книги из ГПНТБ / Попов, Г. В. Пути повышения производительности сборочных работ

Ленинградская организация общества «Знание» РСФСР

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ДОМ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОПАГАНДЫ

УДК 621.757: 65.01 і.46

Г. В. ПОПОВ

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СБОРОЧНЫХ РАБОТ

Серия — Механизация и автоматизация производственных процессов и установок

Ленинград

1974

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с решениями XXIV съезда КПСС производитель­ ность труда в текущей пятилетке должна быть повышена на 36— 40 процентов. Одним из главных источников повышения производи­ тельности труда является комплексная механизация и автоматиза­ ция производственных процессов.

Сборочные работы представляют собой заключительный этап производственного процесса. Их качество оказывает большое влияние на эксплуатационные характеристики машин и приборов, на их надежность и долговечность. Около 60 процентов промыш­ ленных рабочих заняты выполнением сборочных операций, а себе­ стоимость сборки составляет в среднем 40 процентов себестоимо­ сти выпускаемой продукции. Столь высокая трудоемкость сбороч­ ных работ объясняется рядом особенностей машино- и приборо­ строения, основными из которых являются следующие.

1.Сложность и многодеталыюсть конструкций современны?:

машин и приборов, наличие в конструкциях длинных размерных цепей и значительного количества межузловых связей, из-за чего требуются пригоночные и регулировочные работы.

2.Наличие в сборочных процессах операций по обеспечению различных технических условий (герметичность, вибростойкость,

работоспособность в определенном интервале температур, сбалан­ сированность и т. д.) и сложность их выполнения.

3. Недостаточный уровень механизации и автоматизации пвоцессов сборки.

До последнего времени основное внимание в промышленности уделялось автоматизации механической обработки. Для 60-х годов характерно развитие автоматизации сборки. Практика показывает, что внедрение в металлообработку многопозиционных полуавтома­ тов и станков с программным управлением снижает себестоимость продукции на 30 процентов, а автоматизация сборочных процес­ сов— на 60 процентов.

Кафедра технологии машиностроения и приборостроения Севе­ ро-Западного заочного политехнического института (СЗПГІ) про­ водит под руководством автора данной брошюры научно-исследо­ вательскую работу по автоматизации сборочных процессов. Вне­ дрение разработок СЗПИ на ряде ленинградских предприятии

3

средств автоматического контроля при автоматической сборке поз­ волило получить условно-годовую экономию до 105 тыс. рублей. На карбюраторном заводе были внедрены средства автоматизации сборки ряда узлов карбюраторов К-36 и устройства контактного и бесконтактного контроля деталей при сборке, что обеспечило полу­ чение около 25 тыс. рублей условно-годовой экономии. На заводе «Кулон» благодаря внедрению средств автоматизации изготовле­ ния конденсаторов К-Д-1 и устройств для контроля сборочных опе­ раций экономический эффект равен 20,5 тыс. рублей.

1. Структура сборочной операции. Технологичность деталей

Структуру сборочной операции составляют следующие пере­ ходы: подача деталей; их ориентация относительно друг друга или какой-либо одной (базовой) детали; сопряжение (осуществление контакта); закрепление, снятие собранного узла и контроль.

При сборке можно выделить основные и вспомогательные виды работ: к основным относятся сборочные, регулировочные, запра­ вочные и демонтажные работы, а к вспомогательным — подготови­ тельные, пригоночные и контрольные операции.

При выборе методов автоматизации сборки важнейшее значе­

и надежным в эксплуатации, является вместе с тем наименее тру­ доемким и металлоемким в изготовлении. Опыт машино- и прибо­ ростроения показывает, что наиболее приемлемым является то из­ делие, которое легче всего собирается. Поэтому автоматизацию сборки нужно начинать с анализа технологичности изделия.

Технологичное с точки зрения автоматизации сборки изделие должно отвечать следующим требованиям: 1) пригодность деталей к автоматической загрузке рабочих позиций; 2) пригодность фор­ мы деталей для базирования и транспортировки в рабочем про­ странстве автомата; 3) соответствие деталей условиям автоматиче­ ского контроля; 4) минимальное количество деталей в собираемом узле; 5) простота конструкции собираемого узла.

Автоматизация сборочных процессов в ряде случаев требует из­ менения конструкции собираемых деталей. Детали, поступающие на автоматическую сборку, должны удовлетворять следующим ус­ ловиям: 1) они должны иметь простую форму, облегчающую их автоматическое ориентирование в загрузочных и транспортных устройствах; 2) у них должны быть явно выраженные базовые по­ верхности (желательно цилиндрические или плоские) для надеж-

4

ной фиксации на сборочных позициях, а также поверхности, кото­ рые могут служить установочными и направляющими для других деталей, входящих в соединение; 3) необходимо, чтобы поверхно­ сти для сопряжения с другими деталями были легко доступными; 4) допуски на размеры, определяющие их фиксацию на сборочных позициях, должны обеспечивать возможность сопряжения с други­ ми деталями и строго выдерживаться при изготовлении; 5) следует избегать таких сопряжений, которые трудно осуществить автомати­

поступающие на автоматическую сборку, должны быть чистыми и сухими. '

2. Состояние и перспективы механизации и автоматизации

сборочных процессов

Различают четыре основные ступени механизации и автомати­ зации сборки.

1. Частичная механизация, при которой механизированные средства применяются лишь на основных сборочных операциях,

а остальные работы производятся вручную, посредством простей­ шего инструмента.

2. Комплексная механизация, когда основные и вспомогатель­ ные операции выполняются посредством механизированных инст­ рументов и приспособлений; вручную производится управление ме­ ханизмами, а также ряд операций, механизация которых нерацио­ нальна.

3. Частичная автоматизация, при которой большинство основ­ ных и вспомогательных операций осуществляется с применением автоматизированных технических средств, а остальные работы вы­ полняются операторами-сборщиками с применением механизиро­ ванных инструментов и приспособлений.

4. Комплексная автоматизация, представляющая собой высшую форму механизации сборки. На этой ступени все операции, связан­ ные со сборкой изделия, выполняются автоматами под наблюдениєм небольшого количества операторов.

Во многих отраслях машиностроения уровень механизации, сборки пока еще очень низок и основной объем сборочных работ, выполняется вручную (табл. 1).

Механизация сборочных процессов чрезвычайно важна для большинства отраслей машиностроения, и ее значение все время будет расти, поскольку темпы ее в обрабатывающих цехах уже сейчас значительно превосходят темпы механизации сборки. Об­ следование большого количества предприятий показало, что имеет­ ся тенденция к росту удельного веса трудоемкости сборки по отно­ шению к трудоемкости обработки на 5—10 процентов в год. В не­

5

далеком оудущем эта тенденция начнет ограничивать возможно­

Тип производства оказывает главное влияние на технологию и организацию процесса сборки.

В единичном производстве отсутствует установившаяся техно­ логия, широко применяется универсальное оборудование и инстру­ мент, используется высококвалифицированный труд. При сборке обычно много пригоночных р_абот. В серийном и крупносерийном производстве этот процесс в меньшей или большей степени расчле­ няется на составные части: выделяется сборка узлов и общая сбор­ ка изделия. Объем пригоночных работ значительно меньше, чем в единичном производстве. Применяется механизированный сбо­ рочный инструмент.

В массовом производстве четко разделяются узловая и общая сборка. За каждым рабочим местом на все время сборки данного узла или изделия закрепляется определенный объем работы. Вре­ мя выполнения согласовывается с общим темпом сборки. Техноло­ гический процесс разрабатывается с соответствующей детализа­ цией, оборудование располагается по потоку. В массовом и в круп­ носерийном производстве осуществляется принцип взаимозаменяе­ мости, пригонка деталей и доделочные работы не допускаются.

Для механизации основных операций применяются прессы, па­ яльники, сварочное оборудование, различные винтозавертывающие устройства, пневматические молотки. Для ручного механизирован­

ного инструмента наиболее рационально применять пневматиче­ ские роторные двигатели, имеющие мощность на единицу веса в два-три раза больше, чем у универсальных электродвигателей. Кроме того, пневматические двигатели надежны и безопасны в экс­

6

плуатации, выдерживают без повреждений нагрузки, приводящие даже к остановке двигателя, изготовление и ремонт их проще элек­ трических. Поэтому пневматические инструменты окупаются в бо­ лее короткие сроки по сравнению с электрическими.

При механизации вспомогательных операций используются устройства для горизонтального и вертикального перемещения де­ талей и узлов. Проблема горизонтального перемещения собирае­ мых узлов достаточно разработана. Созданы надежные конструк­ ции рольгангов, тележек и разнообразные сборочные конвейеры.

Механизация и особенно автоматизация процессов вертикаль­ ного перемещения деталей и узлов при сборке пока еще не реше­ на. Для этих целей в настоящее время применяют главным обра­

Поэтому на производстве часто применяются неэффективные гру­

зоподъемные устройства в виде блоков, талей и других ручных механизмов.

Механизация отдельных сборочных операций хотя и снижает в той или иной мере трудоемкость сборки, однако наибольший эко­ номический эффект может быть получен лишь при комплексной механизации. Ближайшей перспективой должна быть комплекс­ ная механизация сборки в серийном производстве и широкая авто­ матизация этих процессов в массовом производстве. В настоящее время автоматизация сборки в машино- и приборостроении еще не получила должного применения. Объясняется это следующими причинами.

1. Мало внимания уделяется исследованию теоретических основ автоматической сборки.

2.Конструкция большинства узлов машин и приваров затруд­ няет автоматизацию сборки.

3.Не налажен серийный выпуск нормализованных элементов

автоматических сборочных установок.

4. Детали, поступающие на сборочные автоматы, не отвечают требованиям автоматизации процесса в отношении стабильности размеров, формы и свойств материала.

Внедрение автоматической сборки требует решения ряда про­ блем и пересмотра всего сложившегося процесса производства.

' При автоматизации сборки претерпевают изменение все после­

троль). Наиболее характерным процессом автоматической сборки является ориентация деталей друг относительно друга на сбороч­ ной позиции. В этом цикле движений детали должны расположить­ ся Друг относительно друга так, чтобы их можно было беспрепят­ ственно соединить последующим движением. К способам ориента­ ции прежде всего предъявляются требования, чтобы колебания

7

размеров детален в пределах допуска мало отражались на их по­ ложении.

Сборка деталей производится путем свободного (с зазором), напряженного (с натягом) и винтового сопряжения. Иногда для получения соединений требуется после сопряжения деталей закре­ пить их развальцовкой, клепкой, гибкой, сваркой или пайкой.

По данным исследований в приборостроении из общего объема соединений 51 % приходится на свинчивание; 18%—на запрессовку и развальцовку; 12%—на пайку; 6%—на склепывание; 3% — на сварку; остальное — на гибку, обжимку и т. п. [12].

При автоматизации сборки создаются специальные установки, которые должны обеспечивать необходимую последовательность и

продолжительность выполнения всех элементов сборочной опера­ ции. Однако опыт автоматизации сборочных работ пока еще неве­ лик. Наряду с удачными решениями встречаются автоматы, не обеспечивающие заданной производительности из-за невысокой надежности. Поэтому необходимо обратить особое внимание на особенности разработки технологического процесса автоматиче­ ской сборки, на анализ технологичности деталей и узлов, предна­ значенных для автоматической сборки, на выбор основных узлов сборочных установок, на оптимальность контрольно-управляю- щей системы, на исследование и внедрение прогрессивных методов создания автоматического сборочного оборудования.

3. Особенности технологического процесса автоматической сборки

При автоматизации сборки необходимо учитывать, что на ха­ рактер технологического процесса не должны оказывать влияния особенности ручной сборки. Это положение вытекает из того, что некоторые приемы, с трудом осуществляемые вручную, часто очень просто выполняются механизмами, и, наоборот, приемы, легко осуществляемые руками, требуют сложных механизмов.

Технологический процесс автоматической сборки должен стро­ иться с наименьшим числом перемен положения деталей и узлов

в процессе сборки.

Для простого конструктивного воплощения сборки нужно про­ ектировать технологический процесс по единому потоку, т. е. избе­ гать сборки отдельных узлов, впоследствии соединяющихся друг

сдругом.

Вкачестве примера рассмотрим технологию сборки втулочно­

роликовых комбайновых цепей [10]. Процесс ручной сборки ком­ байновых цепей, принятый на заводе, состоял из следующих опе­ раций (рис. Іа): / — запрессовка втулок во внутреннюю пластину;

8