Значение сборочных процессов в машиностроении

Одной из основных задач машиностроения на современном этапе, наряду с обеспечением высокого технического уровня, является повышение качества изделий машиностроения, которое определяет рентабельность их эксплуатации, производственные мощности, затраты материальных и трудовых ресурсов на выпуск новых изделий, а во многих случаях и техносферную безопасность их эксплуатации.

Качество изделия — довольно емкое понятие. Оно включает такие компоненты, как коэффициент полезного действия, производительность, точность, материалоемкость, надежность, ремонтопригодность, бесшумность в работе, удобство и легкость управления и обслуживания, эстетичность, экологичность и др.

Качество изделия закладывается конструктором при проектировании. Он выбирает рациональные схемы и прогрессивные рабочие процессы, владеет современными методами расчета динамики и прочности машин, позволяющими экономить материал, применяет конструкционные материалы, ориентируясь на перспективные технологии, унифицированные узлы, детали, приборы, уже хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, и многие другие факторы.

Технология на всех этапах производства играет определяющую роль в обеспечении качества машин, что выражается посредством создания конструкционных материалов, изготовления заготовок, финишной обработки, формирующей окончательные свойства деталей, сборки, испытаний и конструкторско-технологической доводки. Процесс сборки является одним из заключительных этапов изготовления машины, результатом работы конструкторов и технологов. Сборка отличается от других технологических процессов тем, что ее составными элементами являются разнообразные, физически разнородные процессы. Установка составных частей конструкции сборочной единицы включает основанные на различных физических принципах процессы перемещения и ориентирования соединяемых деталей.

Содержание сборочных работ органически взаимосвязано с конструкцией изделия и предшествующими этапами производственного процесса изготовления его элементов. Поэтому совершенствование сборочного производства является одним из основных резервов повышения технического уровня и экономической эффективности машиностроительного комплекса.

Сборка является завершающим и наиболее ответственным этапом производства, на котором интегрируются результаты всех предшествующих этапов и формируются основные показатели качества выпускаемых изделий. Процессы сборки наименее механизированы и автоматизированы и занимают непропорционально большой удельный вес в общей структуре трудоемкости производства машин и приборов. Трудоемкость сборочных работ на предприятиях машиностроения и приборостроения в большинстве случаев превосходит трудоемкость механической обработки и значительно превышает затраты труда на изготовление продукции других отраслей производства: литейного, сварочного, кузнечно-прессового и др.

В качестве составных частей собираемого изделия могут быть детали, сборочные единицы (соединения, узлы, агрегаты) и комплектующие изделия, представляющие собой собираемые компоненты, которые входят в состав изделия. Узел — сборочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями. Агрегат — сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно. Соединения представляют собой элементарные сборочные единицы. Комплектующее изделие — это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем.

В процессе сборки происходит соединение составных частей изделия по сопрягаемым поверхностям. Соединение при сборке — сопряжение при сборке составных частей изделия или заготовок, определяемое заданными в конструкторской документации их относительным положением и видом связи между ними, лишающей эти части определенного числа степеней свободы. Сопряжение при сборке — относительное положение составных частей изделия при сборке, характеризуемое соприкосновением их поверхностей и (или) зазором между ними, заданными в конструкторской документации. Деталь, имеющая сопряжения с другими деталями, называется сопрягаемой деталью. Она имеет сопрягаемую (сопрягаемые) поверхность, образующую сопряжения при сборке. Деталь (сборочная единица), с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней детали или другие сборочные единицы, называется базовой деталью (сборочной единицей).

Классификация видов соединений проводится по следующим признакам:

• • по сохранению целостности при разборке (разъемные, неразъемные);
• • возможности относительного перемещения (подвижные, неподвижные);
• • форме сопрягаемых поверхностей (плоские, цилиндрические, конические, сферические, винтовые, профильные);
• • методу образования (резьбовые, клиновые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, шплинтовые, клепаные, фланцевые, шарнирные, прессовые, фальцованные, сварные, паяные, клееные, контактные, замковые, пружинные, штуцерные, ниппельные, комбинированные и др.).

Достигается при сборке требуемая точность изделия, под которой понимается соответствие значений параметров изделия значениям, заданным в конструкторской документации. Необходимая точность сборки соблюдается при применении соответствующего метода сборки изделия — совокупности правил достижения заданной точности замыкающего звена размерной цепи при сборке.

При сборке разнообразных по конструкции изделий применяют различные виды сборки. Под видом сборки изделия понимается категория сборки, выделяемая по одному из ее признаков. На выбор видов сборки влияют: конструкция собираемых изделий и их составных частей; их геометрические формы, размеры и масса; число модификаций собираемых изделий; тип производства и программа выпуска изделий; точность и производительность сборки; режимы процесса сборки; функциональная взаимосвязь элементов изделия и степень их взаимозаменяемости; число маложестких и легко повреждаемых элементов; затраты на выполнение сборки и т. п.

Существует большое число видов сборки, которые можно классифицировать по: объекту сборки; стадии процесса; методу образования соединения; организации производства; перемещению собираемого изделия; механизации и автоматизации процесса; методу обеспечения точности замыкающего звена; последовательности сборки; расположению оси сборки в пространстве; виду сборочного движения; числу одновременно собираемых соединений; способу совмещения осей сопрягаемых поверхностей собираемых компонентов; времени переналадки процессов сборки; виду теплового воздействия на собираемые компоненты; характеру действующей сборочной силы на собираемые компоненты; виду покрытий сопрягаемых поверхностей и веществ, вводимых в зону сопряжения.

По объекту сборки она подразделяется на узловую сборку, объектом которой является составная часть изделия (узел), и на общую сборку, объектом которой является изделие в целом. По стадии процесса сборка делится на предварительную, промежуточную и окончательную сборку, а также сборку под сварку (пайку, склеивание). По методу образования соединения — на слесарную сборку, монтаж, электромонтаж, сварку, пайку, клепку, склеивание. По последовательности сборка подразделяется на последовательную, параллельную и последовательно-параллельную сборку изделия или его составных частей. По расположению оси сборки в пространстве — на вертикальную, горизонтальную и наклонную. По виду теплового воздействия на собираемые компоненты различают сборку без теплового воздействия и с тепловым воздействием и т. д.

Выбор наиболее эффективных видов и способов сборки конкретного изделия, обеспечивающих сборку необходимого количества и заданного качества изделий с минимальными затратами труда и издержками производства, зависит от правильности учета влияния комплекса взаимосвязанных производственных, организационных, технологических и социальных факторов.