Разработка технологического процесса

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Типовые технологические процессы сборки
1.1. Общие положения
1.2. Соединения с натягом
1.3. Клепаные соединения
1.4. Сварные и паяные соединения
1.5. Клеевые соединения
1.6. Резьбовые соединения
Глава 2. Автоматизация проектирования технологических процессов сборки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы.

Рис. 14. Параметры резьбовых соединений.
Упругие отжатия можно увеличить, изменяя длину насадки или встраивая специальные компенсирующие устройства, например крестовую муфту. Для выполнения процесса наживления необходимо помимо вращательного движения создать осевую силу для прижатия резьбовой детали к резьбовому отверстию. Оптимальные режимы, обеспечивающие высокую безотказность выполнения этого этапа: угловая скорость ω = 47...80 рад/с (для гаек) и 30...60 рад/с (для шпилек и винтов), = 150...200 Н при осевой скорости м/с.
Рациональный выбор режимов сборочного процесса позволяет безотказно наживлять резьбовые детали М6...М20 с катетами фасок 0.5...1 мм за два оборота шпинделя при погрешности = 1,4...2 мм.
Качество сборки резьбовых соединений определяется силой затяжки , где - напряжение затяжки; - площадь поперечного сечения болта.
Минимальное напряжение затяжки определяют из условия нераскрытия стыка, максимальное - зависит от предела текучести материала резьбовой детали. Для ответственных резьбовых соединений . Допустимые отклонения силы затяжки в зависимости от класса прочности резьбовых соединений приведены в табл. 3 ниже:
Таблица 3. Допустимые отклонения силы затяжки в зависимости от класса прочности резьбовых соединений.
Класс прочности стержневых резьбовых деталей 8,8 6,6 5,8 4,8 Допустимое отклонение силы затяжки, % ±6 ±20 ±40 ±60
Требуемая сила затяжки создается моментом резьбозавертывающего инструмента (ключа, гайковерта)
,
где - средний диаметр резьбы, мм; и - коэффициент трения в резьбе и под торцом гайки или головки винта; - приведенный диаметр головки винта или гайки, мм, равный , D - наружный диаметр гайки или головки болта; - диаметр отверстия соединяемых деталей.
Технологический процесс сборки должен обеспечивать требуемое качество резьбового соединения. Однако создание стабильного момента, затяжки еще не гарантирует стабильность силы затяжки, так как только 10-15 % момента расходуется на создание силы (остальное на преодоление сил трении в резьбе и под торцом). На точность силы затяжки влияют следующие погрешности: резьбового соединения (погрешности параметров резьбы , разброс значений коэффициента трения и податливости стыка ); резьбозавертывающего инструмента (нестабильность крутящего момента гайковерта , погрешность контрольного устройства , погрешность настройки гайковерта на крутящий момент ); условий сборки (погрешность положения осей резьбовых поверхностей , погрешность , вызываемая повторными затяжками, погрешность расчета и измерения ). На рис. 15 представлен баланс погрешностей, которые необходимо учитывать технологу при выборе способов затяжки, резьбозавертывающих инструментов, методов и средств контроля.
Рис. 15. Баланс погрешностей, возникающих при затяжке ответственных резьбовых соединений.
Например, многократная затяжка резьбовых соединений позволяет стабилизировать силу трения в резьбе, что увеличивает силу затяжки на 30...40 %. Применение густой смазки с дисульфитом молибдена не только снижает коэффициент трения в два раза, но и делает силу затяжки стабильной, компенсируя влияние погрешностей резьбы.
Групповые резьбовых соединений в крупносерийном и массовом производствах обычно выполняют одновременно при помощи многошпиндельных резьбозавертывающих устройств, в мелкосерийном производстве затяжку последних (как предварительную, так и окончательную) выполняют в определенном порядке (рис. 16).
Рис. 16. Последовательность затяжки болтов.
Невозможность непосредственного измерения силы затяжки привела к созданию ряда косвенных методов контроля.
Точность силы затяжки , обеспечиваемая различными методами контроля, приведена ниже в табл. 4.
Таблица 4. Точность силы затяжки .
Контроль качества резьбовых соединений в % по крутящему моменту М ±6 ... ±50 по углу поворота φ ±20 по удлинению болта, шпильки ±3 ... ±5 по деформации индикаторной шайбы ±10 по крутящему моменту М и углу поворота φ (комбинированный метод) ±10 ... ±20 по пределу упругости болта ±8
Наибольший эффект достигается в таком технологическом процессе, когда указанные параметры контролируют в процессе выполнения соединения контрольными устройствами, встроенными в резьбозавертывающие устройства. Для ограничения крутящего момента при ручной затяжке применяют предельные и динамометрические ключи, при использовании механизированных инструментов заданный момент затяжки обеспечивают муфтами тарирования, реле тока, самоторможением двигателя в конце затяжки. Создание микропроцессорных систем управления позволило постоянно измерять при помощи тензодатчиков в процессе затяжки один или несколько параметров (например М и φ) в соединении и отключать гайковерт при достижении требуемых значений.
Комбинированный метод контроля основан на том, что при затяжке резьбовых соединений после обжатия резьбовых поверхностей (зона I рис. 17, а) зависимость крутящего момента М от угла φ поворота носит пропорциональный характер и отношение остается постоянным до достижения предела текучести (зона II). Математическая обработка приращений и позволяет получить закономерность . Пороговый момент (начало зоны II) соответствует начальной точке поворота (точка пересечения линейного участка с осью абсцисс). Угол находят по формуле
Окончательный угол поворота определяют как , где - требуемый угол поворота гайки (болта), при котором обеспечивается необходимая сила затяжки,
.
Здесь l - длина болта или шпильки; и - модули упругости материалов болта и деталей; и - площади поперечного сечения болта и скрепляемых деталей; р - шаг резьбы.

Рис. 17. Зависимости моменты затяжки М и градиента момента от угла поворота φ при затяжке резьбовых соединений.
При достижении предела текучести болта постоянство градиента нарушается (см. рис. 17, б), что служит сигналом к остановке гайковерта. Обычно гайковерт останавливают при уменьшении на 50 %, что соответствует созданию напряжения затяжки в теле болта, равному .
Глава 2. Автоматизация проектирования технологических процессов сборки
Проектирование технологических процессов сборки с применением ЭВМ в рамках автоматической системы технологической подготовки производства включает в себя целый ряд подсистем, позволяющих поэтапно решать многоуровневую задачу проектирования - от выбора базовых деталей и формирования маршрутов сборки до выбора сборочного оборудования. Основными элементами математического обеспечения являются: математическая модель производственной системы сборки; математическая модель собираемого изделия; алгоритмы проектирования технологических процессов и оснащения сборочных работ. Наибольший эффект применение САПР дает при проектировании технологических процессов автоматизированной сборки. В качестве примера на рис. 18 приведена структурная схема основных этапов проектирования технологических процессов и компоновок сборочного агрегатного оборудования, состоящая из нескольких подсистем: банка данных типовых конструкций (изделий, сборочных единиц, деталей); технического решения; СТО (оборудование, транспорт и др.); методик расчета, выбора и оптимизации; вариантов маршрутов и компоновок, критериев оптимизации.
При проектировании автоматизированной сборки в условиях крупносерийного и массового производств на агрегатном сборочном оборудовании предпочтителен принцип многоуровневой декомпозиции, заключающийся в расчленении процесса проектирования на ряд взаимосвязанных этапов (уровней) и характеризующийся последовательно возрастающей от уровня к уровню степенью детализации проектных решений. На каждом уровне проектирование разбивают на рад функционально законченных этапов решения комплекса подзадач данного уровня. При этом соблюдают следующие принципы:
Принцип иерархической связи между уровнями проектирования. Высшим является уровень проектирования принципиальной схемы сборки, низшим - уровень разработки операционного технологического процесса сборки.
Рис. 18. Структурная схема основных этапов проектирования технологических процессов и компоновок сборочного оборудования.
Приоритет действий этапов верхнего уровня на соответствующие этапы нижнего уровня.
Взаимосвязь действия между уровнями, обеспечивающая наличие обратной связи в системе проектирования.
Отбор рациональных вариантов на каждом уровне технологического процесса сборки, что значительно повышает эффективность проектирования в результате последовательного сокращения числа вариантов, подлежащих детальной проработке на последующих уровнях.
Проектирование технологических процессов с применением ЭВМ разделяется на два этапа:
разработка принципиальной схемы сборки;
разработка операционного технологического процесса сборки.
При решении задач, возникающих при выполнении этапов сборочного процесса, применяют расчетные модели собираемого изделия, разработанные на основе анализа конструктивно-технологических свойств элементов конструкции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Комплексная автоматизация производства на основе сплошной механизации, научной организации труда, широкого применения прогрессивной технологии и вычислительной техники - основное направление технического прогресса в современном машиностроении. Автоматизируются складские и транспортные операции, входной контроль, резка и раскрой материалов, рабочие и вспомогательные операции на станках (установка и фиксация заготовки, подвод и замена инструментов, перемещение на позициях обработки и отвод готовых деталей, подналадка станков). Осуществляются автоматическое регулирование режимов обработки и активный контроль изделий на станках. Создаются станки-автоматы, в том числе с программным управлением, автоматические линейные и роторные многооперационные агрегаты, жесткие и гибкие автоматические поточные линии с гидравлическими, пневматическими, электрическими или комбинированными системами управления.
Автоматизация сборочных процессов - одна из наиболее сложных и актуальных проблем машиностроения. Она не только дает большой экономический эффект, но и способствует значительному повышению надежности изготовляемых машин, аппаратов и приборов, т. к. в этом случае процесс сборки не зависит от квалификации сборщика. Однако автоматизация сборки требует высокой степени взаимозаменяемости деталей и узлов, при условии, что особенности технологии автоматизированной сборки учитываются уже в процессе конструирования изделий, проектирования машин, аппаратов и приборов. В наибольшей степени условиям автоматизации отвечают модульные и блочные конструкции, печатный монтаж электрических схем, широкое применение неразъемных соединений на основе запрессовки, холодной сварки и склеивания, а также замены болтовых и винтовых соединений технологически прогрессивными и более удобными в эксплуатации разъемными соединениями. Качество собранных узлов и изделий в целом непрерывно контролируется в ходе автоматической сборки.
Эффективность машиностроительного производства определяется, помимо резкого сокращения трудовых затрат, также и полнотой использования материалов и энергии. Основные процессы существующей технологии обработки металлов вследствие больших припусков в литье, при прессовке и штамповке из заготовок, при обработке резанием и термообработке сопряжены с большими отходами металла и непроизводительными расходом энергии. Средства автоматики позволяют переходить к более совершенным методам производства, при которых эти потери значительно уменьшаются, а общая производительность растет. Технологическая перестройка машиностроения преследует цель совмещения процессов нагрева, литья, пластической деформации, термических, механических, электрических и других видов обработки и сборки с транспортными и контрольными процессами для осуществления непрерывного автоматизированного производства. Электрофизические и электрохимические процессы, применение порошковой металлургии, металлокерамики, пластобетонов, полимеров, стекловолокна и других неметаллических материалов в молекулярном сцеплении с металлами стали базой прогрессивной технологии, обеспечивающей повышение непрерывности производства и способствующей автоматизации производства.
Список литературы.
Автоматические линии в машиностроении: Справочник: В 3 т. Т.2. Станочные автоматические линии / С.Н. Власов, В.Б. Генин, Г.И. Горелик и др.; Под общ. ред. А.И. Дащенко. - М.: Машиностроение, 1984. - 408 с.
Лидере А.А., Потапов И.М., Шулешкин А.В. Проектирование заводов и механосборочных цехов в автотракторной промышленности. - М.: Машиностроение, 1982. - 271 с.
Васильев В.Н. Организация, управление и экономика гибкого интегрированного производства в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1986. - 312 с.
Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокоточных деталей. - М.: Машиностроение, 1975. - 223 с.
Корсаков B.C. Автоматизация производственных процессов. - М.: Высш. шк., 1978. - 396 с.
Корсаков B.C. Основы конструирования приспособлений. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1983. - 227 с.
Краткий справочник технолога тяжелого машиностроения / И.В. Маракулин, А.П. Бунец, В.Г. Коринюк. - М.: Машиностроение, 1987. - 464 с.
Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов. - М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.
Петров В.Д., Масленников А.Н., Осипов Л.A. Планирование гибких производственных систем. - Л.: Машиностроение, 1985. - 182 с.
Проектирование технологии / И.М. Баранчукова, А.А. Гусев, Ю.Б. Крамаренко и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.
Сборка и монтаж изделий в машиностроении. В 2 т. Т.1. Сборка изделий в машиностроении / Под ред. В.И. Корсакова, В.К. Замятина. - М.: Машиностроение, 1983. - 480 с.
Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и инструментов / С.Н. Корчак, А.А. Котин, А.Г. Ракович и др.; Под ред. С.Н. Корчакова. - М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд. - М.: Машиностроение, 1988. - Т.1. - 656 с; - Т.2. - 496 с.
Справочник технолога по автоматическим линиям / А.Г. Косилова, А.Г. Лыков, О.М. Деев и др.; Под ред. А.Г. Косиловой. - М.: Машиностроение, 1982. - 320 с.
Станочные приспособления: Справочник: В 2 т. / Под ред. Б.Н. Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. - Т.1. - 592 с; -Т.2. - 656 с.
Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. - М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.
Технологичность конструкций изделий: Справочник / Т.К. Алферова, Ю.Д. Амиров, П.И. Волков и др.; Под ред. Ю.Д. Амирова. М.: Машиностроение, 1985. - 386 с.
Технология машиностроения (специальная часть) / А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колесов и др. - М.: Машиностроение, 1985. - 480 с.
Технология производства гусеничных и колесных машин. / Н.М. Капустин, К.М. Сухоруков, К.К. Мещеряков и др.; под ред. Н.М. Капустина. - М.: Машиностроение, 1975. - 223 с.
20. Технология тяжелого машиностроения / С.И. Самойлов, В.М. Горелов, В.М. Браславский и др.; Под ред. С.И. Самойлова. - М.: Машиностроение, 1975. - 223 с.
39