6.2.2 Конструктивная преемственность при конструировании машин

Отработка конструкций машин на технологичность должна в основном проводиться на стадии конструирования, и она является, прежде всего, задачей конструктора при необходимости консультаций технологического характера. Работы по технологичности на этапе технологической подготовки производства особенно сильно снижают экономические показатели. Наряду с основными коэффициентами количественной оценки технологичности собираемой конструкции целесообразно вводить и ряд дополнительных коэффициентов. Среди последних одним из важнейших является коэффициент конструктивной преемственности оригинальных деталей и сборочных единиц, а также коэффициент достигнутого уровня взаимозаменяемости элементов машин. Естественно, что собранная машина оказывается тем более качественной, если в ее конструкции использованы детали или отдельные механизмы, которые удовлетворительно зарекомендовали себя в аналогичных машинах, уже эксплуатируемых в течение заданного срока. Такой подход себя вполне оправдывает, прежде всего, на сборке единичных экземпляров машин, среди которых возможны и уникальные образцы. В условиях выпуска массовой продукции конструктивная преемственность оказывается важнейшим условием повышения качества машин. Однозначно можно утверждать, что использование взаимозаменяемых деталей на основе стандартизации их элементов повышает качество машин на сборке. Если конструкция машины содержит стандартизованные центровые отверстия, пазы, резьбы, а размеры деталей соответствуют размерному ряду, принятому в машиностроении, то это означает, что названные и другие элементы собираемых деталей можно изготовлять стандартизованными инструментами. Последние изготовляют на специальных инструментальных заводах, что в свою оче­редь повышает качество инструмента и снижает его себестоимость. Стандартизация инструмента обусловливает стандартизацию условий его изготовления, отработку специального оборудования и т. д. Таким образом, стандартизация в своей основе способствует повышению качества машин и количественно оценивается до начала сборки. Для стандартизации технологических процессов сборки необходимо регламентирование силовых факторов, сборочного специального оборудования, транспортных средств.

6.2.3 Основные требования к технологичности конструкций

Практика сборки выработала ряд требований к технологичности конструкций:

1. Вне зависимости от служебного назначения технологичными и более качественными оказываются конструкции, составленные из обособленных узлов. Каждый из них может быть отдельно собран (на отдельном потоке, в условиях другого предприятия или цеха), отрегулирован, обкатан и аттестован. Каждый из таких узлов может быть легко присоединен к базовой детали. В этом случае в наибольшей степени обеспечивается и ремонтопригодность конструкции.

2. Более простая конструкция оказывается, в принципе, более качественной, в частности - надежной. Меньшее число собираемых деталей и их сопряжений связывается с меньшей вероятностью появления отказа. При уменьшении числа сопряжений (а также массы конструкции) появляется возможность создания блочных конструкций, когда ряд более простых деталей объединяют в одну более сложную. Использование станков с программным управлением позволяет успешно решить эту задачу.

3. Длинные размерные цепи снижают качество машин, так как в этом случае наблюдается большое рассеяние выходных параметров. Удовлетворительным решением вопроса является установка компенсационных деталей соответствующего размера или формы. Стало возможным изготовлять замыкающую деталь (замыкающее звено цепи) по фактическим данным уже собранных и образовавших цепь деталей и сразу же устанавливать ее в машину, хотя при этом теряются преимущества поточного производства и взаимозаменяемости.

4. Качество машин на сборке связано с взаимным расположением баз. Большое значение имеет взаимное расположение деталей в узле, определяемое базами. В тесном взаимодействии находятся проектные, конструкторские, измерительные и технологические базы. Проектные базы, необходимые для определения расчетного положения деталей и являющиеся геометрическими образами, в готовом изделии представляются базами конструкторскими. Последние выступают как реальные поверхности.

Взаимное расположение деталей на сборке определяют с помощью измерительных баз, используя прямые и косвенные методы контроля. В процессе сборки, изготовления или ремонта используют реальные поверхности базовых деталей, т. е. поверхности, контактирующие с установочными элементами приспособлений.

Качество изделий определяется непосредственно взаимодействием баз. Наибольшая точность сборки достигается при совмещении технологической, измерительной и конструкторской баз, что представляет собой важнейший принцип технологии машиностроения. Не менее важным для решения проблемы качества является соблюдение принципа постоянства баз на всех операциях сборки. Оба эти принципа могут одновременно обеспечиваться, если размеры, выдерживаемые на всех операциях сборки, проставлены от одной устойчивой измерительной базы, т. е. поверхности достаточной протяженности, расположенной на жестком элементе детали. Но такие условия могут быть обеспечены не всегда. Поэтому создают вспомогательные технологические базы на базовых деталях, что позволяет сохранить принцип постоянства баз. С увеличением точности на сборке требуется особый подход к оценке баз как геометрических образов. Производственные погрешности и деформации на сборке вызывают существенные отклонения от плоскостности, цилиндричности, конусности, перпендикулярности и пр. Поэтому, говоря о сопряжении поверхностей деталей и в особенности базовых поверхностей, следует принимать в расчет их реальные формы, отказавшись от идеальных геометрических понятий, принимаемых лишь за ориентиры общего характера.