РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И МЕЖПЕРЕХОДНЫХ РАЗМЕРОВ

8.3. Определяется тип и организационная форма производства, для заданной программы рассчитывается номинальный темп выпуска (мин.);

где: Фгод – годовой фонд рабочего времени, ч: принимается по ( 17,18). При односменной работе номинальный фонд Фгод = 2070ч, при двух сменной – Фгод = 4140ч, N год – годовая программа, шт.

Затем, исходя из технологической схемы сборки, определяют характерные операции, из которых должен состоять проектируемый технологический процесс сборки, и приближенно рассчитывают продолжительность, используя составленный перечень работы.

Операция должна представлять собой технологически законченный этап сборки. Например; установка передней бабки при общей сборке токарного станка. Этап сборке часто заканчивается проверкой выполненной работы, в данном примере – проверкой параллельность оси шпинделя направляющим станицы. Одним из признаков, характеризующих законченность этапа, является то, что выполненная на данной операции сборка не нарушается при изменении положения и транспортировке объекта.

Если темп выпуска значительно выше средней продолжительности характерных сборочных операций, то сборку ведут по принципам серийного производства. В этом случае на каждом рабочем месте в течении года будет выполнятся сборка различных изделий или узлов. По форме организации сборка может быть поточной, подвижной или стационарной (при малом выпуске изделий). В случае подвижной сборке решают вопрос выбором типа транспортного средства исходя из конструкции, веса и габаритов изделия. Если темп близок или меньше средней длительности операции, то сборку ведут по принципам массового производства, закрепив за каждым рабочим местом определенную сборочную операцию. В этом случае сборку выполняют поточным методом, при чем приемлемой величиной средней продолжительности сборочных операций можно сочетать токую, при которой средний коэффициент загрузки по точной линии не ниже 0,85.

8.4. Проектирование операций условий среднего производства:

1. Объединив выявленные сборочные работы (табл.5), выполняют компоновку сборочных операций, учитывая:

−количество рабочих – сборщиков

−содержание операции как технологический законченного этапа сборки, выполняемого на одном рабочем месте.

Количество рабочих, необходимое для выполнения заданной программы, может быть рассчитано по формуле

51

где Тр – расчетная суммарная трудоемкость всех переходов сборки; Тс – расчетная трудоемкость совмещенных во времени переходов; tН – номинальный такт выпуска;

tП – расчетное время перемещение собираемого объекта с одного рабочего места на другое;

р – количество параллельных потоков, необходимых для выполнения заданной производственной программы.

Выявленные сборочные работы распределяются между рассчитанным числом сборщиков. При этом необходимо учитывать условия синхронизации операций, т.е. равенство или кратность их деятельности такту выпуска и их технологической законченности.

Однако этот путь не всегда может дать приемлемые результаты. Так, при трудоемкости сборки изделия, близкой к такту выпуска, расчетное число рабочих мест может быть равным единице, что не приемлемо по следующим причинам:

−нерационально используются сборщики высокой квалификации;

−чрезмерно загромождается рабочее место сборочным оборудованием;

−применяется стационарная сборка.

Поэтому в условиях серийного производства при объединении выявленных сборочных работ в операции исходят прежде всего из технологической законченности этапа сборки, выполненного на данной операции и организационно – технических условий производства (например: пропускной способности сборочного цеха). Если при этом длительность отдельных операций получается в 2-3 раза больше такта выпуска или длительности большинства операций, то используют рабочие места дублеров.

2.Определяется способ подачи базового элемента, комплектующих изделий и собираемых деталей на рабочее место, а также способ транспортирования самого собираемого объекта в процессе сборки.

3.Выбирается оборудование, необходимое для выполнения сборки: слесарные тиски, сборочные стенды, прессовое оборудование, механизированный инструмент для выполнения резьбовых соединений и клепки и другие средства облегчения труда и повышения производительности [2,4,5,7,24,26].

Выбор средств механизации сборки производится по заданной программе выпуска и комплекса работ, выполняемого при сборке изделия:

52

комплектование и транспортирование деталей и сборочных единиц к месту сборки, координирование их с заданной точностью, соединение, проверку достигнутой точности положения и движения монтируемых деталей, регулирование, пригонку, фиксацию относительных положений деталей и сборочных единиц, транспортирование самого собираемого объекта, испытание отдельных узлов и изделия в целом, окраску.

4.Определяются схемы установки, закрепления, повороты и перестановки базового элемента в процессе сборки.

5.Выполняются технологические расчеты, необходимые для выбора сборочного оборудования или определения режимов его работы: усилий запрессовки, клепки, развальцовки, температуры нагрева или охлаждения присоединяемых деталей и пр.

6.Уточняется составленный перечень сборочных работ (табл.5) и время их выполнения. Спроектированные операции записываются в технологические карты сборки. Пример заполнения технологических карт дан в прил.

Воформлении операционных карт сборочного технологического процесса необходимо руководствоваться [30-35].

Вкартах указывается норма времени на каждый укрупненный переход операции по всем приемам откорректированного перечня работ.

Норма штучного времени на операцию tшт рассчитывается по формуле:

где: tоп – оперативное время на операцию: α, β, γ - части оперативного времени; выражающие соответственно время технического, организационного обслуживания рабочего места и время перерывов на отдых, %.

При нормировании сборочных, работ время технического обслуживания принимается равным нулю. Оперативное время дается на переходы по выполнению соединений и слесарных работ без разделения на основное и вспомогательное. На работы, не являющиеся переходами, дается только вспомогательное время.

При расчете нормы штучного времени на сборочную операцию оперативное время tоп, входящее в формулу (27), складывается из двух составляющих: Σ tв и Σ tоп ;

53

где: Σ tв – сумма вспомогательного времени на работы, входящие в операцию и не являющиеся переходами (установка, снятие, поворот базовых деталей и собираемых узлов, продувка воздухом, промывка, протирка и др.) Σ tоп – сумма оперативного времени на выполнение сборочных и слесарных переходов, входящих в операцию.

Рассчитанную по формуле (16) норму времени на операцию записывают в технологическую карту (прил.3).

7. В случае необходимости к технологическим картам прилагаются эскизы, поясняющие выполнение указанных в карте сборочных работ, проверок, испытаний.

9.ПРОЕКТИРОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

9.1.Расчет действительного темпа выпуска

При проектировании технологического процесса сборки в условиях массового производства рассчитывается действительный темп выпуска:

где: tн – номинальный темп выпуска; ηp - коэффициент, учитывающий

затраты времени на ремонт оборудования (0,98 при односменной работе и 0,97 – при двусменной); tобсл – время на обслуживание рабочего места; tотд – время на перерывы для отдыха.

9.2. Выбор организационной формы и типа транспортного устройства

Наиболее эффективной организационной формой сборки в условиях массового производства является поточная сборка с непрерывным и периодическим перемещением собираемого объекта.

При непрерывном перемещении собираемого объекта, скорость которого, выбирается в пределах 3,5 – 5 м/мин, время на перемещение объекта сборки с позиции на позицию τ= 0. В этом случае время выполнения сборочных работ на рабочих местах равно действительному темпу выпуска.

При периодическом перемещении объекта время τ определяется по формуле:

54

где l - длина рабочего места, м (принимают минимально необходимую, исходя из габаритов собираемого изделия, габаритов применяемого сборочного оборудования, количества рабочих, работающих на одном рабочем месте); v – скорость перемещения конвейера, которая принимается равной 10-15 м/мин при ручном перемещении, до 20 м/мин при перемещении по рольгангу, 30-40 м/мин для механических транспортирующих средств, 15-

20м/мин для конвейера периодического действия.

Вэтом случае время τ является потерей, которая тем больше, чем меньше темп. Приемлемым является соотношение

Выбор между конвейером периодического и непрерывного действия определяется возможностью и удобством выполнения сборочных работ на движущемся конвейере с величиной темпа сборки [17,18].

9.3. Проектирование сборочных операций

По плану, приведённому выше (пп.7.4.), для условий серийного производства выполняется с учетом следующих особенностей:

1. Компоновка операции, т.е. объединение выявленных сборочных работ, выполняется таким образом, чтобы продолжительность операций поточной линии tр.м. не превышала темпа:

Величины Σ tв и Σ tоп имеют то же значение, что и в формуле (28), но с учетом сборочных работ, выполняемых на каждом рабочем месте.

2. Синхронизация (выравнивание, приведение в соответствие с темпом) загрузки рабочих мест выполняется с целью обеспечения условия (32) в следующем порядке:

−перераспределяют работы между рабочими местами, если это, технологически возможно;

−применяют специальные приспособления, в том числе поворотные с быстродействующими установочно-зажимающими устройствами, высокопроизводительное сборочное оборудование, механизированный сборочный инструмент, многоместную и многоинструментальную сборку;

55

− изменяют технологические способы выполнения соединений например; заменяют запрессовку втулку посадкой ее с охлаждением).

Если условие (31) нельзя выдержать за счет уменьшения времени

(Σ tв + Σ tоп ), то необходимо сделать его кратным величине действительного темпа выпуска (tд - τ) и сдублировать рабочие места. Вместо дублирования за одним рабочим местом закрепляют двух или более рабочих.

3. Правильность произведенного выравнивания загрузки рабочих мест оценивают коэффициентами: Кп -загрузки каждого сборочного рабочего места и Кл. – загрузки всей поточной линии.

Коэффициент

где: В – количество рабочих на сборочном месте. Для отдельных рабочих мест допустимой является величина Кп = 0,6 – 0,65.

Коэффициент

где: П – число рабочих мест поточной линии. Приемлемой величиной можно считать Кл = 0,85 и более.

4. Расчет нормы штучного времени выполняют по формуле:

где: Σ tвmах, + Σ t′ оп.max , - длительность лимитирующего оперативного времени операции.

5. Результаты проектирования операций отражают в технологических картах сборки в соответствии с требованиями стандартов [33,34].

56

10. ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛОГРАММЫ СБОРКИ

После разработки схемы сборки, составления сборочных работ, т.е. перечня сборочных работ и их нормирования, стоят циклограмму сборки [1,2].

Циклограмма сборки позволяет; 1 установить возможно более короткий цикл сборки путем совмещения

во времени выполнения отдельных переходов; 2 наиболее рационально выполнить компоновку операции сборки из

намеченных переходов, обеспечить их синхронизацию, т.е. равенство или кратность их длительности темпу сборки;

3 внести необходимые изменения в конструкцию изделия, совершенствующие ее технологичность, а также в технологический процесс сборки.

11. РАЗРАБОТКА КОМПОНОВКИ И ПЛАНИРОВКИ СБОРОЧНОГО ЦЕХА (УЧАСТКА)

Последовательность выполнения работ при разработке общей компоновки и планировки оборудования сборочного цеха определяется руководящими материалами отрасли и состоит из следующих этапов.

Первый этап – предварительная компоновка отделений цеха (без планировки цеха). В этой стадии решается предварительно вопрос о расположении сборочного цеха и его отделений относительно пролетов механического цеха.

Второй этап – планировка оборудования по делениям цеха на основе разработанной технологии и уточнение площадей от делений.

Третий этап – компоновка и планировка оборудования цеха в целом с учетом уточнений площадей по планировки оборудования всех отделений и участков.

Планировку сборочного цеха (участка) разрабатывают в следующем порядке:

1.выбранную сетку колонны наносят на миллиметровую бумагу в масштабе 1:100 или 1:200.

2.определяют ширину (количество пролетов) сборочного цеха или участка исходя из подчитанных площадей от делений .

3.выполняют компоновку площадей отделений и участков на площади всего сборочного цеха.

4.наносят на план расположения сложного оборудования и магистральных проездов.

57

5.определяют расположение основных производственных вспомогательных участков.

6.на сетку колонны наносят грузопотоки цеха с учетом их связей с размещением основных производственных участков.

На планировке цеха (участка) показывают:

1)сетку колонн, их оси, конструктивные размеры колонн фундаментов;

2)стенды для общей сборки изделия, его обкатки и испытания, если оно не производится на испытательной станции;

3)рабочие места (верстаки слесарей сборки комплектов и узлов сборки, стеллажи для хранения деталей и сборочных единиц), резервные сборочные места и рабочие места контролеров;

4)сборочное оборудование для выполнения соединений, металлорежущие станки в соответствии с технологическим процессом сборки;

5)оборудование для выполнения вспомогательных работ, вынесенных из узловой и общей сборки;

6)площади для хранения запасов деталей в специальной таре и сборочных единиц, крупных деталей (рам, станин, плит, полов) в количестве обеспечивающем бесперебойную сборку машин;

7)проходы и проезды (исходя из габаритных размеров транспортных средств и перевозимых деталей и узлов);

8)вспомогательное оборудование грузоподъемные и транспортные

средства;

9)Места подвода воды, сжатого воздуха, пара и т.д.

Оборудование, а также устройство на рабочих местах и участков обозначается порядковыми номерами и вносятся в спецификацию, которая помещается в расчетно–пояснительной записки или на плане. В спецификации указываются:

−номер обозначений на плане;

−наименование оборудований или устройства;

−характеристика оборудования (основные размеры, грузоподъемности, площадь и т.д.);

−мощность электродвигателей оборудования и устройств.

При разработке общей компоновки и планировки сборочного цеха (участка) необходимо руководствоваться методическими положениями по разработке технологических планировок, нормами технологического проектирования, руководящими материалами по охране труда и техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности [17,18], а так же системой стандартов безопасности труда (ССБТ):

ГОСТ 12.1.004-85, ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.2.002-91. ГОСТ 12.2.029-88, ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.001-89, ГОСТ 3.1120-83.

58

12.АВТОМАТИЗАЦИЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ

12.1.Производственные ситуации автоматизации сборки.

Автоматизация сборки остается одной из острых проблем машиностроения, решение которой сдерживается нетехнологичностью конструкций изделий, недостаточной унификацией и малой серийностью и выпуска, отсутствием типового сборочного оборудования, недостаточно высоким качеством деталей изделий, а так же малым числом апробированных на производстве примеров решений.

Стадии развития процессов автоматизации сборки – частичная и комплексная механизация, частичная и комплексная автоматизация.

При частичной механизации сборки основного освобождается от трудоёмких ручных приемов по выполнению данной операции.

При комплексной механизации используют системы механизированных устройств, обеспечивающих выполнение основных и вспомогательных работ (подъем, перемещение, установку и снятие со сборочных стендов тяжелых изделий).

Частичная автоматизация заключается в том, что наряду с обычным сборочным оборудованием используются автоматы и полуавтоматы.

При комплексной автоматизации сборки системы непрерывно действующих автоматических сборочных машин функционируют как единый взаимосвязанный комплекс.

Проектирований технологических процессов автоматической сборке осуществляется в трех основных производственных ситуациях:

1.проектирование технологии сборки для нового завода с комплексной системой автоматизации производства. Разработанных технологических процессов в этом случае определяет конструкторскую строительную, транспортную, энергетическую и организационную части проекта, потребности в оборудовании, рабочей силе, материалах.

2.проектирование при реконструкции завода и внедрений производства новых изделий на действующем заводе. Инициатива технолога

вданном случае ограничено необходимостью использования имеющихся площадей, оборудования, транспортных средств, сложившейся схемы грузопотоков и другими местными условиями.

3.автоматизация сборки на действующих предприятиях при выпуске на них освоенной продукции. В этих условиях проектируют автоматические линии, участки линий, отдельные автоматические установки. Возможности автоматизации в данном случае весьма ограничены, так как срок окупаемости предлагаемых средств автоматизации не должен превышать продолжительности выпуска продукции.

59

Автоматическую сборку в основном применяют в массовом производстве. Сфера её использовании может быть расширенна унификацией и стандартизацией изделий, что приводит к увеличению количества и продолжительности их выпуска.

Применение автоматической сборки в серийном производстве ограничивается меньшими программами выпуска изделий.

Сроки окупаемости средств автоматизации не редко оказываются большими предполагаемой длительности выпуска изделий. В этом случае автоматизацию проводят на основе быстропереналаживаемого сборочного оборудования из типовых узлов и исполнительных механизмов, сборочных работ.

Автоматическая сборка в единичном и мелко серийном производстве выполняется специализированным оборудованием с программным управлением и работами. Примеры удачного решения задач автоматизации сборки: автоматическая сварка протяженных швов в крупногабаритных узлах, автоматическая клепка крупных панелей.

По организационным формам автоматическая сборка может быть стационарной и конвейерной.

Стационарную сборку выполняют на специальном оборудовании или с помощью роботов. И еще можно применить в массовом и серийном производстве в основном для не больших узлов.

Конвейерная сборка в большинстве случаев осуществима с периодической остановкой собираемых изделий (автоматические сборочные линии).

Сборка с непрерывном перемещением изделия осуществляется на конвейерах, оснащенных работами, а так же на роторных автоматических линиях.

1.Деталям необходимо придавать простые и симметричные формы, увеличивая, по возможности количества плоскостей симметрии. При этом упрощаются схемы пассивной и активной ориентации детали в вибробункерах.

2.Конструкция деталей должна исключать их сцепление при выдаче из вибробункерах.

3.Детали, сопрягающиеся с зазором или натягом (а также резьбовые детали), необходимо выполнять с фасками или направляющими элементами. Фаски обеспечивают лучшее направление сопрягаемых деталей на сборочной позиции автомата.

60