Раздел 6.
Технология сборки машин.
Урок 5
Тема: Основные понятия и определения.
Цели урока: дать основные понятия о принципах и методах сборки. Научиться составлять технологическую схему сборки.
План изложения материала:
1. Основные понятия и определения.
2. Методы сборки.
3. Стадии сборки.
4. Технологическая документация процесса сборки.
5. Технологическая схема сборки.
Задание на дом :
, «Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ» М. Машиностроение, 1989г., стр. 221…233.
1. Основные понятия и определения.
Сборка является заключительным этапом в производственном процессе, предусматривающим получение готовых изделий из отдельных деталей и сборочных единиц путём их соединения. Любая машина состоит из отдельных, не поддающихся разборке частей – деталей, каждая из которых изготовлена из одного куска материала без каких-либо соединений. Детали бывают разнообразных форм и размеров. Иногда используются комбинированные детали: сварные и армированные. Основные определения и понятия, используемые при сборке.
Изделием в машиностроении называют предмет, подлежащий изготовлению на данном предприятии.
Установлены следующие виды изделий: деталь, сборочная единица, комплекс, комплект.
Деталь - изделие (составная часть), изготовленная из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.
Сборочная единица (узел) - изделие, составные части которого соединяют на предприятии – изготовителе.
Технологическим признаком сборочной единицы является возможность её сборки обособленно от других элементов изделия. Она может включать в себя отдельные детали или составные части высших или низших порядков. Деление на составные части производится по технологическому признаку. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия, составная часть второго порядка – в первую и т. д. Составная часть высшего порядка делится только на детали.
Комплекс – два или более специализированных изделий, не соединённых на предприятии – изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.
В комплекс могут входить кроме изделий детали, сборочные единицы и комплекты (например, запасных частей).
Комплект – два или более изделий, не соединённых на предприятии – изготовителе сборочными операциями и представляющих собой набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект инструментов и т. д.
Сборка – это образование разъёмных или неразъёмных соединений, составных частей заготовки или изделия. По содержанию сборку делят на общую и узловую.
2. Методы сборки.
При соединении деталей машин в процессе сборки необходимо обеспечить их взаимное расположение в пределах заданной точности это достигается применением одного из следующих методов.
1. Полной взаимозаменяемости.
Этот принцип заключается в том, что любая деталь может быть поставлена на машину без каких либо пригоночных работ; точно также деталь, снятая с машины данной модели, должна без всякой пригонки подойти к любой такой же машине. Этот принцип применяется в массовом и крупносерийном производстве, т. к. при этом методе себестоимость изготовления деталей увеличивается, а сборки – уменьшается. Процесс сборки разбивают на ряд операций. Высокая квалификация рабочих необходима только на некоторых операциях, а на большинстве есть возможность использовать рабочих низкой квалификации.
2. Групповой взаимозаменяемости.
Сборка путём группового подбора деталей применяется тогда, когда по условиям работы соединения требуемый зазор или натяг настолько мал, что допуски основных размеров деталей, входящих в соединение, технологически выполнить трудно. В этом случае расширяют поля допусков размеров, а заданную точность соединения обеспечивают соответствующим подбором деталей. Этот вид сборки позволяет получить весьма точные соединения, его можно успешно применять, когда детали изготавливаются большими партиями. При этом методе детали сортируют на размерные группы в пределах одного и того же допуска. Например: собирается узел из двух деталей и посадка осуществляется путём установки вала в отверстие. Валы и детали, имеющие отверстия сортируют на группы. При сборке к деталям, имеющим максимальное значение отверстия, подбирают группу валов, имеющих максимальное значение наружного размера.
3. Пригонка.
Этот вид сборки применяют в единичном и мелкосерийном производствах, а также при экспериментальных работах. При механической обработке деталей расширяют поля допусков отдельных размеров. Получающаяся неточность компенсируется замыкающим размером детали, который будет изготавливаться по месту, т. е. пригоняться. Перед отправкой на общую сборку детали подвергаются ручной слесарной обработке для получения окончательной формы и размеров, после чего их пригоняют по месту опиливанием, пришабриванием, притиркой, шлифованием, развёртыванием и т. д. Пригонка является трудоёмкой операцией, требующей рабочих высокой квалификации.
4. Регулирование.
5. С помощью компенсирующих материалов.
Эти методы близки к методу пригонки и заключаются в том, что точность замыкающего звена достигается изменением значения компенсирующего звена без удаления слоя материала. При методе регулирования изменение значения компенсирующего звена осуществляют путём изменения положения одной из деталей или путём введения специальной детали требуемого размера. В первом случае такую деталь называют подвижным компенсатором, во втором – неподвижным. Подвижный компенсатор в виде втулки устанавливают в отверстие стенки корпуса и закрепляют, выдерживая требуемый зазор. Компенсатор является подвижным вследствие того, что в продольном направлении его можно установить в нужном положении, зафиксировав затем это положение стопорным винтом. При этом не требуется пригоночных работ. Широко распространены компенсаторы в виде мерных втулок, шайб, прокладочных колец. Этот метод применяется часто при регулировании подшипников.
3. Стадии сборки.
По стадиям сборку разделяют на:
1. предварительную (сборка заготовок);
2. промежуточную (сборка заготовок, выполняемая для их совместной обработки);
3. сборку под сварку;
4. окончательную (сборка, после которой не предусмотрена разборка).
По методу образования соединения различают слесарную сборку, монтаж, электромонтаж, сварку, пайку, клёпку, склеивание.
В зависимости от видов и условий производства применяют поточную и не поточную форму организации сборочных работ.
4. Технологическая документация процесса сборки.
К технологической документации относят: технологические карты сборки, технологические схемы узловой и общей сборки, карты маршрутной технологии, операционные карт, комплектовочные карты, карты оснастки сборки.
В условиях единичного производства вместо технологической карты используют технологические схемы сборки или карты маршрутной технологии и сборочные чертежи.
В серийном и массовом производстве следующий комплект документов: сборочный чертёж, технологические карты, комплектовочные карты и карты оснастки.
Техпроцесс сборки разрабатывают в следующей последовательности:
1) устанавливают организационную форму сборки, такт, ритм;
2) отработка конструкции на технологичность;
3) размерный анализ, выбор метода сборки;
4) определяют степень расчленения сборочного процесса;
5) устанавливают последовательность соединения и составляют схему сборки;
6) определяют способы соединения, определяют содержание операций, методы контроля и испытания;
7) разрабатывают необходимую оснастку;
8) нормируют;
9) оформляют документацию.
5. Составление технологической схемы сборки.
Для разработки ТП сборки составляют технологические схемы сборки. В этих схемах условно изображают последовательность сборки машины из элементов (деталей, групп или подгрупп). Схему сборки обычно составляют в соответствии со сборочным чертежом и спецификацией. Типовая схема разбивки изделия на сборочные элементы представлена на рисунке, где каждый элемент изображён в виде прямоугольника, внутри которого (или рядом с ним) пишется наименование и номер сборочного элемента, а иногда и трудоёмкость сборки. В технологических схемах подписывают название методов соединения там, где они не определены типом соединения деталей. Так указывают: «приварить», «запрессовать», «набить смазкой» (но не делают указание «заклепать», если показана установка заклёпки). На основе технологической схемы сборки разрабатывается технологический процесс, который, так же как процесс механической обработки, состоит из отдельных операций, которые в свою очередь расчленяются на более мелкие составные части – элементы технологического процесса при сборке. Рассмотрим примеры выполненных технологических схем сборки.
Технологическая схема сборки.
Закрепление материала
Порядок составления технологической схемы сборки разберём на примере узла, показанного в методическом пособии по проведению практической работы № 16.
Работу проведём в следующей последовательности:
1. Изучить сборочный чертеж, спецификацию и описание работы узла.
2. Установить последовательность сборки.
3. Составить технологическую схему сборки.
4. Сравнить составленную схему со схемой, показанной в методическом пособии.
5. При необходимости внести коррективы в составленную схему.
Урок 6
Практическая работа № 16.
Составление технологической схемы сборки
Урок 7
Тема: Сборка типовых соединений
Цели урока: разобрать последовательность сборки типовых соединений.
План изложения материала
1. Сборка подшипников.
2. Сборка зубчатых соединений.
3. Сборка резьбовых пар.
Задание на дом:
, «Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ», М., Машиностроение,1989г., стр. 233…237.
1. Сборка подшипников.
Сборка подшипников включает установку внутренних и наружных колец, регулировку натяга, проверку и испытание. Внутренние кольца соединяют с валом по посадкам с натягом. Наружные кольца с корпусом соединяют по посадкам с зазором, переходным и посадкам с натягом при тяжелом режиме работы.
Этапы, предшествующие сборке подшипников :
1. Расконсервация. (непосредственно перед монтажом.)
2. Промывка. (6% раствор мыла в бензине или горячем антикоррозионном растворе.)
3. Контроль. (Визуально проверяют внешний вид, отсутствие коррозии, прижогов, трещин, повреждений, наличие маркировки, лёгкость вращения, размеры, радиальное и осевое биения, радиальный зазор и т. д.)
4. Выбор способа монтажа.
5. Предварительная регулировка. (устранение зазоров и создание предварительного натяга)
Способы монтажа подшипников:
· Запрессовка с помощью пресса или молотка.
· Запрессовка с помощью съёмника.
· Гидропрессовый метод
· Сборка с нагревом.
· Сборка с охлаждением.
Процесс сборки подшипников состоит из их установки, пригонки, укладки вала и по необходимости в регулировании опор.
2. Сборка зубчатых зацеплений.
Сборка зубчатых зацеплений с валами подразделяется на сборку зубчатых колёс на валу, установки валов с колёсами в корпус и регулировки их зацепления. Зубчатые колёса устанавливают на вал с зазором или с натягом вручную или с помощью пресса в холодном состоянии; при больших размерах колёс с нагревом колёс или с охлаждением вала. Нормальное зацепление зубчатых колёс обеспечивается правильным положением ведущего и ведомого валов в корпусе, т. е. при расположении их осей в одной плоскости, их параллельности и соблюдении межцентрового расстояния. Правильность положения валов осуществляется регулированием положения гнёзд под подшипники в корпусе.
Правильность зацепления проверяется по пятну контакта поверхностей зубьев с помощью краски. В передачах, работающих на средних скоростях пятно – 60…65% рабочей длины зуба. В передачах, работающих на высоких скоростях – 70…80%.
В конических передачах правильность заце6пления регулируется перемещением вдоль осей одного или обоих зубчатых колёс. Боковой зазор контролируется щупом, краской, пластиной и регулируется мерными шайбами.
При сборке червячных передач особое значение имеют правильное расположение оси червяка и червячного колеса, боковой зазор и пятна касания (не меньше 65…70% от рабочей длины зуба).
3. Сборка резьбовых пар.
Качество сборки резьбовых пар зависит от правильной затяжки болтов и гаек, от чистоты поверхности и перпендикулярности торца гайки или болта и бобышки под них. Перекос гайки может вызвать обрыв болта.
Сборку болтовых соединений следует производить завинчиванием от руки до соприкосновения болта с деталью, а затем постепенно завинчивать болт ключом до полной затяжки. Длина рукоятки ключа не должна превышать 15 диаметров резьбы, что обеспечивает нормальную затяжку и предотвращает срыв резьбы. При большом количестве болтовых соединений вначале затягивают гайки, расположенные посередине, а затем по концам детали. При большом количестве болтовых соединений по окружности затягивают гайки крест накрест.
Существует ряд способов затяжки гаек, обеспечивающих достаточную плотность соединения:
· затяжка с замером удлинения болта (шпильки);
· затяжка с замером угла поворота гайки;
· затяжка тарированным ключом на величину крутящего момента.
Сборка резьбовых пар.
Винтовое соединение. Болтовое соединение.
Монтажные работы" href="/text/category/montazhnie_raboti/" rel="bookmark">монтажные работы и работы, связанные с разборкой изделия. При нормировании границей расчленения ТП обычно служит сборочная единица, т. е. комплект, который хранится, перемещается и подаётся на дальнейшую сборку как единое целое (с одного рабочего места на другое). Расчленение операции является необходимым условием нормирования и изучения ручного труда.
В слесарно-сборочных работах трудовые приёмы, как основные (соединение или изменение размеров), так и вспомогательные (перемещение деталей и т. д.), являются ручными, поэтому при нормировании оперативное время не подразделяется на основное и вспомогательное.
Выбор методов и способа нормирования производят в зависимости от того, с какой степенью точности и обоснованности должна быть установлена норма. При этом учитывают тип производства, в котором выполняется работа .
При массовом и крупносерийном производстве ТП разрабатывается подробно, каждый вид работы закреплён за конкретным рабочим местом, используют аналитический метод расчёта норм времени.
В серийном производстве при применении универсального и специализированного оборудования применяют укрупнённые нормативы времени.
В мелкосерийном и единичном производстве при использовании универсального оснащения, маршрутного ТП нормирование производят по типовым нормам методом сравнения или хронометража.
Норма штучного времени на сборочную операцию рассчитывается по формуле:
где m – число i-х расчётных комплексов в операции;
Нормированное время на выполнение расчётного комплекса приёмов;
Суммарный поправочный коэффициент i – му комплексу приёмов в зависимости от характера и условий выполняемой работы;
К" – коэффициент, учитывающий тип производства.
2. Пример расчёта.
Исходные данные:
Работа выполняется на месте сборки агрегата при ограничении вращения гаечного ключа. Производство среднесерийное, партия сборки 200 изделий. Количество и характеристика собираемых деталей: корпус цилиндра – один, уплотнитель D = 18 мм – один, штуцер М181,5, L = 20 мм – один.
https://pandia.ru/text/78/011/images/image010_52.gif" height="23">= 0,15 мин. Содержание расчётного комплекса (б) включает: взять штуцер, ввернуть предварительно вручную, взять ключ и завернуть окончательно, отложить ключ. По нормативам t= 0,3 мин. В условиях ограниченного движения инструмента вводится поправочный коэффициент 1,4. Тогда t=0,3https://pandia.ru/text/78/011/images/image013_38.gif" width="15 height=24" height="24">=1,5%, а=2,5%, аhttps://pandia.ru/text/78/011/images/image016_26.gif" width="12" height="24 src=">=(0,15+0,42){1+(1,5+2,5+1)/100}0,9=(0,15+0,42)1,050,9=0,54 (мин)
5. При повышенных требованиях к точности расчёта можно пользоваться аналитическими формулами.
Сборка является заключительным этапом при изготовлении машин. Объем работ при сборке в автомобилестроении составляет до 20% от общей трудоемкости изготовления автомобиля.
Технологический процесс сборки - это совокупность операций по соединению деталей в определенной последовательности с целью получить изделие, отвечающее заданным эксплуатационным требованиям.
Изделие состоит из основных частей, роль которых могут выполнять детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.
Сборочная единица - часть изделия, составные части которой подлежат соединению между собой на сборочных операциях на предприятии-изготовителе. Её характерной особенностью является возможность сборки обособленно от других элементов изделия. Сборочная единица изделия в зависимости от конструкции может собираться либо из отдельных деталей, либо из сборочных единиц высших порядков и деталей. Различают сборочные единицы первого, второго и более высоких порядков. Сборочная единица первого порядка входит непосредственно в изделие. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких сборочных единиц второго порядка и деталей и т.д. Сборочную единицу наивысшего порядка расчленяют только на детали. Сборочные единицы называют на практике узлами или группами.
Сборочная операция - это технологическая операция установки и образования соединений сборочных единиц изделия. Сборку начинают с установки и закрепления базовой детали. Поэтому в каждой сборочной единице должна быть найдена базовая деталь - это деталь, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней детали и другие сборочные единицы.
По последовательности выполнения различают:
Промежуточную сборку - это сборка мелких элементов на механических участках или сборка 2-х деталей перед окончательной обработкой;
Узловую сборку - это сборка сборочных единиц изделия;
Общую сборку - это сборка изделия в целом.
По наличию перемещений собираемых изделий различают:
Стационарную сборку - это сборка изделия или основной его части на одном рабочем месте;
Подвижную сборку - собираемое изделие перемещается по конвейеру.
По организации производства различают:
Поточную сборку, - которая предусматривает разделение технологического процесса на отдельные технологические операции, продолжительность которых не превышает такта выпуска изделия;
Групповую сборку, - которая предусматривает возможность сборки различных однотипных изделий на одном рабочем месте.
По степени подвижности различают подвижные и неподвижные соединения.
Подвижные соединения обладают возможностью относительного перемещения в рабочем состоянии в соответствии с кинематической схемой механизма. При этом используются посадки с зазором. Для сборки не требуется значительных усилий.
Неподвижные соединения не позволяют перемещаться друг относительно друга соединяемым деталям. В неподвижных соединениях используются переходные посадки или посадки с натягом.
По характеру разбираемости соединения подразделяют на разъемные и неразъемные.
Разъемные соединения могут быть полностью разобраны без повреждения соединяемых деталей.
Неразъемные соединения собираются при помощи прессовых посадок, сварки, пайки, склеивания и т.д. Без повреждения собираемых деталей их разобрать невозможно.
Методы сборки - определяются конструктором изделия путем простановки допусков сопрягаемых деталей.
При сборке всегда происходит материализация заложенных конструктором размерных цепей.
Метод полной взаимозаменяемости - позволяет проводить сборку изделия без какого-либо подбора или дополнительной обработки деталей. Метод наименее трудоемок, но необходимо увеличить затраты на механическую обработку.
Проектирование технологического процесса сборки машины.
В основе проектирования любого технологического процесса сборки машины должны быть заложены следующие основные принципы:
а) обеспечение высокого качества собираемой машины, гарантирующего долговечность и надежность ее эксплуатации;
б) минимальный цикл сборки;
в) минимальная трудоемкость слесарно-сборочных работ;
г) применение рациональной механизации, прямо влияющей на повышение производительности и облегчение труда сборщиков, а также вопросы, связанные с обеспечением безопасных условий труда.
Разработке технологического процесса сборки машин должна предшествовать своевременная работа технологов в конструкторском отделе над технологичностью запроектированной машины.
Передовые заводы тяжелого машиностроения уделяют большое внимание типизации технологических процессов сборки машин. Типизация технологических процессов сборки дает значительный экономический эффект. Например, по Уралмашзаводу трудоемкость сборочных работ на машины, собираемые по типовым технологическим процессам, сокращена до 35%. Типизация позволяет производить большую оснащенность процесса сборки, сокращает цикл сборки, упорядочивает нормирование труда, высвобождает время технологов для творческой работы над качеством выпускаемых машин и дальнейшим повышением производительности труда.
Рациональным приемом, создающим условия для Наиболее качественной разработки технологических процессов сложных машин, является применение технологических схем сборки машины. При разработке технологических процессов сборки стремятся применять принцип дифференциации сборочных операций. Это выражается в расчленении машины на простейшие сборочные единицы (технологические комплекты, подузлы, узлы), разделении сложных сборочных операций на более простые, разделении общей сборки машины на узловую. Такое построение технологического процесса сборки позволяет производить работу развернутым фронтом, дает возможность использовать менее квалифицированных рабочих на повторяющихся операциях.
Фиг. 227.
Фиг. 228. Технологические комплекты :
а - блок зубчатых колес; б - коленчатый вал с шестерней.
На фиг. 227 дана технологическая схема сборки трубной мельницы. Мельница разбита на технологические сборочные единицы, позволяющие наиболее рационально и производительно осуществлять их сборку. Собственно мельница состоит из трех узлов (средняя часть в сборке с крышками и фундаментные плиты), из четырех подузлов (подшипник I, загрузочная часть II, кожух разгрузочной части III, промежуточное соединение IV) и из двенадцати технологических комплектов. Смазочная система, редуктор, а также подузлы III и IV представлены как не входящие в общую сборку машины. Они собираются отдельно и отправляются к заказчику на монтаж, минуя общую сборку.
При разработке технологических схем сборки простейшую сборочную единицу, представляющую собой соединение двух или нескольких деталей, называют технологическим комплектом. Соединяющая деталь является базовой деталью комплекта.
На фиг. 228 представлены блок зубчатых колес и коленчатый вал в в сборе с шестерней. Зубчатое колесо 1 и коленчатый вал являются базовыми деталями этих комплектов.
Технологический комплект создается технологом и не всегда оформляется чертежом. При серийном производстве следует считать рациональным оформление технологических комплектов чертежами или эскизом технолога.
Подузел представляет собой соединение одного или нескольких комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Соединяющая деталь называется базовой деталью подузла.
На фиг. 229 представлен подузел: коленчатый вал 2 в сборе с шестерней 1, пальцем 5, роликоподшипниками 4 (комплекты) и другими мелкими деталями. В данном случае коленчатый вал 2 является базовой деталью подузла.
При проектировании технологического процесса сборки машины подузел, скомплектованный технологом, может расходиться с чертежом конструктора, но при серийном производстве подузел должен быть оформлен чертежом или экскизом технолога.
Узел — сложная сборочная единица, представляет собой соединение одного или нескольких подузлов, комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Такая деталь называется базовой деталью узла. Базовыми деталями узлов наиболее часто являются валы, корпуса, картеры, станины и др.
Фиг. 229. Подузел — коленчатый вал в сборе с шестерней, роликоподшипниками и другими деталями.
Машина представляет собой соединение одного или нескольких узлов, подузлов, комплектов и деталей, закоординированных относительно основных баз соединяющей их детали. Базовыми деталями машин обычно являются станины, рамы, корпуса и т. д.
Сборка - это образование разъемных или неразъемных соединений составных частей заготовки или изделия. Сборка может осуществляться простым соединением деталей, их запрессовкой, свинчиванием, сваркой, пайкой, клейкой и т. д. В зависимости от типа производства затраты времени на сборочные работы составляют от общей трудоемкости: в массовом и крупносерийном производстве 20… 30 %; серийном - 25… 35%; в единичном и мелкосерийном – 35… 40%. В различных отраслях машиностроения доля сборочных работ различна: в тяжелом машиностроении 30… 35%; в станкостроении 25… 30%; в автомобилестроении 18… 20%; в приборостроении 40… 45% Основная часть слесарно-сборочных работ – это ручные работы, т. е работы требующие больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.
Рабочие места сборки резьбовых соединений оснащаются винто-, гайко-, шпильковертами. Поворотные столы используют при ручной и автоматизированной сборке изделий массой до 50 кг. Манипуляторы для передачи деталей имеют строго заданную траекторию перемещения, снабжены захватными органами различной конструкции грузоподъмностью до 20 кг. В процессе сборки осуществляется контроль с применением универсальных и специальных мерительных средств и приспособлений.
По объему paзделяют общую сборку, результатом которой является изделие в целом, и узловую сборку, результатом которой является составная часть изделия, т. е. сборочная единица или узел. В условиях единичного и мелкосерийного типов производства основная часть сборочных работ выполняется на общей сборке и лишь малая их доля осуществляется над отдельными сборочными единицами. С увеличением серийности производства сборочные работы все больше разделяются на отдельные сборочные единицы, а в условиях массового и крупносерийного типов производств объем узловой сборки становится равным или даже превосходит объем общей сборки. Это в значительной мере способствует механизации и автоматизации сборочных работ и повышению их производительности.
По стадиям процесса сборка подразделяется на предварительную, промежуточную, сборку под сварку, окончательную и др. Предварительная сборка, т. е. сборка заготовок, составных частей или изделий, которые в последующем подлежат разборке. Промежуточная сборка, т. е. сборка заготовок, выполняемая для дальнейшей их совместной обработки. Например, предварительная сборка корпуса редуктора с крышкой для последующей совместной обработки отверстий подшипники. Сборка под сварку, т. е. сборка заготовок для их последующей сварки. Процесс соединения деталей при помощи сварки в большинстве случаев является сборочным. Окончательная сборка, т. е. сборка изделия или его составной части, после которой не предусмотрена его последующая разборка при изготовлении. После окончательной сборки некоторых изделий может следовать их демонтаж, который включает работы по частичной разборке собранного изделия для его подготовки к транспортированию потребителю.
Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, непосредственно связанную с подготовкой, пригонкой, взаимной ориентацией, с последовательным соединением, фиксацией деталей и узлов для получения готового изделия. К технологическому процессу сборки относят операции: соединения, проверки правильности действия отдельных механизмов и узлов и машины в целом (точность, плавность движений, бесшумность, надежность функционирования смазочной системы и т. п.), очистки, промывки, окраски и отделки и контроля. Технологическая операция сборки представляет собой законченную часть этого процесса, выполняемую непрерывно над одной сборочной единицей одним или группой рабочих на одном рабочем месте. Сборочная операция - это технологическая операция установки и образования соединений составных частей заготовки и изделия. Переход сборочного процесса - это законченная часть операции сборки, выполняемая над определенным участком сборочного единения (узла) неизменным методом выполнения работы при пользовании одних и тех же инструментов и приспособлений. Приемом сборочного процесса называется отдельное законченное действие рабочего в процессе сборки или подготовки к сборке изделия или узла.
Технологический процесс сборки может включать следующие операции (по ГОСТ 3. 1703 -79): сборка, балансировка, закрепление, запрессовывание, клепка, контровка, маркирование, пломбирование, склеивание, стопорение, свинчивание, установка, центровка, штифтование, шплинтование, разборка, распрессовывание, расшплинтовывание, расштифтовывание, распломбирование, развинчивание.
Технологическая схема сборки – наглядное изображения порядка сборки машины и входящих в нее деталей сборочных единиц или комплектов. Каждый элемент изделия обозначают прямоугольником, в котором указывают наименование составной части, позицию на сборочном чертеже изделия, количество. Деталь или собранная ранее сборочная единица, с которой, присоединяя к ней другие детали и сборочные единицы, начинают сборку изделия, называют базовой деталью. Процесс сборки изображается на схеме горизонтальной (вертикальной) линией, направленной от прямоугольника с изображением базовой детали к прямоугольнику, изображающему готовое изделие. Сверху и снизу от горизонтальной (справа и слева от вертикальной) линии показывают прямоугольники, условно обозначающие детали и сборочные единицы в соответствии с последовательностью их присоединения к базовой детали. На схеме сборки также условными значками (кружками, треугольниками с буквами) показывают места регулировки, пригонки и другие операции.
Основные виды столярных соединений. Столярные изделия состоят из отдельных деталей. Деталью называют простейшую составную часть столярного изделия. Размеры и формы детали задаются чертежом изделия. Детали могут быть цельными и составными.
Цельные детали изготовляют из массивной древесины, а составные склеивают из листов шпона, некондиционных обрезков столярных заготовок или вырезают из фанеры, столярной, древесноволокнистой или древесностружечной плиты.
Детали собирают в сборочные единицы. Основными сборочными единицами являются щиты, рамки и коробки.
Сборочные единицы собираются в группы, а группы - в изделия. Группой является оконная створка с форточкой, тумба письменного стола.
При сборке столярных изделий применяют неподвижные и подвижные, разъемные и неразъемные соединения.
Неподвижные и неразъемные соединения осуществляются с помощью столярных вязок на клею, а также путем соединения гвоздями, металлическими шпильками или скрепками и деревянными нагелями.
Подвижные и разъемные соединения крепят шурупами, болтами, специальными металлическими или пластмассовыми креплениями.
Имеются следующие типы столярных соединений (ГОСТ 9330-76):
- шиповое соединение брусков под углом;
- шиповое соединение щитов под углом;
- сращивание брусков или соединение брусков торцами по длине;
- сплачивание щитов или соединение делянок продольными
кромками.
При сборке соединяемые бруски и щиты должны иметь правильную геометрическую форму, точные в пределах допуска габаритные размеры, быть гладко выстроганы.
Соединения брусков под углом могут быть концевыми или серединными. Элементами соединения брусков под углом являются шип, гнездо, проушина, шкант и т.д. Шипом называется концевая часть бруска, обработанная на станке, которая входит в соответствующее отверстие (гнездо или проушину) другого бруска, сопрягаемого с первым. У шипа (рис. 4.7) различают боковые грани 2, заплечики 3 и вершину 1.
Концевые шиповые соединения брусков под углом имеют следующие виды: на шип открытый несквозной (см. рис. 4.7, а) и сквозной (см. рис. 4.7, 6 ), который может быть одинарным, двойным или тройным; на шип с полупотемком (часть шипа снимается не на полную длину) несквозной (см. рис. 4.7, в) и сквозной (см. рис. 4.7, г); на шип с потемком (укороченный) несквозной (см. рис. 4.7, д) и сквозной (см. рис. 4.7, е); на круглый вставной шип - шкант (см. рис. 4.7, ж) на «ус» со вставным шипом несквозным (см. рис. 4.7, з) или сквозным (см. рис. 4.7, и).
Серединные шиповые соединения брусков под углом могут выполняться на прямой шип несквозной и сквозной, в паз и гребень, в «ласточкин хвост» и на круглый вставной шип (шкант).
Угловое ящичное соединение может быть концевое, когда конец одного щита соединяют с концом другого, и серединное, когда конец одного щита соединяют с серединой другого.
Концевое ящичное соединение под углом может быть осуществлено на прямой открытый шип, на круглый вставной шип.
Рис. 4.7.
А - шип: 7 - вершина шипа; 2 - боковая грань; 3 - заплечик; Б - гнездо; В - проушина; а - открытый несквозной шип; б - открытый сквозной шип; в - с полу-потемком несквозной шип; г - с полупотемком сквозной шип; б - с потемком несквозной шип; е - с потемком сквозной шип; ж - круглый вставной шип (шкант); з - на «ус» со вставным несквозным шипом; и - на «ус» со вставным сквозным шипом
Серединное ящичное соединение под углом может быть в паз и гребень, на шип «ласточкин хвост», на круглый вставной шип (шкант).
Соединение брусков торцами по длине может быть выполнено тремя способами: соединением на зубчатый шип (рис. 4.8, а), на «ус» (рис. 4.8, б) и впритык (рис. 4.8, в). Зубчатое соединение выполняют по ширине детали и толщине.
Рис. 4.8. Соединение брусков по длине: а - на зубчатый шип; 6 - на «ус»; в - впритык
Соединение делянок продольными кромками (сплачивание щитов) может производиться на гладкую фугу, в паз и гребень, на рейку и в четверть.
Общая сборка сборочных единиц в изделия. Перед сборкой сборочные единицы и детали комплектуют. Сборка может быть последовательно-расчлененной и параллельно-расчлененной.
Последовательно-расчлененная сборка представляет собой порядок работы, когда все изделие собирают из деталей последовательно, начиная от каркаса. При этом никакие промежуточные сборочные единицы не собирают.
Параллельно-расчлененная сборка характерна тем, что вначале детали собирают в отдельные сборочные единицы, а затем уже из них собирают все изделие.
Технологический процесс сборки изделия разделяется на следующие операции: сборка каркаса или корпуса изделия; постановка и закрепление неподвижных сборочных единиц или деталей, усиливающих основную конструкцию; установка подвижных частей изделия, закрепляемых в направляющих или на шарнирах; крепление второстепенных деталей (раскладок, штапиков).
Каркас или корпус изделия собирают из основных сборочных единиц и деталей, несущих главную нагрузку. Общую сборку производят с помощью шиповых соединений, клея, болтов, винтов, металлических скреп и различного рода стяжек.
Общая сборка, как и сборка сборочных единиц, требует обжима собираемого изделия и фиксации собираемых частей в определенном положении в момент соединения. Для этой цели применяют сборочные станки (ваймы, стапеля) и различные приспособления.
Возможны случаи, когда общая сборка изделий не производится на предприятии. При соблюдении всех технических и технологических требований производства некоторые изделия, например корпусную мебель разборной конструкции, можно выпускать комплектами отдельных сборочных единиц и деталей и собирать в магазине или у потребителя. На предприятии производят контрольную сборку части комплектов из каждой партии изделий.
Организация общей сборки. Различают стапельную и конвейерную сборку изделий. При стапельной сборке изделия собирают от начала до конца на одном рабочем месте на сборочном станке или приспособлении, при конвейерной сборке - на ряде рабочих мест, расположенных последовательно одно за другим.
За каждым рабочим местом закрепляется определенная сборочная операция. Для перемещения собираемого изделия при конвейерной сборке применяют специальные конвейеры, которые могут быть распределительными и рабочими.
Распределительный конвейер предназначен для транспортирования собираемых элементов изделия. Рабочие места и сборочные станки располагаются последовательно вдоль конвейера с одной или двух сторон.
Рабочий конвейер - это такой вид поточного производства, при котором сборка изделий производится на самом транспортном устройстве без съема с него изделий.
Сборка на рабочем конвейере является более совершенным процессом по сравнению со сборкой на распределительном конвейере. Работа на рабочем конвейере протекает по единому ритму, т.е. каждая отдельная операция выполняется за одно и то же время.
Рабочие сборочные конвейеры имеют пульсирующее или периодическое движение. На время выполнения операции конвейер останавливается, по окончании операции он продвигается на длину рабочего места.
Сборка деталей и сборочные единицы. Детали в сборочные единицы собирают с помощью столярных соединений и клея. Последовательность сборки деталей такая:
- нанесение клея на сопрягаемые поверхности;
- предварительная сборка путем вставки шипов в гнезда и проушины;
- обжатие сборочной единицы для плотного соединения всех деталей;
- выдержка до отверждения клея.
Если собираемая сборочная единица должна иметь дополнительно крепление в виде винтов, металлических скреп, болтов, то их ставят после обжатия сборочной единицы.
Клей наносят на обе склеиваемые поверхности. В шиповом соединении намазывают клеем шипы и проушины. Обычно эта операция выполняется вручную путем окунания шипов в ванну с клеем, в проушины гнезда клей можно впрыскивать форсунками.
Предварительная сборка может отсутствовать, если обжатие сборочных единиц осуществляется в сборочных станках с многосторонним действием. Качественную и точную массовую сборку сборочных единиц можно обеспечить только при условии точного изготовления деталей на станках.
Детали должны быть взаимозаменяемыми. Для этого их изготовляют по системе допусков и посадок. Если это условие не соблюдено, то сборка потребует дополнительной ручной подгонки деталей. Операция подгонки часто оказывается более трудоемкой, чем весь процесс сборки сборочной единицы.
Оборудование для сборочных работ. Сборочные единицы для плотного соединения всех деталей обжимают на сборочных станках. Сборочные станки состоят из приспособления для фиксации собираемых деталей и обжимного механизма, приводимого в действие электродвигателем, сжатым воздухом или вручную.
Наибольшее распространение в столярно-мебельном производстве получили сборочные станки с пневматическим обжимным механизмом. В зависимости от конструкции сборочные единицы требуют обжатия в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях или в двух направлениях по диагонали (при сборке рамок соединениями на «ус»).
Станок, изображенный на рис. 4.9, а , обжимает рамку или коробку только в одном направлении, поэтому на нем собирают простые рамки и коробки без продольных средников. Второй
станок (рис. 4.9, б) обжимает рамку с двух сторон: на этом станке можно собирать сложные рамки и коробки с продольными средниками.
Рис. 4.9. Схемы сборочных станков:
а - с односторонним обжимом; б - с двусторонним обжимом; 7 - неподвижный упор; 2 - продольные бруски рамки; 3 - поперечные бруски; 4 - подвижный упор; 5 - направляющие; 6,8 - пневмоцилиндры; 7 - продольный средник
На станках работают следующим образом. Детали кладут на платформу станка в определенном порядке. При этом сопрягаемые поверхности располагают одну напротив другой на некотором расстоянии. Включают привод пневмоцилиндра, и рамка обжимается.
На станке с двусторонним обжимом цилиндры включаются поочередно. Вначале включают цилиндр 8 для соединения продольного средника 7 с поперечным, а затем пневмоцилиндры б для обжима всей рамки.
Точность изготовления сборочных единиц. Собранные единицы должны удовлетворять следующим основным техническим требованиям:
- размеры должны соответствовать заданным по чертежу;
- они должны иметь правильную геометрическую форму, без перекосов;
- шиповые соединения должны быть плотными и прочными.
Выполнение этих требований зависит от точности изготовления собираемых деталей, от положения фиксаторов и направляющих в сборочном станке и от давления прижима.
Точность размеров собранной единицы определяется точностью размеров деталей. Величина возможных отклонений для разных измерений будет различной. Внутренние размеры рамки будут иметь меньшие отклонения, чем наружные.
Объясняется это тем, что отклонения внутренних размеров рамки определяются только отклонением в расстоянии между заплечиками шипов на брусках, в то время как отклонения наружного размера рамки складываются из отклонений внутреннего размера и отклонений ширины продольных брусков рамки.
Размеры собранных единиц могут колебаться также от неравномерного обжима или от неравномерностей усадки древесины ввиду разной твердости. Отклонения от правильной формы (перекосы) могут быть следствием неточной обработки деталей или неравномерного обжима сборочной единицы в разных частях.
Когда к точности внутренних размеров рамки или коробки предъявляются жесткие требования, при обжиме рамки необходимо в ее просвет вставлять жесткий металлический шаблон, который будет служить своего рода калибром. Для контроля формы сборочных единиц пользуются шаблонами и угольниками.
Выдержка сборочных единиц после сборки. Сборочные единицы, собранные на клею, перед последующей обработкой должны пройти выдержку для отверждения клеевых швов. Если сборочные единицы направить сразу после сборки на дальнейшую обработку, клеевой шов может разрушиться, сборочная единица потеряет прочность и форму.
Продолжительность выдержки зависит от вида клея, температурных условий, конструкции сборочной единицы и характера последующей обработки. Время выдержки без подогрева для сборочных единиц, собранных шиповыми соединениями, должно составлять 24 ч.
Продолжительность выдержки можно сократить (до 30-45 мин), если сборочные единицы подогревать, особенно при склеивании смоляными клеями, для чего их помещают в камеры с подогретым воздухом (65-70°С).
Самым эффективным методом подогрева является подогрев токами высокой частоты. Время выдержки может быть доведено до 1-2 мин.
