Особенности сборки как заключительного этапа изготовления
Изделия
Сборка- образование разъемных или неразъемных составных частей детали или изделия.
Узловая сборка- сборка, объектом которой является составная часть изделия - сборочная единица (узел).
Общая сборка- сборка, объектом которой является изделие в целом.
Сборочный комплект - группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части.
Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе, на котором из отдельных деталей и узлов собирают готовые изделия. Качество сборочных работ значительно влияет на эксплутационные качества машины, на ее надежность и долговечность.
Собранное изделие- машина- при недостаточно точном соединении отдельных деталей, даже если они изготовлены с заданной точностью, не будет обладать необходимыми эксплутационными качествами и надежно работать. Поэтому в производстве сборочные работы имеют первостепенное значение. К этому следует добавить, что и объем сборочных работ весьма значителен; так, например, трудоемкость сборочных работ в сельскохозяйственном машиностроении составляет 20-30% общей трудоемкости изделия, а по некоторым машинам трудоемкость сборочных работ доходит до 40-60% общей трудоемкости.
Сборочные работы выполняются в сборочных отделениях и цехах завода. Место и организация выполнения сборочных работ определяются характером выпускаемых изделий, технологическим процессом, объемом производства. В единичном, мелкосерийном и серийном производстве сборка производится в сборочных цехах или сборочных отделениях механосборочных цехов. В крупно серийном и массовом производстве сборка изделий производится в конце поточных линий или в тех отделениях механического цеха, где обрабатываются детали данных узлов, общая сборка машины выполняется в сборочном цехе.
5.1.5 Приемы, принципы подготовки детали к сборке
В зависимости от типа производства сборка машин в той или иной степени может быть связана с выполнением пригоночных работ. Пригоночные работы не являются сборочными и относятся к слесарным, которые предшествуют выполнению сборочных операций.
Пригоночные работы делят на технологические пригоночные работы, т.е. работы, предусмотренные технологическим процессом, и нетехнологические
Необходимость их проведения вызывается прежде всего неотработанностью чертежей и технологических процессов по всему циклу производства, а также отсутствием надлежащего контроля за ходом производственного процесса.
Основной подготовительной операцией, предшествующей сборке, являете очистка деталей и узлов от загрязнений, промывкой в моечных устройствах с последующей сушкой.
Слесарно-пригоночными работами устраняют погрешности механической обработки или заменяют иногда часть станочных операций, если выполнение последних по тем или иным причинам затруднительно. Основными видами слесарно-пригоночных работ являются: обрубка, опиловка, шабрение, притирка, доводка, зачистка, правка, сверление, развертывание и нарезание отверстий по месту и в сборе и др.
Обрубкойснимают неровности на ограниченных участках поверхности, чтобы устранить местные дефекты, обнаруживаемые при сборке. Ее осуществляют вручную слесарным зубилом или с помощью механизированного инструмента - пневматических зубил. Погрешность размеров при обрубке 0,25...0,5 мм.
При опиловке и зачисткеобычно применяют напильники и абразивные круги.
Шабрениев процессе сборки производят для получения ровной поверхности при пригонке сопрягаемых деталей. Хотя шабрение - трудоемкий и малопроизводительный процесс, при отсутствии специального оборудования -это один из основных способов достижения достаточной точности пригонки.
Притирку и доводкуприменяют при сборке для получения плотных соединений точных геометрических форм с высоким качеством поверхности (клапанов, сальников, втулок, кранов, плунжерных пар и др.). В качестве притирочных материалов используют пасты, например ГОИ.
Инструментом для притирки являются притиры- диски, цилиндры, конусы (подвижные притиры), плиты, бруски, трубы, кольца (неподвижные притиры), изготовленные по форме притираемых деталей.
Сверлениеотверстий чаще всего производят на вертикально-сверлильньи станках. Кроме того, для этого широко используют настольные сверлильные и „ радиально-сверлильные станки. Однако при выполнении некоторых сборочных операций, особенно при сборке крупных машин, сверлильные работы, как правило, выполняют вручную. При ручном способе сверления отверстий обычно применяют ручные, пневматические и электрические дрели.
Нарезание резьбыявляется одной из распространенных слесарных операций, выполняемых при сборочных работах, и осуществляется с помощью резьбонарезной головки и вручную.
Основными режущими инструментами для ручного нарезания резьбы в отверстиях являются метчики, а для нарезания резьбы на стержнях, болтах, винтах - винтонарезные плашки и доски.
Наружную резьбу при сборочных работах обычно нарезают круглыми плашками за один проход с помощью воротка. Для нарезания резьбы вручную применяют также раздвижные призматические плашки.
Зачисткубазовых плоскостей в отверстиях при сборке выполняют цилиндрическими зенковками.
Правкудеталей в процессе сборки производят для того, чтобы придать им требуемую форму перед монтажом в узлы или изделия. Правка деталей позволяет обеспечить необходимую точность сопряжений, несмотря на сравнительно низкую точность деталей, поступающих на сборку. Детали обычно правят вручную, применяя несложные приспособления.
Мойка. Металлические опилки, кусочки стружки, остатки обтирочных материалов, абразивный порошок, попадающие в отверстия или каналы детали, могут впоследствии при работе машины попасть вместе со смазкой в подшипник: и привести к нагреву и преждевременному износу подшипников, а нередко и к выходу из строя всей машины. Для предотвращения этого детали и сборочные единицы перед сборкой следует промыть. Эту операцию выполняют в промывочных баках и шкафах, а также в механизированных моечных машинах. Стационарный промывочный бак для ручной промывки представляет собой металлический резервуар площадью до 2 квадратных метров. Сильно загрязненные мелкие детали, особенно детали сложной конфигурации, трудно промывать с помощью обычных установок. В этих случаях применяют установки с использованием ультразвуковых колебаний. Благодаря эффекту кавитации частицы жидкости получают большую скорость и, ударяясь о поверхность детали со значительной силой, разрушают слой грязи или смазки, быстро очищая деталь.
Сушка.После промывки детали должны быть тщательно просушены. Обычно для этой цели используют сжатый воздух, которым обдувают детали. Сушку целесообразно проводить перед каждой сборочной операцией. Особенно тщательно необходимо продувать отверстия, пазы, канавки и прочие места, где легче всего задерживается пыль и грязь. Для удобства обдувки каждое рабочее место сборки должно быть оборудовано постом от воздушной магистрали и гибким шлангом, оснащенным специальным устройством - пистолетом. Таким пистолетом удобно пользоваться при обдувке деталей и сборочных единиц сложной конфигурации. Удлиненный мундштук дает возможность направлять струю воздуха в различные углубления, что не всегда можно делать посредством обычного наконечника. К тому же малый диаметр ствола пистолета позволяет создать сильную струю воздуха.
Методы сборки.
Детали машин при их соединении в сборочные единицы должны сохранять
определенное взаимное расположение . В одних случаях при сборке должен быть
выдержан зазор, в других - натяг.
Применяют пять основных методов сборки:
1 -с полной взаимозаменяемостью деталей сборочных единиц;
2- с сортировкой деталей по группам;
3- с подбором деталей (неполная взаимозаменяемость);
4- с применением компенсаторов;
5- с индивидуальной пригонкой деталей по месту. Каждый из этих методов обладает своими преимуществами и недостатками.
Метод полной взаимозаменяемостипредусматривает сборку машин без дополнительной обработки деталей. Этот метод экономически целесообразен в массовом и крупносерийном производстве. Благодаря отсутствию операций подбора или пригонки деталей ускоряется сборка машин и снижается трудоемкость.
Пример сборки:
Сборочная единица состоит из корпусов 1,2, зубчатого колеса- 3, шайбы 4, эксцентриков - 5,6. Рассмотрим размерную цепь:
Рисунок 5.1
Допуск замыкающего звена определяется по формуле:
δΔ=δl1 +δ l2 +δ l3+δ l4 +δ l5
Решается данная задача с помощью отклонений составляющих звеньев. При использовании сборки с полной взаимозаменяемостью необходимо применение точных методов обработки большого количества деталей, сложных и точных приспособлений и инструментов, что нерентабельно при небольшом объеме производства.
Метод сборки с применением сортировки деталей (метод группового подбора).Требуемый конструкцией зазор или натяг получают не за счет изготовления деталей с минимальными допусками, а путем соответствующего подбора охватывающих и охватываемых деталей, т.е. к отверстию с большим диаметром подбирают более полный вал и наоборот , к отверстию с меньшим диаметром (близким к нижнему пределу) подбирают менее полный вал.
Подбор деталей значительно упрощается, если детали обоих наименований по размерам разбивают на несколько групп (в пределах допусков на их изготовление).
Применение этого способа целесообразно лишь при сборке сборочных единиц из малого количества деталей.
Пример:
Рисунок 5.2
Метод сборки с применением подбора деталей (неполная взаимозаменяемость)основан на учете вероятностей отклонений звеньев, составляющих размерную цепь. Сборка с применением подбора деталей благодаря расширению допусков на все звенья размерной цепи позволяет экономичнее изготовлять детали.
Метод сборки с применением компенсаторов.При большом количестве звеньев размерной цепи и малом допуске замыкающего звена необходимая для полной взаимозаменяемости точность изготовления деталей может сильно усложнить производство .В таких случаях приходится либо отказаться от полной взаимозаменяемости, допуская пригонку деталей по месту, либо вводить в конструкцию механизма тот или вид компенсатора, позволяющего регулировать в определенных пределах один из размеров. Такую регулировку называют компенсацией, а деталь - компенсатором. В качестве компенсатора можно использовать прокладки, шайбы, втулки и т.д.
Метод сборки с индивидуальной пригонкой деталей по месту заключается в том, что точность замыкающего звена достигается изменением одного из составляющих звеньев путем снятия стружки. По существу, этот метод является методом неполной взаимозаменяемости с пригонкой деталей по месту.
Существенными недостатками метода сборки с пригонкой по месту являются: потребность в рабочих высокой квалификации, повышенная трудоемкость, трудности учета и нормирования пригоночных работ, а также необходимость снятия стружки, что вызывает загрязнение рабочих мест и требует дополнительной очистки и промывки собранных узлов и механизмов.
5.1.7 Организационные формы сборки.
По формам организации работы сборка подразделяется на два основных вида: подвижную и стационарную.
Стационарная сборка характеризуется тем, что выполняется группой рабочих на одном неподвижном месте, к которому подаются узлы и детали.
Эта форма организации сборочных работ используется главным образом в единичном и серийном производстве (очень редко - в массовом производстве).
Подвижная сборка характеризуется тем, что изделие в процессе ее сборки перемещается от одного рабочего места к другому, на которых рабочим, находящимся постоянно на этих местах, выполняется одна и та же повторяющаяся операция. При этом к каждому рабочему месту, на котором имеется соответствующая оснастка, подаются узлы и детали, необходимые для данной операции.
Данная форма организации труда используется в серийном и массовом производстве.
И стационарная и подвижная сборка могут осуществляться различными методами.
1 метод — концентрации сборочных операций, заключается в том, что машина полностью собирается из отдельных деталей одной бригадой сборщиков на одном рабочем месте с начала до конца. Этот метод чаще используется в единичном производстве при стационарной сборке. Время, затрачиваемое на сборку всей машины, обычно длительное, поэтому стоимость сборки получается значительной.
2 метод - дифференциации сборочного процесса заключается в том, что машина собирается одной бригадой рабочих из отдельных деталей и узлов, предварительно собранных другими рабочими вне стенда общей сборки. Этот метод более производительный, применяется при стационарной сборке в серийном производстве.
3 метод - поточная сборка, сборка при которой работа идет непрерывно и собранные готовые изделия выходят периодически через определенные промежутки времени (такт). Этот метод может быть применен как при подвижном, так и при неподвижном объекте сборки. Поточная сборка применяется в серийном и массовом производстве.
При поточной сборке необходимо выполнение следующих условий:
1. обеспечение взаимозаменяемости изделий;
2. расчленение всего сборочного процесса на отдельные операции примерно одинаковые по времени, что должно обеспечить непрерывность потоку собираемых изделий;
3. для каждой операции должно быть определено потребное количество рабочих соответствующей квалификации, приспособлений и инструмента;
4. сборка должна быть обеспечена регулярной и своевременной доставкой к сборочным местам узлов и деталей;
5. вся организация работы поточной линии должна быть разработана подробно и точно.
Преимущества поточной линии заключаются в следующем:
- рабочие специализируются на выполнении определенной операции;
- требуется меньше времени на выполнение операций благодаря специализации;
- сборка обходится дешевле и т.д.
Тема 5.2. Проектирование технологического процесса сборки
Исходные данные для проектирования техпроцесса сборки
Разработка технологического процесса сборки начинается с изучения служебного назначения и конструкции изделия, условий работы и технических условий его приемки. При этом необходимо произвести анализ сборочных чертежей (правильность простановки размеров, необходимых для сборки, обоснованность регламентации точности и т. п.). Глубина разработки процесса сборки предопределяется типом производства и размером годового выпуска. При малом выпуске разработка процесса сборки ограничивается составлением маршрута, т. е. последовательности сборочных операций. При большом выпуске процесс сборки разрабатывается детально с возможно полной дифференциацией сборочных операций.
Выбор варианта и разработка процесса сборки зависят также от того, в каких условиях осуществляется разрабатываемый процесс — на вновь проектируемом или на действующем предприятии. В первом случае выбор и разработка варианта технологического процесса свободные, а во втором зависят от ряда факторов: наличия оборудования и его загрузки, перспектив получения нового оборудования, инструментальной подготовки производства и т. п.