1.名词、术语定义
为了对装配工艺设计过程中有关名词、术语有统一的理解,下面对有关名词、术语进行定义。
构件:组成机械产品的物料在装配过程中独立存在的如零件(自制或外购外协),分件、合件、组件、部件、总成(大部件或一级部件)、整机等统称为构件。
零件:不经装配而构成的构件。
分件:用永久性结合方法(焊、铆、浇铸、粘结)组成的构件。
合件:用永久性结合方法将二个以上分件组成的构件。
组件:用非永久性结合方法,将二个以上零件、合件组成的构件。
部件:用非永久性结合方法,将一个以上组件与其它零件、合件组成的构件。
总成:用非永久性结合方法,将一个以上部件与其它零件、合件、组件组成的构件,但本身无独立的整机功能。
整机:由几个部件或(和)总成及其它零件、合件、组件所构成,且具有用户需求独立作业功能的构件。
装配基准件:在一组装配构件中,其装配尺寸链的共同基准面或线所在的构件。
装配单元:在装配过程中,有一个装配基准件为基础,可以独立组装达到规定的尺寸链与技术要求,作为进一步装配的独立组件、部件、总成或最终整机的一组构件。
装配层:在装配过程中,为了便于作业划分,对类似作业的装配阶段的划分,如总装层、部装层。一个装配层,可以是一个装配单元,也可以是几个装配单元所组成。
基层单元:只用零件、合件组成的装配单元。
上层单元:有几个基层单元或下层单元组成的高一层次的构件。

图1 装配作业过程
2.装配作业过程的分析
机械产品是离散性生产,是由若干零件按一定的结构要求组合成为用户需求具有一定功能、性能的产品。由零件逐步组合的装配过程中,为了保证产品的功能与性能,又能方便地进行作业,所以其装配工作过程是分层次,分单元进行的,尤其是复杂的机械产品。在装配单元内,为了保证产品的质量与要求,其构件在组合过程中不但有严格的工艺技术要求,也有工艺顺序要求。工艺的技术要求由装配工序卡提供,装配顺序应该由装配程序来提供。作业过程如图1。
图中表示,整机可以由多层装配关系来组成,最简单的整机也至少有二层组成,组成结构如下:
每层可以由各种不同的单元及独立的零件、分件、合件所组成。
上层装配单元是由下层或基层单元及独立的零件、分件、合件所组成。
产品的装配过程,从最基层的装配单元开始。
3.装配作业顺序的分析
1)工作程序的分析
为了有效的装配作业必须:
按装配结构及装配要求将产品进行逐层分解,使产品逐层分解为能够进行独立装配的构件,直到不能分解为止。
研究确定同一层各组成单元及非单元零件的装配顺序。
研究确定单元内部各构件的装配顺序。
2)装配顺序的工艺技术上的原则
串联尺寸链:以简单、方便为原则安排装配顺序。
并联尺寸链:先装精度高的尺寸链,相同精度时先装,对多数尺寸链是先装公共的尺寸链组成环所在的那个尺寸链。
每个尺寸链组成环装配顺序:应先从基本尺寸链开始,先公共,后一般,先下后上,先内后外,先难后易,先重后轻,先精后一般的原则。
3)装配顺序的经济性原则
按装配层次,先低层、后高层进行装配。
装配层次多的先装。
装配复杂、精度高、时间长的最先装。
4.装配设计的描述
根据以上的要求分析,装配工艺技术文件可由装配系统图、装配工艺过程卡、装配工序卡、装配明细表组成。

图2 装配系统图的基本图形

图3 装配工艺过程卡片

图4 装配工序卡格式

图5 装配物料表
1)装配系统图
系统图是用来表示系统内各独立部分互相之间的关系的图表1用系统图的方式来描述装配作业对象的作业顺序、组成及装配方法。装配作业的构件形状、尺寸等非常复杂,为了能够表示它们的装配关系与装配顺序,以方框统一表示参加装配作业的构件,用联线来表示和构件之间的关系,从左到右表示装配顺序,并可用各种符号代码来说明各构件装配作业的方法。这样可以把复杂的装配设计用系统图的方法来描述。其基本图形如图2。
2) 装配工艺过程卡片
装配工艺过程卡片是描述组成产品各级装配单元的装配过程,装配作业的内容、作业的顺序以及使用的设备、工装、辅助材料等,是组织装配作业的必须的技术文件,见图3。
3)装配工序卡
装配工序卡是对重要、复杂的装配工序进行作业指导的技术文件,详细地说明该工序的各工步及作业顺序、每一工步的内容与要求以及达到要求的作业顺序与方法、使用设备与工装的方法及注意事项,并以装配工序图说明无法用文字表达的内容,装配工序卡格式如图4。
4)装配零部件明细表(物料表)
过去规定的装配明细表只说明装配所需的物、料,没有表示物料需求的先后顺序,所以对指导作业与生产计划没有起到应有的作用。为了适应细化管理与MRP/ERP的要求,用分层次的零件明细表和汇总表既表示需要量,也表示需求的先后。装配物料表如图5。
四、装配CAPP的实现
1.装配CAPP的实现方案
1)装配CAPP实现方案的分析
根据前面的装配工艺的设计要求,完成装配工艺的设计首先必须分析产品各层装配图,了解产品结构、性能及装配技术规范、要求和该产品的技术标准,才能决策产品装配的层次顺序与方法,由于输入信息主要是现行工程图纸(或CAD图形文件), 而且是比较复杂的图纸,所以在目前计算机系统没有解决图纸识别的条件下,要自动分析复杂的装配关系,是很困难的,即使用很复杂的方法有可能实现,但往往无法实用。根据机械产品结构分析,产品性能各不相同,但是组成产品的零件有70~80%具有相似性,由这些相似零件组成的构件其装配关系也必然存在相似性,按相似性原理建立派生式装配CAPP是可行的。