理论教育 汽车制造工艺学:装配方法选择

汽车制造工艺学:装配方法选择

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:合理选择装配方法是装配工艺的核心问题。装配方法的选择,一般遵循以下原则:①优先选择完全互换法。分组互换装配法是指装配时,将选择相同公差组别的零件进行装配,以保证同组零件具有互换性的一种装配方法。装配时,因各零件之间会产生较大的累积误差。图5-3高压油泵喷油嘴体与轴针偶件及其装配尺寸链单件修配法。

汽车制造工艺学:装配方法选择

合理选择装配方法是装配工艺的核心问题。装配方法的选择,一般遵循以下原则:

①优先选择完全互换法。

②当封闭环的精度要求较高,而组成环的环数较少时,可考虑采用选配法。

③在采用上述装配方法而使零件加工困难或不经济时,特别是在单件小批生产中,宜选用修配法或调整装配法。

1.互换装配法

互换装配法是指在装配过程中,零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。大批量生产中都采用互换装配法。

采用互换装配法时,产品装配精度主要取决于零件的加工精度。其特点是,装配时不经任何调整和修配,就可达到装配精度要求。如汽车在使用中某一零件磨损,再买一新的同类零件更换上去即可正常使用。其实质是通过控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。

按其互换程度不同,互换装配法又分为完全互换法和不完全互换法。

(1)完全互换法。

完全互换法是指一批零件或部件在装配时无须分组、挑选、调整和修配,直接按装配关系连接就可以达到装配精度要求的装配方法。

完全互换装配法具有以下特点:装配质量稳定可靠,有利于产品的维护和零部件的更换;装配工作简单,易于实现装配机械化和自动化,生产率高;易于组织流水线装配、零部件制造协作和专业化生产;当零件的技术要求高时,零件尺寸公差要求较严格,加工相对较困难,会使零件制造成本增加。

完全互换装配法主要适用于组成环较少或组成环较多但装配精度要求较低的各种生产类型。

(2)不完全互换法(大数互换装配法)。

不完全互换法是指一批零件装配时,绝大部分零件无须挑选或修配,装配后即能达到装配精度要求的装配方法,故又称为大数互换装配法。

正常情况下,零件加工尺寸成为极限尺寸的可能性较小;而在装配时,各零部件的误差遇到同时为最大或最小的概率更小;显然,出现极限上偏差的轴与极限下偏差的孔碰对,更是微乎其微。

不完全互换法的互换程度要偏低一些。采用不完全互换装配法有利于零件的经济加工,使绝大多数产品能够保证装配精度。

2.选择装配法

选择装配法简称选装法,是指将零件的制造公差适当放宽到经济可行的程度,然后挑选其中尺寸合适的零件进行装配,以保证装配精度的装配方法。选装法常用于装配精度要求高而组成环数又较少的成批或大批量生产。

选择装配法分为直接选配法、分组互换装配法、复合选配法三种形式。

(1)直接选配法。

直接选配法即在装配时,由装配工人凭经验直接从待装配的零件中挑选合适的零件进行装配,然后检测是否达到装配精度要求的装配方法。

这种方法需要技术较熟练的工人,装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平,同时装配时间较长且装配质量不够稳定。它适用于封闭环公差要求不严、产品产量不大或生产节拍要求较低的小批量生产。

(2)分组互换装配法。

分组互换装配法是指装配时,将选择相同公差组别的零件进行装配,以保证同组零件具有互换性的一种装配方法。这种装配方法在发动机装配中应用较多,如活塞销与活塞销孔、活塞销与连杆小头衬套孔、柴油机精密偶件中的喷油嘴偶件与柱塞副偶件等。

图5-2所示为汽车发动机活塞销与活塞销孔的装配实例。它是一种分组互换装配法。

已知活塞销直径d与活塞销孔直径D的基本尺寸为28mm。按装配技术要求,在冷态装配时应保证过盈量有Y=0.002 5~0.007 5mm。据此,可将其分为4组,如表5-1所示。

图5-2 发动机活塞销与活塞销孔的配合

(a)活塞销与销孔配合关系;(b)尺寸与过盈量

表5-1 活塞销直径d与活塞销孔直径D的分组尺寸一览表 mm

分组互换装配法具有以下技术特点:对零件制造精度要求不高,但可获得高装配精度。加工中,零件尺寸公差可放大,但配合表面形状公差和表面粗糙度不能放大,仍需按分组公差确定;同时要求同组别零件分组公差应相等,否则会改变配合性质;零件加工完成后,需使用精密量具或仪器进行专人测量、分组和分组存放,这将增加部分制造成本。装配时,要求各组别的零件数量相等,否则导致不配套而造成浪费。

分组互换装配法适用于大批量生产中装配组成环少而装配精度要求高的装配机构。(www.daowen.com)

(3)复合选配法。

复合选配法是指由直接选配法和分组选配法复合组织的一种装配方式,即零件加工后先行检测分组,到装配时又由各对应组的装配人员再分组适当选配。

复合选配法的优点是,虽然配合件公差不一定相等,也不像互换装配法那么对制造精度要求严格,但因分组操作,专人选配,既降低了零件的加工精度,又提高了装配速度,而且装配精度很高;既能满足一定的生产节拍,又能降低制造成本。

分组选配法的缺点是:增加了零件的测量、分组工作,增加了零件存储量,相对使零件的存储、运输工作过程复杂化。

分组选配法应用于精密偶件,如汽车发动机气缸与活塞的装配、精密机床中精密件的装配和滚动轴承的装配等。

3.修配装配法

修配装配法是指将影响装配精度的各个零件先按经济加工精度制造。装配时,因各零件之间会产生较大的累积误差。故在装配时,将通过去除指定零件上预留的修配量来达到装配精度要求。这种通过对零件进行修配而装配的方法称为修配装配法。

修配装配法实质也是一种调整装配法,即最终通过调整件(指预留修配件)来补偿累积误差,只是具体调整方法不同而已。

修配装配法一般适用于产量小的场合,如单件小批生产或产品试制。

选择修配件应满足以下要求:便于装拆,易于修配。通常选定形状较简单,修配面较小的零件作为修配件。尽量不选公共组成环上的零件,因为公共环上的某一个零件难以同时满足几个装配要求。

修配装配法分为单件修配法、合并加工修配法、偶件加工修配法和自身加工修配法四类。

图5-3 高压油泵喷油嘴体与轴针偶件及其装配尺寸链

(1)单件修配法。

单件修配法指选定某一固定的零件作为修配件,在装配过程中用去除金属层(切削)的方法改变其尺寸,以满足装配精度要求的方法。

图5-3所示为高压油泵喷油嘴体与轴针偶件装配图及装配尺寸链。选定轴针为修配件,装配时通过修磨轴针轴肩H面改变其尺寸,以保证间隙要求。

(2)合并加工修配法。

合并加工修配法是指将两个或多个零件合装在一起进行加工修配,以减少累积误差和修配量的方法;但合并加工的零件不再具有互换性,必须做好标记以免错用。比如,汽车发动机气缸体与离合器壳体总成,装配时要求离合器壳体后端面与轴承座孔轴线垂直,生产中一般将它们合装在一起,精加工离合器壳体后端面,从而可以放宽气缸体端面与轴承座孔轴线的垂直度和离合器壳体两端面平行度要求。

(3)偶件加工修配法。

偶件加工修配法是通过偶件互研满足配合要求的方法。如柴油机精密对偶件的柱塞与套筒、针阀与阀体都必须通过互研才能满足装配要求。需要注意,同类偶件不允许互换。

(4)自身加工修配法。

如卧轴矩台平面磨床工作台面与其进给方向不平行时,可用平面磨床自身的砂轮磨削工作台。这种用机床自身加工自身零件的方式来保证本体装配精度的方法称为自身加工修配法。

这种方法主要用于机床制造,能保证较高的位置精度。

修配装配法在汽车制造中的应用。如汽车、拖拉机中主减速器的主、从动锥齿轮,因其有较高的啮合精度要求,在用其他方法保证轴向位置精度之前,应先把主、从动锥齿轮进行直接选配研磨,打上标记,然后才完成成对装配。

又如柴油机高压油泵中的精密偶件,如喷油泵的栓塞副和喷油器偶件等,必须先用分组选配再通过研磨的方法来保证装配精度。选配后研磨也属于修配装配法。

4.调整装配法

调整装配法为用改变调整零件的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的方法。其适用于组成件数比较多而装配精度要求又高的场合。

图5-4分别列举三种调整装配的汽车部件。

图5-4 三种调整装配的汽车部件

(a)内燃机气门装配间隙可动调整装配;(b)汽车中轮毂轴承间隙的可动调整装配;
(c)用波形套调整汽车主动锥齿轮轴承预紧力
1—调整螺钉;2—摇臂;3—间隙;4—调整螺母;5—左右圆锥滚子轴承;6—半轴套管;7—制动鼓;
8—半轴及轮毂;9—主动锥齿轮;10—波形套;11—调整螺母

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