Выполнение основных этапов автоматической сборки

Этап автоматической ориентации деталей и составных частей изделия. Обычно детали подают к сборочному автомату в таре и засыпают в его приемную емкость навалом в количе­стве, потребном на несколько часов работы. Из бункера детали в строго ориентированном виде поступают на сборочную позицию автомата. В настоящее время известно много типов бункерно-загрузочных устройств, однако наибольшее, распространение в сборочных автоматах получили вибрационные бункерно-ориентирующие устройства (ВБОУ). Они имеют электромагнитные или пневматические двигатели, позволяющие регулировать скорость перемещения деталей по лотку путем изменения амплитуды колебаний. ВБОУ выполняют с диаметром чаши от 75 до 900 мм. Чаши ВБОУ выполняют литыми или из листового материала. Последние создают меньший шум, однако они часто имеют «мерт­вые» точки, через которые не происходит движение деталей. В этих местах детали склонны налезать одна на другую. Чаши таких бункеров имеют привёртные сменные спиральные лотки. Для обеспечения трения, уменьшения износа и шума чаши бункеров имеют покрытие. Ориентация деталей в ВБОУ может быть пассивной, активной и смешанной. Пассивная ориентация осуще­ствляется путем удаления с лотка ВБОУ деталей, занимающих неправильное положение. Наиболее распространены способы уда­ления деталей в профильные вырезы, с помощью упоров или отсекателей, а также по принципу смещения центра тяжести ориентируемых деталей. Во всех случаях детали, занимающие на лотке неправильное по­ложение, сбрасываются в чашу бункера. При нескольких ступе­нях пассивной ориентации конечного положения на лотке дости­гает незначительное число деталей. Несмотря на простоту конструкции и высокую надежность в работе, ВБОУ с пассивной ориентацией недостаточно производительны. Повы­шения производительности достигают увеличением амплитуды колебаний, применением чаш с многозаходными лот­ками, а также сдвоенных чаш. Активную ориентацию осуществляют принудительным изменением положе­ния деталей на лотке без сброса их в чашу бункера. Это обеспе­чивается применением окон для деталей со смещенным центра тяжести, струи сжатого воздуха для перевертывания неправильно стоящих на лотке деталей, магнитного поля для несимметрич­ных токопроводящих деталей. Активную ориентацию нередко производят механическими устройствами, связанными с фотоэлектрическими и другими датчиками положения де­тали.

ВБОУ с активными средствами ориентации более производи­тельны, так как нет сбросов деталей в чашу бункера. Однако при использовании сложных систем ориентации возможны отказы, что вызывает простои и снижение производительности ВБОУ.

Если используются устройства с пассивной ориентацией, то при более простых деталях уменьшается количество сбросов неправильно ориентированных деталей в чашу бункера. Расчет­ную производительность ВБОУ при этом можно несколько сни­зить. Если используются устройства с активной ориентацией, то при более простых деталях уменьшается количество этапов ори­ентации и число устройств, изменяющих положение детали на лотке, и соответственно повышается надежность работы ВБ в целом.

Кроме бункерно-ориентирующих устройств детали в сборочные автоматы подаются из кассет. Кассеты представляют собой прямоугольные или круглые плиты с углублениями для деталей, находящихся там в строго ориентированном положении. У кассет прямоугольной формы ячейки расположены параллельными рядами, а у круглых по спирали или по концентрическим окружностям. Кассету устанавливают на сборочном автомате в точно фиксированное положение. Механическая рука передает детали из кассеты на сборочную позицию автомата, а собранный объект – в другую кассету для выполнения после­дующих операций сборки. Для того чтобы механическая рука брала детали только из одного фиксированного положения, кас­сета перемещается после каждого цикла на шаг в продольном направлении при помощи специального координатного устройства. Заряжают кассеты вручную, что малопроизводительна, или на вибростенде простой засыпкой деталей на ее верхнюю пло­скость. Под действием вибраций детали западают в углубления, а избыток сбрасывается с кассеты.

Применение кассет улучшает условия переналаживаемости сборочного оборудования. По сравнению с переналадкой бункер­но-ориентирующих устройств кассеты для различных деталей заменяются очень быстро и легко. Кассеты, кроме того, используют как тару при перемещении деталей и элементов изделия без потери ориентации.

Для деталей сложных форм создание надежно действующих ориентирующих устройств представляет весьма сложную задачу. В этом случае для питания сборочных автоматов обычно исполь­зуют магазины. Магазины применяют также в случае, когда раз­меры деталей велики; бункерно-ориентирующие устройства для этих деталей могли бы при этом получиться весьма крупногаба­ритными и неудобными для компоновки сборочных автоматов. Магазины незаменимы для хрупких и легкодеформируемых дета­лей, а также для деталей, имеющих точно и чисто обработанные поверхности, которые могут быть повреждены в бункере. Очень часто магазины используют при длительном цикле сборки, когда, запас деталей не очень большой. Магазины выполняют лоткового, ящичного и поворотного типов. В лотковых магазинах детали под действием собственного веса или внешней силы перемещаются к питателю. Эти магазины применяют как для сложных, так и для простых деталей в виде тел вращения. Загружают магазины вручную ориентированными деталями поштучно или небольшими порциями. В некоторых случаях загружают из кассет. Возможна загрузка по лоткам от смежно расположенных станков-автоматов.

В сборочных автоматах нередко применяют смешанное пита­ние деталями. Базовые детали собираемого изделия как наибо­лее сложные и крупные подаются из магазина; остальные детали как более простые и мелкие могут подаваться из вибрационных бункерно-ориентирующих устройств. Плоские штампованные де­тали в отдельных случаях могут подаваться на сборочную позицию в виде ленты. При штамповании этих деталей между ними остается узкая перемычка, разрушаемая после постановки детали на собираемое изде­лие. В этом случае наиболее просто решается задача ориентации и подачи деталей на сборочную позицию.

Перед загрузкой деталей в бункерно-ориентирующие устрой­ства, магазины и кассеты тщательно очищают от стружки, загряз­нений, консервирующего состава, следов смазочно-охлаждающей жидкости и абразивных частиц; промывают их на механизирован­ных или автоматизированных установках.

Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гаран­тированным зазором. К этим видам соединений относится наде­вание втулок, колец и шайб на шейки деталей класса валов и других деталей типа тел вращения, посадка втулок, колец, шайб, гладких и ступенчатых стержней в отверстия корпусных и других деталей. Этот вид соединений весьма рас­пространен в машиностроении. При выполнении дан­ного соединения одна деталь занимает непод­вижное положение в сборочном приспособлении, а другая, на­правляемая специальным устройством, надевается на первую. При рассмотрении этого процесса можно выявить следующие его особенности. В реальных производственных условиях, даже на точно изготовленной сбороч­ной машине невозможно совместить оси сопрягаемых поверхно­стей деталей. При жестком закреплении этих деталей их полная собираемость может быть достигнута при том усло­вии, если наибольшее смещение осей не превышает минималь­ного радиального зазора в сопряжении.

Для лучшего направления сопрягаемых деталей на них делают фаски с углом 45°. С уменьшени­ем угла улучшается центрирование деталей, а осевое усилие падает. При малых значениях угла активная длина сопря­жения деталей заметно сокращается, что не всегда допустимо. С увеличением угла центрирование ухудшается, а усилие сборки резко возрастает.

При этих размерах величина допустимого смещения осей в процессе сборки сопрягаемых деталей может быть значительно увеличена, в результате чего требования к точности изготовления сборочного автомата снижаются. Если толщина одной из сопря­гаемых деталей мала, то размер фаски на ней приходится умень­шать, что может быть компенсировано увеличением размера фаски на другой сопряженной детали. Практически сборку узлов на автоматах без фасок на деталях осуществить весьма затруднительно, а при малых зазо­рах совсем невозможно.

Процесс сборки по цилиндрическим поверхностям, имеющим фаски, состоит из трех последовательных стадий: под­вода одной из сопрягаемых деталей к другой до контакта по фаскам; скольжения подведенной детали по фаске второй детали под действием силы тяжести до совмещения осей сопрягаемых поверхностей; осу­ществления заданного сопряжения с обеспечением заданного осе­вого положения подаваемой детали.

Для повышения собираемости деталей с гарантированным зазором есть различные методы, пока еще не нашедшие широкого применения в промышленности. К ним можно отнести сборку с использованием вибрационных искателей, которые обеспечивают перемещение одной из деталей перед их соединением по замкнутой траектории, дающей возможность осу­ществить сборку под воздействием приложенной осевой силы. Траектории могут быть: прямолинейными, эллиптическими, спи­ральными, синусоидальными и др. Вибрационные искатели позво­ляют осуществлять сборку без фасок на деталях. Их недостаток — усложнение схемы сборочного автомата и загро­мождение его рабочего пространства. К перспективным методам повышения собираемости следует отнести ориентацию деталей во вращающемся магнитном поле, а также ориентацию деталей во вращающемся потоке газов.

Для сборки соединений с гарантированным зазором использу­ется четыре типа исполнительных устройств. К первому типу относятся устройства гравитационного исполнения. Их применяют при сборке сопряжений с большими зазорами и большом весе присоединяемой детали. Высота детали не должна быть меньше половины ее диаметра.

При сборке сопряжений с малыми зазорами и малом весе по­даваемой детали используют устройства второго типа с трубча­тыми направляющими элементами и досылателями.

Устройства третьего типа с упругими элементами, обеспечи­вающими компенсацию смещения осей при сборке. Устройство применяют при зазорах в сопряжениях больше 0,02 мм и при ма­лых толщинах присоединяемых деталей. Детали должны иметь направляющие фаски.

Для подачи деталей ступенчатой формы, легко перекашиваемых в трубчатых направляющих элементах, используют устройства четвертого типа, представляющие собой механическую руку с автоматическими захватами.

При сборке специальных соединений используют специальные устройства, обеспечивающие захват, перемещение и точное направление устанавливаемой детали.

Качество соединений данного вида при автоматической сборке обычно не контролируют. При необходимости проверяется нали­чие поставленных деталей и правильность их положения в со­бранном изделии. Контроль осуществляют механическими щупа­ми, конечными выключателями, а также фотоэлементами. В случае обнаружения дефектности соединения цикл сборки автоматически прерывается или дается команда на холостое прохождение собираемого изделия по по­следующим позициям сборки.

Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гаран­тированным натягом. Она весьма распространена в машиностроении. Ее применяют для деталей тех же классов, что и при сборке с гарантированным зазором. Характерная особенность данного вида автоматической сборки — обязательность наличия на сопрягаемых деталях фасок, точное направление деталей при сборке и не­обходимость приложения значительных осевых.

Для автоматической сборки сопряжений с гарантированным натягом наиболее применимо исполнительное устройство, которое обеспечивает компенсацию возможного смещения осей и направление запрессовываемой детали. Хорошие результаты дает также устройство с базированием деталей по сопрягаемым поверхностям.

Контролируют качество запрессовки в процессе автоматической сборки несколькими способами. Наиболее распространен контроль по силе запрессовки. В этом случае используют датчики давления масла, установленные на напорной полости гидравли­ческого прессующего цилиндра, или тензодатчики на штоке этого цилиндра.

При автоматической сборке возможен контроль качества за­прессовки по ее продолжительности или по количеству ударных импульсов. Этот метод удобен также, если используется не ста­тическая, а пульсирующая сила запрессовки. Для заданной по­садки предварительно устанавливается минимальное и макси­мальное усилие запрессовки или наименьшее и наибольшее коли­чество ударных импульсов. Прессующее устройство начинает за­прессовку детали с минимальным усилием, действующим опреде­ленное время. После этого усилие автоматически повышается до максимального, значения, которое также действует определенное время. Если при минимальном усилии запрессовка заканчивается раньше поло­женного времени, то операция прерывается с подачей соответ­ствующего светового сигнала. Если при максимальном усилии по истечении установленного времени деталь не напрессовывается до конца, операция также прерывается с подачей другого светового сигнала.

Контролируют качество выполненной запрессовки для ответ­ственных сопряжений, используя ультразвуковые колебания. Про­хождение ультразвука через контролируемый стык зависит от величины удельного давления. При малых удельных давлениях ультразвуковые колебания в большей степени рассеиваются и от­ражаются в обратном направлении. Приемное устройство, распо­ложенное на пути распространения этих колебаний, будет регист­рировать меньшую энергию поступивших в него колебаний. Конт­роль может быть осуществлен на специальной установке или на позиции сборочного устройства. Прозвучивание производят по спиральной линии для оценки качества сопряжения по всей по­верхности; при этом сопряжение вращается вокруг своей оси, а датчик ультразвуковых колебаний перемещается вдоль обра­зующей. Поверхность детали должна быть гладкой, без выступов и углублений.

Заданное качество соединений при автоматической сборке чаще всего обеспечивается предварительным контролем размеров сопрягаемых деталей. Этот контроль при массовом выпуске изделий производят на контрольно-сортировочных автоматах.

Сборка соединений с гарантированным натягом при тепловом воздействии на сопрягаемые детали. Такую сборку в условиях автоматизации осуществляют нагревая охватывающую или охлаждая охватываемую детали. Средства нагрева: ванны с кипящей водой, масляные ванны, туннельно-конвейерные нагревательные устройства, индукционные установки, питаемые током высокой или промышленной частоты. Индукционные устройства малогабаритны, легко встраиваются в автоматическое сборочное оборудование и обеспечивают скорость нагрева 2-5 град/с и выше. При использовании установок промышлен­ной частоты достигается равномерное распределение тепла по сечению детали, а температуру нагрева можно точно регулиро­вать временем включения тока.

Средства охлаждения — установки для непрерывного переме­щения и выдачи деталей с использованием различных хладоносителей. Для небольших деталей возможно использова­ние вибрационных бункерно-загрузочных устройств. В предбункер этих устройств загружается углекислота. Для более крупных деталей используют конвейерные установки непрерывно­го охлаждения. В процессе перемещения детали омываются пара­ми жидкого азота. Применяют также холодильные конвейер­ные установки, в которых детали охлаждаются воздушным пото­ком, проходящим через теплообменник специального рефрижера­торного устройства. Температуру в них регулируют в достаточно широком диапазоне. Во избежание конденсации влаги важна тщательная осушка воздуха. В камере охлаждения должно быть избыточное давление, чтобы в нее не попадал наружный воздух. Установки описанных типов должны находиться в непосредственной близости от автоматического сборочного обо­рудования.

Сборка с охлаждением охватываемой детали не изменяет исходную структуру и физико-механические свойства металла. Время охлаждения охватываемых деталей меньше, чем время нагревания охватываемых. Однако стальные детали при охлаж­дении становятся хрупкими; при их посадке в охватывающие нельзя применять удары и большие усилия, особенно при нали­чии тонких стенок и резких переходов в сечениях. При автоматической сборке с тепловым воздействием необходимо обращать особое внимание на уменьшение времени переноса нагретой детали на сборочную позицию.

Контролировать качество сопряжений по ходу выполнения тепловой сборки затруднительно. Заданное качество сопряжений обеспечивают тщательным и стопроцентным контролем размеров сопряженных деталей. Контролировать качество сборки ответ­ственных сопряжений можно также ранее рассмотренным ультра­звуковым методом.

Сборка резьбовых соединений. Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении. Они обеспечивают возможность разборки и вторичной сборки изделий без повреждения сопрягаемых деталей. Трудоемкость сборки резьбовых соединений относительно велика. В отдельных отраслях машино­строения она достигает 30% от трудоемкости сборки всего изделия; это привело к разработке и использованию средств механизации и частичной автоматиза­ции для этого вида работ. Процесс сборки с использованием резьбовых крепежных деталей состоит из нескольких последова­тельно выполняемых этапов. На сборочную позицию устанавли­вают и взаимно ориентируют сопрягаемые детали изделия. Затем подают и завинчивают резьбовые крепежные детали, завинчивание включает в себя три этапа: наживление резьбовых дета­лей, завертывание на основную часть резьбы и последующую за­тяжку с заданным моментом. Наживление крепежных деталей наибольшая трудность при автоматиче­ской сборке резьбовых соединений. Поэтому наживле­ние делают вручную, а последующие завертывание и затяжку средствами механизации или автоматизации. Имеющиеся примеры ее решения немногочисленны и в основном относятся к области поточно-массового производства.

При разработке средств автоматизации часто возникают труд­ности, вызываемые нетехнологичной конструкцией резьбовых деталей. Существующие ГОСТы и нормали на резьбовые крепеж­ные детали составлены без учета условий выполнения автомати­ческой сборки. Внесение в их конструкцию небольших изменений существенно облегчает выполнение автоматической сборки.

Расположение крепежных деталей должно быть доступным для выполнения автоматической сборки, т. е. расстояния друг от друга не должны быть близки, так как это затрудняет использование многошпиндельных винто- и гайкозавертывающих устройств. Крепежные детали располагают в из­делии так, чтобы их подача, завертывание и затяжка происходила путем перемещения сборочных исполнительных устройств по прямолинейным траекториям. Оси крепежных деталей с каждой стороны изделия следует располагать параллельно. Размеры кре­пежных деталей должны быть по возможности унифицированы.

Вид резьбового соединения оказывает большое влияние на возможности автоматической сборки. В ма­шиностроении применяют три основных вида резьбовых соедине­ний: болтовые, винтовые и резьбовыми шпильками.

Болтовые соединения наименее удобны для автоматической сборки, так как технологический процесс состоит из большого числа последовательно выполняемых переходов. Предварительно ориентированный болт с надетой шайбой подают и вставляют в отверстия соединяемых деталей. До окончания затяжки болт нужно поддерживать от выпадения и провертывания. Болты, вставляемые в отверстия с натягом, не требуют поддерживания от выпадения, однако для их постановки нужны прессующие уст­ройства. Далее следуют постановка одной или двух шайб, наживление гайки, ее навертывание и затяжка до требуемого мо­мента. В отдельных конструкциях предусматривают шплинтовку гайки, однако этот переход при автоматизации сборки труден и нежелателен. Для выполнения рассмотренных переходов нужен комплекс исполнительных устройств, работающих в определенной последовательности и с высокой степенью надежности.

Соединения при помощи резьбовых шпилек более технологич­ны, так как процесс автоматической сборки состоит из меньшего количества переходов. Сначала ввертывают шпильки в резьбо­вые отверстия базовой детали с заданным крутящим моментом. Затем на ввернутые шпильки надевают сопряженную деталь и ставят шайбы. После ориентации и подачи гаек на сборочную позицию автомата их наживляют, завертывают и затягивают гайки с заданным крутящим моментом.

Наиболее просто автоматизируется сборка винтовых соедине­ний. После установки сопряженных деталей в нужное положении происходит подача, наживление, завертывание и затяжка вин­тов. Использование винтов с потайной конической головкой обеспечивает их хорошее стопорение без применения шайб. При наличии цилиндрической, полукруглой или шестигранной головки сборка несколько усложняется из-за необходимости предварительного надевания на ввертываемые винты обычных или разрезных шайб. Весьма перспективны самонарезающие винты. Их можно ставить без шайб, так как они обеспечивают хорошее стопорящее действие. При наличии заборного конуса они легко направляются гладким отверстием в начале процесса завертывания. Возможности осуществления автоматической сборки зависят от конструктивного оформления элементов резьбовых деталей.

В настоящее время применяют следующие основные схемы сборки резьбовых соединений в автоматическом и смешанном циклах.

1.Наживление, завертывание и затяжку резьбовых крепеж­ных деталей с заданным моментом. Всю сборку осуществляют на одно- и двухшпиндельных установках автоматического или полуавтоматического типа. Тарирование момента затяжки обеспе­чивается посредством кулачковой или фрикционной муфты. Дан­ную схему применяют при сборке резьбовых соединений диамет­ром до Мб, когда в технических условиях не предусмотрена рав­номерная затяжка всех крепежных деталей в определенной последовательности за несколько этапов. При наличии несколь­ких крепежных деталей базовая деталь собираемого изделия перемещается под шпинделем завертывающего устройства в соот­ветствующие положения.

2.Наживление и завертывание крепежных деталей до некото­рого промежуточного момента на одно: или двухшпиндельных установках с последующей передачей собираемого изделия на другую установку многошпиндельного типа для единовременной затяжки всех крепежных деталей с заданным моментом. Эту схему применяют для крепежных деталей диаметром от М8 до М16

3.Ручное наживление крепежных деталей с последующей пе­редачей собираемого узла изделия на многошпиндельную уста­новку для единовременного завертывания и затяжки крепежных деталей с заданным моментом. Схему применяют при диаметре крепежных деталей более М14.

Сборку резьбовых соединений по рассмотренным схемам мож­но выполнять на отдельных установках, на установках, встраи­ваемых в автоматические или полуавтоматические линии, а также специальными устройствами, представляющими собой часть более сложных технологических комплексов.

Соединения заклепками. Такие соединения более технологич­ны в условиях автоматической сборки, чем соединения резьбовые. Для выполнения клепаных соединений используют более простое и надежно работающее оборудование. Время на выполнение этих соединений сравнительно мало, а качество их более однородное. Склепывание в автоматизированном производстве применяют для прочного и герметичного неразборного соединения деталей, полу­ченных главным образом из листового материала в тех случаях, когда нагрев соединяемых деталей нежелателен, а также при сборке деталей из разнородных материалов, сварка и пайка которых затруднена, а склеивание не обеспечива­ет нужной прочности.

Обычно используют стандартные заклепки с головками раз­личного вида и специальные. В трудно­доступных местах, производят одностороннюю клепку, применяя специальные заклепки. В условиях автоматизации предпочти­тельна холодная клепка при диаметре заклепок до 10 мм, когда упрощаются исполнительные устройства и компоновка клепального оборудования. Замыкающую головку заклепок образуют ударами и давлением. Предпочтительна клепка давлением как более качественная. Она бесшумна и не вы­зывает вредных для автоматических устройств сотрясений. Замыкающие головки трубчатых заклепок получают развальцов­кой. Недавно предложен орбитальный метод клепки, при кото­ром замыкающую головку образуют давлением и раскатыванием. В процессе работы пуансон покачивается, что снижает усилие клепки, улучшает ее качество, но несколько снижает производи­тельность.

Склепыванию предшествует подготовка отверстий и прижа­тие соединяемых деталей. Отверстия получают пробивкой и свер­лением, которое рекомендуют для ответственных соединений. Пробивка отверстий вызывает наклеп и трещины на их краях. Повышение точности расположения отверстий обеспечивается многошпиндельным сверлением или одновременной пробивкой несколькими пуансонами. Прижатие склепываемых деталей повы­шает прочность соединения на 15—20%. Для неответственных и негерметичных соединений допустима клепка без прижатия деталей.

Замыкающую головку получают прямым и обратным спосо­бами. При прямом способе закладная головка заклепки упирает­ся в поддержку, а замыкающая головка образуется обжимкой под действием приложенной силы. При обратном способе силу прикладывают к закладной головке, а замыкающую получают расплющенной формы от соприкосновения с плоской поддержкой. Второй способ более предпочтителен, так как заклепки вводят в отверстия сверху. Для повышения производительности целесо­образно применять групповую клепку, при которой одновременно ставятся все заклепки собираемого изделия, а также применять, методы клепки с высокой степенью концентрации технологиче­ских переходов. В этом смысле перспективны рассматриваемые ниже новые методы клепки.

В качестве технологического оборудования применяют клепаль­ные прессы, полуавтоматы и автоматы. В прессах заклепки встав­ляют вручную, в полуавтоматах — автоматически при помощи пода­ющего устройства. В автоматах пробивка отверстий, вставка и об­жатие замыкающих головок заклепок происходят автоматически. Полуавтоматы и автоматы служат для холодной клепки с наиболь­шим диаметром заклепок до 8 мм; время на расклепывание одной заклепки около 0,5 с.

Крупногабаритные изделия собирают на клепальных установках. На этих установках в определенной последовательности сверлятся отверстия, вставляются и осажива­ются заклепки. Элементы изделия предварительно собирают в сборочном приспособлении. Детали, подвергаемые склепыванию, должны быть удобны для применения клепальных автоматов и полуавтоматов. Расположение заклепок не должно быть тесным, так как при этом приходится производить не групповую, а последовательную клепку, перемещай собираемый объект в рабочую зону автомата за несколько приемов.

Процесс автоматический клепки обычно состоит из следующих основных этапов: 1)установка соединяемых деталей в точно ори­ентированное положение в сборочное приспособление автомата или полуавтомата манипулятором или вручную; 2)вставка заклепок в отверстия соединяемых деталей; 3)осадка замыкающих головок заклепок с предварительным сжатием соединяемых деталей или без него; 4)удаление собранного изделия в тару или на следующую позицию автомата.

Этапы 2 и 3 можно выполнять в разных вариантах. Простейший из них — это последовательная вставка и расклепывание заклепок в установленной последовательности. Более производительна по­следовательная вставка и одновременное расклепывание всех за­клепок. При этом варианте применяют более мощные прессы и точ­ные по длине заклепки. Еще более производительны, но более сложны — одновременная вставка и расклепывание всех заклепок.

Сборка методом пластического деформирования. Такая сборка соединяемых деталей широко распространена в машиностроении. Дефор­мации подвергается одна из соединяемых деталей, выполняемая из листа, трубы, полосы или проволоки. Обычно она имеет в месте сопряжения тонкие стенки. Примеры выполнения соединений (рисунок 57): а)вальцевание роликовой вальцов­кой, производимое в целях получения плотного и герметичного соединения трубы с сопряженной деталью; б)отбортовка роли­ковой вальцовкой или на прессе обжимкой для прочного соединения втулки с листовой деталью; в)завальцовывание роликовой валь­цовкой; г)дорнование втулки шариком или оправкой в целях повышения плотности ее посадки в отверстии; д)отгибка для плотного скрепления соединяемых деталей; е)соединение дета­лей скручиванием выступающих элементов; ж)соединение листо­вых деталей в фальц; з)кернение деталей.

Рисунок 57 – Примеры выполнения соединений методом пластического

деформирования

Приведенные при­меры неразъемных соединений удобны для автоматической сборки: в них нет специальных скрепляющих деталей, соединения выполняют простыми по кинематике движения­ми инструмента, соединение выполняют высокопроизводи­тельным и надежно работающим оборудованием и инструментом, качество соединения обеспечивается в процессе сборки путем уста­новления контроля за режимом работы оборудования. Эти режимы должны быть рассчитаны в це­лях получения необходимых остаточных напряжений в зоне упругопластической деформации соединяемых деталей. Решение данной задачи достаточно сложно и зависит от конструкции выполняемого соединения.

Автоматическая пайка. Ее широко применяют для прочного и герметичного соединения Деталей различие из большого количества известных методов пайки не все пригодны для условий автоматизации.

Наиболее пригодна для автоматизированного производства пай­ка индукционная, в печах, погружением и в пламени горючих газов. В зависимости от применяемого метода пайки изменяются и требования к конструктивному оформлению соединяемых деталей.

Последовательность пайки следующая: очистка и обезжиривание соединяемых деталей, промывка и сушка горячим воздухом, сборка изделия, внесение флюса и припоя в мес­то соединения деталей, местный или общий нагрев изделия, охлаж­дение изделия, промывка его для удаления остатка флюса. Пере­численные этапы частично или полностью выполняются автомати­чески. Поверхности контакта соединяемых деталей должны быть доступны для автоматической очистки и обезжири­вания, которое чаще всего осуществляют в ваннах методом погружения. Конструкции должны быть оформлены так, чтобы моющий раствор свободно проникал к поверхностям сопряжения и стекал с деталей после их очистки. Для фиксации соединяемых под пайку деталей необходимо предусматривать их взаимное центрирование или использовать для этой цели специальные приспособления, преду­сматривая соответствующее базирование деталей. Флюс к месту пайки чаще всего подается в распыленном виде.

Припой в зону пайки подают в виде пасты, которая включает в себя мягкий или средний припой, флюс и связующее вещество; проволочных колец; шайб или пластинок из припоя, а пайку можно осуществлять непосредственно в ванне с расплавленным припоем. Часто собираемое изделие погружают непосредственно в ванну с расплавленным припоем, погружая туда собираемое изделие. Пасту к месту пайки подают экструдером в дозированном коли­честве; при этом предусматривается достаточная по объему полость, объем которой назначается с учетом усадки и выгорания летучих компонентов пасты. Припой в виде колец или шайб удобен для автоматической пайки круглых швов. В конструкции соединяемых деталей необходимо, однако, предусматривать фаски и другие элементы, благоприятствующие получению хорошо сформированных швов.

При пайке различными методами необходимо обеспечивать надежное проникновение припоя к месту соединения. Это дости­гается правильно выбранными зазорами, доступностью мест пай­ки, устранением воздушных мешков в зоне пайки и правильным расчетом тепловых деформаций, деталей.

Индукционный нагрев токами высокой частоты весьма эффективен для автоматизированного производства. Однако конструктивное оформление соединения должно быть удобным для поведения индуктора. При этом методе необходимо устранять местный перегрев изде­лия.

Для местного нагрева изделий при автоматической пайке удоб­но пламя горючих газов. Этот метод прост и эффективен, приме­няется для изделий более сложной конфигурации, чем при индук­ционном нагреве токами высокой частоты, исключая преждевремен­ное расплавление припоя, может быть осуществлен на карусельных столах или автоматических линиях.

Для автоматической пайки сложных изделий, соединяемых в нескольких местах, весьма удобен нагрев в методической печи. Время и температуру нагрева легко регулировать. Объекты сборки при этом методе подвергаются общему и достаточно равномерному нагреву. В связи с этим обращается большое внимание на обеспе­чение предписанных зазоров в местах пайки, учитывая тепловое расширение соединяемых деталей. Поскольку объект сборки нахо­дится в печи большее время, чем в зоне нагрева при первых двух методах пайки, то следует более тщательно соединять детали, пре­дупреждая возможность вытекания флюса и припоя из зазоров.

Если пайку ведут с нагревом собираемого объекта, погружая, его в соляную ванну, то в конструкции деталей не должно бить местных углублений, препятствующих стоку расплавленных солей. При пайке погружением в ванну с расплавленным припоем весь процесс, начиная от вспомогательных операций, легко автоматизируется. Этот метод высокопроизводителен и выполняется на непрерывно движущемся подвесном конвейере его применяют для небольших объектов, которые равномерно и быстро нагреваются и не вызывают силь­ного понижения температуры расплавленного припоя при их погру­жении в ванну. При пайке погружением изделия находятся в под­вешенном состоянии и не меняют своего положения. Поэтому важно такое оформление конструкции, чтобы припой мог легко проникать во все места предусмотренных соединений. На деталях нежелательны местные углубления и горизонтальные участки, пре­пятствующие стоку припоя. При этом методе необходимо защи­щать от воздействия припоя поверхности, не подвергаемые пайке. В последнее время появились методы пайки в ваннах со струй­ной подачей припоя или с образованием на поверхности припоя стоячих волн. Струя припоя или стоячие волны соприкасаются с объектом пайки снизу. Преимущество этих методов заключается в том, что поверхность припоя все время очищается от непрерывно образующихся окислов. При использовании этих методов в кон­струкции деталей нужно предусматривать возможность легкого доступа припоя ко всем местам пайки. При расположении мест пайки в глухих углублениях могут получаться некачественные соединения деталей.

Автоматизация склеивания деталей. Она состоит из следующих этапов: очистки и тщательного обезжиривания склеиваемых поверх­ностей, нанесения на одну из них слоя клея, соеди­нения деталей с их точной фиксацией друг относительно друга, полимеризации клея с прижатием деталей или без него. Последний этап выполняют с нагревом для ускоре­ния процесса полимеризации и повышения прочности соединения. Технологичность конструкции клеевых соединений зависит от удобства и легкости выполнения перечисленных операций о усло­виях автоматической сборки. Очистку производят стальными щетками, пескоструйным аппаратом или травлением в ваннах, обезжиривание — в ванных с органическими растворителями или горячими щелочными растворами. Затем ополаскивают в чистой воде и сушат горячим воздухом. Для выполнения перечисленных опе­раций используют непрерывно действующий механизированный или автоматизированный конвейер или подвесной транспортер с емко­стями для мелких деталей.

Операция нанесения клея — наиболее специфична. Ее выпол­няют методами пульверизации для больших ровных и открытых поверхностей, контактным роликом для поверхностей небольших перерезаемых впадинами и отверстиями, которые должны быть предохранены от попадания клея или окунанием для деталей малых размеров. Последний метод, в частности, пригоден для сборки сое­динения ось — втулка и соединения шпилька — корпусная деталь. Малоудобны для автоматического нанесения клея поверхности, расположенные в труднодоступных местах, а также поверхности, расположенные на разных уровнях. Нанесение клея перечисленными методами не обеспечивает бесперебойной и надежной работы сборочного обо­рудования. Попадание клея на позицию установки деталей загряз­няет ее и вызывает необходимость частой остановки автомата для очистки. Малая жизнеспособность клея вынуждает часто чистить пульверизационную установку, намазывающие роли­ки и емкости с клеем для окунания деталей.

В конструкциях изделий с большими стыкуемыми плоскостями вместо жидкого клея целесообразно применять клеевую пленку. Ее сматывают с рулона из нее вырезают специальным штампом прокладку. Эту про­кладку зажимают между деталями соединения, после чего оно передается на позицию полимеризации.

Основной недостаток процессов сборки клеевых соединений – трудность их контроля и продолжительная полимеризация клея, длительность которой при горячем отверждении не менее 30 мин, при холодном — несколько часов. При быстром темпе работы необ­ходимо предусматривать на автоматических линиях емкие накопи­тели в виде, например, шкафов со спиральными лотками или доста­точно длинных туннельных нагревательных устройств. Не решен контроль качества соединений. Их основные дефекты: пло­хая очистка и непроклеивание по отдельным участкам поверхности. Важен контроль качества выполнения предварительных операций. Непроклеивание часто можно устранить нанесением клея на обе стыкуемые поверхности и достаточно сильным прижатием их друг к другу.