Проектирование технологического процесса сборки машин
Трудоемкость сборки в среднем составляет 25-30% общей трудоемкости изготовления машин. При большом объеме пригоночных работ трудоемкость сборки может составлять 40-50%. Качество готовой машины в значительной мере зависит от технологии сборки.
Проектирование ТП сборки имеет своей целью дать подробное описание процессов сборки, выявить необходимое техническое оснащение, потребные площади, рабочую силу, материальные и трудовые затраты.
Разработка ТП сборки включает в себя следующие основные этапы:
1. Анализ исходных данных для проектирования ТП сборки.
2. Технический контроль конструкторской документации и техусловий.
3. Размерный анализ конструкции изделия и выявление методов точности сборки.
4. Составление технологических схем общей и узловой сборки.
5. Разработка маршрута общей и узловой сборки.
6. Проектирование технологических операций сборки.
7. Нормирование ТП сборки.
8. Выбор или разработка мероприятий по технике безопасности.
9. Оценка технико-экономической эффективности разработанного ТП сборки.
10. Оформление технической документации.
Исходными данными для разработки ТП являются сборочный чертеж изделия, техусловия на сборку и приемку изделия, описание служебного назначения изделия, рабочие чертежи деталей, входящих в изделие, объем выпуска, условия выполнения ТП сборки, предполагаемый срок выпуска изделия.
К исходным данным относятся также различные справочные, нормативные материалы по сборке, каталоги, паспорта, альбомы сборочного и подъемно-транспортного оборудования, рекомендации по улучшению технологичности конструкции изделия, примеры сборки аналогичных изделий и др.
На этапе анализа исходных данных и технического контроля конструкторской документации рассматриваются все данные, необходимые для выполнения процесса сборки, выявляется количество разрезов и сечений на чертежах, размеры, выдерживаемые при сборке, допуски в сопряжениях и другие сведения.
В техусловиях рассматриваются требования к методам достижения точности, жесткости стыков, их герметичности, наличие сведений о способах эксплуатации оснастки, моменты затяжки резьбовых соединений, допускаемая величина дисбаланса вращающихся частей и другие сведения. Выдвигаются предложения по совершенствованию технологичности конструкции в сборке, что может упрощать сборочные операции. Выявляется степень механизации и автоматизации сборочных операций.
На этапе размерного анализа конструкции выявляются методы достижения точности замыкающих звеньев размерных цепей и полнота их отражения в рабочих чертежах.
На основе анализа исходной информации изучения конструкции изделия приступают к разбивке изделия на составные части. Прежде всего, выявляется номенклатура составных частей (узел, комплект, узел I, II порядка и др.). В каждой сборочной единице выявляется основная базирующая деталь или сборочная единица.
При разбивке изделия на составные части руководствуются следующими положениями:
1. Изделие не должно состоять из большого количества составных частей, быть большим по габаритам и массе. Однако излишнее дробление усложняет процесс сборки и комплектации.
2. Если в процессе сборки необходимо проведение испытания, обкатки, регулировки или пригонки, то узел выделяется в самостоятельную сборочную единицу.
3. При последующем монтаже сборочной единицы в машине она не должна подвергаться какой-либо разборке, а в случае необходимости в технологии должны предусматриваться сборочно-разборочные работы.
4. Большинство деталей машины должны входить в те или иные сборочные единицы с тем, чтобы сократить до минимума количество отдельных деталей, подаваемых на общую сборку.
5. Трудоемкость сборочных операций для всех сборочных единиц должна быть по возможности примерно одинаковой.
После разбивки изделия на составные части приступают к составлению технологических схем общей и узловой сборки.
 |
Технологическая схема является первым этапом проектирования маршрута сборки. Технологические схемы изображают различными способами. Каждая составная часть, поступающая на сборку, изображается в виде прямоугольника или имеет другое обозначение, где указывается наименование, обозначение и количество. Схема сборки представляет собой горизонтальную линию в направлении от базового элемента к готовому изделию, сверху линии размещают детали, поступающие на сборку, в технологической последовательности. Снизу линии указывают сборочные единицы в порядке их поступления на сборку.
Схемы сборки могут поясняться различными надписями, характеризующими процесс сборки или выполняемую механическую обработку в процессе сборки (например: сверлить три отверстия при сборке, клепать, паять).
При выборе последовательности сборки исходят из следующих положений:
1. Сборку начинают с установки основной базирующей детали, определяющей положение других деталей и сборочных единиц.
2. В первую очередь монтируют сборочные единицы и детали, размеры и относительные повороты поверхностей которых являются общими звеньями, принадлежащими к наибольшему количеству размерных цепей.
3. Устанавливаемые в первую очередь сборочные единицы и детали должны выполнять наиболее ответственные функции в машине.
4. Установленные в первую очередь сборочные единицы и детали не должны мешать последующей сборке деталей и сборочных единиц.
Сборка может быть поточной, групповой, стационарной. Она может быть с непрерывным перемещением собираемого объекта и с периодическим перемещением.
При разработке маршрута сборки устанавливается последовательность и содержание технологических и вспомогательных операций сборки, определяется оборудование, инструменты, оснастка.
Содержание операции в массовом производстве должно быть таким, чтобы её продолжительность соответствовала или была кратна такту сборки. Выполняемая работа должна быть однородной и характеризоваться определенной законченностью. Средняя загрузка рабочих мест на сборочной линии должна быть достаточно высокой (порядка 0,9-0,95).
Содержание операций в серийном производстве должно быть таковым, чтобы обеспечить на рабочих местах общей и узловой сборки достаточно высокую загрузку.
При выборе технологических баз исходят из соблюдения принципа совмещения и постоянства баз, при этом также учитывают удобство установки и снятия собираемого изделия, надежность его закрепления, возможность подвода собираемых деталей и сборочных инструментов.
При разработке сборочных операций уточняется их первоначально намеченное содержание, выявляется возможность совмещения переходов во времени, определяется схема установки и закрепления базового элемента, окончательно уточняется технологическое оснащение, выбираются режимы работы, оборудование. При проектировании сборочных операций исходят из принципов концентрации и дифференциации переходов.
Принцип концентрации переходов в сборке характерен для опытного, единичного, иногда мелкосерийного производства. В этом случае сборка производится, как правило, на одном рабочем месте одним или несколькими работающими.
При дифференциации переходов сборки за рабочими местами закрепляются определенные операции, обеспечивается возможность применения средств автоматизации и механизации. При необходимости выдается задание на проектирование специального оборудования и оснастки.
Следующим этапом разработки техпроцесса сборки является нормирование технических операций на основе нормативов на слесарно-сборочные работы.
Штучное время определяется:
где k – поправочный коэффициент к оперативному времени, определяемый в зависимости от числа приемов, выполняемых рабочим.
Следующим этапом является разработка или выбор мероприятий по технике безопасности.
Технологическая документация на сборку включает маршрутно-операционные карты, карты эскизов, технологические инструкции, комплектовочные карты, включающие сведения о деталях, сборочных единицах и материалах, входящих в комплект собираемого изделия, ведомость технологической оснастки и др. документы.
Разработка технологических процессов сборки машин и их сборочных единиц
Принято различать три вида технологических процессов (ТП): единичный, типовой и групповой. Каждый ТП разрабатывается при подготовке производства изделий, конструкции которых отработаны на технологичность (ГОСТ 14.301—83). Технологический процесс разрабатывается для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого — в соответствии с достижениями науки и техники.
Разрабатываемый ТП должен обеспечивать повышение производительности труда и качества изделия; сокращение трудовых и материальных затрат; уменьшение вредных воздействий на окружающую среду; реализацию значений базовых показателей технологичности конструкции данного изделия.
Основой для нового ТП обычно служит имеющийся типовой или групповой технологический процесс. Если таковые отсутствуют, то за основу берут действующие единичные технологические процессы изготовления аналогичных изделий.
ТП должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии по системе стандартов безопасности труда (ССБТ), инструкций и других нормативных документов.
Правила применения средств вычислительной техники при проектировании технологических процессов (ГОСТ 14.416—83) предусматривают оформление документации в соответствии с требованиями стандартов Единой системы технологической документации (ЕСТД). Исходную информацию для разработки ТП подразделяют на базовую, руководящую и справочную.
Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие, и программу его выпуска.
Руководящая информация содержит требования отраслевых стандартов к технологическим процессам и методам управления ими, а также стандартов на оборудование и оснастку, документации на действующие единичные, типовые и групповые ТП, классификаторов технико-экономической информации, производственных инструкций, материалов по выбору технологических нормативов (режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.). документации по технике безопасности и промышленной санитарии.
Справочная информация имеет своим источником технологическую документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, паспорта, справочники, альбомы компоновок прогрессивных средств технологического оснащения, планировки производственных участков и методические материалы по управлению ТП.
Основные этапы разработки технологических процессов. Работа начинается с анализа исходных данных для разработки ТП (первый этап). Необходимо по имеющимся сведениям о программе выпуска и конструкторской документации на изделие ознакомиться с назначением и конструкцией изделия, с требованиями к его изготовлению и эксплуатации.
Затем последовательно выбирают действующий типовой, групповой ТП или аналог единичного процесса. Формируют технологический код изделия по технологическому классификатору, обрабатываемое изделие относится к соответствующей классификационной группе на основе кода и к действующему типовому или единичному процессу.
По классификатору заготовок, методике расчета и технико-экономической оценки выбора заготовок, стандартам и техническим условиям на заготовку и основной материал выбирают исходную заготовку и методы ее изготовления, дается технико-экономическое обоснование выбора заготовки.
Выбирают технологические базы, производится оценка точности и надежности базирования по производительности технологического процесса (используют классификаторы способов базирования и существующую методику выбора технологических баз).
По документации типового, группового или единичного ТП составляют технологический маршрут обработки, определяют последовательность технологических операций и состав технологического оснащения.
Для проектирования технологических процессов изготовления машин необходимо иметь следующие исходные данные: описание машины, подлежащей изготовлению, с четким определением ее служебного назначения; технические условия и нормы, определяющие служебное назначение машины; чертежи сборочных единиц и деталей машин; общее число машин, планируемое к выпуску в единицу времени (год, квартал, месяц); условия, в которых будет осуществляться изготовление машины (проектируемый или действующий завод, возможности использования имеющихся средств технологического оснащения, а также целесообразность приобретения или изготовления этих средств и др.); местонахождение завода (играет немаловажную роль в решении вопросов по специализации и кооперированию, снабжению и др.); наличие и перспективы подготовки кадров; плановые сроки подготовки и освоения новой машины и организации ее выпуска. Наличие перечисленных исходных данных позволяет приступить к проектированию технологических процессов в приведенной ниже последовательности.
1. Осуществляется ознакомление со служебным назначением машины, а также изучение и практический анализ технических условий и норм, определяющих служебное назначение машины (точность, производительность, КПД и другие параметры). Выполнение указанных работ позволяет оценить соответствие установленных ограничений требованиям, которые обеспечивают служебное назначение машины.
2. Установленный объем выпуска машины, ее сборочных единиц и деталей дает возможность определить тип производства и уточнить соответствие этого объема тем условиям, которые обеспечивают необходимые технико-экономические показатели производства. Например, опыт показывает, что добавление некоторого количества оборудования позволяет в ряде случаев повысить коэффициент использования всего оборудования путем увеличения первоначально намеченного выпуска машин и тем самым улучшить технико-экономические показатели.
3. Анализ чертежей машины, сборочных единиц деталей производится с точки зрения обеспечения служебного назначения машины с учетом использования всех возможностей наиболее экономичного ее изготовления при установленном объеме выпуска. В результате изучения сборочного чертежа машины устанавливаются исполнительные поверхности деталей и сборочных единиц и их взаимосвязи, а также основные и вспомогательные базы; определяются кинематические связи, обеспечивающие требуемый закон относительного движения исполнительных поверхностей. Составление схем размерных цепей необходимо для решения целого ряда важных вопросов, связанных с проектированием технологических процессов изготовления машин. Анализ схем размерных цепей помогает: правильно разобраться во взаимосвязях деталей, составляющих машину и ее сборочные единицы; определить методы достижения требуемой точности; определить, правильно ли проставлены размеры и допуски на чертежах деталей машин, и внести в чертеж соответствующие поправки; наметить последовательность сборки машин и ее сборочных единиц; выбрать технологические и измерительные базы деталей и разработать последовательность обработки поверхностей и их измерения; рассчитать межоперационные размеры, припуски и допуски; выполнить размерный анализ технологических процессов.
4. Осуществляется проектирование технологических процессов сборки машин и ее сборочных единиц.
5. Выбираются исходные заготовки и методы их изготовления; проектируются технологические процессы обработки заготовок.
6. Проектируются и изготовляются средства технологического оснащения.
7. Внедряются технологические процессы изготовления машин в производство; в эти процессы вносятся коррективы для исправления погрешностей, обнаруженных во время внедрения.
