Анализ и отработка конструкции изделия и его сборочных единиц на технологичность

Оценка технологичности изделия или сборочной единицы имеет целью установить соответствие конструкции современному уровню развития техники, ее экономичность, удобство в изготовлении и эксплуатации.

В соответствии с ГОСТ 14.201–83 оценка технологичности конструкции изделия бывает двух видов: качественная ("хорошо – плохо", "допустимо – недопустимо") и количественная

Количественная оценка следует обычно за качественной; ее проводят путем сравнения нескольких вариантов конструкции между собой или с аналогом, соответствующим лучшему отечественному или зарубежному образцу.

Изделие в целом должно иметь простую компоновку и простое конструктивное решение с минимальным количеством наименований составных частей. Это особенно важно при автоматизированной сборке, так как при большом числе деталей сборочная линия получается сложной, многопозиционной и, как следствие этого, малонадежной в работе.

Рассматривая автоматизированную жесткосблокированную поточную сборочную линию как сложную систему, надежность Р ее работы определяем как произведение надежностей ее элементов (сборочных позиций):

P= P₁ P₂ P_n.

Для обеспечения высокой производительности сборки автоматизированные жесткоблокированные линии целесообразно применять при числе сборочных позиций не более 12...16. При большем числе позиций в линиях рекомендуют создавать межоперационные заделы или использовать несинхронный транспорт, обеспечивающий каждой позиции независимую работу со своим тактом.

Поэтому одним из главных направлений отработки конструкции на технологичность является ее упрощение за счет сокращения количества деталей, замены соединений, трудновыполнимых для механизированной и автоматической сборки. На рис. 13.3 показан пример отработки на технологичность конструкции механизма фиксатора, позволившей сократить количество деталей и число сборочных операций.

Рисунок 13.3 – Пример отработки конструкций на технологичность а -.базовый вариант; б ~ предлагаемый вариант; 1 - 6 - детали изделия

Конструкция изделия должна предусматривать удобство ее сборки и разборки (ремонтопригодность). Для этого, прежде всего она должна расчленяться на составные части (сборочные единицы), сборку которых можно производить обособленно и самостоятельно на отдельных сборочных участках, стендах, сборочных автоматах или РСК. Если механизмы изделия являются одновременно и его составными частями, то перед подачей на общую сборку они проходят контроль и испытания, что устраняет появление дефектов на общей сборке, повышает качество изделия.

Использование унифицированных стандартных деталей и составных частей не только сокращает трудоемкость и стоимость их изготовления, но и ведет к сокращению номенклатуры сборочных оборудования и инструментов. Так, число автоматических сборочных позиций, их конструктивное исполнение и сложность зависят от унификации элементов собираемого изделия.

Помимо этого применение унифицированных элементов и составных частей конструкции позволяет применять типовое стандартное сборочное оборудование, стоимость которого гораздо ниже. При разработке оригинального сборочного автоматического оборудования затраты на его проектирование, изготовление опытных образцов и отладку возрастают в 1,8...2 раза.

Для достижения требуемой точности взаимного положения элементов собираемого изделия следует совмещать сборочные базы с установочными и измерительными. Базовая деталь изделия должна иметь технологическую базу, обеспечивающую достаточную устойчивость собираемого объекта. Крайне нежелательным для автоматического сборочного процесса является смена установочных баз собираемого изделия, так как это требует не только кантования собираемого объекта, но и зачастую создания новых сборочных приспособлений и расчленения линии на участки со своими транспортными системами и приводными станциями. Это не только увеличивает стоимость сборочных работ, но и приводит к снижению точности сборки.

Для соблюдения принципа взаимозаменяемости целесообразно избегать многозвенных размерных цепей, которые сужают допуски на размеры составляющих звеньев. Если сократить число звеньев невозможно, то в конструкции изделия следует предусмотреть жесткий или регулируемый компенсатор. В этом случае необходимую точность замыкающего звена легко обеспечить подбором или пригонкой жесткого компенсатора либо установкой на необходимый размер регулируемого компенсатора. При автоматическом выполнении сборки изделия и его составных частей необходимо, чтобы точность замыкающего звена размерной цепи обеспечивалась методом полной взаимозаменяемости. Выполнение пригоночных работ, как правило, недопустимо. Проведение регулировочных работ, разборок и повторных сборок требует ручных операций и снижает уровень автоматизации сборки.

Соединения, выполняемые методом групповой взаимозаменяемости (селективная сборка), автоматически осуществлять можно, но с увеличением капитальных затрат на 10...15 %, так как требуется 100 %-ный контроль сопрягаемых поверхностей собираемых деталей. Для этого сборочные линии необходимо оснастить контрольными автоматами, а позиции – дополнительными вибробункерами и подающими устройствами с системой адресования.

В тех случаях, когда по условиям сборки необходимо обеспечить определенное и единственно возможное положение собираемых элементов в изделии, предусматривают установочные метки, контрольные штифты, несимметричное размещение крепежных деталей. Для разборки изделия при его обслуживании и ремонте необходимо предусмотреть удобное применение съемников (рис. 13.4, а), резьбовые отверстия для отжимных винтов (рис. 13.4, б), рым-болты и выступы для захвата и подъема тяжелых деталей. При конструировании изделий необходимо обеспечить возможность удобного и свободного подвода высокопроизводительных механизированных и автоматизированных сборочных инструментов к местам сопряжения деталей (рис. 13.4, в,г).

Рисунок 13.4 – Требования, предъявляемые к конструкции изделий процессом сборки:

а — удобство применения съемников; б - применение отжимных винтов при разборке; в, г — возможность применения ручного (в) и механизированного (г) резьбозавертывающих инструментов; д - создание направляющих элементов (фасок, поясков); 1 ~ съемный элемент; 2 — резьбовое отверстие

При выполнении соединений с зазором и натягом, а также резьбовых соединений необходимо иметь заходные фаски на торцах сопрягаемых поверхностей, а также направляющие элементы (пояски и расточки) для улучшения условий собираемости (рис. 13.4, д). Наличие фасок и направляющих элементов на торцах сопрягаемых поверхностей позволяет при помощи специальных сборочных исполнительных механизмов и приспособлений компенсировать имеющиеся на сборочной позиции линейные д;: и угловые а;: погрешности взаимного положения сопрягаемых поверхностей (см. рис. 13.4, д), что существенно повышает уровень механизации и автоматизации сборочных процессов.

Проведя анализ конструкции изделия, технолог может внести различные предложения по совершенствованию конструкции, упрощающие сборку, которые должны быть согласованы с конструктором.