符合装配要求的结构设计准则

装配是机器制造中的后期工作，装配质量直接影响着机器的运行质量，是决定产品质量的关键环节。装配工序的成本，在不少机械产品生产过程中，占总生产成本的30%左右。提高装配质量，减低装配成本，必须从设计阶段开始。

装配分为自动装配和手工装配两类。自动装配适用于批量大、操作固定、动作简单的装配，自动装配对公差的要求较高。反之，适用于手工装配。

符合装配要求的结构设计就是在结构设计上保障装配的可能，采用的结构措施应方便装配，并减少装配工作量，提高装配质量。

结构设计准则：

1）便于运送准则：

如果用带式输送机输送的构件，应防止构件之间相互套勾、连结在一起，否则需要额外的分离工序。

2）便于方位识别准则：

零部件的方位识别大多数情况下对人来说是不成问题的。而对于机器人来说则是一个复杂的模式识别问题。在设计阶段，留有识别特征，是提高机器人方位识别能力最有效的方法。

方便机器人识别的结构方法有：

（1）取对称结构。因彼此无差别，不用识别。

（2）几何特征。识别特征以几何特征最易被识别，因此，物理特征应转化为几何特征。

（3）表面化。内部特征难以观察，应外部化。

（4）避免近似结构。一些结构由于功能要求或其他限制不能制成对称结构，但他们又非常接近对称结构，这种似是而非的近似对称结构是难以识别的，解决方法是扩大其不对称性。

3)方便抓取准则：

结构设计时需要考虑留出取、抓、举的地方；要保证能抓牢且不损伤工作面。

例如：

（1）平面比斜面夹持更可靠；

（2）构件重心和夹持点设置在同一平面内。

（3）外表面有较高精度的加工面需设置夹持位置。如圆柱面可设置抓取槽或者内孔设置抓取凸台。

4）方便定位准则：

任何零部件在整个系统中都有自己唯一确定的位置，即都必须定位。

方便定位的结构措施有：

（1）设置确定位置的基准，如轴肩、定位凸台等；

（2）定位挡肩；

（3）调整，对于有配合精度要求的地方要有调整的可能以及要方便调整。

注：主要起固定作用的螺栓连接很难满足高精度的定位要求，因此，设置定位基准面，且设置的调整机构要方便调节，尽量避免出现进行调整时还需拆卸其他配件的情况。

为了装配时方便定位，应在最先接触的部位上设计有导向功能的结构，如倒角、锥形体等结构。

5)简化运动准则：

即简化装配操作，减少装配操作工作量。

例如：

（1）弹簧装配时，尽量设置成挂式结构，将弹簧直接挂在开口槽上比扣在封闭孔内要简单。

（2）轴承配合结构设计时，在非轴承支座的地方，可取较小的轴径。

（3）改变装配路径，避免摩擦阻力。可将穿轴结构，改为从压盖顶紧结构。

（4）盲孔结构要留出排气孔，或在销等配合件上做出排气孔，否则在紧密配合时滞留在孔内的气体会产生很大的阻力。

6)方便接近准则：

装配操作手必须能畅通无阻地至少是方便地到达装配现场。人工装配时，装配现场还应是视线可及之处，没有视觉帮助，仅靠手的触觉进行装配是很困难的，这就是方便接近准则。

方便接近准则还包含另一层含义，就是需要有足够的操作空间。

通常情况下，装配现场在构件上部、外部、前部，会比它在下部、内部、后部更容易接近。如果装配现场难以从内部移到外部，则需专门留出操作通道。

操作手和视线可接近，不仅有利于进行装配操作，也有助于质量检查和质量监控。

7)避免同时入轨准则：

即避免两个或多个接触面同时出现。比如，可将箱体的定位销长度做成不等高。

避免两处或多处配合同时嵌装，要将其相关位置错开以便一处一处地嵌装。首先嵌装一处，以此为导向嵌装另一处。

8）一体化准则：

一体化准则就是将多个单独零件组合体直接加工成一个整体。

9）简单连接件准则：

采用简单的连接件可减少装配工作量。

10)避免高精度装配公差准则：

装配公差越高，装配操作越困难，但它往往有利于系统运行性能，这是一对矛盾。但仍有可能找到既易装配又有高精度配合的的结构方法。

例如：

（1）采用弹性元件；用它取代装配高精度公差的结构。

（2）短尺寸链；

（3）设调整装置；

（4）另设配合面；螺纹的配合精度很难提高，可通过另设专门的配合面来提高装配精度。

（5）避免双重配合；两个面同时满足高的配合精度很难。这种结构称为双重配合，它装配时容易卡死，应避免。

11)组合制造准则：

机械结构越复杂，装配难度越大。由于功能等要求既不能将结构简化，又不能将很多零件做成一体。此时，有目的的组合制造对于减少装配工作量效果显著。

组合装配的前提是要有一个能将各零件以一种简单的方式组合在一起的基体。比如，可通过注塑，将多个零件固定在一个塑料基体上。

12）便于拆卸准则：

方便拆卸的结构：

（1）键连接时，在键一端底部留有坡度，拆卸时用力一击便可卸下，长键可留出拆卸螺纹孔。

（2）热套结构件，需留出拆卸工具着力点。

一般地，在过盈配合的场合，如果嵌合没有设置承受拔出力的地点，则拔出操作是困难的。一定要设置承受力的地方。

热压配合或类似的过盈配合，拔出是非常困难的作业。对于这一类配合，如果采用施加油压的拔出方式则容易拔出。使用油压拔出的场合，以采用直轴为宜。在嵌装时也使用油压的场合要采用圆锥配合。

（3）容器封头，打开封头时应有着力点。