Технология производства Разработка технологического процесса сборки

Технология производства Разработка технологического процесса сборки машины

Сборка является заключительным этапом производственного процесса в машиностроении. Технологические процессы сборки – совокупность операций по соединению деталей в определенной последовательности для получения механизма или машины, полностью отвечающих установленным требованиям. Трудоемкость сборки весьма велика: - единичное, мелкосерийное производство- 40… 50% ; - серийное производство-30… 35 %; - крупно- серийное производство- 20… 25% ; - массовое производство- менее 20 %; Рациональная технология сборки изделий машиностроения имеет в ряде случаев решающее значение для обеспечения их надежности и долговечности.

1 Служебное назначение машины и технические требования Под служебным назначением машины понимают максимально уточненную и четко сформулированную задачу, для решения которой предназначена машина. Формулировка служебного назначения должна отражать не только общую задачу, для решения которой создается машина, но и все дополнительные условия и требования, которые эту задачу количественно уточняют и конкретизируют. Изучение служебного назначения следует начинать с ознакомления с намечаемыми результатами действия машины.

• Формулировка служебного назначения производящей машины должна содержать сведения о виде, качестве и количестве продукции. • Другую группу данных могут составлять показатели производительности машины , которая определяется в результате разработки технологического процесса изготовления продукции и проведения технико-экономических расчетов. К этой же группе данных могут быть отнесены требования к экономической эффективности, долговечности и надежности машины. • Формулировка служебного назначения машины должна включать перечень условий, в которых ей предстоит работать и производить продукцию требуемого качества и в необходимых количествах. • Формулировка служебного назначения машины может содержать также ряд дополнительных сведений , которые необходимо учитывать при ее проектировании и изготовлении; например, требования к внешнему виду, безопасности работы, удобству и простоте обслуживания и управления, уровню шума, КПД, степени механизации и автоматизации.

• Первоначальное служебное назначение машины формулируется заказчиком в результате разработки технологического процесса изготовления продукции и уточняется при формулировании заказа на проектирование машин. • Для конструкторов формулировка служебного назначения машины является исходным документом, который прилагается к чертежам машины • Технолог, приступающий к проектированию технологий изготовления машины, должен критически оценить формулировку служебного назначения. • Основная цель – точная формулировка задач для решения их с помощью создаваемой машины. • Ошибки, которые допускаются при конструировании и изготовлении машины могут быть исправлены, то ошибки при формулировании служебного назначения не поддаются исправлению и приводят к неполноценности или негодности конструкции. • Нередко, уточнение служебного назначения на стадии проектирования технологического процесса требует значительных конструкционных доработок и способствует повышению качества машины.

Каждая машина, как и ее отдельные механизмы, выполняет свое служебное назначение при помощи ряда поверхностей или их сочетаний, принадлежащих отдельным деталям машин. Эти важнейшие поверхности деталей машины или ее механизмов принято называть исполнительными. Исполнительные поверхности определяют положение заготовки и инструмента, поскольку в процессе их относительного движения формируется поверхность детали (ее положение относительно технологических баз, точность размера, формы, шероховатость). Исполнительные поверхности той или иной конструкции занимают определенные относительные положения и могут иметь относительные движения по тем или иным законам в соответствии со служебным назначением. В качестве примера рассмотрим формирование служебного назначения одной из сборочных единиц агрегатного станка — шпиндельной бабки

Шпиндельная бабка агрегатного станка

• Служебное назначение этой сборочной единицы : передача каждому из шпинделей изменения М кр в определенных диапазонах, обеспечение равномерности вращения и неизменности положения в пространстве исполнительных поверхностей А и Б каждого шпинделя. Оно вытекает из результата работы шпиндельной бабки: необходимости обеспечения соответствующей частоты вращения и передачи М кр режущему инструменту, устанавливаемому в шпинделе станка по исполнительным поверхностям А и Б. • Первоначально заданное положение в пространстве не должно изменяться, как не должна изменяться и задаваемая ему частота вращения, что может сказаться при получении главного результата — обеспечения требуемой точности размера, формы обрабатываемых поверхностей вращения заготовок и их положения относительно технологических баз.

• Если станок, точнее, вся технологическая система, должен обеспечить при обработке отверстий в заготовках точность радиального положения отверстий в пределах 0, 1 мм, точность углового положения в пределах 30', перпендикулярность осей отверстий относительно технологической базы заготовки в пределах 0, 15 мм на 100 мм длины, твердость материала заготовки НВ 163— 197, масса заготовки 1, 95 кг, температура заготовки 20° ± 10 °С, температура воздуха в цехе 20° ± 4 °С, производительность станка должна быть 150 дет. /ч, его долговечность 8 лет, то приведенные уточнения служебного назначения станка позволяют сформулировать технические требования и обоснованно задать нормы точности как для станка в целом, так и для его отдельных сборочных единиц.

2 Соответствие технических требований и норм точности служебному назначению машины Технические требования и нормы точности вытекают из служебного назначения машины. Разработке или проведению анализа соответствия технических требований и норм точности служебному назначению машины могут способствовать: - теоретические исследования физической сущности явлений, сопутствующих работе машины; - проведение экспериментов на опытных образцах и моделях или первых экземплярах машины; - изучение опыта эксплуатации машин аналогичного типа; - суждения логического характера на основании опыта, которым обладает технолог, выполняющий анализ.

Исходными данными для назначения технических требований и норм точности машины, например станка, могут быть требования к качеству обрабатываемых на нем заготовок, производительности, долговечности. Соблюдение этих требований зависит от точности форм, размеров, относительного положения, движения исполнительных поверхностей станка, что, в свою очередь, определяется точностью размерных и кинематических связей. Чтобы перейти от служебного назначения машины к выявлению технических требований и норм точности, необходимо: - выявить исполнительные поверхности (ИП) машины; - выявить виды связей ИП, посредством которых машина должна осуществлять процесс или производить продукцию; - осуществить переход от параметров процесса или продукции к параметрам связей исполнительных поверхностей; - преобразовать эти связи ИП в размерные связи и установить нормы точности формы, размеров, относительного положения и движения ИП машины.

Переход от параметров качества продукции и процесса к параметрам связей исполнительных поверхностей может быть осуществлен следующим путем. В общем виде любой параметр машины можно представить в виде зависимости от ряда других параметров Отклонения х 1 , х 2 … носят случайный характер и должны быть ограничены допусками, исходя из допуска на отклонение функции у по формуле где - передаточное отношение, учитывающее степень влияния отклонения аргумента хi на отклонение функции у , I – порядковый номер аргумента, кхi – коэффициент, учитывающий закон рассеяния отклонений аргумента хi; i– поле допуска ограничивающее отклонения аргумента. . При рассеянии отклонений по нормальному закону кхi = 1

Точность сборочных соединений. Размерный анализ в технологии сборки • Определенность базирования деталей – характеризуется неизменным сохранением соответствующего контакта соприкасающихся поверхностей, что обеспечивается при сборке. • Точность сборки – степень совпадения материальных осей, контактирующих поверхностей или иных элементов сопрягающихся поверхностей с положением их условных прототипов, заданными размерами чертежа или технологическими требованиями.

Основные факторы, влияющие на точность сборки : - отклонение формы, относительного поворота, и расстояний деталей при их изготовлении; - деформации самих деталей и стыков между ними; - погрешность измерения; - неточность и состояние технической оснащенности; - относительные сдвиги деталей в промежутке между базированием и закреплением; - культура производства (грязь, заусеницы, задиры на поверхностях соединения); - квалификации сборщика.

• Задачи размерного анализа: • - изыскание наиболее рационального метода достижения требуемой точности машины или ее составных частей, • - изучение взаимосвязи сборочных единиц, • - разработка последовательности их комплектации.

Методы решения размерных цепей: • Метод полной взаимозаменяемости. • Метод вероятностного расчета (метод неполной взаимозаменяемости). • Метод групповой взаимозаменяемости. • Метод регулирования. • Метод пригонки.

При выборе метода сборки необходимо учитывать: - функциональное назначение сборочной единицы, - конструктивные и технологические особенности сборочной единицы, - тип производства, - условия сборки. Заданная точность замыкающего звена должна достигаться наименьшими затратами производства.

• Метод полной взаимозаменяемости – когда любое звено одного и того же типа может быть заменено другим без выбора и подбора и без изменения его величины путем дополнительной обработки. • Метод неполной взаимозаменяемости Сущность метода заключается в том, что при включении в размерную цепь звеньев вновь или замены в ней части звеньев без их выбора, подбора или изменения их размеров, требуемая точность замыкающего звена цепи достигается не во всех размерных цепях, а у большинства их.

• Метод групповой взаимозаменяемости Сущность метода заключается в достижении требуемой точности замыкающего звена путем включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы. • Метод регулирования. Методом регулирования называется метод при котором требуемая точность замыкающего звена достигается введением в размерную цепь компенсирующего звена К, когда изменяя размер К или его положение можно получить замыкающий размер в установленных пределах.

• Метод пригонки При методе пригонки точность замыкающего звена достигается изменением размера компенсирующего звена путем снятия слоя металла. При сборке по методу пригонки необходимая точность в сопряжении достигается изменением размера одной из деталей узла путем слесарной или механической обработки. Недостатки метода: - пригоночные работы в ряде случаев требуют больших затрат времени, - трудно поддаются учету, - нередко являются причиной неудовлетворительного качества сборки. - приводят к загрязнению ранее собранных и установленных сборочных единиц, вызывая необходимость их промывки, а нередко и разборки.

• Выводы: Для того чтобы обеспечить собираемость необходимо: - составить размерную цепь, - определить допуски замыкающего звена и составляющих звеньев размерной цепи.