装配工艺设计
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇装配工艺设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
装配工艺设计范文第1篇
时代的发展和技术进步，为我国整机装配工艺设计工作的发展带来了极大的推动作用。对此，文章通过下文对整机装配工艺设计进行了详细的分析和阐述，为相关技术人员提供一定的借鉴作用。
一、相关概念分析
在生产过程中，整机装配是其中最后一个环节，装配、调整、检验和试验是包含在其中的主要内容，由装配保证产品的最终质量。
通过产品的使用效果、寿命和工作性能来评定产品的质量。为了确保产品质量，将很多项装配要求抛向了产品，应该在装配的过程中实现这些装配要求。装配精度，就是装配产品之后的工作性能、参数、理想几何原理、工作性能和实际几何参数等，主要为每个关联零件联系面的位置精度，涵盖配合面之间的过盈相对位置和间隙，及其因为装配时零件联系面的形状变化，产生的微观几何精度和形状变化。
二、设计分析
（一）分析装配作业过程
1、装配关系分析
最多可以有四层装配关系组成整机，最简易的可能就存在两层。首先，各层能够利用种种差异的单元件构成；其次，由下层零件及单元组成上层装配单元；再次，在装配产品的时候，以最基本的单元出发。
在工作中，对生产和装配我们需要有序的进行，防止因为某个零件的短缺，对组装设计带来影响，造成拖延生产周期的情况出现。
2、确定装配工艺配合法
首先，互换法。这种方法是在装配中，每个配合零件不通过选择、调整和修复就能够完成装配精度的方式。在对装配精度进行保证的过程中.使用加工误差法控制零件。
其次，选配法。将组成环的公差在尺寸链中向经济可行程度转化，在装配的过程中，对合适的零件进行选择，进而对规定进度给予满足，根据不同的形式有这样几种类型：分组选配法、复合选配法和直接选配法。
再次，修配法。在装配中，按照具体的测量结果，对预定的修配件尺寸，在尺寸链中进行改变，令封闭环能够依据要求的装配精度去执行。
（二）分析装配作业顺序
首先，分析作业程序，为了能够对装配合理完成，应该做到：
①、依据装配要求和装配结构逐层的分解产品，使独立装配的构件能够通过产品逐层分解构造出来。
②、对同一层零部件的装配顺序进行研究确定。
③、对每个单元中每个构件的装配顺序进行研究确定。
其次，工艺原则：
①、并联尺寸链：对精度高的尺寸链先进行安装，有相同精度时，先对多数尺寸链的链组进行组装。
②、串联形式：利用方便、简单的原则对装配顺序进行安排。
③、装配每个尺寸链的顺序：需要从基础尺寸链入手，先公共，再普通；先下再上，由内到外，由难到易，由重到轻的原则。
（三）设计装配工艺的主要方案
按照相应的规定，可以从这样几个方面入手：
①、系统图分析
系统内部各个独立部分之间的关系图表，即为装配系统图。对装配作业对象的组成、方法和顺序用系统图的方式来描绘，有助于指导生产和组织生产。但是，有一定的复杂性存在于装配作业构件形状尺寸中。为了能够将装配的顺序和关系表示出来，可以使用方框图，它不但可以将装配单元划分反映出来，对装配工艺过程也可以直接表示出来，有利于制作装配工艺过程、组织计划、控制装配和指导工作等方面工作的完成。并且还能够有效的简化一些复杂的装配设计，为今后的工作打下良好的基础。
②、按工艺过程卡进行装配
首先，准备工作：为了按照有关的规定来工作，要刮削相关的零件。因为这样能提升工件的形位精度和尺寸精度，提高接触刚度和表面的粗糙度。检验中可对涂色法进行使用。对零件测量中，要修配大孔，用丝锥穿过小孔，对不需要涂漆的进行修刮。同时，在装配调整方位传动机构之后，各个零件和部件将拆装标记要做好，便于以后工作的推进。
其次，相关的要求分析：
第一，在装配很多零部件中，对互换装配法进行使用。底座为基准件，需要处理好上平面和底座底面，满足平行度和平面度的要求，对平尺和可用水平仪进行检测。
第二，对零件进行旋转。例如，啮合间隙和齿轮等，装配中用修配法和调整法进行，能够按照规定确定齿轮副侧隙，在将齿轮加工因素排除之外，和中心距偏差有着很大的联系。因为齿轮的接触精度还会受到侧隙的影响，所以应该结合起接触精度对中心距进行调整。
第三，在测量误差的基础上，对装配精度予以参照，对于其中存在的种种偏差，利用修配法和调整法进行消除，之后对装配的精度进行检验，确保能够符合产品每项技术规定，之后打销、固定。
第四，在调整合格所有的机构之后，再紧固和密封所有的盖板，将机装调整合格之后，再实施电装。
第五、有关工作人员的技术要求。例如，在稳定平台一些比较复杂的装配中，对等级的要求上一般都比较高，通常的时候，都需要高级以上。进而对产品装配的质量上给予相应的保证，并且很多装配，还应该有多人一同来给予完成。
第六、相关的环境规定。应该有防振和防尘的措施存在于工作的场地（装配间）中，确保工作人员能够在舒适、安全的环境中工作，防止对其健康上带来影响。
第七、在总装各个部件之间与总装以后，都要通过必要的试验和严格细致的检验，要将三检制度有效的落实到各个工序间当中，对工艺纪律需要严格的执行，确保工作能够顺理成章的被完成。
结语
以整个装配工艺的过程出发，从产品的性能、要求和用途入手，到设计装配系统图，之后对各个装配单元互相之间的关系和组成，按照装配系统图进行描述，对装配方法进行确定、对装配工序进行划分、对工序计划进行规定等。进而有效的指导生产，用最终装配工艺技术来保证设计人员的目的要求。在工作中，要引导工作人员把握细节，促进工作正常推进。
参考文献
[1]张爱平.整机装配工艺设计分析[J].电子机械工程，2011（09）.
装配工艺设计范文第2篇
关键词：三缸单作用往复式活塞泵 三拐曲轴 装配工艺 工装治具
中图分类号：TH8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0098-01
往复式活塞泵是用于氧化铝工业、矿石输送、煤化工及长距离管道输送等领域的核心设备。其工作原理为，电动机通过减速机驱动曲轴、连杆、十字头，使旋转运动转化为直线运动，带动活塞进行往复运动。活塞运动时，致使容积发生变化，从而使被输送介质按确定的流量排出。
三拐曲轴部装作为三缸单作用往复式活塞泵的核心部件，其装配一直作为瓶颈，制约其整体的装配效率。本文通过对其装配工艺的改进，以及专用工装治具的设计。进而实现三拐曲轴部装装配的科学化、简单化，更重要的是装配的效率得到了提升。
1 专用工装治具的设计
三拐曲轴部装由三拐曲轴、连杆、轴承等部件组成。轴的整体结构为“三拐四支撑”，每个曲拐互成120°夹角。一直以来，因其结构的特殊性，导致在装配连杆及轴承时，需要不断的转动曲轴来实现调整曲拐的位置。以往，用两个“V形架”来支撑曲轴的两端，调整曲拐的位置时，只能通过天车来转动曲轴。操作起来即费时，又费力，而且起吊的尺度不容易掌握，更重要的是一组三拐曲轴部装的重量约10t重，即使利用天车来转动曲轴，工作时的危险性及复杂性也很大。因此，在装配的过程中这个问题必须解决。图1是为装配三拐曲轴部装专门设计的工装治具—— 托辊。
1.1 托辊的功能简述
（1）可轻松实现曲拐角度的调整。将一对“托辊”分别支撑在三拐曲轴的两端下。在曲轴轴端面上拧入六根长螺栓（如图一所示）。用长撬棍或钢管插入螺栓之间，人工压动撬棍即可轻松转动三拐曲轴，进而实现调整曲拐的角度，达到装配所需的位置要求。（2）实现托辊高低位置的调整。每个托辊底座上设有4件M30的顶丝，只需调整顶丝即可实现托辊高低位置的调整。并且顶丝与地面接触时，还能起到锁紧稳定整个系统的作用。（3）托辊水平位置的调整。在托辊的下方前后各有一个滚筒和滚筒轴，滚筒轴与滚筒之间有1.5 mm的间隙，调整顶丝的位置，使滚筒着地，前后推动托辊，即能使滚筒和滚筒轴实现相对滑动，实现托辊的水平移动。
1.2 托辊轴承的选择
试选轴承代号，径向载荷，轴向载荷。托辊轴承偶尔缓慢转动。
轴承额定静载荷：
因为，取故轴承6416满足设计的要求。
2 装配工艺的改进
轴承与三拐曲轴为过盈配合。以往轴承的加热方法，是将轴承放入加热的机油内，通过油温来加热轴承。对于三拐曲轴的轴承，油温加热有以下缺点：（1）加热机油生成的油烟对人体有害，且污染环境。（2）油温不容易控制。（3）油温加热的效率太低。
2.1 轴承加热方式的改变
与特种电器设备公司交流，设计专门的“轴承涡流加热器”。涡流加热器与以往油热相比，有以下优点：（1）温度可控，加热的温度精准。（2）安全、环保。（3）加热速度快，效率高。
2.2 曲轴轴承热装温度的定型
通过在热装曲轴轴承的过程中的摸索和总结，得出当装入轴承的间隙为曲轴配合直径的万分之八时，即能实现曲轴轴承的装配。
根据热装公式
T为加热到的温度，℃；
δ为实际过盈量，mm；
Δ为需要装入的间隙，mm；
α为材料线性膨胀系数，10-6mm；
t0为环境温度，℃；
d为配合直径，mm。
以我公司95T动力端曲轴为例，
当曲轴轴承加热到93.5 ℃～100 ℃之间时，即能满足热装的条件，应该注意的是热装轴承时一般不要超过100 ℃。
3 结语
通过三拐曲轴部装专用工装的设计，以及对轴承热装工艺的定型。进而提高了三拐曲轴部装装配的效率。使装配的瓶颈问题得以解决。
参考文献
[1] 朱龙根.机械系统设计[M].2版，机械工业出版社，2002.
装配工艺设计范文第3篇
【关键词】蒸汽管道 排液 疏水设施 蒸汽凝液管道
我国的石油化工产业在高速的社会经济发展中有着长足的进步，而蒸汽管道（包括蒸汽管道和蒸汽凝液管道等）则是石油化工装置中的重要公用工程管道，作为石油化工工艺装置中的重要部分，保证它的优良特性就显得尤为重要。比如，在设计蒸汽管道和蒸汽凝液管道配管时，要同时考虑它的经济合理性、整齐美观性，还要满足蒸汽管道的应力计算要求与蒸汽管架的设计要求。在解决了这些问题后，就能保证管道的经济实用和安全可靠。
1 关于管廊上蒸汽管道的布置
在这里本文以分析我公司设计的宁波化学工业园区宁波中金的芳烃装置和宁波禾元的30万吨聚丙烯/50 万吨乙二醇装置中的动力站管廊设计为例，充分讨论蒸汽管道管的布局。根据管道的设计要求，管架布局的过程中物料管道一般分为两层，蒸汽管属于公用工程管道。
根据芳烃装置中温中压和聚丙烯/乙二醇装置高温高压的特点，这些蒸汽管道的压力等级布局有以下几点原则。
第一，蒸汽管道最好布置在管廊一侧，目的是方便集中设置“π”形补偿器（设置“π”形的原因是蒸汽管道属于高温型管道，以便于热膨胀补偿）。另外，由于波纹管膨胀节价格高昂又不经久耐用，蒸汽管道上禁止用波纹管膨胀节来吸收管道的热膨胀。通常，管廊上蒸汽管道的“π”形补偿器位置设计考虑如下：高压蒸汽（9.8MPa）管道应该每隔约50m设置一个；中压蒸汽（4.0 MPa）管道应该每隔约80m设置一个；低压蒸汽（1.6 MPa）或者低低压蒸汽（0.4 MPa）管道应该每隔约100m设置一个。当然，具体项目的用汽量不同，导致蒸汽管道管径有所变化，最终根据应力计算才能准确确定，以上数据可以作为初期布置的参考。“π”形补偿器应该尽量统一和集中设置安排，管径较大、温度较高需要较大补偿量的管道宜设置在外，而管径较小，温度相对而言较低的管道则设置在内。
在两固定点的中部设置“π”形补偿器是最佳的，如果不能满足此条件，它与固定点的间距应该尽可能的小，一般不能超过两个固定点间距的三分之一；另外，应该在“π”形补偿器的两边设置与“π”形补偿器的距离相适应的管道应力导向架。补偿器固定点的推力也应该根据管道应力的计算结果决定。在计算蒸汽管道支架的推力和应力时，蒸汽管道不应该将固定点分成几个管系进行应力计算，而是作为一个统一的、完整的管系进行应力计算。
第二，芳烃装置和聚丙烯/乙二醇装置中管廊设置多层，在其上层布置蒸汽管道，比如第二层。若无法满足此条件，即当它布置在管廊的下层时，那么，要尽量布置在管廊的外侧。但是需要注意的是，它不能和液态烃管道或低温管道临近，其保温后的最小距离要高于50cm，否则要用其它的公用工程管道作为隔层。此处注明，可以同层布置在管廊上层的公用工程装置是装置空气、仪表空气、氮气等。同层布置的其它公用工程管道与蒸汽管道的最小净距不仅要满足大于50cm，还必须考虑蒸汽管的其它影响，如管道的横向热位移等。能与蒸汽管道同层布置的还有电气、仪表、电缆槽板等。当然，它们也可以布置在蒸汽管道上面，比如第三层。综上所述，当它们和蒸汽管道布置在同一层时，最小净距需要大于20cm，较低于前面所述的几种装置，或者，也可以用其它公用工程管道作为隔层将它们隔开。
2 关于蒸汽管道排液设施的设置
芳烃装置和聚丙烯/乙二醇装置需求的不同压力等级蒸汽通常都是过热蒸汽，因此并不需要设置相关设施来排除液体物质。但当我们在开车或者在暖管阶段蒸汽管道内会有大量凝液产生，所以在管廊上蒸汽管道的低点，需要有相关排液设施。不同压力等级的蒸汽管道，在低点排液设施的设置上有许多的差异。另外，由于在一般情况下高压蒸汽管不产生液体，所以其相应规格管线的低点应设置疏水性设施，在车上超高压力蒸汽管冷凝水一般都是通过管道直接排出。其低漏设施和超高压蒸汽管道低点排水设施主要包括刚阀（其位置靠近主管并能够操作的地方）、开闭阀（其在地面上的位置靠近排气缸）、以及排气管。然后就是中压蒸汽（4.0 MPa）、低压蒸汽（1.6 MPa）和低低压蒸汽（0.4 MPa）的管道，在正常情况下，它们也很少产生冷凝液，但是与超高压蒸汽管是不同的，它们将产生特定的驱动或加热管阶段缩合物，由于相应的压力水平和冷凝液管线在同一时间的功能相同，所以它们的管道低点设置往往是疏水性的设施。而疏水设施又是由分液包，设置在分液包下并且可以操作到的位置的放净阀，设置在靠近分液包且能够操作到的位置的根部阀、和包括了检查阀、后切断阀、排污阀、前切断阀、疏水阀等阀的疏水阀组以及止回阀组成。
通常疏水设施或排水设施需要设置的管道蒸汽管在道外的门廊，蒸汽管道切断阀上游的设备新管和蒸汽管道减压阀的主要功能是调节这些设施应设置的阀门。此外，各种蒸汽管的排水规格、标签规格都与高压（9.8MPa）的蒸汽管排水管不同，而且其管道直径应该是稍微小一些的，一般情况下是小于150mm。
3 蒸汽支管的设计
蒸汽支管应该从主管的顶部接出来，每当工艺要求支管上设置切断阀的时候，将切断阀布置在靠近主管的水平管段之上。考虑到操作方便，应布置得当的切断阀。蒸汽支管从用汽要求很严格的蒸汽管道上接出是不允许的，例如灭火、消防和吹扫等用途的蒸汽支管不能从蒸汽透平、再沸器之类重要用途的蒸汽管道上引出来。同样的，在蒸汽管道的“π”形补偿器里，也是不得引出支管的。在支管从靠近“π”形补偿器两侧的直管上引出时，主管的位移不应当受到支管的妨碍。同时需要注意支管承受过大应力，因为主管热胀而产生的支管引出点产生位移。
一般来说，蒸汽分支管应该使用两个阀块（切断阀或者单向阀）。然而从以上的信息可知主蒸汽管道或支管在连接的过程必需与设备或工艺管道相连，而且还需要设立三个阀门在蒸汽管的顶部，而且两个切口之间的阀或者常开单向阀应小于20毫米，这样可以有效的防止发现泄漏情况。不同压力等级的蒸汽管道设置排水设施或经常疏水性设施设置的要求必需满足国家的相关标准，设置在较低的蒸汽管排水设施或疏水性的设施要满足以下6点要求：
（1）蒸汽分支管的最低点满足国家标准；
（2）蒸汽支管减压阀之前的调节阀要合格；
（3）蒸汽水分离器和蒸汽加热设备合格；
（4）设备进汽管切断阀前的最低点满足要求；
（5） 蒸汽涡轮机、蒸汽泵和蒸汽进汽管的热交换器入口切断阀前的最低点合格；
（6）蒸汽分配管和闪蒸罐的底部满足要求。
当蒸汽分支管的硬件达到要求时，根据车子的需要，以及排液管内的冷凝液，需要设置冷凝水放净阀，然而在设置超高压力蒸汽冷凝液放净阀时，需要设置双阀蒸汽冷凝管和单阀放净阀。
4 蒸汽凝液管道的布置
蒸汽冷凝液管线的管门廊一般布置在同一层中，一般采用“π”形补偿器，位于冷凝水配管中，为了防止水锤，可以设计成“π”形水平方向的补偿器，或倾斜部分中的“π”形的补偿器设计成立管。
自不同压力的蒸汽疏水阀出来的凝液应该分别接至各自的凝液回收总管之中。其中，公称直径等于或大于50 mm的支管应顺介质流向45°斜接在凝液回收总管的顶部；而公称直径小于50 mm的支管可90°直接在凝液回收总管的顶部。宜选用法兰连接设置凝液回收系统用的疏水阀，应注意疏水阀入口管道不能有袋形。在凝液回收总管高于疏水阀的时候，除了热动力式疏水阀之外，最好在疏水阀后采取止回阀设置。并且止回阀宜设置在靠近凝液主管的水平管道之上。考虑管道吹扫拆卸止回阀需要，适宜选用法兰连接的止回阀设备。
5 蒸汽管道排液设施的设置
当不同等级压力的蒸汽为过热蒸汽的时候，理论上说，不必设置专门的排液措施。但是蒸汽管道在处于暖管阶段会产生大量的凝液，这种情况也会在开车的过程中出现，这里应该设置专门排液的设施。蒸汽具有不同的压力等级是另外的一个原因，这会导致其具有不同排液设施设置。在一般情况下，凝液不会在超高压管道内形成，所以超高压蒸汽管道内也不存在对应规格的凝液管道，所以在进行生产的过程中，通常不设置疏水设施。同时，由于超高压蒸汽管道其自身特点，例如管壁厚、压力大和开孔不易等等原因，也不用设置分液包。对高压、中压和低压蒸汽管道方面，尽管在正常情况下凝液不会产生，但在蒸汽管道处于暖管阶段或者开车阶段时会产生大量凝液，由此看来，这种蒸汽管道设置经常疏水设施是必需的。经常疏水设施包括放净阀、分液包等设施。另外，蒸汽管道排液设施设置的一般要求如下：
在蒸汽主管的末端应设置分液包，且在水平敷设的蒸汽主管上分液包的间隔是：
（1）在装置的内部，保证饱和蒸汽为80m以及过热蒸汽为160m；则两个数值为最佳状态。
（2）在装置的外部，顺坡的情况下为300m，逆坡的情况下为200m。
饱和蒸汽进入设备应设置附近设备的边界蒸汽疏水阀，且在位于下部的陷阱中往往采取一系列的疏水性措施；在过热蒸汽装置上，一般不设置水分离器。
蒸汽排气管应该打开一个φ6mm的排水孔在凝液管的下端附近，然后使用DN15管到排水沟，将漏斗安装在正确的位置，如果在排气管上装消声器，消音器的底部应位于DN15排水管上，排气管也应该设置为导向，承载支架。
6 蒸汽管道设计时应该注意的要点
管道的直径需要合理的选择。优先选择的直径要满足上述的蒸汽管的需求。当直径过大时，会增加资金的投入量，增加热量的损失，同时也增加了冷凝水。当直径过小，会导致蒸汽流速偏大，从而增加了蒸汽压降，最终供汽端压力不足。最后，当发生水锤和侵蚀时，要选择安装管的直径不能过大或过小。根据应力要求安排管道，必须满足应力计算的严格要求。 “π”形管补偿器的设定和推力补偿器的固定点应符合要求，将设备连接到蒸汽管道集箱的压力，这样的操作可以提高设计工作的效率，避免水锤现象。安装装置或阀门时，管道会产生一定的振动和噪声，这就是所谓的水锤。为了避免水锤现象要注意管道疏水性的系统设置。
此外，连接分支管要采用主通道的顶部蒸汽。管道不能使用太多的支管。避免发生部分管道下沉，管道设置必须是合理的。以便改善化工厂蒸汽管的设计，避免水锤现象的发生，提高产品生产的质量和效率。
7 结语
随着社会经济的快速发展，中国的石化产业也取得了很大的进步。石化工艺的蒸汽管道，是重要的石化厂公用工程管道，且随着规模的不断扩大，蒸汽管道的管径大大变大，不仅管廊的相邻两层的高差也比以前常规的要高，甚至高达3m以及以上。同时，管道的选择，甚至超出了常规选用的典型管道，对应力计算带来新的挑战，需要更新数据库。对于蒸汽管道和蒸汽冷凝液管道而言，蒸汽管具有较高的温度和气液流动特性，在石油化工工艺装置中，蒸汽管道和蒸汽冷凝水管道的安排不仅要考虑经济和整洁的外观，同时也要满足蒸汽管道的应力计算要求。只有充分考虑到这些因素，才能确保蒸汽管管道设计满足工艺生产的要求。
化工装置中蒸汽管道的设置是有很多严格的要求的，另外还要注意很多细节上的问题。这样才能够保证设计科学合理，较低采购和安装成本，尽量降低安装难度，更好的提高蒸汽管道的工作效率，增加蒸汽管道的安全性，使蒸汽管道正常的发挥作用。
参考文献
[1] 兴旺，段景联.浅议蒸汽管道直埋敷设中的几个要点[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011，（10）
[2] 张发有.石油化工工艺装置蒸汽管道配管设计研究[J].石油化工设备技术，2010，（03）
[3] 宋林光.三大蒸汽管道设计需注意的问题[J].广西电力，2011，（03）
[4] 李永军，李芬，陈张友，温铜川，郇宇飞.140万吨/年柴油加氢装置开工及运行情况[J].广州化工，2011，（16）
装配工艺设计范文第4篇
洛阳职业技术学院 赵俊霞
针对大型装备制造企业广泛应用三维设计模型的现状，基于数据管理平台Teamcenter 开展三维装配工艺应用模式研究；通过开展基于三维模型的装配工艺设计、装配工艺仿真，构建多样的装配工艺应用模式；达到验证和改进产品的装配工艺，提高装配效率和质量，满足三维环境下开展装配工艺设计的目的。
一、引言
三维设计软件NX 和数据管理平台Teamcenter 在以航空、船舶为代表的国内大型装备制造企业中得到了广泛的应用，实现了产品数字化设计及管理。但是当产品从设计阶段延伸到工艺阶段时却出现了三维数据传递的“断层”，在工艺系统中基于三维产品模型应用等方面还很薄弱。现有的工艺模式仍然采用二维图纸和传统工艺文件的方式进行，无法满足三维环境下工艺工作的要求。目前，工艺工作中面临的问题如下。
（1）工艺设计没有直观的产品和资源表现形式，工艺设计人员依据二维图纸去理解产品的装配关系及工装的使用方式，并构想产品的装配顺序，整个过程耗费时间，且容易出现歧义。
（2）工艺数据表达手段单一，目前工艺输出结果以二维工艺卡片为主，不能充分应用上游的三维设计数据，很难对复杂结构和过程进行清晰、直观地表达，不利于操作者快速理解产品的装配过程。
（3）工艺人员在工艺编制过程中根据生产要求提出的工装需求，只能在实际生产中验证工装的可行性和合理性，如果在虚拟环境中验证工装的可行性和合理性，能够有效避免工装返工和修改，提高工装设计效率和质量。
针对以上问题，开展数字化装配工艺应用模式研究，构建基于三维模型的装配工艺设计系统，实现三维设计、工艺数据的完整搭接，为最终实现数字化装配工艺奠定基础。
二、技术路线
基于三维模型的装配工艺设计系统的总体技术路线如图1 所示。实现途径如下。
（1）从Teamcenter 系统中获取设计BOM 及产品三维模型，进行装配结构的可视化调整，形成工艺BOM，根据工艺BOM 进行工艺分工，确定各个部件所属的装配部门，最后输出PBOM 和分单位目录。
（2）工艺编制人员接收任务后制定工艺流程顺序，确定产品在装配过程中所需的装配工序，形成装配工艺流程；进行装配工艺的详细设计，指定各个装配工序所需要的零组件、制造资源( 工装、夹具) 等信息。
（3）工艺人员根据装配工艺要求，进行装配路径规划，对装配工艺设计进行仿真验证，确保装配工艺设计的可行性和合理性，并输出相应的仿真图片、仿真动画信息。
（4）将装配工艺设计、装配工艺仿真产生的结果通过工艺卡片、包含三维模型信息的PDF 文件以及AVI 格式的视频动画等方式输出，以指导现场生产。
（5） 三维装配工艺设计系统产生的结果信息存储在Teamcenter 系统， 生产现场通过制造执行系统与Teamcenter系统的接口获取相应的工艺数据用于指导生产。
三、基于三维模型的装配工艺规划
1. 装配工艺性审查
在产品设计阶段，工艺人员应用三维装配工艺设计系统进行工艺审查，检查产品的可装配性。当主管提出合理化建议时，通过批阅的形式反馈到设计人员，达到工艺提前介入的目的，提高产品的工程化水平。
2. 构建PBOM
通过集成接口读取Teamcenter 系统中的EBOM 及相应的产品轻量化模型。根据产品的结构特点和装配关系，在可视化环境中方便地调整装配零组件组成结构、设置工艺组件、完善零组件的工艺信息，最终形成完整的PBOM。
3. 工艺分工
通过三维工艺设计系统，直接在三维环境中从产品树上选取零组件分配到相应生产部门。系统能够自动识别零组件的分配状态，未分配的零组件和分配后的零组件分别以不同的方式显示，避免零组件漏分而引起工艺错误。
四、基于三维模型的装配工艺设计
1. 任务分工
生产分厂接到生产任务后，主管工艺人员根据实际情况进行装配单元的分解，并且能对组件的组成进行调整，将本部门承担的任务进一步分解为更小的装配单元，并指定具体的负责人编制装配工艺。系统能够方便、快捷地输出任务分工表。任务分工完成后进行零组件遗漏检查，确保任务分工的完整性和正确性。
2. 制定工艺路线
工艺编制人员接收任务后在三维环境下制定工艺流程，确定产品的装配工序，形成装配工艺路线卡，并可指定装配工位等。
3. 详细工序设计
工艺编制人员在三维环境下指定本工序零部件、工装和设备，并填写工艺内容。工序设计完成后，零部件、工装和设备信息自动汇总，填入相关的汇总表中，并进行零组件遗漏检查，确保产品装配的正确性和完整性。
装配工艺设计完成后形成装配过程信息树，如图2 所示，包含具有顺序关系的各个装配工序以及对应的装配件和装配资源。
五、基于三维模型的装配工艺仿真
完成装配工艺设计后，所有的装配所需要的资源信息已经具备，进行装配过程的仿真工作。在虚拟环境中验证零组件的装配过程，确定合理的装配顺序，避免发生因装配顺序不正确而出现的无装配通路的情况，并且能够优化装配流程，得到最适合的装配顺序。装配过程仿真的主要内容如下。
1. 装配路径设计
根据工艺路线的要求，在三维虚拟装配环境中通过手动交互式的操作待装配的零组件，规划每道工序中装配件的装配顺序来得到的零组件的装配路径，如图3 所示。在保证零组件装配的合理性的前提下，制定正确的装配路径。
2. 装配路径仿真
装配路径仿真主要包含以下内容。（1）根据生产的实际要求对装配过程进行模拟，以保证装配路径的可行性，最终通过验证零部件的装配顺序、装配路和装配操作姿态等数据的合理性，装配所需要的工装、工具等的可达性，以及装配操作空间的敞开性。
（2）装配路径动态分析，工艺人员根据装配路径动态的分析情况，动态的调整零组件的装配顺序、装配的优先级，重要特性的保障措施等，从而优化产品的装配过程，达到验证产品的装配工艺性，完善工艺设计的目的。
3. 装配干涉检查
在装配移动过程中实时进行干涉检查，检查装配件、工装在装配过程中是否和其它装配件或装配资源发生干涉。模拟零组件在装配过程中实际可能发生的问题，帮助用户分析装配过程并检测可能产生的错误。当遇到干涉和失调时能够及时停止仿真，并且能够在装配过程中标注和修改出现的问题。
通过装配过程仿真，定位影响装配整体效能的关键装配环节，并对不同的改进方案进行实时分析、比较以及优化，建立局部和整体相结合的持续性优化机制，形成相对最优的工艺方案。
六、装配工艺的输出及管理
1. 装配工艺输出
工艺人员在系统中完成了全部的工艺工作，并通过仿真验证装配工艺过程的准确性，最终得到优化后的工艺设计的结果。这些结果能够通过工艺卡片、在线交互工艺、包含三维模型信息的PDF（3D PDF）文件以及AVI 格式的视频动画等方式输出，如图4 所示。最终以视频或电子文档形式到生产现场，从而指导现场工人准确、快速的进行装夹、装配、拆卸和维护等。
2. 装配工艺的管理
最终形成的装配工艺等资源信息存储在Teamcenter系统中，由Teamcenter 系统完成三维装配工艺变更过程的控制，包括工艺版本的控制、审批流程的驱动、工艺更改以及工艺升版的控制等。
七、实现意义
通过开展基于三维模型的装配工艺研究，实现意义如下。
（1）构建基于三维设计模型的装配工艺设计体系以适应MBD 环境下开展工艺工作，改变以二维图纸为主的传统工艺设计；以产品三维设计模型为基础，通过构造数字化的工艺设计与仿真环境，形成快速的装配工艺设计、装配工艺仿真及验证能力。
（2）建立三维工艺文件表达及管理模式，满足工艺文件审批、有效性管理以及现场应用等方面的需求，基于三维设计模型构建面向生产现场的工艺，丰富工艺展现形式，提高工艺指导生产的能力。
（3）一方面对产品的设计结果进行验证，实现面向装配的设计；另一方面实现基于虚拟现实的装配工艺设计，通过建立三维可视化的虚拟环境，检验产品装配工艺性，从而指导实际装配生产。
（4）将装配工艺设计与产品结构设计紧密结合，装配工艺设计能够在产品设计过程中同步开展，在产品实物到达装配现场前直观的开展工艺设计工作，充分体现并行工程的设计思想。
装配工艺设计范文第5篇
关键词：非标准工艺装备；总装工艺；快速设计；快速装配
中图分类号：TH162文献标识码： A 文章编号：
随着我国工业的快速发展与工业产品的增加，需要对工艺装备进行快速设计。其中工艺设计是优化配置工艺资源，它是生产准备工作的第一步，也是连接产品设计与产品制造的桥梁[1]。而尤其对于某些以非标准工艺装备著称的装配型企业来说极其重要[2]。本文为此具体探讨了基于非标准工艺装备的总装工艺快速设计过程与装配过程。
1 非标准工艺装备的总装工艺快速设计的内容
(1)审查资料，了解产品结构，审查原始资料的完整性和正确性，并对结构工艺性进行分析。多了解产品结构，明确产品零部件之问的装配关系，为确定装配顺序打下基础。(2)了解产品的装配技术要求和检查验收方法，并分析关键技术问题，制定相应的技术措施，明确应采用的装配方法和组织形式。(3)确定装配顺序。通常对于复杂产品，应将其分成若干个组件、部件，先进行组装，后进行部装，最后进行总装[3]。装配时首先要确定装配基准，再安排零部件的装配顺序，同时要考虑装配的效率、装配精度、装配方法等。(4)编制装配工艺文件。确定装配工序、工步，选择设备和工艺装备，确定检测方法和应达到的技术要求等。
2 非标准工艺装备的装配工艺
装配是按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联系，使之成为半成品或成品的工艺过程。非标准工艺装备介于大批量生产和单件小批生产类型之间，它的特点是生产的产品品种较多，生产具有重复性，每个品种的产量不大，都不能维持常年连续生产，所以在生产中形成了多种产品轮番生产的局面。由于生产的品种多、生产的稳定性差，所以要建立正规的生产线和流水线的难度较大，所以无法采用高生产率的专用生产设备和工艺装备[4]。
2.1 装配单元
在非标准工艺装备装配中，一般先将零件装成合件、组件和部件，然后再装至成产品。合件是装上一个或若干个零件而构成，它是最小的装配单元。组件是在一个基准零件上，装上若干合件及零件而构成。部件是在一个基准零件上，装上若干组件、合件和零件而构成。在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个产品。
2.2 装配工艺设计
装配工艺过程设计是在一定的约束和有限的装配资源下为了获得需要的生产目标而制定出工艺方法的活动。非标准工艺装备的装配工艺就是使生产对象在数量和外观上发生变化的工艺过程[5]。在这个过程中，数量的变化表现为在装配过程中，零部件、总成的数量在不断地增加并相互有序地结合起来；外观的变化表现为零部件、总成之间有序结合后具有一定的相互位置关系，导致外形不断地变化，最后成为一个具有预期功能的产品。
3 基于非标准工艺装备的总装工艺快速设计的创新
3.1 传统设计存在的问题
(1)设计周期长：由于传统装配工艺设计周期长,很难迅速响应市场需求，因此它已成为产品生产中的瓶颈问题之一。(2)对工艺人员的依赖性强。装配工艺设计需要有丰富经验的工艺人员，经验需要长期的积累过程，工艺人员的变动都会对工艺设计质量产生影响。(3)装配工艺设计繁琐而不规范。不同的工艺人员设计的装配工艺往往不同，不利于装配工艺的规范化。(4)在以信息化带动工业化的今天，传统的装配工艺设计与管理方法不利于信息的集成和先进制造技术与先进制造模式的实施[6]。
3.2 总装工艺快速设计的创新-基于实例的工艺设计
基于实例推理的核心在于用过去实际中所用的实例和经验来解决新问题，它以实例为主进行推理，直接利用以往的设计结果(实例)迸行推理，从而大大减少知识获取量，其优点如下：(1)更符合入的思维过程。当我们对新的零件进行工艺设计时，实例推理模式也就是模拟人的这种相似推理的模式而产生的。(2)对于需重现和大部分借鉴以往设计工艺规划的情况，实例直接从类似实例开始类比推理，这样就提高了设计效率。(3)实例是针对以前设计问题的优化结果，它本身就包含了大量的设计经验知识，以设计实例作为主要的设计依据的实例推理显得更为有效。
4 基于非标准工艺装备的总装工艺快速装配分析-电机
4.1 电机装配关系的确定
本文所选择的132型Y系列电机为非标准工艺装备生产方式，因而装配中为保证质量大多数选用互换装配法。电机中关键件定子铁芯与定子绕组的同轴度，就是靠加工予以保证的。在装配中，电机分解为部件、电机的组合件、电机的零件；电机的部件分解为部件、部件的组合件、部件的零件；分部件再分解为组合件、分部件的零件。根据对电机的研究，将电机进行装配工艺分解，将电机分为定子、转子、前端盖、后端盖、风扇、接线盒这几个组件及其它附件[7]。
4.2 电机装配顺序的确定
装配一般顺序为小组合件-大组合件-部件-基准零件-整机。以定予组件为基准进行装配时，先进入构成定子的组件，后装转子等组件。一般前道工序的结构不得影响后道工序的连接通路，否则调整装配顺序。电机内部结构件及系统件能在前道工序安装的不应转到后道工序。易损组件的装配顺序应尽量往后安排。
总之，基于非标准工艺装备的总装工艺快速设计要尽量采用实例设计法，在工艺设计过程中需要随时引用。在装配中，装配过程的工装、设备、工时等是指导生产的重要依据，与装配流程形成统一的整体。
参考文献：
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[2] Tsatoulis C，et al，Case Based Reasoning and Learning in Manufacture the TOLTEC Planner[J]．IEEE Transactions System[J]．Man and Cybemetlcs，2008，23(2)：1010-1013．
[3] 赵继云，钟廷修．CBD系统应用于产品变型设计的关键技术研究[J]．机械设计与研究，2009，2(2)：36-39．
[4] 董天阳，童若锋，张玲，董金祥．多细节层次装配模型及序列规划[J]．计算机集成制造系统，2004，10(10)：1212-1219．
[5] 王平安．计算机辅助工艺管理的研究及应用[J]．贵州工业大学学报，2009，28(6)：29-33．
[6] 陈满意，陈定方，吴定川．支持产品复用的集成产品开发研究[J]．计算机集成制造系统，2004，12(10)：1471-1475．
