8. Обеспечение качества изделий на операциях сборки

Качество машин определяется непосредственно качеством соединения деталей и их надежностью. Показатели качества имеют широкие границы рассеяния. Оно может существенно изменяться даже от колебания фактических размеров в пределах допусков. Так, например, в пределах посадки Н7/s6 натяг, а следовательно, и прочность как один из показателей качества, в диапазоне размеров 80-100 мм меняется в 3,5 раза, а для посадки Н7/р6 – в 7 раз [37].

Сборка является трудоемким процессом. Трудоемкость сборочных операций в машиностроении составляет примерно 30 % [46]. С ростом требований к точности соединений трудоемкость еще более возрастает. Особенно сильно увеличивается себестоимость изделий, что связано с необходимостью выдерживания в весьма жестких пределах многих выходных параметров, использованием специальной оснастки, измерительных средств.

Сборка является заключительным этапом производства. Здесь по сложным законам суммируются свойства деталей как геометрического, так и физико-химического характера [48]. После сборки совокупность свойств представляется как показатель качества машины. Такой показатель рассматривается как погрешность, возникшая при сборке. При любых методах сборки качество может быть оценено по точности замыкающего звена.

Сборка по методу полной взаимозаменяемости, применяемая в массовом и серийном производствах не допускает подбора деталей, регулировок и пригонок. Качество машины обеспечивается самой компоновкой собираемых деталей, точность которых оказывается сравнительно высокой. Тогда замыкающие звенья имеют жесткие допуски. Экономические оценки играют в этом случае очень важную роль.

Метод неполной взаимозаменяемости не гарантирует необходимое качество всех собираемых машин, т.к. у сравнительно небольшого количества объектов точность замыкающего звена не будет обеспечена. Мероприятиями по доведению качества этих объектов до нужного уровня являются подборы деталей с особыми параметрами замыкающего звена. Это звено может быть использовано только для данного экземпляра машины.

Широкое распространение получил метод сборки с групповой взаимозаменяемостью. Высокое качество соединений обеспечивается и в том случае, если конструктивные допуски меньше технологических. Все изготовленные детали разбиваются на размерные группы, а соединение получают непосредственным подбором деталей, взятых из соответствующих групп. При этом допуски на детали каждой группы оказываются жесткими, что обеспечивает сборку весьма точных соединений. Однако повышение качества изделий этим методом не представляется возможным в условиях поточной сборки, т.к. нельзя гарантировать, что время на подбор двух деталей соединения будет постоянным и равным такту.

Сборка с регулировкой представляет собой метод обеспечения качества машин. В размерную цепь включаются звенья-детали с широкими допусками на их параметры, но замыкающее звено (например, зазор) образуется в результате регулировки. Такая регулировка выполняется перемещением одной из деталей, которая играет роль компенсатора. Поэтому представляется возможным получать высокое качество всей цепи при сравнительно низкой точности звеньев.

По методу сборки с пригонкой деталь пригоняется к другой припиливанием, шабрением или взаимной притиркой. Сам характер сборки позволяет использовать пригонку в единичном или мелкосерийном производстве. Качество соединений оказывается весьма высоким.

В массовом производстве характерной является сборка на конвейерах, которые перемещаются непрерывно или периодически. Но главным является наличие потока, когда продолжительность сборки на различных рабочих местах оказывается практически одинаковой и соответствует такту. Именно для этого случая сборки особенно важна отработка конструкции на технологичность, что обеспечивает высокое качество соединений в условиях жесткого такта. Многие вопросы сборки в условиях массового производства успешно решены с помощью средств автоматизации, которые обеспечивают постоянство условий сборки, что повышает качество машины.

Серийное производство имеет свои существенные отличия на сборке, здесь могут встретиться самые различные организационные формы. С одной стороны, используются преимущества автоматизированной сборки, с другой стороны, - автоматизация сдерживает возможность переналадки сборочного оборудования на изготовление новой партии изделий. Поэтому широко используется ручная сборка, поскольку именно она обеспечивает быструю переналадку. Как и в массовом производстве, для повышения качества машин большую роль играет отработка конструкций на технологичность и соблюдение требований технологического процесса сборки. При серийном производстве на сборке характерно использование принципов гибкого производства. При этом необходима весьма тщательная проработка экономических вопросов.

Наибольший эффект при сборке обеспечивают гибкие автоматизированные устройства для отдельных наиболее ответственных соединений. В гибком производстве применяется роботизированная сборка с использованием приспособлений, на которых осуществляется сопряжение деталей, образующих группы. Для каждой из групп решается проблема обеспечения качества с помощью автоматизации сборки на основе групповой технологии. Главными факторами в переналадке оборудования являются изменение программы движения робота и установка в рабочую зону приспособлений для сборки другой группы деталей.

Отдельные автоматические устройств успешно работают в составе крупных сборочных комплексов. Целесообразно объединять их воедино с управлением от ЭВМ с использованием сенсорных устройств.

Возможности современных металлорежущих станков с ЧПУ позволили объединить в серийном производстве в едином технологическом комплексе процессов изготовления деталей и их сборки. Такое решение обеспечивает высокое качество соединений.