Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

РАЗРАБОТКА МОДУЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ МС

В основе технологического процесса сборки любого изделия лежат прежде всего процессы соединения его деталей, сборочных единиц, обра­зующих соответствующие МС. Эти процессы являются неотъемлемой частью сборочного технологического процесса и составляют его основу. Именно эта часть сборочного процесса в первую очередь определяет эф­фективность всего технологического процесса и предъявляет требования к средствам механизации и автоматизации.

Модуль технологического процесса соединения (МТС) деталей представляет собой перечень технологических и вспомогательных пере­ходов в заданной последовательности, обеспечивающих соединение де­талей по данному МС и требуемым качеством и производительностью процесса. Таким образом, МТС является важной частью сборочного про­цесса, обеспечивающей качество собираемого изделия и во многих слу­чаях они определяют значительную долю трудоемкости всего сборочного процесса.

Анализ литературы, посвященной сборочным процессам, показыва­ет, что в их изучении основное внимание уделялось исследованию непо­средственно процесса соединения деталей, кинематики движения соеди­няемых деталей, действующих сил. Практически не изученным остался вопрос разнообразия комплектов баз, которыми сопрягаются соединяе­мые детали, и отсутствие их типизации и унификации, а именно здесь кроются резервы существенного повышения эффективности сборочного производства. Действительно, соединение деталей - это процесс совме­щения двух МПБ - комплекта основных баз присоединяемой детали с комплектом вспомогательных баз базовой детали, в результате чего воз­никает МС.

Анализ многочисленных соединений деталей разных изделий (сбо­рочных единиц) подтвердил, что комплекту основных баз присоединяе­мой детали всегда соответствует вполне определенный и единственный ответный ему комплект вспомогательных баз у базовой детали. Все раз­нообразие МС ограничивается семью наименованиями МС (см. гл. 1.4):

TOC \o "1-3" \h \z иг, Ы1 Б211 Б221 БЗ 11

MCI--------- ; МС2------------ ; МСЗ----------- ; МС4-----------

Б12 Б212 Б222 Б312

Б321 Б41 Б51 МС5- ; МС6-- ; МС7 .

Б322 Б42 Б52

Таким образом, при сборке любого изделия соединение его деталей, сборочных единиц будет происходить через осуществление МС в преде­лах семи наименований.

Отсюда следует, что если для семи наименований IMC выбрать ме­тоды соединения деталей и на этой основе разработать МТС их осущест­вления, то путем типизации и унификации можно создать банк МТС. То­гда построение технологического процесса сборки изделия можно рас­сматривать, в основном, как его компоновку из МТС, объединенных со­ответствующими вспомогательными переходами.

Итак, построение МТС должно начинаться с выбора метода непо­средственно соединения деталей (совмещения соответствующих МПБ).

На выбор метода соединения оказывает влияние конструкция МС, его характеристики, включающие размерные параметры, качество соеди­нения. посадка, материал соединяемых деталей, масса деталей и в первую очередь, масса присоединяемой детали. В связи с последним важное зна­чение приобретает, какая из соединяемых деталей является в процессе сборки базой, т. е. деталью, к которой присоединяется дру гая деталь.

Например, для МТС при сборке МС2 имеет большое значение: винт ввинчивается в корпус или корпус навинчивается на винт.

Чтобы учесть это обстоятельство, при разработке МТС необходимо ввести различие в обозначении МС. В этой связи предлагается следую­щее. Как отмечалось выше, МС в записи представляет собой отношение двух базирующих модулей поверхностей. Отсюда предлагается в знаме­нателе этого отношения указывать базирующий модуль поверхностей, выступающий в роли комплекта вспомогательных баз детали, являющей­ся базовой, а в числителе - базирующий модуль поверхностей, высту­пающий в роли комплекта основных баз присоединяемой детали. Напри­мер, если у МС2 корпус навинчивается на винт, то МС будет представлен дробью

Б212

Если же винт ввинчивается в корпус, то МС будет записан как

Б212

--------- МС2,

Б211

Т. е. в этом случае резьбовое отверстие с торцом будет выступать в роли комплекта вспомогательных баз.

На выбор метода соединения из перечисленных выше факторов наи­большее влияние оказывает наличие в соединении зазора или натяга.

В соединениях с зазором процесс соединения осуществляется по­средством свободного присоединения детали с усилиями, связанными в основном только с преодолением веса присоединяемой детали.

Соединение с зазором отличается определенной спецификой. Кон­такт деталей в этом соединении осуществляется с помощью пары МПБ, являющихся в изделии рабочими модулями поверхностей в случае нали­чия их относительного движения. Конструктивное оформление послед­них совпадает с соответствующими МПБ и зависит от числа степеней свободы, заложенного в соединении, и заданной траектории движения. Например, в соединении "ласточкин хвост" ползун имеет одну степень свободы (возможность поступательного движения), а в шарнирном со­единении деталь имеет три степени свободы (возможность трех враща­тельных движений).

Специфика сборки соединения с зазором заключается в том, что со­единение представляет собой совмещение двух МПБ, когда изделие не работает, т. е. подвижное соединение превращается в неподвижное. Когда же изделие начинает работать, то при наличии относительного движения МПБ деталей, образовавших соединение (МС), переходят в категорию МПР. Наличие движения одного модуля относительно другого обеспечи­вается отсутствием соответствующих поверхностей у МПР и в задачу оставшихся входит лишение деталей соответствующих степеней свобо­ды. К примеру, в соединении "ласточкин хвост", чтобы ползун мог дви­гаться только поступательно, две поверхности МПР должны выполнять роль, аналогичную тем, которые выполняют соответственно установоч­ная и направляющая базы. С их помощью ползун лишается пяти степеней свободы: трех вращательных и двух поступательных движений.

Поэтому, когда подвижное соединение переходит в категорию не­подвижного соединения, МС оказывается образованным парой МПБ, представляющих собой неполные комплекты баз. При этом у МС одного наименования состав поверхностей в МПБ может быть разным в зависи­мости от того, скольких степеней свободы лишаются детали в этом со­единении. Нарис. 2.2.6 в качестве примера приведены три варианта МС4: лишение зубчатого колеса установленного на валу всех степеней свободы (рис. 2.2.6, а), лишение зубчатого колеса пяти степеней свободы (рис. 2.2.6, б), когда зубчатому колесу оставляется возможность враще­ния на валу, и лишение зубчатого колеса только четырех степеней свобо­ды (рис. 2.2.6, в), чтобы оно могло вращаться на валу и перемещаться вдоль его оси.

Процессы соединения с натягом можно разделить на две группы: со­единение способом пластического деформирования и соединения тепло­вым способом.

В первом случае процесс соединения и фиксация достигнутого по­ложения осуществляются практически одновременно, во втором случае - последовательно. Сначала одну из соединяемых деталей нагревают или охлаждают, затем осуществляют их соединение. Далее по мере охлажде­ния нагретой детали или нагрева охлажденной детали в соединении воз­никает натяг и тем самым осуществляется фиксация достигнутого отно­сительного положения.

Итак, на содержание МТС определяющее влияние оказывает конст­рукция МС, его размерные и качественные характеристики, материал, размеры и конструкция соединяемых деталей. Эти факторы можно раз­делить на две группы: факторы, определяемые непосредственно МС

63/2

(конструкция, размеры, качественные показатели), и факторы, опреде­ляемые соединяемыми деталями (материал, размеры, конструкция).

В свою очередь МС одного наименования могут существенно разли­чаться видом посадки, конструкцией, размерами и качественными характе­ристиками. В качестве примера на рис. 2.2.7 приведены два вида одного и того же МС4, образованные модулями поверхностей БЗ 11 и БЗ 12.

В связи с этим под МС каждого наименования необходимо разрабо­тать группу МТС, которые учитывали бы не только разнообразие харак­теристик МС, но и полноту совмещаемых МПБ и масштаб выпуска МС.

МТС состоит из трех основных этапов:

Предварительное базирование присоединяемой детали, в результате которого соединяемые детали должны занять требуемое относительное положение;

Непосредственно процесс соединения;

Фиксация достигнутого положения.

С учетом этих этапов формируют технологические и вспомогатель­ные переходы МТС.