Материал: Проектирование технологии сборки и испытаний изделий. Сай В.А., Кириллов О.Н

В большинстве случаев усилия сборки и разборки соединений невелико, а надёжность их работы высока. Соединения с упругими элементами применяют как при узловой, так и при общей сборке. Пример:

IV класс: объединяет разъёмные соединения, осуществляемые различными крепёжными и фиксируемыми деталями (резьбовые детали, клинья, цилиндрические и конические штифты; характерные для этого класса соединений является использование сил трения, обеспечивающих надёжность выполнения соединения). Наиболее распространённые резьбовые соединения: их выполняют отдельными крепёжными деталями (винтами, болтами, шпильками). При сборке данных соединений обеспечивают требуемый натяг и стопорение резьбы деталей различными способностями.

V класс: соединения, осуществляемые введением в зону контакта сопряжённых деталей дополнительного материала (наплавляемого метала при сварке, припое, клея, пластмасса, мастик). Эти соединения являются неподвижными и не разъёмными. Их применяют для выполнения заплаток (сваркой, пайкой), на промежуточных этапах механической обработки (перед окончательной обработкой), а так же на сборочных операциях (при отдельных методах сварки и пайки).

VI класс: соединения, полученные специальными методами (заливкой деталей расплавленным металлом и пластмассой, обвязкой проволокой, соединением тонкостенных деталей из мягких листов металла, как пластмасс скрепками). Эти методы имеют ограниченное применение.

Следует отметить, что при выборе способа соединение участвуют условия работы изделия, обеспечение необходимой его надёжности, технологии обработки и сборки, условия эксплуатации, включая необходимую разборку, ремонт и сборку соединений., а также затраты на изготовление и эксплуатацию в течении заданного срока службы изделия. При этом из нескольких возможных вариантов, удовлетворяющих требованиям работы и эксплуатации, окончательный отборный метод, обеспечивающий наименьшие затраты на изготовление и эксплуатацию соединения.

1.3. Структура сборочных процессов

Сборка многокомпонентных изделий (автомобилей, станков и др.) отличается сложностью. Изучать структуру сборочных процессов необходимо для выбора рационального варианта технологического процесса сборки; наивыгоднейшего деления процесса сборки на части для повышения серийности и загруженности рабочих мест. На структуру сборочных процессов влияет конструкция изделия, его размеры и масса; время сборки и др.

В общем случае процесс сборки расчленяют на следующие последовательно выполняемые этапы:

а) предварительная сборка;

б) промежуточная сборка;

в) узловая сборка;

г) общая сборка;

д) разборка изделия (если необходимо).

Предварительную сборку применяют для заготовок, составных частей или изделия в целом, которые в последующем подлежат разборке.

Промежуточную сборку выполняют для припасовки сопряжённых деталей перед окончательной сборкой. Если часть производят перед окончательной обработкой соединяемых деталей (совместное растачивание объёмного соединения с крышкой).

Узловая сборка – сборка, объектом которой является составная часть изделия. Эта сборка может быть окончательной, если собираемые составные части изделия поступают по требованиям в качестве знаменных частей.

Общая сборка – сборка, объектом которой является изделие в целом. Она является заключительным этапом сборочного процесса, обеспечивающее заданное качество изделия. После окончательной сборки производят окончательное (приёмочный) контроль и покраску. Изделие разбирают, если его размеры и масса не позволяют транспортировать его на место эксплуатации.

В состав технологического процесса сборки входят различные операции, переходы, в которые включаются разнообразные сборочные работы:

- соединение сопрягаемых деталей посредствам приведения в соприкосновение их сборочных баз;

- фиксация положения деталей и узлов, обеспечивающего правильность выполнения или целевого назначения при работе машин;

- проверка точности взаимного расположения собираемых деталей и узлов и внесение, если это необходимо, соответствующих исправлений путём регулировки, пригонки или подбора.

Технологическая операция сборки представляет собой законченную часть технологического процесса, выполняемую непрерывно под одной сборочной единицей или под совокупностью одновременно собираемых единиц (узлов, деталей), одним или группой (бригадой) рабочих на одном рабочем месте.

Сборочная операция – это технологическая операция установки и образования соединений из составных частей заготовки или изделий.

Сборочная операция, как и при механической обработке, является важной единицей производственного планирования и учёта.

Переход сборочного процесса – это законченная часть операции сборки, выполняемая над определённым участком сборочного соединения (узла) неизменным методом выполнения работы при использовании одних и тех же инструментов и приспособлений.

Приёмом (элементом) сборочного процесса называется отдельное законченное действие рабочего в процессе сборки или подготовки к сборке изделия или узла.

Содержание операций и переходов технологического процесса сборки определяются конструкцией изделия, совершенством технологии механической обработки деталей, организационно-техническими условиями сборочного производства, размерами программного задания.

Одной из важных задач разработки технологического процесса сборки является выбор степени его дифференцирования.

Концентрированный сборочный процесс характерен для опытного, единичного и частично мелкосерийного производства. В этом случае все операции узловой и общей сборки выполняют на немногих или даже на одном рабочем месте (несколько сборщиков или один).

Недостатки концентрированной сборки:

а) значительная длительность сборки вследствие последовательного выполнения операций;

б) невозможность обособления отдельных работ, не требующих привлечения рабочих сборщиков высокой квалификации;

в) трудность механизации и автоматизации нерасчлененных сборочных работ.

Дифференциация технологических процессов сборки характерна для установочного мелкосерийного производства, для серийного и массового производства. Дифференциация процесса сборки даёт возможность расчленения его на операции, продолжительность выполнения которых ровна или кратна установленному такту сборки.

Она обеспечивает в ряде случаев однородные по квалификации и порядку работы в пределах операции и создаёт предпосылки для механизации и автоматизации ручных процессов и организации поэтапной и автоматической сборки.

Дифференциация процесса сборки в определённых пределах бывает выгодной. Степень дифференциации зависит от объёма производства, от конструкции изделия, его габаритов, числа деталей.

Однако, излишняя дифференциация сборочного процесса ведёт к снижению производительности труда сборщиков (рост вспомогательного времени, однообразность работы).

Поточную сборку выполняют при разделении технологического процесса (ТП) на небольшую и однообразную по технологическому содержанию операции, одновременно выполняемые на последовательно расположенных рабочих местах, образующих поэтапную сборочную линию. Если длительность операций на всех рабочих местах одинакова и соответствует заданной производительности, то работу на линии выполняют с непрерывной передачей объекта сборки с одного рабочего места на другое (непрерывны потоком). При поэтапной сборке содержание операций по их длительности согласуют с темпом работы. Под темпом понимают расчётные регламентируемый промежуток времени, через который с поточной линии движения выпускается единица продукции. При заданном режиме работы цеха темп t зависит от программы выпуска изделий N и определяется фондом времени F (годового, сменного) в часах на программу выпуска N изделий в штуках за тот же промежуток времени, т.е. t=ƒ(F, N).

1.4. Качество и точность сборки

Качество выпускаемых машин имеет большие народнохозяйственные значения. От него зависит экономическая эффективность использование новой техники в различных отраслях народного хозяйства.

Под качеством понимают совокупность свойств, обслуживающих её пригодность удовлетворять потребности в соответствии с её назначением. Качество машин характеризуется системой показателей, и регламентируются системой ГОСТов. К наиболее важным относятся эксплуатационные показатели: технологический уровень машины, её надежность, эргономическая и эстетическая характеристика.

Технологический уровень (мощность, КПД, производительность, грузоподъёмность, степень автоматизации и д.р.) определяет степень совершенства машины. Его оценивают в абсолютных и относительных показателях.

Надёжность является комплексным свойством, которое включает безотказность, долговечность, ремонтопригодность. Надёжность в большей степени зависит от технологии её изготовления.

Эргономические и эстетические показатели, также зависят от технологии изготовления.

Кроме эксплуатационных показателей, качество машин оценивают системой производственно-технических показателей, характеризующих технологичность её конструкции.

При сборке машин возникаю погрешности взаимного положения их элементов, некачественные сопряжения, деформация соединяемых деталей. Эти погрешности ухудшают функциональные характеристики машин. От качества сборки зависит надёжность выпускаемых машин по показателям безотказности и долговечности. Отказы и снижение долговечности вызываются некачественным выполнением соединений; регулировочных и пригоночных работ; ослаблением крепежа деталей; нарушением регулировки в процессе работы; некачественной очистке сопрягаемых деталей и другими причинами.

1.5. Организация сборочных работ

Изделия собирают на рабочих местах, сборочных участках и в отделениях сборочных цехах. На рабочих местах один или несколько рабочих выполняют работу на сборке одного или нескольких одинаковых изделий. Рабочее место может иметь один или несколько рабочих постов. Рабочее место оборудуют соответственно выполняемой работе. На нём должны быть созданы оптимальные физиологические условия работы (t°C, освещённость, вентиляция, влажность, устранение шума и вибрации).

Сборочный участок состоит из нескольких рабочих мест. На нём собирают более крупные части изделия, поэтому он лучше оснащён, чем обычные рабочие места. В отделениях сборочных цехов собирают изделия. Они представляют самостоятельные технологично-организационные подразделения с хорошо развитой структурой.

2. Проектирование технологического процесса сборки

2.1. Исходные данные для проектирования

технологического процесса (ТП) сборки

При проектировании технологического процесса сборки исходными данными служат:

1) сборочный чертёж изделия;

2) специализация входящих узлов, деталей;

3) технические требования на сборку и приёмку изделия

и узлов;

4) размер производственного задания и срок его выполнения;

5) условия выполнения сборочных работ;

6) каталоги и справочники по оборудованию, инструменту.

В результате изучения сборочных и рабочих чертежей, служебного назначения изделия, размерного анализа сборочных единиц намечают с учётом программы выпуска изделия основные этапы проектирования сборочного процесса.

Степень углублённости проектирования технологического процесса сборки зависит от масштаба выпуска изделий: в единичном и мелкосерийном процессах разрабатывают упрощённый вариант без детализации содержания операции. При массовом производстве изделий технологический процесс сборки разрабатывают детально с проектированием операционной технологии.

2.2. Анализ технологичности конструкции изделия

и технологический контроль сборочного чертежа

и технических условий

Разработка технологического процесса сборки производится с соблюдением основных правил, изложенных в ГОСТе и включает в себя комплекс взаимосвязанных работ, а именно:

1) определение серийности и организационной формы сборки;

2)технологический анализ сборочных чертежей.

Определение серийности и организационной формы сборки в зависимости от размеров программного задания и ориентировочной трудоёмкости, можно определить серийность и форму организации будущего производства. Ориентировочно трудоёмкость сборки машины можно определить методом сравнения с трудоёмкостью сборки аналогичных машин.

Технологический анализ сборочных чертежей предполагает, что сборочные чертежи должны содержать все сведений необходимых для сборки, в частности:

- все необходимые проекции и разрезы;

- номера и спецификации всех деталей и узлов;

- размеры, внедряемые при сборке;

- зазоры в соединениях, которые должны быть обеспечены при сборке;

- массу изделия;

- технические условия (ТУ) сборки отдельных узлов и всего изделия в целом.

На данном этапе анализируются конструкции сборочных единиц с точки зрения их технологичности.

Конструкцию любой машины определяют прежде всего её назначением и те технические характеристики, которым она должна соответствовать в эксплуатационных условиях. Однако, наряду с этим к конструкции машин предъявляют и производственные требования. В частности конструкция должна быть такой, чтобы эксплуатационные качества машины, зависящие от сборки, были достижимы при должном объёме производства путем применения наиболее экономичного технологического процесса сборки. Такую конструкцию называют технологичной в сборке. Понятие технологичности в обрабатывающих цехах относится к детали. Технологичность в сборке относится, прежде всего, к особенностям соединения деталей.

Правила отработки конструкций на технологичность определены комплексом государственных нормативно-технических документов (ЕСТПП и ЕСКД), направленных на решение задачи сокращения существенных затрат и времени во всех сферах производительной деятельности при обязательном сохранении требуемого качества изделий.

Под технологичностью конструкции в более широком понимании имеют в виду совокупность свойств конструкции изделия, проявленных в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества, эксплуатации и ремонта.

Основными показателями технологичности являются трудоёмкость изготовления и технологическая себестоимость изделия. Дополнительные показатели технологичности используются в ситуациях, когда недостаточно статических данных или не освоенные методы укрупнённого определения трудоёмкости и себестоимости.

Технологические требования не являются стабильными, так как их определяют условия производства, в которых эта машина должна создаваться. Прежде всего технологичность конструкции машины есть функция масштаба и серийности её выпуска. Чем больше масштаб производства имеем, тем более техничной она должна быть. Так, для единичного производства расчленяют машину на отдельные сборочные единицы, сокращение пригоночных работ повторных сборок, является важным, но не первоочередным требованием, то для крупно серийных и массового потока производства это становится главным условием технологичности конструкции машины.

Основными технологическим требованиями, предъявляемыми к конструкции машины при её сборке, является:

- ограниченность длины кинематических цепей;