Файл: Opnejhpnbmheeumnknch eqjhuopn0eqqnb qanpjhopnejhpnbmheeumnknch eqjhu.pdf

rK…%-2%,“*% C%“%K,
Š% 22,
Šcr
2011
opnejŠhpnb`mhe
Šeumnknch)eqjhu
opn0eqqnb qanpjh
opnejŠhpnb`mhe
Šeumnknch)eqjhu
opn0eqqnb qanpjh

Министерство образования и науки Российской Федерации
Тольяттинский государственный университет
Автомеханический институт
Кафедра «Оборудование и технологии машиностроительного производства»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ СБОРКИ
Учебно-методическое пособие
Тольятти
ТГУ
2011

УДК 621.717(075.8)
ББК 34.68я13
П791
Рецензенты:
к.т.н., доцент Поволжского государственного университета сервиса
А.В. Грищенко;
к.т.н., доцент Тольяттинского государственного университета
Н.Ю. Логинов.
Научный редактор:
заслуженный деятель науки и техники РФ, д.т.н., профессор
О.И. Драчев
Авторы:
Д.Ю. Воронов, А.В. Щипанов, Д.А. Расторгуев,
В.А. Гуляев, А.В. Бобровский
П791
Проектирование технологических процессов сборки : учеб.-ме- тод. пособие / Д.Ю. Воронов [и др.] – Тольятти : ТГУ, 2011. – 112 с. : обл.
Настоящее учебно-методическое пособие составлено в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровня подготовки инженера. Приведены основные положения разработки тех- нологических процессов сборки изделий машиностроения, рассмотрены технологии сборки различных разъемных и неразъемных соединений, ос- вещены вопросы оформления технологической документации на техно- логические процессы сборки.
Предназначено для студентов специальностей 151001 «Технология машиностроения» и 190201 «Автомобиле- и тракторостроение» дневной и заочной форм обучения при изучении дисциплин «Технология машино- строения», «Технология автомобиле- и тракторостроения», а также бака- лавров, обучающихся по направлению 151900 «Конструкторско-техноло- гическое обеспечение машиностроительных производств».
Может быть полезно преподавателям, инженерно-техническим работникам.
УДК 621.717(075.8)
ББК 34.68я13
Рекомендовано к изданию научно-методическим советом Тольяттин- ского государственного университета.
© ФГБОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет», 2011

3
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных задач в области машиностроения явля- ется значительное улучшение качества выпускаемых машин, по- вышение их надежности. Данные показатели в большой мере за- висят от технологии и качества сборки. Поэтому в современном машиностроении этим вопросам необходимо уделять повышен- ное внимание.
Целью представленного здесь учебно-методического пособия яв-
ляется повышение эффективности подготовки студентов по вопро-
сам проектирования технологических процессов сборки изделий ма-
шиностроения.
Использование пособия в учебном процессе позволит решить следующие основные задачи:
 повысить эффективность изучения технологий сборки ти- повых соединений деталей машин;
 повысить эффективность формирования у студентов тео- ретических и практических навыков проектирования техно- логических процессов сборки;
 повысить эффективность формирования у студентов тео- ретических и практических навыков по оформлению техно- логической документации на процессы сборки.
В соответствии с целью в данном учебно-методическом посо- бии рассмотрены вопросы разработки технологических процессов сборки изделий машиностроения, технологии сборки различных типовых соединений, оформления технологической документа- ции на процессы сборки.

4
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРОЧНЫХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Технологический процесс сборки
– процесс, содержащий действия по установке и образованию соединений составных час- тей изделия.
Типы соединений назначает конструктор, решая задачу созда- ния машины требуемого качества с целью успешного выполнения ею своего служебного назначения. Классификация соединений приведена на рис. 1.1.
4
ɉɨ ɤɨɧɫɬɪɭɤɬɢɜɧɵɦ ɩɪɢɡɧɚɤɚɦ
ɉɨ ɬɟɯɧɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢɦ ɩɪɢɡɧɚɤɚɦ
ɉɨ ɤɨɧɬɚɤɬɧɵɦ ɩɪɢɡɧɚɤɚɦ
Ɍɢɩɵ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ ɞɟɬɚɥɟɣ ɦɚɲɢɧ
ɇɟɩɨɞɜɢɠɧɵɟ
ɉɨɞɜɢɠɧɵɟ
Ɋɚɡɴɟɦɧɵɟ
ɇɟɪɚɡɴɟɦɧɵɟ
Ɋɟɡɶɛɨɜɵɟ
ɉɪɟɫɫɨɜɵɟ
Ɂɚɤɥɟɩɨɱɧɵɟ
ȼɚɥɶɰɨɜɨɱɧɵɟ
ɋɜɚɪɧɵɟ
ɉɚɹɧɵɟ
Ʉɥɟɟɜɵɟ
Ɉɫɭɳɟɫɬɜɥɹɟɦɵɟ
ɝɢɛɤɨɣ
ɋɨɟɞɢɧɟɧɢɹ
ɫ ɧɟɩɨɫɪɟɞɫɬɜɟɧɧɵɦ
ɤɨɧɬɚɤɬɨɦ ɩɨ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ
ɫɨɩɪɹɠɟɧɢɹ
ɋɨɟɞɢɧɟɧɢɹ ɫ ɤɨɧɬɚɤɬɨɦ
ɩɨ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɫɨɩɪɹɠɟɧɢɹ ɱɟɪɟɡ
ɩɪɨɦɟɠɭɬɨɱɧɵɣ ɫɥɨɣ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚ
Ɉɛɳɢɦ
Ɇɟɫɬɧɵɦ
Ʌɢɧɟɣɧɵɦ
Ɍɨɱɟɱɧɵɦ
Ɉɛɳɢɦ
Ɇɟɫɬɧɵɦ
Ɋɢɫ. 1.1.Ʉɥɚɫɫɢɮɢɤɚɰɢɹ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ
Рис. 1.1.Классификация соединений

5
Задача технолога – создать сборочный технологический про- цесс, обеспечивающий требуемое качество соединений. Он яв- ляется заключительным этапом изготовления машины и в зна- чительной степени определяет ее основные эксплуатационные характеристики – точность, долговечность, экономичность, на- дежность.
Сборочные работы связаны с большими временными и тру- довыми затратами. Так, затраты времени составляют (в процен- тах от общей трудоемкости изготовления машин) в массовом и крупносерийном производствах – 20–30%; в серийном – 25–35%; в единичном и мелкосерийном – 35–40%. При этом доля ручных слесарно-сборочных работ колеблется в разных типах производств в пределах 50–85%. В связи с этим проблема повышения технико- экономических показателей сборочных процессов требует эффек- тивного решения.
1.1. Виды сборочных технологических процессов
По объему сборочных работ процессы подразделяют:
 на общую сборку, объектом которой является изделие в целом;
 узловую сборку, объектом которой является составная часть изделия – сборочная единица или узел.
Сборочная единица (СЕ) – это изделие, составные части которо- го подлежат соединению между собой. Составными частями могут быть детали или отдельные узлы. Характерная особенность СЕ – возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия.
Деталь представляет собой первичный элемент изделия, ха- рактерным признаком которого является отсутствие в нем разъем- ных и неразъемных соединений.
Узел – составной элемент изделия, состоящий из двух и бо- лее деталей, соединенных в одно целое. Характерные призна- ки узла – сохранность соединения при любой ориентации узла в пространстве и возможность его сборки независимо от других элементов изделия.
По стадиям процесса сборка может быть:
 предварительная – сборка составных частей или изделия в целом, которые в дальнейшем подлежат разборке. Напри- мер, предварительная сборка узла с целью определения вели- чины неподвижного компенсатора;
 промежуточная, целью которой является сборка составных частей для дальнейшей их совместной обработки;

6
 сборка под сварку или пайку для последующего соединения
(сварки, пайки) составных частей;
 окончательная сборка – сборка изделия или его составной части, после которой не предусмотрена разборка. Для неко- торых изделий после окончательной сборки может следовать частичная
разборка с целью подготовки изделия к установке и транспортированию к потребителю.
1.2. Требования к технологичности конструкции изделий
при сборке
На этапе технологической подготовки производства изделие должно пройти отработку на технологичность конструкции.
Правила обеспечения технологичности конструкции сборочных единиц установлены ГОСТ 14.203-73 и разбиты на три группы.
1.
Требования к составу сборочной единицы.
2.
Требования к конструкции соединений составных частей.
3. Требования к точности и методу обеспечения точности сборки.
К составу сборочной единицы предъявляются следующие тре- бования:
 рациональное расчленение на составные части (узлы) с учетом принципа агрегатирования;
 применение стандартных и унифицированных деталей и узлов;
 возможность механизации и автоматизации сборки;
 наличие базовой составной части, обеспечивающей удобс- тво установки изделия при сборке;
 возможность одновременного и независимого присоедине- ния составных частей к базовой детали без ее переустановки;
 инструментальная доступность;
 контролепригодность;
 удобство транспортировки изделия по технологической цепочке;
 применение стандартной или несложной специальной технологической оснастки.
Требования к конструкции соединений:
 минимальное количество поверхностей и мест соеди- нений;
 обоснованные требования к точности сопряжений, обес- печивающие минимальные затраты на изготовление и соеди- нений сопрягаемых элементов;

7
 отсутствие дополнительной обработки в процессе сборки;
 отсутствие способов соединений (склеивание, пайка), не- оправданно увеличивающих время сборки.
Требования к точности и методу обеспечения точности сборки:
 точность расположения составных частей изделия должна быть обоснована с учетом выполнения служебного назначе- ния изделия;
 точность расположения составных частей должна быть увязана с точностью их изготовления;
 метод обеспечения точности должен быть определен на ос- нове решения сборочных размерных цепей;
 метод обеспечения точности должен удовлетворять требо- ваниям принятого типа производства.
В условиях поточно-механизированной сборки изделий круп- носерийного и массового производств к технологичности конс- трукций предъявляются дополнительные требования.
1. Изделие должно иметь составные части, обеспечивающие приблизительно одинаковые по продолжительности и по возмож- ности однородные по технологическому содержанию этапы про- цесса сборки.
2. Изделие должно иметь базовый элемент, к которому при- соединяют различные предварительно собранные узлы или детали одновременно или последовательно с разных сторон.
3. Полное исключение пригоночных работ. При невозмож- ности исключения пригонки ее следует выносить из пределов про- цесса общей и узловой сборки.
4. Желательно исключение методов соединений, приводя- щих к увеличению длительности этапов сборки.
1.3. Методы обеспечения точности при сборке
Методы обеспечения точности определяются на основе раз- мерных расчетов сборочных размерных цепей с учетом особеннос- тей производства.
Метод полной взаимозаменяемости обеспечивает достижение точности замыкающего звена у всех объектов сборки путем вклю- чения в размерную цепь составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Применяется в малозвенных размер- ных цепях в условиях крупносерийного и массового производств.
Недостаток метода – высокая точность составляющих звеньев.
Метод неполной (частичной) взаимозаменяемости обеспечивает точность у заранее обусловленной части объектов путем включения

8
в размерную цепь составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Используется в многозвенных размерных цепях в массовом и крупносерийном производствах.
Этот метод предусматривает расширение технологических полей допусков составляющих звеньев по сравнению с конструк- торскими (рис. 1.2), что снижает затраты на изготовление деталей.
В основе метода лежит положение теории вероятностей, согласно которому вероятность появления крайних значений размеров при изготовлении деталей и их сочетания при сборке мала. Примене- ние метода целесообразно, если снижение затрат на изготовление деталей компенсирует потери от брака при сборке.
Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка) обеспечивает точность замыкающего звена путем включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к од- ной из групп, на которые они предварительно рассортированы.
Применяется для достижения высокой точности соединений, невозможной ранее указанными методами, в условиях серийного и массового производств.
Технологические допуски на изготовление составляющих звеньев увеличиваются в n раз, что снижает затраты на изго- товление деталей. Готовые детали сортируются на
n размерных групп так, чтобы при соединении деталей одноименных групп обеспечивалась точность замыкающего звена, заданная конс- труктором.
Недостатки: дополнительные затраты на сортировку по груп- пам, комплектацию и хранение деталей, увеличение номенклату- ры запасных частей при ремонте изделий.
Метод регулирования обеспечивает точность замыкающего зве- на изменением размера или положения компенсирующего звена.
Область применения – многозвенные размерные цепи в условиях мелко- и среднесерийного производства.
Размеры деталей, входящих в сборочную размерную цепь, име- ют увеличенные технологические допуски, а требуемую точность замыкающего звена получают введением в размерную цепь звена- компенсатора. В качестве дополнительного звена-компенсатора применяют шайбы, прокладки, регулировочные винты (непод- вижные компенсаторы), размеры которых обеспечивают точность сопряжения. Подвижные компенсаторы при изменении своего положения также обеспечивают нужную величину замыкающего звена
 (рис. 1.3).

9
Рис. 1.2. Расположение полей допусков сопрягаемых звеньев при различных методах обеспечения точности:
а) полной взаимозаменяемости; б) частичной взаимозаменяемости;
в) групповой взаимозаменяемости; г) неподвижных компенсаторов;
д) пригонки

10
Рис. 1.3. Обеспечение точности методом компенсаторов:
а–г) неподвижные

11
Рис. 1.3 (продолжение). Обеспечение точности методом компенсаторов:
д–з) подвижные

12
Преимущества метода регулирования: высокая точность замы- кающего звена, возможность восстановления точности при экс- плуатации машины, малая стоимость изготовления составляющих звеньев – элементов изделия. К недостаткам следует отнести необ- ходимость создания компенсирующих элементов.
Метод пригонки позволяет получить точность замыкающего звена изменением размера компенсирующего звена путем удале- ния с его поверхностей определенного слоя – припуска материа- ла. Применение целесообразно в многозвенных размерных цепях в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Одно из составляющих звеньев (компенсирующее) изготав- ливается с завышенным (заниженным) размером. В дальнейшем с него снимается слой материала. Недостаток – трудоемкость при- гоночных работ. Преимущество – увеличение технологических до- пусков составляющих звеньев.
Методы пригонки и регулирования основаны на компенсации погрешностей изготовления составляющих звеньев. Одной из раз- новидностей компенсирования является сборка с применением компенсирующих материалов
– быстротвердеющих пластмасс, вводимых в зазор между сопрягаемыми поверхностями после их установки в требуемом положении.
В каждом конкретном случае метод обеспечения точности при сборке выбирают с учетом технико-экономических показателей процесса изготовления машины и с учетом расходов на ее эксплу- атацию и ремонт. При этом начальный приоритет отдается методу полной взаимозаменяемости.
1.4. Алгоритм проектирования
технологических процессов сборки
Руководствуясь ГОСТ 14.301-83, алгоритм можно представить в виде блок-схемы, приведенной на рис. 1.4.
1.4.1. Анализ исходных данных
Базовыми исходными данными являются:
 сборочный чертеж изделия;
 технические условия на приемку изделия;
 объем выпуска изделий (шт./год);
 длительность выпуска изделий (лет);
 режим работы предприятия-изготовителя.
Вся конструкторская документация должна пройти технологи- ческий контроль в процессе технологической подготовки произ- водства.