Машиностроение и механика
Сборка машин
ОСНОВЫ СБОРКИ МАШИН
1.1 Технологический процесс сборки
Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, непосредственно связанную с последовательным соединением, взаимной ориентацией и фиксацией деталей и узлов для получения готового изделия, удовлетворяющего установленным требованиям. Виды работ, входящие в технологический процесс сборки, представлены на таблице 1.
Технологическая операция сборки представляет собой законченную часть этого процесса, выполняемую непрерывно над одной сборочной единицей или над совокупностью одновременно собираемых единиц (узлов, деталей) одним или группой (бригадой) рабочих на одном рабочем месте.
Сборочная операция — это технологическая операция установки и образования соединений составных частей заготовки или изделия.
Переход сборочного процесса — это законченная часть операции сборки, выполняемая над определенным участком сборочного соединения (узла) неизменным методом выполнения работы при использовании одних и тех же инструментов и приспособлений.
Приемом (элементом) сборочного процесса называется отдельное законченное действие рабочего в процессе сборки или подготовки к сборке изделия или узла.
Содержание операций и переходов технологического процесса сборки определяется конструкцией изделия, совершенством технологии механической обработки деталей, организационно-техническими условиями сборочного производства и размерами программного задания. Одной из важных задач разработки технологического процесса сборки является выбор степени его дифференциации.
Последовательность разработки технологического процесса сборки :
♦ в зависимости от программного задания установить целесообразную организационную форму сборки, определить ее такт и ритм;
♦ для отработки технологичности конструкций произвести технологический анализ сборочных и рабочих чертежей деталей;
♦ выполнить размерный анализ конструкций собираемых изделий, установить рациональные методы обеспечения требуемой точности сборки.
♦ определить число деталей и узлов, которые не взаимозаменяемы при сборке (при сборке по методу неполной взаимозаменяемости), размеры регулирования и пригонки;
♦ определить целесообразную степень дифференциации проектируемого процесса сборки;
♦установить последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей изделия
♦ составить схемы общей и узловых сборок;
♦определить наиболее производительные, экономичные и технически целесообразные способы соединения, проверки положений и фиксации всех составляющих изделие сборочных единиц и деталей. Составить содержание технологических операций сборки, задать методы контроля и окончательных испытаний изделия;
♦ разработать оснастку, необходимую для выполнения технологического процесса;
♦ произвести техническое нормирование сборочных работ и рассчитать экономические показатели процесса сборки;
♦ оформить техническую документацию процесса сборки.
Машиностроение и механика
Сборка машин — Сборка типовых узлов машин
СБОРКА ТИПОВЫХ УЗЛОВ МАШИН
Подготовка деталей к сборке
Точность сборки на основе принципов полной или неполной взаимозаменяемости обеспечивается преимущественно в массовом и крупносерийном производствах. В мелкосерийном и тем более в единичном производстве принцип взаимозаменяемости экономически не оправдан и применяется лишь в отдельных случаях. Детали в этих производствах обрабатывают на универсальном оборудовании обычно без применения специальных приспособлений, а контроль осуществляется универсальным измерительным инструментом, не всегда обеспечивающим требуемую точность измерений. Погрешности взаимного расположения поверхностей деталей в процессе их обработки нередко значительно превышают допускаемые отклонения. Это вызывает, как уже отмечалось, необходимость в процессе сборки дополнительно обрабатывать детали и сборочные единицы, пригоняя их по месту.
В зависимости от типа производства сборка машин в той или иной степени может быть связана с выполнением пригоночных работ. Пригоночные работы не являются сборочными и относятся к слесарным, которые предшествуют выполнению сборочных операций.
Пригоночные работы делят на технологические пригоночные работы, т. е. работы, предусмотренные технологическим процессом, и нетехнологические пригоночные работы, являющиеся следствием «несобираемости» машин. Необходимость их проведения вызывается, прежде всего, неотработанностью чертежей и технологических процессов по всему циклу производства, а также отсутствием надлежащего контроля за ходом производственного процесса.
Основной подготовительной операцией, предшествующей сборке, является очистка деталей и узлов от загрязнений, промывкой в моечных устройствах с последующей сушкой.
Слесарно-пригоночными работами устраняют погрешности механической обработки или заменяют иногда часть станочных операций , если выполнение последних по тем или иным причинам затруднительно.
Основными видами слесарно-пригоночных работ являются: обрубка, опиловка, шабрение, притирка, доводка, зачистка, правка, сверление, развертывание и нарезание отверстий по месту и в сборе и др.
Обрубкой снимают неровности на ограниченных участках поверхности, чтобы устранить местные дефекты, обнаруживаемые при сборке. Ее осуществляют вручную слесарным зубилом, или с помощью механизированного инструмента — пневматических зубил. Погрешность размеров при обрубке 0,25. 0,5 мм.
При опиловке и зачистке обычно применяют напильники и абразивные круги. Для мелких и точных работ используют надфили — напильники малых размеров (длиной 50. 100 мм) с мелкой насечкой.
Поверхности различных деталей, которые по своим размерам и конфигурации не могут быть обработаны на металлорежущих станках или опилены обычными напильниками, обрабатывают рихтовочными напильниками. Ими обрабатывают также детали из цветных металлов и низкоуглеродистой стали. Рихтовочные напильники отличаются тем, что на них профрезерованы радиальные зубья. Глубина зуба у рихтовочных напильников больше, чем у обычных, а отношение глубины к шагу должно быть не менее 0,5. Это обеспечивает достаточный объем впадин между зубьями для размещения стружки, что также существенно влияет на улучшение качества обрабатываемой поверхности. Передний угол зуба у рихтовочных напильников составляет 3. 5 0 . С помощью рихтовочных напильников хорошо снимаются грубые риски.
Для механизации работ по опиловке и зачистке широко применяют электрические или пневматические машинки, в патроне которых укрепляют специальные напильники или абразивные головки.
Шабрение в процессе сборки производят для получения ровной поверхности при пригонке сопрягаемых деталей. Хотя шабрение —трудоемкий и малопроизводительный процесс, при отсутствии специального оборудования — это один из основных способов достижения достаточной точности пригонки.
Притирку и доводку применяют при сборке для получения плотных соединений точных геометрических форм с высоким качеством поверхности (клапанов, сальников, втулок, кранов, плунжерных пар и др.). В качестве притирочных материалов используют пасты, например ГОИ, в состав которых входят порошок оксида хрома (74. 81%), кремнезем, стеарин и др. Изготовляют грубые и средние пасты ГОИ для предварительной притирки и тонкие — для окончательной притирки и доводки.
Инструментом для притирки являются притиры — диски, цилиндры, конусы (подвижные притиры), плиты, бруски, трубы, кольца (неподвижные притиры), изготовленные по форме притираемых деталей. Притиры изготовляют из стекла, мелкозернистого чугуна, мягкой стали, красной меди, латуни, свинца, древесины (клен, дуб, бук).
Сверление отверстий чаще всего производят на вертикально-сверлильных станках. Кроме того, для этого широко используют настольные сверлильные и радиально-сверлильные станки. Однако при выполнении некоторых сборочных операций, особенно при сборке крупных машин, сверлильные работы, как правило, выполняют вручную. При ручном способе сверления отверстий обычно применяют ручные, пневматические и электрические дрели.
Пневматические дрели работают под действием сжатого воздуха (давление 0,5. 0,6 МПа). Они бывают поршневые и роторные. Масса пневматических дрелей с роторным двигателем 1,5..14 кг. Их применяют для сверления отверстий диаметром 6. 22 мм. Дрели с поршневым двигателем массой 12. 20 кг используют для сверления отверстий диаметром 22. 32 мм.
Электрические дрели экономичнее, чем пневматические, имеют реверс вращения, но более чувствительны к перегрузкам и требуют заземления.
Для удобства работы в узких и труднодоступных местах дрели снабжают специальными удлинителями, угловыми насадками и т. п.
В последнее время в производстве широко применяют высокочастотные дрели, работающие при напряжениях 72 и 36 В. Они значительно легче, меньше обычных и более безопасны в работе.
Пневматические и электрические дрели в случае необходимости могут быть установлены на специальные стойки и использованы как для сверления, так и для развертывания, нарезания резьбы и т. п.
Нарезание резьбы является одной из распространенных слесарных операций, выполняемых при сборочных работах, и осуществляется с помощью резьбонарезной головки и вручную.
Основными режущими инструментами для ручного нарезания резьбы в отверстиях являются метчики, а для нарезания резьбы на стержнях, болтах, винтах — винтонарезные плашки.
Наружную резьбу при сборочных работах обычно нарезают круглыми плашками за один проход с помощью воротка.
Зачистку базовых плоскостей в отверстиях при сборке выполняют цилиндрическими зенковками.
Правку деталей в процессе сборки производят для того, чтобы придать им требуемую форму перед монтажом в узлы или изделия. Правку деталей для обеспечения прямолинейности их осей в процессе сборки, как правило, не делают.
Мойка. Металлические опилки, кусочки стружки, остатки обтирочных материалов, абразивный порошок, попадающие в отверстия или каналы детали, могут впоследствии при работе машины попасть вместе со смазкой в подшипники и привести к нагреву и преждевременному износу подшипников, а нередко и к выходу из строя всей машины. Для предотвращения этого детали и сборочные единицы перед сборкой следует промыть. Эту операцию выполняют в промывочных баках и шкафах, а также в механизированных моечных машинах.
Сильно загрязненные мелкие детали, особенно детали сложной конфигурации, трудно промывать с помощью обычных установок. В этих случаях применяют установки с использованием ультразвуковых колебаний. Благодаря эффекту кавитации частицы жидкости получают большую скорость и, ударяясь о поверхность детали со значительной силой, разрушают слой грязи или смазки, быстро очищая деталь.
Сушка. После промывки детали должны быть тщательно просушены. Обычно для этой цели используют сжатый воздух, которым обдувают детали. Сушку целесообразно проводить перед каждой сборочной операцией. Особенно тщательно необходимо продувать отверстия, пазы, канавки и прочие места, где легче всего задерживаются пыль и грязь. Для удобства обдувки каждое рабочее место сборки должно быть оборудовано постом от воздушной магистрали и гибким шлангом, оснащенным специальным устройством — пистолетом. Таким пистолетом удобно пользоваться при обдувке деталей и сборочных единиц сложной конфигурации. Удлиненный мундштук дает возможность направлять струю воздуха в различные углубления, что не всегда можно делать посредством обычного наконечника. К тому же малый диаметр ствола пистолета позволяет создать сильную струю воздуха.
Типовые процессы сборки машин
7.1. Технологический процесс сборки машин и механизмов
Технологический процесс сборки машин и механизмов представляет собой часть производственного процесса, характеризующуюся последовательным соединением деталей в подгруппы, группы и готовое изделие. Эта часть процесса является совокупностью операций по соединению готовых деталей в определённой последовательности с целью получения машины или механизма, полностью отвечающих установленным для них техническим требованиям.
В машиностроении готовые изделия обычно собирают на том же предприятии, где изготовляют детали для этого изделия. Лишь в тех случаях, когда изделия громоздки (мощные турбины, тяжёлые прессы, подъёмные краны и т. п.) их собирают на месте у потребителя. Однако, даже в тех случаях, когда окончательную сборку машины ведут одновременно с установкой её на фундамент, первоначальную (предварительную) сборку всей машины или отдельных её узлов производят на заводе-изготовителе.
В ряде случаев окончательную сборку машины (комбайна, самолёта и т. п.) на заводе-изготовителе не делают с целью сохранения транспортабельности продукции при железнодорожных перевозках её к потребителю в пределах установленных габаритов.
Первичным элементом всякой собираемой машины, её основой является деталь.
Деталью называют часть машины, в которой нет никаких соединений. Несколько деталей, собранных и скреплённых между собой каким-либо способом, составляют узел.
Узлом называют такую составную часть машины, которая может быть собрана самостоятельно, отдельно от других элементов машины. Если механизм машины не может быть собран отдельно, а образовывается в процессе сборки с другими элементами изделия, то он не может рассматриваться с технологических позиций как узел машины. Он может быть составлен из нескольких деталей или нескольких простых подузлов, связанных между собой посредством крепёжных деталей.
Узел, непосредственно входящий в изделие, называется группой, узел, входящий в изделие не непосредственно, а через группу, называется подгруппой.
На рисунке 7.1 приведены общий вид натяжного ролика в сборе и принципиальная схема этого изделия, расчленённого на составные элементы (детали). Каждый элемент изделия изображён на схеме в виде прямоугольника, в верхней части которого указан номер элемента, в средней — наименование, а в нижней части — количество собираемых элементов.
Базовой деталью, или узлом, называют основной элемент, с которого начинается процесс сборки. В приведённом примере базовой деталью является ось ролика (деталь 4).
В современном машиностроении сборка расчленяется на узловую и общую сборку. Под узловой понимают последовательную сборку подгрупп и групп, а под общей — сборку готовых изделий.
Технологические схемы узловой и общей сборки строят обычно отдельно. В них приводят порядок комплектования узлов и изделия в целом. Такие схемы сборки можно также использовать для оценки технологичности конструкции, так как если схема позволяет выполнить общую сборку из предварительно собранных узлов, то, следовательно, собирать эти узлы можно параллельно, то есть сокращать общий цикл сборки.
Рисунок 7.1 — Схема расчленённого изделия
В приборостроении и аппаратостроении там, где в изделии имеются элементы, образующие электрические и магнитные цепи, различают электрическую сборку и монтажные работы. Особую, весьма сложную часть сборочных работ, составляют регулировочные, наладочные, настроечные и испытательные работы.
Общей сборкой называется та часть технологического процесса сборки, в течение которой происходит соединение и фиксация составляющих изделий групп и подгрупп, входящих в готовое изделие. В результате общей сборки должно получиться готовое изделие, соответствующее всем предъявленным к нему техническим требованиям или техническим условиям.
Соответственно узловой сборкой называется та часть технологического процесса сборки, которая имеет целью образование самих групп и подгрупп, входящих в данное изделие.
Технологический процесс сборки состоит из ряда отдельных операций, среди которых основными являются различного вида операции соединения сопрягаемых элементов изделия путём приведения в соприкосновение их основных и вспомогательных базовых поверхностей. Кроме того, в процессе сборки проверяют или контролируют требуемую точность взаимного положения элементов изделия, внесение, если необходимо, соответствующих исправлений путём регулирования, пригонки или подбора и, наконец, фиксируют правильное положение.
Сборка у токопроводящих соединений отдельных конструктивных элементов и электромагнитных систем являются предметом электрической сборки и монтажа.
В состав монтажных работ входят заготовка соединительных проводов для монтажных схем, изготовление (вязка) жгутов, внутренний электрический монтаж и соединение элементов монтажной схемы.
Далее идут механические, электрические и климатические испытания.
К технологическому процессу сборки относятся также операции, связанные с контролем (проверкой) правильности действия всего изделия или его отдельных узлов.
Сборочные операции часто перемежаются и другими необходимыми по ходу работ операциями, связанными с очисткой, промывкой, пропиткой, окраской и отделкой деталей, узлов или всего изделия в целом. В сборочном цехе выполняют также комплектовочные работы, имеющие весьма важное значение для бесперебойной работы цеха, и некоторые несложные заготовительные операции.
При построении технологического процесса сборки и зависимости от взаимосвязи подгруппы с группой различают подгруппы различных порядков (подгруппы первого порядка, подгруппы второго порядка и т. д.).
