Частина друга. Розробка технологічних процесів складання вузлів, агрегатів та загального складання авіаційних двигунів. Розділ 1. Основи розробки технологічних процесів складання.

Тема № 25 Послідовність розробки технологічних процесів складання виробу.

Тема № 25.1 Початкові дані для розробки технологічного процесу складання виробу.

Початкова інформація для розробки технологічного процесу.

Такими даними слугує:

1) складальні креслення об’єкта складання, його специфікація та робочі креслення деталей;

2) технічні умови та інструкції які не розташовані на кресленнях;

3) річна програма випуска виробу;

4) кількість робочих змін за добу.

Для проектування процесу необхідно також наявність діючих нормативно-технічної та довідкової документації, звітів з науково-дослідницькими розробками, свідоцтв про ТЗО та їх характеристики. Крім цього для серійного технологічного процесу необхідно мати технологічну документацію дослідницького виробництва та макет ГТД. Початкова інформація для розробки техпроцесу складання виробу поділяється на базову, керівну та довідкову. Базова інформація містить у собі дані, які знаходяться у конструкторській документації виробу, та програма випуску цього виробу, керівна інформація – у технічному завданні на розробку процесу, стандартах, документації на подібні процеси складання, по техніці безпеки та промислової санітарії, виробничих інструкціях, довідкова інформація – в технологічній документації дослідницького виробництва, каталогах, паспортах, довідниках, альбомах ТЗО, методиках розрахунків.

Креслення, які призначені для розробки технологічного процесу складання виробу повинні містити:

–необхідну та достатню кількість проекцій та перерізів, які дозволяють швидко визначитися з конструкцією виробу;

- повузрову та подетальну нумерацію;

- специфікацію деталей;

- розміри які повинні бути витримані при складанні;

- зазори та натяги у з’єднанні;

- вагу деталей які входять до складу вузла та вагу усього виробу;

- особливі технічні вимоги які необхідно дотримуватися у процесі складання.

Для того щоб вірно визначити основні точносні вимоги до виробу необхідно знати наступне:

– призначення виробу та технічні вимоги до неї;

- вихідні параметри виробу або основні його характеристики;

- термін роботи виробу;

- умови експлуатації;

- можливість ремонту під час експлуатації;

- до якого виробу або агрегату у подальшому буде приєднуватися виріб і які додаткові навантаження у зв’язку з цим він буде сприймати;

- програму випуску виробу;

- технічне оснащення підприємства.

Етапи проектування технології

При проектуванні технології виконують наступні етапи:

6. знайомство з початковими даними та призначенням виробу;

7. критичне вивчення конструкторської та технологічної документації дослідницького виробництва (підготовчий етап);

8. проектування графічної схеми складання (схеми складальних одиниць);

9. проектування маршрутної технології складання (плану виконання операцій);

10. детальна розробка операцій, уточнення, оформлення та затвердження технології.

У серійному виробництві документація розробляється більш детально до кожної операції, а у дрібносерійному та одиничному виробництві – меньш дутально.

Вивчення початкової інформації.

Програмне завдання впливає на серійність виробництва, а зідсіля на детальність на склад технологічного процесу, особливо на вибір ТЗО. В залежності від завдання визначають тип виробництва та організаційну форму складання виробу та його частин. Кількість змін впливає на потребу у виробничій площі. В результаті ознайомлення з призначенням виробу визначають його основні характеристики та вихідні параметри.

Вивчення документації.

Спочатку вивчають призначення та конструкцію виробу, принцип його роботи та технічні вимого які висуваються до нього. При аналізі креслення визначають технологічність ГТД та доцільність рекомендованих конструктором методів здійснення з’єднань, уочнюють та доповнюють ТВ, якщо визначена будь яка невідповідність цих вимог службовому призначенню двигуна, визначають та доповнюють точностні вимоги до конструкції, оцінюють методи досягнення точності виробу.

В результаті вивчення конструкторської документації визначають технолгічні (складальні) вузли, які є об’єктами технологічного процесу який розробляється.

Розробка графічної схеми складання виробу.

Ці роботи є заключною частиною подготовчого етапу розробки технології. Розробляють схеми складального складу об’єкту складання та технологічної схеми складання. Розробка графічних схем складального складу об’єкту (структурних схем виробу) пов’язана з розбивкою виробу на складальні одиниці та їх комплектовкою , що є основним при розробці техпроцесу. Графічні схеми об’єкту складання дають наглядну уяву провзаємодію складальних елементів та послідовність їх комплектування. При розбивці виробів визначають оптимальні складальні одиниці. Кількість об’єктів які приймають участь у загальному складанні повинно бути мінімальним.

Розробку схеми об’єкту та процесу складання починають з вірного вибору базового складального елементу, який повинен найкращим чином визначати положення інших складальних одиниць. (Опис виконнання технологічної схеми складання).

Розробка маршрутної технології.

Після вивчення кресленнь та розробки технологічної схеми складання технолог розробляє маршрутну технологію, яка являє собою план (послідовність) виконання операцій з зазначенням місць їх здійснення. Назва операції повинна бути стислою. Кількість операцій технологічного процесу залежить від програмного завдання, вона повинна бути оптимальною. Операції необхідно виконувати у найкращій послідовності. У маршрутній технології перераховують тільки комплекси робіт у технологічній послідовності. Ця технологій досить широко використовується у одиничному виробництві. Використовуючи маршрутну технологію та креслення слюсар-складальник дякуючи своїй високій кваліфікації виконує складання, визначаючи при цьому самостійно послідовність складання та найбільш раціональні прийоми складальних робіт. Маршрутну технологію затверджує головний технолог.

Розробка операцій техноогічного процесу складання.

Цей етап є основним при проектуванні технологічного процесу складання. Для кожної операції встановлюють спосіб її виконання та вибирають необхідні ТЗО, які повинні забезпечувати ефективність та рентабельність операції. Кожну операцію розробляють та оформляють на бланках операційних карт складання. Операцію складають по переходам з вказівкою ТЗО для їх виконання. Переходи записують у послідовності їх виконання у формі повелительного наклонения коротко. У операційній карті складання зазаначають номер та повне найменування об’єкту складання, номер операції складання. Операції нумерують порядковими номерами, кратними п’яти, що дозволяє у випадку необхідності вводитидодаткові операції. Операційні карти складають на усі технологічного процесу складання виробу, у тому числі на складальні, допоміжні, контрольні та спеціальні. Деякі операції супроводжуються операційними ескізами складання.

Нормування операцій.

При розробці операцій визначають також трудомісткість їх виконання, тобто норми часу на операції. Основним обїєктом технічного нормування є переход. У операційних картах зазначають трудоміскість та розряд робіт.

Оформлення заказів на ТЗО.

Згідно технології складають зведені відомості на стандартні ТЗО, у тому числі і на допоміжні матеріали. Витрати допоміжних матеріалів розраховують згідно затверджених норм їх витрат. На проектуавння нестандартих ТЗО розробляються технічні завдання, у яких зазначається коротка характеристика умов їх роботи та продуктивність. Згідно відомостям та технічним завданням оформлюють закази на придбання та виготовлення необхідних ТЗО.

Тема № 25.2 Аналіз технологічності конструкції виробу.

При аналізі конструкції на технологічність слід мати на увазі що, технологічність конструкції виробу це сукупність властивостей конструкції, які дозволяють виконувати технологічну підготовку виробництва, виготовляти, експлуатувати виріб при мінімальних затратах праці, засобів, часу та матеріалів в порівняні з однотипними конструкціями виробів того ж призначення при забезпеченні встановлених показників якості. Тому необхідно з цієї точки зору і аналізувати конструкцію.

Крім того по області прояви технологічність може бути виробнича та експлуатаційна.

Технологічність конструкції оцінюється якісно і кількісно.

До якісних характеристик технологічності конструкції відноситься:

- Взаємозамінність – властивість конструкції складової частини виробу, яка забезпечує можливість використання цієї складової частини виробу замість іншої без додаткової обробки (підбору або компенсації) з зберіганням заданих якостей виробу;

- Регулюємість – властивість виробу яка забезпечує можливість регулювання складальних та експлуатаційних параметрів виробу при складанні та технічному обслуговуванні виробу для досягнення та підтримки працездатності виробу;

- Контролепридатність – властивість виробу яка забезпечує можливість та надійність контролю конструкції виробу при виготовленні, випробуванні, технічному обслуговуванні та ремонті;

- Інструментальна доступність – властивість конструкції виробу яка забезпечує доступ інструменту до елементів конструкції при виготовленні, випробуванні, обслуговуванні та ремонті.

До кількісної оцінки технологічності відносять наступні показники:

• трудомісткість виготовлення;

• технологічна собівартість;

• рівень технологічності конструкції по трудомісткості виготовлення;

• рівень технологічності конструкції по собівартості виготовлення;

Крім вищезгаданих показників існує ряд кількісних техніко-економічних показників, які характеризують технологічність у зв’язку з процесом складання:

- Коефіцієнт складаємості К_ск – це відношення кількості складальних одиниць N_e, включаючи і придбані, до загальної кількості складових частин N_r з урахуванням деталей які не ввійшли до складу складальних одиниць, але без урахування стандартних кріпильних деталей N_д.к.:

К_ск =

- Коефіцієнт ефективної взаємозамінності К_вз – відношення трудомісткості складання виробу який здійснюється по принципу повної взаємозамінності (без припасування, підбору та регулювання) Т_вз до загальної трудомісткості складання Т_в:

К_вз=

- Коефіцієнт уніфікації виробу К_у – відношення кількості уніфікованих складальних одиниць N_е.у. виробу та його уніфікованих деталей N_д.у. які не ввійшли в склад складальної одиниці, до загальної кількості складових частин виробу без урахування стандартних кріпильних деталей ( до уніфікованих складових частин виробу відносять взаємопов’язані, придбані та стандартні непридбані складальні одиниці та деталі):

К_у =

- Коефіцієнт стандартизації виробу К_ст – відношення числа стандартних складальних одиниць N_е.ст. виробу до його стандартних деталей N_д.ст. які не ввійшли в склад складальної одиниці, до загальної кількості складових частин виробу без урахування стандартних кріпильних деталей:

К_ст.=

В результаті аналізу технологічності конструкції необхідно дати відповідь на такі питання:

1. Чи можливе розділення виробу на раціональну кількість складових частин (складальних одиниць та складових конструктивно-технологічних вузлів) які дозволяють незалежне складання і випробування та подальше загальне складання виробу?

2. Чи є можливість компановки з стандартних та уніфікованих складових частин виробу (яка кількісно оцінюється коефіцієнтами К_ст та К_у )?

3. Відповідність конструкції з’єднань, деталей та інших складових частин виробу вимогам механізації складальних робіт та контролю.

4. Чи є можливість забезпечення загального складання виробу без часткового розскладання складових складальних одиниць?

5. Наявність у складі виробу (складальної одиниці) базової складової частини, яка необхідна для початку процесу складання, і яка повинна мати достатню міцність, жорсткість, та мати надійні базові поверхні для установки на стенді (складальній приспособі) та приєднання інших складових частин.

6. Чи є можливість використання типових технологічних процесів та засобів технологічного оснащення?

7. Чи є можливість використання більш досконалих методів здійснення з’єднань?

8. Чи використовуються у процесі виконання складального процесу операції механічної обробки?

9. Чи є можливість використання продуктивних та об’єктивних методів контролю та технологічних випробувань?

10. Чи використовуються при складанні методи досягнення точності на основі розрахунку розмірного ланцюга?

11. Чи забезпечує конструкція виробу умови для простого ремонту та обслуговуванню виробу?

12. Чи передбачено конструкцією виробу елементів захвату для транспортування за допомогою під’ємно-транспортних механізмів?

Тобто при аналізі технологічності конструкції необхідно визначитись з кількісними та якісними показниками технологічності конструкції, визначити кількісні техніко-економічні показники та відповісти на поставлені питання.

Тема № 26 Розробка технології складання виробу.

Тема № 26.1 Аналіз складального креслення та технічних вимог

Технічний опис складальної одиниці

У технічному описі складальної одиниці необхідно проаналізувати конструкцію вузла. Визначитись з основними вузлами виробу, можливими технологічними вузлами при складанні, які можливо складати окремо на вузловому складанні з подальшим складанням вузла на загальному складанні. Проаналізувати конструкцію з точки зору зручності складання можливості використання стандартного інструменту під час складання вузла.

Наприклад:

1. Технічний опис складальної одиниці

1.1.1 Загальні відомості

Турбіна вентилятора (ТВ) – осьова, реактивна, трьохступенева, призначена для перетворення частини енергії газового потоку, поступаючого із турбіни низького тиску в механічну енергію, яка використовується для обертання вентилятора. Турбіна вентилятора розташована безпосередньо за турбіною низького тиску, її статор кріпиться до статору ТНТ, опора ротора монтується в задній опорі турбіни, а ротор кріпиться до валу вентилятора.

1.1.2 Опис

Турбіна вентилятора складається із статора і ротора.

Статор ТВ складається із зовнішнього корпусу, трьох соплових апаратів (3 рядів соплових лопаток) і трьох відповідних внутрішніх корпусів.

Внутрішні корпуси соплових апаратів мають кільця з відповідними елементами лабіринтних ущільнень. Кожен із трьох соплових апаратів набирається із секторів соплових лопаток. Сектор состоїть із лопаток, зовнішніх і внутрішніх полок, вони мають виступи для фіксації відносно відповідних внутрішніх корпусів і виступів, якими кожен сектор входить у відповідні пази зовнішнього корпусу.

Наружний корпус має внутрішні пази для монтажу ряда секторів соплових лопаток і проставок (18), (19), (20) із сотовими елементами лабіринтних ущільнень. На зовнішньому корпусі першого соплового апарату розташовані фланці, призначені для кріплення термопар заміру температури газового потоку, і вікна огляду лопаток ротора турбіни.

Статор ТВ центрується відносно ТНТ призонними болтами і кріпиться до нього болтовими з’єднаннями.

Ротор ТВ має 3 робочі колеса і вал. Робочі колеса складаються із дисків (2), (3), (4), до них кріпляться робочі лопатки, в ялинкових пазах контровками, на дисках виконані гребінці лабіринтних ущільнень.

Кожна робоча лопатка має бандажну полку з гребінцями лабіринтного ущільнення, полку хвостовик і хвостовик “ялинкового типу”.

На валу, який має гребінці і кільця лабіринтних ущільнень, смонтоване радіально-торцьове контактне ущільнення, внутрішнє кільце роликопідшипника і лабіринтне кільце.

Ротор ТВ за допомогою шлицьового з’єднання передає обертаючий момент на вал вентилятора, який центрується у валу ротора ТВ по пояскам і кріпиться гайкою.

Роликопідшипник ротора ТВ монтується в задній опорі турбіни.

1.1.3 Робота

Газ, який виходить із турбіни низького тиску і маючий підвищений тиск, температуру і швидкість попадає в міжлопаткові звужуючися канали соплового апарату І ступені ТВ.

Робота І ступені ТВ аналогічна роботі одноступеневої турбіни низького тиску. Виходячи із робочого колеса І ступені ТВ, газ поступає у 2 і 3 ступені турбіни вентилятора робота яких аналогічна роботі І ступені.

Технічні умови на складання вузла

При аналізі технічних умов на складання вузла необхідно вказати всі технічні вимоги які необхідно забезпечити при складанні вузла, проаналізувати технічні вимоги з точки зору можливості їх забезпечення під час складання.

Наприклад:

2. “Технічні умови на складання вузла

1. Складальна одиниця паспортна.

2. Невказані граничні відхилення розмірів – по 722АТ.

3. При складанні (скл. одиниця поз. 7) і ротора (скл. одиниця поз. 6) відповідно вхідні складальні одиниці і деталі ставити по попереднім містам згідно знаків маркування.

4. Різби шпильок і болтів при постановці гайок Ж1, С, С1 змастити протипригарною змазкою по інструкції ОГМет 57-156.

5. Момент затягування: гайок С при пресуванні 3+0,5 кгс.м, при кінцевому затягуванні 2,2+0,5 кгс.м, гайок С1 - при опресовці 1,50,1 кгс.м, при кінцевому затягуванні –

1,2 0,1 кгс.м.

6. Гайки поз.33 затягнути кінцево від положення до упору на 0,5…0,7 грані (30…42).

7. Момент затягування гайки Г – 80+2,0 кгс. м.

8. Балансувати ротор по інструкції 36І-24 відносно загальної вісі обертання ротора М і поверхні Д технологічного вала, встановленого по поверхні У, П і затягнути гайкою Г. Кінцевий дисбаланс не більше 600 г.мм в кожній площині корекції А1 і Б1 .

9. Балансувати ротор за рахунок постановки в кожній площині корекції не більше шести (загальна кількість) контровок поз. 30, 31. При цьому можливе утопання болта Р відносно гайки С1 до 0,6 мм.

10. Поверхні спряжень Л при складанні двигуна на сдавальному контролі і контролі випробування змастити по інструкції ОГМ 78-532.

11. Маркерувати на контровках поз. 30, 31номер ступені і порядковий номер болта Р шляхом ЕХ шрифтом 2,5 або 3 глибиною 0,05…0,1 мм.

12. В паспорті складальної одиниці вказати кількість контровок поз. 30, 31 і місце їх установки (номер ступені, номер болта Р).

13. Маркерувати індивідуальний номер турбіни вентилятора шляхом К (силоксановою емаллю по інструкції ОГМ 78-532) шрифтом 24. Номер розташувати впродовж утворюючої поверхні корпуса.

14*. Розміри, надписи для справок.

15*. Зазор визначити підрахунком по розмірам із паспортів відповідних деталей ротора і статора або по результатам обмірів деталей ротора і статора.

16*. Неспіввісність поверхонь, забезпечити при замірі радіальних зазорів А3,А4, Б5, Б6.

17*. Розміри забезпечити інструментом.

18*. Вказати відносно отворів номер “0“ у напрямку нумерації болтів кутове положення найбільш віддаленої точки: для радіального биття від вісі обертання, для торцьового биття “від тіла” диска.

19*. Повторний обтяг контровок гайок С, С1 у тих же точках не допустимі: деформовані ділянки рихтувати приймати по еталону.

20*. Биття, відносно загальної вісі обертання підшипника М і поверхні Д1 технологічного вала вентилятора по поверхні У, П і затягнути гайкою Г.

21*. Контроль за контрольним зразком.

22*. Розміри відносно осі обертання Ж.

23*. Розміри з урахуванням покриття.

24. Допускається балансувати ротор і замір биття проводити при постановці технологічного підшипника М.

25. При постановці деталей поз.30 на колесо 4 ступені допустиме утопання торця відносно деталі С1 не більше 0,5 мм.

26. Модуль 07.

27*. Розмір розрахунковий.

28. При повторному контролі допускається збільшення залишкового дисбалансу в площині корекції А1 до 1300 г.мм і в площині Б1 до 1400 г.мм із послідуючим збалансуванням турбіни згідно п. 8ТТ.

Тема № 26.2 Розробка технологічної схеми складання вузла та технологічного процесу складання

При розробці та обґрунтуванні технологічної схеми складання вузла необхідно мати на увазі наступне:

• по-перше, повинна бути вірно вибрана базова деталь, яка необхідна для початку складального процесу і відносно якої орієнтуються інші складові частини виробу. До базової деталі висуваються наступні вимоги: вона повинна мати точні та надійні поверхні для зв’язку зі складальними приспособами, повинні дозволяти виконувати максимум складальних операцій без зміни зв’язків з приспособою, мати необхідну та достатню жорсткість та міцність. Найчастіше таким умовам відповідають корпусні деталі та деталі типу вал. Базова деталь (або базовий вузол) визначає конструкцію складальної приспособи або стенда;

• по-друге, повинно бути визначене положення базової осі виробу, яке може бути вертикальним (при вертикальному положенні осі базової деталі), горизонтальним або нахиленим. При цьому керуються міркуванням максимальної зручності та простоти операцій, забезпечуючи при цьому задану якість складання. Виходячи з цих міркувань, наприклад, складання корпусів та постановка роторів ГТД виконується по вертикальній схемі. Необхідно також враховувати, що в цьому випадку приміщення, де проводиться складання, повинно мати достатню висоту;

• по-третє, при складанні, як правило, повинна витримуватись чітка (а інколи однозначна) послідовність операцій. Відступ від цього призводить до ускладнення, а інколи і до неможливості виконання складального процесу.

Процес складання зручно зображати графічно у вигляді схеми складання. Схеми дають наглядну уяву про взаємозв’язки складальних елементів (деталей та інших складових частин виробу) та послідовність їх складання. Деталі та інші складові частини прийнято умовно позначати у вигляді прямокутників, у яких зазначається їх номер по специфікації та їх кількість у вузлі. Напрямок складання, починаючи від базової деталі, позначається горизонтальною лінією. При цьому вище лінії прийнято позначати тільки деталі, нижче її – всі інші складові частини, включаючи придбані деталі. Необхідні доповнення до операцій ( дані по технічним вимогам, методи контролю) додаються у вигляді тексту.

Дякуючи наглядності схем виключається можливість пропустити будь-яку деталь при комплектуванні вузла перед складанням. Крім цього, схема показує, для яких складальних одиниць процес складання (та проектування) можливо вести паралельно, і дозволяє раніше вибрати для них більш ефективну організаційну форму складання.

При виконанні дипломного проекту у пояснювальній записці необхідно вказати з яких міркувань була вибрана базова деталь або вузол, зазначити послідовність складання вузла з вказівкою методів забезпечення з’єднання деталей та контролю складальних параметрів вузла. Після цього у графічній частині проекту на окремому аркуші форматі А1 необхідно зобразити технологічну схему складання вузла.

При виконанні цього розділу пояснювальної записки необхідно у описовому вигляді розповісти про технологічний процес складання, який був спроектований при виконанні дипломного проекту. Поопераційно коротко вказати який вид складальних робіт виконується на операції, які види інструментів, приспособ та обладнання використовуються при виконанні операції. Зазначити методи, засоби, інструмент та обладнання, яке використовується при виконанні контролю складального процесу та складальних параметрів вузла.

Спроектований технологічний процес у повному об’ємі заповнюється у відповідних картках технологічної документації згідно Правил заповнення такого виду текстових документів і дається окремим розділом текстової документації дипломного проекту.

Тема № 27 Нормування складальних робіт.

При нормуванні складальних операцій необхідно за допомогою довідника нормувальника складальних робіт пронормувати (визначити час) по двом операціям технологічного процесу складання.

Наприклад:

Операція 35. Складання турбіни вентилятора для балансування.

1. Встановити диск із технологічним валом балансувальної приспособи на стійку шліцями угору.

Параметри нормування L=50мм.

Т=5 хв.

2. Нанести на технологічний шарикопідшипник балансувальної приспособи масло МС – 20.

Параметри нормування L=25 мм. D=140мм.

Т=1,5 хв.

3. Охолодити технологічний вал балансувальної приспособи рідким азотом 2-3 кратною заливкою во внутрішню порожнину вала.

Параметри нормування L=545 мм. D=60мм.

Т=2 хв.....

ΣТ_шт. = 45,35 хв