1、第8章 機械裝配工藝基礎 8.1 概述 機器的裝配包括裝配、調整、檢查和試驗等工作。制定合理的裝配工藝，采用正確的裝配方法，確定適當?shù)难b配組織形式，制定合理的裝配過程，提高裝配質量和效率，是保證產品質量的重要方面。 8.1.1 裝配的概念 1. 裝配 按照規(guī)定的精度和技術要求，將若干零件結合成部件或將若干零件和部件結合成產品的工藝過程，稱為裝配。前者稱為部件裝配，后者稱為總裝配。 2. 機器的裝配過程 對于結構比較復雜的產品，為了設計、加工和裝配的方便，常將機器分成部件、組件和套件等部分，它們都能形成獨立的設計單元、加工單元 和裝配單元。 （1）套件及套裝 套件是在一個基準零件上，裝上一個或若

2、干個零件構成的。每個套件只有一個基準零件，起聯(lián)接相關零件和確定各零件相對位置的作用。將零件結合成套件的裝配過程稱為套裝，如圖a所示。套件在以后的裝配中，可作為一個零件來使用，一般不再分開，所以套件和零件一樣，是裝配過程中最小的裝配單元。 （2）組件及組裝 組件是在一個基準零件上，裝上一個或若干個套件和零件構成的。它與套件的區(qū)別在于組件在以后的裝配中可以拆卸，而套件在以后的裝配中一般不再拆開。每個組件也只有一個基準零件，起聯(lián)接相關零件和套件、確定零件和 套件相對位置的作用。 將零件或零件與套件 結合成組件的裝配過 程稱為組裝。圖b所示 為一個組件。 （3）部件及部裝 部件是在一個基準零件上，裝上

3、若干個組件、套件和零件構成的。部件在機械產品中能完成相對獨立的功能。每個部件也只有一個基準零件。將組件、套件和零件結合成部件的裝配過程稱為部裝。 （4）總裝 在一個基準零件上，裝上若干個部件、組件、套件和零件就成為機器。同樣，每臺機器只有一個基準零件，所起作用與上述相同。把部件、組件、套件和零件裝配成最終產品的裝配過程稱為總裝。 在生產中，常用裝配系統(tǒng)圖來反映裝配單元的劃分、裝配順序的安排和裝配工藝方法，它是裝配工藝規(guī)程中的主要文件之一，也是劃分裝配工序的依據(jù)，從中可以清晰看出如何從 分散的零件依次裝配成套 件、組件、部件直至產品 的。圖8.10為組件裝配系 統(tǒng)圖（見8.3節(jié)），圖為機器裝配系

4、統(tǒng)圖。 8.1.2 裝配工作的基本內容 1. 清洗 裝配前一定要將零件表面的油污和機械雜質清洗干凈，以保證產品質量和延長使用壽命。 2. 聯(lián)接 將兩個或兩個以上的零件結合在一起的裝配工作稱為聯(lián)接。 （1）可拆卸聯(lián)接 可拆卸聯(lián)接是指相互聯(lián)接的零件可進行多次拆裝且不損壞任何零件的一種聯(lián)接方式。常見的有螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接。螺紋聯(lián)接時應注意以下事項： 1）裝配時，螺紋件通常采用各種扳手擰緊，擰緊力矩應適當：對于需要控制擰緊力矩的螺紋聯(lián)接件，須采用限力扳手或測力扳手擰緊。 2）成組裝配時，為了保證各螺釘（或螺母）具有 相等的預緊力，應按照一定的順序來擰緊：從中央、對稱地、交叉地向四周擴展，用扭矩扳

5、手，分23遍逐次擰至規(guī)定的扭矩。如圖所示。 3）應注意采取防松措施。常見的防松措施有鎖緊 螺母、彈簧墊圈、串聯(lián)鋼絲、開口銷和帶槽螺母等。 （2）不可拆卸聯(lián)接 不可拆卸聯(lián)接是指零件相互聯(lián)接后是不可拆的， 若要拆卸則會損壞某些零件的一種聯(lián)接方式。常見的 有焊接、鉚接和過盈聯(lián)接等。 1）壓入法是將有過盈量配合的兩個零件壓到配合 位置的裝配過程。分手工錘擊壓裝和壓力機壓裝兩種。 2）熱脹法是指在裝配有過盈量配合的兩個零件時， 先將包容件加熱脹大，再將被包容件裝配到配合位置 的一種裝配方法。 3）冷縮法是指在裝配 有過盈量配合的兩個零件時， 先將被包容件用冷卻劑冷卻， 使其尺寸收縮，再裝入包容 件中使其

6、達到配合位置的一種裝配方法。 3. 校正、調整與配作 （1）校正 校正是指在裝配過程中通過找正、找平以及相應 的調整工作來確定相關零部件的相互位置，從而保證 裝配精度。校正可以采用調整方法或修配方法來實現(xiàn)。 （2）調整 調整是指相關零部件相互位置的調節(jié)工作。除完 成上述校正調整外，還有調節(jié)各運動副的間隙。通過 調整來保證各零件間的位置精度和某些運動副的間隙， 從而保證裝配精度。 （3）配作 配作是指配鉆、配刮、配鉸、配磨等在裝配過程 中附加的一些鉗工和機械加工工作，它是以已加工零件為基準，加工與其相配的另一零件，或將兩個（或兩個以上）的零件組合在一起再進行加工的方法。配作必須先將零件通過校正調

7、整，使其相互 位置正確、確定后才能進行。 4. 平衡 對于轉速高、運轉平穩(wěn)性要求高的機器，為了防 止或減小在工作過程中因旋轉件質量不平衡產生的離 心慣性力，使機器產生振動、噪聲。裝配時需對有關 旋轉零部件進行平衡。平衡的方法有靜平衡和動平衡 兩種。旋轉零件的不平衡質量可用以下方法進行平衡： （1）加重法 用補焊、鉚接、膠接和螺紋聯(lián)接等方法加配質量。 （2）減重法 用鉆、銼、銑、磨等方法去除質量。 （3）調節(jié)法 在預制的平衡槽內改變平衡塊的位置或數(shù)量。 5. 驗收試驗 機械產品裝配完后，應根據(jù)有關技術標準和規(guī)定 的技術要求，對產品進行檢驗和試驗工作，各項驗收 指標合格，經油漆和包裝后才準許出廠。

8、 8.1.3 裝配的組織形式 1. 固定式裝配 是指把產品固定在一個工作地點上，在一個工人或幾組工人內進行裝配，且裝配時產品不移動的一種裝配組織形式。 （1）集中裝配 是指由一個工人或一組工人在一個工作地點完成產品的所有部裝和總裝的一種裝配組織形式。其特點是裝配周期長，對工人的技術水平要求高，適用于裝配精度較高的單件小批量生產的產品或新產品的試制。 （2）分散裝配 是指由若干工人以平行作業(yè)的組織形式按裝配順序分工完成部裝和總裝的一種裝配組織形式。其特點是裝配周期短，效率高，但需要的裝配工人較多，適用于成批生產或較復雜的大型機器的裝配。 2. 移動式裝配 移動式裝配是指在裝配流水線上，被裝配產品

9、隨裝配線作連續(xù)或間歇的移動，順次經過各裝配工作地點完成全部裝配工作的一種裝配組織形式。 （1）自由移動裝配 自由移動裝配是指裝配時，產品以自由節(jié)奏（間歇性）的速度移動而完成產品裝配工作的一種裝配組織形式。適用于修配、調整量較多的產品的裝配。 （2）強迫移動裝配 強迫移動裝配是指裝配時，產品以強迫節(jié)奏的速度移動而完成產品裝配工作的一種裝配組織形式。 1）連續(xù)移動裝配 裝配線作連續(xù)緩慢的移動，工人邊裝配邊隨裝配線走動，一個工位的裝配工作完成后立即返回原地。 2）斷續(xù)移動裝配 裝配線在工人進行裝配時不移動，到規(guī)定時間，裝配線帶著裝配對象移動到下一工位，工人在原地不走動。 8.1.4 裝配精度及與零件

10、精度的關系 1. 裝配精度的概念 裝配精度就是產品裝配后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度。包括相互尺寸精度、相互位置精度、相對運動精度及接觸精度等。 （1）尺寸精度 尺寸精度包括距離精度和配合精度。距離精度是指零部件之間的相對距離的尺寸要求。配合精度是指配合面間的間隙或過盈量、運動副的間隙要求。 （2）位置精度 位置精度是指相關零部件之間的同軸、平行、垂直、各種跳動等精度要求。 （3）運動精度 運動精度是指相對運動的零件在運動方向和運動位置上的精度要求。運動方向上的精度要求是指零部件之間相對運動的直線度、平行度和垂直度等要求。運動位置上的精度要求是指機器傳動件之 間的相對運動關系要求，即

11、傳動精度。 （4）接觸精度 接觸精度是指相互配合表面、接觸表面間接觸面積的大小和接觸點的分布情況與規(guī)定值的符合程度。 2. 裝配精度與零件精度的關系 機器的裝配精度和零件的精度有著密切的關系。零件的制造精度是保證裝配精度的基礎；但裝配精度又不完全取決于零件精度，還取決于裝配方法。所以，裝配工藝是保證裝配精度 的方法和手段。裝配精度的合理保證，應從產品結構、 機械加工和裝配工 藝等方面進行綜合 考慮。 3. 保證裝配精度的方法 裝配工作的主要任務是保證產品在裝配后達到規(guī)定的各項精度要求。裝配工藝的核心問題是根據(jù)產品的性能要求、結構特點、生產類型和生產條件，采取不同的裝配方法，以最快的速度、最小的

12、裝配工作量和較低的成本達到較高的裝配精度要求。 （1）互換法 互換法是指在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度的裝配方法?；Q法的實質就是控制零件的加工誤差來保證產品的裝配精度。 1）完全互換法就是裝配時，各配合零件不需任何選擇、調整或修配即可達到裝配精度的方法。但當裝配精度要求較高時，零件難以按經濟精度加工，提高了加工成本。完全互換法一般用于大批量生產中零件數(shù)較少，零件可按經濟精度加工，或零件數(shù)雖較多但裝配精度要求不高的場合。 2）大數(shù)互換法是指在確定相關零件的尺寸公差和偏差時，采用概率法將零件允許公差取得比完全互換法所規(guī)定的公差稍大，這樣制造出來的零件絕大部分裝上后都能保證裝配精度要求，

13、只有0.27%的可能出現(xiàn)不合格情況的裝配方法，又稱不完全互換法。大數(shù)互換法一般用于大批量生產中裝配精度要求較高，零件數(shù)較多的場合。 （2）選配法 選配法是指將配合副中的各零件的相關尺寸公差放大到經濟精度，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度的裝配方法。 1）直接選配法是指裝配時，裝配工人直接從許多待裝零件中憑經驗選擇一個零件進行裝配，如未達到裝配精度，再更換一個零件，以此保證裝配精度要求的裝配方法。直接選配法適用于裝配零件數(shù)較少的產品，不適用于生產節(jié)拍要求較嚴的大批量流水作業(yè)和自動化裝配。 2）分組選配法是指將配合副中的各零件的相關尺寸公差放大若干倍，使其能按經濟精度加工，然后按零件的實

14、測尺寸進行分組，各對應組的零件進行裝配，以達到裝配精度要求的裝配方法。分組選配法適用于大批量生產中裝配精度要求很高，零件數(shù)較少的場合。 3）復合選配法是分組選配法與直接選配法的復合形式，即零件事先通過測量分組，裝配時工人憑經驗在對應各組中直接選配。復合選配法適用于配合件公差不等時，作為分組裝配法的補充形式。 （3）修配法 修配法是指在裝配時修去指定零件上預留修配量以達到裝配精度的裝配方法。修配法主要用于單件、小批量生產。常用的修配法有以下三種 1）單件修配法是指預先選定某個固定零件作為修配零件，并預留修配余量，裝配時用去除金屬層的方法改變其尺寸，以保證裝配精度要求的裝配方法。這種修配方法在生產

15、中應用最廣，如在齒輪和軸的裝配中，以軸向墊圈作修配件來保證齒輪的軸向間隙等。 2）合并修配法是指將兩個或兩個以上的零件合并在一起，作為一個修配零件進行修配的裝配方法，這樣就減少了修配的勞動量。但經合并加工后的零件不再具有互換性，因此多用于單件小批量生產中。 3）自身加工修配法 也稱“就地加工”修配法。在機床制造中，有些地方的裝配精度要求較高，若采用提高某些零件的加工精度來保證，勢必使加工困難甚至無法加工，而且也不好選擇適當?shù)男夼浼?。但由于機床本身具有切削加工的能力，裝配時可自己加工自己來保證某些裝配精度，這種裝配方法 稱自身加工修配法。 （4）調整法 調整法是指在裝配時用改變產品中可調整件的相

16、對位置或選用合適的調整件來達到裝配精度要求的裝配方法。具有調整方便，花費時間較少，但在結構上增加了調整機構或調整零件的特點，可用于節(jié)拍不是很嚴格的流水作業(yè)。常用的調整法有以下三種。 1）固定調整法是指選定一個或加入一個結構簡單的零件作為固定調整件，事先將該零件按一定尺寸間隔級別制成一組專門零件，裝配時根據(jù)實際累積誤差，選用其中某一尺寸級別的零件裝入，以保證裝配精度要求的裝配方法。如圖所示。固定調整法常用于大、中批量生產中。 2）可動調 整法是指通過改 變調整件的位置 來保證裝配精度的裝配方法。常用的可動調整件有螺釘、螺母和楔塊等。如圖 所示。可動調整法在調整過程中不需拆卸零件，調整方便，裝配精

17、度高，還能補 償因磨損和變形等引起的誤差，故應用廣。 3）誤差抵消調整法是指在裝配過程中通過調整相關零件之間的相互位置，使其誤差正負相互抵消或轉移到對裝配精度影響不大的方向上，以保證裝配精度要求的裝配方法。其特點是在裝配前需測出相關零件的誤差大小和方向，增加了裝配輔助時間，對工人的技術水平要求較高，但可以獲得較高的裝配精度，一般用于批量不大的機床裝配中。 4. 裝配方法的選擇 選擇裝配方法的一般原則是： （1）在大批量生產中，為了提高生產率和經濟效益，滿足維修方便和互換性要求，應優(yōu)先選擇完全互換法。 （2）在大批量生產中，裝配精度要求不太高且零件數(shù)較多時，可考慮選擇大數(shù)互換法。 （3）在大批量

18、生產中，裝配精度要求較高，如零件數(shù)較少就選擇分組裝配法；如零件數(shù)較多時就選擇調整法。 （4）在單件、中小批量生產中，裝配精度要求高，可選擇修配法或調整法。 8.2 產品裝配工藝規(guī)程的制定 裝配工藝規(guī)程是指導裝配生產的主要技術文件，是生產技術準備工作的主要內容。 1. 制定裝配工藝規(guī)程的原則 （1）保證產品的裝配質量。 （2）選擇合理的裝配方法。 （3）合理安排裝配順序和工序，降低裝配成本。 （4）減少裝配占地面積，提高單位面積的生產率。 （5）降低對工人技術等級的要求。 （6）盡量地采用和發(fā)展新工藝、新技術和新設備。 2. 制定裝配工藝規(guī)程所需的原始資料 （1）產品的總裝圖和部件裝配圖，以及主

19、要的零件圖。 （2）產品驗收技術標準。 （3）產品的生產綱領。 （4）現(xiàn)有生產條件。 3. 制定裝配工藝規(guī)程的步驟 （1）分析研究產品裝配圖和驗收技術標準 1）審查產品圖樣的完整性、正確性，了解產品的具體結構、組成；分析產品結構工藝性，明確各零部件之間的裝配關系和連接方法。 2）分析產品裝配的技術要求和驗收技術標準，明確裝配中關鍵技術問題，分析和計算產品裝配尺寸鏈。 （2）確定裝配方法與組織形式 根據(jù)產品的裝配精度要求、結構特點、生產綱領及現(xiàn)場生產條件等，選擇適當?shù)难b配方法與組織形式。 （3）劃分裝配單元，確定裝配順序 1）劃分裝配單元是制定裝配工藝規(guī)程最重要的一步。只有合理地將產品分解為部件

20、、組件和套件等可進行獨立裝配的單元后，才能合理地安排裝配順序和劃分裝配工序，以便組織裝配工作的平行或流水作業(yè)。對大批量生產結構復雜的產品尤其重要。劃分裝配單元還應注意合理地選擇裝配基準件；應有利于裝配過程的檢測、工序間的傳遞運輸和轉位等作業(yè)要求。 2）確定裝配順序 在完成上述工作后，即可安排裝配順序。安排裝配順序的一般原則是預處理工序先行（零件的去毛刺、清洗、防銹等），先基礎后其他，先難后易，先內后外，先小后大，先下后上，電線、油（氣）管路同步進行，危險品最后。并以裝配系統(tǒng)圖的形式表現(xiàn)出來。 對單件小批量生產或結構簡單，零部件較少的產品裝配，可只繪制產品裝配工藝系統(tǒng)圖，按此圖和產品裝配圖來進行

21、裝配；否則，應分別繪制各裝配單元的裝配系統(tǒng)圖，編制裝配工藝卡。 （4）劃分裝配工序 在裝配順序確定后，就可按工序集中或工序分散的原則劃分裝配工序，并確定工序內容，選擇或設計裝配所需的設備、工裝，制定各工序裝配操作范圍和規(guī)范以及質量要求和檢測方法，確定裝配工序時間定額，平衡各工序節(jié)拍等。還應注意對組件的重要部分在裝配工序完成后必須加以檢查，以保證質量。在重要而又復雜的裝配工序中，用文字表達不明確時，還需繪制局部的指導性圖樣。 （5）編寫裝配工藝文件 主要編寫部裝、總裝裝配工藝卡，寫明工序順序、工序內容、設備和工具名稱與編號、工人技術等級及時間定額等。在大批量生產中，還要制定詳細的裝配工序卡，詳細

22、說明工序的工藝內容并畫出局部指導性裝配圖。 （6）制定產品檢測與試驗規(guī)范 產品裝配完畢后，應按產品的技術要求制定檢測與試驗規(guī)范，其主要內容有： 1）檢測和試驗的項目與質量標準。 2）檢測和試驗的方法、條件與環(huán)境要求。 3）檢測和試驗所需工裝的選擇與設計。 8.3 減速器裝配工藝編制實例 圖8.8為常用的蝸輪、錐齒輪減速器。 1. 減速器裝配的主要技術要求（1）零件和組件必須正確裝 配在規(guī)定位置，不允許裝入 圖樣未規(guī)定的零件。（2）各固定聯(lián)接件的連接必 須牢固、可靠。（3）旋轉機構必須運轉靈活； 軸承間隙合適；潤滑良好， 不得有滲漏現(xiàn)象。（4）必須嚴格保證各軸線之 間的正確相對位置精度。 （5）

23、蝸桿副、錐齒輪副正確 嚙合。符合規(guī)定要求。 2. 減速器的裝配工藝過程 （1）裝配前期工作 清洗：用清洗劑清除零件表面的防銹油、灰塵、 切屑等污物； 整形：銼修箱蓋、軸承蓋等鑄件的不加工表面等； 補充加工：對各聯(lián)接件之間進行配鉆、配攻螺紋、 配鉸等。 （2）零件的試裝 又稱預裝或試配，是為保證產品總裝質量而進行 的各聯(lián)接部位的局部試驗性裝配。對未滿足裝配要求 的，須進行調整或更換零件。 （3）組件裝配 由減速器裝配圖可知，減速器主要由錐齒輪軸軸承套組件、蝸輪軸組件和蝸桿軸組件組成。裝配時， 錐齒輪軸軸承套組件可獨立裝配后再整體裝入箱體， 其余兩個組件都須在部件總裝時與箱體 一起裝配。 （4）減速器