Лекции ОТМС. Лекции, 6 часов самостоятельное изучение ) тема жизненный цикл изделий машиностроения и его технологическая со ставляющая. (2 Часа лекции) Введение
 Скачать 10.52 Mb.
|
|
Размерный анализ сборочной единицы Проведем размерный анализ шестеренного масляного насоса трактора (рис. 11.4), [13]. Рис.11.4.Схемы размерных цепей шестеренного насоса Насос предназначен для подачи смазки к трущимся поверхностям деталей трактора под давлением 0,6 МПа, в объеме не менее 30 л/мин при частоте вращения зубчатых колес 2350 об/мин. При изготовлении насоса необходимо обеспечить с требуемой точностью: - радиальный зазор между зубчатыми колесами и корпусом насоса; - зазор между корпусом и торцами зубчатых колес (торцовый зазор); - боковой зазор между зубьями зубчатых колес; - зазор между торцом оси ведомого зубчатого колеса и крышкой корпуса; - зазор между корпусом и торцом ведомого зубчатого колеса; плотность контакта зубьев; легкость вращения зубчатых колес. Первые пять задач могут быть решены при помощи размерных цепей А, Б, В, Г и Д (рис. 11.4). Плотность контакта зубьев зубчатых колес зависит от относительного поворота образующих эвольвентных поверхностей зубьев в двух координатных плоскостях. Для легкого вращения зубчатых колес необходимо, чтобы между торцами колес, корпусом и крышкой был выверен зазор не меньше толщины масляной пленки. Для этого должны быть обеспечены с соответствующей точностью расстояния между дном корпуса и торцами колес и поворот их относительно дна корпуса. Эти задачи позволяют решить в одной из координатных плоскостей размерные цепи Б и γ (рис. 11.5,а). Необходимо также, чтобы были соблюдены требуемые зазоры в подшипниках, зависящие от диаметральных размеров отверстий втулок и валика (рис. 11.5,а, размерная цепь Е) и от точности относительного смещения и поворота осей отверстий в двух координатных плоскостях. Эти задачи могут быть решены в одной из координатных плоскостей при помощи размерных цепей К и µ (рис. 11.5,б). Выявленные размерные цепи дают возможность выбрать методы достижения точности каждого из перечисленных параметров и оценить правильность простановки размеров и допусков на чертежах деталей насоса. Например, радиальный зазор А ∆ (рис. 11.5) описывается следующим уравнением размерной цепи А: А = -А 1 +А 2 +А 3 +А 4 +А 5 . (11.1) Подставив номинальные значения составляющих звеньев из чертежей деталей, получим А = -48,75+0+0+0+4,75=0. (11.2) Рис.11.5.Схемы размерных цепей шестеренчатого насоса После допуска замыкающего звена при расчете по методу полной взаимозаменяемости m 1 A p i i 1 T TA 17 30 72 50 50 219мкм (11.3) Координаты середины поля допуска этого звена 0А 0А1 0А2 0А3 0А4 0А5 8 0 0 0 100 108мкм . (11.4) Верхнее и нижнее предельные отклонения В р 0А Р А р А 0,5Т 108 0,5 219 218мкм . (11.5) Н р 0А Р А р А 0,5Т 108 0,5 219 2мкм . (11.6) Техническими условиями на насос зазор задается в пределах 70-150 мм. Таким образом, при значениях допусков на размеры деталей, зад анных чертежами, невозможно получить требуемый радиальный зазор методом полной взаимозаменяемости. Проверим возможность достижения радиального зазора в требуемых пределах по методу неполной взаимозаменяемости при риске 0,25% ( t=3) и при условии, что рассеяние погрешностей составляющих звеньев подчинено закону Гаусса ( λ Ai =1/9). При этом целесообразно несколько уменьшить зазор в подшипниках, который обычно назначается для насосов среднего давления в пределах 0,002-0,003 от диаметра вала. Для вала диаметром 15 мм можно считать допустимым зазор в подшипниках от 30 до 45 мкм. Изменив в соответствии с этим значение допуска Т А3 , при расчете точности радиального зазора по методу неполной взаимозаменяемости можно получить погрешность m 1 2 2 2 2 2 А Ai Ai i 1 Т t T 3 17 30 45 50 / 9 90мкм . (11.7) причем ВА 108 0,5 90 153мкм НА 108 0,5 90 63мкм Таким образом, при условии, что допуск на зазор в подшипниках изменен, радиальный зазор в насосе можно обеспечить методом неполной взаимозаменяемости при риске 0,27%, если при заданном объеме выпуска такой риск приемлем. Аналогично можно найти метод решения каждой из сформулированных выше задач и, если нужно, внести необходимые коррективы в чертежи деталей. Кроме нахождения метода достижения точности замыкающего звена, размерный анализ позволяет определить последовательность сборки узла. Например, последовательность сборки насоса рассматриваемой конструкции существенно зависит от того, каким методом обеспечивается соосность отверстий подшипников скольжения вала. Минимальный зазор в подшипниках, как было установлено выше, должен составлять 30 мкм, наименьшая толщина масляного слоя в любой точке касания вала не должна быть меньше 10мкм. Следовательно, для компенсации отклонения от соосности отверстий втулок остается 30-10=20 мкм. Отклонение от соосности отверстий втулок состоит из относительного смещения К Δ и поворота µ Δ их осей в двух координатных плоскостях (см. рис. 11.5,б) Допуски на размеры деталей, заданные на чертежах, составляют: звено К 1 К 4 К 2 К 3 µ 1 µ 4 µ 2 µ 3 допуск, мкм 50 70 150 20/45 100/45 70/45 Если зазор в подшипниках полностью использовать для компенсации погрешностей только в одной из координатных плоскостей, то допуски замыкающих звеньев размерных цепей К и µ составляют Т ХΔ = 10 мкм и Т µΔ = 100/45 мкм/мм. Согласно допускам на размеры деталей, указанным на чертежах, образуются следующие значения погрешностей К Δ и µ Δ : Т КΔР = 50+70+150+50 = 320 мкм; Т µΔР = (20+10+70+20)/45 = 210/45 мкм/мм. (11.8) Очевидно, что в этом случае для обеспечения требуемого зазора в подшипниках нельзя использовать ни один из методов взаимозаменяемости. Нельзя достичь этого и уменьшением допусков, поскольку это уменьшение должно быть очень значительным и сильно усложнит изготовление деталей. Метод регулирования в данном случае также неприемлем. Анализ технологичности конструкции изделия Целью анализа технологичности конструкций и вносимых на его основе изменений является обеспечение возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технологической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте. Основное внимание в проекте необходимо обратить на производственную технологичность, т.е. технологичность конструкции изделия с точки зрения его изготовления. Анализ производится на основе ГОСТ 14.201-83 «Технологичность конструкции. Термины и определения», ГОСТ 2.116-84*, ГОСТ 14.205-83, «Правила обеспечения технологичности конструкции изделия», а также рекомендаций [2,4,5]. В первую очередь оцениваются качественные характеристик технологичности конструкции (ГОСТ 14.004-83): - взаимозаменяемость; - регулируемость конструкции; - контролепригодность конструкции; - инструментальная доступность конструкции. В проекте необходимо дать качественную оценку соответствия конструкции следующим требованиям: – Требования к составу: 1. Сборочная единица расчленяется на рациональное число составных частей на основе принципа агрегатирования. 2. Конструкция сборочной единицы обеспечивает возможность ее компоновки из стандартных и унифицированных частей без применения сложной технологической оснастки. 3. Виды используемых соединений, их конструкции и месторасположение отвечают требованиям механизации и автоматизации сборочных работ. 4. В конструкции сборочной единицы и ее составных частей, имеющих массу более 20 кг, предусматриваются конструктивные элементы для удобного захвата грузоподъемными средствами, используемыми в процессе сборки, разборки и транспортирования. 5. Конструкция сборочной единицы предусматривает базовую составную часть, которая является основной для размещения остальных составных частей. 6. Базовую составную часть выбирают удобной для правильной установки на рабочем месте сборки (в приспособлении, на рабочем столе, сборочной площадке и пр.). Компоновка конструкции сборочной единицы должна позволять производить сборку при неизменном базировании составных частей. В конструкции базовой составной части предусматривают возможность использования конструктивных сборочных баз в качестве технологических и измерительных. Компоновка сборочной единицы обеспечивается: 1) общей сборкой без промежуточной разборки и повторных сборок составных частей; 2) удобным доступом к местам, требующим контроля, регулировки и проведения других работ; 3) легкосъемностью составных частей с малым ресурсом; 4) рациональным расположением такелажных узлов, монтажных опор и других устройств для обеспечения транспортабельности изделия. – Требования к конструкции соединений составных частей: Наименьшее количество поверхностей и мест соединений составных частей в конструкции. Доступность мест соединения составных частей при механизации сборочных работ и контроле качества соединения. Отсутствие сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей соединения составных частей. Недопустимость дополнительной обработки составных соединений в процессе сборки конструкции. Рациональность методов закрепления деталей (запрессовка, пластическая деформация, точечная сварка и др.). Обоснованность посадок и ограничение их количества. Наличие комплектов основных и вспомогательных конструкторских баз, обеспечивающих определенность базирования. Наличие конструктивных элементов для ориентации деталей. – Требования к точности и методу сборки: Точность расположения составных частей обуславливается точностью изготовления составных частей. Выбирают метод сборки для данного объема выпуска и типа производства на основании расчета и анализа размерных цепей. При выборе метода сборки следует учитывать трудоемкость сборочных работ и затраты на изготовление составных частей с точностью, необходимой для данного метода сборки. Примечание. Методы сборки располагаются по убывающей производительности труда сборочных работ в следующем порядке: - с полной взаимозаменяемостью; - с неполной взаимозаменяемостью; - с групповой взаимозаменяемостью; - с регулировкой компенсаторами; - с пригонкой. В конструкции предусматриваются устройства, обеспечивающие заданную точность относительного расположения составных частей (центрирующие, фиксирующие, компенсирующие). Пределы регулирования и параметры компенсаторов рассчитываются на основе теории размерных цепей. Компенсирующие, центрирующие и фиксирующие устройства имеют простую конструкцию, свободный доступ для рабочего и контрольного инструмента. На основе выполненного анализа технологичности конструкции определяют необходимые конструктивные изменения, упрощающие сборку. В пояснительной записке необходимо обосновать, что вносимые изменения не снижают качества изделия. По согласованию с руководителем в проекте проводится оценка абсолютных и относительных показателей технологичности согласно работам [2,4,15]. Отработки изделий на технологичность. Снижение трудоемкости пригоночных работ Применение метода пригонки позволяет снизить точность изготовления деталей, входящих в изделие, но приводит к необходимости выполнения пригоночных работ, требующих высокой квалификации сборщика. Пригонка наиболее проста, если требуется пригонять только плотность прилегания детали по одной плоскости. Трудоемкость пригонки возрастает при прилегании деталей по одной плоскости. Трудоемкость пригонки возрастает при прилегании двух и более поверхностей, т.е., кроме плотности прилегания, обеспечивают точное взаимное расположение пригоняемой поверхности сопрягаемой детали. Пригонка наиболее сложна, когда, кроме плотности прилегания и взаимного расположения поверхностей, необходимо обеспечивать определенные размеры (рис. 11.6). Рис.11.6.Пример нетехнологичности выполнения пригоночных работ Значительное снижение трудоемкости пригоночных работ может быть достигнуто введением в конструкцию неподвижных компенсаторов(рис. 11.7). Так, при общей сборке внутришлифовального станка совпадение по вертикали осей шпинделей шлифовальной бабки и передней бабки (рис. 11.7, а) достигалось шабрением основания корпуса шлифовальной бабки 1, а параллельность оси шлифовального шпинделя направляющим станины – шабрением его «ласточкина хвоста» по заранее обработанному «ласточкину хвосту» поперечного суппорта 2(рис. 11.7, б). После введения в конструкцию неподвижного компенсатора 3, (рис. 17, в) выполненного в виде прокладки, и изменения формы поперечного суппорта (ликвидирован «ласточкин хвост» для корпуса шлифовальной бабки) совпадение осей шпинделей в вертикальной плоскости обеспечивается шлифованием компенсатора, а параллельность – поворотом шлифовальной бабки с фиксацией ее контрольными шпильками. Рис.11.7.Пример отработки конструкции узла внутришлифовального станка на технологичность Трудоемкость данного этапа сборки сокращается в данном случае на 75 %. Снижение трудоемкости регулировки Введение неподвижных компенсаторов при использовании метода регулировки требует разборки собранного узла после измерения замыкающего звена и снятия компенсатора с целью его замены. После этого выполняется повторная сборка. Таких сборок и разборок может потребоваться несколько. Это резко увеличивает трудоемкость регулировочных и пригоночных работ и отрицательно сказывается на качестве деталей и выполняемых соединений. Необходимо, чтобы конструкция обеспечивала возможность снятия компенсатора при минимальной разборке первоначального собранного узла (рис. 11.8). Так, при сборке узла с парой конических шестерен (рис. 11.8,а) необходимо: - установить в корпус подшипник 1; - надеть на шестерню 2 компенсатор К 1 и запрессовать ее в подшипник; Рис. 11.8. Пример отработки конструкции узла конических шестерен на технологичность - поставить промежуточные кольца 3 и 4, предварительно совместно прошлифованные по высоте; - напрессовать подшипник 5 на шестерню, одновременно введя его наружное кольцо в корпус; - собрать остальные детали 6, 7, 8. После сборки шестерни 2 можно приступить к сборке шестерни 9. Для этого необходимо: - установить в корпус подшипник 10; - поставить компенсатор и шестерню 9; - запрессовать в подшипник валик с установленной в него шпонкой; - надеть промежуточную втулку (поз. 12); - напрессовать подшипник 13 на валик, одновременно введя наружное кольцо подшипника в корпус; - заложить в валик шпонку, надеть на шестерню 14 и закрепить ее винтом 16 через шайбу 15. После измерения полученной величины замыкающего звена и определения требуемой величины размера компенсатора, необходимо провести полную разборку узла и, установив нужный компенсатор, выполнить вторичную сборку. Значительно упрощает регулировочные работы изменение конструкции узла (рис. 11.8,б) и использование в качестве компенсатора К 1 набора прокладок. Для замены компенсатора К 1 в измененной конструкции узла необходимо отвернуть винт 17 и снять подузел шестерни 2, а для замены компенсатора К 2 – отвернуть гайку 18, сняв шайбу 19 и шестерню 9. Кроме того, появляется возможность параллельной сборки подузлов шестерен 2 и 9. Наиболее рациональными, с точки зрения трудоемкости сборки, являются конструкции с подвижным компенсатором. Предпочтительны конструкции, в которых регулировка точности взаимного расположения деталей или узлов достигается без применения в качестве подвижных компенсаторов специальных деталей, т.е. когда подвижным компенсатором является сама рабочая деталь или узел. Этот принцип реализован в конструкции восьмишпиндельных вертикальных полуавтоматов (рис. 11.9). Рис. 11.9. Схема регулировки токарного восьмишпиндельного полуавтомата Установка шпинделей 3 на заданном расстоянии А от оси шпиндельного блока 1, установленного на корпусе колонны 2, а также на одинаковый угол по окружности относительно друг друга. Роль подвижных компенсаторов выполняют сами шпиндели в сборе. При регулировке они перемещаются по окружности и в радиальном направлении за счет боковых зазоров между фланцевыми втулками на шпинделе и стенками отверстий шпиндельного блока. По окончании регулировки и после контрольной проверки положение шпинделей фиксируется контрольными штифтами. Снижение трудоемкости выполнения соединений деталей и узлов Наиболее эффективным мероприятием в этом направлении является уменьшение числа деталей в узле. Пример удачного изменения конструкции механизма переключения шестерен токарного станка приведен на рис. 16. В исходной конструкции (рис. 11.10,а) этот механизм состоял из рукоятки 1, насаженной на ось 2. шестерни 3, сцепляющейся с рейкой 4. Рейка скользила по направляющей планке 5. Переводной сухарь 6 был привернут к рейке 4. В измененной конструкции (рис. 11.10,б) перевод шестерен производится рычагом 2, заштифтованным на оси рукоятки 1. Переводной сухарь 3 устанавливают по скользящей посадке на пальце 4 запрессованном в рычаге 2. Соединяемые детали необходимо сопрягать по минимальному количеству поверхностей, обеспечивающему определенность заданного взаимного их расположения. Рис. 11.10. Пример обработки конструкции узла на технологичность уменьшением числа деталей в узле. Примеры необходимого и достаточного количества сопрягаемых поверхностей, определяющих взаимное расположение деталей, приведены на рис. 11.11. Рис. 11.11. Примеры необходимого и достаточного количества сопрягаемых поверхностей. Повышение необходимого числа сопрягаемых поверхностей ведет к резкому увеличению трудоемкости сборки (рис. 11.11,б-г). Следует отметить, что такое трудоемкое соединение, как сопряжение по конусу к торцу, необходимо, когда длина конуса недостаточна для того, чтобы исключить перекос сопрягаемых деталей, в частности при центрировании планшайб на шпинделях револьверных станков. Значительно снижают трудоемкость сборочных работ средства механизации. Поэтому конструкцией обеспечивают возможность подвода механизированного инструмента к местам выполнения соединений. Эффективность применения средств механизации повышается если в одном узле элементы крепежных деталей нормализованы и унифицированы. Разработка последовательности сборки машины Для установления последовательности сборки машины необходимо проанализировать ее конструкцию и выявить сборочные единицы, входящие в ее состав. В зависимости от сложности конструкции сборочные единицы подразделяют на комплекты, подузлы и узлы. По д ко м п ле кто м понимают сборочную единицу, к базирующей детали которой присоединены одна или несколько других деталей. Примерами комплектов могут служить резцедержатель (рис. 11.12) с ввернутыми в него винтами для закрепления резцов и с запрессованными втулками, служащими для фиксации резцедержателя в четырех положениях, а также верхняя часть суппорта с запрессованной в него осью, на которую насаживают резцедержатель. По д уз ло м называют сборочную единицу, на базирующую деталь которой установлены несколько деталей и не менее одного комплекта. Примером подузла может быть верхняя часть суппорта с резцедержателем, смонтированным на нем и представляющим собой комплект. Положив в основу дельнейшего усложнения сборочных единиц присоединение к базирующей детали, как минимум, одной предшествующей сборочной единицы, получим следующие более сложные сборочные единицы. Уз е л п ер во го по р я д ка представляет собой базирующую деталь, на которой смонтирован хотя бы один подузел, несколько комплектов и деталей. Примером узла первого порядка может служить суппорт, на базирующей детали (салазках) которого смонтированы верхняя часть суппорта (подузел), ходовые винты и гайки, маховики с рукоятками и пр. Следующей по сложности сборочной единицей является узел второго порядка. На его базирующей детали смонтированы один или несколько узлов первого порядка, подузлов, комплектов и деталей. Примером узла второго порядка может служить каретка токарного станка, к базирующей детали которой присоединен фартук, являющийся узлом первого порядка, поперечный суппорт и т.д. В машинах встречаются узлы и более высоких порядков. Последней наиболее сложной сборочной единицей является сама машина, на базирующей детали которой смонтированы не менее чем узел высшего порядка, узлы, подузлы, комплекты и отдельные детали. Примером машины может служить токарный станок. Основой любой сборочной единицы является базирующая деталь. Ее функции сводятся не только к соединению одних сборочных единиц и деталей с другими, но и к обеспечению их относительного положения в машине. С установки базирующей детали начинается сборка любой сборочной единицы, если только ее монтаж не осуществляется непосредственно в машине. После установки базирующей детали на нее последовательно устанавливают все сборочные единицы и детали. Конструктивное разнообразие машин ограничивает возможность выдачи общих рекомендаций по установлению последовательности их сборки. Последовательность сборки машин разного назначения в основном зависит от специфики их конструкций. Однако существуют следующие некоторые общие положения, которых надо придерживаться, разрабатывая технологию сборки конкретной машины. Рис. 11.12. Виды сборочных единиц 1. Сборку следует начинать с формирования тех размерных цепей, с помощью которых в машине решаются наиболее ответственные задачи. 2. При наличии параллельно связанных размерных цепей их построение в машине следует начинать с установки деталей, размеры которых являются общими звеньями. 3. При сборке сборочной единицы последовательность установки деталей должна быть таковой, чтобы ранее смонтированные детали не мешали установке последующих деталей. 4. Необходимо стремиться к тому, чтобы в процессе сборки машины были минимальными частичные разборки сборочных единиц. 5. При достижении точности замыкающих звеньев размерных цепей методом пригонки пригоночные работы нужно выполнять вне собираемого объекта. 6. Последовательность сборки машины и ее сборочных единиц должна соответствовать избранным виду и форме организации производственного процесса. Наметив последовательность сборки машины, следует проверить возможность ее соблюдения на реальной машине. Такая проверка может потребовать внесения в разработанную технологию существенных поправок. Последовательность сборки машины удобно отображать графически в виде схемы сборки. Схема сборки является оперативным документом, по которому персонал сборочного цеха знакомится с последовательностью сборки новой машины, организует процесс сборки, ведет комплектование сборочных единиц и их подачу в надлежащей последовательности к местам сборки, а также помогает решать другие организационные и управленческие задачи. Конструкция большинства машин не позволяет вести их сборку без частичной разборки сборочных единиц, поступающих на общую сборку в собранном виде, поэтому в схему сборки необходимо включать и все неизбежные по ходу технологического процесса разборки сборочных единиц. Схема сборки и разборки должна быть наглядной и отражать последовательность сборки машины во времени. Этим требованиям в наибольшей мере отвечает схема сборки, построенная следующим образом. Лист бумаги по горизонтали делят на несколько зон для деталей, комплектов, подузлов, узлов и машины. Каждому из элементов, составляющих машину, дают условное обозначение в виде геометрической фигуры. Например, детали могут быть обозначены прямоугольниками, комплекты квадратами и т.д. В фигуры вписывают номера деталей и сборочных единиц, присвоенные их чертежами. Отображение общей сборки машины так же, как и любой сборочной единицы, следует начинать с базирующей детали. Вертикальной линией базирующая деталь сносится в зону машины или сборочной единицы соответствующего типа. Затем в зоне деталей проставляют номера деталей первой сборочной единицы, входящей в состав машины, и вертикальными линиями их сносят на уровень отведенной для нее зоны. Далее теми же приемами показывают вхождение данной сборочной единицы, наряду с другими деталями и сборочными единицами, в состав более сложной сборочной единицы и т.д. Содержание и последовательность выполнения технологического процесса сборки изделия, применяемые приспособления и инструменты, разряд работ, нормы времени и прочие сведения отражают в технологических документах: операционных и маршрутных картах, ведомостях операций и др. Требования к формам и заполнению технологических документов регламентированы ГОСТ 3.1118–82, ГОСТ 3.1119–83, ГОСТ 3.1121–84, ГОСТ 3.1407–86 и др. Разработка технологических схем сборки Технологическая схема сборки показывает, в какой последовательности необходимо выполнять соединение и закрепление деталей и узлов, из которых состоит изделие. Технологическая схема сборки в наглядной графической форме выражает маршрут узловой и общей сборки, значительно облегчает последующее проектирование технологического процесса сборки, позволяет оценить технологичность конструкции изделия с точки зрения возможности расчленения сборки на узловую и общую. Последовательность общей сборки изделия определяется: - конструктивными особенностями; - методами достижение требуемой точности конструкции; - принятой формой организации производства. При разработке технологической схемы сборки руководствуются следующими указаниями. 1. По чертежам изделия и спецификации необходимо выявить все составляющие ее сборочные единицы (узлы, подузлы, комплекты). Наибольшее количество ошибок делается при выявлении единиц (узлов). Характерным признаком узла (т.е. любой сборочной единицы изделия) является возможность сборки его независимо от других элементов изделия. Сборка узла является незаконченной, если сделано присоединение деталей друг к другу, но не выполнено их закрепление. Узел после сборки должен представлять собой единое целое, не распадающееся при перемене положения. Так, соединение вала со втулкой по посадке скольжения не является узлом. При изменении положения, например, при транспортировании такой узел может распасться на составляющие его детали. При разбивке изделия на сборочные единицы руководствуются следующими соображениями [2]: - сборочная единица не должна быть слишком большой по габаритным размерам и массе или состоять из значительного количества деталей и сопряжений; в то же время излишнее “дробление” машины на сборочные единицы не рационально, так как это усложняет процесс комплектования при сборке, создает дополнительные трудности в организации сборочных работ; - если в процессе сборки требуется проведение испытаний, обкатка, специальная слесарная пригонка части изделия, это обуславливает целесообразность выделения ее в особую сборочную единицу; - сборочная единица при следующем монтировании ее в машине не должна подвергаться какой-либо разборке, а если этого избежать нельзя, то соответствующие разборочные работы необходимо предусмотреть в технологии; - большинство деталей машины, исключая ее главные базовые детали (станины, раму и пр.) а также крепежные детали должны войти в те или иные сборочные единицы, с тем, чтобы сократить количество отдельных деталей, подаваемых непосредственно на общую сборку; - трудоемкость сборки для большинства сборочных единиц должна быть примерно одинаковой. Для выявления сборочных единиц необходимо выполнить разборку изделия, установив при этом, какие части изделия можно снять в собранном виде. 2. Общую сборку изделия и сборку любой сборочной единицы следует начинать с установки на сборочном стенде или конвейере базирующей детали, в ряде случаев роль базирующей детали может выполнять комплект или даже более сложная сборочная единица. 3. Смонтированные в первую очередь сборочные единицы и детали не должны мешать установке последующих деталей и сборочных единиц. 4. В первую очередь необходимо монтировать сборочные единицы и детали, выполняющие наиболее ответственные функции в работе изделия. 5. При наличии параллельно связанных размерных цепей сборку следует начинать с установки тех сборочных единиц и деталей, размеры или относительные повороты поверхностей которых являются общими звеньями и принадлежат большему количеству размерных цепей. 6.Конструкции большинства машин не позволяют вести их сборку без предварительной частичной разборки их сборочных единиц, поступающих на общую сборку в собранном виде. Поэтому при построении схемы сборки в нее необходимо включать и все неизбежные по ходу технологического процесса разборки сборочные единицы. 7. Для облегчения построения схемы сборки рекомендуется мысленно выполнить разборку изделия и записать ее последовательность. Элементы и соединения, которые можно снять в неразобранном виде, представляют собой сборочные единицы. Произведя запись в обратном порядке получают технологическую схему общей сборки. 8. При составлении технологической схемы сборки необходимо рассмотреть возможные варианты последовательности сборки и выбрать лучший, т.е. обеспечивающий заданную точность, более удобный, производительный и экономичный. Схему общей сборки изделия строят следующим образом. Лист бумаги делят на зоны: деталей, комплектов, подузлов и узлов. Каждый элемент, входящий в изделие, обозначается прямоугольником, разделенным на три части, в которых записывают: - наименование элемента; - количество данных элементов; - индекс элемента. В качестве индекса для детали принимают ее номер по спецификации. Для сборочных единиц – групп (узлов) – номер базовой детали по спецификации, перед которым ставят буквы СБ (например, СБ.5). Для подгрупп (подузел) различных порядков – номер базовой детали по спецификации, перед которым ставят цифру, обозначающую порядок подгруппы и буквы СБ (например, 1СБ.16). Местоположение условных обозначений деталей и сборочных единиц показывает последовательность из поступления на сборку. Линии со стрелками обозначают направление их движения и характер выполняемого процесса сборки или разборки. Технологическая схема сборки снабжается надписями, поясняющими основные работы, выполняемые при сборке. Короткие надписи делают на выносимых линиях, которые проводя от линии сборки. Длинные надписи выносят в примечания, которые обозначают порядковыми номерами, проставленными у места присоединения соответствующих прямоугольников к линии сборки. Примеры надписей: шабрить, сверлить, развернуть, регулировать, пригнать перед сборкой, развернуть отверстия под штифты после пригонки рейки, застопорить обе гайки, завести фланец в отверстие суппорта и поворотом установить беззазорное зацепление: сверлить и развернуть отверстия под конический штифт; отрегулировать натяжку клина. На рис. 11.13 приведен пример технологической схемы общей сборки изделия – шпиндельного узла станка 1К282, а на рис. 11.14 – технологические карты сборки фланца СБ.65 шпиндельного узла станка 1К282. Рис. 11.13. Шпиндельный узел токарного восьмишпиндельного полуавтомата 1К282 Рис. 11.14. Последовательность сборки шпиндельного узла Составление перечня работ и их нормирование. Выявляют работы, выполняемые при сборке изделия, на основе анализа узловых чертежей деталей, а также конкретных условий, в которых выполняется сборка. К этим относятся: степень точности механической обработки деталей, поданных на сборку; состояние, в котором детали и узлы поданы на сборку; принятые технологические способы выполнения соединений; необходимые методы проверки выполняемых соединений и др. По целевому назначению выполняемые при сборке работы можно разделить на следующие группы. 1. Механическая обработка, которая в силу различных причин выполняется в сборочном цехе; зачистка заусенцев; сверление мелких отверстий, нарезание резьб; совместная обработка нескольких деталей (сверление, развертывание отверстий под штифты) повышение точности геометрической формы поверхности (например, шабрение плоскостей ); притирка и доводка плоских, цилиндрических и конических сопряжений и др. 2. Распаковка, освобождения от консервации, промывка, продувка, притирка, смазка, осмотр, а в ответственных случаях – проверка соответствию узлов и деталей, поступивших на сборку, техническим требованиям на их изготовление. 3. изготовление простых деталей при сборке. К ним относятся: прокладки, пружины, цилиндрические штифты и др. Эти работы допустимы в цехах единичного и мелкосерийного производства. 4. выполнение соединений деталей и узлов. Эта группа охватывает работы по выполнению разъемных и неразъемных, подвижных и неподвижных соединений, осуществляемые всеми технологическими способами. Работа по выполнению соединения представляет собой сборочный переход. Он состоит из основного приема, во время, которого изменяется состояния объекта производства (т.е осуществляется соединение) и нескольких вспомогательных приемов, во время которых состояние объекта производство не изменяется, но которые не разрывно связаны с основным приемом. Например, сборочный переход «напрессовать червяк на вал» состоит из следующих приемов: взять червяк и установить его на вал, включить пресс, напрессовать червяк на вал, включить пресс. Здесь основным приемом является «напрессовать червяк на вал». Остальные – вспомогательные. 5. Работы обусловленные методами пригонки и регулиро вки. К ним относятся: измерение размера замыкающего звена: частичная разработка узла, состоящая из раскрепления и рассоединения деталей до тех пор, пока не будет снята компенсирующее звено: пригонка неподвижного компенсатора шабрением, шлифованием, точени ем или другими технологическими способами: разбор и установка компенсирующих колец, прокладок: регулировка положения подвижных компенсаторов с необходимыми измерениями замыкающих звеньев, откреплением и закреплением деталей и узлов: повторная сборка после частичной разработке и др. 6. Работа по проверки правильности выполнения соединений деталей и узлов в процессе сборке. К ним относятся: свободное вращение, диаметр отверстия втулки, запрессованый в корпус: соосность отверстий двух втулок, запрессованных в противоположной стенке корпуса: радиальное и торцевое биение шестерни, нарисованный навал: боковой зазор и пятно контакта зубьев у собранных шестерен и др. Эти работы определяются исходя из конструкций собираемых элементов, их служебного назначения и технических требований, предъявляемых изделий. 7. Дополнительные работы, которые не относятся ни к одной из перечисленных выше групп, а вызывается конструктивными технологическими или эксплуатационными особенностями изделия. К ним относятся: маркировка (клеймение) собранного узла: окраска мест развальцовки деталей для предохранения их от коррозий: отжатие мест соприкосновение двух деталей с целью создания герметичности и др. При выявлении сборочных работ необходимо определить, какие из них можно и целесообразно выполнить вне общей и узловой сборки как подготовительные. К таким работам относятся: большинство работ по механической обработке, выполняемой в сборочном цехе: ряд работ из группы б) (распаковка и др.), если это не приводит к ухудшению качества поступающих на сборку узлов и деталей: изготовление отдельных простых деталей, когда оно не связано с работой «по месту». Остальные работы: выполнение соединений деталей и узлов; работы, обусловленные методами пригонки, регулировки и проверки правильности соединений деталей и узлов в процессе сборке, - составляют основное содержание узловой и общей сборки. После выявления сборочных работ составляют их перечень в последовательности, предусмотренной схемой сборки и определяют затраты времени на их выполнение (табл.11.1) Перечень должен быть настолько подробным, чтобы можно было нормировать по имеющимся нормативам. Для этого необходимо предварительно изучить структуру и содержание используемых нормативов. Таблица 11.1 Перечень сборочных работ для узла «фланец в сборе» № п/п Содержание переходов и приемов; Размеры, необходимые для нормирования Время, мин. 1. Продуть фланец 66, Ø 90 х 130 0,11 2. Продуть ось 64, Ø 35 х 150 0,08 3. Протереть фланец 66, Ø 90 х 130 0,21 4. Протереть ось 64, Ø 35 х 150 0,18 5. Ввернуть в отверстие оси 64 и фланца 66 по две пробки ¼; шаг резьбы 1,27мм., длина завертывания 10мм. 0,22 х 4 6. Освободить от упаковки подшипник 7000103, кл. В, Ø наружный 55мм. 0,07 7. То же, подшипник 7000106, кл. В, Ø наружный 35мм. 0,06 8. Установить ось 64 в приспобление, вес 1кг. 0,07 9. Напрессовать подшипник 7000103 на ось 64, длина на прессовке 10мм. 0,17 10. Установить в приспособление ось 64, вес 1кг. 0,07 11. Напрессовать подшипник 7000106, длина на прессовке 50мм. 0,19 12. Смазать маслом ось 64, Ø 35мм, ℓ = 90мм. 0,08 13. Завести ось в отверстие фланца 66, Ø 35мм, ℓ = 110мм, вес до двух кг. 0,12 14. Поставить замковое кольцо 255, Ø 55мм, толщина 1,6мм. 0,16 15. Поставить кольцо уплотнительное 228, Ø 80, ℓ = 20мм. 0,19 16. То же, 229, Ø 99мм, ℓ = 20мм. 0,19 17. То же, 223, Ø 35мм, ℓ = 20мм. 0,16 18. Протереть фланец 95, Ø 40 х 20мм. 0,12 19. Смазать маслом фланец 95 0,08 20. Завести фланец 95 в отв., фланца 66, Ø 40мм, ℓ = 20мм. 0,09 21. Поставить замковое кольцо 242, Ø 42мм, толщина 1,6мм. 0,16 22. Проверить легкость вращения оси; вес вращающихся частей до 2кг. 0,08 Общая трудоемкость сборки узла СБ - 66 3,92 В сборочных нормативах даются: 1. Таблицы оперативного времени на соединение деталей и узлов и на слесарные работы. В них определенно суммарное время выполнения основного приема и не разрывно связанных с ним вспомогательных приемов. Все приемы, включенные в оперативное время, перечислены в табл. 11.1. Например, время на запрессовывание деталей в отверстие или на валы предусматривает следующий состав работ: взять деталь и установить её, включить пресс и запрессовать деталь, включить пресс. При использовании оправах этому времени прибавляют время на установку и снятие их, которая также приведено в табл.5. Помещая эту работу в перечень, достаточно записать: «напрессовать втулку Ø 30мм, длина напрессовки 25 мм. Посадка, Н7/j s 6 2. Таблицы вспомогательного времени на работы, отведенного для выполнения вспомогательных приемов, например: на установку в приспособление базовых деталей или узлов, повороты их, перемещения и снятие: на перемещение инструментов: осмотр, промывку, протирку, обдувку воздухом деталей или узлов перед сборкой: застропливание и растропливание и др. в [14] приведено время в зависимости от параметров деталей и узлов. Приемы включенные во вспомогательное время, так же перечислены в табл. 11.1. Например: время на обдувку воздухом охватывает следующий сустав работ: взять шланг, открыть вентиль, обдуть деталь, закрыть вентиль, отложить шланг. Помещая эту работу в перечень, достаточно записать: обдуть деталь Ø 120, Ø 220. 3. На обслуживание рабочего места, перерыва на отдых и подготовительного заключительное время принимают в процентах от оперативного. В составленном перечне переходы и приемы записываются в повелительном наклонении, указывают размеры, необходимые для определения времени, и время в мин. В нормативах так же предусматривается выполнение следующих работ: доставка деталей к рабочему месту и раскладка по ячейкам выполняется вспомогательными рабочими: сборщик перемещает детали и узлы на расстояние более 2м. (при большем расстоянии необходимо добавлять дополнительное время). детали и узлы весом до 20кг. перемещают и устанавливают в ручную: свыше 20кг., тельфером или мостовым краном. Уточнение типа и организационной формы производства. Для заданной программы рассчитывается номинальный темп выпуска (мин.); год N год Ф T H 60 , (11.1) где: Фгод – годовой фонд рабочего времени, ч: принимается: при односменной работе номинальный фонд Фгод = 2070ч, при двух сменной – Фгод = 4140ч, N год – годовая программа, шт. Затем, исходя из технологической схемы сборки, определяют характерные операции, из которых должен состоять проектируемый технологический процесс сборки, и приближенно рассчитывают продолжительность, используя составленный перечень работы. Операция должна представлять собой технологически законченный этап сборки. Например; установка передней бабки при общей сборке токарного станка. Этап сборке часто заканчивается проверкой выполненной работы, в данном примере – проверкой параллельность оси шпинделя направляющим станицы. Одним из признаков, характеризующих законченность этапа, является то, что выполненная на данной операции сборка не нарушается при изменении положения и транспортировке объекта. Если темп выпуска значительно выше средней продолжительности характерных сборочных операций, то сборку ведут по принципам серийного производства. В этом случае на каждом рабочем месте в течении года будет выполнятся сборка различных изделий или узлов. По форме организации сборка может быть поточной, подвижной или стационарной (при малом выпуске изделий). В случае подвижной сборке решают вопрос выбором типа транспортного средства исходя из конструкции, веса и габаритов изделия. Если темп близок или меньше средней длительности операции, то сборку ведут по принципам массового производства, закрепив за каждым рабочим местом определенную сборочную операцию. В этом случае сборку выполняют поточным методом, при чем приемлемой величиной средней продолжительности сборочных операций можно сочетать токую, при которой средний коэффициент загрузки по точной линии не ниже 0,85. Проектирование операций условий среднего производства 1. Объединив выявленные сборочные работы (табл.11.1), выполняют компоновку сборочных операций, учитывая: количество рабочих – сборщиков содержание операции как технологический законченного этапа сборки, выполняемого на одном рабочем месте. Количество рабочих, необходимое для выполнения заданной программы, может быть рассчитано по формуле p t t T T P H H c p ) ( , (11.2) где Т р – расчетная суммарная трудоемкость всех переходов сборки; Т с – расчетная трудоемкость совмещенных во времени переходов; t Н – номинальный такт выпуска; t П – расчетное время перемещение собираемого объекта с одного рабочего места на другое; р – количество параллельных потоков, необходимых для выполнения заданной производственной программы. Выбор средств механизации сборки производится по заданной программе выпуска и комплекса работ, выполняемого при сборке изделия: комплектование и транспортирование деталей и сборочных единиц к месту сборки, координирование их с заданной точностью, соединение, проверку достигнутой точности положения и движения монтируемых деталей, регулирование, пригонку, фиксацию относительных положений деталей и сборочных единиц, транспортирование самого собираемого объекта, испытание отдельных узлов и изделия в целом, окраску. 4. Определяются схемы установки, закрепления, повороты и перестановки базового элемента в процессе сборки. 5. Выполняются технологические расчеты, необходимые для выбора сборочного оборудования или определения режимов его работы: усилий запрессовки, клепки, развальцовки, температуры нагрева или охлаждения присоединяемых деталей и пр. 6. Уточняется составленный перечень сборочных работ (табл.11.1) и время их выполнения. Спроектированные операции записываются в технологические карты сборки. Пример заполнения технологических карт дан в прил. В картах указывается норма времени на каждый укрупненный переход операции по всем приемам откорректированного перечня работ. Норма штучного времени на операцию t шт рассчитывается по формуле: 100 1 оп шт t t , (11.3) где: t оп – оперативное время на операцию: α, β, γ - части оперативного времени; выражающие соответственно время технического, организационного обслуживания рабочего места и время перерывов на отдых, %. При нормировании сборочных, работ время технического обслуживания принимается равным нулю. Оперативное время дается на переходы по выполнению соединений и слесарных работ без разделения на основное и вспомогательное. На работы, не являющиеся переходами, дается только вспомогательное время. При расчете нормы штучного времени на сборочную операцию оперативное время t оп , входящее в формулу (11.3), складывается из двух составляющих: Σ t в и Σ t оп ; 100 1 / оп B шт t t t , (11.4) где: Σ t в – сумма вспомогательного времени на работы, входящие в операцию и не являющиеся переходами (установка, снятие, поворот базовых деталей и собираемых узлов, продувка воздухом, промывка, протирка и др.) Σ t оп – сумма оперативного времени на выполнение сборочных и слесарных переходов, входящих в операцию. 7. В случае необходимости к технологическим картам прилагаются эскизы, поясняющие выполнение указанных в карте сборочных работ, проверок, испытаний. Построение циклограммы сборки После разработки схемы сборки, составления сборочных работ, т.е. перечня сборочных работ и их нормирования, стоят циклограмму сборки. Циклограмма сборки позволяет; 1 установить возможно более короткий цикл сборки путем совмещения во времени выполнения отдельных переходов; 2 наиболее рационально выполнить компоновку операции сборки из намеченных переходов, обеспечить их синхронизацию, т.е. равенство или кратность их длительности темпу сборки; 3 внести необходимые изменения в конструкцию изделия, совершенствующие ее технологичность, а также в технологический процесс сборки. Разработка компоновки и планировки сборочного цеха (участка) Последовательность выполнения работ при разработке общей компоновки и планировки оборудования сборочного цеха определяется руководящими материалами отрасли и состоит из следующих этапов. Первый этап – предварительная компоновка отделений цеха (без планировки цеха). В этой стадии решается предварительно вопрос о расположении сборочного цеха и его отделений относительно пролетов механического цеха. Второй этап – планировка оборудования по делениям цеха на основе разработанной технологии и уточнение площадей от делений. Третий этап – компоновка и планировка оборудования цеха в целом с учетом уточнений площадей по планировки оборудования всех отделений и участков. Планировку сборочного цеха (участка) разрабатывают в следующем порядке: 1. выбранную сетку колонны наносят на миллиметровую бумагу в масштабе 1:100 или 1:200. 2. определяют ширину (количество пролетов) сборочного цеха или участка исходя из подчитанных площадей от делений . 3. выполняют компоновку площадей отделений и участков на площади всего сборочного цеха. 4. наносят на план расположения сложного оборудования и магистральных проездов. 5. определяют расположение основных производственных вспомогательных участков. 6. на сетку колонны наносят грузопотоки цеха с учетом их связей с размещением основных производственных участков. На планировке цеха (участка) показывают: 1) сетку колонн, их оси, конструктивные размеры колонн фундаментов; 2) стенды для общей сборки изделия, его обкатки и испытания, если оно не производится на испытательной станции; 3) рабочие места (верстаки слесарей сборки комплектов и узлов сборки, стеллажи для хранения деталей и сборочных единиц), резервные сборочные места и рабочие места контролеров; 4) сборочное оборудование для выполнения соединений, металлорежущие станки в соответствии с технологическим процессом сборки; 5) оборудование для выполнения вспомогательных работ, вынесенных из узловой и общей сборки; 6) площади для хранения запасов деталей в специальной таре и сборочных единиц, крупных деталей (рам, станин, плит, полов) в количестве обеспечивающем бесперебойную сборку машин; 7) проходы и проезды (исходя из габаритных размеров транспортных средств и перевозимых деталей и узлов); 8) вспомогательное оборудование грузоподъемные и транспортные средства; 9) Места подвода воды, сжатого воздуха, пара и т.д. Оборудование, а также устройство на рабочих местах и участков обозначается порядковыми номерами и вносятся в спецификацию, которая помещается в расчетно- пояснительной записки или на плане. В спецификации указываются: номер обозначений на плане; наименование оборудований или устройства; характеристика оборудования (основные размеры, грузоподъемности, площадь и т.д.); мощность электродвигателей оборудования и устройств. При разработке общей компоновки и планировки сборочного цеха (участка) необходимо руководствоваться методическими положениями по разработке технологических планировок, нормами технологического проектирования, руководящими материалами по охране труда и техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности [17,18], а так же системой стандартов безопасности труда (ССБТ): ГОСТ 12.1.004-85, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.2.002-91. ГОСТ 12.2.029-88, ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.001-89, ГОСТ 3.1120-83. |