一定独立性的部分，称为组件；由若干个零件和组件组成，具有一定独立功能的结构单元，称为部件。根据规定的技术要求和顺序，将若干零件接合成组件或部件的过程，称为组件或部件装配，简称部装；将若干零件、组件和部件接合成机械产品的过程，称为总装配，简称总装。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节。装配工作对机械质量影响很大。若装配不当，即使所有零件都合格，也不一定能装配出合格的、高质量的机械产品；反之，若零件制造精度并不高，而在装配中采用适当的工艺方法，进行选配、刮研、调整等，也能使机械产品达到规定的要求。因此，制订合理的装配工艺规程，采用新的装
3、配工艺，提高装配质量和装配劳动生产率，是机械制造工艺的一项重要任务。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 1.1.2 装配工作的基本内容装配工作的基本内容机械装配是产品制造的最后阶段，装配过程中不是将合格零件简单地连接起来，而是要通过一系列工艺措施，才能最终达到产品质量的要求。常见的装配工作有以下几项：(1)清洗。机械装配过程中，零、部件的清洗对保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命均有重要的意义。清洗的目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质。清洗的方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。常用的清洗液有煤油、汽油、碱液及各种化学清洗液等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)连接。在装配过程
4、中有大量的连接工作，连接的方式一般有两种：可拆卸连接和不可拆卸连接。可拆卸连接在装配后可以很容易拆卸而不致损坏任何零件，且拆卸后仍可重新装配在一起。常见的可拆卸连接有螺纹连接、键连接和销连接等。不可拆卸连接在装配后一般不再拆卸，如要拆卸会损坏其中的某些零件。常见的不可拆卸连接有焊接、铆接和过盈连接等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(3)校正与配作。在产品装配过程中，特别在单件小批生产条件下，为了保证装配精度，常需进行一些校正和配作。这是因为完全靠零件精度来保证装配精度往往是不经济的，有时甚至是不可能的。校正是指产品中相关零、部件间相互位置的找正、找平并通过各种调整方法以达到装配精度要求；配
5、作是指配钻、配铰、配刮及配磨等，它是和校正调整工作结合进行的。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(4)平衡。对于转速较高、运转平稳性要求高的机械，为防止使用中出现振动，装配时应对其旋转零、部件进行平衡。平衡有静平衡和动平衡两种方法。对于直径较大、长度较小的零件(如带轮和飞轮等)，一般只需进行静平衡；对于长度较大的零件(如电机转子和机床主轴等)，则需进行动平衡。对旋转体的不平衡量可采用下述方法校正：用钻、铣、磨、锉、刮等方法去除质量；用补焊、铆接、胶接、喷涂、螺纹连接等方式加配质量；在预设的平衡槽内改变平衡块的位置和数量。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(5)验收试验。机械产品装配完后，应根据
6、有关技术标准和规定，对产品进行较全面的检验和试验工作，合格后才准出厂。金属切削机床的验收试验工作通常包括机床几何精度的检验、空运转试验、负荷试验和工作精度试验等。除上述装配工作外，油漆、包装等也属于装配工作。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 1.1.3 装配的组织形式装配的组织形式在装配过程中，可根据产品结构特点和批量大小的不同，采用不同的装配组织形式，如图8-1所示。(1)固定式装配。固定式装配是将产品或部件的全部装配工作安排在一固定的工作地上进行装配，装配过程中产品位置不变，装配所需的零、部件都汇集在工作地附近。对单件和中、小批量生产，或装配时不便移动的大型机械，或装配时移动会影响装配精
7、度的产品，均宜采用固定式装配。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 图8-1 装配的组织形式项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)移动式装配。移动式装配是将产品或部件置于装配线上，通过连续或间歇的移动使其顺次经过各装配工作地以完成全部装配工作，有固定节奏和自由节奏两种方式。移动式装配的特点是装配工序较细致，广泛采用专用设备及工装，生产率高，对工人技术水平要求较低，质量容易保证，多用于大批量生产，一般组成装配流水线和自动作业线来进行。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 1.2 机械产品的装配精度机械产品的装配精度1.2.1 装配精度的概念装配精度的概念机器的质量是以其工作性能、使用效果、精度和寿
8、命等指标综合评定的。它主要取决于结构设计、零件质量及其装配精度。装配精度一般包括零部件间的相互距离精度、相互位置精度和相互运动精度。(1)相互距离精度。相互距离精度是指相关零部件间的距离尺寸的精度，包括间隙和配合要求。例如卧式车床前后两顶尖对床身导轨的等高度。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)相互位置精度。相互位置精度是指相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等。例如台式钻床主轴轴线对工作台台面的垂直度。(3)相对运动精度。相对运动精度是指产品中有相对运动的零、部件在运动方向和相对速度上的精度，包括回转运动精度、直线运动精度和传动链精度等。例如滚齿机滚刀与工作台的传动精度。此外，
9、装配精度还包括接触精度要求，例如齿轮啮合、锥体配合以及导轨之间的接触精度要求等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 1.2.2 装配尺寸链装配尺寸链装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的有关尺寸(表面或轴线间距离)或相互位置关系(平行度、垂直度或同轴度等)所组成的尺寸链。其基本特征依然是封闭性，即由一个封闭环和若干个组成环所构成的尺寸链呈封闭图形，如图8-2(b)所示。装配尺寸链各环的定义及特征与工艺尺寸链相同。装配尺寸链封闭环的基本特征，依然是不具有独立变化的特性，它是装配后才自然形成的，多为产品或部件的装配精度要求。因此，正确地查明装配尺寸链，是进行尺寸链分析、计算的前提。项目八
10、 机械产品装配工艺规程的编制 运用装配尺寸链去分析和解决装配精度问题，首先要正确地建立装配尺寸链，即正确地确定封闭环，并根据封闭环的要求查明各组成环。一般来说，装配尺寸链的封闭环多为产品或部件的装配精度。为正确地确定封闭环，必须深入了解产品的使用要求及各部件的作用，明确设计人员对产品及部件提出的装配技术要求。装配尺寸链的组成环是对产品或部件装配精度有直接影响的环节，为了迅速而正确地查明各组成环，必须仔细地分析产品或部件的结构，了解各个零件连接的具体情况。查找组成环的一般方法是：从封闭环任意一端开始，沿着装配精度要求的位置方向，将与装配精度有关的零件尺寸依次项目八 机械产品装配工艺规程的编制 首
11、尾相连，直到与封闭环另一端相接为止，形成一个封闭形的尺寸图，图上的各个尺寸即是组成环。装配尺寸链的计算方法与工艺尺寸链相同，这里就不赘述了。在装配精度要求一定的条件下，组成环数目越少，分配到各组成环的公差就越大，零件的加工就越容易、越经济。在结构设计时，应当遵循装配尺寸链最短原则，使组成环最少，即要求与装配精度有关的零件只能有一个尺寸作为组成环加入装配尺寸链。这个尺寸就是零件两端面的位置尺寸，应作为主要设计尺寸标注在零件图上，使组成环的数目等于有关零件的数目，即一件一环。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 例如，图8-2所示卧式车床床头和尾座两顶尖的等高要求的装配关系中，头尾座中心线的等高度要
12、求(A0)为封闭环，按上述方法很快即可查出组成环A1、A2及A3。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 图8-2 卧式车床床头和尾座两顶尖的结构示意图及装配尺寸链图 项目八 机械产品装配工艺规程的编制 1.3 装配方法及其选择装配方法及其选择在机械装配中常用的装配方法有三种：互换法、修配法和调整法。1.互换法互换法互换法按其互换性质，可分为完全互换法、大数互换法和分组互换法。(1)完全互换法。完全互换法在装配时不经任何选择、修配和调整，用合格的零件，均可达到装配精度的要求。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 完全互换法可使装配过程简单，质量稳定，生产率高，工人技术要求低，装配工时易确定，便于组织
13、流水作业或自动化装配；零件可组织专业化生产，以降低成本；机器维修方便。因此，装配时应优先考虑完全互换法。但当装配精度要求较高，尤其是组成环较多时，零件难以按经济精度加工。因此，完全互换法多用于大批量生产中高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)大数互换法。大数互换法也称部分互换法。正如实际生产所表明的，在同一装配部件中各组成环都是极限尺寸的情况极少，因此，可利用概率法放宽尺寸链的各组成环公差，使加工容易，以降低成本，并将废品率控制在一个较小的百分数内。大数互换法具有完全互换法的优点，适用于大批量生产中精度要求较高而环数较多的装配尺寸链。项目八 机械产品装
14、配工艺规程的编制(3)分组互换法。当装配精度要求很高时，其组成环公差必然很小，致使加工困难而很不经济。这时可将各组成环公差扩大数倍，按经济精度加工，然后将零件按要求的原公差分组，并按相应组进行装配，这种方法叫分组互换法。分组互换法既能扩大各组成环的公差，又能保证装配精度的要求，而且同组内的零件装配具有互换性的优点，适用于大批量生产中装配精度要求很高且环数很少的场合。例如滚动轴承的装配即采用分组互换法。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2.修配法修配法在单件生产和成批生产中，对那些装配精度要求较高的多环尺寸链，各组成环先按经济精度加工，装配时通过修配某一组成环的尺寸，使封闭环达到规定的精度，这
15、就叫修配法。由于修配法的尺寸链中各组成环的尺寸均按经济精度加工，因此装配时封闭环的误差会超过规定的允许范围。为补偿超差部分的误差，必须修配加工尺寸链中的某一组成环。被修配的零件叫修配环或补偿环。一般应选形状比较简单、修配面小、便于修配加工和装卸，并对其他尺寸链没有影响的零件作修配环。修配环在零件加工时应留有一定的修配量。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 3.调整法调整法调整法与修配法相似，各组成环也按经济精度加工。由此所引起的封闭环累积误差的扩大，在装配时通过调整某一零件(调整环)的位置或尺寸来补偿其影响。因此，调整法和修配法的区别是调整法不靠去除金属的方法，而是靠改变调整件的位置或选用合适
16、调整件的方法来保证装配精度。调整装配法的实质就是放大组成环的公差，使各组成环按经济加工精度制造。由于每个组成环的公差都较大，因此其装配精度必然超差。为了保证装配精度，可改变其中一个组成环的位置或尺寸来补偿这种影响。这个组成环称为补偿环，该零件称为调整件或补偿件。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 调整装配法分为可动调整法和固定调整法两种。(1)可动调整法。可动调整法就是改变可动调整件的位置，以达到装配精度的方法。这种方法在机械制造中应用较多。常用的调整件有螺钉、螺母和楔等。可动调整法能获得较理想的装配精度。设计可动调整件时，其最大补偿量必须考虑到最大的补偿数值。同时还要考虑在产品使用中，当零件
17、磨损而使装配精度下降时，可重新调整以恢复原有精度。可动调整法适用于装配精度要求高，在工作中容易磨损或变化的产品装配。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)固定调整法。固定调整法就是在尺寸链中选定或加入一个适当尺寸的零件作为调整件。该件是通过计算按一定的尺寸级别制成的一组专用零件。根据装配时的需要，选用某一组别的调整件来做补偿，使之达到规定的装配精度。通常使用的调整件有垫圈、垫片、轴套等零件。对于批量大和精度要求高的产品，固定调整件都采用组合垫片的形式，如不同厚度的紫铜片(厚度为0.02 mm、0.05 mm、0.06 mm、0.08 mm、0.1 mm等，再加上较厚的垫片，如1 mm、2 m
18、m等)，这样可以组合成各种需要的尺寸，以满足装配精度要求，使调整更为方便。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 调整装配法的优点是：扩大了组成环的尺寸公差，制造容易，装配时不用修配就能达到很高的装配精度，容易组织流水生产；使用过程中可以定期改变可动调整件的位置或更换固定调整件来恢复部件原有的装配精度。其缺点是采用这种方法，在结构上需要增加一个调整件，相应增加了加工费用，但由于其他组成环公差放大，因此整体上还是经济的。所以调整法适用于环数多、封闭环精度要求较高的装配尺寸链，尤其是在使用过程中组成环的零件尺寸容易变化(因磨损或温度变化)的尺寸链。(3)误差抵消调整法。在产品或部件装配时，通过调整某些
19、相关零件误差的大小和方向，使其互相抵消，以提高装配精度，这种方法叫误差抵消调整法。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 任务任务2 机械产品装配工艺规程的制订机械产品装配工艺规程的制订装配工艺规程是用文件、图表等形式规定下来的装配工艺过程。它是装配生产的指导性技术文件，又是进行装配生产计划及技术准备的主要依据，也是设计装配工装和装配车间的主要依据。装配工艺规程对保证产品的装配质量、提高装配生产率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、缩小装配车间面积、降低生产成本等方面都有重要作用。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2.1 制订装配工艺规程的原则制订装配工艺规程的原则制订装配工艺规程的原则是：(1
20、)保证产品的装配质量。合理选择装配方法最重要，力求达到最佳效果。(2)提高生产率。合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工工作量，缩短装配周期。(3)降低装配成本。要减小装配生产面积，减少工人数量和降低对工人技术等级的要求，尽量采用通用设备，减少装备投资等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2.2 制订装配工艺规程所需的原始资料制订装配工艺规程所需的原始资料1产品的装配图及验收技术标准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，并且这些图纸能够清楚地表示出所有零件相互连接的结构示意图和必要的剖视图、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、装配的技术要求及零件的
21、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、产品的验收技术条件、检验的内容和方法等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2产品的生产纲领产品的生产纲领产品的生产纲领不同，生产类型也不同。如同零件的机械加工一样，装配的生产类型也可分为大量生产、成批生产和单件小批生产三种。随着生产类型的不同，装配的组织形式、工艺方法、工艺过程的划分及使用的工艺装备情况以及手工劳动的比例均有不同。(1)大量生产时，由于产品固定，生产活动长期重复，生产周期一般较短，因此多采用流水装配线，有连续移动、间歇移动和可变节奏移动等方式，可采用自动装配和自动装配线；装配工艺过程划分较
22、细，力求达到最高的均衡性；装配专业化程度高，宜采用专用高效工艺装备，实现机械化和自动化，手工操作比重小，熟练程度容易提高，便于培养新工人，一般情况下适用于汽车、拖拉机、内燃机、滚动轴承、手表、缝纫机、电器开关等行业。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(2)成批生产时，由于产品在系列化范围内变动，分批交替投产或多品种同时投产，生产活动在一定时期内重复，因此装配的组织形式可分为三种：产品笨重、批量不大时，多采用固定流水装配；批量较大时采用流水装配；多品种平行投产时采用多种变节奏流水装配。装配工艺过程的划分必须符合批量的大小，尽量使生产均衡；装配时使用的通用设备较多，但也可采用一定数量的专用工、夹、
23、量具，以保证装配质量和提高工作效率；手工操作比重大，技术水平要求较高，一般适用于机床、机车车辆、中小型锅炉、矿山采掘机等行业。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(3)单件小批生产时，由于产品经常变换，不定期重复生产，生产周期一般较长，因此装配以修配法和调整法为主。装配时一般不制订详细的工艺文件，工序可适当调整，工艺也可灵活掌握；装配时一般使用通用设备和工、夹、量具；手工操作比重大，技术工人应有较高的技术水平和多方面的工艺知识，多应用于重型机床、重型机器、汽轮机、大型内燃机、大型锅炉等行业。3现有的生产条件现有的生产条件应了解本企业现有的装配工艺设备和装备、工人技术水平、装配车间的面积等情况，使
24、制订的工艺规程符合本企业的生产实际。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2.3 制订装配工艺规程的方法及步骤制订装配工艺规程的方法及步骤1.分析产品的装配图样及验收条件分析产品的装配图样及验收条件(1)了解产品及部件的具体结构、装配技术要求和检查验收的内容及方法。(2)审查产品的结构工艺性。(3)研究设计人员所确定的装配方法，进行必要的装配尺寸链分析与计算。如发现问题，应及时提出。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2.确定装配方法和组织形式确定装配方法和组织形式根据生产纲领和现有的生产条件，综合考虑加工和装配之间的关系来确定装配方法。装配方法包括两个方面：一方面是指手工装配或机械装配；另一方
25、面是指保证装配精度的工艺方法。前者的选择取决于生产纲领、产品的装配工艺性以及产品的尺寸、质量和结构的复杂程度；后者的选择主要取决于生产纲领、装配精度以及装配尺寸链中组成环的多少。根据产品的结构特点和生产纲领的不同，装配组织形式可采用固定式或移动式。一般情况下，固定式装配适用于单件小批生产，移动式装配只适用于大批量生产。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 3.划分装配单元及确定装配顺序划分装配单元及确定装配顺序1)划分装配单元将产品划分为装配单元是制订装配工艺规程中最重要的一个步骤，它对于大量生产结构复杂的产品尤为重要。只有将产品合理地分解为可以进行独立装配的单元后，才能合理地安排装配顺序和划分
26、装配工序，组织装配工作的平行、流水作业。产品或机器是由零件、组件、部件等独立装配单位经过总装而成的。零件是组成机器的基本单元，一般都预先将零件装成组件和部件后，再安装到机器上，直接进入总装的零件并不太多。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 2)选择装配基准件无论哪一级装配单元，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性要求。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；床身部件又是机床产品的装配基准部件。选择基准件时，应使基准件的
27、补充加工量最少，尽可能不再有后续加工工序，同时应有利于装配过程中的检测、工序间的传递运输和翻身、转位等作业。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 3)确定装配顺序并绘制装配系统图在划分好装配单元，并确定装配基准件后，即可安排装配顺序。在确定装配顺序时应考虑以下原则：(1)预处理工序先行。如零件的倒角、去毛刺与飞边、清洗、防锈、防腐处理、涂装、干燥等预处理工序应首先进行。(2)先进行基础零部件的装配，使机器在装配过程中重心处于最稳状态。(3)先进行复杂件、精密件和难装配件的装配。因为开始装配时，基准件上有较开阔的安装、调整、检测空间，有利于较难零部件的装配。项目八 机械产品装配工艺规程的编制(4)
28、先进行易破坏后续工序装配质量的工序。如冲击性质的装配、压力装配、加热装配等，配作加工工序应尽量安排在装配初期进行，以保证整个产品的装配质量。(5)集中安排使用相同工装、设备和具有共同特殊环境的工序，以减少装配工装、设备的重复使用，避免产品在装配地迂回。(6)处于基准件同一方位的装配工序应尽可能集中连续安排，以防止基准件的多次转位和翻身。(7)电线、油(气)管路的安装应与相应工序同时进行，以防止零部件的反复拆装。(8)易燃、易爆、易碎零部件或有毒物质的安装尽可能放在最后，以减少安全防护工作量，保证装配工作顺利进行。(9)及时安排检测工序，保证前行工序的质量。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 4
29、.划分装配工序划分装配工序装配顺序确定以后，就可以将装配工艺过程划分为若干工序。其主要工作包括以下步骤：(1)划分装配工序，确定工序内容。(2)制订工序装配质量要求与检测项目。(3)制订各工序施力、温升等操作规范。(4)选择装配工具和装备。(5)确定工时定额与平衡各工序的节拍。(6)确定产品检测和试验方法等。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 为了清晰地表示装配顺序，常采用装配工艺系统图。对于结构比较简单、组成零部件少的产品，可只绘制产品装配系统图；对于结构复杂、组成零部件多的产品，则还需绘制各装配单位的装配系统图。5.绘制装配单元系统图绘制装配单元系统图装配单元系统图是表示从分散的零件如何依
30、次装配成组件、部件以至成品的途径及其相互关系的程序。按照产品的复杂程度，为了表达清晰方便，可分别绘制产品装配系统图和部件装配系统图，甚至组件装配系统图。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 在装配单元系统图上加注所需的工艺说明(如焊接、配钻、配刮、冷压、热压、攻螺纹、铰孔及检验等)，就形成了装配工艺系统图。此图较全面地反映了装配单元的划分、装配顺序和装配工艺方法，它是装配工艺规程中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。6.填写工艺文件填写工艺文件单件小批生产仅要求填写装配工艺过程卡。中批量生产时，通常只需要填写装配工艺过程卡，对复杂产品则还需填写装配工序卡。大批大量生产时，不仅要求填写装配工艺过程卡，而且要填写装配工序卡，以便指导工人进行装配。项目八 机械产品装配工艺规程的编制 7.制订产品检测与试验规范制订产品检测与试验规范产品装配完后，应按产品技术性能和验收技术条件进行检测与试验，因此还需制订产品检测与试验规范，主要内容包括：(1)检测和试验的项目及检验质量指标；(2)检测和试验方法、条件与环境要求；(3)检测和试验所需工装的选择与设计；(4)质量问题的分析方法和处理措施。
