【导语】下面小编给大家整理的机械制造及工艺教程-第七章 装配工艺基础(共10篇),欢迎阅读!

篇1:机械制造及工艺教程-第七章 装配工艺基础
第一节概 述
装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起,成为一部完整的机器(或产品),它必须可靠地实现机器(或产品)设计的功能,机械制造及工艺教程-第七章 装配工艺基础
。机器的装配工作,一般包括:装配、调整、检验、试车等。它不仅是制造机器所必需的最后阶段,也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。一、机器装配的基本概念任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作,通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分,称为装配单元。零件是组成机器的最小单元,它是由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上。套件是在一个基准零件上,装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。组件是在一个基准零件上,装上若干套件及零件而构成的。如机床主轴箱中的主轴,在基准轴件上装上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。部件是在一个基准零件上,装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部件装配。在一个基准零件上,装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器,把零件和部件装配成最终产品的过程,称之为总装。例如卧式车床就是以床身为基准零件,装上主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及其它组件、套件、零件所组成。二、装配精度1.装配精度的概念产品的装配精度一般包括:(1)尺寸精度 包括相关零部件的距离精度和配合精度。(2)位置精度 包括相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。(3)相对运动精度(4)接触精度 接触精度常以接触面积大小及接触点的分布来衡量。2.装配精度与零件精度的关系各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来,就反映到装配精度上。因此,机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。为了合理地确定零件的加工精度,必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链。第二节 装配尺寸链一、 装配尺寸链的基本概念在机器的装配关系中,由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中,对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系,都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样,装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。二、装配尺寸链的查找方法1.装配尺寸链的查找方法首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点,沿装配精度要求的位置方向,以装配基准面为查找的线索,分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环),直至找到同一基准零件,甚至是同一基准表面为止。装配尺寸链也可从封闭环的一端开始,依次查找相关零部件直至封闭环的另一端,也可以从共同的基准面或零件开始,分别查到封闭环的两端。2.查找装配尺寸链应注意的问题第一节概 述装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起,成为一部完整的机器(或产品),它必须可靠地实现机器(或产品)设计的功能。机器的装配工作,一般包括:装配、调整、检验、试车等。它不仅是制造机器所必需的最后阶段,也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。一、机器装配的基本概念任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作,通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分,称为装配单元。零件是组成机器的最小单元,它是由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上。套件是在一个基准零件上,装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。组件是在一个基准零件上,装上若干套件及零件而构成的。如机床主轴箱中的主轴,在基准轴件上装上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。部件是在一个基准零件上,装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部件装配。在一个基准零件上,装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器,把零件和部件装配成最终产品的过程,称之为总装。例如卧式车床就是以床身为基准零件,装上主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及其它组件、套件、零件所组成。二、装配精度1.装配精度的概念产品的装配精度一般包括:(1)尺寸精度 包括相关零部件的距离精度和配合精度。(2)位置精度 包括相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。(3)相对运动精度(4)接触精度 接触精度常以接触面积大小及接触点的分布来衡量。2.装配精度与零件精度的关系各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来,就反映到装配精度上。因此,机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。为了合理地确定零件的加工精度,必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链。第二节 装配尺寸链一、 装配尺寸链的基本概念在机器的装配关系中,由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中,对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系,都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样,装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。二、装配尺寸链的查找方法1.装配尺寸链的查找方法首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点,沿装配精度要求的位置方向,以装配基准面为查找的线索,分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环),直至找到同一基准零件,甚至是同一基准表面为止。装配尺寸链也可从封闭环的一端开始,依次查找相关零部件直至封闭环的另一端,也可以从共同的基准面或零件开始,分别查到封闭环的两端。2.查找装配尺寸链应注意的问题在查找装配尺寸链时,应注意以下问题:(1)装配尺寸链应进行必要的简化 机械产品的结构通常都比较复杂,对装配精度有影的因素很多,查找尺寸链时,在保证装配精度的前提下,可以不考虑那些影响较小的因素,使装配尺寸链适当简化。(2)装配尺寸链组成的“一件一环”原则 在装配精度既定的条件下,组成环数越少,则各组成环所分配到的公差值就越大,零件加工越容易、越经济。在查找装配尺寸链时,每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链,即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样组成环的数目就等于有关零、部件的数目,即“一件一环”,这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。(3)装配尺寸链的“方向性” 在同一装配结构中,在不同位置方向都有装配精度的要求时,应按不同方向分别建立装配尺寸链。三、装配尺寸链的计算方法装配方法与装配尺寸链的解算方法密切相关,同一项装配精度,采用不同装配方法时,其装配尺寸链的解算方法也不相同。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。第三节 保证装配精度的方法在设计装配体结构时,就应当考虑到采用什么装配方法。因为,装配方法直接影响装配尺寸链的解法、装配工作组织、零件加工精度、产品的成本。常用的装配方法有:完全互换装配法、选择装配法、修配法和调节法。一、完全互换法这种方法,就是在装配时,对参加装配的零件,直接按其加工所得的尺寸进行装配。不经过任何选择、修配或调节都能达到装配精度的要求。为此,就应按极值法解装配尺寸链来确定各组成环(或零件有关尺寸)的公差和上、下偏差。此外,当在大批大量(或批量较大的)生产条件下,采用了概率法解装配尺寸链确定出各组成环(或零件有关尺寸)的公差和上、下偏差,此时假定加工出的各零件尺寸的分布符合正态分布、各环的尺寸分散中心与各自的公差带中点重合、各环的公差值又包容其尺寸分散范围、封闭环的平均尺寸等于增环平均尺寸之和减去减环的平均尺寸之和,这样加工出的零件也能满足完全互换的要求。在设计装配体时,常遇到有外购件或标准件,它们的尺寸和偏差都是已知的(例如:滚动轴承的外径、内径和宽度的尺寸及偏差都已由轴承厂决定了),因此,在装配尺寸链计算中,只要确定好它们是增环或减环,然后把它们已知的尺寸代入尺寸链中应有的位置进行计算即可。如果遇到并联尺寸链,它们的公共环在计算第一个尺寸链时是未知量,在计算第二个尺寸链时就应按已知量进行处理。采用完全互换法进行装配,使装配过程简单,生产率高,易实现流水装配作业,便于组织协作生产,便于维修中更换零件。但当装配精度要求较高、装配体中组成环数较多时,就会使零件尺寸公差过小,造成加工困难。对于这种情况,就要考虑采用其它装配方法。二、选择装配法选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行程度,然后选择合适的零件进行装配,以保证规定的装配精度要求。实际生产中还可分成各种不同情况。(1)直接选配 从配对的零件群中,选择二个符合规定要求的零件进行装配。这种方法劳动量大,与工人的技术水平和测量方法有关。(2)分组互换 将装配的零件按公差预先进行分组,同一组号的零件便可按互换的原则装配。这是生产中常用的方法,分组愈多,则所获得的装配质量愈高。(3)分组选配 分组后再成对选配零件,它可比分组互换法获得更高的质量。(4)分组选配后研配 对特别精密的装配(如圆柱面或圆锥面的配合要求密封性),在进行分组选配后,往往还采用装配接触表面相互研磨的方法,以保证密合。三、修配法修配法是用钳工或机械加工的方法修整产品某个有关零件的尺寸以获得规定装配精度的方法。这样产品中其它有关零件就可以按照经济加工精度进行制造。这种方法常用于产品结构比较复杂(或尺寸链环数较多)、产品精度要求高、以及单件和小批生产等情况。用修配法进行装配,装配工作复杂、劳动量大。产品装配以后,先要测量产品的装配精度,如果不合格,就要拆开产品。对某一零件进行修整,然后重新装配,进行检验,直到满足规定的精度为止。修配法作为解尺寸链的一种方法来说,就是修配尺寸链中某一预定组成环的尺寸,使封闭环达到规定的精度。通常所选择的修配件应是容易进行修配加工、并且对其它尺寸链没有影响的零件。计算尺寸链决定修配环的实质尺才时,要使修配时有足够的、而且是最小的修配量。修配环在修配时对封闭环尺寸变化的影响不外乎两种情况,即使封闭环尺寸变小,或者变大。修配法有三种方式:即独件修配法、合并加工修配法和就地加工修配法。独件修配法就是选定某一固定零件为修配件,在装配时进行修配以保证装配精度。如车床尾架底板的修配是为保证前后顶尖的等高度,又如平键的修配是为保证其与键槽的配合间隙。合并加工修配法是将数个零件预先装配在一起进行加工修配,此组成尺寸为一个组成环。用这种方法可以减少组成环数,并相应地减少了修配劳动量。就地加工修配法是在机床总装时常用的自己加工自己以达到总装精度的方法。对于某些装配精度要求很高的产品或部件,由于严格控制各组成零件的公差较难,且不易选择一个适当的修配件,为此,在装配时采用专门的加工工序,可直接抵消装配后产生的累积误差以保证装配精度,这种方法又称综合抵消法。修配法的主要优点是既可放宽组成环的制造公差,又能保证装配精度。其缺点是增加了一道修配工序,对工人技术要求较高。四、调节法(调整法)对于精度要求高且组成环数又较多的产品和部件,在不能用互换法进行装配时,除了用分组互换和修配法外,还可用调节法来保证装配精度。调节法的特点也是按经济加工精度确定零件的公差,由于每一个组成环的公差取得较大,就必然会使装配部件超差。为了保证装配精度,可改变一个零件的位置(动调节法),或选定一个(或几个)适当尺寸的调节件(也称补偿件)加入尺寸链(固定调节法),来补偿这种影响。动调节法是通过移动或旋转来改变零件的位置,可较方便地达到装配精度。固定调节法是在尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调节环。作为调节环的零件是按一定尺寸间隙级别制成的一组专门零件,根据装配时的需要,选用其中的某一级别的零件来作补偿,从而保证所需要的装配精度。通常使用的调节件有垫圈、垫片、轴套等。最后需要说明的是:利用尺寸链分析计算装配精度,仅考虑了零件尺寸和公差的影响,实际上,零件的几何形状和表面间的位置误差也会影响封闭环。不过零件的形状误差一般都在规定的公差范围以内,可以不予考虑。至于表面位置误差,除零件图上特别标明者外,一般也可忽略不计。此外在分析计算中没有考虑由于结构的刚性不足所引起的弹性变形、温度变形以及使用过程中零件的磨损。在实际计算时应根据实际情况予以适当的考虑。第四节 装配工艺规程的制定装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩短小装配占地面积、降低生产成本等都有重要的影响。它取决于装配工艺规程的合理性。装配工艺规程的主要内容是:(1)分析产品样图,划分装配单元,确定装配方法。(2)拟订装配顺序,划分装配工序。(3)计算装配时间定额。(4)确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检查工具。(5)选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。一、制定装配工艺规程的基本原则及原始资料1.制定装配工艺规程的原则(1)保证产品装配质量,力求提高质量,以延长产品的使用寿命。(2)合理安排装配顺序和工序,尽量减少钳工手工劳动量,缩短装配周期,提高装配效率。(3)尽量减少装配占地面积,提高单位面积的生产率。(4)尽量减少装配工作所占的成本。2.制定装配工艺规程的原始资料在制定装配工艺规程前,需要具备以下原始资料:(1)产品的装配图及验收技术标准(2)产品的生产纲领(3)生产条件二、制定装配工艺过程的步骤根据上述原则和原始资料,可以按下列步骤制定装配工艺规程。1.研究产品的装配图及验收技术条件2.确定装配方法与组织形式3.划分装配单元,确定装配顺序4.划分装配工序装配工艺过程是由站、工序、工步和操作组成的。5.确定工序的时间定额它是按装配工作标准时间来确定的。装配工作的时间定额包括基本时间及辅助时间,即工序时间、工作地点服务时间即工人必须的间歇时间,一般按工序时间的百分数来计算。三、装配元件系统图在装配工艺规程设计中,划分装配工序常采用绘制装配元件系统图。装配元件系统图是用图解法说明产品零件和合件的装配程序,以及各装配单元的组成零件。在设计装配车间时可以根据它来组织装配单元的平行装配,并可合理地按照装配顺序布置工作地点,将装配过程的运输工作减至最少。篇2:机械制造技术教程_5机械装配工艺
5. 1 机械装配概述
装配是整个机械制造过程的后期工作,机器的各种零部件只有经过正确的装配,才能完成符合要求的产品。怎样将零件装配成机器,零件精度与产品精度的关系,以及达到装配精度的方法,是装配工艺所要解决的问题。
5.1.1装配的概念
零件是构成及其(或产品)的最小单元。将若干个零件结合在一起组成及其的一部分,称为部件。直接进入机器(或产品)装配的部件成为组件。
任何机器都是由许多零件、组件和部件组成。根据规定的技术要求,将若干零件结合成组件和部件,并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。前者称为部件装配;后者称为总装配。
装配是机器制造过程中的最后一个阶段。为了使产品达到规定的技术要求,装配不仅是指零、部件的结合过程,还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。
5.1.2装配精度
装配精度是产品设计时根据使用性能规定的、装配时必须保证的质量指标。正确地规定机器和部件的装配精度是产品设计的重要环节之一,它不仅关系到产品质量,也影响产品制造的经济性。装配精度是制订装配工艺规程的主要依据,也是选择合理的装配方法和确定零件加工精度的依据。所以,应正确规定机器的装配精度。
装配精度一般包括:
(1) 尺寸精度 尺寸精度是指装配后相关零部件间应该保证的距离和间隙。尺寸精度包括配合精度和距离精度。如轴孔的配合间隙或过盈,车床床头和尾座两顶尖的等高度等。
图5-1 床身导轨简图
AD溜板移动导轨 BD尾座移动导轨
图5-2床头箱主轴与尾座套筒中心线等高示意图
(2) 位置精度 位置精度是指装配后零部件间应该保证的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。如普通车床溜板移动对尾座顶尖套锥孔轴心的平行度要求等。
(3) 相对运动精度 相对运动精度是指装配后有相对运动的零部件间在运动方向和运动准确性上应保证的要求。如普通车床尾座移动对溜板移动的平行度,滚齿机滚刀主轴与工作台相对运动的准确性等。
(4) 接触精度 接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小
和接触点分布的情况。它影响到部件的接触刚度和配合质量的稳定性 。如齿轮啮合、锥体配合、移动导轨间均有接触精度的要求。
不难看出,上述各装配精度之间存在一定的关系,如接触精度是尺寸精度和位置精度的基础,而位置精度又是相对运动精度的基础。
5.1.3装配精度与零件精度间的关系
机器及其部件都是由零件所组成。因此,机器的装配精度和零件的精度有着密切的关系。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。例如图5-1
所示,普通车床尾座移动对溜板移动的平行度要求,就主要取决于床身上溜板移动的导轨A与尾座移动的导轨B的平行度以导轨面间的接触精度。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,所以应合理地规定和控制这些相关零件的加工精度,在加工条件允许时,它们的加工误差累积起来,仍能满足装配精度的要求。但是,当遇到有些要求较高的装配精度,如果完全靠相关零件的制造精度来直接保证,则零件的加工精度将会很高,给加工带来较大的困难。
如图5-2所示,普通车床床头和尾座两顶尖的等高度要求,主要取决于主轴箱1、尾座2、底板3和床身4等零部件的加工精度。该装配精度很难由相关零部件的加工精度直接保证。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(如选择、修配、调整等措施),从而形成不同的装
配方法,来保证装配精度。本例中,采用修配底板3的工艺措施保证装配精度,这样做
,虽然增加了装配的劳动量,但从整个产品制造的全局分析,仍是经济可行的。
综上所述,产品的装配精度和零件的加工精度有密切的关系
5. 1 机械装配概述
装配是整个机械制造过程的后期工作。机器的各种零部件只有经过正确的装配,才能完成符合要求的产品。怎样将零件装配成机器,零件精度与产品精度的关系,以及达到装配精度的方法,是装配工艺所要解决的问题。
5.1.1装配的概念
零件是构成及其(或产品)的最小单元。将若干个零件结合在一起组成及其的一部分,称为部件。直接进入机器(或产品)装配的部件成为组件。
任何机器都是由许多零件、组件和部件组成。根据规定的技术要求,将若干零件结合成组件和部件,并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。前者称为部件装配;后者称为总装配。
装配是机器制造过程中的最后一个阶段。为了使产品达到规定的技术要求,装配不仅是指零、部件的结合过程,还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。
5.1.2装配精度
装配精度是产品设计时根据使用性能规定的、装配时必须保证的质量指标。正确地规定机器和部件的装配精度是产品设计的重要环节之一,它不仅关系到产品质量,也影响产品制造的经济性。装配精度是制订装配工艺规程的主要依据,也是选择合理的装配方法和确定零件加工精度的依据。所以,应正确规定机器的装配精度。
装配精度一般包括:
(1) 尺寸精度 尺寸精度是指装配后相关零部件间应该保证的距离和间隙。尺寸精度包括配合精度和距离精度。如轴孔的配合间隙或过盈,车床床头和尾座两顶尖的等高度等。
图5-1 床身导轨简图
AD溜板移动导轨 BD尾座移动导轨
图5-2床头箱主轴与尾座套筒中心线等高示意图
(2) 位置精度 位置精度是指装配后零部件间应该保证的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。如普通车床溜板移动对尾座顶尖套锥孔轴心的平行度要求等。
(3) 相对运动精度 相对运动精度是指装配后有相对运动的零部件间在运动方向和运动准确性上应保证的要求。如普通车床尾座移动对溜板移动的平行度,滚齿机滚刀主轴与工作台相对运动的准确性等。
(4) 接触精度 接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小
和接触点分布的情况。它影响到部件的接触刚度和配合质量的稳定性 。如齿轮啮合、锥体配合、移动导轨间均有接触精度的要求。
不难看出,上述各装配精度之间存在一定的关系,如接触精度是尺寸精度和位置精度的基础,而位置精度又是相对运动精度的基础。
5.1.3装配精度与零件精度间的关系
机器及其部件都是由零件所组成。因此,机器的装配精度和零件的精度有着密切的关系。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。例如图5-1
所示,普通车床尾座移动对溜板移动的平行度要求,就主要取决于床身上溜板移动的导轨A与尾座移动的导轨B的平行度以导轨面间的接触精度。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,所以应合理地规定和控制这些相关零件的加工精度,在加工条件允许时,它们的加工误差累积起来,仍能满足装配精度的要求。但是,当遇到有些要求较高的装配精度,如果完全靠相关零件的制造精度来直接保证,则零件的加工精度将会很高,给加工带来较大的困难。
如图5-2所示,普通车床床头和尾座两顶尖的等高度要求,主要取决于主轴箱1、尾座2、底板3和床身4等零部件的加工精度。该装配精度很难由相关零部件的加工精度直接保证。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(如选择、修配、调整等措施),从而形成不同的装
配方法,来保证装配精度。本例中,采用修配底板3的工艺措施保证装配精度,这样做
,虽然增加了装配的劳动量,但从整个产品制造的全局分析,仍是经济可行的。
综上所述,产品的装配精度和零件的加工精度有密切的关系
,零件精度是保证装配精度的基础,但装配精度并不完全取决于零件的加工精度,还取决于装配精度。如果装配方法不同,对各个零件的精度要求也不同。同样,即使零件的加工精度很高,如果装配方法不当,也保证不了高的装配精度。
5.1.4装配尺寸链的建立
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。其基本特征依然是尺寸组合的封闭性,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。下面分别介绍长度尺寸链和角度尺寸链的建立方法。
1. 长度装配尺寸链
(1)封闭环与组成环的查找 装配尺寸链的封闭环多为产品或部件的装配精度,凡对某项装配精度有影响的零部件的有关尺寸或相互位置精度即为装配尺寸链的组成环。查找组成环的方法:从封闭环两边的零件或部件开始,沿着装配精度要求的方向,以相邻零件装配基准间的联系为线索,分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件,直至找到同一基准零件的同一基准表面为止,这些有关尺寸或位置关系,即为装配尺寸链中的组成环。然后画出尺寸链图,判别组成环的性质。如图5-2所示装配关系中,主轴锥孔轴心线与尾座轴心线对溜板移动的等高度要求Ao为封闭环,按上述方法很快查找出组成环为A1、A2和A3,画出装配尺寸链(图5-2b)
(2)建立装配尺寸链的注意事项
① 装配尺寸链中装配精度就是封闭环。
② 按一定层次分别建立产品与部件的装配尺寸链。机械产品通常都比较复杂,为便于装配和提高装配效率,整个产品多划分为若干部件,装配工作分为部件装配和总装配,因此,应分别建立产品总装尺寸链和部件装配尺寸链。产品总装尺寸链以产品精度为封闭环,以总装中有关零部件的尺寸为组成环。部件装配尺寸链以部件装配精度要求为封闭环(总装时则为组成环),以有关零件的尺寸为组成环。这样分层次建立的装配尺寸链比较清晰,表达的装配关系也更加清楚。
③ 在保证装配精度的前提下,装配尺寸链组成环可适当简化。图5-3为车床头尾座中心线等高的装配尺寸链。图中各组成环的意义如下:
图5-3 车床头尾座中心线等高的装配尺寸链
A1—主轴轴承孔轴心线至底面的距离;
A2—尾座底板厚度;
A3—尾座孔轴心线至底面的距离;
e1—主轴滚动轴承外圈内滚道对
其外圆的同轴度误差;
e2—顶尖套锥孔相对外圆的同轴
度误差;
e3—顶尖套与尾座孔配合间隙引起
的偏移量(向下);
e4—床身上安装主轴箱和尾座的平
导轨之间的等高度。
通常由于e1~ e4的公差数值相对于A1~ A3的公差很小,故装配尺寸链可简化成图5-2b所示。
④ 确定相关零件的相关尺寸应采用“尺寸链环数最少”原则(亦称最短路线原则)。由尺寸链的基本理论可知,封闭环公差等于各组成环公差之和。当封闭环公差一定时,组成环越少,各环就越容易加工,因此每个相关零件上仅有一个尺寸作为相关尺寸最为理想,即用相关零件上装配基准间的尺寸作为相关尺寸。同理,对于总装配尺寸链来说,一个部件也应当只有一个尺寸参加尺寸链。
例如图5-4是一车床尾座顶尖套装配图,装配时,要求后盖3装入后螺母2在尾座套筒内的轴向窜动不大于某一数值。如果后盖尺寸标注不同,就可建立两个不同的装配尺寸链。图c较图b多了一个组成环,其原因是和封闭环Ao直接有关的凸台高度A3由尺寸B1和B2间接获得,即相关零件上同时出现两个相关尺寸,这是不合理的。
图5-4 车床尾座顶尖套装配图
1D顶尖套 2D螺母 3D后盖
⑤ 当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时,应按不同方向分别建立装配尺寸链。例如,常见的蜗杆
构,为保证正常啮合,蜗杆副中心距、轴线垂直度以及蜗杆轴线与蜗轮中心平面的重合度均有一定的精度要求,这是三个不同位置方向的装配精度,因而需要在三个不同方向建立尺寸链。
2. 角度装配尺寸链
角度装配尺寸链的封闭环就是机器装配后的平行度、垂直度等技术要求。尺寸链的查找方法与长度装配尺寸链的查找方法相同。
图5-5所示的装配关系中,铣床主轴中心线对工作台面的平行度要求为封闭环。分析铣床结构后知道 ,影响上述装配精度的有关零件有工作台、转台、床鞍、升降台和床身等。其相应的组成环为:
α1—工作台面对其导轨面的平行度;
α2—转台导轨面对其下支承平面的平行度;
α3—床鞍上平面对其下导轨面的平行度;
α4—升降台水平导轨对床身导轨的垂直度;
α5—主轴回转轴线对床身导轨的垂直度。
为了将呈垂直度形式的组成环转化成平行度形式,可作一条和床身导轨垂直的理想直线。这样,原来的垂直度和就转化为主轴轴心线和升降台水平导轨相对于理想直线的平行度和,其装配尺寸链如图5-4所示,它类似于线性尺寸链,但是基本尺寸为零,可应用线性尺寸链的有关公式求解。
图5-5 角度装配尺寸链
结合上例可将角度尺寸链的计算步骤的原则简述如下:
(1)转化和统一角度尺寸链的表达形式 即把用垂直度表示的组成环转化为以平行度表示的组成环。如将图5-5表达形式转化为图b表达的尺寸链形式(二者都称为无公共顶角的尺寸链),假设各基线在左侧或右侧有公共顶点,可进一步将图b转化为图c的形式(称具有公共顶角的角度尺寸链)。
(2)增减环的判定 增减环的判别通常是根据增减环的定义来判断,在角度尺寸链的平面图中,根据角度环的增加或减少来判别对封闭环的影响从而确定其性质。图5-4的尺寸链中可以判断α5是增环,α1、α2、α3、α4是减环。
5.2 装配方法及其选择
机械产品的精度要求,最终要靠装配工艺来保证。因此用方法什么方法能够以最快的速度、最小的装配工作量和较低的成本来达到较高的装配精度要求,是装配工艺的 核心问题。生产中保证产品精度的具体方法有许多种,经过归纳可分为:互换法、选配法、修配法和调整法四大类。而且同一项装配精度,因采用的装配方法不同,其装配尺寸链的解算方法亦不相同。现分述如下:
5.2.1互换法
互换法即零件具有互换性,就是在装配过程中,各相关零件不经任何选择、调整、装配,安装后就能达到装配精度要求的一种方法。产品采用互换装配法时,装配精度主要取决于零件的加工精度。其实质就是用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。按互换程度的不同,互换装配法又分为完全互换法和大数互换法两种。
1. 完全互换法
在全部产品中,装配时各零件不需挑选、修配或调整就能保证装配精度的装配方法称为完全互换法。选择完全互换装配法时,其装配尺寸链采用极值公差公式计算,即各有关零件的公差之和小于或等于装配公差:
(5-1)
故装配中零件可以完全互换。当遇到反计算形式时,可按“等公差”原则先求出各组成环的平均公差:
(5-2)
再根据生产经验,考虑到各组成环尺寸的大小和加工难易程度进行适当调整。如尺寸大、加工困难的组成环应给以较大公差;反之,尺寸小、加工容易的组成环就给较小公差。对于组成环是标准件的尺寸(如轴承尺寸)则仍按标准规定;对于组成环是几个尺寸链中的公共环时,其公差值由要求最严的尺寸链确定。
确定好各组成环的公差后,按“入体原则”确定极限偏差,即组成环为包
容面时,取下偏差为零;组成环为被包容面时,取上偏差为零。若组成环是中心距,则偏差按对称分布。按上述原则确定偏差后,有利于组成环的加工。
>但是,当各组成环都按上述原则确定偏差时按公式计算的封闭环极限偏差常不符合封闭岸的要求值。因此就需选取一个组成环,它的极限偏差不是事先定好,而是经过计算确定,以便与其它组成环协调,最后满足封闭环极限偏差的要求,这个组成环称为协调环。一般协调环不能选取标准件或几个尺寸链的公共组成环。其余计算公式的解算同工艺尺寸链,不再赘述。
采用完全互换法进行装配,使装配质量稳定可靠,装配过程简单,生产率高,易于组织流水作业及自动化装配,也便于采用协作方式组织专业化生产。但是当装配精度要求较高,尤其组成环较多时,零件就难以按经济精度制造。因此,这种装配方法多用于高精度的少环尺寸链或低精度多环尺寸链中。
2. 大数互换法
大数互换法是指在绝大多数产品中,装配时各零件不要挑选、修配或调整就能保证装配精度要求的装配方法。该方法尺寸链计算采用概率法公差公式计算,即当各组成环呈正态分布时,各有关零件公差值的平方之和的平方根小于或等于装配公差。
(5- 3)
若各组成环的公差相等,则可得各组成环的平均公差TM为:
(5-4)
将上式和极值法的相比,可知概率法将组成环的平均公差扩大了倍。其它计算与完全互换法相同。可见,大数互换法的实质是使各组成环的公差比完全互换法所规定的公差大,从而使组成环的加工比较容易,降低了加工成本。但是,封闭环公差在正态分布下的取值范围为6σ,对应此范围的概率为0.9973,即合格率并非100%,结果会使一些产品装配后超出规定的装配精度,实际生产常忽略不计。
大数互换法的特点和完全互换法的特点相似,只是互换程度不同。大数互换法采用概率法计算,因而扩大了组成环的公差,尤其是在环数较多,组成环又呈正态分布,扩大的组成环公差最显著,因而对组成环的加工更为方便。但是,会有少数产品超差。为了避免超差,采用大数互换法时,应有适当的工艺措施。大数互换法常应用于生产节拍不是很严格的成批生产。例如,机床和仪器仪表等产品中,封闭环要求较宽的多环尺寸链应用较多。
5.2.2选配法
在批量或大量生产中,对于组成环少而装配精度要求很高的尺寸链,若采用完全互换法,则对零件精度要求很高,给机械加工带来困难,甚至超过加工工艺实现的可能性。在这种情况下可采用选择装配法(简称选配法)。该方法是将组成环的公差放大到经济可行的程度,然后选择合适的零件进行装配,以保证规定的装配精度。选择装配法有三种:直接选配法、分组选配法和复合选配法。下面举例说明采用分组选配法时尺寸链的计算方法。
图5-6示出活塞与活塞销的连接情况,活塞销外径mm,相应的销孔直径mm。根据装配技术要求,活塞销孔与活塞销在冷态装配时应有0.0025~0.0075mm 的过盈,与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销采用完全互换法装配,销孔与活塞销直径的公差按“等公差”分配时,则它们的公差只有0.0025mm,
显然,制造这样精确的销和销孔都是很困难的,也很不经济的。
图5-6 活塞与活塞销连接
1D活塞销 2D挡圈 3D活塞
实际生产中则是先将上述公差值放大四倍,这时销的直径d=φ28mm,销孔的直径D=φ28mm,这样就可以采用
高效率的无心磨和金刚镗分别加工活塞外圆和活塞销孔,然后用精密仪器进行测量,并按尺寸大小分成四组,涂上不同的颜色加以区别(或装入不同的容器内)。并按对应组进行装配,即大的活塞销配大的活塞销孔,小的活塞销配小的活塞销孔,装配后仍能保证过盈量的要求。具体分组情况见图5-6b和表5-1。同样颜色的销与活塞可按互换法装配。
表5-1 活塞销和活塞销孔的分组尺寸
组 别
标志颜色
活塞销直径
活塞销孔直径
配 合 情 况
最小过盈量
最大过盈量
Ⅰ
红
-0.0025
-0.0075
Ⅱ
白
Ⅲ
黄
Ⅳ
绿
采用分组装配时,关键要保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求,所以应注意以下几点:
1. 配合件的公差应当相等;
2. 公差要向同方向增大,增大的倍数应等于分组数。
3. 分组数不宜多,多了会增加零件的测量和分组工作量,从而使装配成本提高。
分组装配法的特点是可降低对组成环的加工要求,而不降低装配精度。但是分组装配法增加了测量、分组和配套工作,当组成环较多时,这种工作就会变的非常复杂。所以分组装配法适用于成批、大量生产中封闭环工厂要求很严、尺寸链组成环很少的装配尺寸链中。例如,精密偶件的装配、滚动轴承的装配等。
5.2.3修配法
在装配精度要求较高而组成环较多的部件中,若按互换法装配,会使零件精度太高而无法加工,这时常常采用修配装配法达到封闭环公差要求。修配法就是将装配尺寸链中各组成环按经济精度加工,装配后产生的累积误差用修配某一组成环来解决,从而保证其装配精度。
1. 修配法的分类
(1)单件修配法。这种方法是在多环尺寸链中,选定某一固定的零件作为修配环,装配时进行修配以达到装配精度。
(2)合并加工修配法。这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个修配环进行修配加工。合并加工的尺寸可看作一个组成环,这样减少尺寸链的环数,有利于减少修配量。例如,普通车床的尾座装配,为了减少总装时尾座对底板的刮研量,一般先把尾座和底板的配合平面加工好,并配刮横向小导轨,然后再将两者装配为一体,以底板的底面为定位基准,镗尾座的套筒孔,直接控制尾座套筒孔至底板底面的尺寸,这样一来组成环合A2、A3(图5-2)并成一环A2、3,
使加工精度容易保证,而且可以给底板底面留较小的刮研量(0.2mm左右)。
(3)自身加工修配法。在机床制造中,有一些装配精度要求,总装时用自己加工自己的方法去保证比较方便,这种方法即自身加工修配法。如牛头刨床总装时,用自刨工作台面来达到滑枕运动方向对工作台面的平行度要求。
2. 修配环的选择和确定其尺寸及极限偏差
采用修配装配法,关键是正确选择修配环和确定其尺寸及极限偏差。
(1)修配环选择
选择修配环应满足以下要求:
① 要便于拆装、易于修配。一般应选形状比较简单、修配面较小的零件。
② 尽量不选公共组成环。因为公共组成环难于同时满足几个装配要求,所以应选只与一项装配精度有关的环。
(2)确定修配环尺寸及极限偏差
确定修配环尺寸及极限偏差的出发点是,要保证装配时的修配量足够和最小。为此,首先要了解修配环被修配时,对封闭环的影响是逐渐增大还是逐渐减小,不同的影响有不同的计算方法。
为了保证修配量足够和最小,放大组成环公差后实际封闭环的公差带和设计要求封闭环的公差带之间的对应关系如图5-7所示,图中To、Aomax和Aomin表示设计要求的封闭环公差、最大极限尺寸和最小极限尺寸;T ′o、A′omax和A′omin分别表示放大组成环公差后实际封闭环的公差、最大极限尺寸和最小极限尺寸;Cmax表示最大修配量。
① 修配环被修配使封闭环尺寸变大,简称“越修越大”。由图5-7a可知无论怎样修配总应满足: A′omax = Aomax (5 - 5)
若A′omax>Aomax,修配环被修配后A′omax会更大,不能满足设计要求。
② 修配环被修配使封闭环尺寸变小,简称“越修越小”。由图5-6b可知,为保证修配量足够和最小,应满足: A′omin = Aomin (5 - 6)
当已知各组成环放大后的公差,并按“入体原则”确定组成环的极限偏差后,就可按式(5-5)或式(5-6)求出修配环的某一极限尺寸,再由已知的修配环公差求出修配环的另一极限尺寸。
按照上述方法确定的修配环尺寸装配时出现的最大修配量为:
(5 - 7)
(3)尺寸链的计算步骤和方法
下面举例说明采用修配装配法时尺寸链的计算步骤和方法。
例如图5-2a所示普通车床床头和尾座两顶尖等高度要求为0~0.06(只许尾座高)。设各组成环的基本尺寸A1 = 202 mm,A2 = 46 mm,A3 = 156 mm,封闭环Ao = 0mm。此装配尺寸链如采用完全互换法解算,则各组成环公差平均值为:
如此小的公差给加工带来困难,不宜采用完全互换法,现采用修配装配法。
计算步骤和方法如下:
① 选择修配环 因组成环A2尾座底板的形状简单,表面面积小,便于刮研修配,故选择A2为修配环。
② 确定各组成环公差 根据各组成环所采用的加工方法的经济精度确定其公差。A1和A3采用镗模加工,取T1 = T3 = 0.1mm;底板采用半精刨加工,取T2 = 0.15 mm。
③ 计算修配环A2的最大修配量 由式(5-7)得
④ 确定各组成环的极限偏差
A1与A3是孔轴线和底面的位置尺寸,故偏差按对称分布,即A1 = .05mm,A3 = 1560.05mm
。
⑤ 计算修配环A2的尺寸及极限偏差
● 判别修配环A2修配时对封闭环A0的影响。从图中可知,是“越修越小”情况。
● 计算修配环尺寸及极限偏差。用式(5-6)
代入数值后可得:
又 T2 = 0.15mm
则
所以
在实际生产中,为提高接触A2精度还应考虑底板底面在总装时必须留一定的刮研量。而按式(5-6)求出的A2,其最大刮研量为0.29mm,符合要求,但最小刮研量为0时就不符合要求,故必须将A2加大。对底板而言,最小刮研量可留0.1mm,故A2应加大0.1mm,即mm
3.修配法的特点及应用场合
修配法可降低对组成环的加工要求,利用修配组成环的方法能获得较高的装配精度,尤其是尺寸链中环数较多时,其优点更为明显。但是,修配工作需要技术熟练的工人,且大多是手工操作,逐个修配,所以生产率低,没有一定节拍,不易组织流水装配,产品没有互换性。因而,在大批大量生产中很少采用,在单件小批量生产中广泛采用修配法;在中批量生产中,一些封闭环要求较严的多环装配尺寸链也大多采用修配法。
5.2.4调整法
调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工,装配时将尺寸链中某一预先选定的环,采用调整的方法改变其实际尺寸或位置,以达到装配精度要求。预先选定的环称为调整环(或补偿环),它是用来补偿其它各组成环由于公差放大后所产生的累计误差。调整法通常采用极值法计算。根据调整方法的不同,调整法分为:固定调整法、可动调整法和误差抵消调整法三种。
调整法和修配法在补偿原则上是相似的,而方法上有所不同。
在尺寸链中选定一组成环为调整环,该环按一定尺寸分级制造,装配时根据实测累积误差来选定合适尺寸的调整零件(常为垫圈或轴套)来保证装配精度,这种方法称为固定调整法。该法主要问题是确定调整环的分组数及尺寸,现举例说明。
图5-8a所示齿轮在轴上的装配关系。要求保证轴向间隙为0.05~0.2mm,即Ao=mm,已知A1 = 115mm,A2 = 8.5mm,A3 = 95mm,A4 = 2.5mm。画出尺寸链图如图5-8b。若采用完全互换法,则各组成环的平均公差应为:
显然,因组成环的平均公差太小,加工困难,不宜采用完全互换法,现采用固定调整法。
组成环Ak为垫圈,形状简单,制造容易,装拆也方便,故选择Ak为调整环。其它各组成环按经济精度确定公差,即T1 = 0.15mm, T2 = 0.10mm, T3 = 0.10mm, T4=0.12mm。并按“入体原则”确定极限偏差分别为:mm,mm,mm,mm。四个环装配后的累积误差Ts(不包括调整环)为 Ts = T1+T2+T3+T4 =( 0.15+0.1+0.1+0.12)mm = 0.47mm
图5-8 固定调整法装配图示例
为满足装配精度T0 = 0.15mm,应将调整环Ak的尺寸分成若干级,根据装配后的实际间隙大小选择装入,即间隙大的装上厚一些的垫圈,间隙小的装上薄一些的垫圈。如调整环Ak做得绝对准确,则应将调整环分成级,实际上调整环Ak本身也有制造误差,故也应给出一定的公差,这里设Tk=0.03mm。这样调整环的补偿能力有所降低,此时分级数m为:
m应为整数,取m=4。此外分级数不宜过多,否则使调整件的制造和装配均造成麻烦。求得每级的级差为:mm
设Ak1为调整后最大调整件尺寸,则各调整件尺寸计算如下:
因为
所以
已知Tk=0.03mm,级差为0.12mm,偏差按“入体原则”分布,则四组调整垫圈尺寸分别为:
mm
mmmmmm
调整法的特点是可降低对组成环的加工要求,装配比较方便,可以获得较高的装配精度,所以应用比较广泛。但是固定调整法要预先制作许多不同尺寸的调整件并将它们分组,这给装配工作带来一些麻烦,所以一般多用于大批大量生产和中批生产,而且封闭环要求较严的多环尺寸链中。
5.2.5装配方法的选择
上述各种装配方法各有特点。其中有些方法对组成环的加工要求不严,但装配时就要较严格;相反,有些方法对组成环的加工要求较严,而在装配时就比较方便简单。选择装配方法的出发点是使产品制造过程达到最佳效果。具体考虑的因素有:装配精度、结构特点(组成环环数等)、生产类型及具体生产条件。
一般来说,当组成环的加工比较经济可行是,就要优先采用完全互换装配法。成批生产、组成环又较多时,可考虑采用大数互换法。
当封闭环公差要求较严时,采用互换装配法会使组成环加工比较困难或不经济时,就采用其它方法。大量生产时,环数少的尺寸链采用选择装配法;环数多的尺寸链采用调整法。单件小批生产时,则常用修配法。成批生产时可灵活应用调整法、修配法和选配法。
一种产品究竟采用何种装配方法来保证装配精度,通常在设计阶段即应确定。因为只有在装配方法确定后,通过尺寸链的解算,才能合理地确定各个零、部件在加工和装配中的技术要求。但是,同一种产品的同一装配精度要求,在不同的生产类型和生产条件下,可能采用不同的装配方法。例如,在大量生产时采用完全互换法或调整法保证的装配精度,在小批生产时可用修配法。因此,工艺人员特别是主管产品的工艺人员必须掌握各种装配方法的特点及其装配尺寸链的解算方法,以便在制订产品的装配工艺规程和确定装配工序的具体内容时,或在现场解决装配质量问题时,根据工艺条件审查或确定装配方法。
5.3 装配工艺规程的制订
装配工艺规程是指用文件、图表等形式将装配内容、顺序、操作方法和检验项目规定下来,作为指导装配工作和组织装配生产的依据。装配工艺规程对保证产品的装配质量、提高装配生产效率、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。制订装配工艺规程的主要依据有产品的装配图纸、零件的工作图、产品的验收标准和技术要求、生产纲领和现有的生产条件等。
5.3.1制订装配工艺规程的基本要求
制订装配工艺规程的基本要求是在保证产品的装配质量的前提下,提高生产率和降低成本。具体如下:
(1)保证产品的装配质量,争取最大的精度储备,以延长产品的使用寿命。
(2)尽量减少手工装配工作量,降低劳动强度,缩短装配周期,提高装配效率。
(3)尽量减少装配成本,减少装配占地面积。
5.3.2制订装配工艺规程的步骤与工作内容
1. 产品分析
(1)研究产品及部件的具体结构、装配技术要求和检查验收的内容和方法。
(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。
2. 确定装配方法和装配组织形式
选择合理的装配方法,是保证装配精度的关键。要结合具体生产条件,从机械加工和装配的全过程出发应用尺寸链理论,同设计人员一起最终确定装配方法。
装配组织形式的选择,主要取决于产品的结构特点(包括尺寸、重量和复杂程度)、生产纲领和现有的生产条件。装配组织形式按产品在装配过程中是否移动分为固定式和移动式两种。固定式装配全部装配工作在一个固定的地点进行,产品在装配过程中不移动,多用于单件小批生产或重型产品的成批生产,如机床、汽轮机的装配。移动式装配是将零部件用输送带或小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点,各装配点完成一部分装配工作,全部装配点完成产
品的全部装配工作。移动式装配常用于大批大量生产,组成流水作业线或自动线,如汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。
3. 划分装配单元,确定装配顺序
(1)划分装配单元 将产品划分为可进行独立装配的单元是制订装配工艺规程中最重要的一个步骤,这对于大批大量生产结果复杂的产品尤为重要。任何产品或机器都是由零件、合件、组件部件等装配单元组成。零件是组成机器的最基本单元。若干零件永久连接或连接后再加工便成为一个合件,如镶了衬套的连杆、焊接成的支架等。若干零件或与合件组合在一起成为一个组件,它没有独立完整的功能,如主轴和装在其上的齿轮、轴、套等构成主轴组件。若干组件、合件和零件装配在一起,成为一个具有独立、完整功能的装配单元,称为部件。如车床的主轴箱、溜板箱、进给箱等。
(2)选择装配基准件 上述各装配单元都要首先选择某一零件或低一级的单元作为装配基准件。基准件应当体积(或质量)较大,有足够的支承面以保证装配时的稳定性。如主轴是主轴组件的装配基准件,主轴箱体是主轴箱部件的装配基准件,床身部件又是整台机床的装配基准件等。
(3)确定装配顺序的原则 划分好装配单元并选定装配基准件后,就可安排装配顺序。安排装配顺序的原则是:
① 工件要先安排预处理,如倒角、去毛刺、清洗、涂漆等。
② 先下后上,先内后外,先难后易,以保证装配顺利进行。
③ 位于基准件同一方位的装配工作和使用同一工艺装备的工作尽量集中进行。
④ 易燃、易爆等有危险性的工作,尽量放在最后进行。
为了清晰表示装配顺序,常用装配单元系统图来表示。例如,图5-9a所示是产品的装配系统图;图5-9b所示是部件的装配系统图。
图5-9 装配系统图
画装配单元系统图时,先画一条较粗的横线,横线的右端箭头指向装配单元的长方格,横线左端为基准件的长方格。再按装配先后顺序,从左向右依次将装入基准件的零件、合件、组件和部件引入。表示零件的长方格画在横线上方;表示合件、组件和部件的长方格画在横线下方。每一长方格内,上方注明装配单元名称,左下方填写装配单元的编号,右下方填写装配单元的件数。
装配单元系统图比较清楚而全面地反应了装配单元的划分、装配顺序和装配工艺方法。它是装配工艺规程制订中的主要文件之一,也是划分装配工序的依据。
4. 划分装配工序,设计工序内容
装配顺序确定以后,根据工序集中与分散的程度将装配工艺过程划分为若干工序,并进行工序内容的设计。工序内容设计包括:制订工序的操作规范、选择设备和工艺装备、确定时间定额等。
5. 填写工艺文件
单件小批生产时,通常只绘制装配单元系统图。成批生产时,除装配单元系统图外还编制装配工艺卡,在其上写明工序次序、工序内容、设备和工装名称、工人技术等级和时间定额等。大批大量生产中,不仅要编制装配工艺卡,而且要编制装配工序卡,以便直接指导工人进行装配。
篇3:机械制造工艺基础教案
机械制造工艺基础教案
资料简介 机械制造工艺基础教案 0-1绪论 §1-1 砂型的制作 §1-2 浇注、落砂和清理 §2-1概述 §2-2 自由锻、冲压 §3-1 概述 §3-2 切削加工基础知识 §4-1 概述 §4-2 车削方法与车削实例 §5-1刨削、插削、拉削 §6-1钻削 §7-1铣削 §8-1 概述 §8-2铣削方法 §8-3铣削 下载地址:www.xuehi.com/docs/33891.html 更多资料请访问学海网:www.xuehi.com/篇4:机械制造工艺基础教学方法
摘 要:本文介绍了机械制造工艺基础课程的教学方法,包括教材内容、教材特性、课堂讲授、教学安排以及实习生产教学等。
关键词:机械制造工艺基础 教学方法 课堂讲授 教学安排 实习生产教学
从教材内容和教学大纲来看,机械制造工艺基础课程具有重要性、技术性和综合性等特性。
不同的内容、教学对象适用的教学方法不尽相同。
以下是笔者在教学过程中针对不同教学内容采用的一些教学方法。
一、机械制造工艺基础的重要性角度
机械制造工业在国民经济发展中占有非常重要的地位,为国民经济各部门提供技术装备,是国民经济发展的基础。
加速发展我国机械制造工业,提高机械制造技术水平,对国民经济的发展具有十分重要的意义。
因此,该课程的开篇可以采用讲授法,强化学生对机械制造工艺的认识,激励学生学好该课程,为增强今后工作的适应性打下基础;使学生认识到,在生产过程中,工艺规程是全体有关技术人员必须严格执行的纪律性文件;理解生产过程和工艺过程的关系,以及工艺文件在生产中的重要性,为今后在生产实践中保证和提高产品的质量打好基础。
课堂讲授法主要在教室内完成,教学方法要点为精选教学内容、精心锤炼语言、精心设计板书、精心选用实例。
精选教学内容:按照教学大纲的要求,精心备课,做到重点突出,难点解析清楚。
精心锤炼语言:教学语言组织要清晰、简练、准确、生动,做到通俗易懂,节奏分明。
精心设计板书:板书标题要排列清楚,做到整齐、美观、有序。
精心选用实例:该课程相关的生产实例很多,教师平常要注意筛选。
二、机械制造工艺基础的技术性角度
随着科学技术的发展,各种新技术、新材料、新工艺和新设备不断涌现,机械制造技术和工艺正向着高质量、高效率和低成本方向发展。
例如,各种无切削工艺的问世,已经改变了传统的制造工艺,节省了金属材料,并大大提高了生产率;高硬度刀具材料的出现,实现了对工件淬硬表面的切削,其加工精度和加工质量可与磨削媲美;特别是数控技术的广泛应用,使工艺过程的自动化程度提高到一个新的层次,使小批量乃至单件生产能够实现半自动化、甚至自动化生产。
这一部分内容教学对教师要求比较高。
教师要不断地学习,了解新技术、新材料、新工艺和新设备,不断地提高自身业务素质,才能得心应手,教好学生。
在教学过程中可以通过学生现场参观,加深学生对生产过程和工艺过程的感性认识;也可以应用多媒体技术,丰富教学形式,解决理论教学中长期存在的枯燥乏味、难以理解的问题。
如可以通过电脑制作,把机械制造工艺基础中比较规范的加工、装配过程,还有新技术、新材料、新工艺和新设备最新成果应用示例制作成视频,配以声音、动画,用投影仪播放,可以形象逼真地把零件的加工、装配过程表现出来,从视觉、听觉方面全方位调动学生学习的积极性,发挥其主观能动性,努力激发学生的想象力和创造力,使学生学会、学好、学精专业技术,掌握职业技能,为机械制造工业发展、国民经济发展和社会进步做出更大的贡献。
三、机械制造工艺基础的综合性角度
机械制造生产过程错综复杂,它是将原材料转变为成品的整个过程,不仅包括直接作用于生产对象的工作,还包括生产准备工作和生产辅助工作。
工艺过程是指直接作用于生产对象的过程,在生产过程中占有重要地位。
正因为如此,机械制造工艺基础涉及的教学内容非常繁杂,所以教师在教学内容的安排方面要做到有条不紊,在教学方法的应用上要做到灵活多变。
例如,在进行第四章切削加工基础知识理论教学时,根据教学大纲的要求,在教学内容的安排上重点是切削运动与切削用量、刀具切削部分的几何形状和刀具切削部分的材料;其次讲解清楚切削力与切削温度、加工精度、加工表面质量。
笔者是这样安排第五章车削教学过程的:首先带领学生进行现场参观,让学生在生产现场观摩、了解和学习车床的部件及其功用、传动原理,主要附件和工件的一般装夹方法;然后进行课堂理论教学,让学生在直观感性认识的基础上,加深学生对车削内容、方式的理解,更好地掌握车削的主要内容、方式;而对于车削的工艺特点,除了通过理论教学使学生理解车削是工件旋转做主运动、车刀移动做进给运动的切削加工方法外,还要通过实习教学让学生掌握车削的工艺生产技术要点,做到一专多能。
在实习生产教学过程中,教师要做到以下几点:实习生产教学安全生产要全面落实;实习生产教学准备工作、辅助工作要完善;实习生产教学要严格遵守各项操作规程要求;实习生产过程要巡回指导,发现问题要及时提醒改正;实习生产完成之后要组织学生进行总结,认真填写实习生产报告。
机械制造工艺基础教学方法的改进【2】
机械制造工艺基础是技校机械类专业学生必须学习和掌握的一门专业基础课程,该课程综合性较强,涉及面广,内容相对枯燥,不容易引起学生的学习兴趣,教学效果往往较差。
这就对教师提出了更高的要求,要求教师不仅要有较高的专业素质,还要对这门课程进行深入的研究,选好教学方法,提高教学质量。
改进教学方法,提高教学质量是教学的首要任务,笔者在多年的教学工作中总结了以下几点经验。
一、激发学生的求知欲
首先,要上好第一节课。
上第一节课时,教师先做自我介绍,除了介绍自己的姓名外,还可以介绍自己成功的求学经历或教学经历,这是最能吸引学生的。
这有助于学生了解老师,促进良好师生关系的建立,让学生感受到教师的拼搏、进取、智慧和博学,从而从心里喜爱和敬佩教师。
只有这样才能吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
其次,教师要结合生活中学生感兴趣的实际例子加以讲解。
例如,在绪论部分,笔者就结合当今最热门的高铁、歼20战斗机等,以提问题的方式讲解知识,如怎样把它们加工出来,用什么方法加工。
这样学生就会开动脑筋,于是课堂就会活跃起来,学生甚至会试着抢着回答问题。
这时,笔者就给学生播放视频,让学生观看各种加工方法,包括激光加工,甚至3D打印技术,让学生看得真实、看得实在,从而激发学生的求知欲,使学生在以后的学习中能主动学习、主动探究,这样教师就能更好地开展教学活动,才能提高教学效果,学生也会学得更轻松、学得更好。
机械制造工艺基础课程的教师要关注国内外各种最新的加工工艺和方法,并尽可能多地收集视频资料,以便让学生了解最新的科技,提高学生的学习欲望,提高课堂教学的效果。
二、教师要善于纠错
由于各种原因,一些教材里难免有错误之处。
教师应该把它们找出来,在课堂上予以纠正,并讲解理由,要用适当的方法让学生牢记不忘。
某出版社出版的全国中等职业技术学校机械类通用教材机械制造工艺基础第六版中就有好几处错误。
例如台阶轴的车削,教材中介绍车削的第一步是将毛坯伸出三爪自定心卡盘约75mm,这是错误的。
图中Φmm外圆为基准外圆,Φmm外圆中心线对基准外圆轴线有Φ0.03mm的径向圆跳动要求,为确保达到这个要求,这两个外圆必须一次装夹加工完成。
因此,毛坯伸出三爪自定心卡盘至少要达到100mm,加上加工余量约5mm,毛坯伸出量应为105mm左右,而不是75mm。
三、教师要善于进行教学改革
1.教师要对教材进行适当处理
机械制造工艺基础课程一般在第二学期开课。
此时,笔者学校的学生对车削、焊接已经比较熟悉了,因为他们在第一学期已进行了一个多月的车工、焊工实习,并且以后每学期都有相关的`实习,所以,笔者对车削、焊接两章进行了处理、补充和完善。
笔者主要采用了分组讨论和问答式的教学方法,并结合数控专业实际,删除了齿面加工及装配两章,特别加强了铣削、磨削二章的教学。
2.教师要善于改进教学方法
一是注重与学生的互动,加强学生在教学活动中的主体位。
中职传统的教学模式已经改变了,不再是“满堂灌”了。
在课堂教学中,应以教师为主导,以学生为主体。
笔者学校大多以行动导向法开展教学,这是中德合作项目在笔者学校实施成果的体现。
在机械制造工艺基础的课堂教学中,也经常采用行动导向教学法,并配以工程实例,例如汽车、机床等应用实例,利用课堂中的师生互动、学生的分组讨论,充分调动学生学习的积极性,促进学生加深对知识的理解,从而提高课堂教学效果。
二是教学方法的改革与创新。
机械制造工艺基础这门课程主要讲述各种机械的制造方法及过程,包括毛坯的种类及制造方法、零件的各种切削加工方法、机械加工工艺规程的制订和组装装配。
针对不同的章节、内容,要合理地运用相应的教学方法。
例如零件切削加工工艺,讲到各种切削机床时,为了加强学生对机床的感性认识,笔者经常把学生带到实习工场现场,以直观的教学方式教学,然后再回到教室,利用多媒体视频讲解机床的组成、运动原理等基本知识。
采用教室――工厂――教室的循环教学方法,加深了学生对基本知识的了解、掌握及运用,为提高教学质量奠定了坚实的基础。
篇5:机械制造工艺基础教学方法
摘要:本文结合作者多年机械制造工艺学专业课教学经验,从提高学生自我效能感、社会支持感、自尊水平几方面,设计了一些特定的教学措施,以提高教学质量。
关键词:机械制造工艺学 教学 自我效能感 社会支持感 自尊水平
机械制造工艺学作为职业技术院校机械类的一门专业基础课,因其教学知识点的广容性和实践指导性,一直处于理论课教学的重要位置,因此笔者结合多年专业课教学经验,设计了一些特定的教学措施,以提高教学质量。
一、打破教材的授课进度,以渐进的收效提升学生的自我效能感
自我效能感作为个体对自己行为能力的自信程度,影响其面临压力情境时的认知、情感过程及采用的应对方式。
一般认为,低自我效能感的人在遇到困难或挑战时,常以退缩或逃避的消极应对方式被动地应对环境;高自我效能感的人则更多地采用积极的应对方式。
工艺尺寸链的建立和计算是机械制造工艺学课程的难点之一,每年的教学班中总有学生“谈尺寸链色变”。
原本理论基础差的学生会被艰难的计算流程吓倒,基础好点的学生又会被封闭环的查找和确定弄得焦头烂额,而作为重点和难点的这部分内容又是历年来机械专业考核和生产应用的重头戏。
根据自我效能感对于学生应对方式的影响情况,笔者尝试采用打破教材原有的设计进度及增加课时比重的方式来提升学生的自我效能感。
教材对工艺尺寸链的实例讲解选择了一个比较难的题型,而课后及习题册上的练习题都相对简单一点。
我们在此段内容展开时,特意先选择了一个较简单的思考题来展开教学实例,而后再配合增加一些从其他教材上为学生精心挑选的小习题,讲练结合,从简到繁,从难到易。
同时,我们增加教学课时,将较难的题型放到后期讲解和操练,使学生跳过了最开始的迷茫和无助感,在一步步走向难题的过程中不断收获攻关的喜悦,从而既提升了学生的自我效能感,又将知识点顺利地传授给学生们。
二、以合作学习的模式改善课堂互动氛围,提升学生的社会支持感
似乎在每一个教学班中总有一类学生是让老师头疼的:他们不愿面对学习情境,不愿配合教师的教学进程,他们不学习还喜欢影响他人。
其实这类学生问题行为的产生是与他们较低的社会支持体验相关联的。
这部分学生因学习成绩不太好,因此感觉受到的教师关注较少,在同伴中的成就感也较低,因而产生较强烈的低社会支持感。
心理学家研究发现,社会支持缺乏所导致的情绪体验是问题行为最为直观的原因。
篇6:机械制造及工艺教程-第一章 绪论
第一章 绪 论
第一节 机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称,机械制造及工艺教程-第一章 绪论
。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术。机械制造业是国民经济的基础和支柱,是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备;并努力提高质量,保证交货期,积极降低成本,将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1.机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元,往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分,其整体目标是要求在不同的生产条件下,通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构,按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形,并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统,计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2.机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入,经过存储、运输、加工、检验等环节,最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备,如各种机床、焊接机、数控线切割机,也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统(如搬运设备、工业机器人、自动检测机等)组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分:(1) 机床 (2)工具 (3)制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3.生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象,要实现企业最有效地生产和经营,不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素,而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素,这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合,可分为三个阶段,即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节 机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1.机械制造是一个系统工程2.设计与工艺一体化3.精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一,代表了机械制造技术在精度方面的极限。第一章 绪 论第一节 机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术,机械制造业是国民经济的基础和支柱,是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备;并努力提高质量,保证交货期,积极降低成本,将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1.机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元,往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分,其整体目标是要求在不同的生产条件下,通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构,按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形,并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统,计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2.机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入,经过存储、运输、加工、检验等环节,最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备,如各种机床、焊接机、数控线切割机,也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统(如搬运设备、工业机器人、自动检测机等)组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分:(1) 机床 (2)工具 (3)制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3.生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象,要实现企业最有效地生产和经营,不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素,而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素,这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合,可分为三个阶段,即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节 机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1.机械制造是一个系统工程2.设计与工艺一体化3.精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一,代表了机械制造技术在精度方面的极限。二、机械制造技术的发展概况机械制造业是一个历史悠久的产业,它自18世纪初工业革命形成以来,经历了一个漫长的发展过程。随着现代科学技术的进步,特别是微电子技术和计算机技术的发展,使机械制造这个传统工业焕发了新的活力,增加了新的内涵,使机械制造业无论在加工自动化方面,还是在生产组织、制造精度、制造工艺方法方面都发生了令人瞩目的变化。这就是现代制造技术。近几年来,数控机床和自动换刀各种加工中心机床已成为当今机床的发展趋势。在机床数控化过程中,机械部件的成本在机床系统中所占的比重不断下降,模块化、通用化和标准化的数控软件,使用户可以很方便地达到加工目的。同时,机床结构也发生了根本变化。随着加工设备的不断完善,机械加工工艺也在不断地变革,从而导致机械制造精度不断提高。近年来新材料不断出现,材料的品种猛增,其强度、硬度、耐热性等不断提高。新材料的迅猛发展对机械加工提出新的挑战。一方面迫使普通机械加工方法要改变刀具材料、改进所用设备;另一方面对于高强度材料、特硬、特脆和其它特殊性能材料的加工,要求应用更多的物理、化学、材料科学的现代知识来开发新的制造技术。由此出现了很多特种加工方法,如电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工以及激光加工等。这些加工方法,突破了传统的金属切削方法,使机械制造工业出现了新的面貌。篇7:机械制造及工艺教程-第四章 其他常用机床
第一节 铣床
一、铣床类型与用途铣床是用于铣削加工的机床,机械制造及工艺教程-第四章 其他常用机床
。根据构造特点及用途,铣床的主要类型有:卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面(水平面、垂直面、阶台面)、沟槽(键槽、T型槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、链轮、棘轮、花键轴等)、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面及内孔进行加工,以及进行切断工作等。二、各类铣床主要特点铣床使用的是旋转的多齿刀具,生产效率较高。但是,由于铣削加工为断续切削,铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化,所以铣削力的大小和方向也在不断变化,容易引起机床振动。因此,铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。(一)万能升降台铣床万能升降台铣床的主轴为水平布置,属卧式升降台铣床,主要用于铣削平面、沟槽和成形表面。在工作台和床鞍之间有一层回转盘,它可以相对床鞍在水平面内调整±45°偏转,改变工作台的移动方向,从而可加工斜槽、螺旋槽等。此外,还可换用立式铣头,插头等附件,扩大机床的加工范围。(二)立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴是垂直于工作台面。除立铣头外其它主要组成部件与卧式升降台铣床相同。铣头可以在垂直平面内调整角度,主轴可沿其轴线方向进给或调整位置。立式铣床用于加工平面、沟槽、台阶,还可铣削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。(三)其他常用铣床1、龙门铣床龙门铣床是一种大型的高效通用机床,它在结构上呈柜架式布局,具有较高的刚度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、沟槽加工。可以进行粗铣、半精铣和精铣加工。2、工作台不升降铣床工作台不升降铣床一般为立式布局,工作台不作升降运动,机床的垂直进给运动由安装在立柱上的主轴箱作升降运动来实现。这种铣床由于工作台层次少,刚性好,适用于加工外形为中等或大尺寸的工件。工作台不升降铣床根据工作台面的形状,可分为矩形工作台式和圆形工作台式两类。第二节 钻床和镗床钻床和镗床都是加工内孔的机床,主要用于加工外形复杂,没有对称旋转轴线的工件,如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。一、钻床钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔,也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。钻床分为坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等。(一)立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种,其特点是主轴轴线垂直布置,且位置固定,需调整工件位置,使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。由刀具旋转实现主运动,同时沿轴向移动作进给运动。因此,立式钻床适用于加工中、小型工件。多轴立式钻床是立式钻床的一种,可对孔进行不同内容的加工或同时加工多个孔,大大提高了生产效率。台式钻床实质上是一种加工小孔的立式钻床,结构简单小巧,使用方便,适于加工小型零件上的小孔。第一节 铣床一、铣床类型与用途铣床是用于铣削加工的机床。根据构造特点及用途,铣床的主要类型有:卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面(水平面、垂直面、阶台面)、沟槽(键槽、T型槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、链轮、棘轮、花键轴等)、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面及内孔进行加工,以及进行切断工作等。二、各类铣床主要特点铣床使用的是旋转的多齿刀具,生产效率较高。但是,由于铣削加工为断续切削,铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化,所以铣削力的大小和方向也在不断变化,容易引起机床振动。因此,铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。(一)万能升降台铣床万能升降台铣床的主轴为水平布置,属卧式升降台铣床,主要用于铣削平面、沟槽和成形表面。在工作台和床鞍之间有一层回转盘,它可以相对床鞍在水平面内调整±45°偏转,改变工作台的移动方向,从而可加工斜槽、螺旋槽等。此外,还可换用立式铣头,插头等附件,扩大机床的加工范围。(二)立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴是垂直于工作台面。除立铣头外其它主要组成部件与卧式升降台铣床相同。铣头可以在垂直平面内调整角度,主轴可沿其轴线方向进给或调整位置。立式铣床用于加工平面、沟槽、台阶,还可铣削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。(三)其他常用铣床1、龙门铣床龙门铣床是一种大型的高效通用机床,它在结构上呈柜架式布局,具有较高的刚度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、沟槽加工。可以进行粗铣、半精铣和精铣加工。2、工作台不升降铣床工作台不升降铣床一般为立式布局,工作台不作升降运动,机床的垂直进给运动由安装在立柱上的主轴箱作升降运动来实现。这种铣床由于工作台层次少,刚性好,适用于加工外形为中等或大尺寸的工件。工作台不升降铣床根据工作台面的形状,可分为矩形工作台式和圆形工作台式两类。第二节 钻床和镗床钻床和镗床都是加工内孔的机床,主要用于加工外形复杂,没有对称旋转轴线的工件,如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。一、钻床钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔,也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。钻床分为坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等。(一)立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种,其特点是主轴轴线垂直布置,且位置固定,需调整工件位置,使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。由刀具旋转实现主运动,同时沿轴向移动作进给运动。因此,立式钻床适用于加工中、小型工件。多轴立式钻床是立式钻床的一种,可对孔进行不同内容的加工或同时加工多个孔,大大提高了生产效率。台式钻床实质上是一种加工小孔的立式钻床,结构简单小巧,使用方便,适于加工小型零件上的小孔。(二)摇臂钻床对于体积和质量都比较大的工件,在立式钻床上加工很不方便,此时可以选用摇臂钻床进行加工。主轴箱可沿摇臂上的导轨横向调整位置,摇臂可沿立柱的圆柱面上、下调整位置,还可绕立柱转动,加工时,工件固定不动,靠调整主轴的位置,使其中心对准被加工孔的中心,并快速夹紧,保持准确的位置。摇臂钻床广泛地应用于单件和中、小批生产中,加工大、中型零件。如果要加工任意方向和任意位置的孔和孔系,可以选用万向摇臂钻床,机床主轴可在空间绕二特定轴线作回转。机床上端还有吊环,可以吊放在任意位置。故它适于加工单件、小批生产的大中型工件。为了提高钻削加工效率,目前正在发展钻削加工中心。集钻孔、攻螺纹和铣削于一体,可得到很高的加工精度和生产率。二、镗床镗床类机床主要工作是用镗刀进行镗孔,也可进行铣平面、车凸缘、切螺纹等工作。有卧式镗床、立式镗床、落地镗床、金刚镗床和坐标镗床等多种类型。(一)卧式镗床卧式镗床又称万能镗床,可以进行孔加工、车端面、车凸缘、车螺纹和铣平面等。尤其适于加工箱体零件中尺寸较大、精度较高且相互位置要求严格的孔系。(二)落地镗床为适应某些庞大而笨重工件的加工,产生了落地镗床。落地镗床具有万能性大、集中操纵、移动部件的灵敏度高、操作方便等特点。为提高生产效率和加工精度,在落地镗床的基础上还发展了以铣削为主的铣镗床。(三)坐标镗床坐标镗床主要用于镗削高精度的孔,特别适用于加工相互位置精度很高的孔系,如钻模、镗模和量具等零件上的精密孔加工。坐标镗床制造精度很高,具有良好的刚度和抗振性,最主要特点是具有坐标位置的精密测量装置,加工时,按直角坐标来精确定位。坐标镗床还可钻孔、扩孔、铰孔等工作。也可以用于精密刻度、划线、及孔距和直线尺寸的测量等工作。所以坐标镗床是一种万能性很强的精密机床。坐标镗床有立式的和卧式的,立式坐标镗床又有单柱和双柱之分,以适应不同的加工需要。金刚镗床是一种高速精镗床,采用很高的切削速度、极小的背吃刀量和进给量,可加工出质量很高的表面。适于成批、大量生产中,加工精密孔。第三节 磨床一、磨床类型与用途用磨料磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料等)为工具进行切削加工的机床,统称为磨床。磨床种类很多。主要有:外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床,如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外,还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床,以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。磨床可以加工各种表面,如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工,可以进行各种高硬、超硬材料的加工,还可以刃磨刀具和进行切断等,工艺范围十分广泛。二、磨床的工作运动(一)外圆磨床1.M1432A型万能外圆磨床M1432A型万能外圆磨床是普通精度级外圆磨床。它主要用于磨削圆柱形、圆锥形的外圆和内孔,还可磨削阶梯轴的轴肩、端平面等。这种机床的通用性较好,但生产效率低,故适于单件小批生产。2.无心外圆磨床无心外圆磨床进行磨削时,工件放在砂轮与导轮之间,且工件中心高于砂轮和导轮中心连线,以被磨削外圆表面作定位基准,支承在托板上。无心外圆磨床生产率较高,加工精度好,但只能磨削连续外圆表面,且磨床调整费时,只适用于成批及大量生产中。(二)内圆磨床内圆磨床用于磨削各种圆柱孔(通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等)和圆锥孔,某些内圆磨床还附有磨削端面的磨头。内圆磨床主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星式内圆磨床。普通内圆磨床采用纵磨法和切入磨法磨削内孔。采用专门的端磨装置,可在工件一次装夹中磨削内孔和端面。无心内圆磨床适于加工外圆表面已经精加工的薄壁工件,如轴承环等。(三)平面磨床平面磨床主要用于磨削各种工件上的平面。根据磨削方法和机床布局不同,平面磨床要有以下四种类型:卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床和立轴圆台平面磨床。第四节 齿轮加工机床一、齿轮加工机床类型与工作原理(一)齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮种类不同,齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、车齿机等;锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机;此外,还有加工齿线形状为长幅外摆线或延伸渐开线的锥齿轮铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。(二)齿轮加工机床的工作原理齿轮加工机床的种类繁多,构造各异,加工方法也各不相同,按齿面加工原理来分,有范成法和成形法。1.成形法成形法利用与被加工齿轮齿槽截形相一致的刀具齿形,在齿坯上加工齿面。在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮,在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮。加工时,刀具作快速的切削运动(旋转运动或直线运动),并沿齿槽作进给运动,就可切出齿槽。加工完一个齿槽后,工件分度转动一个齿距,再加工另一齿槽,直至切出全部齿槽。采用成形法加工齿轮,所用机床较简单,并可以利用通用机床加工。缺点是加工精度较低,生产率不高,通常多用于修配。2.范成法用范成法加工齿轮时,刀具与工件模拟一对齿轮(或齿轮与齿条)作啮合运动(范成运动),在运动过程中,刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。范成法切齿刀具的齿形可以和工件齿形不同,且可以用一把刀具切出同一模数而齿数不同的齿轮,加工时连续分度,具有较高的加工精度和生产率。滚齿机、插齿机、剃齿机和弧齿锥齿轮铣齿机均是利用范成法加工齿轮的齿轮加工机床。二、滚齿机的工作运动滚齿机生产效率高,在生产中应用广泛。用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮,还可加工轴齿轮、花键轴等。中型通用滚齿机常见的布局形式有立柱移动式和工作台移动式两种。滚齿机的主要运动是由主运动传动链、展成运动传动链、运动传动链和附加运动传动链组成。此外,还有空行程快速传动链,用于快速调整机床的部件。(一)主运动传动链主运动传动链的两端件是:电动机—滚刀主轴Ⅷ,计算位移是:电动机n电(单位为r/min)—滚刀主轴no(单位为r/min)。(二)范成运动传动链范成运动传动链的两端件是:滚刀主轴—工作台,计算位移是:滚刀主轴转1转时,工件转k/z转,(k是滚刀头数)。(三)垂直进给运动链垂直进给运动传动链的两端件是:工作台—刀架,计算位移是:工作台转1转时,刀架进给f(单位为mm)。第五节 数控机床简介简介数控机床、加工中心等设备功能、特点、操作及加工。结合CAI软件、现场加工录像进行教学。篇8:机械制造工艺基础教学研究论文
机械制造工艺基础教学研究论文
1教学建议
1.1有效地选用灵活多变的教学方法
为了保证课程教学质量,宜采用灵活多变的教学方法和手段。在使用PPT的同时,不能忽略实物教具的使用。在讲解一些机床结构、刀具夹具等知识时,仅靠教师的理论讲述无法使学生完全理解,可通过现场教学手段,利用实习工厂、生产工厂的机械设备,在短时间内解决黑板上难以讲透的问题。没有现场教学条件的,可结合具体教学环节,有针对性的拍摄一些生产过程教学短片,利用多媒体手段,增强教学的直观性。此外,还可以通过讨论式、研究式和启发式等教学方法,营造师生互动的'教学环境,增强学生的学习积极性和学习热情。
1.2充分发挥实践在教学过程中的作用
机械制造工艺基础不同于纯粹的理论课,它具有很强的实践性和应用性,实践效果对教学质量起到非常重要的作用。根据学校已有的实习工厂、生产工厂的条件,将理论教学和生产实践结合起来,通过实践与学习相互穿插的方式,或者理论教学与现场教学并行的方式,使学生的参与意识和实践能力大为增强,不仅能很好地消化所学的理论知识,而且能提高解决实际问题的能力。
1.3采用合理全面的考核方式
职业教育应为社会培养实用型人才,卷面考试成绩的好坏很难全面说明一个人能力的高低。宜采用合理全面的考核方式,使学生在学习过程中不再单纯为了通过考试而功利地受迫学习,而是自觉、主动的地习,真正在知识、能力和素质等多方面得到全面的提高。为此可以对学生在实践环节、课堂环节、测试环节、操作环节等分别进行多形式考核,最后再综合评定,从而较全面地考核学生对课程的学习情况。
1.4教学内容与专业发展动态结合
科学技术日新月异,新知识、新工艺、新设备、新材料不断涌现。要提高学生的学习兴趣,在备课时教师应与时俱进,注意了解专业发展动态,及时收集学科最新的发展态势进行介绍,使学生在感受到现代先进制造技术的同时理解学习传统知识的重要性,增加对这门课的学习兴趣。此外,还可以让学生在课后自己收集感兴趣的前沿科技,培养自学能力。
1.5加强师资队伍建设
要实现良好的教学目标,过硬的师资队伍是关键。机械制造工艺基础的课程性质,决定了该课程的教师不仅要具有扎实的专业理论功底,还要具有较熟练的实践技能,更要具有理论与生产结合的综合能力。许多教师,虽然理论知识丰富,但实际生产经验不足,动手操作能力有所欠缺,呈现出“纸上谈兵”的局面。因此,在建设师资队伍过程中,应注意通过合理安排培训内容、参加项目开发等方式,加强教师综合能力的提高。
2结束语
机械制造业是国民经济的基础和支柱,所以,提高机械制造相关课程的教学质量亦是现代社会和经济发展的要求,是培养合格人才不可缺少的一部分。机械制造工艺基础教学应围绕教学目的,针对教学特点,从教学内容、教学模式、教学手段及考核方式等多方面努力实施改革,才能增强教学效果,使学生达到社会的要求。
篇9:常见装配工艺
常用的装配工艺有:清洗、平衡、刮削、螺纹联接 、过盈配合联接、胶接、校正等,此外,还可应用其他装配工艺,如焊接、铆接、滚边、压圈和浇铸联接等,以满足各种不同产品结构的需要。
清洗 应用清洗液和清洗设备对装配前的零件进行清洗,去除表面残存油污,使零件达到规定的清洁度。常用的清洗方法有浸洗、喷洗、气相清洗和超声波清洗等。浸洗是将零件浸渍于清洗液中晃动或静置,清洗时间较长。喷洗是靠压力将清洗液喷淋在零件表面上。气相清洗则是利用清洗液加热生成的蒸汽在零件表面冷凝而将油污洗净。超声波清洗是利用超声波清洗装置使清洗液产生空化效应,以清除零件表面的油污。
平衡 对旋转零部件应用平衡试验机或平衡试验装置进行静平衡或动平衡,测量出不平衡量的大小和相位,用去重、加重或调整零件位置的方法,使之达到规定的平衡精度,
大型汽轮发电机组和高速柴油机等机组往往要进行整机平衡,以保证机组运转时的平稳性。
刮削 在装配前对配合零件的主要配合面常须进行刮削加工,以保证较高的配合精度。部分刮削工艺已逐渐被精磨和精刨等代替。
螺纹联接 用扳手或电动、气动、液压等拧转工具紧固各种螺纹联接件,以达到一定的紧固力矩。
过盈配合联接 应用压合、热胀(外联接件)、冷缩(内联接件)和液压锥度套合等方法,使配合面的尺寸公差为过盈配合的联接件能得到紧密的结合。
胶接 应用工程粘胶剂和胶接工艺联接金属零件或非金属零件,操作简便,且易于机械化。
校正 装配过程中应用长度测量工具测量出零部件间各种配合面的形状精度如直线度和平面度等,以及零部件间的位置精度如垂直度、平行度、同轴度和对称度等,并通过调整、修配等方法达到规定的装配精度。校正是保证装配质量的重要环节。
篇10:绿色机械制造工艺
摘要:随着我国经济的迅速发展,我国的能源消耗越来越大,所以国家大力推进节能减排措施,以促进国家经济的可持续发展,建设出节约友好型社会。
机械制造行业作为国家的重点行业,由于涉及面较广,因此如何发展好绿色机械制造工艺技术,提高企业的经济效益保护好生态环境和合理利用资源具有非常重要的意义。
关键词:绿色理念;绿色制造;机械制造;工艺技术
绿色机械制造工艺是指以综合考虑环境因素和资源效益为前提,以传统机械制造技术为基础,将环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学技术结合在一起,以达到预期质量和功能的先进机械制造方法和过程。
发展绿色机械制造工艺的目的就是达到资源、环境和经济效益的统一。
1、发展绿色机械制造工艺技术的重要意义
近年来,我们一直提倡环保节能,建设资源节约型环境友好型社会,为节能环保产业创造了良好历史发展机遇。
机械制造行业涉及领域庞大,发展好绿色机械制造工艺技术,对国家发展、公司利益、环境保护都起着重要的作用,也对资源的合理利用具有重大意义。
机械制造业与国民经济发展的各个行业都密切相关,其为人们的衣食住行提供着各种不同性能的机电产品。
传统机械制造技术的发展是一个开环式的发展模式,不考虑环境和资源的代价,从自然界中获取资源,经过加工处理得到最终产品,同时还产生了大量的废气、废液、废渣,排放到环境中,给环境带来严重的污染,甚至产生有毒有害的物质,带来巨大的安全隐患;另一方面,许多的脚料、余料以及破损的零件和设备,最终都成为了废弃物,这不仅污染了环境,更是对现有资源的一种严重浪费。
而绿色机械制造工艺引用的是一个清洁生产和废弃物循环利用的闭环式发展模式,根据市场需求,设计、生产出质量合格的产品,在此过程中,充分考虑资源利用、能源消耗和环境保护等这些因素,从而达到资源和能源的最优化的配置,最大限度地减少环境污染。
因由此可见,绿色机械制造工艺比传统机械制造工艺更能适应新时期的机械工业发展要求。
2、绿色制造理念在机械制造工艺中的应用措施
2.1绿色设计
绿色设计是指根据产品的品质要求,在绿色理念的指导下,对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计,并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。
要做好绿色设计,需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题,并将环保作为设计的重要指导原则。
绿色设计涉及十多项设计阶段,包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。
要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来,因此,绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。
2.2选用绿色原材料
实现绿色制造理念,应该在制造中使用比较绿色环保的原材料进行制造,同时选择的环保材料还应该符合机械制造工艺的要求,还要具备非常良好的使用性能。
具体来讲,在原材料的选择上,首先应该注意环境和材料的兼容性,不可以使用有毒、有害、有辐射性的材料。
使用这样的原材料能够在使用完成之后再利用,减少资源的浪费。
其次,应该选用原料丰富、低成本、低污染的原材料,避免使用价格昂贵、污染大的材料。
最后,在制造的时候最好要使用一些能够回收的原材料,或者已经经过回收的原材料,实现资源的循环使用,减少制造中的浪费现象。
2.3选用绿色技术
想要保证机械制造工艺中绿色理念的融入,应该将一些先进的技术加入到机械制造当中。
例如可以在机械制造中使用快速成型制造技术。
这一技术所使用的仪器为快速成型机,这一设备在进行使用的时候,首先是使用cAD中的数据来进行模型的设立,将层层的模型进行堆积。
这种仪器使用的先进性在于它在使用的时候没有使用任何的刀具、模具和工装夹具,并且能在很短的时间内形成复杂形状的实体或者三维零件。
因此这种技术不仅能够有效的节约资源,还能够让制造成本得到有效的减少,与此同时,还能够生产出很多新型的机械设备。
在机械制造工艺中还可以使用少无切削加工技术,这一技术是新技术、新工艺中衍生的新型技术类型。
在使用的时候是利用精密铸造、冷挤压、沉积等成型技术和工程材料应用到机械制造当中,也是将机械零件的形状向着精密成型的`方向发展。
通过这种自由成型的加工技术,能够让产品的生产费用有效的减少,也能够减少机械产品生产中的能源浪费和资源浪费。
2.4绿色切削加工技术的应用
绿色切削技术在机械制造工艺中也能够达到节能减排的要求。
由于在机械产品切割的时候使用的切削液具有一定的污染成分,所以使用绿色切削技术就能有效的解决污染的题。
这一技术在使用的时候,主要是会进行干式切割、低温切割、绿色温式切割等几个方式。
但是这一技术在使用的时候的净化处理、切削液的研制等方面还存在着一定的问题,因此还没有得到全面的利用。
所以相关的技术人员应该加强对这一技术的开发力度,从而更好的投入到机械生产当中。
2.5振动消除应力法的应用
在机械制造的生产过程中,一般情况下都是要对原材料进行特殊的处理,这一过程不仅能够让材料的应力有效的减弱,还能让机械产品的性能大大增强。
处理中使用热时效法的时候,会让材料本身的性能得到破坏,还会让制造的成本大大增加。
所以在处理的时候可以使用振动消除应力法,这种方法能够让材料中的金属构件实现晶格滑移,从而就能让金属的塑性发生改变,从而让材料的应力得到有效的减弱,实现减少成本、避免浪费的目的。
2.6再制造技术的应用
再制造技术主要是将已经不能使用的或者已经到了使用寿命的零件进行一定的处理,再将这些处理过的零件加入到机械的生产当中,从而有效的减少资源的浪费,也让机械的使用寿命得到延长。
但是在使用这一技术的时候,必须要保证机械产品的使用性能,不能将处理不合格的零件应用在机械制造当中。
2.7绿色处理
绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣,进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。
绿色处理的方法有:第一,根据各排放气体的性能,能吸收的就采用物理或化学方法吸收,能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。
第二,废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。
第三,将有毒的废渣进行集中深埋,或是采用化学方法将其变成无毒无害物质,将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。
第四,将已报废的产品回收并使用到下一个周期中,变废为宝。
3、结束语
绿色制造,简而言之就是,从生产到制造再到应用,后期的回收等都遵循环保健康的理念,能最大化地确保原材料和利用率的高效。
这就是绿色化的重要意义所在。
总之,在如今这个快速发展的社会中,只有顺应消费者诉求及高精度、高效率的绿色概念等,才能长久发展。
对于今后的发展,绿色化、自动化、机械化是未来的方向和目标,只有以之为契机,才能更加快速地发展壮大。
所以,机械制造业要有长远发展,必将以降低资源耗费,发展纯净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为永恒发展奋斗目标。
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