3068

Окончание табл. 1.3

Выбор вида и организационной формы техпроцесса сборки

Всоответствиисвыводами, полученнымиприознакомлениисданными по объему выпуска (смотри п. 3, стр 243), требуется организация поточного производства для массового выпуска насосов в течение трех лет. Для этого по формуле (11.1) рассчитаем такт выпуска изделий, соблюдение которого при поточной форме организации производства является обязательным. Выбираем двухсменный режим работы сборочного цеха, при котором годовой фонд времени составляет F = 4186.

Прикоэффициентеиспользованиягодовогофондавремени = 0,85 такт выпуска составит

F ∙ 60 ∙ η 4186 ∙ 60 ∙ 0,85

T = N = 100000 = 2,73 мин/шт.

Собираемыйнасоспредставляетсобоймалогабаритное, сравнительно легкое изделие, транспортирование которого от одной рабочей позиции к другой можно осуществить с помощью ленточного конвейера.

Необходимое количество сборщиков, располагаемых на рабочих позициях конвейера, рассчитываем по формуле (11.15). При этом учитываем следующие условия:

– одновременноевыполнениенесколькихоперацийнаодноммалогабаритном изделии невозможно, поэтому продолжительность совмещённых операций принимается равной Тс = 0;

251

–при непрерывном движении транспортера, когда время сборки совмещается с временем транспортирования, имеем tп = 0;

–число параллельных потоков конвейера, определяемое по формуле (11.6), составляет = 1, так как согласно технологии наибольшая продолжительность операции не превышает такт выпуска: 1,98 2,73.

С учетом изложенного согласно формуле (11.15) получим пять рабочих сборщиков:

q = TTo = 13,342,73 = 4,88 и принимаем q = 5.

После определения количества рабочих необходимо распределить работу между ними. Работу следует распределить так, чтобы сборщики были загружены равномерно, а продолжительность работы каждого должна быть приблизительно равна или кратна такту выпуска. Этот расчет называется синхронизацией операции, для выполнения которой представляется удобным построение циклограммы сборки. Для рассматриваемого процесса сборки целесообразное распределение работ между рабочими сборщиками представлено в таблице:

№ рабочего	Работа, выполняемая на рабочих местах	Трудоемкость,
места		мин
1	Сборка комплекта 1 и 2. Установка крышки	2,44
	корпуса.
2	Сверление отверстий под штифты. Установка	2,67
	двух штифтов.
3	Расточка двух отверстий. Разборка подузла.	2,7
4	Общая сборка	2,72
5	Общая сборка	2,70

Частичная недогрузка первого рабочего компенсируется возложением на него функции подноса комплектующих деталей. Затем на этом этапе разрабатывается также планировка сборочного участка с расстановкой применяемого сборочного оборудования.

Составление технических заданий на проектирование сборочного оборудования и технологической оснастки является заключительным этапом разработки технологического процесса сборки машины. Применение технически совершенной технологической оснастки является одним из путей повышения производительности труда при сборке. В тех случаях, когда использование стандартной сборочной оснастки

невозможно или неэффективно, разрабатывают специальное оборудо252

вание, приспособление и инструменты. Для реализации данного процесса необходимо будет разработать техническое задание на проекти- рованиеспециальногодвухшпиндельногоалмазно-расточногостанкаи специального приспособления для базирования корпуса с крышкой на операции расточки отверстий во втулках двух подшипниковых опор. Потребуется также составление технического задания на проектирование специального четырехшпиндельного винтоверта, обеспечивающего одновременное закручивание крепежных винтов.

Правила оформления документов на сборочные, слесарносборочные и электромонтажные работы определены по ГОСТ 3.140774 ЕСТД (единой системы технологической документации).

12.3. Основы разработки технологических процессов изготовления деталей

Для разработки технологического процесса изготовления детали необходимо иметь следующие исходные данные:

1.Рабочий чертеж детали и сборочный чертеж узла, в котором она работает.

2.Технические условия на деталь, требования к ее точности и другие данные, определяющие служебное назначение детали и условия ее работы в узле.

3.Данные по программе выпуска, которые должны включать годовую программу N шт/год (объем выпуска деталей в единицу времени)

ивеличину серии – общее количество деталей, изготавливаемых по неизменным чертежам.

4.Условия реализации проектируемого технологического процесса – на действующем заводе или на вновь проектируемом предприятии. В первом случае необходимо знать состав имеющегося на предприятии оборудования и возможности его модернизации, а во втором – возможности приобретения нового оборудования и перспективы получения кадров.

Для разработки технологического процесса необходимо иметь также стандарты на заготовки, типовые и групповые технологические процессы для рассматриваемых деталей, технологические характеристики применяемого оборудования и режущего инструмента, а также нормативы, справочную литературу и другие руководящие материалы. Разработку технологического процесса изготовления детали рекомен-

дуется выполнять в следующей последовательности:

253

1.Выявить служебное назначение изготавливаемой детали путем изучения сборочных чертежей узла и рабочего чертежа детали.

2.Проанализировать технические условия на деталь. Выяснить достаточность и соответствие приведенных в чертежах технических требований служебному назначению детали.

3.Выявить количество деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменным чертежам. Наметить вид и форму организации будущего производственного процесса.

4.Провестианализтехнологичностиконструкцииизготавливаемой детали с учетом данных по программе выпуска и условий реализации разрабатываемого технологического процесса.

5.Обосновать выбор заготовки и технологический процесс ее получения.

6.Обосноватьвыбортехнологическихбазиустановитьпоследовательность обработки поверхностей заготовки.

7.Выбрать методы обработки поверхностей заготовки и путем расчетауточненийопределитьсоставиколичествотехнологическихпереходов, необходимых для обработки каждой из поверхностей.

8.Выбратьнеобходимоетехнологическоеоборудованиеирежущий инструмент, обеспечивающие достижение требуемой точности детали при наименьшем количестве переходов.

9.Объединить намеченные переходы в технологические операции, выполняемые на одном рабочем месте (на одном оборудовании). Выявить структуру каждой технологической операции.

10.Рассчитать припуски, межпереходные и операционные размеры, установить на них соответствующие допуски. Окончательно определить размеры заготовки и оформить ее чертеж.

11.Рассчитать режимы обработки, обеспечивающие достижение требуемого качества детали и производительности обработки на каждой выполняемой технологической операции.

12.Выявить необходимую технологическую оснастку, режущий и измерительный инструменты для каждой технологической операции.

13.Оформить необходимую документацию на разработанный технологическийпроцесс. Составитьмаршрутнуюиоперационныетехнологические карты. Выполнить нормирование технологических операций и определить общую трудоемкость изготовления детали.

14.Разработать другие варианты технологического процесса изго-

254

товления детали, рассчитать себестоимость изготовления детали и выбрать наиболее экономичный вариант.

15. Разработать технические задания для конструкторов на проектирование необходимого технологического оборудования, приспособления и инструмента.

Выявление служебного назначения деталиявляетсяначальнымэта-

пом разработки техпроцесса ее изготовления. Необходимо внимательноизучитьсборочныйчертежузла, вкоторыйвходитдеталь, ивыявить функции, которые она выполняет при работе узла. На основе изучения сборочного чертежа изделия и чертежа детали необходимо выявить:

–исполнительные поверхности детали, которыми она выполняет свое служебное назначение;

–схему базирования детали в узле и комплект трех базовых поверхностей, образующих основные конструкторские базы детали;

–вспомогательные базы детали, которыми она также выполняет свое служебное назначение.

Таким образом, формулировка служебного назначения должна четко отражать основные функциональные особенности детали и содержать главные количественные показатели, уточняющие ее служебное назначение.

Анализ технических требований на деталь выполняют с целью определения достаточности и соответствия приводимых на чертеже технических требований служебному назначению детали. Этот анализ должен носить критический характер и включать в себя:

–выявление параметров точности детали, ее размеров и относительныхповоротов, которымионаучаствуетвформированииконструкторских размерных связей узла или машины;

–установление требований к точности рассматриваемых параметров детали, которые вытекают из расчета соответствующих конструкторских размерных цепей;

–оценку правильности и полноты простановки размеров на детали

идругих технических требований, вытекающих из ее служебного назначения;

–обоснование численных значений допусков и предельных отклонений на рассматриваемые параметры точности детали.

Такимобразом, врезультатекритическогоанализатехническихтребованийнадетальнеобходимовыявитьнедостающие, необоснованные

255

и неправильно проставленные размеры. Следует убедиться в правильности назначенных допусков и предельных отклонений. В противном случае следует доказать необходимость расширения или ужесточения допусков, приведя их в соответствие со служебным назначением детали. Необоснованно жесткие технические требования приводят к увеличению стоимости изготовления детали. В свою очередь, отсутствие требуемых допусков на линейные и угловые размеры, которыми деталь участвует в формировании размерных связей узла, не позволяет реализовать принятый метод достижения точности при сборке узла.

Ознакомление с годовой программой выпуска деталей и с общим количеством деталей, изготавливаемых по неизменный чертежам, позволяет определить вид будущего производственного процесса и наметить его организационные формы. Данные по объему выпуска позволяют рассчитать такт выпуска, определить общую продолжительность реализации технологического процесса и выявить необходимый уровень его механизации и автоматизации.

Анализ технологичности изготавливаемой детали выполняют с

учетом полученных данных по программе выпуска детали на основе ознакомления с имеющимся на предприятии оборудованием и фактическими условиями реализации разрабатываемого технологического процесса (см. параграф 10.5).

Обоснованиевидазаготовкииметодаееполучениявыполняютисхо-

дяизслужебногоназначениядетали, сучетомобъемавыпуска, применяемогоматериалаиособенностейконструкциидетали. Приэтомучитывают также вид и форму организации будущего производственного процесса и возможностикооперациимеждупредприятиями(см. п. 7, стр243).

Выбор технологических баз и последовательности обработки по-

верхностей основывается на выявлении функционального назначения поверхностейдеталииустановленииразмерныхсвязей, определяющих положение одних поверхностей относительно других. Вначале следует выбиратьтехнологическиебазыдляобработкибольшинстваповерхностей детали, которые получили название общих технологических баз. Во вторую очередь следует выбирать базы для выполнения первой или первых двух-трех операций, на которых создают общие технологические базы для последующей обработки.

Выбортехнологическихбаздляобработкибольшинстваповерхностей детали следует выполнять путем построения схемы связи поверх-

256

ностей детали (см. параграф 3.3). Это позволяет выявить поверхности, от которых проставлено большинство наиболее ответственных размеров, вытекающихизслужебногоназначениядетали. Убольшинствадеталей такими поверхностями являются их основные конструкторские базы. Поэтому в соответствии с принципом единства баз в качестве общих технологических баз, используемых для обработки большинства поверхностей, следует выбирать основные конструкторские базы детали. Этообеспечиваетдостижениетребуемойточностидеталинаиболее коротким путем.

У корпусных деталей такими базами являются плоскость основания и два базовых отверстия под цельный и ромбический палец или плоскость основания и две другие плоскости, образующие координатный угол. У зубчатых колес и у деталей типа рычагов, вилок в качестве общих технологических баз используют базовое отверстие и торец. Большинство поверхностей у валов обрабатывают при базировании по одному из торцов и двум центровым гнездам, которые создают на первой операции.

При выборе технологических баз, в первую очередь, следует стремиться обеспечить достижение точности относительного поворота поверхностей, а затем точность расстояния. Это объясняется тем, что точность поворота обеспечивается методами взаимозаменяемости, так как на станках обычно отсутствуют устройства коррекции угловых отклонений, а точность расстояния достигается методом регулировки, с применением встроенных устройств отсчета и коррекции размеров.

На первой операции создают общие технологические базы для обработки большинства поверхностей детали. Поэтому при выборе технологическихбазнапервойоперацииследуетисходитьизнеобходимости решения двух задач: обеспечение требуемой точности положения обрабатываемых поверхностей детали относительно черных (свободных) необрабатываемых поверхностей и обеспечение равномерного припуска на обрабатываемых поверхностях, что особенно важно для главных отверстий и поверхностей направляющих станин, кареток.

Для определения наилучших вариантов решения поставленных задач рассматривают несколько возможных вариантов базирования заготовкинапервойоперации. Азатемпутемвыявленияирасчетасоответ-

257

ствующих технологических размерных связей выбирают наилучший вариант базирования.

Установление последовательности обработки поверхностей непосредственносвязаносвыборомтехнологическихбаз. Приопределении последовательности обработки поверхностей необходимо учитывать также следующие рекомендации. В первую очередь рекомендуется обрабатывать поверхности, относительно которых большинство других поверхностей должно занять требуемое положение, обусловленное их функциональным назначением. Например, у корпусных деталей вначале следует обрабатывать плоские поверхности, а затем – главные и мелкие отверстия. Сверление отверстия по черной необработанной поверхности может вызвать увод сверла и его поломку.

У зубчатых колес и рычагов вначале следует обрабатывать базовые отверстия и торец. Затем, используя эти поверхности в качестве технологических баз, следует обрабатывать большинство оставшихся поверхностей детали, соблюдая, таким образом, принцип единства баз.

Ниже рассматривается пример обоснования выбора технологических баз и последовательности обработки заготовки корпусной детали (рис. 12.4). На заготовке корпуса фрезерной головки (рис.12.4, а) необходимо обработать основание, торец уступа в размер П, верхнюю плоскость, выдержавразмерЛ, атакжедветорцевыеповерхности, накоторых расположено главное отверстие под шпиндель и мелкие резьбовые отверстия. При этом необходимо обеспечить требуемую точность положения оси отверстия под шпиндель, выдержав линейные размеры Д, П и относительные повороты , .

Обработку выполняют на многоцелевых станках фрезернорасточного типа, позволяющих осуществлять фрезерование, сверление, расточку отверстий и нарезание резьбы метчиками. Расточить отверстие под шпиндель с меньшим числом проходов на более высоких режимах резания возможно при наличии в отверстии равномерного припуска. Это требование имеет особо важное значение при использовании станков с ЧПУ, работающих в автоматическом цикле с применением консольного инструмента относительно малой жесткости.

В примере рассматривается два варианта выполнения технологического процесса I и II, которые отличаются различными схемами базирования заготовки на первой операции (рис. 12.4, в, г).

258

Согласно варианту I перед механической обработкой заготовку корпуса размечают (рис. 12.4, б). Базами разметки является ось главного отверстия, от которого рисками разметки обозначены размеры И, К, Р, М, Н. Базирование корпуса на первой операции (вариант I) с использованием разметки позволяет получить равномерный припуск в отверстии, что показано ниже, путем расчета технологических размерных цепей.

Рис. 12.4. Технологические размерные связи, определяющие влияние выборабазнапервойоперациинаравномерностьприпускавглавномотверстии: а – эскиз детали; б – схема разметки заготовки; в – базирование на операциях по варианту I; г – базирование на операциях по варианту II; д – схемы размерных связей, определяющих смещение оси обработанного отверстия относительно оси черного отверстия

Вкачестветехнологическихбаздляобработкибольшинстваповерхностей выбраны основные базы корпуса (плоскость основания и торец уступа), относительно которых определено положение главных и мелких отверстий, верхней плоскости и двух торцев. В соответствии с этим на операции № 2, на которой происходит обработка большинства поверхностей корпуса, базирование заготовки как по первому, так и по второму вариантам осуществляется одинаково – в координатный угол (см. рис. 12.4, в, г). В результате требуемая точность размеров Д, П и относительных поворотов , определяющих положение главного отверстия, получается наиболее коротким путем:

259

Д = Д ; П = П ; = ; = ;

и соответственно ωД = ωД ; ωП = ωП ; ωγ = ωγ ; ωβ = ωβ .

На первой операции выполняется обработка основания корпуса и торцауступа, которыезатемиспользуютвкачестветехнологическихбаз на второй операции. Однако базирование заготовки на первой операции в двух рассматриваемых вариантах различно. По варианту I в качестве технологическихбазприняты: верхняяплоскость, размеченнаяототверстия, выполняющая роль установочной базы (точки 1, 2, 3); размеченная плоскость, проходящая через ось главного отверстия, – направляющая база (точки 4, 5) и поверхность торца – опорная база (точка 6). По вариантуII заготовканапервойоперациитакжебазируетсяпотремплоскостям. Однако в качестве установочной базы принята плоскость под крышку(точки1, 2, 3), вкачественаправляющейбазы– боковаяповерхность корпуса (точки 4, 5), а в качестве опорной – поверхность торца (точка 6).

Выбор схемы базирования на первой операции оказывает прямое влияние на получение равномерного припуска в отверстии. Покажем это путем выявления и расчета технологических размерных цепей.

Выявление технологических размерных цепей, определяющих решение конкретной задачи, следует начинать с установления исходного (замыкающего) звена и той операции, на которой оно получено. В данном случае рассматривается неравномерность припуска в отверстии, которая проявляется при растачивании отверстия на операции № 2. Неравномерность припуска можно представить как смещение Е оси обработанного отверстия относительно оси отверстия в заготовке и определить двумя замыкающими звеньями А и Б :

ȿ Ⱥǻ2 Ȼǻ2 ,

где А – смещение оси в вертикальной плоскости; Б – смещение оси в горизонтальной плоскости.

Для определения причин формирования отклонений необходимо выявить составляющие звенья размерных цепей А и Б . Это позволит определить операционные размеры, получаемые на предшествующих операциях, и размеры заготовки, которые непосредственно влияют на формирование точности замыкающих звеньев А , Б .

Составляющиезвеньятехнологическойцепивыявляютначинаясзамыкающегозвена(рис. 12.4, д), идяотобработаннойповерхностидотехнологическойбазыидалееотбазыдоповерхности, откоторойонабылаполучена на предшествующей операции, и т. д. Последовательно осуществляя такой переход, доходят до поверхности заготовки, которую используют в ка-

260