Технологические процессы сборки

Вопрос 17

Технологический процесс сборки. Требования к составу сборочных единиц, к конструкции соединения составных частей. Методы достижения точности замыкающего звена.

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.

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:

— 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;

— 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 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, 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, шари-коподшипники). 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.

Сборка методом пригонки трудоемка и применяется в единичном к 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, 1 оставляющими звеньями которых являются разные геометрические параметры, так как решение этих цепей проверяет на совместимость допуски, установленные на основе различных нормативных источ­ников.

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 Оборки.

Технологические схемы, являясь первым этапом разработки тех­нологического процесса, в наглядной форме отражают маршрут гборки 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).

Рис. 1.7. сборочная единица (вал с червячным колесом)

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.

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 раз-л ичных передач машин и механизмов (зубчатые, цепные и др.) описа­ны в соответствующей справочной литературе.

Рис. 1.8. Технологическая схема сборки сборочной единицы