虚拟现实助力装配机械设计

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：一般情况下，装配力是很小的，但是有时用机械加压就会使装配力增大。装配过程中的装配动作以及连接力和传输力的分布对于装配机械和装配单元的开发是非常重要的依据。这些情况的任何一种，对自动装配都是有害的。

即使在手工装配中，装配工人也需要使用大量的装配机械和辅助设备，在自动装配中，更需要考虑在零件输送、机器抓取、机器装配中辅助装配机械的运动、零件的定向、装配力的控制等因素。

1.机械判断

自动化的装配机械缺乏类似于人的逻辑判断的能力。当让一个人将轴承装进一根轴时，他可以感觉轴承是否已进入轴。而当一台简单的机器做同样的工作时，它就缺乏根据感觉来调整位置的能力，因此必须将零件精确地定位和定向。在产品设计时，与进行机械加工一样，也必须考虑用于装配工序的精确定位和夹紧的平面。在零件中设计经过机械加工的平面和精确的定位孔，可使机械装配中更容易精确定向和施加装配夹紧力，方便装配工序的实现。如具有供密封用的机加平面的发动机匣、具有供安装齿轮轴用的精密孔的齿轮箱都是这些方法的例子。

2.装配力

一旦主要零件或壳体已精确地放置在装配机械上，就可以考虑单个零件的装载。一般情况下，装配力是很小的，但是有时用机械加压就会使装配力增大。若想装配件的主体部分承受住装配工具的力量，必须考虑在装配机上进行的加压、机械加工、加热等因素。越高的生产率要求其装配中的装配力越大。

3.零件运动

零件要以简单的、较短的直线运动放置到装配件主体上，如果不可能，则提供便于工具运动的空隙，应该尽量避免将旋转和直线运动综合在一起，因为这些动作通常需要两个或更多的工作站位。复合装配运动常常需要分开的特殊动作甚至是单独的机器。涡轮机叶片装配就是复合装配运动的典型例子。

装配过程中的装配动作以及连接力和传输力的分布对于装配机械和装配单元的开发是非常重要的依据。(www.chuimin.cn)

4.装配工装

除了装配动作外，也应该考虑装配中放置零件的空间和工具的操作间隙。按照分解来考虑，假如没有供抓紧零件的空间或将其推出来的空间，就难以将零件装入待装位置。如果需要精确对准，则除了空隙以外，还需要工装定位。如有力矩要求的连接部位，要考虑力矩扳手的施工通路和开敞性。对于内部空间紧凑、装配元件和环节多的产品，可设计成单独的装配单元进行成组装配，即设计几个部组件构成组合体，在产品中进行组合体的装配。

5.装配单元的开敞性

在结构设计中应力求使装配单元具有一定的开敞性，以便于进行整件、成套设备及其附件的拆装、调整、维护和检查，便于装配的清理和工具的更换。如导弹产品设计中为了避免装配过程中多余物的产生，或为了多余物产生后能便于清理，在结构设计上应尽量不采用封闭式结构。若不得已采用封闭式结构，可设计可卸壁板或可卸口盖，预留出结构内部连接、排除故障及清理多余物的通路。

6.作为装配手段的产品设计

在所有情况下，各种倒角、导向平面都会提高装配件的生产性。铆钉就是一个很好的例子。由于热成形方法和生产厂家不同，铆钉的倒角是不同的，因而在配套零件上增加一个倒角将提高装配件的生产性。

在冲压零件上，冲孔的方向是重要的。只有孔的上部材料能被整齐地剪掉，其下部是被撕掉的，孔的尺寸通常需要扩大10%，而且冲孔将会使金属变形，使其稍呈凸鼓形，在冲孔的方向有冲孔引起的毛刺。这些情况的任何一种，对自动装配都是有害的。另外配合零件上各种组孔的相互关系对装配也是至关重要的，因为一组孔和另一组孔之间的相互关系能为完成某一正确的装配提供初步的对准。这样的几组孔应采用共同的设计基准，标注尺寸和定位，在装配夹具上也应保持这种共同的基础。

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