第六章机器装配工艺过程设计是机械工程领域中的关键环节,涉及到产品的质量和性能。装配过程不仅包括零部件的简单组合,还包括清洗、接合、调整、试验、检验、油漆和包装等一系列复杂的操作。机械产品的质量主要由物理参数和几何参数来衡量,如转数、质量、平衡、密封、摩擦等物理参数,以及距离精度、相互位置精度、相对运动精度、配合精度和接触精度等几何参数。
装配的精度直接影响到产品的性能。距离精度指的是确保零件和部件之间保持正确的间隙、配合质量和尺寸要求。例如,在图6-1所示的车床装配中,不同的尺寸B0、B1、B2、B3和A0、A1、A2、A3之间的关系决定了装配的精确性。相互位置精度则反映了各零件间相对位置的准确性,如在活塞连杆、缸体和曲轴的装配中,各角度α0、α1、α2、α3的精确度至关重要。装配的运动精度涉及主轴的圆跳动、轴向窜动、转动精度和传动精度,这些都与装配方法和零部件的精度密切相关。
接触精度是指配合表面接触面积的大小和分布,对接触刚度和配合质量的稳定性有着直接影响。装配精度与零件精度之间存在密切联系,通常情况下,零件精度越高,装配精度越容易保证,但并非完全依赖于零件精度,装配方法的选择同样重要。
装配尺寸链是保证装配精度的重要理论基础。它是以装配精度指标或要求为封闭环,所有与之相关的零件尺寸或位置要求作为组成环形成的尺寸链。建立装配尺寸链时,应遵循最短路线原则,以减少组成环的数量。确定装配尺寸链通常包括以下步骤:识别封闭环(即装配精度要求),确定组成环,并绘制尺寸链图。装配尺寸链的应用分为正计算(用于验证设计)和反计算(用于设计),计算方法包括极值法和概率法。
极值法是一种常见的计算方法,正计算类似于工艺尺寸链,而反计算则涉及选择相依尺寸,即加工容易或生产限制较少的组成环。通过计算平均公差和确定组成环的上下偏差,可以求得各组成环的公差。例如,在双联转子泵轴向关系的案例中,通过建立尺寸链并选择相依尺寸A1,可以计算其他组成环A2、A3和A4的公差和偏差,从而确保装配后的轴向间隙在0.05~0.15mm的范围内。
机器装配工艺过程设计是机械制造的关键步骤,涉及多个精度指标和尺寸链的计算,对保证产品质量和性能起着决定性作用。正确理解和应用这些概念和技术,能有效提高装配效率和产品的可靠性。