Виктор Васильевич Данилевский
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
*** 1984 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СБОРКИ
При проектировании технологической схемы сборки необходимо определить конструктивные и сборочные элементы изделия и их взаимную связь. Схематическое изображение взаимной связи конструктивных или сборочных элементов изделий называют соответственно схемами конструктивного и сборочного составов изделий. Выбор и определение последовательности сборки зависят в основном от конструкции собираемого изделия и степени дифференциации сборочных работ. Последовательность ввода деталей и сборочных единиц в процессе сборки изделия определяет и порядок их предварительного комплектования. При проектировании технологического процесса сборки необходимо собираемые изделия предварительно расчленить на элементы таким образом, чтобы осуществить сборку наибольшего количества этих элементе® независимо друг от друга. Изделие расчленяют на сборочные единицы путем построения схемы сборочного состава. Органическая связь сборочного процесса с конструкцией изделия требует от технолога перед непосредственным проектированием процесса сборки тщательного изучения конструктивной связи деталей и сборочных единиц изделия. Технолог должен определить сборочные единицы изделия, выделив базовые элементы и количество разъемов, проверить возможность обеспечения требуемой точности сборки и взаимозаменяемости, установить шифр или индекс каждой сборочной единицы для разработки технологической документации. При выделении сборочных единиц обязательным условием является возможность сборки каждой сборочной единицы независимо от других. Кроме сборочных единиц определяют детали и составные части изделия, которые поступают в готовом виде. В результате этого должна быть составлена схема сборочной связи отдельных деталей и составных частей данного изделия. Эта сборочная связь определяет сборочный состав изделия. В связи с тем что схема сборочного состава должна указывать последовательность сборочного процесса, в ней должен быть выделен базов ыйэлемент (базовая деталь, сборочная единица и т. д.), с которого и начинается сборка. В процессе сборки изделия пользуются сборочными базами, т. е. совокупностями поверхностей или точек, по отношению к которым фактически ориентируют другие детали изделия. Сборочные базы образуются теми элементами деталей, которые определяют их положение относительно других, ранее установленных деталей. Для разработки процесса сборки составляют технологические схемы сборки, где условно изображают последовательнесть сборки машины из элементов (деталей, сборочных единиц). Схему сборки обычно составляют в соответствии со сборочным; чертежом изделия и спецификацией его составных частей. Типовая схема разбивки изделия на сборочные единицы представлена на рис. 280, где каждая составляющая изображена в виде прямоугольника, внутри которого (или рядом с ним) пишется наименование и номер сборочной единицы (СБ-1 — сборочная единица 1-го порядка, СБ-2 и СБ-3 — соответственно 2-го и 3-го порядков), а иногда и трудоемкость ее сборки. В технологических схемах надписывают названия методов соединений там, где они не определены типом соединяемых деталей. Так, указывают: «приварить», «запрессовать», «набить смазкой» (но не делают указания «заклепать», если показана установка заклепки). При сравнении между собой технологических схем сборки близких по конструкции машин с точки зрения соответствия требованиям технологии сборки (удобства и трудоемкости сборки и разборки, минимума ручных и пригоночных работ и т. п.) можно определить технологичность конструкции данной машины. Технологичным (с точки зрения сборки) называют изделие, которое можно скомплектовать из предварительно собранных сборочных единиц. Чем больше деталей машины может быть предварительно объединено в отдельно собранные сборочные единицы, тем короче будет цикл сборки, так как их можно собирать параллельно. Разработка технологического процесса сборки начинается с изучения служебного назначения и конструкции изделия, условий работы и технических условий его приемки. При этом необходимо произвести анализ сборочных чертежей (правильность простановки размеров, необходимых для сборки, обоснованность регламентации точности и т. п.). Глубина разработки процесса сборки предопределяется типом производства и размером годового выпуска. При малом выпуске разработка процесса сборки ограничивается составлением маршрута, т. е. последовательности сборочных операций. При большом выпуске процесс сборки, разрабатывается детально с возможно полной дифференциацией сборочных операций. Выбор варианта и разработка процесса сборки зависят также от того, в каких условиях осуществляется разрабатываемый процесс — на вновь проектируемом или на действующем предприятии. В первом случае выбор и разработка варианта технологического процесса свободные, а во втором зависят от ряда факторов: наличия оборудования и его загрузки, перспектив получения нового оборудования» инструментальной подготовки производства и т. п. На основании изучения исходных данных составляется технологическая схема общей сборки и сборки сборочных единиц. Для сложных изделий на основании технологических схем сборки разрабатываются технологические процессы отдельных сборочных единиц, а затем процесс общей сборки. Технологические процессы в свою очередь расчленяются на отдельные последовательные операции, переходы, приемы. Технологический процесс сборки включает в себя соединение тем или иным способом сопрягаемых деталей и сборочных единиц; проверку полученной точности относительного положения и движения сборочных единиц и деталей; внесение необходимых поправок для достижения требуемой точности путем пригонки, подбора или регулировки; фиксацию относительного положения сборочных единиц и деталей (например, проверка правильности работы систем смазки, последовательности включения отдельных механизмов и т. д.). В сборочные процессы включают операции (переходы), связанные с очисткой, мойкой, окраской и отделкой деталей, сборочных единиц и машины в целом, а также регулирование машины и ее механизмов. В состав работ по сборке составных частей (сборочных единиц) и общей сборке могут входить следующие основные операции: крепление деталей; сборка неподвижных деталей; сборка деталей, передающих движение; разметка для сборки (в единичном и мелкосерийном производстве); взвешивание и балансировка деталей и сборочных единиц; установка станин, рам, плит, корпусов и т. п. При разработке технологического процесса поточной сборки необходимо вначале определить такт сборочных работ, так как расчленение технологического процесса на отдельные операции зависит от такта сборки; затрата времени на отдельные операции (трудоемкость) должна быть равной или кратной такту. Для каждой операции, перехода и других частей сборочного процесса должно быть дано описание характера работ и способов их выполнения; должны быть указаны необходимый инструмент и приспособления; определены потребное количество времени, количество рабочих и их квалификация. Таким образом, технологический процесс сборки определяет длительность сборки изделия, количество рабочих на все сборочные работы, сроки подачи деталей и сборочных единиц. Структура нормы времени на сборочные операции аналогична структуре нормы времени на станочные работы. Основное, вспомогательное и подготовительно-заключительное время определяется по нормативным данным, разрабатываемым на основе изучения и анализа опытных данных, хронометражных материалов передовых предприятий в соответствии с определенными организационными условиями производства. Время обслуживания рабочего места и перерывов на физические потребности и отдых составляет некоторую часть оперативного времени (в среднем 4...8%). Разработанный технологический процесс сборки должен быть эффективным для заданных условий, для чего производят технико-эко- номическую оценку. Оценка и выбор варианта технологического процесса сборки производятся также путем сопоставления затрат на выполнение отдельных сборочных операций и всей сборки в целом. Затем оформляется технологическая документация, состоящая из маршрутной и операционной карты технологического процесса сборочных, слесарно-сборочных и электромонтажных работ, комплектовочной карты, ведомости материалов, а также технологических схем сборки изделия и сборочных единиц. На рис. 281 приводится образец операционной карты технологического процесса сборочных, слесарносборочных и электромонтажных работ. ГЛАВА XXXIX ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ СБОРКИ МАШИН Основными организационными формами сборки являются стационарная и подвижная. При стационарной сборке изделия полностью собирают на одном сборочном посту. Все детали и сборочные единицы, требуемые для сборки изделия, поступают на этот пост. При подв и ж н о й сборке собираемое изделие последовательно перемещается по всем сборочным постам, на каждом из которых выполняют определенную операцию. Каждый пост рборудуют приспособлениями и инструментами, предназначенными для выполнения данной операции. Детали и сборочные узлы для сборки поступают на соответствующие посты. Стационарная сборка может быть осуществлена двумя методами: 1) без расчленения сборочных работ (принцип концентрации) и 2) с расчленением (принцип дифференциации). По принципу концентрации сборку изделия от начала до конца практически должен выполнять один человек или бригада. Цикл сборки при значительной трудоемкости сборочного процесса чрезвычайно продолжителен и при большой программе выпуска изделий требует больших сборочных площадей, значительного количества инструмента, оборудования и др. Этот метод применяют в единичном производстве при сборке специальных, уникальных машин и приборов, а также в мелкосерийном производстве, когда весь процесс сборки изделия состоит из небольшого количества несложных операций. Используя принцип дифференциации (бригадный метод), сборочный процесс расчленяют на части, и за каждым рабочим бригады закрепляют определенную сборочную единицу изделия. Члены бригады специализируются на выполнении определенных сборочных работ. Однако по конструктивным условиям в большинстве случаев вести сборку всех сборочных единиц одновременно невозможно. В связи с этим при таком методе сборки большое значение имеет правильное планирование начала и конца сборочных работ с учетом трудоемкости и последовательности установки сборочных единиц на машину. Бригадный метод сборки широко распространен в мелкосерийном производстве, а также при выполнении повторной сборки машины на месте ее постоянной работы (например, сборка крупных гидравлических турбин с их установкой; сборка устанавливаемых в типографиях сложных полиграфических машин и пр.). При подвижной сборке рабочие, выполняющие отдельные опера ции, распределены по рабочим местам — постам, к которым подают соответствующие детали и сборочные единицы, объект же производства последовательно перемещается от одного поста к другому. Это перемещение может быть свободным, когда объект сборки располагается, например, на тележках, перемещаемых самими исполнителями, и принудительным, когда объекты сборки перемещают механическими транспортными устройствами непрерывного или прерывного действия (конвейер). Преимущества подвижной сборки состоят в том, что расчлененный сборочный процесс не требует высококвалифицированных исполнителей, так как закрепление за исполнителем одной или небольшого числа операций дает ему возможность приобрести в короткий срок необходимые навыки. При расчлененном процессе сборки каждую операцию оснащают соответствующими приспособлениями и инструментом; в связи с этим время на сборку изделия меньше, чем при нерасчлененном. Расчлененный процесс при заданной программе выпуска изделий требует меньших производственных площадей благодаря сокращению цикла сборки. Количество одновременно собираемых изделий при этом значительно меньше, чем при нерасчлененном процессе. Процесс сборки может быть расчленен в условиях крупносерийного и массового производства таким образом, что каждую операцию будет выполнять только один исполнитель. В этом случае объект (сборочные единицы или изделие) должен в процессе производства последовательно переходить от одного рабочего места к другому, по потоку. Переход на поточный метод производства позволяет увеличить объем выпуска продукции, снизить себестоимость изделия, сократить производственный цикл, уменьшить незавершенное производство, увеличить производительность труда, облегчить и улучшить условия труда, учет и планирование производства, укрепить трудовую дисциплину. Под поточной линией сборки понимают ряд рабочих мест сборки сборочных единиц или машины, расположенных соответственно последовательности операций технологического процесса сборки. Непрерывность процесса при поточной сборке достигается благодаря равенству или крайности времени выполнения отдельных операций сборки, т. е. длительность любой сборочной операции на линии должна быть равна или кратна такту сборки изделия. Для большинства изделий машиностроения наиболее совершенной по технико-экономическим показателям является поточная сборка при расчлененном процессе с принудительным движением объекта и принудительно регулируемым тактом. Точный принудительный такт сборки на конвейере является планирующим началом для организации всей работы не только сборочного, но и всех других цехов предприятия, обеспечивающих «питание» конвейера. Внедрение конвейера требует широкого применения механизации, в связи с чем создаются предпосылки для автоматизации производственных процессов. Чтобы достигнуть высокой производительности труда и обеспечить высокое качество работ при поточной сборке, требуется большое количество различных инструментов и приспособлений, сконструированных с учетом каждой операции. Необходимость передачи собираемых сборочных единиц с одного рабочего места на другое заставляет иногда выполнять приспособления для сборки такими, чтобы их легко можно было перемещать вместе со сборочными единицами в процессе сборки. Такие приспособления называются спутниками. Между отдельными операциями сборки сборочных единиц необходимо вводить операции контроля, назначение которых — проверять выполненные ранее операции сборки для обеспечения необходимого качества сборки сборочных единиц и изделия в целом. ГЛАВА XL МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СБОРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ В современном машиностроительном производстве уровень механизации сборочных процессов (отношение трудоемкости работ, выполняемых механическими средствами, к общей трудоемкости сборки) колеблется в очень широком диапазоне: 1) частичная механизация, при которой механизированные средства применяют лишь на некоторых сборочных операциях, а основная доля работ производится вручную с помощью простейшего немеханизированного инструмента; 2) комплексная, или всесторонняя, механизация, когда все основные рабочие операции выполняются с помощью механизированных инструментов и приспособлений; 3) частичная автоматизация, когда часть рабочих процессов сборки осуществляется с применением автоматизированных средств, а остальные операции выполняются сборщиками с помощью механизированных инструментов и приспособлений; 4) комплексная автоматизация, представляющая собой высшую форму механизации сборки — на этой ступени все рабочие операции, а также операции регулирования сопряжений и контроля собранных сборочных единиц и изделий выполняются машинами-автоматами под наблюдением наладчиков. Технологический процесс сборки и организация сборочных работ обусловливают применение тех или иных средств механизации, причем, с одной стороны, степень совершенства организации сборки влияет на технико-экономическую эффективность механизации, а с другой — рациональная механизация способствует совершенствованию организации сборки. Любая сборочная операция состоит из основного и вспомогательного элементов. Основнойэлемент характеризуется изменением технологического состояния сборочной единицы в процессе сборки. Квспомогательным элементам относятся перемещение сборочной единицы, деталей, инструментов и приспособлений, управление этими перемещениями и контроль сборки. Для механизации основных элементов сборочных работ применяют электрифицированные, пневматические и пневмогидравлические одно-и многошпиндельные механизированные инструменты. Для механизации вспомогательных работ, и прежде всего для горизонтального и вертикального перемещения собираемых объектов, инструментов и приспособлений, применяют рольганги, тележки, другие конвейеры, электрические и пневматические подъемники. К числу вспомогательных работ относится также сортировка деталей перед сборкой на размерные и весовые группы. Сортировка осуществляется почти повсеместно на специальных полуавтоматах и автоматах. Механизация отдельных сборочных операций хотя и снижает в той или иной мере трудоемкость сборки, однако существенного экономического эффекта не дает; он возможен только при комплексной механизации. Завершающим этапом полной механизации сборки является применение автоматических систем. Основными предпосылками для автоматизации сборочных процессов служат достаточные стабильность и объем выпускаемой продукции. В настоящее время автоматические сборочные машины применяются главным образом для сборки сравнительно небольших сборочных единиц или механизмов, например печатных схем, подшипников качения, радиоламп и т. п. Известны случаи использования сборочных машин в автомобильной промышленности, например для сборки блоков цилиндров, муфт сцепления и др. Эффективность применения автоматизированных устройств при сборке обусловливают: идентичность операций при сборке различных изделий или сборочных единиц; значительная трудоемкость сборки; наличие высокого брака в процессе ручной сборки; опасность получения травмы и высокая стоимость сборки. Одним из средств, облегчающих автоматизацию сборки и повышающих степень универсальности автоматических сборочных линий, является смешанное применение в них позиций автоматической и ручной сборки, а также компоновка сборочных установок из нормализованных агрегатов и сборочных единиц, допускающих перекомпоновку. Автоматические сборочные установки классифицируются в соответствии с траекторией движения собираемого изделия от одной позиции к другой. Наиболее часто используют установки с делительно-поворотным столом и автоматические линии сборки. Для сборки изделий небольших и средних размеров применяют сборочные установки ротационного типа, где собираемые сборочные единицы, состоящие из 2...5 деталей, путем поворота стола последовательно перемещаются из одной позиции в другую. Между автоматизированными позициями (обычно не более семи) могут быть расположены позиции ручной сборки. Иногда для точного позиционирования изделий используются установочные приспособления «плавающего» типа, перемещаемые центральной транспортной системой и самоходные. Производительность подобного сборочного автомата составляет 500... 1800 шт/ч. К недостаткам ротационных установок следует отнести: невозможность сборки крупных изделий, а также изделий, сборка которых требует значительного количества операций; ограниченное число шций и тесное их размещение; ограниченные возможности совмеще автоматической и ручной сборки. Автоматические сборочные линии бывают либо горизонтально-жнутыми, когда собираемые изделия перемещаются по прямоуголь или овальной трассе, либо вертикально-замкнутыми, в которых яспособления-спутники перемещаются по прямолинейной трассе и :ле разгрузки возвращаются транспортером к загрузочной позиции, е линии пригодны для сборки изделий с 5... 10 и более деталями, и могут быть как полностью автоматическими, так и с встроенными шциями ручной сборки. Производительность линий такая же, как установок ротационного типа. Для подачи деталей на автоматических сборочных установках именяются: вибробункеры, осуществляющие выдачу и первичную яентировку засыпаемых в них навалом деталей; барабанные питате-, выполняющие те же функции, но пригодные лишь для подачи шлей простейшей формы; магазинные питатели для подачи деталей, горые могут сцепляться друг с другом; лопастные питатели для пода-деталей в несколько отводящих каналов и желобков и т. д. В соответствии с накопленным опытом считается целесообразным лностью автоматизировать сборочный процесс, если выпуск продук-и превышает 500 изделий в час. Одним из критериев при оценке аномической эффективности автоматической сборочной установки у'жит количество человеко-часов работы сборщиков, которых она извана заменить. Оно должно быть не меньше 2 тыс. в год. |
