ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Технология сборочных процессов
10.1. Значение сборки при изготовлении машин
Сборка является заключительным этапом изготовления машин и в значительной степени определяет ее эксплуатационные качества. Одни и те же детали, соединенные при разных условиях сборки, могут значительно изменять долговечность их службы.
Сборочные работы составляют значительную долю общей трудоемкости изготовления машины. В зависимости от типа производства трудоемкость сборки составляет от (20...30)% в массовом и до (30...40)% в единичном производстве. Основная часть слесарно-сборочных работ представляет собой ручные работы, требующие больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.
Вышеизложенное показывает, что при изготовлении машины сборке принадлежит ведущая роль. Технологические процессы изготовления деталей в большинстве случаев подчинены технологии сборки машины. Следовательно. сначала должна разрабатываться технология сборки машины, а затем - технология изготовления деталей.
10.2. Основные виды сборочных соединений
Сборка - это образование соединении составных частей изделия. Соединения могут быть разъемными или неразъемными. Различают следующие виды соединений:
Неподвижные разъемные;
Неподвижные неразъемные;
Подвижные разъемные;
Подвижные неразъемные.
Разъемные соединения допускают разборку без повреждения сопрягаемых и скрепляемых деталей. Неразъемные соединения - такие, разъединение которых связано с повреждением или разрушением деталей.
К неподвижным разъемным соединениям относят: резьбовые, шпоночные, некоторые шлицевые, конические, штифтовые, профильные, соединения с переходными посадками.
К неподвижным неразъемным соединениям относят соединения, которые получают посадкой с гарантированным натягом, развальцовкой, отбортовкои. сваркой, пайкой,клепкой,склеиванием.
К подвижным разъемным соединениям относят соединения с подвижной посадкой.
К подвижным неразъемным соединениям относят подшипники качения, втулочно-роликовые цепи, запорные краны.
10.3. Исходные данные для проектирования технологических процессов сборки
Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, содержащая действия по установке и образованию соединений составных частей изделия (ГОСТ 23887-79).
Исходными данными для технологического процесса сборки являются:
Описание изделия и его служебное назначение;
Сборочные чертежи изделия, чертежи сборочных единиц, спецификации деталей, входящих в изделие;
Рабочие чертежи деталей, входящих в изделие;
Объем выпуска изделий.
При проектировании технологического процесса для действующего предприятия необходимы дополнительные данные о сборочном производстве:
Возможность использования имеющихся средств технологического оснащения, целесообразность их приобретения или изготовления,
Местонахождение предприятия (для решения вопросов по специализации и кооперированию, снабжению);
Наличие и перспективы подготовки кадров;
Плановые сроки подготовки освоения и выпуска изделия. Кроме изложенных выше данных необходима руководящая и справочная информация: паспортные данные оборудования и его технологические возможности, нормативы времени и режимов, стандарты на оснастку и т.д.
10.4. Этапы и последовательность проектирования технологического процесса сборки
Технологический процесс сборки разрабатывают в следующей последовательности:
Установление серийности и целесообразности организационной формы сборки, определение ее такта и ритма;
Анализ сборочных чертежей на технологичность конструкции;
Выбор метода достижения точности сборки на основе анализа и расчета размерных цепей (полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, регулировка, пригонка);
Определение целесообразной степени дифференциации или концентрации сборочных операций;
Установление последовательности сборки, составление схемы общей сборки и сборки отдельных сборочных единиц;
Выбор способа сборки, контроля и испытаний;
Выбор технологического оборудования и оснастки, проектирование специальных средств технологического оснащения (при необходимости);
Нормирование сборочных работ;
Расчет экономических показателей сборки;
Разработка планировки оборудования и рабочих мест;
Оформление технологической документации.
10.5. Организационные формы сборки
В зависимости от условий, типа и организации производства сборка может иметь различные организационные формы (рис. 10.1).
По перемещению собираемого изделия сборка подразделяется на стационарную и подвижную, по организации производства- на непоточную и поточную.
Непоточная стационарная сборка отличается тем, что весь процесс сборки выполняется на одном рабочем месте, куда поступают все детали и сборочные единицы. Стационарная сборка может осуществляться без расчленения (принцип концентрации) и с расчленением (принцип дифференциации) сборочных операций.
В первом случае вся сборка изделия выполняется одной бригадой рабочих последовательно. Область применения стационарной неподвижной сборки без расчленения работ - единичное и мелкосерийное производство тяжелого машиностроения, экспериментальные и ремонтные цехи.
Во втором случае производится параллельно сборка каждой сборочной единицы и общая сборка разными бригадами. Непоточная стационарная сборка с расчленением сборочных работ применяется в серийном производстве средних и крупных машин и имеет ряд преимуществ перед сборкой без расчленения: сокращаются длительность цикла сборки, трудоемкость и снижается себестоимость. Однако применение сборки с расчленением возможно, только если конструкция изделия позволяет разделить его на сборочные единицы, которые могут быть собраны независимо друг от друга.
Непоточная подвижная сборка отличается тем, что рабочие, выполняющие операции сборки, находятся на своих рабочих местах, а собираемое изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Перемещение изделий может быть свободным или принудительным. Организация подвижной сборки возможна только на основе расчленения сборочных работ. Продолжительность выполнения каждой операции сборочного процесса неодинакова. Для компенсации разности времени выполнения операций создаются межоперационные заделы. Непоточная подвижная сборка применяется в среднесерийном производстве.
Поточная сборка отличается тем, что все сборочные операции выполняются за одинаковое время, равное или кратное такту. Обеспечение одинаковой продолжительности операции достигается их перестройкой, заключающейся в изменении числа переходов, их механизации, дублировании и т.п.
Поточная сборка по аналогии с непоточной может осуществляться со свободным или принудительным перемещением собираемого изделия. При свободном перемещении используются тележки, наклонные лотки, рольганги, при принудительном - конвейеры различных типов. Сборка с принудительным перемещением может производиться на конвейере с периодическим или непрерывным перемещением.
Поточная стационарная сборка отличается тем, что собираемые изделия остаются на рабочих местах, а рабочие по сигналу переходят от одних собираемых изделий к следующим через периоды времени, равные такту. При этом каждый рабочий (или каждая бригада) выполняет закрепленную за ним (бригадой) одну и ту же операцию. Поточная стационарная сборка применяется в серийном производстве машин, отличающихся недостаточной жесткостью базовых деталей, большими габаритами и массой, что неудобно для их транспортирования.
Поточная подвижная сборка осуществляется путем перемещения собираемого изделия от одного рабочего места к другому. При этом перемещение собираемого изделия может производиться на непрерывно движущемся конвейере или на конвейере с периодическим перемещением.
В первом случае сборка осуществляется в период остановки конвейера, во втором - на непрерывно движущемся конвейере, перемещающем собираемое изделие со скоростью, обеспечивающей возможность выполнения сборочных операций. Подвижная поточная сборка применяется в крупносерийном и массовом производстве.
10.6. Технологический анализ сборочных чертежей
На данном этапе анализируется конструкции сборочных единиц с точки зрения их технологичности. На основе анализа конструкции изделия вырабатываются предложения по его конструктивным изменениям, упрощающим сборку.
Требования к технологичности сборочных конструкций можно разделить на общие и специальные.
К общим относят следующие требования:
1. Следует предусматривать разделение изделия на самостоятельные сборочные единицы, допускающие независимую сборку, контроль и испытание. Это позволит производить параллельную сборку отдельных сборочных единиц и сократить производственный цикл сборки.
2. Сборочные единицы должны состоять из стандартных и унифицированных частей, что приводит к увеличению серийности и снижению трудоемкости их изготовления.
3. В конструкции сборочной единицы следует предусматривать возможность общей сборки без промежуточной разборки.
4. Предусматривать простоту замены быстроизнашиваемых частей.
5. Конструкция должна обеспечивать удобные сборочные работы с применением целесообразных средств технологического оснащения, средств механизации и автоматизации, исключать сложные сборочные приспособления. Базовая деталь должна иметь технологическую базу, обеспечивающую достаточную устойчивость собираемого изделия.
6. Минимальное число поверхностей и мест соединений составных частей.
7. Конструкция составных частей должна исключать дополнительную обработку и сокращать пригоночные работы.
8. Уменьшать количество деталей и составных частей и стремиться к их взаимозаменяемости.
9. Нормализация крепежных и других деталей для сокращения номенклатуры сборочных инструментов.
10. Возможность захвата сборочных единиц грузоподъемными устройствами для транспортировки и установки на собираемое изделие.
11. Для соблюдения принципа взаимозаменяемости избегать многозвенных размерных цепей, которые сужают допуски. Если сократить число звеньев невозможно, то в конструкции изделия предусмотреть компенсатор.
12. Для сокращения цикла сборки предусмотреть возможность одновременного и независимого друг от друга присоединения различных сборочных единиц к базовой детали изделия.
13. В тех случаях, когда по условиям сборки важно обеспечить определенное и единственно возможное относительное положение собираемых элементов в изделии, необходимо предусмотреть установочные метки, контрольные штифты или несимметричное размещение крепежных деталей для исключения субъективных ошибок при сборке или ремонте.
14. Предусмотреть возможность механизации и автоматизации сборочных работ.
В качестве примера специальных требований ниже приведена технологичность разъемных и неразъемных соединений.
1. При сборке соединений с гарантированным зазором и натягом вводить заходные фаски на наружной и внутренней поверхности и направляющие элементы (пояски) для устранения перекоса.
2. Для обеспечения сборки по двум поверхностям следует соединять их последовательно-параллельно. Поверхности сопряжения во избежание задиров выполнять ступенчатыми.
3. Центровку деталей большого размера (крышки и фланцы) по цилиндрическим пояскам заменять центровкой по двум контрольным штифтам.
4. Сборку резьбовых соединений облегчать заходными фасками или направляющими элементами на резьбовых поверхностях.
5. Предусматривать достаточное расстояние от оси резьбового элемента до стенки для возможности применения торцевых ключей, обеспечивающих большую производительность.
6. Расстояние между резьбовыми элементами должны быть достаточно "большими для использования многошпиндельных завертывающих устройств.
7. Гайки, расположенные на внутренних поверхностях деталей, шплинтовать
8. Для стопорения гаек и винтов предусматривать у них конические опорные поверхности. Отпадает необходимость шплинтовки и пружинных шайб. Требования к технологичности других соединений приведены в литературе .
Особенности технологичности конструкций сборочных единиц в условиях автоматической сборки
При автоматической сборке к технологичности конструкций предъявляются следующие требования:
1. Детали изделия должны иметь простые симметричные формы (упрощается ориентация). Если детали не симметричны, то асимметрия должна быть четко выражена
2. Конструкция деталей должна предотвращать их взаимное сцепление при выдаче из бункера.
3. Использовать в максимальной степени унифицированные стандартные детали для большого применения однотипных сборочных устройств.
4. Заменять разъемные соединения неразъемными (для неремонтируемых частей изделия), применяя методы сборки, основанные на пластическом деформировании (развальцовка, клепка и т.д.).
5. Сборка должна осуществляться при простых (преимущественно прямолинейных) движениях исполнительных устройств без поворота изделия.
6 .Для повышения надежности работы сборочных автоматов в ряде случаев целесообразно назначать более жесткие допуски на детали изделия.
10.7. Выбор метода достижения точности сборки
При соединении деталей машин при сборке необходимо обеспечить их взаимное расположение в пределах заданной точности. Вопросы, связанные с достижением требуемой точности сборки решаются с использованием анализа размерных цепей собираемого изделия. Достижение заданной точности сборки заключается в обеспечении размера замыкающего звена размерной цепи, не выходящего за пределы допуска.
В зависимости от типа производства различают пять методов достижения точности замыкающего звена при сборке.
1. Полной взаимозаменяемости.
2. Неполной взаимозаменяемости.
3. Групповой взаимозаменяемости.
4. Регулирования.
5. Пригонки.
Характеристики данных методов приведены в таблице 10.1 .
Метод полной взаимозаменяемости экономично применять в крупносерийном и массовом производстве. Основан метод на расчете размерных цепей на максимум - минимум. Метод прост и обеспечивает 100 %-ую взаимозаменяемость Недостаток метода - уменьшение допусков на составляющие звенья, что приводит к увеличению себестоимости изготовления и трудоемкости.
Метод неполной взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, составляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. В основе метода лежит положение теории вероятности, согласно которому крайние значения погрешностей, составляющих звеньев размерной цепи встречаются значительно реже, чем средние значения.Такая сборка целесообразна в серийном и массовом производствах при многозвенных цепях.
Таблица 10.1. Методы достижения точности замыкающего звена,
применяемые при сборке (ГОСТ 23887-79, ГОСТ 16319-80,
ГОСТ 14320-81)
|
Метод |
Сущность метода |
Область применения |
|
|
Полной взаимозаменяемости |
Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у всех объектов путем включения в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений |
Использование экономично в условиях достижения высокой точности при малом числе звеньев размерной цепи и при достаточно большом числе изделии, подлежащих сборке |
|
|
Неполной взаимозаменяемости |
Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у заранее обусловленной части объектов путем включения в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений |
Использование целесообразно для достижения точности в многозвенных размерных цепях, допуски на составляющие звенья при этом больше, чем в предыдущем методе, что повышает экономичность получения сборочных единиц, у части изделий погрешность замыкающего звена может быть за пределами допуска на сборку, т.е. возможен определенный риск несобираемости |
|
|
Групповой взаимозаменяемости |
Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается путем включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих одной из групп, на которые они предварительно рассортированы |
Применятся для достижения наиболее высокой точности замыкающих звеньев малозвенных размерных цепей; требует четкой организации сортировки деталей на размерные группы, их маркировки, хранения и транспортирования в специальной таре |
|
|
Пригонки |
Метод, при котором точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена путем удаления с компенсатора определенного слоя материала |
Используется при сборке изделий с большим числом звеньев, детали могут быть изготовлены с экономичными допусками, но требуются дополнительные затраты на пригонку компенсатора, экономичность в значительной мере зависит от правильного выбора компенсирующего звена, которое не должно принадлежать нескольким связанным размерным цепям |
|
|
Регулирования |
Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера или положения компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора. |
Аналогичен методу пригонки, но имеет большее преимущество в том, что при сборке не требуется выполнять дополнительные работы со снятием слоя материала, обеспечивает высокую точность и дает возможность периодически ее восстанавливать при эксплуатации машины. |
|
|
Сборка с компенсирующими материалами |
Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается применением компенсирующего материала, вводимого в зазор между сопрягаемыми поверхностями деталей после их установки в требуемом положении |
Использование наиболее целесообразно для соединений и узлов, базирующихся по плоскостям (привалочные поверхности станин, рам, корпусов, подшипников, траверс и т. п..); в ремонтной практике для восстановления работоспособности сборочных единиц, для изготовления оснастки |
|
Метод групповой взаимозаменяемости применяют при сборке соединений высокой точности, когда точность сборки практически недостижима методом полной взаимозаменяемости (например, шарикоподшипники). В этом случае детали изготовляют по расширенным допускам и сортируют в зависимости от размеров на группы так, чтобы при соединении деталей, входящих в группу, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замыкающего звена.
Недостатками данной сборки являются: дополнительные затраты на сортировку деталей по группам и на организацию хранения и учета деталей; усложнение работы планово-диспетчерской службы.
Сборка методом групповой взаимозаменяемости применяется в массовом и крупносерийном производствах при сборке соединении, обеспечение точности которых другими методами потребует больших затрат.
Сборка методом пригонки трудоемка и применяется в единичном и мелкосерийном производствах
Метод регулировки имеет преимущество перед методом пригонки, т.к. не требует дополнительных затрат и применяется в мелко- и среднесерийном производствах.
Разновидностью метода компенсации погрешностей является способ сборки плоскостных соединений с применением компенсирующего материала, (например, пластмассовой прослойки).
10.8. Последовательность и содержание сборочных операций. Схемы сборки
Для разработки последовательности сборочных операций необходимо провести расчленение собираемого изделия на составные части. При этом учитывают следующие требования.
1. Сборочную единицу не следует расчленять в процессе сборки, транспортировки и монтажа.
2. Сборочным операциям предшествуют подготовительные и пригоночные работы, которые выделяют в самостоятельные операции.
3. Габаритные размеры сборочных единиц устанавливают с учетом наличия подъемно-транспортных средств.
4. Сборочная единица должна состоять из небольшого числа деталей и сопряжении для упрощения организации сборочных работ.
5. Сокращать число деталей, подаваемых непосредственно на сборку, за исключением базовой детали и крепежа.
6. Изделие следует расчленять так, чтобы его конструкция позволяла осуществлять сборку с наибольшим числом сборочных единиц. Последовательность сборки зависит от:
Конструкции изделия;
Компоновки деталей;
Метода достижения требуемой точности,
Функциональной взаимосвязи элементов изделия;
Конструкции базовых элементов;
Условия монтажа силовых и кинематических передач;
Наличия легко повреждаемых элементов;
Размеров и массы присоединяемых элементов. Последовательность сборки (сборочных операций) разрабатывают, соблюдая следующие требования.
1. Предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих.
2. Для поточной сборки разбивка процесса на операции должна осуществляться с учетом такта сборки.
3. После операций, содержащих регулирование или пригонку, необходимо предусмотреть контрольные операции.
4. Если изделие имеет несколько размерных цепей, то сборку начинают с наиболее сложной и ответственной цепи.
5. В каждой размерной цепи сборку необходимо завершать установкой тех элементов соединения, которые образуют ее замыкающее звено.
6. При наличии нескольких размерных цепей с общими звеньями сборку начинать с элементов той цепи, которая в наибольшей степени влияет на точность изделия
Для определения последовательности сборки изделия и его составляющих частей разрабатывают технологические схемы сборки (рис. 10,2).
Эти схемы, являясь первым этапом разработки технологического процесса, в наглядной форме отражают маршрут сборки изделия и его составных частей. Технологические схемы сборки составляют на основе сборочных чертежей изделия.
На технологических схемах каждая деталь или сборочная единица обозначается прямоугольником, разделенным на 3 части (рис. 10.2, в). В верхней части прямоугольника указывают наименование детали или сборочной единицы, в левой нижней части - номер, присвоенный детали или сборочной единице на сборочных чертежах изделия, в правой нижней части - число собираемых элементов. Сборочные единицы обозначают буквами «Сб» (сборка). Базовыми называются детали или сборочные единицы, с которых начинается сборка. Каждой сборочной единице присваивается номер ее базовой детали. Например, «Сб.7» -сборочная единица с базовой деталью N 7. Порядок сборочной единицы указывают цифрой перед буквенным обозначением «Сб». Например, индекс «1С6.10» означает сборочную единицу 1-го порядка с базовой деталью N 10.
Технологическую схему сборки строят в следующей последовательности.
В левой части схемы (рис. 10.2, а) указывают базовую деталь или базовую сборочную единицу. В правой части схемы указывают собираемое изделие в сборе. Эти два прямоугольника соединяют горизонтальной линией. Выше этой линии прямоугольниками обозначают все детали, входящие непосредственно в изделие, в порядке последовательности сборки. Ниже этой линии прямоугольниками обозначают сборочные единицы первого порядка (непосредственно входящие в изделие), в порядке последовательности сборки.
Схемы сборки единиц первого порядка могут строиться как отдельно (по приведенному выше правилу - рис. 10.2, б), так и непосредственно на общей схеме, развивая ее в нижней части схемы (под линией).
Технологические схемы сборки сопровождаются подписями, если они не очевидны из самой схемы, например, «Запрессовать», «Сварить», «Проверить
на биение» и т.д.
Технологические схемы сборки одного и того же изделия многовариантны.
Оптимальный вариант выбирают из условия обеспечения заданного качества сборки экономичности и производительности процесса при заданном масштабе выпуска изделий. Составление технологических схем целесообразно при проектировании сборочных процессов для любого типа производства. Технологические схемы упрощают разработку сборочных процессов и облегчают оценку изделия на технологичность.
После разработки схем сборки устанавливают состав необходимых работ и определяют содержание технологических операций. В состав технологического процесса сборки в качестве технологических операций вносят разнообразные сборочные работы. Виды сборочных работ приведены в таблице 10.2.
Технологические процессы сборки типовых сборочных единиц, сборки неподвижных разъемных соединений (резьбовых, шпоночных, шлицевых и т.п.), сборки неразъемных соединений (пластическим деформированием, сваркой, пайкой, склеиванием), сборки различных передач машин и механизмов (зубчатые, цепные и др.) описаны в работе .
10.9. Технология балансировки
Вращающиеся детали и сборочные единицы в машинах должны быть отба-лансированы Несбалансированность сопровождается вибрациями и дополнительными нагрузками на опоры. Основные понятия технологии балансировки
предусматриваются ГОСТ 19534-74.
Дисбалансом называют векторную величину, равную произведению неуравновешенной массы на ее расстояние (эксцентриситет) до оси ротора. Ротором называют любую деталь или сборочную единицу, которая при вращении удерживается своими несущими поверхностями в опорах. Единицей дисбаланса являются грамм-миллиметр (г х мм) и градус, служащие для измерения собственно значения дисбаланса и градуса дисбаланса.
Все дисбалансы ротора приводятся к двум векторам - главному вектору и главному моменту дисбалаисов. Главный вектор дисбалансов равен произведению массы неуравновешенного ротора на эксцентриситет. Главный момент дисбалансов равен геометрической сумме моментов всех дисбалансов ротора относительно его центра масс. Отношение модуля главного вектора дисбалансов к массе ротора называют удельным дисбалансом.
Технология балансировки состоит из определения значений и углов дисбалансов ротора и уменьшения их корректировкой массы ротора. Корректировку массы ротора можно провести путем добавления, уменьшения или перемещения корректирующей массы, создающий дисбаланс такого же значения,что и у
неуравновешенного ротора, но с углом дисбаланса 180 градусов относительно дисбаланса ротора.
Различают балансировку статическую и динамическую. При статической балансировке определяют и уменьшают главный вектор дисбалансов, т.е. центр масс ротора приводится на ось вращения размещением соответствующей корректирующей массы. При динамической балансировке определяют и уменьшают главный момент и главный вектор путем размещения корректирующих масс в двух плоскостях коррекции.
Балансировочные операции могут выполняться на всех стадиях производственного процесса: в начале обработки заготовки, после завершения механо-обработки, в процессе сборки.
Таблица 10.2. Виды сборочных работ
|
Работы |
Краткая характеристика |
Удельный вес, %, в обшей трудоемкости сборки при производстве |
|
|
серийном |
массовом |
||
|
Подготовительные |
Приведение деталей и покупных изделии в состояние, необходимое в связи с условиями сборки: расконсервация, мойка, сортировка на размерные группы, укладка в тару и др. |
8- 10 |
|
|
Пригоночные |
Обеспечение сборки соединений и технических требований к ним: опи-ливание и зачистка, притирка, полирование, шабрение, сверление, развертывание, правка, гибка |
20-25 |
|
|
Собственно-сборочные |
Соединение двух или большего числа деталей с целью получения сборочных единиц и изделий основного производства: свинчивание, запрессовывание, сварка, склеивание и др. |
44-47 |
70-75 |
|
Регулировочные |
Достижение требуемой точности взаимного расположения деталей в сборочных единицах и изделиях, балансировка |
||
|
Контрольные |
Проверка соответствия сборочных единиц и изделий параметрам, установленным чертежом и техническими условиями на сборку |
10-12 |
8- 10 |
|
Демонтажные |
Частичная разборка собираемых изделий с целью подготовки их к упаковке и транспортировке к потребителю |
||
10. 9 .1 . Способы и средства статической балансировки
Ц ентр тяжести статически неуравновешенного ротора не совпадает с его осью.
Под действием силы тяжести создается момент относительно оси или точки подвеса ротора, который стремится повернуть ротор так, чтобы центр тяжести его переместился в нижнее положение.На этом принципе основано действие различных средств для выявления и определения статической неуравновешенности:
роликовые или дисковые опоры (рис. 10.3,а);
горизонтальные параллельные призмы (рис. 10.3,б).
При этих способах точность определения дисбаланса зависит от массы ротора и от трения между оправкой ротора и опорой. Для снижения трения и повышения точности используют наложение на опоры вибраций или подачу воздуха под шейки оправки.
Другой принцип, на котором основано действие устройств для выявления статической неуравновешенности, заключается в изменении положения центра масс ротора в горизонтальной плоскости при принудительном повороте ротора. Для этого применяют балансировочные весы.
Для тяжелых роторов с большим диаметром и не имеющим собственных опор применяют следующий способ. Ось ротора располагается вертикально, а под действием момента от главного вектора дисбалансов происходит поворот или качание ротора на пяте, шарике, острие, подвесе или платформе-поплавке.
Кроме данных способов применяется статическая балансировка в динамическом режиме. Способ заключается в принудительном вращении ротора с регистрацией давления или колебаний на специальных балансировочных станках. Статическую балансировку применяют для относительно коротких деталей типа шкивов и маховиков.
Для длинных деталей, у которых 1/ d >3 и скорость вращения V >6 м/с например, шпиндели станков, коленчатые валы необходима динамическая балансировка.
10.9.2. Способы и средства динамической балансировки
При динамической балансировке деталь или сборочная единица приводится в принудительное вращение на специальном балансировочном станке (рис.10.4.). При вращении неуравновешенных масс, находящихся на расстоянии от оси, возникают центробежные силы. Эти силы вызывают давление или вибрации в опорах ротора станка и через преобразователи фиксируются соответствующей измерительной системой.
10.9.3. Способы устранения дисбаланса ротора
Для уменьшения дисбалансов ротора используются корректирующие массы, которые удаляются из тела ротора, добавляются к нему или перемещаются по ротору. Удаление материала может производиться опиливнием, отламыванием специальных приливов, точением, фрезерованием, шлифованием, сверлением и др. Добавление материала может производиться приваркой, клепкой, пайкой, привертыванием, наклеиванием и др.
Перемещение корректирующих масс по ротору применяется в тех случаях, когда в процессе эксплуатации сборочных единиц наблюдается непрерывное изменение дисбаланса (например, шлифовального круга из-за его износа). Для этого применяют специальные конструктивные элементы (втулки, секторы, сухари, шары, винты), перемещаемые в нужное место ротора.
10.9.4. Точность балансировки
Точность балансировки характеризуется произведением удельного дисбаланса на наибольшую частоту вращения ротора в эксплуатационных условиях Согласно ГОСТ 22061-76 предусматривается 13 классов точности (от 0 до 12) балансировки. При назначении класса точности балансировки сборочных единиц можно пользоваться табл. 10.3 .
Таблица 10.3. Классы точности балансировки сборочных единиц, относящихся к жестким роторам
|
Класс точности балансировки |
Типы жестких роторов |
|
Шпиндели прецизионных шлифовальных станков, гироскопы |
|
|
Приводы шлифовальных станков |
|
|
Турбокомпрессоры, турбонасосы, приводы металлорежущих станков, роторы электродвигателей с повышенными требованиями к плавности хода |
|
|
Роторы общих электродвигателей, крыльчатки центробежных насосов, маховики, вентиляторы, барабаны центрифуг |
|
|
Роторы сельскохозяйственных машин, карданные валы, коленчатые валы двигателей с повышенными требованиями к плавности хода |
|
|
Колеса легковых автомобилей, бандажи, колесные пары |
|
|
Коленчатый вал с маховиком, муфтой сцепления, шкивом высокооборотного шестицилиндрового дизельного двигателя |
|
|
То же для четырехцилиндрового дизельного двигателя |
|
|
То же для четырехтактного двигателя большой мощности |
|
|
То же для двухтактного двигателя большой мощности |
|
|
То же для низкооборотного судового дизеля с нечетным числом цилиндров |
Рис.10.3. Устройства для статической балансировки: а- на вращающихся дисках; б- на параллелях
Рис 10.4. Схемы динамических балансировочвых станков.
10.10. Выбор сборочного оборудования,
оснастки и подъемно- транспортных средств
При серийном производстве оборудование и оснастку применяют универсального, переналаживаемого типа. Их размеры принимают по наиболее крупному прикрепленному к данному рабочему месту изделию.
В массовом производстве преимущественно применяют специальные оборудование и оснастку. Тип, размеры и грузоподъемность подъемно-транспортных средств определяют по установленным организационным формам сборки, размерам изделий и их массе.
10.10.1. Сборочное оборудование
Оборудование, используемое при сборке, делится на две группы: технологическое и вспомогательное. Технологическое оборудование предназначено для выполнения работ по осуществлению различных сопряжений деталей, их регулировке и контролю. Вспомогательное оборудование предназначено для механизации вспомогательных работ.
Технологическое оборудование
При сборке неподвижных разъемных соединений применяют одно- и многошпиндельные стационарные установки для навинчивания гаек и их затяжки. При сборке неподвижных неразъемных соединений с нагревом охватывающей детали применяют электропечи для нагрева мелких деталей в масляной ванне или индукционные печи. При сборке этих соединений с охлаждением охватываемой детали применяют специальное оборудование для охлаждения деталей сжиженным газом или твердой углекислотой.
При сборке неподвижных неразъемных соединений механически применяют различные прессы. Прессовое оборудование выбирают, исходя из расчетного усилия запрессовки с коэффициентом запаса 1.5…2 и габаритов собираемой сборочной единицы. Различают: винтовые ручные прессы, реечные верстачные прессы, пневматические прессы, гидравлические прессы, пневмогидравлические прессы, электромагнитные прессы и др. Характеристика различных прессов приведена в работе 13 .
Вспомогательное оборудование
Вспомогательное оборудование включает в себя транспортное, подъемное, установочное и др.
Транспортное оборудование применяют в основном для подвижной сборки.
К транспортному оборудованию относят:
Роликовые конвейеры (рольганги);
Сборочные тележки;
Ленточные конвейеры;
Приводные тележечные конвейеры;
Карусельные конвейеры;
Цепные напольные конвейеры;
Рамные (шагающие) конвейеры;
Подвижные конвейеры.
Классификация конвейеров для сборки приведена на рис. 10.5 .
Характеристика транспортного оборудования приведена в работе . Подъемное оборудование применяется для подъема и перемещения деталей и сборочных единиц при сборке. Наибольшее применение получили электрические тали, консольные подъемные краны, кран-балки, а для тяжелых изделий - передвижные краны, установленные на подкрановые пути.
Классификация подъемно-транспортных средств приведена на рис. 10.6 .
10.10.2. Сборочный и слесарный инструмент
При сборке применяют как ручной, так и механизированный инструмент с электрическим, пневматическим и гидравлическим приводами.
Сверлильные машины используют для сверления отверстий. Они имеют электрический или пневматический привод.
Шлифовальные машины используют для зачистки сварных швов, отливок, снятия заусенцев, шлифования и полирования. Их изготавливают с электро- и пневмоприводом. Для работы в труднодоступных местах применяют машины с гибким валом.
Ножницы применяют для прямолинейной и фасонной резки листовой стали и сплавов. Различают ножевые, вырубные, дисковые и рычажные ножницы.
Пневматические рубильные молотки используют для рубки и чеканки металла, доводки отливок, клепки заклепок и др.
Резьбонарезные пневматические машины предназначены для нарезания резьбы.
Для механизации сборки резьбовых соединений применяют ручные одношпиндельные резьбозавертывающие машины: гайко-, шпилько- и винтоверты. По принципу работы их подразделяют на машины вращательного действия,
часто ударные и редко ударные. Из нормализованных резьбозавертывающих силовых головок компонуют многошпиндельные гайковерты.
Для удержания механизированного инструмента при пользовании им применяют свободные или жесткие подвески Свободная подвеска более удобна в эксплуатации, однако, она не ограждает рабочего от реактивных моментов, и ее применяют для инструментов небольшой мощности.
Для механизации сборки клепаных соединений применяют клепальные молотки, ручные пневматические прессы, гидравлические и пневмогидравлические установки.
10.10.3. Сборочные приспособления
Сборочные приспособления служат для механизации ручной сборки, обеспечивают быструю установку и закрепление сопрягаемых элементов изделия. По степени специализации их подразделяют на универсальные и специальные.
Универсальные приспособления применяют в единичном и мелкосерийном производствах. К ним относят: плиты, сборочные балки, призмы и угольники. струбцины, домкраты, различные вспомогательные детали и устройства.
Специальные приспособления применяют в крупносерийном и массовом производствах для выполнения сборочных операций. Эти приспособления делят на два типа. К первому типу относят приспособления для неподвижной установки и закрепления базовых деталей и сборочных единиц собираемого изделия. Такие приспособления облегчают сборку и повышают производительность труда, т.к. рабочие освобождаются от необходимости удерживать объект сборки руками. Для удобства их часто выполняют поворотными. Данные приспособления могут быть одно- и многоместными, стационарными или передвижными.
Ко второму типу специальных сборочных приспособлений относят приспособления для точной и быстрой установки соединяемых частей изделия без выверки. Эти приспособления применяют для сварки, пайки, клепки, склеивания, развальцовки, посадки с натягом, резьбовых и других сборочных соединений. Приспособления этого типа могут быть одно- и многоместными, стационарными и подвижными.
При больших размерах изделий для изменения их положения в процессе сборки применяют поворотные устройства.
10.11. Нормирование сборочных операций
Структура нормы времени на сборочные операции аналогична структуре нормы на станочные работы. При сборке изделий партиями определяется штучно-калькуляционное время. При поточной сборке в состав штучного времени включается время на транспортирование собираемого изделия, если оно не перекрывается другими элементами штучного времени.
В условиях поточного производства длительность каждой операции по аналогии со станочными работами должна быть равна или кратна такту сборки машины. Обеспечение этого условия достигается различными способами:
Изменением содержания операций путем их совмещения или расчленения;
Применением более производительных средств оснащения и др.
Нормирование сборочных работ ведется по нормативам времени на слесарно-сборочные работы. Основное отличие нормирования сборочных операций от нормирования операций механической обработки заключается в значительно меньшем объеме машинного времени в структуре нормы времени и в отсутствии четкого разделения основного и вспомогательного времени на переходе. Это затрудняет внедрение техническим обоснованных норм, что делает норму зависимой от субъективных оценок нормировщиков. Для совершенствования нормирования сборочных работ необходима типизация нормирования времени.
На основе норм штучного или штучно-калькуляционного времени определяются трудоемкость сборки всего изделия и количество рабочих мест, необходимых для сборки.
10.12. Технико-экономическая оценка и основные показатели технологического процесса сборки
Критерии для оценки вариантов спроектированных технологических процессов сборки делят на абсолютные и относительные.
Абсолютные критерии:
Трудоемкость технологического процесса сборки, как сумма штучного времени по всем операциям сборки;
Технологическая себестоимость выполнения сборки;
Длительность цикла сборки партии изделий при непоточной сборке. При поточной сборке - длительность цикла сборки той же партии изделий с определением ритма и темпа выпуска;
Число единиц сборочного оборудования;
Число сборщиков,
Средний разряд сборщиков;
Энерговооруженность сборщиков.
Относительные критерии:
Коэффициент трудоемкости сборочного процесса, равный отношению трудоемкости сборки изделия к трудоемкости обработки деталей изделия;
Коэффициент себестоимости сборки равный отношению себестоимости сборки к себестоимости изделия в целом;
Коэффициент загрузки рабочих мест и поточной линии. Определяются по аналогии со станочными работами;
Коэффициент расчлененности сборочного процесса равный отношению суммарной трудоемкости узловой сборки к общей трудоемкости сборки изделия;
Коэффициент совершенства сборочного процесса изделия равный отношению разности трудоемкости сборки изделия и трудоемкости пригоночных работ к трудоемкости сборки изделия
Уровень автоматизации сборки равный отношению длительности сборки изделия на автоматизированных операциях к длительности сборки на всех операциях;
Коэффициент оснащенности технологического процесса сборки равный отношению числа сборочных приспособлений, применяемых на всех операциях, к числу операций сборки данного изделия.
10.13. Документация технологического процесса сборки
При проектировании сборочных технологических процессов, также как в процессе изготовления деталей, применяется единая система технологической документации. По единой системе технологической документации предусмотрены ее следующие виды:
Маршрутная карта;
Операционная карта;
Карта эскизов;
Технологическая инструкция;
Ведомость оснастки;
Ведомость технологических документов.
Дополнительно для сборочных технологических процессов вводится комплектовочная карта. Комплектовочная карта- технологический документ, содержащий данные о деталях, входящих в собираемое изделие.
Технологическая документация сборки кроме указанных выше документов содержит также сборочные чертежи с техническими условиями приемки и технологические схемы сборки.
10.14. Испытание собранных изделий
Испытание собранных изделий является заключительной операцией их изготовления. Различают контрольные и специальные испытания. Контрольные испытания проводят с целью контроля качества продукции. Одним из видов контрольных испытаний являются приемосдаточные испытания. Приемосдаточные испытания проводятся изготовителем для принятия решения о пригодности собранного изделия к поставке или использованию.
Все виды контрольных испытаний изделия делятся на три группы:
Проверка в статическом состоянии,
Проверка на холостом ходу;
Проверка под нагрузкой.
В статическом состоянии проверяются:
Геометрическая точность изделия;
Жесткость изделия (для металлорежущих станков);
Плавность перемещения подвижных частей в ручном режиме и др.
На холостом ходу проверяются:
Правильность работы механизмов и систем изделия;
Мощность холостого хода;
Надежность блокировки;
Уровень шума;
Уровень вибраций;
Температура нагрева подшипников.
Под нагрузкой проверяют:
Безотказность работы механизмов и систем изделия при его максимальном нагружении;
К.п.д. при максимально допустимой нагрузке;
Качество работы машины в производственных условиях;
Эксплуатационные характеристики и др.
Машины специального назначения и опытные образцы подвергают испытанию на производительность. Машины, предназначенные для производства, сортировки и контроля продукции, испытывают на точность. Для машин распространенных типов (например: металлорежущие станки) порядок проведения испытаний регламентирован государственными стандартами.
Специальные или исследовательские испытания проводят по специальной программе в тех случаях, когда необходимо изучить пригодность конструктивных изменений, новых марок материалов и исследование каких-то определенных процессов в работе машины.
Основные виды столярных соединений. Столярные изделия состоят из отдельных деталей. Деталью называют простейшую составную часть столярного изделия. Размеры и формы детали задаются чертежом изделия. Детали могут быть цельными и составными.
Цельные детали изготовляют из массивной древесины, а составные склеивают из листов шпона, некондиционных обрезков столярных заготовок или вырезают из фанеры, столярной, древесноволокнистой или древесностружечной плиты.
Детали собирают в сборочные единицы. Основными сборочными единицами являются щиты, рамки и коробки.
Сборочные единицы собираются в группы, а группы - в изделия. Группой является оконная створка с форточкой, тумба письменного стола.
При сборке столярных изделий применяют неподвижные и подвижные, разъемные и неразъемные соединения.
Неподвижные и неразъемные соединения осуществляются с помощью столярных вязок на клею, а также путем соединения гвоздями, металлическими шпильками или скрепками и деревянными нагелями.
Подвижные и разъемные соединения крепят шурупами, болтами, специальными металлическими или пластмассовыми креплениями.
Имеются следующие типы столярных соединений (ГОСТ 9330-76):
- шиповое соединение брусков под углом;
- шиповое соединение щитов под углом;
- сращивание брусков или соединение брусков торцами по длине;
- сплачивание щитов или соединение делянок продольными
кромками.
При сборке соединяемые бруски и щиты должны иметь правильную геометрическую форму, точные в пределах допуска габаритные размеры, быть гладко выстроганы.
Соединения брусков под углом могут быть концевыми или серединными. Элементами соединения брусков под углом являются шип, гнездо, проушина, шкант и т.д. Шипом называется концевая часть бруска, обработанная на станке, которая входит в соответствующее отверстие (гнездо или проушину) другого бруска, сопрягаемого с первым. У шипа (рис. 4.7) различают боковые грани 2, заплечики 3 и вершину 1.
Концевые шиповые соединения брусков под углом имеют следующие виды: на шип открытый несквозной (см. рис. 4.7, а) и сквозной (см. рис. 4.7, 6 ), который может быть одинарным, двойным или тройным; на шип с полупотемком (часть шипа снимается не на полную длину) несквозной (см. рис. 4.7, в) и сквозной (см. рис. 4.7, г); на шип с потемком (укороченный) несквозной (см. рис. 4.7, д) и сквозной (см. рис. 4.7, е); на круглый вставной шип - шкант (см. рис. 4.7, ж) на «ус» со вставным шипом несквозным (см. рис. 4.7, з) или сквозным (см. рис. 4.7, и).
Серединные шиповые соединения брусков под углом могут выполняться на прямой шип несквозной и сквозной, в паз и гребень, в «ласточкин хвост» и на круглый вставной шип (шкант).
Угловое ящичное соединение может быть концевое, когда конец одного щита соединяют с концом другого, и серединное, когда конец одного щита соединяют с серединой другого.
Концевое ящичное соединение под углом может быть осуществлено на прямой открытый шип, на круглый вставной шип.
Рис. 4.7.
А - шип: 7 - вершина шипа; 2 - боковая грань; 3 - заплечик; Б - гнездо; В - проушина; а - открытый несквозной шип; б - открытый сквозной шип; в - с полу-потемком несквозной шип; г - с полупотемком сквозной шип; б - с потемком несквозной шип; е - с потемком сквозной шип; ж - круглый вставной шип (шкант); з - на «ус» со вставным несквозным шипом; и - на «ус» со вставным сквозным шипом
Серединное ящичное соединение под углом может быть в паз и гребень, на шип «ласточкин хвост», на круглый вставной шип (шкант).
Соединение брусков торцами по длине может быть выполнено тремя способами: соединением на зубчатый шип (рис. 4.8, а), на «ус» (рис. 4.8, б) и впритык (рис. 4.8, в). Зубчатое соединение выполняют по ширине детали и толщине.
Рис. 4.8. Соединение брусков по длине: а - на зубчатый шип; 6 - на «ус»; в - впритык
Соединение делянок продольными кромками (сплачивание щитов) может производиться на гладкую фугу, в паз и гребень, на рейку и в четверть.
Общая сборка сборочных единиц в изделия. Перед сборкой сборочные единицы и детали комплектуют. Сборка может быть последовательно-расчлененной и параллельно-расчлененной.
Последовательно-расчлененная сборка представляет собой порядок работы, когда все изделие собирают из деталей последовательно, начиная от каркаса. При этом никакие промежуточные сборочные единицы не собирают.
Параллельно-расчлененная сборка характерна тем, что вначале детали собирают в отдельные сборочные единицы, а затем уже из них собирают все изделие.
Технологический процесс сборки изделия разделяется на следующие операции: сборка каркаса или корпуса изделия; постановка и закрепление неподвижных сборочных единиц или деталей, усиливающих основную конструкцию; установка подвижных частей изделия, закрепляемых в направляющих или на шарнирах; крепление второстепенных деталей (раскладок, штапиков).
Каркас или корпус изделия собирают из основных сборочных единиц и деталей, несущих главную нагрузку. Общую сборку производят с помощью шиповых соединений, клея, болтов, винтов, металлических скреп и различного рода стяжек.
Общая сборка, как и сборка сборочных единиц, требует обжима собираемого изделия и фиксации собираемых частей в определенном положении в момент соединения. Для этой цели применяют сборочные станки (ваймы, стапеля) и различные приспособления.
Возможны случаи, когда общая сборка изделий не производится на предприятии. При соблюдении всех технических и технологических требований производства некоторые изделия, например корпусную мебель разборной конструкции, можно выпускать комплектами отдельных сборочных единиц и деталей и собирать в магазине или у потребителя. На предприятии производят контрольную сборку части комплектов из каждой партии изделий.
Организация общей сборки. Различают стапельную и конвейерную сборку изделий. При стапельной сборке изделия собирают от начала до конца на одном рабочем месте на сборочном станке или приспособлении, при конвейерной сборке - на ряде рабочих мест, расположенных последовательно одно за другим.
За каждым рабочим местом закрепляется определенная сборочная операция. Для перемещения собираемого изделия при конвейерной сборке применяют специальные конвейеры, которые могут быть распределительными и рабочими.
Распределительный конвейер предназначен для транспортирования собираемых элементов изделия. Рабочие места и сборочные станки располагаются последовательно вдоль конвейера с одной или двух сторон.
Рабочий конвейер - это такой вид поточного производства, при котором сборка изделий производится на самом транспортном устройстве без съема с него изделий.
Сборка на рабочем конвейере является более совершенным процессом по сравнению со сборкой на распределительном конвейере. Работа на рабочем конвейере протекает по единому ритму, т.е. каждая отдельная операция выполняется за одно и то же время.
Рабочие сборочные конвейеры имеют пульсирующее или периодическое движение. На время выполнения операции конвейер останавливается, по окончании операции он продвигается на длину рабочего места.
Сборка деталей и сборочные единицы. Детали в сборочные единицы собирают с помощью столярных соединений и клея. Последовательность сборки деталей такая:
- нанесение клея на сопрягаемые поверхности;
- предварительная сборка путем вставки шипов в гнезда и проушины;
- обжатие сборочной единицы для плотного соединения всех деталей;
- выдержка до отверждения клея.
Если собираемая сборочная единица должна иметь дополнительно крепление в виде винтов, металлических скреп, болтов, то их ставят после обжатия сборочной единицы.
Клей наносят на обе склеиваемые поверхности. В шиповом соединении намазывают клеем шипы и проушины. Обычно эта операция выполняется вручную путем окунания шипов в ванну с клеем, в проушины гнезда клей можно впрыскивать форсунками.
Предварительная сборка может отсутствовать, если обжатие сборочных единиц осуществляется в сборочных станках с многосторонним действием. Качественную и точную массовую сборку сборочных единиц можно обеспечить только при условии точного изготовления деталей на станках.
Детали должны быть взаимозаменяемыми. Для этого их изготовляют по системе допусков и посадок. Если это условие не соблюдено, то сборка потребует дополнительной ручной подгонки деталей. Операция подгонки часто оказывается более трудоемкой, чем весь процесс сборки сборочной единицы.
Оборудование для сборочных работ. Сборочные единицы для плотного соединения всех деталей обжимают на сборочных станках. Сборочные станки состоят из приспособления для фиксации собираемых деталей и обжимного механизма, приводимого в действие электродвигателем, сжатым воздухом или вручную.
Наибольшее распространение в столярно-мебельном производстве получили сборочные станки с пневматическим обжимным механизмом. В зависимости от конструкции сборочные единицы требуют обжатия в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях или в двух направлениях по диагонали (при сборке рамок соединениями на «ус»).
Станок, изображенный на рис. 4.9, а , обжимает рамку или коробку только в одном направлении, поэтому на нем собирают простые рамки и коробки без продольных средников. Второй
станок (рис. 4.9, б) обжимает рамку с двух сторон: на этом станке можно собирать сложные рамки и коробки с продольными средниками.
Рис. 4.9. Схемы сборочных станков:
а - с односторонним обжимом; б - с двусторонним обжимом; 7 - неподвижный упор; 2 - продольные бруски рамки; 3 - поперечные бруски; 4 - подвижный упор; 5 - направляющие; 6,8 - пневмоцилиндры; 7 - продольный средник
На станках работают следующим образом. Детали кладут на платформу станка в определенном порядке. При этом сопрягаемые поверхности располагают одну напротив другой на некотором расстоянии. Включают привод пневмоцилиндра, и рамка обжимается.
На станке с двусторонним обжимом цилиндры включаются поочередно. Вначале включают цилиндр 8 для соединения продольного средника 7 с поперечным, а затем пневмоцилиндры б для обжима всей рамки.
Точность изготовления сборочных единиц. Собранные единицы должны удовлетворять следующим основным техническим требованиям:
- размеры должны соответствовать заданным по чертежу;
- они должны иметь правильную геометрическую форму, без перекосов;
- шиповые соединения должны быть плотными и прочными.
Выполнение этих требований зависит от точности изготовления собираемых деталей, от положения фиксаторов и направляющих в сборочном станке и от давления прижима.
Точность размеров собранной единицы определяется точностью размеров деталей. Величина возможных отклонений для разных измерений будет различной. Внутренние размеры рамки будут иметь меньшие отклонения, чем наружные.
Объясняется это тем, что отклонения внутренних размеров рамки определяются только отклонением в расстоянии между заплечиками шипов на брусках, в то время как отклонения наружного размера рамки складываются из отклонений внутреннего размера и отклонений ширины продольных брусков рамки.
Размеры собранных единиц могут колебаться также от неравномерного обжима или от неравномерностей усадки древесины ввиду разной твердости. Отклонения от правильной формы (перекосы) могут быть следствием неточной обработки деталей или неравномерного обжима сборочной единицы в разных частях.
Когда к точности внутренних размеров рамки или коробки предъявляются жесткие требования, при обжиме рамки необходимо в ее просвет вставлять жесткий металлический шаблон, который будет служить своего рода калибром. Для контроля формы сборочных единиц пользуются шаблонами и угольниками.
Выдержка сборочных единиц после сборки. Сборочные единицы, собранные на клею, перед последующей обработкой должны пройти выдержку для отверждения клеевых швов. Если сборочные единицы направить сразу после сборки на дальнейшую обработку, клеевой шов может разрушиться, сборочная единица потеряет прочность и форму.
Продолжительность выдержки зависит от вида клея, температурных условий, конструкции сборочной единицы и характера последующей обработки. Время выдержки без подогрева для сборочных единиц, собранных шиповыми соединениями, должно составлять 24 ч.
Продолжительность выдержки можно сократить (до 30-45 мин), если сборочные единицы подогревать, особенно при склеивании смоляными клеями, для чего их помещают в камеры с подогретым воздухом (65-70°С).
Самым эффективным методом подогрева является подогрев токами высокой частоты. Время выдержки может быть доведено до 1-2 мин.
Проектирование технологического процесса сборки машины.
В основе проектирования любого технологического процесса сборки машины должны быть заложены следующие основные принципы:
а) обеспечение высокого качества собираемой машины, гарантирующего долговечность и надежность ее эксплуатации;
б) минимальный цикл сборки;
в) минимальная трудоемкость слесарно-сборочных работ;
г) применение рациональной механизации, прямо влияющей на повышение производительности и облегчение труда сборщиков, а также вопросы, связанные с обеспечением безопасных условий труда.
Разработке технологического процесса сборки машин должна предшествовать своевременная работа технологов в конструкторском отделе над технологичностью запроектированной машины.
Передовые заводы тяжелого машиностроения уделяют большое внимание типизации технологических процессов сборки машин. Типизация технологических процессов сборки дает значительный экономический эффект. Например, по Уралмашзаводу трудоемкость сборочных работ на машины, собираемые по типовым технологическим процессам, сокращена до 35%. Типизация позволяет производить большую оснащенность процесса сборки, сокращает цикл сборки, упорядочивает нормирование труда, высвобождает время технологов для творческой работы над качеством выпускаемых машин и дальнейшим повышением производительности труда.
Рациональным приемом, создающим условия для Наиболее качественной разработки технологических процессов сложных машин, является применение технологических схем сборки машины. При разработке технологических процессов сборки стремятся применять принцип дифференциации сборочных операций. Это выражается в расчленении машины на простейшие сборочные единицы (технологические комплекты, подузлы, узлы), разделении сложных сборочных операций на более простые, разделении общей сборки машины на узловую. Такое построение технологического процесса сборки позволяет производить работу развернутым фронтом, дает возможность использовать менее квалифицированных рабочих на повторяющихся операциях.
Фиг. 227.
Фиг. 228. Технологические комплекты :
а - блок зубчатых колес; б - коленчатый вал с шестерней.
На фиг. 227 дана технологическая схема сборки трубной мельницы. Мельница разбита на технологические сборочные единицы, позволяющие наиболее рационально и производительно осуществлять их сборку. Собственно мельница состоит из трех узлов (средняя часть в сборке с крышками и фундаментные плиты), из четырех подузлов (подшипник I, загрузочная часть II, кожух разгрузочной части III, промежуточное соединение IV) и из двенадцати технологических комплектов. Смазочная система, редуктор, а также подузлы III и IV представлены как не входящие в общую сборку машины. Они собираются отдельно и отправляются к заказчику на монтаж, минуя общую сборку.
При разработке технологических схем сборки простейшую сборочную единицу, представляющую собой соединение двух или нескольких деталей, называют технологическим комплектом. Соединяющая деталь является базовой деталью комплекта.
На фиг. 228 представлены блок зубчатых колес и коленчатый вал в в сборе с шестерней. Зубчатое колесо 1 и коленчатый вал являются базовыми деталями этих комплектов.
Технологический комплект создается технологом и не всегда оформляется чертежом. При серийном производстве следует считать рациональным оформление технологических комплектов чертежами или эскизом технолога.
Подузел представляет собой соединение одного или нескольких комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Соединяющая деталь называется базовой деталью подузла.
На фиг. 229 представлен подузел: коленчатый вал 2 в сборе с шестерней 1, пальцем 5, роликоподшипниками 4 (комплекты) и другими мелкими деталями. В данном случае коленчатый вал 2 является базовой деталью подузла.
При проектировании технологического процесса сборки машины подузел, скомплектованный технологом, может расходиться с чертежом конструктора, но при серийном производстве подузел должен быть оформлен чертежом или экскизом технолога.
Узел — сложная сборочная единица, представляет собой соединение одного или нескольких подузлов, комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Такая деталь называется базовой деталью узла. Базовыми деталями узлов наиболее часто являются валы, корпуса, картеры, станины и др.
Фиг. 229. Подузел — коленчатый вал в сборе с шестерней, роликоподшипниками и другими деталями.
Машина представляет собой соединение одного или нескольких узлов, подузлов, комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Базовыми деталями машин обычно являются станины, рамы, корпуса и т. д.
Методические указания
К лабораторной работе по дисциплине
«Технология машиностроения»
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Изучить и практически освоить методику разработки технологического процесса сборки.
2. Составить технологическую схему сборки.
3. Разработать маршрутный технологический процесс сборки
и установить нормы времени на операции.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Сборка - часто завершающая стадия производства изделия, характеризующаяся сложностью и разнообразием выполняемых операций, высокой трудоемкостью и стоимостью. Трудоемкость сборочных работ в разных отраслях машино- и приборостроения и в разных типах производств составляет 20...70 % общей трудоемкости изготовления изделия. В сборочных цехах преобладает ручной труд. В среднем механизировано около 25 % сборочных работ, а уровень автоматизации в настоящее время не превышает 10…15% сборочных работ.
Исходные данные для разработки технологического процесса следующие: сборочные чертежи изделия в целом и отдельных его узлов со спецификациями и чертежами деталей; технические условия (технические требования) на изделия и узлы; объем (количество) собираемых изделий с указанием срока их выпуска; производственные условия выполнения сборочных работ.
Последовательность разработки процесса сборки:
1. Устанавливают целесообразную организационную форму оборки, определяют такт и ритм сборки в зависимости от объема сборки.
2. Проводят изучение изделия, технологический контроль-анализ сборочных и рабочих чертежей деталей и технических условий (технических требований) с позиций отработки технологичности.
3. Проводят размерный анализ собираемых изделий и устанавливают рациональные методы обеспечения требуемой точности замыкающих звеньев сборочных размерных цепей.
4. Составляют схемы общей и узловых сборок изделия. Определяют целесообразную степень разбиения изделия на сборочные единицы (узлы) и последовательность соединения всех единиц сборки и деталей.
5. Разрабатывают технологический процесс сборки. При необходимости его расчленяют на несколько операций. Устанавливают содержание операций и технологические режимы сборки. Определяют наиболее производительные, экономичные способы соединения, проверки положения и фиксации составляющих изделие сборочных единиц и деталей, включая методы контроля и испытания изделия.
6.Устанавливают (разрабатывают) необходимое оборудование и оснастку (приспособления, инструмент).
Выполняют нормирование сборочных операций.8. Оформляют технологическую документацию.
Изучение собираемого изделия завершается разбиением его на сборочные единицы (узлы) и составлением технологических схем сборки. Разбивка изделия на сборочные единицы и составление схем сборки являются начальными и ответственными этапами в разработке технологии оборки. В наглядной форме они отражают состав и маршрут сборки изделия в целом и его составных частей.
Основные принципы, которыми следует руководствоваться технологу при разбивке изделия на сборочные единицы и разработке схем сборки следующие:
Сборочная единица не должна быть слишком большой по размерам и массе и состоять из значительного количества деталей и сопряжений, но в то же время излишнее дробление на сборочные единицы также нерационально;
Сборочная единица должна быть выделена в особую, если в процессе её сборки требуется проведение испытаний, обкатка, специальная слесарная доработка, пригонка и т.п.;
Сборочная единица при последующем монтировании её в машине не должна подвергаться разборке (если этого избежать нельзя, то разборочные работы необходимо предусмотреть в технологии);
Сборочные единицы должны включать также детали крепления, резьбовые соединения с тем, чтобы сократить количество отдельных деталей, подаваемых непосредственно на общую сборку;
Сборочные единицы должны быть примерно одинаковыми по трудоемкости;
Сборку следует начинать с установки на рабочем месте (стенде, конвейере) базовой детали или базовой сборочной единицы, к которой последовательно будут присоединяться остальные детали и сборочные единицы;
Сборку следует начинать с деталей, имеющих размеры, входящие в качестве составляющих звеньев в ту размерную цепь, при помощи которой решается наиболее ответственная задача;
Последовательность сборки определяется возможностью и удобством присоединения деталей;
Каждая ранее смонтированная деталь или сборочная единица не должна мешать последующей сборке;
Детали или сборочные единицы, выполняющие наиболее ответственные функции или которые являются общими звеньями в параллельно связанных размерных цепях, желательно монтировать в первую очередь;
В процессе сборки необходимо обеспечить минимальное количество переустановок.
Технологические схемы сборки - это графическое изображение соответствующих сборочных единиц и деталей, представленных в порядке их монтирования (установки) в собираемую машину. Возможны различные варианты составления схем сборки. Рассмотрим один из них.
Графически на схемах сборки (рис.1) элементы изделия (детали, сборочные единицы) изображаются в виде прямоугольников, разделенных на три части, в которых вписываются наименование, номер позиции и количество элементов. Обозначение деталей принимается в соответствии со сборочными чертежами и спецификациями. Для обозначения сборочной единицы проставляют буквы "Сб." и номер базовой детали. Перед обозначением сборки ставится номер сборочной единицы соответствующего порядка. Например, 2 Сб.5 - сборочная единица второго порядка (второй ступени) с базовой деталью №5. Элемент, с которого начинают сборку, называют базовым. Процесс общей и узловой сборки изображают на схеме горизонтальной линией от базового элемента к собранному объекту. Сверху, в порядке последовательности установки (монтажа), располагают детали, а снизу - узлы. Для конструктивно сложных изделий схемы сборки составляют для каждой сборочной единицы отдельно, а простых - совмещенными. В этом случае линии сборки сборочных единиц (узлов) разных ступеней могут быть горизонтальными и вертикальными.
Схемы сборки кроме деталей и сборочных единиц могут содержать надписи, поясняющие специфические особенности сборочных работ (операций): соединение элементов (запрессовкой, пайкой, вальцеванием), фиксация (свинчиванием, с помощью клея, лаков, красок и компаундов), механическая доработка (сверление, развертывание), использование технологических деталей, контроль, регулировка и т.д. Возможность одновременной установки нескольких составных частей изделия отражается общей точкой (А, Б и т.д.).
Дополнительные работы, к которым можно отнести частичную или полную разборку составных частей при сборке также отражают на схеме пояснительной надписью. Технологические схемы сборки на одно и то же изделие можно составить в нескольких вариантах, которые будут отличаться структурой и последовательностью комплектования сборочных элементов. Принятый вариант зависит от организационной формы сборки. Правильность составления схем сборки проверяется разборкой изделия.Рис. 1. Технологические схемы сборки:
а - общей; б - узловой (сборочной единицы)
Построение технологических схем разборки изделий основано на тех же принципах. Разница заключается лишь в том, что построение схемы начинается с изделия, а не с базовой детали или сборочной единицы.
На рис. 2 приведен эскиз сборочной единицы, а на рис. 4 его технологическая схема сборки.
Рис.2. Эскиз сборочной единицы (Сб.11 - Ступица)
Практически технологические схемы сборки представляют собой разработку проекта технологического процесса сборки.
Технологический процесс сборки изделия в его окончательном виде предопределяется типом производства, т. е. объемом выпуска собираемых изделий, трудоемкостью сборки и организационными формами сборки. При больших объемах сборки разрабатывают технологический процесс подробно и с возможно большей дифференциацией сборочных операций. При малом объеме выпуска ограничиваются составлением маршрута (последовательности) сборочных операций.
Сборочные операции проектируют на основе схем сборки. Содержание сборочных операций следует устанавливать так, чтобы на каждом рабочем месте выполнялась однородная и технологически законченная операция, причем при поточном методе трудоемкость операции должна быть равна или несколько меньше такта сборки, либо кратна ему. Проектируя сборочную операцию, уточняют содержание технологических переходов и определяют схему базирования и закрепления базового элемента; выбирают оборудование, приспособления, режущий и монтажный (рабочий), контрольно-измерительный инструменты; устанавливают режимы работы, норму времени и разряд работы, выполняют необходимые технологические расчеты (определяют силу запрессовки; крутящие моменты при затяжке болтов, шпилек и др.) и обоснования.
В состав технологического процесса включаются при необходимости подготовительные, пригоночные, регулировочные, контрольные и др. работы (операции и переходы).
Технологические процессы оборки фиксируют в маршрутных и операционных картах, оформляемых в соответствии со стандартами ЕСТД.
Пример маршрутного технологического процесса сборки ступицы представлен в таблице 1.
Таблица 1
| № операции | Наименование операции | Содержание операции и переходов |
| Сборка шкива (1Сб.8). | 1. Закрепить шкив 8 в приспособлении 2. Установить кольцо 10. 3. Смазать и установить подшипник 9. 4. Протереть и установить втулку 12. 5. Смазать и установить подшипник 9. | |
| Установка шкива (1Сб.8). | 1. Закрепить ступицу 11 в приспособлении. 2. Установить шкив (1Сб.8) на ступицу 11. 3. Протереть и установить кольцо компенсационное 7. 4. Установить кольцо стопорное 3. | |
| Сборка фланца (1Сб.5). | 1. Закрепить фланец 5 в приспособлении. 2. Установить крышку 1. 3. Закрепить крышку винтами 2. 4. Установить прокладку 6. | |
| Установка фланца (1Сб.5). | 1. Установить фланец (1Сб.5). 2. Закрепить фланец (1Сб.5) винтами 4. | |
| Контрольная | 1. Проверить легкость вращения шкива 8. 2. Проверить биение поверхности Б относительно поверхности А. |
Норма времени на выполнение сборочной операции устанавливается по формулам и нормативам .
Определим в качестве примера норму штучно-калькуляционного времени на сборочную операцию 025 - «Сборка фланца». Операция выполняется в условиях серийного производства. Эскиз сборочной единицы приведен на рис. 3. Перечень собираемых деталей дается в табл. 2. Применительно к серийному производству применяем нормативы . Анализ нормативов позволяет расчленить операцию на следующие расчетные комплексы:
1. Установка фланца в приспособление. Условия работы соответствуют нормативным. По карте 7 расчетное оперативное время =0,304 мин.
Таблица 2
Рис.3. Эскиз сборочной единицы первого порядка (1 Сб.5 - Фланец)
1.4. Технологические процессы сборки
Сборка - образование соединений составных частей изделия. Соединения могут быть разъемными и неразъемными (соединение свинчиванием, запрессовыванием, сваркой, склеиванием и пр.).
Сборочные работы составляют значительную долю общей трудоемкости изготовления машины. В зависимости от типа производства трудоемкость сборки составляет от (20...30) % в массовом и до (30...40) % в единичном производстве. Основная часть слесарно-сборочных работ представляет собой ручные работы, требующие больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.
Вышеизложенное показывает, что при изготовлении машины сборке принадлежит ведущая роль. Технологические процессы изготовления деталей в большинстве случаев подчинены технологии сборки машины. Следовательно, сначала должна разрабатываться технология сборки машины, а затем - технология изготовления деталей.
В зависимости от условий, типа и организации производства сборка имеет различные организационные формы (поточную и непоточную, стационарную и подвижную, узловую и общую).
Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, содержащую действия по установке и образованию соединений, составных частей изделия.
Технологический процесс сборки обычно разрабатывают поэтапно:
В зависимости от объема выпуска (заданной программы) устанавливается целесообразная организационная форма сборки, определяются ее такт и ритм;
Осуществляется технологический анализ сборочных чертежей для отработки конструкции на технологичность;
Производятся размерный анализ конструкций, расчет размерных цепей и разрабатываются методы достижения точности сборки (полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, регулировка и пригонка);
Определяется целесообразная степень дифференциации или концентрации сборочных операций;
Устанавливается последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей изделия и составляются технологические схемы узловой и общей сборки;
Разрабатываются (или выбираются) наиболее производительные, экономичные и технически обоснованные способы сборки, способы контроля и испытаний;
Разрабатываются (или выбираются) необходимое технологическое или вспомогательное оборудование и технологическая оснастка (приспособления, режущий инструмент, монтажное и контрольное оборудование);
Производятся техническое нормирование сборочных работ и определение экономических показателей;
Разрабатывается планировка, оборудование рабочих мест и оформляется техническая документация на сборку.
Одним из основных этапов проектирования, в большой степени определяющих эффективность технологических процессов сборки, является анализ технологичности конструкции. В соответствии со стандартами ЕСТПП требования к технологичности сборочной единицы разбиты на 3 группы:
1) требования к составу сборочной единицы;
2) требования к конструкции соединения составных частей;
3) требования к точности и методу сборки. Требования к составу сборочной единицы:
Сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей с учетом принципа агрегатирования;
Конструкция сборочной единицы должна обеспечивать возможность компоновки из стандартных и унифицированных частей;
Сборка изделия не должна обусловливать применение сложного технологического оснащения;
Виды используемых соединений, их конструкции и месторасположение должны соответствовать требованиям механизации и автоматизации сборочных работ;
В конструкции сборочной единицы и ее составных частей, имеющих массу более 20 кг, должны предусматриваться конструктивные элементы для удобного захвата грузоподъемными средствами, используемыми в процессе сборки, разборки и транспортирования;
Конструкция сборочной единицы должна предусматривать базовую составную часть, которая является основой для расположения остальных составных частей;
Компоновка конструкции сборочной единицы должна позволять производить сборку при неизменном базировании составных частей;
В конструкции базовой составной части необходимо предусматривать возможность использования конструктивных сборочных баз в качестве технологических и измерительных;
Компоновка сборочной единицы должна обеспечивать общую сборку без промежуточной разборки и повторных сборок составных частей;
Компоновка составных частей сборочной единицы должна обеспечивать удобный доступ к местам, требующим контроля, регулировки и проведения других работ, регламентированных технологией подготовки изделия к функционированию и техническому обслуживанию;
Компоновка сборочной единицы должна предусматривать рациональное расположение такелажных узлов, монтажных опор и других устройств для обеспечения транспортабельности изделия.
Требования к конструкции соединений составных частей:
Количество поверхностей и мест соединений составных частей в общем случае должно быть наименьшим;
Места соединений составных частей должны быть доступны для механизации сборочных работ и контроля качества соединений;
Соединение составных частей не должно требовать сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей;
Конструкции соединений составных частей не должны требовать дополнительной обработки в процессе сборки.
Требования к точности и методу сборки:
Точность расположения составных частей должна быть обоснована и взаимосвязана с точностью изготовления составных частей;
Выбор места сборки для данного объема выпуска и типа производства должен производиться на основании расчета и анализа размерных цепей;
Расчет размерных цепей следует производить, используя методы максимума-минимума - метод полной взаимозаменяемости, или, основанный на теории вероятностей, метод неполной взаимозаменяемости.
В качестве примечания можно отметить, что стандарт рекомендует применять метод максимума-минимума только при расчете коротких размерных цепей (менее пяти) с высокой точностью замыкающего звена или многозвенных размерных цепей с малой точностью замыкающего звена.
В большинстве случаев, при решении сборочных размерных цепей рекомендуется применять метод неполной взаимозаменяемости.
В зависимости от типа производства используются также другие методы достижения точности замыкающего звена: метод групповой взаимозаменяемости; метод регулирования; метод пригонки.
Метод полной взаимозаменяемости экономично применять в крупносерийном и массовом производстве. Основан метод на расчете размерных цепей на максимум-минимум. Метод прост и обеспечивает 100 %-ную взаимозаменяемость. Недостаток метода - уменьшение допусков на составляющие звенья, что приводит к увеличению себестоимости изготовления и трудоемкости.
Метод неполной взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, составляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. В основе метода лежит положение теории вероятности, согласно которому крайние значения погрешностей, составляющих звеньев размерной цепи встречаются значительно реже, чем средние значения. Такая сборка целесообразна в серийном и массовом производствах при многозвенных цепях.
Метод групповой взаимозаменяемости применяют при сборке соединений высокой точности, когда точность сборки практически недостижима методом полной взаимозаменяемости (например, шарикоподшипники). В этом случае детали изготовляют по расширенным допускам и сортируют в зависимости от размеров на группы так, чтобы при соединении деталей, входящих в группу, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замыкающего звена.
Недостатками данной сборки являются: дополнительные затраты на сортировку деталей по группам и на организацию хранения и учета деталей; усложнение работы планово-диспетчерской службы.
Сборка методом групповой взаимозаменяемости применяется в массовом и крупносерийном производствах при сборке соединений, обеспечение точности, которых другими методами потребует больших затрат.
Рис. 1.5. Размерная цепь для межосевого расстояния цилиндрической зубчатой передачи
Рис. 1.6. Размерная цепь для половины бокового зазора цилиндрической зубчатой передачи
Сборка методом пригонки трудоемка и применяется в единичном и мелкосерийном производствах.
Метод регулирования имеет преимущество перед методом пригонки, так как не требует дополнительных затрат и применяется в мелко- и среднесерийном производствах.
Разновидностью метода компенсации погрешностей является способ сборки плоскостных соединений с применением компенсирующего материала (например, пластмассовой прослойки).
Особое внимание следует уделять при сборке размерным цепям, составляющими звеньями которых являются разные геометрические параметры, так как решение этих цепей проверяет на совместимость допуски, установленные на основе различных нормативных источников.
На рис. 1.5 показана параллельно-звеньевая размерная цепь, замыкающим звеном ∆А которой является монтажное межосевое расстояние зубчатой передачи с отклонениями, нормируемыми стандартом, а составляющими звеньями являются: А1 - расстояние между осями гнезд корпуса (отклонения определяются из расчета данной Цепи); A1 иA3 - отклонения от соосности наружной и внутренней поверхностей подшипниковых втулок;A4 иA5 - смещения осей базовых шеек валов на половину зазора под воздействием распорной силы (зазоры определяются расчетом и выбором посадок); А6 и А7 - отклонения от соосности мест посадки шестерен по отношению к базовым шейкам валов (определяется с учетом допустимого радиального биения шестерен).
На рис. 1.6 показана плоская размерная цепь, замыкающим звеном которой является половина минимального бокового зазора цилиндрической передачи Б∆ = 0,5·J min а составляющими звеньями: Б1 и Б2 - смещения исходного контураE hs для обоих колес (по виду сопряжения и нормам плавности); Б3 и Б4 - половины отклонений шага зацепленияf pb для обоих колес (по нормам плавности передачи); Б5 и Б6 - половины погрешности направления зубаF β для обоих колес (по нормам контакта); Б7 и Б8 - половины допусков соответственно на перекосf y , и отклонения от параллельностиf x осей колес в передаче (по нормам точности контакта); Б9 - нижнее отклонение межосевого расстоянияf a передачи (по нормам вида сопряжения). В результате расчета этой цепи гарантированный боковой зазор
где K j - компенсационный зазор, компенсирующий погрешность изготовления зубчатых колес и сборки передачи, уменьшающий боковой зазор
Для разработки последовательности сборочных операций необходимо провести расчленение собираемого изделия на составные части. При этом учитывают следующие требования:
Сборочную единицу не следует расчленять в процессе сборки, транспортировки и монтажа;
Сборочным операциям предшествуют подготовительные и пригоночные работы, которые выделяют в самостоятельные операции;
Габаритные размеры сборочных единиц устанавливают с учетом наличия подъемно-транспортных средств;
Сборочная единица должна состоять из небольшого числа деталей и сопряжений для упрощения организации сборочных работ;
Сокращать число деталей, подаваемых непосредственно на сборку, за исключением базовой детали и крепежа;
Изделие следует расчленять так, чтобы его конструкция позволяла осуществлять сборку с наибольшим числом сборочных единиц.
Последовательность сборки (сборочных операций) разрабатывают, соблюдая следующие требования:
Рис. 1.7. Сборочная единица (вал с червячным колесом)
Предшествующие операции не должны затруднять выполнение последующих;
Для поточной сборки разбивка процесса на операции должна осуществляться с учетом такта сборки;
После операций, содержащих регулирование или пригонку, необходимо предусмотреть контрольные операции;
Если изделие имеет несколько размерных цепей, то сборку начинают с наиболее сложной и ответственной цепи;
В каждой размерной цепи сборку необходимо завершать установкой тех элементов соединения, которые образуют ее замыкающее звено;
При наличии нескольких размерных цепей с общими звеньями сборку начинать с элементов той цепи, которая в наибольшей степени влияет на точность изделия.
Для определения последовательности
сборки изделия и его составляющих частей разрабатывают технологические схемы сборки. На рис. 1.7 показана сборочная единица (вал с червячным колесом), а на рис. 1.8 - технологическая схема его сборки.
Технологические схемы, являясь первым этапом разработки технологического процесса, в наглядной форме отражают маршрут сборки изделия и его составных частей. Технологические схемы сборки составляют на основе сборочных чертежей изделия.
На технологических схемах каждая деталь или сборочная единица обозначается прямоугольником, разделенным на три части. В верхней части прямоугольника указывают наименование детали или сборочной единицы, в левой нижней части - номер, присвоенный детали или сборочной единице на сборочных чертежах изделия, в правой нижней части - число собираемых элементов. Сборочные единицы обозначают буквами «Сб» (сборка). Базовыми называются детали или сборочные единицы, с которых начинается сборка. Каждой сборочной единице присваивается номер ее базовой детали. Например, «СБ4» - сборочная единица с базовой деталью 4 (ступица колеса).
Технологическую схему сборки строят в следующей последовательности.
В левой части схемы (рис. 1.8) указывают базовую деталь или базовую сборочную единицу. В правой части схемы указывают собираемое изделие в сборе. Эти два прямоугольника соединяют горизонтальной линией. Выше этой линии прямоугольниками обозначают все детали, входящие непосредственно в изделие, в порядке, соответствующем последовательности сборки. Ниже этой линии прямоугольниками обозначают сборочные единицы, непосредственно входящие в изделие.
Рис. 1.8. Технологическая схема сборки сборочной единицы
Схемы сборки сборочных единиц могут строиться как отдельно (по приведенному выше правилу), так и непосредственно на общей схеме, развивая ее в нижней части схемы (под линией).
Технологические схемы сборки сопровождаются подписями, если они не очевидны из самой схемы, например, «Запрессовать», «Сварить», «Проверить на биение» и т. д.
Технологические схемы сборки одного и того же изделия многовариантные. Оптимальный вариант выбирают из условия обеспечения заданного качества сборки, экономичности и производительности процесса при заданном масштабе выпуска изделий. Составление технологических схем целесообразно при проектировании сборочных процессов для любого типа производства. Технологические схемы упрощают разработку сборочных процессов и облегчают оценку изделия на технологичность.
Технологические процессы сборки типовых сборочных единиц, сборки неподвижных разъемных соединений (резьбовых, шпоночных, шлицевых и т. п.), сборки неразъемных соединений (пластическим деформированием, сваркой, пайкой, склеиванием), сборки различных передач машин и механизмов (зубчатые, цепные и др.) описаны в соответствующей справочной литературе.