按設計時的技術要求將零件和部件配合和聯接成機械產品的過程。機械裝配是機械製造中最後決定機械產品品質的重要工藝過程。即使是全部合格的零件,如果裝配不當,往往也不能形成品質合格的產品。簡單的產品可由零件直接裝配而成。複雜的產品則須先將若幹零件裝配成部件,稱為部件裝配;然後將若幹部件和另外一些零件裝配成完整的產品,稱為總裝配。產品裝配完成後需要進行各種核對總和試驗,以保證其裝配品質和使用性能;有些重要的部件裝配完成後還要進行測試。

>  簡史 裝配技術是隨著對產品質量的要求不斷提高和生產批量增大而發展起來的。機械制造業發展初期,裝配多用銼、磨、修刮、錘擊和擰緊螺釘等操作,使零件配合和聯接起來。18世紀末期,產品批量增大,加工質量提高,於是出現瞭互換性裝配。例如1789年,美國E.惠特尼制造1萬支具有可以互換零件的滑膛槍,依靠專門工夾具使不熟練的童工也能從事裝配工作,工時大為縮短。19世紀初至中葉,互換性裝配逐步推廣到時鐘、小型武器、紡織機械和縫紉機等產品。在互換性裝配發展的同時,還發展瞭裝配流水作業,至20世紀初出現瞭較完善的汽車裝配線。以後,進一步發展瞭自動化裝配(見機械裝配自動化)。

  裝配工藝 常用的裝配工藝有:清洗、平衡、刮削、螺紋聯接、過盈配合聯接、膠接、校正等。此外,還可應用其他裝配工藝,如焊接、鉚接、滾邊、壓圈和澆鑄聯接等,以滿足各種不同產品結構的需要。

  清洗 應用清洗液和清洗設備對裝配前的零件進行清洗,去除表面殘存油污,使零件達到規定的清潔度。常用的清洗方法有浸洗、噴洗、氣相清洗和超聲波清洗等。浸洗是將零件浸漬於清洗液中晃動或靜置,清洗時間較長。噴洗是靠壓力將清洗液噴淋在零件表面上。氣相清洗則是利用清洗液加熱生成的蒸汽在零件表面冷凝而將油污洗凈。超聲波清洗是利用超聲波清洗裝置使清洗液產生空化效應,以清除零件表面的油污。

  平衡 對旋轉零部件應用平衡試驗機或平衡試驗裝置進行靜平衡或動平衡,測量出不平衡量的大小和相位,用去重、加重或調整零件位置的方法,使之達到規定的平衡精度。大型汽輪發電機組和高速柴油機等機組往往要進行整機平衡,以保證機組運轉時的平穩性。

  刮削 在裝配前對配合零件的主要配合面常須進行刮削加工,以保證較高的配合精度。部分刮削工藝已逐漸被精磨和精刨等代替。

  螺紋聯接 用扳手或電動、氣動、液壓等擰轉工具緊固各種螺紋聯接件,以達到一定的緊固力矩。

  過盈配合聯接 應用壓合、熱脹(外聯接件)、冷縮(內聯接件)和液壓錐度套合等方法,使配合面的尺寸公差為過盈配合的聯接件能得到緊密的結合。

  膠接 應用工程膠粘劑和膠接工藝聯接金屬零件或非金屬零件,操作簡便,且易於機械化。

  校正 裝配過程中應用長度測量工具測量出零部件間各種配合面的形狀精度如直線度和平面度等,以及零部件間的位置精度如垂直度、平行度、同軸度和對稱度等,並通過調整、修配等方法達到規定的裝配精度。校正是保證裝配質量的重要環節。

  零件裝配的配合方法 根據產品的裝配要求和生產批量,零件的裝配有修配、調整、互換和選配4種配合方法。

  修配法 裝配中應用銼、磨和刮削等工藝方法改變個別零件的尺寸、形狀和位置,使配合達到規定的精度,裝配效率低,適用於單件小批生產,在大型、重型和精密機械裝配中應用較多。修配法依靠手工操作,要求裝配工人具有較高的技術水平和熟練程度。

  調整法 裝配中調整個別零件的位置或加入補償件,以達到裝配精度。常用的調整件有螺紋件、斜面件和偏心件等;補償件有墊片和定位圈等。這種方法適用於單件和中小批生產的結構較復雜的產品,成批生產中也少量應用。

  互換法 所裝配的同一種零件能互換裝入,裝配時可以不加選擇,不進行調整和修配。這類零件的加工公差要求嚴格,它與配合件公差之和應符合裝配精度要求。這種配合方法主要適用於生產批量大的產品,如汽車、拖拉機的某些部件的裝配。

  選配法 對於成批、大量生產的高精度部件如滾動軸承等,為瞭提高加工經濟性,通常將精度高的零件的加工公差放寬,然後按照實際尺寸的大小分成若幹組,使各對應的組內相互配合的零件仍能按配合要求實現互換裝配。

  裝配生產組織 按照裝配過程中裝配對象是否移動,分為固定式裝配和移動式裝配兩類。

  固定式裝配 在一個工作位置上完成全部裝配工序,往往由一組裝配工完成全部裝配作業,手工操作比重大,要求裝配工的水平高,技術全面。固定式裝配生產率較低,裝配周期較長,大多用於單件、中小批生產的產品以及大型機械的裝配。

  移動式裝配 把裝配工作劃分成許多工序,產品的基準件用傳送裝置支承,依次移動到一系列裝配工位上,由各工序的裝配工分別在各工位上完成。按照傳送裝置移動的節奏形式不同,有自由節奏裝配和強制節奏裝配。前者在各個裝配工位上工作的時間不均衡,所以各工位生產節奏不一致,工位間應有一定數量的半成品貯存以資調節;後者的裝配工序劃分較細,各裝配工位上的工作時間一致,能進行均衡生產。移動式裝配生產率高,適用於大批量生產的機械產品。

  裝配的環境條件 為保證機械產品的裝配質量,有時要求裝配場所具備一定的環境條件,如裝配高精度軸承或高精度機床(如坐標鏜床、螺紋磨床等)的環境溫度必須保持20±1℃恒溫;對於裝配精度要求稍低的產品,裝配環境溫度要求可相應降低,如按季節變化規定為:夏季23±1℃,冬季17±1℃,既可保證裝配精度,又可節約能源。裝配環境濕度一般要求為45~65%。有些特別精密產品的裝配對空氣凈化程度有特殊要求,如超精微型軸承的裝配,要求每升空氣中含大於0.5微米塵埃的平均數不得多於3個。

  裝配場所的采光應滿足裝配中識別最小尺寸的需要。還應按照不同情況采取防振、防噪聲和電磁屏蔽等特殊措施。對於重型精密機器,要求裝配基座有堅固的地基,以防止裝配過程中出現變形。裝配重型或大型零部件時,為瞭精確吊裝就位,應設置有超慢速的起重設備。

  發展趨勢 機械裝配的一般發展方向是:①根據生產批量改進產品的結構設計,以改善產品的裝配工藝性;②應用大功率超聲波清洗技術和裝置有效地清洗大型零件,以提高產品的清潔度;③推廣和提高膠接技術,發展光孔上絲(螺釘直接擰入光孔)、無孔上絲(不另加工孔,螺釘直接擰入聯接件)等加工與裝配相結合的新工藝;④在檢測和校正工作中,推廣應用光學、激光等先進技術,以提高產品質量及其穩定性;⑤提高裝配工作的機械化自動化程度。