裝配工藝設計
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裝配工藝設計范文第1篇
時代的發展和技術進步，為我國整機裝配工藝設計工作的發展帶來了極大的推動作用。對此，文章通過下文對整機裝配工藝設計進行了詳細的分析和闡述，為相關技術人員提供一定的借鑒作用。
一、相關概念分析
在生產過程中，整機裝配是其中最后一個環節，裝配、調整、檢驗和試驗是包含在其中的主要內容，由裝配保證產品的最終質量。
通過產品的使用效果、壽命和工作性能來評定產品的質量。為了確保產品質量，將很多項裝配要求拋向了產品，應該在裝配的過程中實現這些裝配要求。裝配精度，就是裝配產品之后的工作性能、參數、理想幾何原理、工作性能和實際幾何參數等，主要為每個關聯零件聯系面的位置精度，涵蓋配合面之間的過盈相對位置和間隙，及其因為裝配時零件聯系面的形狀變化，產生的微觀幾何精度和形狀變化。
二、設計分析
（一）分析裝配作業過程
1、裝配關系分析
最多可以有四層裝配關系組成整機，最簡易的可能就存在兩層。首先，各層能夠利用種種差異的單元件構成；其次，由下層零件及單元組成上層裝配單元；再次，在裝配產品的時候，以最基本的單元出發。
在工作中，對生產和裝配我們需要有序的進行，防止因為某個零件的短缺，對組裝設計帶來影響，造成拖延生產周期的情況出現。
2、確定裝配工藝配合法
首先，互換法。這種方法是在裝配中，每個配合零件不通過選擇、調整和修復就能夠完成裝配精度的方式。在對裝配精度進行保證的過程中.使用加工誤差法控制零件。
其次，選配法。將組成環的公差在尺寸鏈中向經濟可行程度轉化，在裝配的過程中，對合適的零件進行選擇，進而對規定進度給予滿足，根據不同的形式有這樣幾種類型：分組選配法、復合選配法和直接選配法。
再次，修配法。在裝配中，按照具體的測量結果，對預定的修配件尺寸，在尺寸鏈中進行改變，令封閉環能夠依據要求的裝配精度去執行。
（二）分析裝配作業順序
首先，分析作業程序，為了能夠對裝配合理完成，應該做到：
①、依據裝配要求和裝配結構逐層的分解產品，使獨立裝配的構件能夠通過產品逐層分解構造出來。
②、對同一層零部件的裝配順序進行研究確定。
③、對每個單元中每個構件的裝配順序進行研究確定。
其次，工藝原則：
①、并聯尺寸鏈：對精度高的尺寸鏈先進行安裝，有相同精度時，先對多數尺寸鏈的鏈組進行組裝。
②、串聯形式：利用方便、簡單的原則對裝配順序進行安排。
③、裝配每個尺寸鏈的順序：需要從基礎尺寸鏈入手，先公共，再普通；先下再上，由內到外，由難到易，由重到輕的原則。
（三）設計裝配工藝的主要方案
按照相應的規定，可以從這樣幾個方面入手：
①、系統圖分析
系統內部各個獨立部分之間的關系圖表，即為裝配系統圖。對裝配作業對象的組成、方法和順序用系統圖的方式來描繪，有助于指導生產和組織生產。但是，有一定的復雜性存在于裝配作業構件形狀尺寸中。為了能夠將裝配的順序和關系表示出來，可以使用方框圖，它不但可以將裝配單元劃分反映出來，對裝配工藝過程也可以直接表示出來，有利于制作裝配工藝過程、組織計劃、控制裝配和指導工作等方面工作的完成。并且還能夠有效的簡化一些復雜的裝配設計，為今后的工作打下良好的基礎。
②、按工藝過程卡進行裝配
首先，準備工作：為了按照有關的規定來工作，要刮削相關的零件。因為這樣能提升工件的形位精度和尺寸精度，提高接觸剛度和表面的粗糙度。檢驗中可對涂色法進行使用。對零件測量中，要修配大孔，用絲錐穿過小孔，對不需要涂漆的進行修刮。同時，在裝配調整方位傳動機構之后，各個零件和部件將拆裝標記要做好，便于以后工作的推進。
其次，相關的要求分析：
第一，在裝配很多零部件中，對互換裝配法進行使用。底座為基準件，需要處理好上平面和底座底面，滿足平行度和平面度的要求，對平尺和可用水平儀進行檢測。
第二，對零件進行旋轉。例如，嚙合間隙和齒輪等，裝配中用修配法和調整法進行，能夠按照規定確定齒輪副側隙，在將齒輪加工因素排除之外，和中心距偏差有著很大的聯系。因為齒輪的接觸精度還會受到側隙的影響，所以應該結合起接觸精度對中心距進行調整。
第三，在測量誤差的基礎上，對裝配精度予以參照，對于其中存在的種種偏差，利用修配法和調整法進行消除，之后對裝配的精度進行檢驗，確保能夠符合產品每項技術規定，之后打銷、固定。
第四，在調整合格所有的機構之后，再緊固和密封所有的蓋板，將機裝調整合格之后，再實施電裝。
第五、有關工作人員的技術要求。例如，在穩定平臺一些比較復雜的裝配中，對等級的要求上一般都比較高，通常的時候，都需要高級以上。進而對產品裝配的質量上給予相應的保證，并且很多裝配，還應該有多人一同來給予完成。
第六、相關的環境規定。應該有防振和防塵的措施存在于工作的場地（裝配間）中，確保工作人員能夠在舒適、安全的環境中工作，防止對其健康上帶來影響。
第七、在總裝各個部件之間與總裝以后，都要通過必要的試驗和嚴格細致的檢驗，要將三檢制度有效的落實到各個工序間當中，對工藝紀律需要嚴格的執行，確保工作能夠順理成章的被完成。
結語
以整個裝配工藝的過程出發，從產品的性能、要求和用途入手，到設計裝配系統圖，之后對各個裝配單元互相之間的關系和組成，按照裝配系統圖進行描述，對裝配方法進行確定、對裝配工序進行劃分、對工序計劃進行規定等。進而有效的指導生產，用最終裝配工藝技術來保證設計人員的目的要求。在工作中，要引導工作人員把握細節，促進工作正常推進。
參考文獻
[1]張愛平.整機裝配工藝設計分析[J].電子機械工程，2011（09）.
裝配工藝設計范文第2篇
關鍵詞：三缸單作用往復式活塞泵 三拐曲軸 裝配工藝 工裝治具
中圖分類號：TH8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0098-01
往復式活塞泵是用于氧化鋁工業、礦石輸送、煤化工及長距離管道輸送等領域的核心設備。其工作原理為，電動機通過減速機驅動曲軸、連桿、十字頭，使旋轉運動轉化為直線運動，帶動活塞進行往復運動。活塞運動時，致使容積發生變化，從而使被輸送介質按確定的流量排出。
三拐曲軸部裝作為三缸單作用往復式活塞泵的核心部件，其裝配一直作為瓶頸，制約其整體的裝配效率。本文通過對其裝配工藝的改進，以及專用工裝治具的設計。進而實現三拐曲軸部裝裝配的科學化、簡單化，更重要的是裝配的效率得到了提升。
1 專用工裝治具的設計
三拐曲軸部裝由三拐曲軸、連桿、軸承等部件組成。軸的整體結構為“三拐四支撐”，每個曲拐互成120°夾角。一直以來，因其結構的特殊性，導致在裝配連桿及軸承時，需要不斷的轉動曲軸來實現調整曲拐的位置。以往，用兩個“V形架”來支撐曲軸的兩端，調整曲拐的位置時，只能通過天車來轉動曲軸。操作起來即費時，又費力，而且起吊的尺度不容易掌握，更重要的是一組三拐曲軸部裝的重量約10t重，即使利用天車來轉動曲軸，工作時的危險性及復雜性也很大。因此，在裝配的過程中這個問題必須解決。圖1是為裝配三拐曲軸部裝專門設計的工裝治具—— 托輥。
1.1 托輥的功能簡述
（1）可輕松實現曲拐角度的調整。將一對“托輥”分別支撐在三拐曲軸的兩端下。在曲軸軸端面上擰入六根長螺栓（如圖一所示）。用長撬棍或鋼管插入螺栓之間，人工壓動撬棍即可輕松轉動三拐曲軸，進而實現調整曲拐的角度，達到裝配所需的位置要求。（2）實現托輥高低位置的調整。每個托輥底座上設有4件M30的頂絲，只需調整頂絲即可實現托輥高低位置的調整。并且頂絲與地面接觸時，還能起到鎖緊穩定整個系統的作用。（3）托輥水平位置的調整。在托輥的下方前后各有一個滾筒和滾筒軸，滾筒軸與滾筒之間有1.5 mm的間隙，調整頂絲的位置，使滾筒著地，前后推動托輥，即能使滾筒和滾筒軸實現相對滑動，實現托輥的水平移動。
1.2 托輥軸承的選擇
試選軸承代號，徑向載荷，軸向載荷。托輥軸承偶爾緩慢轉動。
軸承額定靜載荷：
因為，取故軸承6416滿足設計的要求。
2 裝配工藝的改進
軸承與三拐曲軸為過盈配合。以往軸承的加熱方法，是將軸承放入加熱的機油內，通過油溫來加熱軸承。對于三拐曲軸的軸承，油溫加熱有以下缺點：（1）加熱機油生成的油煙對人體有害，且污染環境。（2）油溫不容易控制。（3）油溫加熱的效率太低。
2.1 軸承加熱方式的改變
與特種電器設備公司交流，設計專門的“軸承渦流加熱器”。渦流加熱器與以往油熱相比，有以下優點：（1）溫度可控，加熱的溫度精準。（2）安全、環保。（3）加熱速度快，效率高。
2.2 曲軸軸承熱裝溫度的定型
通過在熱裝曲軸軸承的過程中的摸索和總結，得出當裝入軸承的間隙為曲軸配合直徑的萬分之八時，即能實現曲軸軸承的裝配。
根據熱裝公式
T為加熱到的溫度，℃；
δ為實際過盈量，mm；
Δ為需要裝入的間隙，mm；
α為材料線性膨脹系數，10-6mm；
t0為環境溫度，℃；
d為配合直徑，mm。
以我公司95T動力端曲軸為例，
當曲軸軸承加熱到93.5 ℃～100 ℃之間時，即能滿足熱裝的條件，應該注意的是熱裝軸承時一般不要超過100 ℃。
3 結語
通過三拐曲軸部裝專用工裝的設計，以及對軸承熱裝工藝的定型。進而提高了三拐曲軸部裝裝配的效率。使裝配的瓶頸問題得以解決。
參考文獻
[1] 朱龍根.機械系統設計[M].2版，機械工業出版社，2002.
裝配工藝設計范文第3篇
【關鍵詞】蒸汽管道 排液 疏水設施 蒸汽凝液管道
我國的石油化工產業在高速的社會經濟發展中有著長足的進步，而蒸汽管道（包括蒸汽管道和蒸汽凝液管道等）則是石油化工裝置中的重要公用工程管道，作為石油化工工藝裝置中的重要部分，保證它的優良特性就顯得尤為重要。比如，在設計蒸汽管道和蒸汽凝液管道配管時，要同時考慮它的經濟合理性、整齊美觀性，還要滿足蒸汽管道的應力計算要求與蒸汽管架的設計要求。在解決了這些問題后，就能保證管道的經濟實用和安全可靠。
1 關于管廊上蒸汽管道的布置
在這里本文以分析我公司設計的寧波化學工業園區寧波中金的芳烴裝置和寧波禾元的30萬噸聚丙烯/50 萬噸乙二醇裝置中的動力站管廊設計為例，充分討論蒸汽管道管的布局。根據管道的設計要求，管架布局的過程中物料管道一般分為兩層，蒸汽管屬于公用工程管道。
根據芳烴裝置中溫中壓和聚丙烯/乙二醇裝置高溫高壓的特點，這些蒸汽管道的壓力等級布局有以下幾點原則。
第一，蒸汽管道最好布置在管廊一側，目的是方便集中設置“π”形補償器（設置“π”形的原因是蒸汽管道屬于高溫型管道，以便于熱膨脹補償）。另外，由于波紋管膨脹節價格高昂又不經久耐用，蒸汽管道上禁止用波紋管膨脹節來吸收管道的熱膨脹。通常，管廊上蒸汽管道的“π”形補償器位置設計考慮如下：高壓蒸汽（9.8MPa）管道應該每隔約50m設置一個；中壓蒸汽（4.0 MPa）管道應該每隔約80m設置一個；低壓蒸汽（1.6 MPa）或者低低壓蒸汽（0.4 MPa）管道應該每隔約100m設置一個。當然，具體項目的用汽量不同，導致蒸汽管道管徑有所變化，最終根據應力計算才能準確確定，以上數據可以作為初期布置的參考。“π”形補償器應該盡量統一和集中設置安排，管徑較大、溫度較高需要較大補償量的管道宜設置在外，而管徑較小，溫度相對而言較低的管道則設置在內。
在兩固定點的中部設置“π”形補償器是最佳的，如果不能滿足此條件，它與固定點的間距應該盡可能的小，一般不能超過兩個固定點間距的三分之一；另外，應該在“π”形補償器的兩邊設置與“π”形補償器的距離相適應的管道應力導向架。補償器固定點的推力也應該根據管道應力的計算結果決定。在計算蒸汽管道支架的推力和應力時，蒸汽管道不應該將固定點分成幾個管系進行應力計算，而是作為一個統一的、完整的管系進行應力計算。
第二，芳烴裝置和聚丙烯/乙二醇裝置中管廊設置多層，在其上層布置蒸汽管道，比如第二層。若無法滿足此條件，即當它布置在管廊的下層時，那么，要盡量布置在管廊的外側。但是需要注意的是，它不能和液態烴管道或低溫管道臨近，其保溫后的最小距離要高于50cm，否則要用其它的公用工程管道作為隔層。此處注明，可以同層布置在管廊上層的公用工程裝置是裝置空氣、儀表空氣、氮氣等。同層布置的其它公用工程管道與蒸汽管道的最小凈距不僅要滿足大于50cm，還必須考慮蒸汽管的其它影響，如管道的橫向熱位移等。能與蒸汽管道同層布置的還有電氣、儀表、電纜槽板等。當然，它們也可以布置在蒸汽管道上面，比如第三層。綜上所述，當它們和蒸汽管道布置在同一層時，最小凈距需要大于20cm，較低于前面所述的幾種裝置，或者，也可以用其它公用工程管道作為隔層將它們隔開。
2 關于蒸汽管道排液設施的設置
芳烴裝置和聚丙烯/乙二醇裝置需求的不同壓力等級蒸汽通常都是過熱蒸汽，因此并不需要設置相關設施來排除液體物質。但當我們在開車或者在暖管階段蒸汽管道內會有大量凝液產生，所以在管廊上蒸汽管道的低點，需要有相關排液設施。不同壓力等級的蒸汽管道，在低點排液設施的設置上有許多的差異。另外，由于在一般情況下高壓蒸汽管不產生液體，所以其相應規格管線的低點應設置疏水性設施，在車上超高壓力蒸汽管冷凝水一般都是通過管道直接排出。其低漏設施和超高壓蒸汽管道低點排水設施主要包括剛閥（其位置靠近主管并能夠操作的地方）、開閉閥（其在地面上的位置靠近排氣缸）、以及排氣管。然后就是中壓蒸汽（4.0 MPa）、低壓蒸汽（1.6 MPa）和低低壓蒸汽（0.4 MPa）的管道，在正常情況下，它們也很少產生冷凝液，但是與超高壓蒸汽管是不同的，它們將產生特定的驅動或加熱管階段縮合物，由于相應的壓力水平和冷凝液管線在同一時間的功能相同，所以它們的管道低點設置往往是疏水性的設施。而疏水設施又是由分液包，設置在分液包下并且可以操作到的位置的放凈閥，設置在靠近分液包且能夠操作到的位置的根部閥、和包括了檢查閥、后切斷閥、排污閥、前切斷閥、疏水閥等閥的疏水閥組以及止回閥組成。
通常疏水設施或排水設施需要設置的管道蒸汽管在道外的門廊，蒸汽管道切斷閥上游的設備新管和蒸汽管道減壓閥的主要功能是調節這些設施應設置的閥門。此外，各種蒸汽管的排水規格、標簽規格都與高壓（9.8MPa）的蒸汽管排水管不同，而且其管道直徑應該是稍微小一些的，一般情況下是小于150mm。
3 蒸汽支管的設計
蒸汽支管應該從主管的頂部接出來，每當工藝要求支管上設置切斷閥的時候，將切斷閥布置在靠近主管的水平管段之上。考慮到操作方便，應布置得當的切斷閥。蒸汽支管從用汽要求很嚴格的蒸汽管道上接出是不允許的，例如滅火、消防和吹掃等用途的蒸汽支管不能從蒸汽透平、再沸器之類重要用途的蒸汽管道上引出來。同樣的，在蒸汽管道的“π”形補償器里，也是不得引出支管的。在支管從靠近“π”形補償器兩側的直管上引出時，主管的位移不應當受到支管的妨礙。同時需要注意支管承受過大應力，因為主管熱脹而產生的支管引出點產生位移。
一般來說，蒸汽分支管應該使用兩個閥塊（切斷閥或者單向閥）。然而從以上的信息可知主蒸汽管道或支管在連接的過程必需與設備或工藝管道相連，而且還需要設立三個閥門在蒸汽管的頂部，而且兩個切口之間的閥或者常開單向閥應小于20毫米，這樣可以有效的防止發現泄漏情況。不同壓力等級的蒸汽管道設置排水設施或經常疏水性設施設置的要求必需滿足國家的相關標準，設置在較低的蒸汽管排水設施或疏水性的設施要滿足以下6點要求：
（1）蒸汽分支管的最低點滿足國家標準；
（2）蒸汽支管減壓閥之前的調節閥要合格；
（3）蒸汽水分離器和蒸汽加熱設備合格；
（4）設備進汽管切斷閥前的最低點滿足要求；
（5） 蒸汽渦輪機、蒸汽泵和蒸汽進汽管的熱交換器入口切斷閥前的最低點合格；
（6）蒸汽分配管和閃蒸罐的底部滿足要求。
當蒸汽分支管的硬件達到要求時，根據車子的需要，以及排液管內的冷凝液，需要設置冷凝水放凈閥，然而在設置超高壓力蒸汽冷凝液放凈閥時，需要設置雙閥蒸汽冷凝管和單閥放凈閥。
4 蒸汽凝液管道的布置
蒸汽冷凝液管線的管門廊一般布置在同一層中，一般采用“π”形補償器，位于冷凝水配管中，為了防止水錘，可以設計成“π”形水平方向的補償器，或傾斜部分中的“π”形的補償器設計成立管。
自不同壓力的蒸汽疏水閥出來的凝液應該分別接至各自的凝液回收總管之中。其中，公稱直徑等于或大于50 mm的支管應順介質流向45°斜接在凝液回收總管的頂部；而公稱直徑小于50 mm的支管可90°直接在凝液回收總管的頂部。宜選用法蘭連接設置凝液回收系統用的疏水閥，應注意疏水閥入口管道不能有袋形。在凝液回收總管高于疏水閥的時候，除了熱動力式疏水閥之外，最好在疏水閥后采取止回閥設置。并且止回閥宜設置在靠近凝液主管的水平管道之上。考慮管道吹掃拆卸止回閥需要，適宜選用法蘭連接的止回閥設備。
5 蒸汽管道排液設施的設置
當不同等級壓力的蒸汽為過熱蒸汽的時候，理論上說，不必設置專門的排液措施。但是蒸汽管道在處于暖管階段會產生大量的凝液，這種情況也會在開車的過程中出現，這里應該設置專門排液的設施。蒸汽具有不同的壓力等級是另外的一個原因，這會導致其具有不同排液設施設置。在一般情況下，凝液不會在超高壓管道內形成，所以超高壓蒸汽管道內也不存在對應規格的凝液管道，所以在進行生產的過程中，通常不設置疏水設施。同時，由于超高壓蒸汽管道其自身特點，例如管壁厚、壓力大和開孔不易等等原因，也不用設置分液包。對高壓、中壓和低壓蒸汽管道方面，盡管在正常情況下凝液不會產生，但在蒸汽管道處于暖管階段或者開車階段時會產生大量凝液，由此看來，這種蒸汽管道設置經常疏水設施是必需的。經常疏水設施包括放凈閥、分液包等設施。另外，蒸汽管道排液設施設置的一般要求如下：
在蒸汽主管的末端應設置分液包，且在水平敷設的蒸汽主管上分液包的間隔是：
（1）在裝置的內部，保證飽和蒸汽為80m以及過熱蒸汽為160m；則兩個數值為最佳狀態。
（2）在裝置的外部，順坡的情況下為300m，逆坡的情況下為200m。
飽和蒸汽進入設備應設置附近設備的邊界蒸汽疏水閥，且在位于下部的陷阱中往往采取一系列的疏水性措施；在過熱蒸汽裝置上，一般不設置水分離器。
蒸汽排氣管應該打開一個φ6mm的排水孔在凝液管的下端附近，然后使用DN15管到排水溝，將漏斗安裝在正確的位置，如果在排氣管上裝消聲器，消音器的底部應位于DN15排水管上，排氣管也應該設置為導向，承載支架。
6 蒸汽管道設計時應該注意的要點
管道的直徑需要合理的選擇。優先選擇的直徑要滿足上述的蒸汽管的需求。當直徑過大時，會增加資金的投入量，增加熱量的損失，同時也增加了冷凝水。當直徑過小，會導致蒸汽流速偏大，從而增加了蒸汽壓降，最終供汽端壓力不足。最后，當發生水錘和侵蝕時，要選擇安裝管的直徑不能過大或過小。根據應力要求安排管道，必須滿足應力計算的嚴格要求。 “π”形管補償器的設定和推力補償器的固定點應符合要求，將設備連接到蒸汽管道集箱的壓力，這樣的操作可以提高設計工作的效率，避免水錘現象。安裝裝置或閥門時，管道會產生一定的振動和噪聲，這就是所謂的水錘。為了避免水錘現象要注意管道疏水性的系統設置。
此外，連接分支管要采用主通道的頂部蒸汽。管道不能使用太多的支管。避免發生部分管道下沉，管道設置必須是合理的。以便改善化工廠蒸汽管的設計，避免水錘現象的發生，提高產品生產的質量和效率。
7 結語
隨著社會經濟的快速發展，中國的石化產業也取得了很大的進步。石化工藝的蒸汽管道，是重要的石化廠公用工程管道，且隨著規模的不斷擴大，蒸汽管道的管徑大大變大，不僅管廊的相鄰兩層的高差也比以前常規的要高，甚至高達3m以及以上。同時，管道的選擇，甚至超出了常規選用的典型管道，對應力計算帶來新的挑戰，需要更新數據庫。對于蒸汽管道和蒸汽冷凝液管道而言，蒸汽管具有較高的溫度和氣液流動特性，在石油化工工藝裝置中，蒸汽管道和蒸汽冷凝水管道的安排不僅要考慮經濟和整潔的外觀，同時也要滿足蒸汽管道的應力計算要求。只有充分考慮到這些因素，才能確保蒸汽管管道設計滿足工藝生產的要求。
化工裝置中蒸汽管道的設置是有很多嚴格的要求的，另外還要注意很多細節上的問題。這樣才能夠保證設計科學合理，較低采購和安裝成本，盡量降低安裝難度，更好的提高蒸汽管道的工作效率，增加蒸汽管道的安全性，使蒸汽管道正常的發揮作用。
參考文獻
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裝配工藝設計范文第4篇
洛陽職業技術學院 趙俊霞
針對大型裝備制造企業廣泛應用三維設計模型的現狀，基于數據管理平臺Teamcenter 開展三維裝配工藝應用模式研究；通過開展基于三維模型的裝配工藝設計、裝配工藝仿真，構建多樣的裝配工藝應用模式；達到驗證和改進產品的裝配工藝，提高裝配效率和質量，滿足三維環境下開展裝配工藝設計的目的。
一、引言
三維設計軟件NX 和數據管理平臺Teamcenter 在以航空、船舶為代表的國內大型裝備制造企業中得到了廣泛的應用，實現了產品數字化設計及管理。但是當產品從設計階段延伸到工藝階段時卻出現了三維數據傳遞的“斷層”，在工藝系統中基于三維產品模型應用等方面還很薄弱。現有的工藝模式仍然采用二維圖紙和傳統工藝文件的方式進行，無法滿足三維環境下工藝工作的要求。目前，工藝工作中面臨的問題如下。
（1）工藝設計沒有直觀的產品和資源表現形式，工藝設計人員依據二維圖紙去理解產品的裝配關系及工裝的使用方式，并構想產品的裝配順序，整個過程耗費時間，且容易出現歧義。
（2）工藝數據表達手段單一，目前工藝輸出結果以二維工藝卡片為主，不能充分應用上游的三維設計數據，很難對復雜結構和過程進行清晰、直觀地表達，不利于操作者快速理解產品的裝配過程。
（3）工藝人員在工藝編制過程中根據生產要求提出的工裝需求，只能在實際生產中驗證工裝的可行性和合理性，如果在虛擬環境中驗證工裝的可行性和合理性，能夠有效避免工裝返工和修改，提高工裝設計效率和質量。
針對以上問題，開展數字化裝配工藝應用模式研究，構建基于三維模型的裝配工藝設計系統，實現三維設計、工藝數據的完整搭接，為最終實現數字化裝配工藝奠定基礎。
二、技術路線
基于三維模型的裝配工藝設計系統的總體技術路線如圖1 所示。實現途徑如下。
（1）從Teamcenter 系統中獲取設計BOM 及產品三維模型，進行裝配結構的可視化調整，形成工藝BOM，根據工藝BOM 進行工藝分工，確定各個部件所屬的裝配部門，最后輸出PBOM 和分單位目錄。
（2）工藝編制人員接收任務后制定工藝流程順序，確定產品在裝配過程中所需的裝配工序，形成裝配工藝流程；進行裝配工藝的詳細設計，指定各個裝配工序所需要的零組件、制造資源( 工裝、夾具) 等信息。
（3）工藝人員根據裝配工藝要求，進行裝配路徑規劃，對裝配工藝設計進行仿真驗證，確保裝配工藝設計的可行性和合理性，并輸出相應的仿真圖片、仿真動畫信息。
（4）將裝配工藝設計、裝配工藝仿真產生的結果通過工藝卡片、包含三維模型信息的PDF 文件以及AVI 格式的視頻動畫等方式輸出，以指導現場生產。
（5） 三維裝配工藝設計系統產生的結果信息存儲在Teamcenter 系統， 生產現場通過制造執行系統與Teamcenter系統的接口獲取相應的工藝數據用于指導生產。
三、基于三維模型的裝配工藝規劃
1. 裝配工藝性審查
在產品設計階段，工藝人員應用三維裝配工藝設計系統進行工藝審查，檢查產品的可裝配性。當主管提出合理化建議時，通過批閱的形式反饋到設計人員，達到工藝提前介入的目的，提高產品的工程化水平。
2. 構建PBOM
通過集成接口讀取Teamcenter 系統中的EBOM 及相應的產品輕量化模型。根據產品的結構特點和裝配關系，在可視化環境中方便地調整裝配零組件組成結構、設置工藝組件、完善零組件的工藝信息，最終形成完整的PBOM。
3. 工藝分工
通過三維工藝設計系統，直接在三維環境中從產品樹上選取零組件分配到相應生產部門。系統能夠自動識別零組件的分配狀態，未分配的零組件和分配后的零組件分別以不同的方式顯示，避免零組件漏分而引起工藝錯誤。
四、基于三維模型的裝配工藝設計
1. 任務分工
生產分廠接到生產任務后，主管工藝人員根據實際情況進行裝配單元的分解，并且能對組件的組成進行調整，將本部門承擔的任務進一步分解為更小的裝配單元，并指定具體的負責人編制裝配工藝。系統能夠方便、快捷地輸出任務分工表。任務分工完成后進行零組件遺漏檢查，確保任務分工的完整性和正確性。
2. 制定工藝路線
工藝編制人員接收任務后在三維環境下制定工藝流程，確定產品的裝配工序，形成裝配工藝路線卡，并可指定裝配工位等。
3. 詳細工序設計
工藝編制人員在三維環境下指定本工序零部件、工裝和設備，并填寫工藝內容。工序設計完成后，零部件、工裝和設備信息自動匯總，填入相關的匯總表中，并進行零組件遺漏檢查，確保產品裝配的正確性和完整性。
裝配工藝設計完成后形成裝配過程信息樹，如圖2 所示，包含具有順序關系的各個裝配工序以及對應的裝配件和裝配資源。
五、基于三維模型的裝配工藝仿真
完成裝配工藝設計后，所有的裝配所需要的資源信息已經具備，進行裝配過程的仿真工作。在虛擬環境中驗證零組件的裝配過程，確定合理的裝配順序，避免發生因裝配順序不正確而出現的無裝配通路的情況，并且能夠優化裝配流程，得到最適合的裝配順序。裝配過程仿真的主要內容如下。
1. 裝配路徑設計
根據工藝路線的要求，在三維虛擬裝配環境中通過手動交互式的操作待裝配的零組件，規劃每道工序中裝配件的裝配順序來得到的零組件的裝配路徑，如圖3 所示。在保證零組件裝配的合理性的前提下，制定正確的裝配路徑。
2. 裝配路徑仿真
裝配路徑仿真主要包含以下內容。（1）根據生產的實際要求對裝配過程進行模擬，以保證裝配路徑的可行性，最終通過驗證零部件的裝配順序、裝配路和裝配操作姿態等數據的合理性，裝配所需要的工裝、工具等的可達性，以及裝配操作空間的敞開性。
（2）裝配路徑動態分析，工藝人員根據裝配路徑動態的分析情況，動態的調整零組件的裝配順序、裝配的優先級，重要特性的保障措施等，從而優化產品的裝配過程，達到驗證產品的裝配工藝性，完善工藝設計的目的。
3. 裝配干涉檢查
在裝配移動過程中實時進行干涉檢查，檢查裝配件、工裝在裝配過程中是否和其它裝配件或裝配資源發生干涉。模擬零組件在裝配過程中實際可能發生的問題，幫助用戶分析裝配過程并檢測可能產生的錯誤。當遇到干涉和失調時能夠及時停止仿真，并且能夠在裝配過程中標注和修改出現的問題。
通過裝配過程仿真，定位影響裝配整體效能的關鍵裝配環節，并對不同的改進方案進行實時分析、比較以及優化，建立局部和整體相結合的持續性優化機制，形成相對最優的工藝方案。
六、裝配工藝的輸出及管理
1. 裝配工藝輸出
工藝人員在系統中完成了全部的工藝工作，并通過仿真驗證裝配工藝過程的準確性，最終得到優化后的工藝設計的結果。這些結果能夠通過工藝卡片、在線交互工藝、包含三維模型信息的PDF（3D PDF）文件以及AVI 格式的視頻動畫等方式輸出，如圖4 所示。最終以視頻或電子文檔形式到生產現場，從而指導現場工人準確、快速的進行裝夾、裝配、拆卸和維護等。
2. 裝配工藝的管理
最終形成的裝配工藝等資源信息存儲在Teamcenter系統中，由Teamcenter 系統完成三維裝配工藝變更過程的控制，包括工藝版本的控制、審批流程的驅動、工藝更改以及工藝升版的控制等。
七、實現意義
通過開展基于三維模型的裝配工藝研究，實現意義如下。
（1）構建基于三維設計模型的裝配工藝設計體系以適應MBD 環境下開展工藝工作，改變以二維圖紙為主的傳統工藝設計；以產品三維設計模型為基礎，通過構造數字化的工藝設計與仿真環境，形成快速的裝配工藝設計、裝配工藝仿真及驗證能力。
（2）建立三維工藝文件表達及管理模式，滿足工藝文件審批、有效性管理以及現場應用等方面的需求，基于三維設計模型構建面向生產現場的工藝，豐富工藝展現形式，提高工藝指導生產的能力。
（3）一方面對產品的設計結果進行驗證，實現面向裝配的設計；另一方面實現基于虛擬現實的裝配工藝設計，通過建立三維可視化的虛擬環境，檢驗產品裝配工藝性，從而指導實際裝配生產。
（4）將裝配工藝設計與產品結構設計緊密結合，裝配工藝設計能夠在產品設計過程中同步開展，在產品實物到達裝配現場前直觀的開展工藝設計工作，充分體現并行工程的設計思想。
裝配工藝設計范文第5篇
關鍵詞：非標準工藝裝備；總裝工藝；快速設計；快速裝配
中圖分類號：TH162文獻標識碼： A 文章編號：
隨著我國工業的快速發展與工業產品的增加，需要對工藝裝備進行快速設計。其中工藝設計是優化配置工藝資源，它是生產準備工作的第一步，也是連接產品設計與產品制造的橋梁[1]。而尤其對于某些以非標準工藝裝備著稱的裝配型企業來說極其重要[2]。本文為此具體探討了基于非標準工藝裝備的總裝工藝快速設計過程與裝配過程。
1 非標準工藝裝備的總裝工藝快速設計的內容
(1)審查資料，了解產品結構，審查原始資料的完整性和正確性，并對結構工藝性進行分析。多了解產品結構，明確產品零部件之問的裝配關系，為確定裝配順序打下基礎。(2)了解產品的裝配技術要求和檢查驗收方法，并分析關鍵技術問題，制定相應的技術措施，明確應采用的裝配方法和組織形式。(3)確定裝配順序。通常對于復雜產品，應將其分成若干個組件、部件，先進行組裝，后進行部裝，最后進行總裝[3]。裝配時首先要確定裝配基準，再安排零部件的裝配順序，同時要考慮裝配的效率、裝配精度、裝配方法等。(4)編制裝配工藝文件。確定裝配工序、工步，選擇設備和工藝裝備，確定檢測方法和應達到的技術要求等。
2 非標準工藝裝備的裝配工藝
裝配是按規定的技術要求，將零件或部件進行配合和聯系，使之成為半成品或成品的工藝過程。非標準工藝裝備介于大批量生產和單件小批生產類型之間，它的特點是生產的產品品種較多，生產具有重復性，每個品種的產量不大，都不能維持常年連續生產，所以在生產中形成了多種產品輪番生產的局面。由于生產的品種多、生產的穩定性差，所以要建立正規的生產線和流水線的難度較大，所以無法采用高生產率的專用生產設備和工藝裝備[4]。
2.1 裝配單元
在非標準工藝裝備裝配中，一般先將零件裝成合件、組件和部件，然后再裝至成產品。合件是裝上一個或若干個零件而構成，它是最小的裝配單元。組件是在一個基準零件上，裝上若干合件及零件而構成。部件是在一個基準零件上，裝上若干組件、合件和零件而構成。在一個基準零件上，裝上若干部件、組件、套件和零件就成為整個產品。
2.2 裝配工藝設計
裝配工藝過程設計是在一定的約束和有限的裝配資源下為了獲得需要的生產目標而制定出工藝方法的活動。非標準工藝裝備的裝配工藝就是使生產對象在數量和外觀上發生變化的工藝過程[5]。在這個過程中，數量的變化表現為在裝配過程中，零部件、總成的數量在不斷地增加并相互有序地結合起來；外觀的變化表現為零部件、總成之間有序結合后具有一定的相互位置關系，導致外形不斷地變化，最后成為一個具有預期功能的產品。
3 基于非標準工藝裝備的總裝工藝快速設計的創新
3.1 傳統設計存在的問題
(1)設計周期長：由于傳統裝配工藝設計周期長,很難迅速響應市場需求，因此它已成為產品生產中的瓶頸問題之一。(2)對工藝人員的依賴性強。裝配工藝設計需要有豐富經驗的工藝人員，經驗需要長期的積累過程，工藝人員的變動都會對工藝設計質量產生影響。(3)裝配工藝設計繁瑣而不規范。不同的工藝人員設計的裝配工藝往往不同，不利于裝配工藝的規范化。(4)在以信息化帶動工業化的今天，傳統的裝配工藝設計與管理方法不利于信息的集成和先進制造技術與先進制造模式的實施[6]。
3.2 總裝工藝快速設計的創新-基于實例的工藝設計
基于實例推理的核心在于用過去實際中所用的實例和經驗來解決新問題，它以實例為主進行推理，直接利用以往的設計結果(實例)迸行推理，從而大大減少知識獲取量，其優點如下：(1)更符合入的思維過程。當我們對新的零件進行工藝設計時，實例推理模式也就是模擬人的這種相似推理的模式而產生的。(2)對于需重現和大部分借鑒以往設計工藝規劃的情況，實例直接從類似實例開始類比推理，這樣就提高了設計效率。(3)實例是針對以前設計問題的優化結果，它本身就包含了大量的設計經驗知識，以設計實例作為主要的設計依據的實例推理顯得更為有效。
4 基于非標準工藝裝備的總裝工藝快速裝配分析-電機
4.1 電機裝配關系的確定
本文所選擇的132型Y系列電機為非標準工藝裝備生產方式，因而裝配中為保證質量大多數選用互換裝配法。電機中關鍵件定子鐵芯與定子繞組的同軸度，就是靠加工予以保證的。在裝配中，電機分解為部件、電機的組合件、電機的零件；電機的部件分解為部件、部件的組合件、部件的零件；分部件再分解為組合件、分部件的零件。根據對電機的研究，將電機進行裝配工藝分解，將電機分為定子、轉子、前端蓋、后端蓋、風扇、接線盒這幾個組件及其它附件[7]。
4.2 電機裝配順序的確定
裝配一般順序為小組合件-大組合件-部件-基準零件-整機。以定予組件為基準進行裝配時，先進入構成定子的組件，后裝轉子等組件。一般前道工序的結構不得影響后道工序的連接通路，否則調整裝配順序。電機內部結構件及系統件能在前道工序安裝的不應轉到后道工序。易損組件的裝配順序應盡量往后安排。
總之，基于非標準工藝裝備的總裝工藝快速設計要盡量采用實例設計法，在工藝設計過程中需要隨時引用。在裝配中，裝配過程的工裝、設備、工時等是指導生產的重要依據，與裝配流程形成統一的整體。
參考文獻：
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