Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения»




Скачать 17.89 Kb.
НазваниеРоссийской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения»
страница3/16
Дата03.02.2016
Размер17.89 Kb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16
Автоматизация сборки типовых соединений при условии переналадок с малой трудоемкостью становится экономически выгодной.

Оценки подготовленности изделия к автоматической сборке предполагает классифицировать его по конструктивно-технологическим признакам. Методика включает: построение информационной модели сборки в виде графа связи сборочных компонент, используя технологические схемы ПС и СР; определение категории сложности сборочных компонент и узла в целом по количественным значениям конструктивно-технологических признаков; принятие решения о целесообразности автоматизации, по значению категории сложности анализируемой сборочной операции. Лебедовский М.С., Вейц В.Л., Федотов А.И. Научные основы автоматической сборки. – Л.: Машиностроение, 1985, - 316 с. (Приложение 5).

Пример заполнения таблицы классификационных конструктивно-технологических признаков сборки винтового соединения болт – гайка.

Аттестация сборочных компонентов.

(пример) Таблица 9

Сборочная

компонента

Номер конструктивно-технологических признаков (классификатор Лебедовского)

эскиз

код

1

2

3

4

5

6

7

8

ΣХ

К



Х1

1

1

0

4

2

2

7

2

19

2

По данным значения структурной компоненты ΣХ определяется категория сложности К автоматизации сборки.


Оценка сложности автоматизации сборки Таблица 10

ΣХ



К

Характеристика процесса автоматизированной сборки



1


Невысокая сложность автоматизации. Сборочные компоненты простой формы. Операции ориентации, загрузки, транспортировки, базирования съема и укладки легко автоматизированы



2

Автоматизация средней сложности. При отсутствии аналогов целесообразна экспериментальная проверка принимаемых технологических решений при конструировании механизмов



3

Высокая сложность автоматизации. Необходимы обоснования экономической целесообразности проектно-конструкторских работ и определение оптимального уровня автоматизации



4

Очень высокая сложность автоматизации. Автоматическая сборка возможна для исключения влияния вредных условий на человека, при невозможности выполнения операции вручную. В остальных случаях автоматизация нецелесообразна.


1.4. Составление маршрутной и операционной технологий узловой сборки изделия


Этот раздел является методическим пояснением правильного выполнения пунктов 5 и 6 ТЗ проекта.

Маршрутная технология устанавливает последовательность и содержание технологических основных и вспомогательных операций сборки. Последовательность сборки определяется на основе ранее разработанных технологических схем (см. п.1.2). Содержание операций устанавливают в зависимости от типа производства (см. п.1.3).

Основным критерием выделения технологической операции является равномерная загрузка всех рабочих мест сборочного участка (порядка 0,9…0,95). При серийном производстве это условие достигается групповой организацией сборки, которая характеризуется выполнением на рабочем месте узловой и общей сборки данного изделия и других похожих изделий периодически сменными партиями. При составлении маршрута сборки учитывают в нем местоположение и содержание вспомогательных операций технического контроля (регулировка, пригонка, балансировка и др.). Результатом выполнения этого раздела является заполненные маршрутные карты технологического процесса сборки изделия (узла) с указанием оборудования и технологических оснасток (приложение 6).

Разработка операционной технологии сборки (см. приложение 7) учитывает маршрутную технологию (см. приложение) и степень подготовленности к автоматической сборке, схемы базирования и закрепления. При проектировании операций уточняют возможность совмещения переходов во времени, выбирают оборудование и оснастку, назначают режимы работы сборочного оборудования (для автомата строят циклограмму его работы), устанавливают настроечные размеры и составляют схемы наладок.

Операционная технология разрабатывается на основе учета действий, выполняемых на сборочной позиции со сборочными компонентами. Пример, операционная технология сборки входного вала редуктора


Таблица 11

Наименование

действия

Формула

состояния

Эскизы состояний

сборочных компонент

Установить деталь

базовую Х1

Установ 1

Х1



Соединить втулку Х2 с валом Х1

Переход t1

Х1+Х2

Сменить положение

на другую позицию

Установ 2

Х3=Х1+Х2



Осадить шпонку Х4

Переход t2

(Х1+Х2)+Х4

Сменить положение

на другую позицию

Установ 3

Х5=(Х1+Х2)+Х4



Напрессовать колесо

зубчатое Х6

Переход t3

Х7=(Х1+Х2+Х4)+Х6

Напрессовать подшипник Х8

Переход t4

(Х1+Х2+Х4)+Х6)+Х8



Сменить положение

на другую позицию

Установ 4

Х9=(Х1+Х2+Х4)+Х6)+Х8



Напрессовать подшипник Х10

Переход t5

Х11=(Х1+Х2+Х4+Х6+Х8)+Х10

Сумма слагаемых ∑

9Х1+8Х2+6Х4+4Х6+3Х8+Х10


Технологичность операции можно оценить по числу действий, необходимых для соединений сопрягаемых деталей и граничного их положения перед сопряжением. В качестве критерия технологичности рассматривается коэффициент сложности операции



где Xi – действия, совершаемые над сборочной компонентой X, i-ое число раз; Kj – граничный коэффициент положения сборочных компонент относительно оси их соосности при взаимной ориентации. Находится в пределах от 1 до 2 баллов. Сборочные компоненты, не требующие ориентации Kj = 2, а требующие угловой ориентации Kj = 1.

Для технологии сборки входного вала редуктора

KC = (9*1+8*1+6*2+4*2+3*1+1*1)-1 = 0, 02.

Далее определяется оценка условной сложности Е сравниваемых вариантов операционной технологии

Е = Пр + Пв + Пм ,

где Пр – количество действительных связей в процессе выполнения сборочных действий;

Пв – количество вспомогательных связей сборочных действий;

Пм – количество узловых моментов.

Используя результаты Е, оценивают технологичность узла и/или комплекта по значению QT относительного показателя технологичности

Min QT = E/p,

где p – количество деталей составляющих узел и/или комплект.

Для определения трех слагаемых E составляется схема технологического процесса сборки. На схеме в виде кружка обозначаются действия, выполняемые на сборочной позиции, которые называются узловыми моментами Пм. Сплошной стрелкой показывают совершения действий в виде работы над деталями или сборочными компонентами, которые образуют действительную связь Пр. Штриховой стрелкой на схеме обозначается пассивная связь Пв, для сборочных компонентов, которые в процессе сборки не участвуют в фактической работе и остаются в относительном покое. Соединяемые детали на схеме технологического процесса сборки обозначают прямоугольником.


У




становы


П



ереходы





Детали


1


2


4


6


8


10




Рис. 3. Схема технологического процесса сборки входного вала редуктора

Действительные связи характеризуют базовые поверхности присоединяемой детали принадлежащей к основным технологическим базам. Вспомогательные связи относятся к базовым поверхностям деталей определенных как вспомогательные конструкторские базы.

Пример (см. рис.2) монтажной операции шарикоподшипника работающего при масленой смазке. Переход 1. Нагреть радиальный подшипник поз.3 в масленой ванне до температуры 800C. Переход 2. Напрессовать подшипник поз.3 на вал.

При проектировании наладок сборочных операций устанавливают режимы работы сборочного оборудования (пресса, резьбозавртывающего автомата и др.) включая усилие запрессовки, моменты и порядок затяжки резьбовых соединений, температуру нагрева или охлаждения при тепловой сборке, частоту и амплитуду колебаний при сборке с применением ультразвука, моменты сил при выполнении вальцовочных соединений и др.


1.5. Схемы базирования изделия при автоматизированной сборке.


Этот раздел определяет выбор оптимальных схем базирования в условиях автоматизированной и механизированной сборок соединений.

Схемы базирования должны обеспечивать заданную точность сборки, возможность унификации оснастки, применение несложного оборудования и транспортных средств, а также надежной собираемости деталей.

Исходными данными являются сборочный чертеж, технические условия, степень подготовленности к автоматизированной сборке и технологический маршрут. Схемы базирования должны обосновываться схемами подвижности сборочных компонент (см. табл. 11) и выбором технологических баз см. Технология сборки самолетов: Учебник для студентов авиационных специальностей вузов/ В.И. Ершов, В.В. Павлов, М.Ф. Каширин, В.С. Хухорев. – М.: Машиностроение, 1986, - 456 с.


Определение класса подвижности автоматической сборки резьбового

соединения.

(пример, соединение болта с гайкой) Таблица 11



Обозначение сборочной компоненты

Схемы установки

Класс подвижности сборочных компонент

Без усилия сборки

С приложением усилия сборки



Гайка Х1













Болт Х2













Сопряжение болта с гайкой












Последовательность выбора технологических баз должна предусматривать все фазы процесса сопряжения деталей. Предварительное ориентирование соединяемых сборочных компонентов (первая схема базирования), промежуточное ориентирование по вспомогательным поверхностям сопряжения в виде фасок, скруглений, скосов и т.д. (вторая схема базирования), окончательное ориентирование деталей по конструкторским основным и вспомогательным базам (третья схема базирования). Каждой схеме базирования соответствуют свои технологические базы, для которых должны быть сформулированы требования к их точности и шероховатости.

Выбирая базы, необходимо учитывать: удобство установки детали и снятия собранного изделия, надежность и удобство его закрепления, возможность подвода присоединяемых деталей и сборочных инструментов с разных сторон.


1.6. Расчет параметров сборочного процесса

(раздел 6 ТЗ)

Этот раздел касается всех соединений входящих в технологические наладки сборочных операций выполняемых в ручном и автоматизированном режимах. Для прессовых соединений выполняется расчет силы запрессовки, которое может выдержать прессовое соединение



где K – давление на посадочной поверхности, кг/мм2; F = πdl – площадь посадочной поверхности, мм2; d и l – диаметр и длина посадочной поверхности, мм; f – коэффициент трения между сопрягаемыми поверхностями. Давление K определяется

где E – модуль упругости материала сопрягаемой детали, кг/мм2; Δ – натяг в соединении деталей, мм; d – номинальный диаметр сопрягаемых поверхностей, мм; Kо – относительное давление функционально зависящее от отношений a1 = d1/d и a2 = d/d2 при d1 и d2 – соответственно номинальные диаметры отверстия охватываемой детали и наружная поверхность охватывающей детали. Значение Ко определяется по диаграмме приложение 9. Значение E для стали равно 21· 103 кгс/мм2; для чугуна E = 8·103 кгс/мм2; для алюминиевых сплавов 7,2·103 кгс/мм2; для бронз 11·103 кгс/мм2.

Для тепловой сборки рассчитывается температура нагрева охватывающей детали необходимая для получения зазора в соединении



где Δ – максимальный натяг в соединении окончательной сборки, мкм; d – диаметр сопрягаемых поверхностей, мм; h – зазор в соединении предварительной сборки, мм; α2 – коэффициент линейного расширения материала охватывающей детали; tс – температура среды, градусы Цельсия. Для охлаждения охватываемой детали



где α1 – коэффициент линейного расширения материала охватываемой детали.

Для определения параметров установки упругих деталей (упорных пружинных колец) рассчитывается диаметральный размер сжатого кольца



где dв – диаметр сжатого кольца в период установки его в собранное изделие; dв' – диаметр кольца в свободном состоянии; e – ширина паза. Эти размеры указываются на технологической наладке при установке пружинных колец на этапе предварительной сборки.

Рассчитывается необходимая сила сборки для изменения размера колец

,

где P – нормальная составляющая силы сжатия кольца; μ - коэффициент трения скольжения кольца по конусной поверхности втулки; f - коэффициент трения торца кольца по тору оправки; φк – угол наклона конуса направляющей втулки.

Рассчитывается нормальная составляющая силы сжатия кольца

,

где σизг – напряжение изгиба в сжимаемом кольце против замка; dв – минимальный диаметр конусной поверхности втулки; hк и bк - соответственно толщина и ширина кольца против замка.

Рассчитывается напряжение изгиба в сжимаемом кольце против замка

.

В расчетах принимают φк = 5 … 100; f – 0,15; μ = 0,59 … 0,67.

Для разжимных наружных колец сила разжима определяется

,

где dа – максимальный диаметр конуса оправки. Сила разжима наружных колец рассчитанных по данной зависимости для девяти значений диаметров представим в таблице

Сила для разжатия кольца

dв, мм

13

15

20

25

30

35

40

45

50

P, кгс

77,2

60,4

57,4

89,5

56,7

67,0

138,2

94,4

103,8


Для определения параметров шпоночного соединения рассчитывается предельный крутящий момент, передаваемый валом,

,

где Mk - крутящий момент, Нмм; P – окружная сила, Н; D – диаметр вала, мм.

Окружная сила рассчитывается по зависимости

,

где K – высота выступающей части призматической шпонки ГОСТ 8788-62, мм; C – размер фаски шпонки ГОСТ 8789-62, мм; lр – рабочая длина призматической шпонки; [σ]см – допустимое напряжение при смятии кг/мм2.

Допустимое напряжение смятия для неподвижных соединений

[σ]см = (0,3 … 0,5)σТ,

где σТ – предел текучести материала шпонки.

Материал шпонки сталь чистотянутая ГОСТ 8787-62, что соответствует временному сопротивлению не менее 60 кг/мм2. При постоянной нагрузке на вал [σ]см = 15 кг/мм2, а при ее резких изменениях и наличии чугунной втулки [σ]см = 8 кг/мм2.

Затем производят проверочный расчет шпоночных соединений на смятие. Для призматических шпонок

,

где Fсм – площадь смятия, мм2; h – высота шпонки, мм; t1 – глубина паза вала, мм; lр = l – для шпонки с плоскими торцами и lр = l – b; b – ширина шпонки, мм. Для сегментной шпонки .

Для клиновой шпонки ,

где f – коэффициент трения между шпонкой и сопрягаемой деталью.


Геометрические параметры (призматического) шпоночного соединения

(фрагмент)

Диаметр вала

D, мм

Ширина шпонки b, мм

Высота шпонки h, мм

Размер фаски

C, мм

Высота

K, мм

Св. 18 до 24

  1. 30

  1. 36

  1. 42

42 48

6

8

10

12

14

6

7

8

8

9

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

2,9

3,5

4,2

4,4

5,0

Св. 48 до 55

  1. 65

  1. 75

75 90

16

18

20

24

10

11

12

14

0,6

0,6

0,6

0,6

6,2

6,8

7,4

8,7


Для выбора точности средств измерения необходимо сопоставить ожидаемую (расчетную) погрешность результата измерения с допуском или с заданным значением измеряемого параметра, например, длины или отклонения формы и т.п. В соответствии с рекомендациями (Справочник по производственному контролю в машиностроении. Под ред. А.К. Кутая. Л.: Машиностроение 1974, 676 с.) воспользуемся табличными значениями.


Пределы допустимых погрешностей измерений, мкм

(фрагмент)

Квалитеты

ИСО

Номинальные размеры, мм

С10 до18

С18 до30

С30 до50

С50 до80

С80до120

до180

6 Δизд

δизм

11

3

13

4

16

4,5

19

5,5

22

6

25

7

7 Δизд

δизм

18

5,5

21

6

25

7

30

9

35

10

40

12

8 Δизд

δизм

27

7

33

8

39

10

46

12

54

13

63

16

9 Δизд

δизм

43

10

52

13

62

15

74

18

87

20

100

25


Увеличение предела допустимой погрешности может быть достигнуто при следующих условиях. Во-первых, введение производственного допуска, учитывающего превышение допустимой погрешности по сравнению с указанной в стандарте. Во-вторых, в случае межоперационных измерений и сортировке на размерные группы для селективной сборки. При допусках на изготовление (Δизд), не соответствующих значениям указанным в таблице, пределы допустимых погрешностей выбираются по меньшему ближайшему значению допуска для соответствующего номинального размера.

Кроме того, обязательным является расчет ресурса (Р) подвижного соединения с учетом переменных параметров сборочного процесса. Алгоритм расчета ресурса Т подвижного разъемного соединения включает следующие этапы.

1Р - Выбор подвижного соединения, который определяется по принадлежности к исполнительным поверхностям соединяемых деталей (например, для шпиндельных узлов это опоры качения).

2Р – Задаются значения исходных параметров отклонений сопрягаемых деталей шпиндельного узла исходя из точности параметров шпинделя (см. приложение 4).

3Р – По заданию руководителя проекта регламентируется доминирующий вид погрешности формы исполнительных поверхностей соединяемых деталей. Ими могут быть эллипсность, трехгранник или фигуры задаваемого профиля более высоких гармоник погрешности формы, а также их сочетания.

4Р – Устанавливается предельно допустимое значение параметров точности подвижного соединения. Этому виду отказа соответствует превышение допустимой величины износа Иmax контактируемых поверхностей деталей подвижного соединения. Численное значение, которого определяется по допуску геометрической точности шпиндельного узла сниженного по отношению к первоначальной точности на два квалитета точности.

5Р – Разрабатывается имитационная модель взаимодействия поверхностей деталей подвижного соединения, которая включает следующие действия:

- определяется сектор упруго-пластичной деформации (УПД) по расчету полярного угла φ, исходя из физико-механических свойств материалов контактируемых поверхностей соединяемых деталей ,где φ – угол контакта взаимодействия деталей в упруго-пластичной зоне, град.; N – внешняя сила, Н; L – длина беговой дорожки, мм; E – действительный момент упругости, Н/мм2; ε - эксцентриситет роликовых дорожек опоры, мм. В отсутствии данных для опор качения угол контакта принимается 60 град.;

- изготавливаются два шаблона-профиля рис. 3 на любом виде носителя, форма которых соответствует выбранному виду погрешности формы (см. 3Р) в масштабе удобном для измерения расстояний в секторе УПД, а номинальные размеры двух профилей должны отличаться на величину зазоров соединения;

Шаблоны профилей двух деталей



θш ; θц – углы наклона профиля соответственно подвижной 1 и неподвижной 2 деталей относительно выбранной системы координат.

Рис. 3


- выполняется имитация циклов эксплуатационного взаимодействия исполнительных поверхностей деталей в секторе УПД, которая включает совмещение центров симметрии шаблонов-профилей с последующим перемещением шаблона подвижной детали до соприкосновения с шаблоном неподвижной детали в направлении вертикальной оси;

- измеряются расстояния между шаблонами в секторе УПД равных пяти отсчетам равноудаленных по образующей шаблона-профиля X, после чего шаблон-профиль подвижной детали поворачивается по часовой стрелке на угол θ = 60о и процедура цикла измерения расстояний повторяется заново, а результаты измерений заносятся в таблицу 12.

Измеренные значения функции зазоров fa(x)

Таблица 12

Номер

сборки

Вариант

сборки неподвижной

детали

Номер УПД и угол поворота подвижной детали в град.

1; 0о



6; 360о

1

2

3

4

5



4

5

1

Β = 0о

























2

Β = 30о

























3

Β = 60о


























- по данным табл.10 определяются значения дисперсии Sa функции зазоров и математического ожидания Xa этой функции, используя следующие зависимости , , где w – частота появления данного события; N – общее количество измерений функции зазоров; k - количество интервалов.

6Р - Выбирается по справочным данным значение скорости изнашивания γ взаимодействующих поверхностей контактируемых деталей.

7Р - Рассчитывается дисперсия Sγ скорости изнашивания, для этого дисперсия зазоров Sa (мм)2 приводится к безразмерной величине делением ее на величину площади контакта Fa (мм)2 и умножением результата на величину γ мкм/ч, тогда результатом будет Sγ (мкм/ч)2.

8Р - Определяется ресурс T после подстановки найденных значений переменных параметров в тождество, где Uα – квантиль нормального распределения; T – ресурс подвижного соединения в часах; j – номер сборки подвижного соединения.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Похожие:

Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconБ. Н. Ельцина Кафедра «Технология машиностроения»
Гоу впо «Уральский государственный технический университет – упи» имени первого Президента России
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «самарский государственный технический университет» приглашает 18-20 сентября 2009 г
Самарский государственный технический университет" Сокращенное наименование: гоу впо "Самгту"
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconРоссийской федерации
Тамбовский государственный технический университет, Томский государственный университет, Тульский государственный университет, Тюменский...
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconПовышение эффективности накатывания резьб
Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения и конструкторско-технологическая информатика» гоу впо «Орловский государственный...
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «самарский государственный технический университет» Кафедра «Теоретической и общей электротехники»
Печатается по решению редакционно- издательского совета Самарского государственного технического университета
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионально образования «самарский государственный технический университет» Кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Буровые растворы: учеб пособ. / Л. В. Ермолаева. Самара; Самар гос техн ун-т, 2010. – 60 с
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconРабочая программа по дисциплине «Технология машиностроения»
Сарапульского политехнического института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования...
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconКритические (жидкость пар) температуры бинарных смесей углеводородов, кетонов, алифатических спиртов
Работа выполнена на кафедре «Технология органического и нефтехимического синтеза» гоу впо «Самарский государственный технический...
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconРоссийской Федерации Саратовский государственный технический университет Технологический институт (филиал) сгту кафедра Материаловедение
Определение геометрических параметров шарнирного четырехзвенника. Построение плана положений механизма
Российской Федерации Самарский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «самарский государственный технический университет» Кафедра безопасности жизнедеятельности
Оценка степени загрязнения воздуха от газовых компрессоров: метод рекомендации / Сост. А. П. Овчинников. – Самара: Самар гос техн...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница