Обеспечение точности изготовления при сборке.

Надёжность и долговечность работы изделия в значительной степени зависит от качества сборки. Процесс сборки, в зависимости от конструктивных особенностей, составляет 20 … 50% от общей трудоёмкости изготовления изделия. Точность сборки зависит от точности изготовления входящих в неё деталей и технологических методов сборки. При этом все детали, входящие в собираемый узел или изделие, рассматриваются как жёсткие тела. На практике все детали являются упругими телами. Упругие деформации в деталях возникают вследствие действия на них сил и моментов порождаемых: силой тяжести самой детали; силой тяжести других деталей и сборочных единиц; рабочими и монтажными нагрузками; созданием силовых замыканий, фиксирующих требуемое положение детали при сборке. Если величина упругих деформаций мала, в сравнении с величиной допуска, то считают деталь жёсткой. В случае если деталь имеет недостаточную жёсткость, она легко деформируется в процессе сборки, что может вызывать трудности с достижением требуемой точности относительного положения деталей или сборочных единиц. В этом случае увеличивают количество опорных ( базовых) поверхностей и осуществляется силовое замыкание, т.е. прикладывается фиксирующая сила.

4.4.1 Методы сборки.

Достижение требуемой точности собираемого изделия осуществляется на всех этапах создания конструкции. На этапе проектирования проводится расчёт и установление допусков на детали, собираемые узлы и агрегаты, а так же осуществляется анализ точности сборки с помощью построения размерных цепей. Правильное применение различных методов сборки позволяет обеспечить требуемую точность замыкающего звена с минимальными затратами труда. Наиболее часто, при изготовлении изделий оснащения ЛА, применяются следующие методы сборки: 1)сборка с полной взаимозаменяемостью; 2)селективная сборка (групповая сборка); 3)сборка с компенсацией; 4)сборка в приспособлении; 5)сборка по разметке.

Сборка с полной взаимозаменяемостью– применяется в массовом и серийном производстве и сводится к соединению деталей друг с другом в определённой последовательности без пригонки. Точность сборки определяется допусками на сопрягаемые размеры. Детали имеют высокую жесткость , т.е. не изменяют свою форму под действием рабочих и монтажных нагрузок. Сборка проста и не требует использования высоко квалифицированных рабочих. Собираемый таким методом узел должен содержать не более 5 деталей. Точность замыкающего звена не выходит за требуемые пределы и при замене любой детали на другую деталь. Так как поле допуска представляет собой допустимую величину поля рассеивания размеров, то для расчёта допусков звеньев размерной цепи можно использовать следующую формулу

где - допуск i – го звена размерной цепи

- допуск на замыкающее звено.

Селективная сборка (метод групповой взаимозаменяемости).Сущность метода заключается в том, что требуемая точность замыкающего звенадостигается за счёт включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы. Если сравнить селективную сборку и сборку с полной взаимозаменяемостью, при обеспечении одинаковых значений замыкающего звена, то селективная сборка окажется более экономичной. Достигается экономия за счёт расширения допусков на звенья размерной цепи. Это значит, что среднюю величину допуска увеличивают в n раз и получают так называемый производственный допуск

При этом точность изготовления деталей в n раз меньше чем деталей для сборки с полной взаимозаменяемостью. После изготовления деталей их сортируют на n групп, в каждой группе величина допуска на размер находится в пределах .

Рис.4.4.Собирая изделие из деталей, принадлежащих к соответствующим группам, получают требуемую точность замыкающего звена у всех изделий. Количество деталей, входящих в сборку, не должно быть более трёх. Примером может служить сборка шариковых колец (подшипников) подвижных установок Рис.4.4.

Шарики сортируют на группы и в зависимости от точности изготовления шариковых дорожек, внешней и внутренней обойм, берут шарики из нужной группы и производят сборку. Таким образом, с минимальными затратами труда осуществляется сборка, при этом обеспечивается требуемая точность радиального зазора между шариками и обоймой шарикового кольца

Сборка с компенсацией- предполагает достижение заданной точности за счет изменения размера одного из заранее выбранного компенсирующего звена. Сборка с компенсацией предполагает различные способы достижения заданной точности замыкающего звена. Наиболее часто применяются следующие способы сборки с компенсацией: сборка с пригонкой и сборка с регулировкой.

Сборка с пригонкой предполагает изменение размера одного, заранее выбранного, звена (детали). При сборке с пригонкой изменение размера может

Рис.4.5

производиться механической обработкой сопрягаемой поверхности одной из деталей. Обычно под механической обработкой подразумевается процесс припиловки, шабрения, притирки или любой другой способ снятия слоя материала Рис.4.5. (в). Заданный зазор получают пригонкой детали 1, которая заранее изготавливается с припуском Z. Как правило, этот процесс достаточно трудоёмкий и требует высокой квалификации рабочих. Применяется в том случае, когда другие методы компенсации неприменимы.

Сборка с регулировкойприменяется в случае, когда величина замыкающего размера обеспечивается за счет плавного или ступенчатого изменения положения одной из деталей размерной цепи. В качестве компенсатора могут использоваться регулировочные винты или винтовые соединения, прокладки, эксцентрики, клинья и т.д. Метод сборки с компенсацией применяется независимо от количества звеньев размерной цепи, т.е. количества деталей и их размеров. Наиболее простым из этих методов является компенсация с помощью прокладок или ступенчатая регулировка, когда положение детали изменяется на требуемую величину, равную толщине прокладки Рис.4.5(б). Обеспечение требуемого зазора достигается установкой кольцевой прокладки К определённой толщины А₂ . Прокладку подбирает сборщик в процессе сборки изделия.

Сборка с плавной регулировкой предполагает плавное изменение размера замыкающего звена. На рис.4.5 (а) приведён один из возможных вариантов такой регулировки. Величина замыкающего размера (зазора) достигается регулировкой положения втулки 2 относительно корпуса собираемого изделия. После регулирования положения втулки, которая является компенсатором, производится её контровка

винтом 1. Сборка с регулировкой имеет ряд преимуществ перед другими методами: универсальность ( может применяться независимо от числа звеньев и точности их изготовления); простота сборки и высокая точность изготовления; отсутствие пригоночных работ; возможность регулирования в процессе эксплуатации.

Применение сборки с регулировкой позволяет сократить трудоемкость изготовления и сборки изделия..

Сборка по разметке – применяется в опытном или единичном производстве и требует использования высококвалифицированного труда. Точность сборки невысокая. Сборка по разметке производится с помощью универсальных слесарных инструментов (струбцин, чертилки, керна, ручных тисков) и приспособлений Детали, поступающие на сборку, отформованы и обрезаны с припуском по длине. Установка деталей в требуемое положение по разметке, т.е. по размерам чертежа – операция трудоемкая. Взаимозаменяемость узлов и деталей при сборке по разметке обеспечить практически невозможно.

Процесс сборки начинается с разметки и кернения в деталях собираемого узла центров отверстий под заклёпки. Производится установка деталей в сборочное положение в соответствии с требованиями чертежа и закрепление их струбцинами. По накерненым центрам сверлятся отверстия и в некоторые из них вставляются болты или штифты, для временной фиксации положения собираемых деталей.

В таком виде узел передаётся на клёпку. После клёпки собранные детали обрезаются в размер, в соответствии с требованиями чертежа, т. е. снимается лишний припуск.

В случае, если соединение деталей производится контактной точечной сваркой, сварка производится в нескольких точках, после чего струбцины снимаются и окончательно свариваются все детали.

Сборка в приспособлении– применяется для сборки изделий имеющих в своей конструкции относительно нежесткие детали, изменяющие свою форму под действием собственного веса или монтажных усилий, а также жёстких деталей. Ложементы или установочные поверхности приспособления выполняют функции базовых поверхностей обеспечивающих требуемую форму не жёстким деталям, координацию взаимного положения и фиксацию как жёстких, так и не жёстких деталей при сборке.

Приспособления, предназначенные для сборки крупно габаритных изделий - называют стапелями. Сборочные приспособления обеспечивают:

- требуемое взаимное положение собираемых деталей и узлов;

- придают определённую форму недостаточно жёстким деталям;

- обеспечивают удобство подходов обрабатывающего или другого инструмента к собираемым деталям.

Применение приспособлений создаёт следующие преимущества в сравнении со сборкой по разметке:

- исключают разметку и пригонку собираемых деталей;

- ускоряют процесс сборки;

- обеспечивают взаимозаменяемость собираемых узлов, панелей и изделия в целом;

- облегчают сборку, создавая необходимые удобства для сборщика.

Сборочные приспособления широко используют как в серийном, так и в опытном производстве. Обеспечить требуемую точность выходных параметров собираемого узла, агрегата или изделия без применения приспособлений в ряде случаев практически невозможно или требует больших трудозатрат.

Технологичность сборки.

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств, обеспечивающих изготовление, ремонт и техническое обслуживание по наиболее эффективной технологии. При этом производится сравнение с аналогичными конструкциями, при одинаковых условиях изготовления, эксплуатации и показателях качества.

Установки ЛА отличаются друг от друга не только своим назначением, но и конструкторскими решениями, применяемыми материалами, методами изготовления и сборки. Изделие должно отвечать не только требованиям прочности, надежности в эксплуатации, но и быть технологичным при изготовлении и сборке.

Одним из показателей технологичности конструкции является трудоемкость изготовления. В ряде изделий трудоемкость сборочных работ составляет от 40% до 60% общей трудоемкости изготовления. Как правило, технологичность изделия зависит от принятых конструкторских решений и оснащенности производства.

Для обеспечения высокой технологичности сборки конструктор должен учитывать выполнение следующих требований.

1.Членение изделия на сборочные единицы или сборочной единицы на детали должно быть оптимальным. Слишком большое количество сборочных единиц или деталей в сборочной единице снижает точность выходных параметров и увеличивает трудоемкость изготовления.

2. Соединение элементов или сборочных единиц друг с другом должно быть простым и не требовать дополнительной доработки сопрягаемых поверхностей.

3. Подходы к местам соединения или сочленения элементов должны быть удобными и позволять механизировать или автоматизировать процессы сборки.

4. Компоновка изделия, узла должна обеспечивать применение наиболее прогрессивных методов сборки.

Выполнение перечисленных требований предполагает:

- правильный выбор посадок, в подвижных и неподвижных соединениях;

- назначение оптимальной точности изготовления деталей и чистоты поверхностей;

_- применение необходимых методов сборки при решении конкретных задач.

4.6. Технологические требования к конструкции сопрягаемых деталей.

1. Для удобства сборки на деталях, сопрягаемых друг с другом, необходимо иметь фаски, хотя бы в одной детали Рис.4.6. Отсутствие фасок, особенно в деталях сопрягаемых по посадкам, затрудняет их сборку, увеличивает трудоемкость.

Рис.4.6 Рис.4.7

2.Сопряжение деталей должно обеспечивать определенность базирования Рис.4.7. Наличие нескольких поверхностей, расположенных на разных уровнях, не обеспечивает определенности базирования и может привести к перекосу, заклиниванию, изменению посадок, увеличению точности изготовления и т.д.

3.Если в подвижном соединении детали сопрягаются по двум поверхностям Рис.4.8 то они должны иметь такие линейные размеры, при которых начальный контакт пары сопрягаемых поверхностей начинался не одновременно а последовательно

Рис.4.8

4. При сопряжении двух длинномерных деталей Рис.4.9 L >5Ф площадь контактирования должна быть небольшой (1/4 – 1/8), так как прогиб одной из деталей может привести к изменению посадок.

Рис.4.9

5. При установке подшипников на вал (Рис.4.10,) по плотной или переходной посадкам, посадочные поверхности должны иметь минимально необходимую величину, т.е. вал, между посадочными поверхностями, должен быть занижен по диаметру.

Рис.4.10

Построение схем сборки.

Сборка представляет собой совокупность операций по установке деталей в сборочное положение и соединение их в узлы, агрегаты и изделие в определённой последовательности. Техпроцесс сборки зависит от конструктивных особенностей собираемого изделия, жёсткости, габаритов и точности изготовления деталей.

Техпроцесс сборки изделия может быть представлен графически в виде структурной схемы сборки, в которой отображается последовательность сборочных операций. Операции проводятся по принципу последовательно-параллельной

Рис.4.11

Рис.4.12

сборки если изделие состоит из деталей и сборочных единиц ( узлов, агрегатов) которые могут собираться независимо от общей сборки изделия.

При сборке жестких деталей основным и единственным требованием является выполнение сборочных операций в определённой последовательности. При сборке узла выделяется базовая деталь, к которой присоединяют остальные детали.

На рис.4.11 приведена конструкция ролика сборного. Базовой деталью в этом узле является ось 2, с которой и начинается процесс сборки в следующей последовательности:

- напрессовать подшипник 1 на ось 2;

- установить распорную втулку 5 на ось 2;

- вставить сальник 4 в канавку ролика 3;

- установить натяжной ролик 3 с сальником 4 на ось 2;

- установить на хвостовик оси 2 шайбу 8 и навернуть гайку 10;

- установить крышку 6 и закрепить болтами 7.

При качественном изготовлении сборка ролика не требует подгонки и доработки деталей

На основании разработанной последовательности сборочных операций составляется схема сборки Рис.4.12, которая является одним из основных технологических документов для технолога. В схеме сборки приняты следующие обозначения.

В обозначении сборочной единицы или детали над чертой указывается позиция, соответствующая сборочной единице или детали на чертеже, а под чертой присвоенный им чертёжный номер. В обозначении ГОСТовских деталей над чертой указывается наименование нормали (винт, болт, гайка и т.п.), а под чертой ГОСТ данной нормали. В процессе сборки составной детали, узла или изделия могут применяться различные материал ,обеспечивающие соединение отдельных элементов, уплотнение между ними или наличие смазки (клеи, герметики, при сварке электроды и пр.). В обозначении материала указывается его название и ГОСТ.

Если в процессе сборки применяется приспособление, то над чертой указывается его наименование, а под чертой его номер.

Процесс сборки осуществляется в определённой последовательности, обеспечивающей собираемость узла или изделия с требуемым качеством. Последовательность сборки обозначается прямоугольником с указанием номера операции.

Построение структурной схемы сборки начинается с выбора базовой детали, от которой идёт основная линия сборки, оканчивающаяся готовым изделием или узлом. К основной линии сборки подсоединяются детали или сборочные единицы в требуемой последовательности. Каждая такая операция представляет узел на линии сборки и соответствующую позицию от 1 до n.