Проектирование технологического процесса сборки машин

Трудоемкость сборки в среднем составляет 25-30% общей трудоемкости изготовления машин. При большом объеме пригоночных работ трудоемкость сборки может составлять 40-50%. Качество готовой машины в значительной мере зависит от технологии сборки.

Проектирование ТП сборки имеет своей целью дать подробное описание процессов сборки, выявить необходимое техническое оснащение, потребные площади, рабочую силу, материальные и трудовые затраты.

Разработка ТП сборки включает в себя следующие основные этапы:

1. Анализ исходных данных для проектирования ТП сборки.

2. Технический контроль конструкторской документации и техусловий.

3. Размерный анализ конструкции изделия и выявление методов точности сборки.

4. Составление технологических схем общей и узловой сборки.

5. Разработка маршрута общей и узловой сборки.

6. Проектирование технологических операций сборки.

7. Нормирование ТП сборки.

8. Выбор или разработка мероприятий по технике безопасности.

9. Оценка технико-экономической эффективности разработанного ТП сборки.

10. Оформление технической документации.

Исходными данными для разработки ТП являются сборочный чертеж изделия, техусловия на сборку и приемку изделия, описание служебного назначения изделия, рабочие чертежи деталей, входящих в изделие, объем выпуска, условия выполнения ТП сборки, предполагаемый срок выпуска изделия.

К исходным данным относятся также различные справочные, нормативные материалы по сборке, каталоги, паспорта, альбомы сборочного и подъемно-транспортного оборудования, рекомендации по улучшению технологичности конструкции изделия, примеры сборки аналогичных изделий и др.

На этапе анализа исходных данных и технического контроля конструкторской документации рассматриваются все данные, необходимые для выполнения процесса сборки, выявляется количество разрезов и сечений на чертежах, размеры, выдерживаемые при сборке, допуски в сопряжениях и другие сведения.

В техусловиях рассматриваются требования к методам достижения точности, жесткости стыков, их герметичности, наличие сведений о способах эксплуатации оснастки, моменты затяжки резьбовых соединений, допускаемая величина дисбаланса вращающихся частей и другие сведения. Выдвигаются предложения по совершенствованию технологичности конструкции в сборке, что может упрощать сборочные операции. Выявляется степень механизации и автоматизации сборочных операций.

На этапе размерного анализа конструкции выявляются методы достижения точности замыкающих звеньев размерных цепей и полнота их отражения в рабочих чертежах.

На основе анализа исходной информации изучения конструкции изделия приступают к разбивке изделия на составные части. Прежде всего, выявляется номенклатура составных частей (узел, комплект, узел I, II порядка и др.). В каждой сборочной единице выявляется основная базирующая деталь или сборочная единица.

При разбивке изделия на составные части руководствуются следующими положениями:

1. Изделие не должно состоять из большого количества составных частей, быть большим по габаритам и массе. Однако излишнее дробление усложняет процесс сборки и комплектации.

2. Если в процессе сборки необходимо проведение испытания, обкатки, регулировки или пригонки, то узел выделяется в самостоятельную сборочную единицу.

3. При последующем монтаже сборочной единицы в машине она не должна подвергаться какой-либо разборке, а в случае необходимости в технологии должны предусматриваться сборочно-разборочные работы.

4. Большинство деталей машины должны входить в те или иные сборочные единицы с тем, чтобы сократить до минимума количество отдельных деталей, подаваемых на общую сборку.

5. Трудоемкость сборочных операций для всех сборочных единиц должна быть по возможности примерно одинаковой.

После разбивки изделия на составные части приступают к составлению технологических схем общей и узловой сборки.

Технологическая схема является первым этапом проектирования маршрута сборки. Технологические схемы изображают различными способами. Каждая составная часть, поступающая на сборку, изображается в виде прямоугольника или имеет другое обозначение, где указывается наименование, обозначение и количество. Схема сборки представляет собой горизонтальную линию в направлении от базового элемента к готовому изделию, сверху линии размещают детали, поступающие на сборку, в технологической последовательности. Снизу линии указывают сборочные единицы в порядке их поступления на сборку.

Схемы сборки могут поясняться различными надписями, характеризующими процесс сборки или выполняемую механическую обработку в процессе сборки (например: сверлить три отверстия при сборке, клепать, паять).

При выборе последовательности сборки исходят из следующих положений:

1. Сборку начинают с установки основной базирующей детали, определяющей положение других деталей и сборочных единиц.

2. В первую очередь монтируют сборочные единицы и детали, размеры и относительные повороты поверхностей которых являются общими звеньями, принадлежащими к наибольшему количеству размерных цепей.

3. Устанавливаемые в первую очередь сборочные единицы и детали должны выполнять наиболее ответственные функции в машине.

4. Установленные в первую очередь сборочные единицы и детали не должны мешать последующей сборке деталей и сборочных единиц.

Сборка может быть поточной, групповой, стационарной. Она может быть с непрерывным перемещением собираемого объекта и с периодическим перемещением.

При разработке маршрута сборки устанавливается последовательность и содержание технологических и вспомогательных операций сборки, определяется оборудование, инструменты, оснастка.

Содержание операции в массовом производстве должно быть таким, чтобы её продолжительность соответствовала или была кратна такту сборки. Выполняемая работа должна быть однородной и характеризоваться определенной законченностью. Средняя загрузка рабочих мест на сборочной линии должна быть достаточно высокой (порядка 0,9-0,95).

Содержание операций в серийном производстве должно быть таковым, чтобы обеспечить на рабочих местах общей и узловой сборки достаточно высокую загрузку.

При выборе технологических баз исходят из соблюдения принципа совмещения и постоянства баз, при этом также учитывают удобство установки и снятия собираемого изделия, надежность его закрепления, возможность подвода собираемых деталей и сборочных инструментов.

При разработке сборочных операций уточняется их первоначально намеченное содержание, выявляется возможность совмещения переходов во времени, определяется схема установки и закрепления базового элемента, окончательно уточняется технологическое оснащение, выбираются режимы работы, оборудование. При проектировании сборочных операций исходят из принципов концентрации и дифференциации переходов.

Принцип концентрации переходов в сборке характерен для опытного, единичного, иногда мелкосерийного производства. В этом случае сборка производится, как правило, на одном рабочем месте одним или несколькими работающими.

При дифференциации переходов сборки за рабочими местами закрепляются определенные операции, обеспечивается возможность применения средств автоматизации и механизации. При необходимости выдается задание на проектирование специального оборудования и оснастки.

Следующим этапом разработки техпроцесса сборки является нормирование технических операций на основе нормативов на слесарно-сборочные работы.

Штучное время определяется:

где k – поправочный коэффициент к оперативному времени, определяемый в зависимости от числа приемов, выполняемых рабочим.

Следующим этапом является разработка или выбор мероприятий по технике безопасности.

Технологическая документация на сборку включает маршрутно-операционные карты, карты эскизов, технологические инструкции, комплектовочные карты, включающие сведения о деталях, сборочных единицах и материалах, входящих в комплект собираемого изделия, ведомость технологической оснастки и др. документы.