机械产品设计中零件装配工艺性

1、引言

    零件装配和维修结构工艺性对于产品的整个生产过程有很大影响。它是评定机器设计好坏的标志之一。装配过程的难易、成本的高低、以及机器使用质量是否良好，在很大程度上取决于它本身的结构。

    机器的装配工艺性要求机器结构在装配过程中，使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加工，就能按要求顺利地、花比较少的劳动量装配起来并达到规定的装配精度。

    装配对零部件结构工艺性的要求，主要是使装配周期最短、劳动量最少、而且操作方便容易达到装配精度要求。

2、装配单元的划分

    整台机器应能分拆成若干可以单独装配的单元一部件、组合件。由于各部件、组合件构成的装配单元可平行作业，因此可缩短装配周期，且便于维修(只需要将检修的部分拆下)。

    采用这种设计法，常需要增加一些连接零件，但装配工艺性有很大改善，故在实际生产中常常应用。

    为了多快好省地装配机器，必须最大限度缩短装配周期，而把机器分成若干个装配单元是缩短装配周期的基本措施。因为机器分拆成若干个装配单元后，可以在 装配工作上组织平行装配作业，扩大装配工作面，而且能使装配按流水线组织生产。同时，各装配单元能预先调整试验。各部分能以较完善的状态送去总装，有利于保证机器的最终质量。

    将机器分拆成若干独立装配单元，除上述优点外，还有：

1）便于部件规格化、系列化和标准化，并可减少劳动量，提高装配生产率和降低成本。

2）有利于机器质量不断的改进和提高。这对重型机器尤为重要，因为它们寿命周期较长，不会轻易报废。随着科学技术进步和要求的不断提高，经常在使用过程中需加以改进。若机器具有独立装配单元，则改进起来很方便。

3）便于协作生产。可由各专业工厂分别生产独立单元，然后再集中进行装配。

4）给重型机械包装运输带来很大方便。

5）装配工作中，可在组织平行装配作业基础上安排流水作业生产。

6）各独立装配单元可预先进行调整实验，各部分以比较完善状态进入总装，有利于保证产品质量和总装顺利进行。

3、能够方便装拆

    设计机器结构时，必须考虑装配工作简单方便。很重要的一点是套件的几个表面不应该是同时地装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应该按先后次序，依次装入。

    综上所述，一般装配和维修对零件结构工艺性的要求主要包括：能够组成单独的部件或装配单元、应具有合适的装配基面、考虑装配和拆卸的方便性、考虑设备维护的方便性、选择合理的调整或补偿环以及尽量减少修配工作量等。

3.1、要留有足够的装拆空间

    机器设计时，要使所设计机器的各零、部(组)件之间易于装配和拆卸(也有不要拆卸的)，并力求装配工作量小。如图2(a)所示的结构，螺钉过长，无法装入。应采用图2 (b)所示的结构(或采用双头螺栓连接)，考虑螺钉要有足够的空间装入和拆下。对螺纹连接还要注意留足够扳手空间，否则无法用扳手拧紧，如图2(c)所示，所留扳手空间太小，应改成如图2(d)所示的结构(图中所示尺寸A、B、C可由有关手册中查出)。

图2 螺钉装拆

    如图3所示，当圆柱面配合较紧时，应设有拆卸螺钉以便维修时拆卸。

图3 便于拆卸的结构设计图

3.2、滚动轴承的装拆

    滚动轴承在轴上的装拆时应避免从外圈施力，因此在设计时，应使轴肩高度小于轴承内圈厚度，如图4(b)所示，使轴承内圈露出于轴肩，便于用工具通过内圈将轴承拆下。图4(a)的结构设计是不合理的。又如图4(C)所示，为圆锥滚子轴承座孔的设计是不合理的，因轴承外圈的拆卸是困难的。应采用图4(d)所示的结构，使轴承座孔的凸肩高度小于轴承外圈的厚度。

图4 轴颈结构尺寸的合理选择

    如图5所示，装配零件1时，其键槽要与轴上的键对准，而图5(a)所示的轴结构，不如图5(b)和5(C)的结构易于对准。

图5 较易对准装配的结构

    另外，为了便于安装，在设计中要避免两段配合面同时进入装配。例如图6所示，蜗杆轴装入箱体时，两轴承外圈不应同时装入轴承座孔，而是一先一后地进入轴承座孔配合面。

图6 两轴承不应同时装入箱体孔图      图7 整体式箱体示意图