Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц.

Разработку последовательности сборки осуществляют на основе анализа изделия, представленного совокупностью сборочных единиц и деталей в виде графа сборочных единиц и деталей и графа деталей изделия.

Деление изделия на сборочные единицы не является однозначным и зависит от масштаба выпуска и требований процесса сборки может изме­няться как по составу сборочных единиц, так и по их содержанию.

На последовательность выполнения сборки оказывают влияние:

- конструкция, масса и размеры собираемого изделия и его состав­ных частей; тип производства и программа выпуска изделий;

- функциональная взаимосвязь элементов изделия и степень их взаимозаменяемости;

Точность сборки и методы ее достижения;

- степень расчлененности изделия на отдельные узлы; условия монтажа силовых и кинематических передач;

- число маложестких и легко повреждаемых элементов и др.

При сборке невзаимозаменяемых деталей и изделий на последова­тельность сборки значительное влияние оказывают необходимость вы­полнения пригоночных работ, промежуточной разборки и сборки, необ­ходимость дополнительной обработки, контроль и т. п.

Разработку последовательности сборки выполняют, используя ре­зультаты проведенного размерного анализа конструкции собираемого изделия, выбора сборочных технологических баз и установление рацио­нальных методов сборки с учетом такта выпуска, типа производства и организационной формы сборки.

Общая сборка машины должна начинаться с установки базовой де­тали или сборочной единицы изделия, которой обычно являются рамы, станины, основания и т. п. Базовую деталь при этом можно установить в любом удобном для сборки положении, если ее упругие деформации в процессе сборки настолько малы, что их влиянием на точность изделия можно пренебречь. В противном случае жесткость базовой детали увели­чивают путем ее установки на жесткий сборочный стенд, обеспечив в пределах требуемой точности относительное положение ее вспомога­тельных баз. При подвижной сборке базовую деталь или перемещают вместе со сборочными приспособлениями, увеличивающими ее жест­кость (например, используя спутник в виде плиты и т. п.), или производят выверку требуемой точности относительно положения ее вспомогатель­ных баз на тех сборочных позициях, где это требуется по ходу процесса.

После установки базовой детали разрабатывают последователь­ность установки на базовую деталь всех сборочных единиц и деталей. Для этого пользуются схемами размерных цепей, построенных на основе размерного анализа и выявленных методов достижения требуемой точно­сти замыкающего звена в каждой из размерных цепей; при этом следует руководствоваться следующими положениями:

1) сборку начинают со сборочных единиц или деталей, размеры ко­торых являются общими звеньями, принадлежащими большему числу параллельно-связанных размерных цепей, и продолжают по нисходящей по числу размерных цепей;

2) в каждой размерной цепи сборку начинают с тех сборочных еди­ниц, размеры которых являются звеньями ветви основной размерной цепи;

3) при прочих равных условиях сборку начинают с той размерной цепи, точность замыкающего звена которой выше;

4) намеченную последовательность сборки целесообразно проверять путем пробной сборки-разборки изделия.

При выполнении сборки должна соблюдаться такая последователь­ность установки, при которой смонтированные в первую очередь детали и сборочные единицы не должны мешать установке последующих дета­лей и сборочных единиц.

Разрабатывая последовательность сборки изделия, очень удобно изображать ее графически в виде схемы сборки. Последняя не только помогает в разработке последовательности сборки изделия, но и является основным оперативным документом, по которому персонал сборочного цеха знакомится с последовательностью сборки нового изделия, органи­зует выполнение сборочного процесса, производит комплектование изде­лия, подачу сборочных единиц и деталей в надлежащей последователь­ности к местам сборки, ведет учет, расставляет рабочих, планирует про­изводство и разрешает вносить усовершенствования в конструкцию, тех­нологический процесс и организацию производства изделия.

Конструкции многих изделий не позволяют вести их сборку без предварительной частичной разборки сборочных единиц, поступающих на общую сборку в собранном виде. Например, при сборке автомобиль­ных двигателей, встречается операция, например, снятия у блока цилин­дров крышек опор под коленчатый вал перед его монтажом. При сборке многих станков перед монтажом шпинделя в коробку скоростей с него предварительно снимается ряд деталей - зубчатые колеса, кольца под­шипников и т. д. Поэтому при построении схемы сборки в нее необходи­мо включать и все неизбежные по ходу технологического процесса раз­борки сборочных единиц. Для изделий, которые посылаются потребите­лю в разобранном виде, строятся специальные схемы их демонтажа у изготовителя и повторной сборки у потребителя, так как в таких случаях сборочные единицы обычно значительно укрупняются.

Схема сборки и разборки изделия должна быть наглядна и показы­вать последовательность процесса, поэтому схему обшей сборки изделия удобнее всего строить, вводя зоны деталей и сборочных единиц (послед­ние, если необходимо, разбивают по зонам сборочных единиц первого порядка, второго и т. д.) и зону изделия в целом. Каждому из составляю­щих изделие элементов дается условное обозначение (например, деталь обозначается небольшим прямоугольником, в котором указываются на­именование и номер детали по чертежу). Прямоугольниками больших размеров или другими геометрическими фигурами обозначаются и все остальные элементы. На схему общей сборки изделия наносятся только условные обозначения деталей и сборочных единиц, непосредственно поступающих на общую сборку.

При построении схемы сборки в отличие от традиционной схемы сборки кроме указанных обозначений следует указывать и МС, с помо­щью которых осуществляется соединение деталей.

На рис. 2.2.8 в качестве примера приведена часть редуктора и схема ее сборки, из которой видно, в какой последовательности детали уста­навливаются в корпус / редуктора, с помощью каких МС происходит соединение деталей и какие сборочные единицы образуются в процессе сборки. С помошью такой схемы сборки можно видеть не только наиме­нования МС. но и последовательность их осуществления.

На рис. 2.2.9 приведена гистограмма МС, имеющих место в процес­се сборки редуктора. Из нее следует, что из семи возможных наименова­ний МС в сборке приведенной части редуктора участвуют только четыре наименования: MCI, МС2, МС4 и МС5; их общее количество составляет 14 штук, а доминирует среди них МС4.

Таким образом, какими бы не были разными сборочные технологи­ческие процессы изделий, сущность каждого из них заключается в осу­ществлении той или иной последовательности соответствующих МС в пределах семи наименований.

Ш0Ш000 000

-О-X

Шч'гмсч-' 5мсч'бмс44 ямсїіомсг' пмсїіз~мсґ\ /smcz'1

_____________________________ 1МСЧ-'____________________________ ItMCS

Б)

Рис. 2.2.8. Сборка части редуктора:

А - чертеж части редуктора; б - схема сборки

Последовательность сборки изделия может быть разработана в не­скольких вариантах. Выбор наиболее рационального варианта последова­тельности сборки осуществляется на основе проведения расчетов эконо­мической эффективности. Наиболее целесообразным будет тот вариант, который обеспечивает минимальную технологическую себестоимость сборки изделия, сокращения цикла сборки изделия и уменьшение объема незавершенного производства.

На основе полученной схемы сборки изделия формируется техноло­гический маршрут, который представляет собой последовательность сбо­рочных операций, а также расположение контрольных и вспомогатель­ных операций. В свою очередь сборочная операция состоит из одного или нескольких МТС.

Перед построением технологического маршрута выбираются или разрабатываются МТС под осуществление каждого МС. В соответствии с этим технологический маршрут строится на основе разработанной схемы сборки изделия и МТС и включает последовательность и содержание технологических и вспомогательных операций сборки. В свою очередь содержание технологической операции составляют МТС и связывающие их вспомогательные переходы.

С целью выбора наиболее эффективного варианта технологического маршрута производится нормирование всех МТС для определения трудо­емкости сборочных работ и построения циклограммы сборки. Цикло­грамма сборки служит: 1) для установления возможно более короткого цикла сборки путем совмещения во времени выполнения отдельных пе­реходов; 2) для соединения переходов технологического процесса сборки с целью формирования операций, выполняемых на каждой из рабочих позиций (или мест) в промежутки времени, по возможности равные или кратные установленному такту; 3) для внесения необходимых для этого изменений в конструкцию изделия (повышающих ее технологичность), в технологический процесс сборки или технологическую оснастку.

Полученная циклограмма используется для выявления резервов со­кращения цикла сборки посредством: 1) совмещения выполнения МТС или целых операций во времени; 2) сокращения трудоемкости выполне­ния отдельных переходов.

Содержание операций устанавливают в зависимости от выбранного типа производства и такта сборки. При массовом производстве содержа­ние операции должно быть таким, чтобы ее длительность была равна так­ту (несколько меньше такта) или кратна ему. Выполняемая работа долж­на быть по своему характеру однородной и отличаться определенной за­конченностью. Длительность операции определяют укрупненно по нор­мативам с последующим уточнением и корректировкой.

Продолжительность всех несовмещенных операций необходимо за­проектировать равной или кратной установленному такту, т. е. добиться "синхронизации" операций. Этого можно достигнуть путем перераспре­деления МТС и промежуточных вспомогательных переходов технологи­ческого процесса между операциями, сокращениями трудоемкости МТС за счет механизации труда, внедрения новых видов технологической ос­настки, увеличения точности механической обработки сборочных единиц и деталей, поступающих на сборку, изменения конструкции изделия для перехода на достижение требуемой точности методами взаимозаменяе­мости или регулировки, дополнительного деления изделия на сборочные единицы, повышения квалификации работающих, лучшей организацией рабочих мест.

Одновременно с разработкой технологического процесса общей сборки изделия должен производиться критический анализ его конструк­ции с учетом использования всех возможностей и особенностей наме­чаемого технологического процесса и внесения необходимых изменений для повышения технологичности изделия.

На эффективности сборочного процесса благоприятно сказывается совпадение сборочных единиц изделия с его агрегатами и механизмами.

Конструкция изделия, построенная с учетом этого совмещения, по­зволяет:

1) осуществлять независимую и параллельную сборку, регулировку и испытание каждой сборочной единицы;

2) подавать на общую сборку изделия сборочные единицы, отве­чающие их служебному назначению;

3) сокращать вышеизложенными путями цикл и трудоемкость об­щей сборки, увеличивать выпуск с единицы сборочной площади и улуч­шать другие технико-экономические показатели;

4) быстрее вносить усовершенствования и изменения в конструкцию сборочных единиц для повышения качества изделия;

5) использовать кооперацию и специализацию заводов для изготов­ления сборочных единиц.

Опыт показывает, что с увеличением объема выпуска изделия делят на большое число сборочных единиц, в особенности при переходе на по­точное производство, когда деление изделия на сборочные единицы яв­ляется одним из средств синхронизации сборочных операций и широкого использования кооперации заводов, специализированных на производст­ве отдельных сборочных единиц.

Следующим требованием технологии поточной сборки является создание такой конструкции изделия и его сборочных единиц, при сборке которых не требуется производить хотя бы частичную их разборку. Други­ми словами, изделие и его сборочные единицы должны в процессе сборки подвергаться только сборочным операциям, что приобретает особую акту­альность при автоматизации сборочных технологических процессов.

Для составления маршрута сборки большое значение имеют назна­чение, местоположение и содержание операций технического контроля и других вспомогательных операций (предварительная очистка деталей, регулирование, пригонка, балансировка и др.).

Разработка операционной технологии сборки осуществляется на основе технологического маршрута. При разработке операции определя­ют схему базирования и закрепления деталей и сборочных единиц соби­раемых изделий, уточняют содержание операции, устанавливают после­довательность и возможность совмещения МТС и вспомогательных пе­реходов во времени, окончательно выбирают оборудование, приспособ­ления и инструменты (или дают задание на их проектирование), назна­чают режимы работы сборочного оборудования, корректируют нормы времени, устанавливают настроечные размеры и составляют схемы нала­док. Разработка сборочной операции - задача многовариантная. Вариан­ты оценивают по производительности и себестоимости при условии обеспечения заданного качества. Проектируя сборочную операцию, стремятся к уменьшению штучного времени, что позволяет сократить потребное количество оборудования и рабочую силу. Штучное время увя­зывают с темпом работы поточной линии.

По последовательности работы сборочных инструментов и распо­ложению собираемых изделий операции могут быть последовательного, параллельного и параллельно-последовательного выполнения. При различ­ном сочетании указанных признаков образуется ряд схем, значительно от­личающихся друг от друга по производительности и себестоимости [9J.

На рис. 2.2.10 показаны примеры построения схем операций по затяжке резьбовых соединений изделия: одноместные (рис. 2.2.10, а - в); многоместные (рис. 2.2.10, г - е); одноинструментные (рис. 2.2.10, а, г); мно- гоинструментные (рис. 2.2.10, в, д, е); последовательные (рис. 2.2.10, а, г); параллельно-последовательные (рис. 2.2.10, б, д) и параллельные (рис. 2.2.10, в, г). Переход от одноместной, одноинструментной, последо­вательной схемы (рис. 2.2.10, а) к многоместной, многоинструментной, па­раллельной схеме (рис. 2.2.10, е) часто повышает производительность в де­сятки раз; последние схемы используют в поточно-массовом производстве.

Принятая операция позволяет выбрать сборочное оборудование и механизированные инструменты из имеющегося парка или по каталогу. Метод сборки определяет тип оборудования и инструмента (пресс, кле­пальная машина, резьбозавертывающий автомат), а размеры изделия - основные размеры оборудования. Установленная степень концентрации и схема построения сборочной операции влияют на выбор модели обору­дования. Предпочтительна модель с запасом мощности, с большим сро­ком работы до ремонта и большей степенью автоматизации рабочего цикла. Если принято решение выполнять сборку на специальном обору­довании, то должно быть составлено техническое задание на его проек­тирование с соответствующими обоснованиями и пояснениями.

При разработке сборочных операций устанавливают режим работы сборочного оборудования и механизированных инструментов (усилие запрессовки, моменты и порядок затяжки резьбовых соединений, темпе­ратуру нагрева или охлаждения при использовании сборки с тепловым воздействием, моменты при выполнении вальцовочных соединений) и определяют настроечные размеры для их наладки.