机械制造工艺学 第2版 王先逵 清华大学 主编 第五章新.ppt
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第五章 机械装配工艺过程设计 第一节 概述 机器装配概念 第二节 装配工艺规程的制定 装配工艺规程制定的步骤 装配工艺规程制定的步骤和内容 第四节 装配尺寸链 二、装配尺寸链的建立 三、装配尺寸链的计算方法 2.概率法 第五节 保证装配精度的装配方法 一、互换装配法 二、分组装配法 三、修配装配法 四、调整装配法 第七节 机器的虚拟装配 1、定义 虚拟制造作为一个全新的概念,是信息时代制造技术的重要标志。 佛罗里达大学Gloria J Wiens: 虚拟制造是这样一个概念,即与实际一样在计算机上执行制造过程,其中虚拟模型是在实际制造之前,用于对产品的功能和可制造性的潜在问题进行预测。 着眼于“结果” 美国空军Wright实验室: 虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用,以增强各层制造设计和生产决策与控制。 着眼与“手段” 马里兰大学Edward Linetc 虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制一体化的、综合的制造环境 着眼于“环境” 清华大学肖田元: 虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现,既采用计算机仿真和虚拟现实技术,在计算机上实现产品的开发、制造,以及管理和控制等制造本质过程,以增加制造过程各级的决策和控制能力 虚拟制造的综合定义: 一个在计算机网络及虚拟现实环境中完成的,利用制造系统各层次及不同侧面的数学模型,对包括设计、制造、管理和销售等各个环节的产品全生命周期的各种技术方案和技术策略进行评估和优化的综合过程。 虚拟制造技术的定义: 是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论、VR技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础,研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下,利用制造系统各层次及各环节的数字模型,完成制造系统整个过程的计算与仿真的技术。 虚拟制造系统的定义: 是一个在虚拟制造技术的指导下,在计算机网络和虚拟现实环境中建立起来的,具有集成、开放、分布、并行、人机交互等特点的,能够从产品生产全过程的高度来分析和解决制造系统各个环节的技术问题的软硬件系统。 2、特点 以模型为核心:产品模型、过程模型、活动模型、资源模型 以模型信息集成为根本:产品模型、过程模型、活动模型、资源模型之间的信息集成 以高逼真度仿真为特色:仿真结果的高可信度,以及人与这个虚拟制造环境的交互的自然化。 3、虚拟制造与实际制造 实际制造系统是物质流、信息流在控制流的协调和控制下,在各个层次上进行相应的决策,实现从投入到产出的有效转变,其中物质流和信息流的协调工作是主体。 虚拟制造系统是在分布式协同工作等多学科技术支持的虚拟环境下的现实制造系统的映射。 虚拟制造系统是实际制造系统的抽象,实际制造系统是虚拟制造系统的实例。 4.特点及应用范围 修配法可以降低对组成环的加工要求,利用修配补偿环的方法可获得较高的装配精度,尤其是尺寸链中环数较多时,修配法优点更为明显。但是修配工作往往需要技术熟练的工人,修配操作大多是手工操作,需要逐个机器进行修配,所以修配法生产率低,不容易保证一定生产节拍,不适合组织流水线装配,修配法装配的机器中的零件没有互换性。 大批大量生产中很少采用修配法装配; 单件小批量生产中广泛采用修配法,特别是精度要求高时,更需要采用修配法降低加工成本; 中批量生产中,当装配精度要求高时,也可以采用修配法。 封闭环公差要求较严而组成环又较多的装配尺寸链,也可以用调整装配法达到要求。 1.基本概念 调整装配法是将尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大,使其能按该生产条件下较经济的公差制造,装配时用调整的方法改变补偿环(预先选定的某一组成环)的实际尺寸或位置,使封闭环达到其公差与极限偏差要求。 调整装配法简称调整法。 一般以螺栓、斜面、挡环、垫片或孔轴连接中的间隙等作为补偿环(或称调整环),它是用来补偿其它各组成环由于公差放大后所产生的累积误差。 调整法通常采用极值公式计算。 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。 下面主要讲述固定调整装配法。 2.固定调整法 (1) 基本概念 采用调整的方法改变补偿环的实际尺寸,使封闭环达到其公差与极限偏差要求的方法,称为固定调整法。 补偿环要形状简单、便于装拆,常用的补偿环有垫片、挡环、套筒等。 改变补偿环实际尺寸的方法是根据封闭环公差与极限偏差的要求,分别装入不同尺寸的补偿环。 例如,补偿环是减环,因放大组成环公差后使封闭环实际尺寸较大时,就取较大的补偿环装入;反之,当封闭环实际尺寸较小时,就取较小的补偿环装入。 为此,需要预先按一定的尺寸要求制成若干组不同尺寸的补偿环,供装配时选用。 (2) 确定补偿环的组数和各组的尺寸 采用固定调整法时,计算装配尺寸链的关键是确定补偿环的组数和各组的尺寸。 ①确定补
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