机器装配工艺基础课件.ppt
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- 机器 装配 工艺 基础 课件
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1、装配单元装配单元零件、合件、组件、零件、合件、组件、部件、机器部件、机器装配装配装配内容装配内容清清洗洗连连接接校校正正调调整整配配作作平平衡衡验验收收试试验验(1)清洗。去除油污及机械杂质)清洗。去除油污及机械杂质保证产品的质量和延长产品保证产品的质量和延长产品 的使用寿命。清洗剂有煤油、汽油、碱液和多种化学清洗剂的使用寿命。清洗剂有煤油、汽油、碱液和多种化学清洗剂 等。清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。经清洗等。清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。经清洗 后的零件或部件必须有一定的中间防锈能力。后的零件或部件必须有一定的中间防锈能力。(4)配作。用已加工的零件为基准,加工与其
2、相配的另一个零)配作。用已加工的零件为基准,加工与其相配的另一个零 件,或将两个件,或将两个(或两个以上或两个以上)零件组合在一起进行加工的方法零件组合在一起进行加工的方法 叫配作。配作的工作有配钻、配铰、配刮、配磨和机械加工叫配作。配作的工作有配钻、配铰、配刮、配磨和机械加工 等,配作常与校正和调整工作结合进行。等,配作常与校正和调整工作结合进行。(5)平衡。对转速较高、运动平稳性要求高的机械,为了防止在)平衡。对转速较高、运动平稳性要求高的机械,为了防止在 使用中出现振动,需要对有关的旋转零件、部件进行平衡工使用中出现振动,需要对有关的旋转零件、部件进行平衡工 作,常用的有静平衡法和动平衡
3、法两种。作,常用的有静平衡法和动平衡法两种。(6)验收试验。产品装配完毕后,要按有关技术标准和规定,对)验收试验。产品装配完毕后,要按有关技术标准和规定,对 产品进行全面检查和试验工作,合格后才能准许出厂。产品进行全面检查和试验工作,合格后才能准许出厂。(2)连接。装配过程中有大量的连接。常见的连接方式有两种,)连接。装配过程中有大量的连接。常见的连接方式有两种,一种是可拆卸连接,如螺纹连接、键连接和销连接等;另一一种是可拆卸连接,如螺纹连接、键连接和销连接等;另一 种是不可拆卸连接,如焊接、铆接和过盈配合联接等。种是不可拆卸连接,如焊接、铆接和过盈配合联接等。(3)校正调整。在装配过程中对相
4、关零件、部件的相互位置要进)校正调整。在装配过程中对相关零件、部件的相互位置要进 行找正、找平和相应的调整工作。行找正、找平和相应的调整工作。装配方法含义包含两个方面:装配方法含义包含两个方面:一是指手工装配还是机械装配;一是指手工装配还是机械装配;二是指保证装配精度的工艺方法和装配尺寸链的计算方法。前者主二是指保证装配精度的工艺方法和装配尺寸链的计算方法。前者主要取决于生产纲领和产品的装配工艺性,也要考虑产品尺寸、质量、要取决于生产纲领和产品的装配工艺性,也要考虑产品尺寸、质量、结构复杂程度及条件;对后者的选择则主要取决于生产纲领和装配结构复杂程度及条件;对后者的选择则主要取决于生产纲领和装
5、配精度,但也与装配尺寸链中组成环数的多少有关。精度,但也与装配尺寸链中组成环数的多少有关。装配精度是指装配后实际达到的精度。对于各类机械产品的精装配精度是指装配后实际达到的精度。对于各类机械产品的精度,有相应的国家标准和部颁标准,对于无标准可循的产品,可根度,有相应的国家标准和部颁标准,对于无标准可循的产品,可根据用户的要求,参照经过实践考验的类似产品的已有数据,采用类据用户的要求,参照经过实践考验的类似产品的已有数据,采用类比法确定。比法确定。装装配配精精度度配合精度配合精度位置尺寸精度和位置精度位置尺寸精度和位置精度 相对运动精度相对运动精度 接触精度接触精度 零部件间的配合精度是指配合面
6、间达到规定的间隙或过盈的要零部件间的配合精度是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。它影响配合性质和配合质量,由国家标准求。它影响配合性质和配合质量,由国家标准公差和配合公差和配合来确来确定。例如:轴和孔的配合间隙或配合过盈的变化范围。定。例如:轴和孔的配合间隙或配合过盈的变化范围。零部件间的位零部件间的位置尺寸精度是指零部置尺寸精度是指零部件间的距离精度,如件间的距离精度,如轴向距离精度和轴线轴向距离精度和轴线距离距离(中心距中心距)精度等。精度等。例如床头和尾座两顶例如床头和尾座两顶尖的等高度属此项精尖的等高度属此项精度。度。零部件间的接触精度是指配合表面、接触表面和连接表面达零部件间的接
7、触精度是指配合表面、接触表面和连接表面达到规定的接触面积大小与接触点分布的情况。它影响接触刚度和到规定的接触面积大小与接触点分布的情况。它影响接触刚度和配合质量。例如导轨接触面间、锥体配合和齿轮啮合等处,均有配合质量。例如导轨接触面间、锥体配合和齿轮啮合等处,均有接触精度要求。接触精度要求。零部件间的位置精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动。零部件间的位置精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动。相对运动精度是指有相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度。相对运动精度是指有相对运动的零部件间在运动方向和运动位置上的精度。运动方向上的精度包括零部件间相对运动时的直线度、平行度和垂直度等
8、。运动运动方向上的精度包括零部件间相对运动时的直线度、平行度和垂直度等。运动位置上的精度即传动精度是指内联系传动链中,始末两端传动元件间相对运动位置上的精度即传动精度是指内联系传动链中,始末两端传动元件间相对运动(转角转角)精度。精度。相关因素相关因素要求要求 机器和部件是由零件装配而成的,因此零件的精度特别是关键零件的机器和部件是由零件装配而成的,因此零件的精度特别是关键零件的加工精度对装配精度有很大影响;一般而言,多数的装配精度是和它相关的加工精度对装配精度有很大影响;一般而言,多数的装配精度是和它相关的若干个零部件的加工精度有关。若干个零部件的加工精度有关。?能否完全靠相关能否完全靠相关
9、零件的制造精度零件的制造精度来直接保证较高来直接保证较高的装配精度?的装配精度?有时装配精度很难由相关零部件的加工精度直接保证。所以在生产中有时装配精度很难由相关零部件的加工精度直接保证。所以在生产中常按较经济的精度来加工相关零部件,而在装配时则采用一定的工艺措施常按较经济的精度来加工相关零部件,而在装配时则采用一定的工艺措施(如选择、修配和调整等如选择、修配和调整等),从而形成不同的装配方法来保证装配精度。,从而形成不同的装配方法来保证装配精度。装配尺寸链:装配尺寸链:指在装配过程中,由不同零件的相关设计尺寸作指在装配过程中,由不同零件的相关设计尺寸作为组成环所构成的尺寸链。为组成环所构成的
10、尺寸链。(1)线性装配尺寸链的建立方法)线性装配尺寸链的建立方法减速器齿轮轴组件装配实例减速器齿轮轴组件装配实例步骤步骤查找组成环查找组成环确定封闭环确定封闭环画尺寸链图并确定组成环的性质画尺寸链图并确定组成环的性质确定相关零件上的相关尺寸确确定相关零件上的相关尺寸确定相关尺寸应遵守定相关尺寸应遵守“一件一环一件一环(尺寸链环数最少或尺寸链最(尺寸链环数最少或尺寸链最短)短)”的原则。的原则。装配精度要求即为封闭环装配精度要求即为封闭环查找相关零件查找相关零件 从封闭环两端为起点,沿着两端从封闭环两端为起点,沿着两端的两个零件由近及远地查找与封闭环的两个零件由近及远地查找与封闭环有关的零件,直
11、至找到同一个基准零有关的零件,直至找到同一个基准零件或同一基准表面为止。其间所经过件或同一基准表面为止。其间所经过的零件就是相关零件。的零件就是相关零件。A2A3 A4 A5 A6 A0 A1 1A2A3A4A5A6A (2 2)装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法方法方法概率法概率法极值法极值法 极值法(完全互换法)极值法(完全互换法)是在各组成环误差处于极端情况下,来确定是在各组成环误差处于极端情况下,来确定封闭环和组成环关系的一种计算方法。特点是简单可靠,但在封闭环公封闭环和组成环关系的一种计算方法。特点是简单可靠,但在封闭环公差较小且组成环数较多时,各组成环的公差将更小,而使加工困
12、难,制差较小且组成环数较多时,各组成环的公差将更小,而使加工困难,制造成本增加。造成本增加。概率法(大数互换法)概率法(大数互换法)的出发点是考虑到各环同时出现极值的概率的出发点是考虑到各环同时出现极值的概率很小,从而可以用利用误差分布的概率规律来计算封闭环和各组成环之很小,从而可以用利用误差分布的概率规律来计算封闭环和各组成环之间的关系。特点是可以将各组成环的公差扩大间的关系。特点是可以将各组成环的公差扩大 倍。倍。m概率法解尺寸链的基本公式概率法解尺寸链的基本公式 封闭环的基本尺寸计算公式与第六章相同。封闭环的基本尺寸计算公式与第六章相同。封闭环的公差封闭环的公差 i0根据概率论关于独立随
13、机变量合成规则,各组成环根据概率论关于独立随机变量合成规则,各组成环(独立随机变量独立随机变量)与封闭环的标准偏差与封闭环的标准偏差的关系为的关系为 的标准偏差的标准偏差mii120式中式中m组成环的环数组成环的环数 1 组成环按正态规律分布组成环按正态规律分布 如果组成环的实际尺寸都按正态分如果组成环的实际尺寸都按正态分布,且分布范围与公差带宽度一致,分布,且分布范围与公差带宽度一致,分布中心与公差带中心重合布中心与公差带中心重合(见图见图),则,则封闭环的尺寸也按正态分布,各环公差封闭环的尺寸也按正态分布,各环公差与标准偏差的关系如下:与标准偏差的关系如下:006TiiT62 将此关系代入
14、式将此关系代入式1得得 miiTT120即封闭环的公差等于所有组成环公差的平方和开方。即封闭环的公差等于所有组成环公差的平方和开方。当各组成环为不同于正态分布的其他分布时,应当引入一个相对分布当各组成环为不同于正态分布的其他分布时,应当引入一个相对分布系数系数 K,即,即 miiiTKT12203 不同形式的分布,不同形式的分布,K的值也不同。如正态分布时,的值也不同。如正态分布时,Kl;偏态分布时,;偏态分布时,K1.17 等。等。封闭环的中间偏差和极限偏差封闭环的中间偏差和极限偏差 由上图可见,中间偏差由上图可见,中间偏差为上偏差与下偏差的平均值,即为上偏差与下偏差的平均值,即 00021
15、EIES iiiEIES 215 4 封闭环的中间尺寸封闭环的中间尺寸中0A mniiniiAAA110中中中6 即封闭环的中间尺寸等于所有增环的中间尺寸之和减去所有减环中即封闭环的中间尺寸等于所有增环的中间尺寸之和减去所有减环中间尺寸之和。间尺寸之和。封闭环的中间偏差封闭环的中间偏差0mniinii1107 即封闭环的中间偏差等于所有增环的中间偏差之和减去所有减环的即封闭环的中间偏差等于所有增环的中间偏差之和减去所有减环的中间偏差之和。中间偏差之和。(1 1)正计算(校核计算)正计算(校核计算)即已知组成环的尺寸和公差,求解即已知组成环的尺寸和公差,求解封闭环的尺寸和公差。这类问题多出现封闭
16、环的尺寸和公差。这类问题多出现在装配、检验中,用以校验产品是否合在装配、检验中,用以校验产品是否合格。格。中间偏差、极限偏差和公差的关系如下中间偏差、极限偏差和公差的关系如下 2TES2TEI8 9 式式1式式9也可以用于完全互换法。用概率互换法计算尺寸链的步骤也可以用于完全互换法。用概率互换法计算尺寸链的步骤与完全互换法相同,只是某些计算公式不同。与完全互换法相同,只是某些计算公式不同。(2 2)反计算(设计计算)反计算(设计计算)即已知封闭环的尺寸和公差,求解组成环的尺寸和公差。这类即已知封闭环的尺寸和公差,求解组成环的尺寸和公差。这类问题多出现在设计中,即在提出装配精度要求后,如何设计相
17、关零问题多出现在设计中,即在提出装配精度要求后,如何设计相关零件的精度。件的精度。分配封闭环分配封闭环公差的方法公差的方法等公差法等公差法等精度法等精度法经验法经验法等公差法:等公差法:由于封闭环的公差由于封闭环的公差 miiTT120,所以各组成环的公差,所以各组成环的公差 mTT010 等精度法:等精度法:各组成环相同的公差等级系数各组成环相同的公差等级系数 11 miiiTa120 计算出计算出 后,按标准查取与之相近的公差等级系数,进而查后,按标准查取与之相近的公差等级系数,进而查表确定各组成环的公差。表确定各组成环的公差。各组成环的极限偏差确定方法是先留一个组成环作为调整环,各组成环
18、的极限偏差确定方法是先留一个组成环作为调整环,其余各组成环的极限偏差按其余各组成环的极限偏差按“入体原则入体原则”确定,即包容尺寸的基本确定,即包容尺寸的基本偏差为偏差为H H,被包容尺寸的基本偏差为,被包容尺寸的基本偏差为h h,一般长度尺寸用,一般长度尺寸用jSjS。进行公差设计计算时,最后必须进行校核,以保证设计的正确进行公差设计计算时,最后必须进行校核,以保证设计的正确性。性。a(3 3)解中间问题(设计计算)解中间问题(设计计算)即已知封闭环与部分组成环的尺寸和公差,求解其余组成环的即已知封闭环与部分组成环的尺寸和公差,求解其余组成环的尺寸和公差。这类问题在设计和工艺中均会出现,许多
19、反计算最后尺寸和公差。这类问题在设计和工艺中均会出现,许多反计算最后都会转化为中间问题来求解。都会转化为中间问题来求解。机械产品的精度要求,最终是由装配来予以保证。根据产品的机械产品的精度要求,最终是由装配来予以保证。根据产品的性能要求、生产条件,可以采用不同的性能要求、生产条件,可以采用不同的装配方法装配方法。装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围完全互换法 配合件公差之和小于/等于规定装配公差;装配操作简单;便于组织流水作业和维修工作 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者,或零件数较多但装配精度要求不高者大数互换法 配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差;装配操作
20、简单,便于流水作业;会出现极少数超差件 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求,零件加工公差较完全互换法可适当放宽;完全互换法适用产品的其它一些部件装配 分组选配法 零件按尺寸分组,将对应尺寸组零件装配在一起;零件误差较完全互换法可以大数倍适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法 预留修配量的零件,在装配过程中通过手工修配或机械加工,达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调节法 装配过程中调整零件之间的相互位置,或选用尺寸分级的调整件,以保证装配精度动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合;静调整法多用于大批量生产中零件数
21、较多、装配精度要求较高的场合 1.1.完全完全互换法互换法 互换法是在装配过程中,零件互换后仍能达到装配精度要求的互换法是在装配过程中,零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。产品采用互换法时,装配精度主要取决于零件的加工精装配方法。产品采用互换法时,装配精度主要取决于零件的加工精度。互换法的实质就是控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。度。互换法的实质就是控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。完全互换法就是装配时各配合零件不需进行任何修理、选择或完全互换法就是装配时各配合零件不需进行任何修理、选择或调整、修配即可达到装配精度要求的装配方法。调整、修配即可达到装配精度要求的装配方法。该方
22、法的特点是装配质量稳定可靠,对装配工人的技术等级要该方法的特点是装配质量稳定可靠,对装配工人的技术等级要求较低,装配工作简单、经济、生产率高,便于组织流水装配和自求较低,装配工作简单、经济、生产率高,便于组织流水装配和自动化装配,又可保证零、部件的互换性,便于组织专业化生产和协动化装配,又可保证零、部件的互换性,便于组织专业化生产和协作生产,容易解决备件供应。因此完全互换装配法是比较先进和理作生产,容易解决备件供应。因此完全互换装配法是比较先进和理想的装配方法。适宜于成批、大量生产。想的装配方法。适宜于成批、大量生产。完全互换法完全互换法应用实例应用实例 例例1:如图所示齿轮箱,:如图所示齿轮
23、箱,根据使用要求,应保证间隙根据使用要求,应保证间隙A。在在11.75mm之间。已知之间。已知各零件的基本尺寸为各零件的基本尺寸为(单位为单位为mm):A1140,A2A55,A3101,A450。用用“等精度法等精度法”求各环的极求各环的极限偏差。限偏差。解:解:(1)由于间隙由于间隙A。是装配。是装配后得到的,故为封闭环;尺寸链图如图后得到的,故为封闭环;尺寸链图如图b所示,其中所示,其中A3、A4为增环,为增环,A1、A2和和A5为减环。为减环。(2)计算封闭环的基本尺寸计算封闭环的基本尺寸 A0(A3+A4)-(A1+A2+A5)(101+50)-(140+5+5)1(mm)故封闭环的
24、尺寸为故封闭环的尺寸为 mm。T00.75mm。75.001(3)计算各环的公差计算各环的公差由表可查各组成环的公差单位:由表可查各组成环的公差单位:i12.52,i2=i5=0.73,i3=2.17,i4=1.56。(单位均为(单位均为m)按式得各组成环相同的公差等级系数按式得各组成环相同的公差等级系数 9773.056.117.273.052.2750543210iiiiiTa 查表可知,查表可知,a97在在ITl0级和级和ITll级之间。级之间。根据实际情况,箱体零件尺寸大,难加工,衬套尺寸易控制,根据实际情况,箱体零件尺寸大,难加工,衬套尺寸易控制,故选故选A1、A3和和A4为为ITl
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