Анализ и экономическая оценка сборочного производства

Анализ и экономическая оценка сборочного производства План 1. Сущность сборки 2. Понятие о сборочных единицах 3. Виды сборки : стационарная и подвижная 4. Сварка плавлением 5.Сварка давлением 6. Специальные мет оды сварки 7. Методы соединения сборочных элементов 1. Сущность сборки Структура сборочного процесса до настоящего времени еще не определена в такой степени , как это сделано для процесса механической обработки . С борку трудно выделить из общего процесса производства , так как за основу берут организационный принцип всей работы. К технологии сборки относят работы , выполняемые производствен ными рабочими . Транспортные и другие работы , выполняемые вспо могательными раб очими в сборочном цехе , относят к технологичес ким элементам производственного процесса. Технологический процесс сборки машин является составной частью производственного процесса , который последовательно соединяет де тали в подгруппы , группы , а из них — го товое изделие , отвечающее техническим требованиям. Как правило , машины собирают на том же заводе , который произ водит обработку всех деталей , за исключением крупных и громоздких машин — мощные турбины , подъемные краны и другие , которые со бирают на месте у потребителя. Каждая машина состоит из совокупности деталей и узлов , явля ющихся ее элементами . Деталью называют первичный элемент маши ны , характеризующим признаком которого является отсутствие в ней каких-либо соединений. Узлом принято называть такую сос тавную часть машины , которую можно собрать из нескольких деталей , независимо от вида соединений (разъемных или неразъемных ) в самостоятельный (обособленный ) эле мент машины. Цель сборки — соединить отдельные детали в одно целое таким образом , чтобы они име ли заданное взаимное расположение основных поверхностей , имеющих большое значение в работе машины. Сборка машины или отдельного узла начинается с установки базо вой детали на стенд или рабочее место . В качестве базовой детали берут деталь , поверхность кото рой в дальнейшем используется при установке машины на фундамент . К базовой детали в соответствии с планом сборки последовательно крепят остальные детали узлов , при разработке технологического процесса на сборку машин узлы машины целесообразно делит ь на группы и подгруппы . В группы вклю чают узлы , непосредственно входящие в машину , а подгруппы — узлы , входящие в машину в составе группы. Узел , входящий непосредственно в группу , называют подгруппой первого порядка , а уз ел , входящий непосредственно в подгруппу первого порядка , называют подгруппой второго порядка и т . д . Общей сборкой принято называть ту часть технологического про цесса , в которой происходят фиксация и соединение групп и подгрупп , вводящих в собираемую ма шину. Узловой сборкой называют ту часть технологического процесса , которая имеет возможность образовывать группы и подгруппы в узле изделия. При составлении технологических схем на сборку изделий следует пользоваться индексацией (номерами ), принятой при к онструирова нии каждой детали и узла машины. В технологический процесс сборки входят токопроводящие сое динения отдельных конструктивных элементов и электромагнитных систем , относящихся к электрической схеме и монтажу , а также опе рации контроля работы от дельных узлов и машины в целом. 2. Понятие о сборочных единицах Технологическая организация производства сборки узлов машин зависит от вида производства (единичного , серийного и массового ). При индивидуальном производстве сборки машин применяются универсал ьное оборудование и универсально-измерительный инстру мент и требуется высокая квалификация рабочих . При таком произ водстве широко используются слесарно-пригоночные работы. В индивидуальном производстве не разрабатывают детально тех нологического процесса , а составляют маршрутную технологическую карту с указанием последовательности операций и ориентировочно подсчитывают время по статистическим данным предыдущей сборки . Это можно объяснить тем , что детальный технологический процесс в опытном и индивидуальн о м производствах экономически не оправды вается. Технологический процесс индивидуального производства отли чается от серийного и массового производства тем , что он не расчленен на более мелкие и простые операции сборки , а также не имеет высоко производитель ной технологической оснастки (приспособлений и инструментов ), так как она экономически не может быть оправдана. В условиях штучного производства заготовки обрабатывают без специальной оснастки на универсальном оборудовании по разметке . Изготовленные таким образом детали не могут быть взаимозаменяе мыми , вследствие чего на сборке допускаются слесарно-пригоночные работы. Увеличение объема пригоночных работ зависит от степени обработ ки конструкции машины и ее технологичности . Нетехнологичная кон струкция маши ны вызывает дополнительные пригоночные работы и ухудшает се качество. При индивидуальном производстве цикл сборки машины очень велик по сравнению с крупносерийным и массовым производством , вследствие чего требуется большое количество производственных пло щ адей. В серийном производстве выпуск собираемых машин происходит не единицами , как в индивидуальном производстве , а сериями (пар тиями ) в определенный промежуток времени. Для серийного производства целесообразно разрабатывать деталь ный технологический про цесс сборки с полной технологической оснас ткой , что экономически оправдано ; при этом значительно сокращают ся слесарно-пригоночные работы , а следовательно , и улучшается ка чество собираемой машины. В серийном производстве применяют метод взаимозаменяемост и , однако могут быть допущены некоторые пригоночные работы. Сборка машин в массовом производстве значительно отличается от технологического процесса в индивидуальном и серийном производст ве тем , что каждый рабочий повторяет одну и ту же операцию , закрепле нную за каждым рабочим местом (постом ). Это дает возможность применять специальную высокопроизводительную операционную оснастку транспортеры , конвейеры и т . д . позволяющую наиболее производительно организовать процесс сборки . В условиях ма с сового производства технологический процесс составляют по принципу параллельного выполнения операций , что позволяет резко сократить цикл собираемых машин и повысить съем про дукции с 1 м 1 производственной площади. Основным условием массового производств а является осуществ ление метода полной взаимозаменяемости , обеспечивающей изготовление деталей с определенной точностью без дополнительных пригоночных работ на собираемых узлах машины. Как правило , технологический процесс для массовой сборки машин разр абатывают с учетом полной дифференциации отдельных операций и оснащают специальным высокопроизводительным технологическим оборудованием , так как в массовом производстве технологический процесс сборки машин непрерывно повторяется. 3. Виды сборки : стациона рная и подвижная К основным формам сборки машин относятся стационарная (стен довая ) и подвижная. Стационарная сборка характеризуется тем , что все детали и узлы подаются на собираемый пост (стенд ). При подвижной сборке собираемые узлы машины последовательно перемещаются по всем постам в определенный промежуток времени . При этом каждый пост оснащен специальным оборудованием и инстру ментом , которые необходимы для выполнения собираемых работ на ра бочем посту. Стационарную сборку можно производить двумя способ ами : а ) концентрированным (без расчленения сборочных работ ) и б ) дифференцированным (по методу расчленения ). Концентрированный метод сборки предусматри вает выполнение всех сборочных работ машины одним рабочим или бригадой . Этот способ имеет слишком продол жительный цикл сборки и особенно , когда собираемая машина имеет большую трудоемкость . Кроме того , концентрированный метод сборки при большом количест ве машин требует больших производственных площадей , оборудова ния и специального сборочного инструмента. К онцентрированный метод сборки может быть экономически оправ дан в опытном и индивидуальном производствах. Характерной разновидностью концентрированного метода сборки является бригадный . Причем бригадный метод является первым шагом к расчленению процесса сб орки и специализации отдельных рабочих (сборщиков ) на определенной группе операции узлов машины. В сборочных цехах имелись попытки закрепить за каждым рабочим бригады по отдельному узлу собираемой машины . Это дало бы хоро шую специализацию сборщиков на опр еделенных работах (узлах ). Но по конструктивным условиям машины вести сборку одновременно всех узлов невозможно . При этом методе сборки большое значение имеет правильное планирование начала и конца сборки объекта с уче том трудоемкости и последовательност и постановки каждого узла на собираемую машину. Бригадный метод сборки находит широкое применение при индивидуальном производстве и особенно при повторной сборке узлов машины . Этот метод заключается в следующем : сборку узлов или общую Сборку машины производ ят из деталей , поступающих с промежуточных складов . В процессе сборки тщательно хронометрируют трудоемкость всех операций и переходов как чисто сборочных , так и пригоночных. Значение этих трудосмкостей пооперационно заносят в общую ве домость . После этого окончательно собранный узел (или изделие ) раз бирают , а затем производят повторную сборку , снова хронометрируя трудоемкость операций . При этом трудоемкость повторной сборки меньше первоначально зафиксированной трудоемкости . Например , по данным ряда заводо в трудоемкости повторных сборок составляют 40 — 50% от фактической трудоемкости первичной сборки по отдельным операциям , причем можно точно установить , за счет каких работ про исходит снижение трудоемкости. Метод повторных сборок узлов или машин можно принять тогда , когда технологические процессы в механических цехах освоены и эти цехи дают проверенные детали на сборку. Обычно и технология сборки к этому времени уже находится в ста дии освоения . Поэтому при установлении причин , дополнительно по вышающих трудое мкость сборки изделия , приходится вносить ряд изменений в освоенный технологический процесс . Это является большим недостатком метода повторных сборок. В тех случаях , когда технология сборки только разработана , но еще не внедрена в производство , анализ техн ико-экономических ха рактеристик сборочного процесса можно произвести по методу , раз работанному доктором техн . наук Н . А . Бородачевым. Для этой цели все операции разработанного технологического процесса сборки группируют следующим образом : Ogs — собственн о сборочные операции , требующие простого сочле нения деталей (свинчивание . постановка на место и др .), т . е . не тре бующие никаких пригонок и регулирования ; Ор — операция по нормальному регулированию сопряжений , про изводимому перемещением или поворотом де талей с последующим их закреплением , но без пригонки и повторной разработки и сборки ; О ц „ — операция , подобная предыдущей , но с последующей штифтовкой без разборки ; О ш — штифтовка деталей , требующая последующей разборки , промывки и повторной сборки ; О пр — пригоночные операции ; Опав — операции по повторной разборке и сборке , вызванные кон струкцией изделия (невозможность ) постановки на место предвари тельно собранного и отлаженного узла , без частичного снятия неко торых деталей и т . д. 4. Сварка плавлением Дуговая электрическая сварка . Дуговая электрическая сварка является наиболее распространенным способом . При дуговой сварке тепло для нагрева и расплавления металла полу чают за счет электрических разрядов (дуги ), образующихся между электродами или электро д ом и свариваемым металлом , присоединяемым к источнику питания электрическим током. Электрическая дуга представляет собой непрерывный поток электронов , образующийся между электродами в газовой среде , который сопровождается выделением большого количества теп ла и света . Тем пература электрической дуги находится в пределах : при угольных электродах для катода 3200, для анода — 3900°С ; соответственно при металлическом (стальном ) 2400 — 2600° С . В центре столба дуги по его оси температура достигает 6000 — 8000° С , вп о лне достаточная для рас плавления металла и осуществления процесса сварки. Возбуждение (зажигание ) дуги производится при мгновенном со прикосновении концов электродов с последующим разведением их при соединении электродов в электрической цепи , подклю ченной источнику питания током , образуется короткое замыкание и концы электродов нагреваются , а при отведении они расплавляются. Пространство между электродами заполняется парами металла — ионами , которые являются частичными переносчиками электронов. Вел ичина напряжения электрической дуги зависит от теплового состояния дугового пространства длины дуги и от степени ионизации ) электродного пространства . Для поддержания устойчивой дуги необходима беспрерывная ионизация дугового промежутка . Эта иони зация о б еспечивается соответствующим материалом электродов , сос тавом газон , давлением окружающей среды , видом тока и его силой , но в основном она определяется длиной дуги. Сварочную дугу можно питать постоянным и переменным токами . Дуга , питаемая переменным током , менее устойчива вследствие того , что ток в ней при частоте 50 периодов изменяет свое направление 100 раз в секунду , и в эти моменты при малой ионизации дуга может обор ваться . Для повышения устойчивости дуги , питаемой переменным током , применяют ионизир у ющие покрытия на электродах и на дугу от осциллятора пропускают токи высокой частоты. Ручная сварка металлическими электродами . Для ручной сварки металлическим электродом ха рактерны три движения первое — непрерывное и равномерное вдоль его оси по мере рас плавления металла для поддержания постоянной длины дуги 5; второе - вдоль оси шва под углом 15 -30° и третье — поперечное колебательное движение электрода , осуществляемое для получения валика шва 2. Электрошлаковая сварка . Сущность процесса электрощла ковой сварки состоит в том , что тепловая энергия выделяется в расплавленном шлаке при прохождении через него электрического тока . Поэто му шлаки должны обладать электропроводностью. Процесс электрошлаковой сварки ведут как на пере м енном , так и на постоянном токе . Особенность этого про цесса по сравнению с элект родуговой сваркой заключа ется в следующем : 1. При прохождении тока через слой шлака газы выде ляются , не образуя разбры згивания шлака и металла , как при дуговом разряде . Эт о позволяет вести сварку с открытой поверхностью шла ковой ванны и при таком ко личестве шлака , которое не обходимо для образования шлаковой корки. 2. Под шлаковым слоем исключается образование газовых ра ковин и пор даже при влажном флюсе и окисленных кро мках сваривае мых деталей ; поэтому этот процесс сварки можно вести на открытом воздухе и при любой погоде , получая качественное сварное соеди нение. 3. Можно сваривать металл любой толщины без предварительной подготовки кромок для сварки. Атомно-водо родн ая сварка . Атомно-водородную сварку ведут при помо щи двух вольфрамовых или угольных электродов . Об разующаяся дуга между электродами и свариваемыми деталями горит в атмосфере водорода . Водород по специальным каналам электродержателей направляется в обла с ть сварочной ванны . Водород , поступающий в область высокой температуры дуги , диссо циирует на атомы . Процесс диссоциации протекает по реакции H 2 ->2 H — 100600 кал !г-моль с поглощением большого количества тепла . Атомы водорода в месте сварки , соприкасаясь с ме нее нагретым метал лом , вновь соединяются в молекулу , выделяя при этом поглощенное тепло , которое в основном нагревает свариваемый металл . Во время сварки образуется растянутая дуга веерообразной формы ; температура в средней части дуги достигает 4000° С. В качестве газа при атомноводородной сварке обычно применяют азотно-водородную смесь , получаемую путем диссоциации аммиака . Диссоциированный аммиак взрывобезопасен. Контактную сварку производят на специальных сварочных маши нах , поэтому она представляет со бой высокопроизводительный про цесс . Эту сварку делят на три основных вида : стыковую , точечную роликовую (шовную ). При стыковой сварке свариваемые детали соединяются теми по верхностями , на которых образуется сварное соединение . На стыко вых сварочных уст ановках производят сварку деталей из низкоуглеродистой стали и цветных металлов , площадь сечения которых не более 1000 мм 2 5.Сварка давлением Холодная сварка металлов . В сварочном произ водстве длительное время применяются процессы , связанные с исполь зова нием высокочастотных источников тепла , при этом металл в мес тах соединения доводится до плавления или пластического состояния , в последние годы установили , что сварку можно производить при ком натных температурах , не нагревая металл,— холодной сваркой. При холодной сварке соединения получаются в результате взаи модействия электронов и ионов , находящихся в узлах кристалличес кой решетки и определяющих прочность кусков металла . При сбли жении двух металлических поверхностей происходит объединение электронов, в результате чего возникают силы взаимодействия между поверхностями . При достаточном сближении образуется общее «элек тронное облако» и , следовательно , единое соединение из двух кусков металла. В реальных условиях все металлы покрыты окислами и имеют не ро вности на поверхности , что существенно изменяет характер взаимо действия поверхностей при их сближении . При сближении поверхностей с неровностями сначала возникают сближения в отдельных , наиболее высоких точках. При достижении определенной степени деформац ии происходит объединение отдельных точек контакта в общую площадь контакта . При этом важно чтобы в области контакта не возникали большие на пряжения , способные разрушить соединение после удаления внешней нагрузки . На всех металлах , кроме благородных (зол о то , платина и др .), в атмосферных условиях очень часто образуются пленки окислов , которые препятствуют образованию металлической связи . Большую вредность соединяемым металлам приносят органические соединения (масла ). Для осуществления холодной сварки необх одимо со свариваемой поверхности удалить окислы и загрязнения и сблизить эти поверх ности на расстояние параметра критической решетки , что на практи ке приводит к значительным деформациям соединяемых металлов. Методом холодной сварки можно осуществлять сое динения встык , внахлестку и в тавр . Перед сваркой поверхности , подлежащие сое динению , обезжиривают и очищают вращающейся проволочной щет кой — шабрением . Встык свариваются проволоки ; внахлестку — лис ты толщиной 0,2 — 15 мм . Соединения выполняются в виде от дельных точек путем вдавливания в металл с одной или двух сторон пуассонов или непрерывного шва (вдавливанием штампа или прокатыванием ро лика ). Холодная сварка нашла широкое применение в производстве бы товых приборов (чайников , кастрюль и т . п .), в прибо ростроении , для заварки оболочек алюминиевых кабелей , при изготовлении теплообмен ников , для холодильников и в других отраслях. Ультразвуковая сварка металлов . В настоя щее время ультразвук находит широкое применение для исследования некоторых физических я влений и свойств веществ . Ультразвуковые колебания используют также для обработки металлов и дефектоско пии . В сварочном производстве ультразвук можно использовать в раз личных целях . Например , воздействуя им на сварочную ванну в про цессе кристаллизации, можно улучшить механические свойства ме талла шва ; его можно использовать и для удаления газов . Ультразвук может быть источником энергии для создания точечных и шовных сое динений. Сварка взрывом . В последние годы проведены исследо вательские работы по исп ользованию энергии взрыва для соединения (сварки ) однородных и разнородных металлов в твердом состоянии . Сущность этого способа сварки состоит в том , что на жесткое основа ние укладывают пластину , к которой нужно приварить вторую с рас положенным на ней з а рядом взрывчатого вещества . Пластины в мо мент взрыва устанавливаются не параллельно , а под небольшим углом друг к Другу . Энергия взрыва сообщает большую скорость верхней пластине и в результате удара пластин образуются зеркально-чистые поверхности и плас т ины соединяются. Разработка процесса сварки взрывом находится в начальной ста дии , и поэтому трудно определить области применения этого способа . Однако уже сейчас сварку взрывом можно использовать для проката биметалла , т . е . металла , состоящего из двух сл оев , при сварке заго товок и некоторых деталей из разнородных металлов. Диффузионная сварка . Диффузионная сварка осу ществляется в твердом состоянии металла при повышенных температу рах с приложением сдавливающего усилия к месту сварки. Использование повыш енных температур при диффузионной сварке позволяет уменьшить сопротивление металлов пластическим дефор мациям . Вследствие этого имеющиеся в зоне действительного контак та выступы на металле деформируются при значительно меньших на грузках , что облегчает с б лижение атомов металла на всей площади свариваемой поверхности. Сварка металлов трением . Сварка металлов трением происходит в твердом состоянии при воздействии тепла , получаемого от трения поверхностей свариваемого изделия . Трение поверхностей осуществляет ся путем вращения или возвратно-поступательного пе ремещения свариваемых деталей , сжимаемых определенным усилием. 6. Специальные методы сварки На современном этапе развития физики широкое применение в раз личных областях находит энергия электронов . Свобо дные электроны получаются в термоэлектрических катодах . В этих катодах металлы наг реваются до таких температур , при которых электроны приобретают ско рость , достаточную чтобы покинуть металл и перейти в окружающее катод пространство. Свободные электроны под действи ем электрических или магнитных полей могут перемещаться и им мо гут быть сообщены большие ускоре ния. Сущность процесса сварки элект ронным лучом состоит в использова нии кинетической энергии электронов , быстро движущихся в вакууме. Электронный луч , используемый для сварки , получается в специальной электронной пушке . Электронная пушка представляет собой устройство , с помощью которо го получают узкие электронные пуч ки с большой плотностью энергии . Пушка имеет катод , который нагре вается до вы соких температур . Для увеличении энергии в луче после выхода , анода фиксируются магнитным полем в специальных магнитных линзах . Летящие электроны , сфокусированные в плотный пучок ударяются с большой скоростью о малую , резко ограниченную площадку на издели и 6; при этом кинетическая энергия элек тронов в следствии торможения в веществе превращается в тепло . На гревая металл до очень высоких температур . Для перемещения луча по свариваемому ; изделию на пути электро нов находится магнитная отклоняющаяся систем а , позволяющая уста навливать луч точно по линии сварки . Сварочный процесс ведется в глубоком вакууме , чтобы обеспечить полную безопасность работы установки. Электронный луч является легкоуправляемым источником тепла . Он позволяет в широких пределах и оч ень точно регулировать темпе ратуру нагрева изделия , легко перемещать зону нагрева по изделию и переносить энергию на значительные расстояния. Электроннолучевая сварка находит применение как для соедине ния малогабаритных изделий электроники и приборострое ния , так как для соединения различных крупногабаритных изделий — длиной и диаметром в несколько метров . Поэтому область применения электронно-лучевой сварки практически не ограничена . Квантовые генераторы оптического диапазона появились совсем недавно . Но уже сейчас с их помощью можно получать интенсивные и остронаправленные пучки света , сконцентрировав энергию на очень малые площадки , равные тысячным долям миллиметра . Созданное на этом принципе технологическое оборудование позволяет обрабатывать различ н ые материалы и производить сварку основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение , которое поглощает электро магнитные волны или фотоны атомными системами . При поглощении фотона его энергия передается атому , ко т орый переходит в «возбужден ное» квантовое состояние . Этот атом может испускать фотон под действием внешнего фотона . В результате падающая волна усиливается волной , излучаемой атомом . Важным в этом процессе является то , что испускаемая волна в точ ности с о впадает по фазе с той , под действием которой она возникает . Это явление используется в квантовых усилителях. В квантовых генераторах в качестве основного энергетического элемента используется рубин . Квантовый генератор света на кристалле рубина питается от импульсной лампы , при вспышке которой большин ство атомов хрома в рубине переводится в возбужденное состояние . Однако к . п . д . квантовых генераторов на рубине невелик в настоя щее время ведутся разработки квантовых генераторов на полупровод никах. Квантов ые генераторы пока еще не могут соперничать с электрон нолучевой сваркой и поэтому наиболее перспективной областью их применения является сварка микросоединений. 7. Методы соединения сборочных элементов В технологических процессах сборочных работ сущест вуют два вида соединений : а ) подвижные ; б ) неподвижные , которые делятся на разъемные и неразъемные. Разъемные соединения получают путем применения тугих , глухих , напряженных и плотных посадок , винтовых и клиновых соединений и конических посадок. Нера зъемные соединения можно получить сваркой , клепкой , папкой , горячей прессовой посадкой , заливкой металлом и склеиванием карбинольным клеем и т . д. Подвижные соединения образуются подвижными (скользящими ) посадками. Посадкой , как уже известно , называют соед инения деталей , вхо дящих одна в другую с определенным зазором или натягом . Посадки с зазором относят к подвижным , а посадки с натягом к неподвижным соединениям. Сборку подвижных и неподвижных соединений производят строго но технологическому процессу и узл овому чертежу машины. При разработке технологического процесса составляют схему сбор ки , которая необходима для указания последовательности постановки деталей , групп и подгрупп в собираемых узлах машины . Как правило , схему сборки составляют в соответствии со сборочным чертежом и спецификацией деталей машины. В схеме технологического процесса производят указания методов соединения деталей в узле машины , например , запрессовать , сварить , склепать , смазать , зашплинтовать и т . д. При составлении технологических схем на сборку различных видов машин можно выбрать наиболее технологическую конструкцию собираемой машины. Технологичной конструкцией машины (с точки зрения сборки ) можно считать ту , которая позволяет скомпоновать ее из предварительно собранны х узлов , она имеет доступную сборку и разборку , что позволяет сократить цикл сборки и уменьшить затраты , связанные со сборочными работами. Список использованной литературы 1. Баринов Н.А . Технология металлов . Металлургиздат .1963 2. Сидоров И.А . Основы технологии важнейших отраслей промышленности , Москва , “высшая школа” , 1971 3. Кован В.М . (и др .) Основы технологии машиностроения “Машиностроение” , 1965 4. Никифоров В.М . (и др .) Технология важнейших отраслей промышленности , ч .1, изд . ВПШ п ри ЦК КПСС , 1959 5. Данилевский В.В . Технология машиностроения . “Высшая школа” , 1965 Если Вам пригодился мой реферат , сообщите мне об этом , буду Вам очень признателен ! My E-mail: talk2000@mail.ru