Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов

рассортированные детали измеряются на рабочем месте, часто непосредственно в собираемой сборочной единице, и по резуль- татам этих измерений подбирается рассортированная деталь со- ответствующей группы.

Метод компенсаторов или регулировки состоит в том, что заданное значение допуска замыкающего звена при изготовле-

нии остальных деталей с экономически приемлемой точностью достигается регулированием размера одной из деталей, назы-

ваемой компенсатором. Метод находит применение для регули- рования зазоров в конических зубчатых передачах, осевых зазо- ров в узлах компрессоров и турбин. Компенсаторы выполняют- ся в виде калиброванных колец и прокладок. Величина компен- сации δк может быть определена по формуле:

m−1

δк = ∑δAi − δA , (6.3)

i=1

где δAi - экономически приемлемые допуски отдельных звень-

ев размерной сборочной цепи, m - количество звеньев, вместе с замыкающим, δA - заданный допуск замыкающего звена.

Преимущество метода - позволяет получить высокую точ- ность замыкающего звена независимо от числа звеньев и под- держивать ее при эксплуатации. Недостаток метода - увеличе- ние номенклатуры изготовляемых деталей.

Метод пригонки - требуемая точность замыкающего звена (зазора, натяга) при изготовлении остальных деталей сборочной единицы достигается изменением размера одной из деталей пу- тем слесарной или механической обработки. Величина снимае- мого слоя материала определяется по формуле (6.3).

Недостатки метода - пригоночные операции трудоемки, трудно поддаются нормированию, требуют высокой квалифика- ции рабочих, собираемые сборочные единицы при пригонке за- грязняются стружкой или абразивом. Метод применяют, в ос- новном, в опытном производстве.

91

6.5. Погрешности сборки

Погрешности сборки подразделяются на два вида:

-погрешности, выявляемые при сборке;

-погрешности, выявляемые при испытании. К первому виду погрешностей относятся:

-погрешности конструкции (нетехнологичность конструк- ции, ошибки отдельных размеров, неудачная компоновка);

-погрешности заготовок (остаточные напряжения и дефор- мации);

-погрешности механической обработки и термообработки (погрешности размеров, ориентации, качества поверхности).

Ко второму виду погрешностей относятся:

-погрешности транспортировки и хранения (вмятины, забои- ны, загрязнения, коррозия);

-погрешности сборки, основные из которых:

-погрешности посадок (нарушение зазоров, натягов) из-за от-

сутствия учета изменения качественного состояния характера размерных цепей, как при сборке, так и при работе изделия, или выбора неудачных способов замера зазоров;

-погрешности ориентации (перекосы, смещения, биения) из- за несовпадения осей, неперпендикулярности и непараллельно- сти отдельных поверхностей деталей, эксцентриситетов;

-погрешности установки из-за неправильного положения де- талей в соединении;

-гидравлические погрешности (течи, каплеобразование);

-вибрационные погрешности (нарушение заданных частот собственных колебаний сборочных единиц);

-погрешности металлизации (нарушение электропроводности кабельных соединений);

-погрешности чистоты.

92

6.6. Контроль качества сборки

Производятся измерения зазоров, биений, проверка соосно- сти, плоскостности и герметичности.

Замеры зазоров:

-простейшим инструментом является щуп-набор калибро- ванных по толщине пластин от 0,03 мм и выше. При измерении

зазоров между плоскими поверхностями с помощью щупов ошибки меньше, чем между цилиндрическими или фасонными;

-зазоры пары вал - отверстие контролируют, измеряя эти де- тали обычным микрометрическим инструментом, и затем под- считывают зазор;

-индикаторными приспособлениями, замеряя перемещения деталей;

-на ощупь - наличие зазора, но не величина;

-расчетным методом (теоретико-вероятностный метод расче- та размерно-силовых сборочных цепей).

Замеры биений.

Торцевые и радиальные биения, являющиеся следствием пе- реноса детали на ее оси или эксцентриситета. Проверяются ин- дикаторными приспособлениями.

Замеры соосности.

-отверстий одинакового диаметра. Корпусные детали уста- навливаются так, чтобы оси отверстий были расположены вер- тикально. В отверстия вставляется скалка, подобранная с зазо- ром, равным или меньше допуска на несоосность. Свободное опускание скалки под действием собственного веса свидетель- ствует о соосности проверяемых отверстий.

-отверстий разных диаметров, расположенных в разных кор- пусах, проверяются индикаторными приспособлениями. Приме- няют оптический метод.

Проверка плоскостности той или иной стыкующейся по- верхности проверяется с помощью стальной линейки под углом

93

450 к проверяемой поверхности («на просвет») или контрольной поверочной плитой «по краске» (для малогабаритных деталей).

Герметичность стыков изделий контролируется в большин- стве случаев гидравлическим способом, устанавливая изделие в специальное приспособление. При контроле создается давление на 30-50% выше рабочего. В качестве жидкости применяется смесь керосина и масла, которая обеспечивает достаточную те- кучесть жидкости наряду с хорошей проницаемостью и предо- храняет металл от коррозии. Установка для контроля герметич- ности должна обеспечить подачу жидкости под нужным давле- нием (ручной или приводной насос), иметь средства подогрева этой жидкости (электрические или паровые), средства очистки жидкости (фильтры) и устройства для подведения жидкости к изделию и заглушения имеющихся в нем отверстий.

6.7. Этапы разработки технологического процесса сборки

Для разработки технологического процесса сборки необхо- димо иметь следующие исходные данные:

-чертежи сборочных единиц с индексацией и спецификацией

всех входящих в них деталей и с указанием натягов и зазоров в сопряжениях;

-чертежи общего вида изделия с индексацией и специфика- цией сборочных единиц и деталей с указанием натягов и зазо- ров, которые должны быть выдержаны при общей сборке, а также с габаритными размерами изделия;

-рабочие чертежи деталей;

-технические условия на сборку изделия и сборочных еди-

ниц;

-спецификация деталей и сборочных единиц с указанием их полного наименования, индекса и количества, идущего на одну сборочную единицу;

94

- размер годового задания (программу) по изготовлению из- делия и срок ее реализации.

Различают следующие этапы разработки технологических процессов сборки:

6.7.1. Изучение и критический анализ чертежей сборочных единиц, общего вида изделия и технических условий на сборку

Такое изучение упрощается, если имеется образец (макет) бу- дущего изделия. В процессе работы над сборочным чертежом необходимо убедиться (последовательно по каждой сборочной единице и изделию) в том, что:

-деталь может быть легко собрана с сопрягаемыми;

-в момент сборки или разборки другие, уже собранные дета- ли не мешают;

-разборка может быть произведена столь же удобно, как и сборка;

-при возможно неудачных в пределах заданных допусков от- клонениях в размерах деталей ими будут выполняться функции, предусмотренные конструкцией.

6.7.2.Рациональное членение изделия на технологические сборочные единицы и детали, которые должны

поступить на сборку

При этом следует учитывать, что:

-конструкторская сборочная единица - элемент изделия, ус- ловно выделенный по функциональным признакам;

-технологическая сборочная единица - элемент изделия, со-

бираемый независимо от других и участвующий в дальнейшей сборке как самостоятельное целое.

Конструкторская сборочная единица может быть одновре- менно и технологической. Как правило, при большом числе тех- нологических сборочных единиц и групп в изделии удается ор-

95

ганизовать более производительный сборочный процесс и об- легчить ремонт.

6.7.3. Выбор вида и организационной формы сборки

При больших количествах изделий - поточная сборка при полной взаимозаменяемости. Если конструкция достаточно же- сткая и небольшая по весу - подвижная поточная сборка с не- прерывным перемещением собираемого изделия, в противном случае - подвижная сборка с периодическим перемещением со- бираемого изделия.

Изделия большого веса при сравнительно небольшой про- грамме выпуска - поточная сборка при неполной взаимозаме- няемости с периодически перемещающимися бригадами рабо- чих от одного изделия к другому. С уменьшением программы выпуска - непоточная сборка с перемещающимися объектами. При единичном производстве - индивидуальная, непоточная, неподвижная сборка.

6.7.4. Составление плана сборочных операций в их последовательности

Такой план должен соответствовать той степени дифферен- циала, которая требуется по условиям производства. Вначале планы сборки составляются в соответствии с произведенным делением на сборочные единицы для узлов, групп, а затем для изделия в целом. Для облегчения составления плана сборки

можно рекомендовать составление схемы сборки (например, по типу рис.6.4).

В каждой сборочной единице должна быть найдена базовая деталь, определяющая положение всех составляющих данную сборочную единицу, других сборочных единиц и деталей. Базо- вая деталь служит исходной для начала сборочного процесса,

относительно ее ориентируются другие детали и сборочные единицы. На схеме рис.6.4. базовые детали Д1 , Д3 , Д9 . Для

96

удобства сборки базовая деталь обычно устанавливается на сбо- рочное приспособление и несет на себе всю сборочную единицу.

Базовая деталь должна обладать достаточной жесткостью и при выбранном способе установки на сборочном приспособле- нии должна позволить провести максимум сборочных операций без открепления ее от приспособления.

Рис.6.4 Пример составления схемы сборки

При построении плана сборки необходимо учитывать данные размерного анализа сборочных размерных цепей и выявленных при таком анализе методов достижения требуемой точности в каждой из размерных цепей.

Для опытного производства рассматриваемый этап выража- ется в составлении так называемой маршрутной технологии с перечислением основных операций сборки. Для единичного, се- рийного и массового производств кроме маршрутной техноло-

97

гии разрабатывается пооперационная с расчленением техпро- цесса сборки до операций, переходов и даже приемов.

После операций, на которых имеется вероятность получения брака, а также после операций сборки методом регулировки должен быть предусмотрен обязательный контроль.

6.7.5. Нормирование сборочных операций

При разбивке сборочного процесса на операции необходимо учитывать, чтобы время, затрачиваемое на выполнение опера- ции (штучное время tшт ) было равно или кратно такту на общей сборке (для подвижной непрерывной поточной сборки), а для сборки периодического действия необходимо учитывать время, потребное для перемещения собираемого изделия на следующее рабочее место.

Штучное время сборки не всегда можно определить с помо- щью нормативов, как при механообработке деталей. Зачастую это время приходится устанавливать по опыту сборки однотип- ных изделий, а затем корректировать с учетом особенностей производства и конструкции изделия или проводить пробную сборку.

При наличии отработанных нормативов времени время T , потребное на сборку партии сборочных единиц (изделий) опре-

тельно-заключительное время на сбоку каждой партии, n - чис- ло сборочных единиц (изделий) в партии;

где tоп. - оперативное время (при сборке основное технологиче-

ское и вспомогательное время не разделяются); tобс. - время на

98

обслуживание рабочего места, tобс. ≈ (2 ÷ 6)%tоп.; tпер. - время перерывов, tпер. ≈ (4 ÷ 6)%tоп. .

Нормирование техпроцессов сборки должны производится с учетом:

-соответствующей квалификации исполнителя, полностью овладевшего техникой производства на данном рабочем месте;

-рационального построения техпроцесса;

-максимального использования оборудования при наивыгод- нейших режимах работы, а также наиболее целесообразных приспособлений и инструмента;

-применения наиболее рациональной организации труда и рабочего места.

6.7.6.Определение трудоемкости сборки, потребного

количества рабочих и их квалификации

Подробное изложение этого вопроса можно найти в литера- туре по экономике и организации производства [9, 10, 15].

6.7.7. Выбор оборудования и оснастки

Основанием для выбора того или иного способа выполнения сборочных операций, типа оборудования и оснастки являются эффективность и рентабельность. Эффективность определяется количеством объектов сборки, выполняемых на данном рабочем месте в единицу времени, при обеспечении выполнения техус- ловий на сборку объекта.

Рентабельность - стоимость выполнения операции при по- лученной эффективности.

При выборе сборочного оборудования и оснастки следует ру- ководствоваться нормативной и справочной литературой.

99