机器装配工艺规程设计.ppt

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1、第6节 机器装配工艺规程设计,2 装配工作的基本内容,1)清洗：目的是去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污，并使零件具有一定的防锈能力。,2)连接：是装配的主要工作。连接包括： 可拆连接(用螺纹、键、销连接等) 不可拆连接(用焊接、粘结、铆接和过盈配合等),3)校正、调整与配作：为保证装配精度，提高经济性。 配作是指几个零件配钻、配铰、配刮和配磨等。配刮和配磨的目的是为增加相配表面的接触面积和提高接触刚度。,4)平衡：对转速较高、旋转平稳性要求较高的机器，为了防止运转中发生振动，对旋转零、部件进行平衡。平衡包括： 静平衡：以消除质量分布不均所造成的静力不平衡。 动平衡：以消除质量分布不均所造成的

2、力偶不平衡。 5)试验与验收：按照有关技术标准和规定进行。,3 机器装配精度,机器装配精度分析,影响装配精度的因素 零件的加工精度（与多个零件精度有关，图）,装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起的零件变形 旋转零件的不平衡,（1）装配尺寸链的建立,装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则,确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求 装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便

3、是装配尺寸链的组成环。,组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。 又称一件一环原则。,4 装配方法,1）装配尺寸链的完全互换法,采用极值算法计算装配尺寸链 封闭环公差的分配,a）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值 b）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定 c）当分配待定的组成环公差时，一般可按经验视各环尺寸加工难易程度加以分配。如果尺寸相近，加工方法相同，则取其公差值相等；难加工或难测量的组成环，其公差可取较大值。 d）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”

4、，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸,齿轮 3 要在轴 1 上回转，故要求齿轮左右端面与轴套 4、档圈 2之间应留有一定间隙。己知 A1= 35mm，A2=14mm，A3=49mm，若要求装配后齿轮右端的间隙在 0.10 0.35mm 之间，试以完全互换装配法解算各组成环的公差和极限偏差。,解：,画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺寸和公差：,有题意知在 A0与 A1、A2、A3组成的尺寸链中，A1、A2为减环，A3是增环。,封闭环基本尺寸 A0： A0= Ap-Aq= A3-（A1+ A2）=0mm,封闭环公差 T0： T0=（0.35-

5、0.10）mm =0.25mm,所以：A00+0.10+0.35,确定各组成环公差和协调环 按照“等公差法”分配各组成环公差TavA ：,TavA= T0/m =0.25/3mm0.083mm,由于A2是一个挡圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具测量，因此选它作为协调环。,T1= T3=0.10mm T2= T0- T1- T3=（0.25-0.10-0.10）mm =0.05mm,组成环的公差值为：,确定各组成环的极限偏差,入体方向不明的长度尺寸，其极限偏差按 “对称偏差”原则配置。,A1 =350-0.10mm A3 =（490.05）mm,确定协调环的极限偏差,有ES0=ESp-EIq

6、 得 EI2= -0.20mm 有 EI0=EIp-ESq 得：ES2= -0.15mm 故 A2=14-0.15-0.20mm,核算封闭环的极限尺寸,A0max=Apmax-Aqmin 0.343mm A0min=Apmin-Aqmax 0.10mm,核算结果表明，封闭环尺寸符合规定要求，故所求组成环尺寸和极限偏差分别为： A1=350-0.10mm，A2=14-0.150-0.193mm，A3=（490.05）mm,【解】,图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标准件），

7、A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。,【例】,1）建立装配尺寸链,确定增减环。 2) 确定封闭环基本尺寸及公差 A0=0 T00.35-0.1=0.25 3）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为： Tav= （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：,T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02,3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：,，,除协调环以外各组成环公差按入体标注：,计算协调环偏差： EI5 = - 0.12 ,

8、 ES5 = - 0.1 最后可确定：,2） 装配尺寸链的统计互换法,采用概率算法计算装配尺寸链 封闭环公差分配原则同完全互换法,己知 A1= 35mm，A2=14mm，A3=49mm，若要求装配后齿轮右端的间隙,A00+0.10+0.35,解：,画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺寸和公差：,有题意知在 A0与 A1、A2、A3组成的尺寸链中，A1、A2为减环，A3是增环。,封闭环基本尺寸 A0： A0= Ap-Aq= A3-（A1+ A2）=0mm,封闭环公差 T0： T0=（0.35-0.10）mm =0.25mm,所以：A00+0.10+0.35,确定各组成环公差和协调环 按照

9、“平均平方公差”分配各组成环公差TavA ：,T1= T3=0.160mm T20.106mm 取0.70,组成环的公差值为：,活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，加工经济公差为0.01。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。,3）装配尺寸链的分组选配法,将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。,【例】,活塞与活塞销组件图,【解】,1）建立装配

10、尺寸链 如图所示。,3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为： ，将其分为 4组，解图所示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：,2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。,采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济公差制造，但留出一个尺寸做修配环。通常选容易修配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。,4）修配装配法,解 选择修配环 从便于修配考虑，选取组成环 A2为修配环。,确定组成环极限偏差 按加工经济精度确定各组成环公差，并按 “入体标注”原则确定极限偏差，,A1= 53h10 = 53（0，-0.12）mm， A3= 15.74h11 = 1

11、5.74（0，-0.055）mm， A4=71.74js11=（71.740.095）mm， A5=22js11=（220.065）mm， 并设 A2=25（+0.13，0）mm。,计算封闭环极限尺寸 A0max、 A0min A0max= A4max+ A5max- A1min- A2min- A3min =0.335mm A0min= A4min+ A5min- A1max- A2max- A3max = -0.29mm 由此可知 A0=0+0.335-0.290mm 由于封闭环 A0不符合装配要求，需通过修配修配环 A2来达到规定的装配精度。,（必须保证有0.17 0.28mm 的啮合间

12、隙）,最大为 + 0.335mm，最小为-0.29mm。当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙大于 0.28mm 时，无法通过修配A2来达到规定的装配精度要求。,修配环基本尺寸 A2=25+A2 =25.06mm,确定修配环尺寸,验算修配量,当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙为最大值（+ 0.28mm）时，无需修配就能满足装配精度要求；当出现齿条相对于齿轮的间隙为 - 0.35mm 时，修配环的修配量最大，A2的 最 大 修 配 量 Kmax= （0.35 + 0.17）mm = 0.52mm。,（4）调整装配法,在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，除调整环外各组成环均以加工经济精度制造，由于扩大

13、组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，通过调节调整件相对位置的方法消除，最后达到装配精度要求。,调节调整件相对位置的方法有可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法等 3种,1）可动调整法,2）固定调整法,通过更换不同尺寸的固定调整环进行补偿由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差， 达到装配精度要求。这种装配方法，称为固定调整装配方法。,图所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.050.20范围内。若A1和A2的基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度。,由题意：,由尺寸链b，可求出：,式中 TS、T0、TK 分别为空

14、位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：T0 = 0.15, TS = 0.25, 并假定 TK = 0.05，代入上式得到：z3取 n = 3，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸,由此可确定出分级数z ：,确定调整环的基本尺寸（上偏差为0，下偏差为0.05)：,Asmin-A0=5.95, 即Ak1=4.95(0,-0.05),尺寸间隔为0.1,3）误差抵消调整法 在机器装配中，通过调整被装零件的相对位置，使加工误差相互抵消，可以提高装配精度，这种装配方法称为误差抵消调整法。,1 零件结构工艺性的基本概念 l零件结构工艺性：零件制造、装配、维修的难易程度，是评价零件结构优

15、劣的重要技术经济指标。,l衡量零件结构工艺性的依据 1）零件 结构通用化、标准化、系列化的程度； 2）零件加工工艺复杂程度及经济性； 3）材料的利用率； 4）加工面积的大小和实现自动化加工的可能性。,l 结构工艺性是相对的，与生产规模、设备条件、技术水平等因素密切相关,第7节 机械产品设计的工艺性评价,2 切削加工对零件结构工艺性要求,l 提高零件结构工艺性的原则 1）在保证零件刚度、强度等条件下减轻零件的重量和体积，以节省材料，方便储运。具体设计方法：合理运用加强筋等。,2）有利于保证加工的可能性和经济性，保证加工质量，提高加工效率。具体设计方法：简化结构、减小加工面积、工件便于安装定位、加

16、工和测量、满足工种工艺的要求等。,例如：螺纹退刀槽、砂轮越程槽、刨、插退刀槽,刀具形状影响：钻孔顶角、不能在斜面上钻孔，出口也不能是斜面、孔轴线必须是直线；铣刀圆弧，内凹处不能是尖角。,3）零件结构要素标准化、系列化，以简化工艺装备（刀具、夹具、量具及辅具等）。 4）合理规定尺寸精度、表面粗糙度要求及主要件的性能参数，以缩短加工过程。 5）把先进的工艺方法与工厂 实际生产条件结合起来。,图例：便于加工,图：刀具结构影响,3 机械产品设计的装配工艺性评价,（1） 机器结构应能划分成几个独立的装配单元,1） 便于组织平行装配流水作业，可以缩短装配周期；,2）便于组织厂际协作生产，便于组织专业化生产；,3）有利于机器的维护修理和运输。,（2） 尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量,修配劳动量比较,机械加工劳动量比较,(3) 机器结构应便于装配和拆卸,