Проектування технологічних процесів складання виробів
Загальні відомості
Значення складання при виготовленні машин
Складання є заключним етапом виготовлення машин і в значній мірі визначає її експлуатаційні якості. Одні й ти ж самі деталі, що з’єднані при різних умовах складання, можуть значно змінювати довговічність їх служби.
Складальні роботи мають значну частку загальної трудомісткості виготовлення машини. У залежності від типу виробництва трудомісткість складання знаходиться в межах від (20…30)% у масовому і до (30…40)% в одиничному виробництві. Основна частина слюсарно-складальних робіт уявляє собою ручні роботи, які потребують великих затрат фізичної праці і високої кваліфікації робітників..
Вище викладене показує, що при виготовленні машини складанню належить провідна роль. Технологічні процеси виготовлення деталей в більшості випадків підкорені технології складання машини. Отже, спочатку повинна розроблятись технологія складання машини, а потім – технологія виготовлення деталей.
Початкові дані для проектування технологічного процесу складання виробів
Для розробки технологічного процесу складання машин чи вузла технологу необхідно мати:
опис виробу і його службове призначення;
складальні креслення виробу, креслення складальних одиниць, специфікації деталей, що входять у виріб;
робочі креслення деталей, що входять у виріб;
технічні вимоги на випробування та приймання виробу;
річну програму випуску виробів;
режим роботи виробничої структури.
Для проектування використовують довідкові матеріали: рекомендації по поліпшенню технологічності конструкції виробів, каталоги складального і підйомно-транспортного обладнання, альбоми складальної технологічної оснастки, нормативи по нормуванню складальних робіт, приклади складання аналогічних виробів.
Етапи і послідовність проектування технологічного процесу складання виробів
Технологічний процес складання розробляють у такій послідовності:
ознайомлення зі службовим призначенням виробу;
аналіз технічних вимог на відповідність їх службовому призначенню виробу;
попереднє встановлення типу виробництва та організаційної форми складання;
аналіз складальних креслень на технологічність конструкції виробу;
розмірно-точнісний аналіз конструкції;
розробка послідовності складальних операцій, схеми складання, визначення видів складальних робіт;
розробка маршрутно-операційної технології загального та по вузлового складання;
визначення типу складального обладнання, технологічного оснащення і підйомно-транспортних засобів;
проектування складальних операцій;
нормування складальних операцій;
розрахунок економічних показників складання;
розробка планування обладнання і робочих місць;
оформлення технологічної документації.
Методика розробки технологічного процесу складання виробів
8.1 Ознайомлення зі службовим призначенням виробу
+Під службовим призначенням машини розуміють максимально уточнену і чітко сформульовану задачу, для розв¢язання якої призначена машина. Формулювання службового призначення машини повинно складатись з двох частин – загальної частини і уточнень. В загальній частині формулюються основні функції для виконання яких призначена машина, а в уточненнях викладаються додаткові умови і вимоги, які цю задачу уточнюють і конкретизують.
8.2 Аналіз технічних вимог до виробу та технологічний контроль робочих креслень
Технічні вимоги повинні містити дані про точність складання, потрібну якість сполучень, їх герметичність, щільність і жорсткість стиків, необхідну точність балансування обертових вузлів та інші відомості залежно від призначення виробу. В технічних вимогах допускаються спеціальні вказівки технологічного характеру про методи виконання з¢єднань, бажану послідовність складання, методи проміжного і остаточного контролю виробів.
Виходячи із службового призначення виробу чи складальної одиниці провадять аналіз технічних вимог, що є на кресленнях, в стандартах і в спеціальних документах на виріб з випуску його і приймання.
На цьому етапі необхідно встановити:
в якій мірі та чи інша вимога забезпечує виконання виробом чи складальною одиницею їх службового призначення;
що буде, якщо дана вимога буде порушена;
наскільки правильно задано числове значення технічних вимог що розглядаються;
чи достатньо тих вимог, що є на кресленні і які вимоги треба ввести додатково для виконання виробом чи складальною одиницею їх службового призначення;
в якій мірі задана якість виконавчих поверхонь деталей відповідає їх службовому призначенню;
якими технічними способами буде забезпечено виконання кожної вимоги і якими методами і засобами вони контролюються.
Аналіз технічних вимог при вивченні складальних і робочих креслень полягає в побудові і розрахунку відповідних конструкторських розмірних ланцюгів для встановлення відповідності допуску замикальної ланки службовому призначенню виробу.
Обґрунтовані і скоректовані допуски на розміри окремих деталей і їх відносне положення у подальшому враховуються при розробці технологічних процесів складання і виготовлення відповідних деталей.
В результаті аналізу технічних вимог технолог може пропонувати конструктивні зміни, уточнення технічних вимог на складання, зміни допусків і номінальних розмірів виробу чи складальної одиниці.
Паралельно з аналізом технічних вимог провадять технологічний контроль робочих креслень.
8.3 Попереднє встановлення типу виробництва та організаційної форми складання
Тип виробництва на даному етапі проектування визначають орієнтовно через такт складання виробу чи складальної одиниці або по аналогії за подібним виробом.
Тактом складання називають час між виходом зі складання двох суміжних готових виробів. Номінальний такт складання визначають за формулою
,
де 
– річний фонд робочого часу в годинах (див Д М2.1 КД)
N – річна виробнича програма в шт. (дано в завданні на проектування).
Після визначення такту складання його порівнюють із середньо визначеною тривалістю операцій складання даного виробу (середню тривалість операцій можна взяти також за аналогом).
Якщо такт значно перевищує середню попередньо визначену тривалість операцій, то складання ведуть за принципом серійного виробництва. На одному робочому місці періодично (партіями) складають закріплені до нього різні вироби.
Якщо такт близький до середньої тривалості операцій чи менше її, то складання ведуть за принципом масового виробництва, закріплюючи за кожним робочим місцем певну складальну операцію. В цьому випадку складання виконують потоковим методом. При малому такті (2 –3 хв.) процес складання диференціюють, виділяючи невеликі за своїм змістом операції. Якщо це за технологічними міркуваннями утруднено чи неможливо зробити, то операції виконують паралельно, дублюючі робочі місця.
Після розробки технологічних процесів складання та механічної обробки, а також розрахунку кількості основного обладнання тип виробництва належить уточненню по коефіцієнту закріплення операцій.
Після визначення типу виробництва, вибирають організаційну форму складального процесу. Навибір організаційної форми складання впливають конструкція виробу, його розміри і маса, програма і строки випуску. Організаційні форми складання встановлюють окремо для виробу та його складових частин. В загальному випадку вони можуть бути різними.
По переміщенню виробу що складається складання поділяють на стаціонарне і рухоме, по організації виробництва – на не потокове і потокове.
Непотокове стаціонарне складання відрізняється тим, що весь процес складання виконується на одному робочому місці, куди надходять всі деталі і складальні одиниці. Стаціонарне складання може здійснюватись без розчленування (принцип концентрації) і з розчленуванням (принцип диференціації) складальних операцій.
У першому випадку все складання виконується однією бригадою робітників послідовно. Сфера застосування стаціонарного нерухомого складання без розчленування робіт – одиничне і малосерійне виробництво важкого машинобудування, експериментальні та ремонтні цехи.
У другому випадку провадиться паралельно складання кожної складальної одиниці і загальне складання різними бригадами. Непотокове стаціонарне складання з розчленуванням складальних робіт застосовується в серійному виробництві середніх і великих машин і має низку переваг перед складанням без розчленування: скорочуються тривалість циклу складання, трудомісткість і знижується собівартість. Проте застосування складання з розчленуванням можливо, тільки якщо конструкція виробу дозволяє розділити його на складальні одиниці, які можуть бути складені незалежно одна від одної.
Непотокове рухоме складання відрізняється тим, що робітники, що виконують операції складання, знаходяться на своїх робочих місцях, а виріб що складається переміщується від одного робочого місця до другого. Переміщення виробу може бути вільним або примусовим. Організація рухомого складання можлива тільки на основі розчленування складальних робіт. Тривалість виконання кожної операції складального процесу неоднакова. Для компенсації різниці часу виконання операцій створюються між операційні зароби. Не потокове рухоме складання застосовується у середньо серійному виробництві.
Потокове складання відрізняється тим, що всі складальні операції виконуються за однаковий час, який дорівнює чи кратний такту. Забезпечення однакової тривалості операцій досягається їх перебудовою, яка полягає в змінюванні числа переходів, їх механізації, дублюванні та ін.
Потокове складання за аналогією з не потоковою може здійснюватись з вільним чи примусовим переміщенням виробу що складається. При вільному переміщенні використовуються візки, похилі лотки, рольганги, при примусовому – конвеєри різних типів. Складання з примусовим переміщенням може виконуватись на конвеєрі з періодичним чи безперервним переміщенням.
Потокове стаціонарне складання відрізняється тим, що вироби що складаються залишаються на робочих місцях, а робітники по сигналу переходять від одних виробів що складаються до наступних через періоди часу, що дорівнюють такту. При цьому кожний робітник (чи кожна бригада) виконує закріплену за ним (бригадою) одну й ту ж саму операцію. Потокове стаціонарне складання застосовується в серійному виробництві машин, які відрізняються недостатньою жорсткістю базових деталей, великими габаритами і масою, що незручно для їх транспортування.
Потокове рухоме складання здійснюється шляхом переміщення виробу що складається від одного робочого місця до другого. При цьому переміщення виробу що складається може здійснюватись на конвеєрі що рухається безперервно або періодично.
У першому випадку складання здійснюється в період зупинки конвеєра, у другому – на конвеєрі що безперервно рухається і переміщує виріб із швидкістю, яка забезпечує можливість виконання складальних операцій. Рухоме потокове складання застосовується у велико серійному і масовому виробництвах.
Після визначення організаційної форми складання треба також визначитись попередньо з наступним:
+
вибрати тип потокових ліній для виробничих дільниць і потокових ліній;
встановити ступінь механізації і автоматизації потокових ліній;
визначити режим роботи дільниці, лінії і фонди часу роботи технологічного обладнання.
8.4 Аналіз технологічності конструкції виробу
Конструкцію виробу називають технологічною, якщо в прийнятих конструктивних рішеннях враховано можливості забезпечення оптимальних затрат праці і коштів на його проектування, виготовлення, технічне обслуговування і ремонт при заданій якості і прийнятих умовах виготовлення, технічного обслуговування і ремонту.
Відпрацювання конструкції виробу на технологічність (якісну оцінку технологічності) починають вже на етапі технологічного контролю креслень виробу чи складальної одиниці і аналізу їх службового призначення. Результати цієї роботи повинні забезпечити розв’язання таких основних задач:
зниження трудомісткості й собівартості виготовлення виробу;
зниження трудомісткості та вартості експлуатації виробу, його профілактичного технічного обслуговування і ремонту.
Порядок і правила відпрацювання конструкції виробу і складальної одиниці на технологічність регламентується державним стандартом. Цим же стандартом встановлено ряд кількісних показників технологічності, які розраховуються для даного виробу і порівнюються з показниками базового виробу, який приймається в даному разі як еталон. До основних кількісних показників відносяться: трудомісткість виготовлення виробу; рівень технологічності конструкції по трудомісткості виготовлення; собівартість виробу; рівень технологічності конструкції по собівартості. Крім основних показників, використовують ряд додаткових: витрати матеріалу – маса виробу, його матеріаломісткість та ін.; ступінь уніфікації виробу, яка характеризується коефіцієнтом конструктивної спадковості, повторюваності і стандартизації.
До додаткових показників відносяться також ступінь уніфікації технологічних процесів, тобто можливість максимального використання типових технологічних процесів і показники обробки (коефіцієнт точності обробки, коефіцієнт шорсткості поверхонь) та ін.
Крім кількісної оцінки провадиться також якісна оцінка технологічності. Якісна оцінка характеризує технологічність конструкції узагальнено на підставі досвіду виконавця і провадиться на всіх стадіях проектування, як попередня. Їх характеризують показники: добре-погано.
Подальша розробка технології виготовлення виробу провадиться для відпрацьованої на технологічність конструкції.
8.5 Розмірно-точнісний аналіз конструкції Загальні відомості
При з’єднанні деталей машин необхідно забезпечити їх взаємне розташування в межах заданої точності. Питання, пов’язані з досягненням потрібної точності складання, розв’язуються за допомогою розмірного аналізу виробу що складається.
Розмірний аналіз – це комплекс робіт з виявлення та побудови схем розмірних зв’язків машини чи складальної одиниці, раціонального поставлення розмірів, призначення раціональних допусків та їх ув’язки, а також оцінки одержаних результатів.
Розмірний аналіз дозволяє обґрунтовано задавати розмірно-точнісні характеристики елементів машин і економічно забезпечувати потрібну якість конструкцій що виготовляються.
Розмірні зв’язки конструкції й технологічного процесу виявляються у вигляді розмірних ланцюгів, тому розмірний аналіз базується на основних положеннях теорії розмірних ланцюгів та методах їх розрахунку.
Досягнення заданої точності складання полягає в забезпеченні розміру замикальної ланки розмірного ланцюга, який не повинен виходити за межі допуску.
Розмірний аналіз конструкції виробу виконується в такій послідовності:
виявлення параметрів, що забезпечують службове призначення машини (виявлення замикальних ланок);
виявлення розмірних ланцюгів по кожному параметру (виявлення складових ланок);
вибір методів розрахунку розмірних ланцюгів і досягнення точності замикальних ланок;
виявлення характеру взаємозв’язків між ланцюгами (незалежні, паралельно зв’язані, послідовно зв’язані тощо) і визначення послідовності їх розрахунку;
розрахунок розмірних ланцюгів з врахуванням методу досягнення точності замикальних ланок;
аналіз розрахунків та прийняття відповідних рішень.
.png)