第5章机器装配工艺过程设计
机械制造技术基础课程教学设计
《机械制造技术基础》课程教学设计课程编号: T1080200课程名称: 机械制造技术基础课程英文名称: Fundamentals of Machinery Manufacturing Technology 总学时: 56 讲课学时: 48 实验学时: 8学分: 3.5开课单位: 机电工程学院机械制造及自动化系、机电控制及自动化系授课对象: 机械设计制造及其自动化专业先修课程: 金属工艺学、互换性与测量技术基础、机械工程材料、机械原理、机械设计。
开课时间: 第6学期教材与主要参考书:1. 张士昌等.机械制造技术基础.高等教育出版社.2003.4.2. 韩荣第.金属切削原理与刀具.哈尔滨工业大学出版社.2004.2.3. 王启平.机械制造工艺学.哈尔滨工业大学出版社.1999.4.4. 卢秉恒.机械制造技术基础.机械工业出版社.1999.105. 冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社.1999.26. 哈工大等.机床夹具设计.上海科学技术出版社.19907. 张福润.机械制造技术基础.华中理工大学出版社.1999.108.李益民.机械制造工艺学习题集.机械工业出版社.1993.59.李旦.机械制造工艺学试题精选与答题技巧.哈工大出版社.1999.10 （一）课堂教学1. 内容体系本课程主要讲授从毛坯到零件的整个机械加工过程中, 组成机械加工工艺系统的机床、刀具、夹具及工件方面的术语、定义及相关知识, 在此基础上, 以外圆车削为例讲授工件在切削加工过程中所产生的变形、力、热与温度及刀具磨损等一系列物理现象的原理、影响因素和规律, 从而找到提高生产效率和加工表面质量的基本途径（改善工件材料切削加工性, 使用性能好的切削液, 选择合理切削用量, 制定合理的刀具使用寿命及选择刀具的合理几何参数）。
为了适应课程设计和未来工作的需要, 还要介绍钻削、铣削和磨削方面的相关知识以及定位的基本概念、六点定位原理、典型定位元件及定位误差分析计算。
实训报告之数控机床装配工艺流程
目录前言 (1)第1章实习公司简介 (2)第2章数控机床的组成 (4)第3章确定数控机床的装配工艺流程 (7)3.1 装配工艺方法 (7)3.2装配规程内容 (7)3.3装配注意事项 (8)第4章装配流程 (10)4.1装配总流程 (10)4.2数控机床的部装 (11)第5章数控车床的安装与调试 (15)5.1基础施工及机床就位与组装 (15)5.2数控系统的连接与调试 (16)第6章试车调整 (18)第7章附件 (20)第8章小结 (23)第9章参考文献 (25)前言从本质上说，数控机床和普通机床一样，也是一种经过切削将金属材料加工成各种不同形状零件的设备。
早期的数控机床，包括目前部分改造、改装的数控机床，大都是在普通机床的基础上，通过对进给系统的革新、改造而成的。
因此，在许多场合，普通机床的构成模式、零部件的设计计算方法仍然适用于数控机床。
随着数控技术（包括伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环保等方面越来越高的要求，现代数控机床的机械结构已经从初期对普通机床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。
特别是随着电主轴、直线电动机等新技术、新产品在数控机床上的推广应用，部分机械结构日趋简化，新的结构、功能部件不断涌现，数控机床的机械机构正在发生重大的变化，虚拟轴机床的出现和实用化，使传统的机床结构面临着更严峻的挑战。
数控机床的装配从一定程度上决定了数控机床的加工精度，因此装配在数控机床的制造流程中占着很重的分量。
数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。
高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。
高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。
高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。
高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。
机械制造技术基础课程教学大纲
《机械制造技术基础》课程教学大纲课程名称：机械制造技术基础学时/学分：64/ 4课程类型：必修课开课专业：机械类专业专科生选用教材：赵世友李跃中主编《机械制造技术基础》机械工业出版社2022年1月第一版主要参考书：一、课程简介【课程名称】《机械制造技术基础》（52~64学时/4学分）【教学目的】《机械制造技术基础》是机械类专业学生的主干学科基础必修课，具有较强的实践性和应用性，为将来解决机械制造中的技术问题打基础。
本课程的教学目的是培养学生掌握机械加工工艺过程和装配工艺过程相关的基本理论知识和相应的技能，通过实践教学环节培养学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。
【教学内容】本课程内容共分七章。
课程主要介绍了机械产品的生产过程,机械加工过程及其系统。
包括了金属切削过程及其基本规律，机床、刀具的基本知识，机械加工工艺和装配工艺规程的设计，机械加工中精度及表面质量的概念及控制方法。
【授课对象】本课程的授课对象为机械类专业专科生。
本课程要求授课对象先修下列课程：机械制图、机械基础、公差配合与技术测量、金属材料及热处理和金工实习等。
二、素质目标1、具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神；2、具有爱岗敬业的敬业精神、培养学生精益求精的工匠精神，养成良好的自我学习和信息获取能力；3、掌握先进制造技术，勇于创新，提升学生创新设计能力；4、良好的交流、沟通、与人合作的能力，具有社会主义核心价值观。
三、课程目标1、对机械制造活动有一个总体的了解与把握。
掌握金属切削过程的基本理论和基本规律；具有根据加工条件合理选择刀具参数、切削用量的能力。
2、掌握制造工艺装备的基本理论、机械加工的基本知识, 时间定额的组成和提高生产率的工艺途径；了解机械制造主要工艺装备的用途和工艺范围, 工艺规程设计的指导思想和设计原则，工艺方案经济分析方法；能正确、合理地选择加工方法与机床、刀具及加工参数；3、掌握机械加工精度与表面质量的基本理论和基本知识；具有研究和分析引起加工误差原因和解决加工精度问题的能力。
机械装配工艺机械装配工艺
（2）不完全互换法
按式（9）求封闭环平均尺寸和实际分布范围的上、下偏差，得：
A A A A A ＝ －（ ＋ ＋ ）＝41.0745－（16.991＋16.9925＋16.991）＝0.1mm
0av
1av
2av
3av
4av
及 T ＝
0 ＝0.1 0.29 0.129 mm
T A 0 0
0av 2
3、装配中的连接方式
在装配中，零件的连接方式可分为：
连接方式
固定连接
活动连接
能保证装配好后 的相配零件间相
互位置不变
能保证装配好后 的相配零件间有 一定的相对运动
3、装配中的连接方式
在固定连接和活动连接中，又根据它们能否拆卸的情况不同,分为可拆 卸连接和不可拆卸连接两种。所谓可拆卸连接是指这类连接不损坏任何零 件，拆卸后还能重新装在一起。
0.071
这证明，在实际上尺寸
T
的波动范围要比按极值法计算的范围小一些，
0
如图9.3所示。也就是说，若按概率法计算，尺寸 A1、A2、A的3、A4 的公差可
以放大些。
若与极值法相同，预先确定
A A 17 ＝ ＝
2
4
－0.018
mm
， A 7 ， ＝ 3
－0.015 mm
T
＝0.1mm
0
，则作为相依尺寸的公差可按式（12）求出：
j
－相依尺寸增减环；
j1
m－包括相依尺寸和封闭环在内的总环数；m 1－增环数。
例题1：解组成环尺寸、公差及偏差。
图1为某双联转子（摆线齿轮）泵的轴向装配关系图。已知各基本尺寸
为：A0＝0，A1＝41mm，A2 =A4 =17mm，
机械加工工艺规程的制定
工艺过程组成
工艺过程组成
2）安装
工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占 据正确位置并给予固定的过程，称为装夹。（装夹 包括定位和夹紧两过程）
安装是指工件通过一次装夹后所完成的那一部 分工序。
1、生产纲领： 指包括备品、备件在内的该产品 的年产量。产品的年生产纲领就是产品的年生产量。 零件的年生产纲领由下式计算
N=Qn(1+a)(1+b)
式中：
N：零件的生产纲领（件/年）； Q:产品的年产量（台/年）； n:单台产品该零件的数量（件/年）； a:备品率，以百分数计； b:废品率，以百分数计。
第五章 机械加工工艺规程设计
本章主要介绍以下内容： 5.1 零件制造的工艺过程 5.2 工艺规程的作用及设计步骤 5.3 零件工艺性分析与毛坯的选择 5.4 定位基准的选择 5.5 工艺路线的拟定 5.6 加工余量的确定 5.7 尺寸链和工序尺寸的确定 5.8 时间定额和经济分析
重点、难点：定位基准的选择；尺寸链和工序尺寸 的确定
定义：全年中重复制造同一产品。 特点：产品品 种少、产量大，长期重复进行同一产品的加工。
5.2 各种生产类型工艺过程的主要特点
工艺过程特点 工件的互换性
单件生产
一般是配对制造，没有互换 性，广泛用钳工修配
毛坯的制造方 法及加工余量
铸件用木模手工造型；锻件 用自由锻。毛坯精度低，加 工余量大
生产类型
5）走刀
走刀（又称工作行程）是指刀具相对工件加工 表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步 可包括一次走刀或几次走刀。
过程装备成套技术第五章
5.1.2.4 工业锅炉
主要提供工业生产所需的蒸汽和热水，前者为蒸汽锅炉， 后者为热水锅炉 锅炉参数：锅炉容量，蒸汽压力，蒸汽温度和给水温度 锅炉容量用额定蒸发量表示。（额定蒸发量：在额定蒸 汽压力，蒸汽温度，规定的锅炉效率和给水温度下，连 续运行时所保证的最大蒸发量） 锅炉按结构分为火管锅炉和水管锅炉。
的自由横截面，有利于液体再分布
17
5.1.2.2 传质设备（塔设备）的类型及设计
5.1.2.2 传质设备（塔设备）的类型及设计
5.1.2.2 传质设备（塔设备）的类型及设计
5.1.2.2 传质设备（塔设备）的类型及设计
（4）塔设备的工艺计算
计算塔径，求出液泛气速并确定空塔气速 计算理论板数以确定板式塔的塔板数或填料塔的填料层 高度；板式塔还须进行塔板的开孔区和溢流区的设计和 计算。 进行流体力学计算，包括气流通过塔板或填料的压降、 板式塔漏液点的计算等，保证设备的工作点落在稳定操 作区内。一般应算出气、液流量的上限和下限，划出设 备的稳定操作范围。
主要部件为炉膛，燃烧设备，锅筒，水冷壁，炉墙，过 热器，省煤炉和空气预热器等
5.1.2.4 工业锅炉
锅炉的炉型和选用
1）炉型
按燃烧方式分为手烧炉，链条炉，往复炉，抛煤机 炉，沸腾炉，煤粉炉，油/气炉。
2）选型
先确定供热介质，热负荷，锅炉参数和锅炉燃用的煤 种选择炉型。
过程装备成套技术
第5章 过程装备的设计与选型
炼钢生铁 铸造生铁
合金生铁 纯铜（紫铜） 铜锌合金（黄铜） 铜锡合金（锡青铜） 铝及铝合金 钛及钛合金 镁及镁合金 铅、锡及其合金 锌及其合金 镍、钴及其合金 33
钢
金属
铜及其合金
第5章 装配图
本章要点
1. 装配图的作用、内容。 2. 装配图中的视图表达。 3. 装配图的尺寸标注和技术要求。 4. 装配图的零部件序号和标题栏。 5. 装配图的工艺结构。 6. 读装配图的步骤及方法。
5.1 装配图概述
5.1.1 装配图的作用
装配图用来表示装配体的基本结构、各零件的相对位置、 装配关系及工作原理。在设计时，要先画出装配图，然 后按照装配图设计并拆画出零件图。此外，装配图是表 达机器或部件的图样，在设计、装配、调整、检验、安 装、使用和维修时都需要装配图。因此，装配图是生产 中重要的技术文件，是进行技术交流的重要资料。
⑶ 在装配图中，对于实心件（如轴、杆等）和标准件 （如螺栓、螺母、垫圈、键、销杆、球等），当剖切 平面通过其轴线（沿纵向剖切）时，这些零件均按不 剖绘制，即不画剖面线。
图5-2 装配图的规定画法、 夸大画法和简化画法
2. 特殊画法 ⑴ 拆卸画法 在装配图的某个视图上，当某些零件遮住了其他零件或
5.5 装配图的工艺结构
在设计和绘制装配图时，应考虑装配结构的合理性，以 保证机器或部件的使用及零件的加工、拆卸方便。
接触面与配合面的结构: 两个零件接触时，在同一方向只能有一对接触面，这样
既可满足装配要求，制造也很方便，如图5-6所示。
图5-6 两零件的接触表面
当轴颈和孔配合时，应在孔的接触端面制成倒角或在轴 肩根部切槽，以保证零件间接触良好，如图5-7所示。
规定只画一条轮廓线，非接触面、非配合面，即使间 隙很小，也要夸大地画出各自的轮廓线，即在该处画 出两条线。
⑵ 在剖视图和断面图中，相邻的两个（或两个以上） 零件的剖面线方向应相反，或方向一致但间距大小不 同、互相错开，以区分不同的零件。在同一张装配图 中，同一零件的剖面线方向和间距，在所有剖视图、 断面图中都必须一致。
第五章 装配工艺基础和装配尺寸链
床鞍移动导轨面 尾座移动导轨面
由此可见，装配是由于采用不同的工 艺措施，从而形成各种不同的装配方法， 在这些装配方法中，装配精度与零件的加 工精度具有不同的关系。
四、装配尺寸链的概念
机器的装配精度是由相关零件的加工 精度和合理的装配方法共同保证的。
关键：
查找对某装配精度有影响的那些零件， 进而选择合理的装配方法和确定这些零件 的加工精度。
第五章 装配工艺基础和装配尺寸链
一、装配的概念
按规定的技术要求，将零件、组件和 部件进行配合和连接，使之成为半成品或 成品的工艺过程。
把零件、组件装配成部件的过程称为 部件装配。
零件、组件和部件装配成为最终产品 的过程称为总装配。
装配不仅是零件、组件、部件的配合 和连接等过程，还应包括调整、检验、试 验、油漆和包装等工作。
装配精度包括零部件间的配合精度和 接触精度、位置尺寸精度和位置精度、相 对运动精度等。
1.零部件间的配合精度和接触精度
零部件间的配合精度是指配合面间达 到规定的间隙或过盈的要求。
它影响配合性质和配合质量。
零部件间的接触精度是指配合表面、 接触表面和连接表面达到规定的接触面积 大小与接触点分布情况。
2.查找组成环
（1）查找相关零件
（2）确定相关零件 上的相关尺寸
3.画尺寸链图并确定 组成环的性质
例5—2
1.确定封闭环 2.查找组成环 （1）查找相关零件 （2）确定相关零件上的相关尺寸 3.画尺寸链图
（二）形位公差环和配合间隙环的特点
1.形位公差环的特点
形位公差环可看作基本尺寸为零的尺 寸环。
常见的形位公差环有垂直度、平行度、 直线度和平面度等，它们都是角度尺寸环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/8/12
5
5.3 机器结构的装配工艺性
1、 机器结构应能分成独立的装配单元
把机器划分成独立装配单元的好处： （1)可以组织平行的装配作业。 （2)机器的有关部件可以预先进行调整和试车。 （3)利于机器局部结构改进。 （4)利于机器的维护检修，给重型机器的包装、运
输带来很大方便 。 (5)利于一些不能在使用现场进行装配的精密零部
（2）套件：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。 图1a)为套件的一个示例，其 中蜗轮即属于“基准零件”。
图1 套件示例
2020/8/12
2
1．机器的组成
（3）组件：在一个基准零件上， 装上若干套件及零件构成。
图1b)为一个组件的一个示例， 其中蜗轮和齿轮合件是先前准 备好的一个套件，阶梯轴为 “基准零件”。
名称 编号 数量
图2 装配单元的表示图
图3 组件和部件的装配系统图
2020/8/12
4
图4 机器装配系统图
图4表示机器的装配工艺系统图，其绘制步骤如下： （1）先划一条横线； （2）横线左端画出代表基准件的方框，在方框中注明装配单元名称、编号和数量； （3）横线右端画出代表装配成品的方框； （4）按装配顺序，将直接装到成品上的零件画在横线上面，组件、
2020/8/12
11
5.4 装配尺寸链
2. 各装配精度间的关系 相互位置精度是相对运动精度的基础，相互配合精度对相对位置精度
和相对运动精度的实现有较大的影响。 3、装配精度与零件精度的关系 （1）“单件自保” ： 由一个零件的精度来保证某项装配精度的情况。
例如，在卧式车床装配中，要满足尾座移动对溜板移动 的平行度要求，只要保证床身上溜板移动的导轨A与 尾座移动的导轨B相互平行即可。
（封闭环）是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。 （3）装配尺寸链的组成环 在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的
图16 主轴箱主轴与尾座套筒中心线等高结构示意图 1—主轴箱 2—尾座 3—尾座底板 4—床身
2020/8/12
13
5.4.2 装配尺寸链的建立
1．装配尺寸链的基本概念 （1）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。 （2）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
图15 尾座对溜板移动精度 由床身导轨精度单件自保
2020/8/12
12
（2）多数情况下，机器和部件的装配精度与和其相关的若干个零部件的加工精度有 关，即这些零件的加工误差的累积将会影响产品的装配精度。
例如：卧式车床主轴锥孔中心线和尾 座顶尖套锥孔中心线对床身导轨的 等高度要求。这项精度与床身4、 主轴箱1、尾座2、底板3等零部件 的加工精度有关。
a)改进前结构 b) 改进后结构
2020/8/12
a)
b)
图11 车床床身、油盘及床腿的两种连接方式
a)改进前结构 b) 改进后结构
9
3. 应考虑装配工具与连接件的位置
a)
b)
c)
图12 装配时应考虑装配工具与连接件的位置
4. 所有的易损零件都应考虑拆卸方便。
5. 注意销孔的结构
a) b) 图13 轴承结构应考虑拆卸问题
a)难拆卸 b) 易拆卸
2020/8/12
a)
b)
c)
图14 销孔的不同结构
a)销难取出 b)、c) 销易取出
10
5.4 装配尺寸链
5.4.1 装配精度
1．装配精度的内容 （1）相互位置精度 指产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。 （2）相对运动精度 产品中有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度
图1 组件示例
（4）部件：在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成。部件在机器中能 完成一定的、完整的功用。 ２．机器的装配
包括：套装、组装、部装、总装。
2020/8/12
3
5.1.2 装配工艺系统图
在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相 互装配关系及装配流程的示意图称为装配工艺系统图。组 成机器的零件、套件、组件和部件等装配单元都可用如图2 所示的方框来表示。
件。例如，精密丝杠车床的丝杠就是在特殊的 环境下装配的，以便保证机器的精度。
2020/8/12
图5 转塔车床的两种结构比较 a)改进前结构 b) 改进后结构
1—操纵箱 2—光轴 3—联轴器 4—阶梯轴 5—箱体
6
2 、减少装配时的修配和机械加工
1. 尽量减少不必要的配合面 例：车床主轴箱与床身的装配结构
上的精度。运动方向的精度通常表现为部件间相对运动的平行度和垂直度。如 机床溜板在导轨上的移动精度；溜板移动轨迹对主轴中心线的平行度。相对运 动速度上的精度即是传动精度，如滚齿机滚刀主轴与工作台的相对运动精度， 它直接影响滚齿机的加工精度。 （3）相互配合精度 包括配合表面间的配合质量和接触质量。配合质量是指零件 配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的程度，它影响配合的性质；接触质 量是指两配合或连接表面之间达到规定的接触面积的大小和接触点分布的情况， 它影响接触刚度，也影响配合质量。
a)
b)
图9 两种不同的轴上油孔结构
a)改进前结构 b) 改进后结构
8
3 、机器结构应便于装配和拆卸
1. 组件的几个表面不应该同时装入基 准零件（如箱体零件）的配合孔中， 而应该先后依次进入装配。
例：轴装配结构
2. 连接位置不要置于封闭腔室中。例：车床床身、油盘及 床腿装配结构a)b)
图10 轴依次装配的结构
第5章 机器装配工艺过程设计
➢结构装配工艺性 ➢装配尺寸链 ➢保证装配精度的装配方法
2020/8/12
1
5.1 概述
5.1.1 机器装配的基本概念 1．机器的组成
机器由零件、套件、组件、部件等组成。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。 （1）零件：组成机器的最小单元，它由整块金属或其他材料制成的。
a)
b)
图6 主轴箱与床身的不同装配结构形式
a)改进前结构 b) 改进后结构
2020/8/12
7
2、 减少装配时的修配和机械加工
2. 采用调整装配法代替修配法 例：车床溜板后压板结构
3.要尽量减少机械加工 例：轴润滑结构
a)
b)
图8 车床溜板后压板的两种结构
a)改进前结构 b) 改进后结构
2020/8/12