Сборка – образование соединения составных частей изделия. Соединение может быть разъемным или неразъемным. К видам соединений относятся: запрессовка, свинчивание, сварка, пайка, клепка, склеивание и т.п.

Сборка подразделяется на общую сборку, объектом которой является изделие в целом и на узловую, объектом которой является составная часть изделия, то есть сборочная единица.

По стадиям процесса различают виды сборки:

Предварительную – сборку заготовок составных частей или изделия в целом, которые в последующем подлежат разборке (например, разборка с целью определения размера компенсатора).

Промежуточную – для совместной дальнейшей обработки сборочной единицы (например, корпус и собранная с ним крышка растачиваются совместно по размеру диаметра подшипника).

Под сварку (может вводиться как сборочная операция в поточной линии).

Окончательную – сборку, после которой разборка не предусмотрена.

По методу образования соединений существуют виды сборки:

Слесарная – сборка изделия или его составной части при помощи слесарно-сборочных операций.

Монтаж – установка изделия или его составных частей на месте использования. Электромонтаж – монтаж электроизделий, имеющих токоведущие элементы.

Сварка, пайка, клепка, склеивание.

В зависимости от типа производства затраты времени на сборку от общей трудоемкости изготовления машин составляют, % / 9 /: в массовом и крупносерийном производствах – 25-35; в единичном и мелкосерийном – 35-40.

В зависимости от условий, типа и организации производства сборка имеет различные организационные формы. По перемещению собираемого изделия сборку подразделяют на стационарную подвижную, по организации производства – непоточную, поточную, групповую / 14 /. Групповую сборку изделия или его составной части осуществляют в условиях групповой организации производства.

Оборудование сборочных цехов условно можно подразделить на две группы: технологическую, предназначенную непосредственно для выполнения работ по осуществлению различного сопряжения деталей, их регулировке и контролю в процессе узловой и общей сборки; вспомогательную – для механизации вспомогательных работ, объем которых достаточно большой. Удельный вес вспомогательных работ в общей трудоемкости сборки составляет 30-40 % - в серийном производстве и 10-15 % - в массовом.

Более подробно вопросы по организационным формам сборки и оборудованию сборочных цехов рассмотрены в источниках / 2, 9, 14, 18 /.

Основной и наиболее важной частью технологической подготовки сборочного производства является проектирование технологических процессов сборки.

Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, содержащую действия по установке и образованию соединений составных частей заготовки или изделия. Основным элементом технологического процесса является сборочная операция.

Сборочная операция – технологическая операция установки и образования соединения составных частей заготовки или изделия.

Сборочная операция состоит из технологических переходов, которые представляют собой законченную часть операции сборки, выполняемая над определенным участком сборочного соединения (узла) неизменным методом выполнения работы при использовании одних и тех же инструментов и приспособлений / 9 /.

Приемом (элементом) сборочного процесса называется отдельное законченное действие рабочего в процессе сборки (подготовки к сборке) изделия или узла / 9 /.

В состав технологического процесса сборки, в качестве технологических операций или переходов, включаются разнообразные сборочные работы, например: соединение сопрягаемых деталей посредством приведения в соприкосновение их сборочных баз; проверка точности взаимного расположения собираемых деталей и узлов и внесение, если это необходимо, соответствующих направлений путем регулировки, пригонки или подбора; фиксация положения деталей и узлов, обеспечивающего правильность выполнения или целевого назначения при работе машины. К технологическому процессу сборки относятся также операции, связанные с проверкой правильности действия отдельных механизмов, узлов и машины в целом (точность, плавность движений, бесшумность, надежность функционирования смазочной системы и т.п.). Сюда же относятся все необходимые по содержанию работы операции по очистке, промывке, окраске и отделке изделия или составляющих его сборочных соединений и деталей / 9 / .

Базовая деталь – деталь, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней сборочные единицы или другие детали.

Базовая сборочная единица – сборочная единица, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней детали или другие сборочные единицы.

Чтобы установить последовательность сборки машины, необходимо проанализировать ее конструкцию и выявить сборочные единицы, входящие в ее состав. В зависимости от сложности конструкции сборочные единицы подразделяют на комплекты, подузлы и узлы / 7 /.

Такая классификация приведена профессором И.М.Колесовым / 7 /. Она отличается от тех определений, которые установлены стандартами (например, “комплект”, “узел”).

Под комплектом понимается сборочная единица, к базовой детали которой присоединены одна или несколько других деталей.

Подузлом называется сборочная единица, на базовую деталь которой установлены несколько деталей и не менее одного комплекта.

Положив в основу дальнейшего усложнения сборочных единиц присоединение к базовой детали, как минимум, одной предшествующей сборочной единицы, получаются более сложные сборочные единицы.

Узел первого порядка представляет собой базовую деталь, на которой смонтирован хотя бы один подузел, несколько комплектов и деталей.

Следующий по сложности сборочной единицы является узел второго порядка. На его базовой детали смонтированы один или несколько узлов первого порядка, подузлов, комплектов и деталей.

Последней наиболее сложной сборочной единицей является сама машина, на базовой детали которой смонтированы не менее чем узел высшего порядка, узлы, подузлы, комплекты и отдельные детали.

Основой любой сборочной единицы является базовая деталь. Ее функция сводится не только к соединению одних сборочных единиц и деталей к другим, но и к обеспечению их относительного положения в машине.

По данным профессора М.П.Новикова на многих машиностроительных предприятиях широко используют термины “группа” и “подгруппа” / 18 /.

Группа – сборочная единица, для которой целесообразна самостоятельная организация производства. В группу могут входить детали, другие группы и покупные изделия. Группа, в свою очередь, может входить в другую группу или непосредственно в изделие.

Подгруппа – составная часть группы. Если она входит непосредственно в группу, ее условно называют подгруппой первого порядка. Если она входит в подгруппу первого порядка, то ее именуют подгруппой второго порядка. Соответственно, могут быть подгруппы третьего и большего порядков.

Следовательно, порядок входящей подгруппы на единицу больше базовой. Таким образом, группа или подгруппа состоит из отдельных деталей или деталей и подгруппы соответствующих порядков.

Общие исходные данные, необходимые для решения задач при проектировании технологических процессов изготовления машин, были приведены в главе 11. Эти данные содержат сведения о базовой информации. Кроме базовой информации необходима руководящая справочная информация – паспортные данные оборудования и его технологические возможности; методы сборки машин; нормативы времени; режимы обработки; стандарты на технологическую оснастку и т.д.

Обобщая материалы различных источников / 2, 7, 9,14, 18 и др. /, можно выделить последовательность этапов при разработке технологических процессов сборки.

• В зависимости от объема выпуска устанавливается целесообразная организационная форма сборки, при необходимости определяется ее такт.
• Осуществляется анализ сборочных и рабочих чертежей деталей с позиций отработки конструкции на технологичность.
• Производится размерный анализ конструкций собираемых изделий; выполняются расчеты размерных цепей и устанавливаются рациональные методы достижения точности сборки (полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, регулировка, пригонка).
• Определяется целесообразная в данных условиях степень дифференциации или концентрации сборочных операций.
• Устанавливается последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей изделия, и составляются схемы общей сборки и узловых сборок изделия.
• Определяются наиболее производительные, экономичные и технически целесообразные способы соединения, проверка положений и фиксации всех составляющих изделие сборочных единиц и деталей. Составляется содержание технологических операций сборки, и задаются методы контроля и окончательных испытаний изделия.
• Выбирается необходимое стандартное технологическое и вспомогательное оборудование и технологическая оснастка (приспособления, режущий, монтажный и измерительный инструмент); при необходимости проектируются специальные средств технологического оснащения.
• Трудоемкость сборки должна быть примерно одинакова для большинства сборочных единиц.
• Производится техническое нормирование сборочных работ, и рассчитываются экономические показатели сборки.
• Оформляется техническая документация процесса сборки.

При расчленении изделия на составные части необходимо учитывать:

• сборочную единицу не следует расчленять в процессе сборки, транспортирования и монтажа;
• сборочным операциям предшествуют подготовительные и пригоночные работы, которые выделяются в самостоятельные операции, поскольку они связаны с такими видами обработки, как опилование, шабрение, притирка, сверление отверстий, гибка и т.п.;
• габаритные размеры сборочных единиц устанавливаются с учетом наличия подъемно-транспортных средств;
• сборочная единица должна состоять из небольшого числа деталей и сопряжения, так излишняя дифференциация приводит к усложнению организации сборочных работ;
• передача на сборку отдельных деталей должна быть минимальной, исключением являются базовые детали;
• изделие следует расчленять так, чтобы его конструкция позволяла осуществлять сборку с наибольшим числом сборочных единиц.

Последовательность сборки может быть представлена в виде схемы, являющейся условным изображением порядка комплектования изделия и узлов / 14 /. Схемы сборки позволяют наглядно представить весь технологический процесс, проверить правильность намеченной последовательности операций. В некоторых источниках такие схемы называют технологическими схемами сборки.

На схемах каждый элемент изделия обозначен прямоугольником, в котором указываются наименование составной части, ее индекс и количество (рис. 12.1) / 28 /.

Процесс сборки изображается на схеме горизонтальной линией в направлении от прямоугольника с указанием базовой составной части (детали или сборочной единицы) до прямоугольника, символизирующего готовое изделие (или сборочную единицу). Выше горизонтальной линии показывают (в порядке последовательности сборки) прямоугольники, условно обозначающие детали, а ниже – прямоугольники, условно изображающие сборочные единицы. Для каждой сборочной единицы первого и более высоких порядков могут быть построены аналогичные схемы (рис.12.1).

Учитывая, что некоторые крупные изделия транспортируются к заказчику в разобранном виде, при разработке схемы сборки таких изделий одновременно составляют и схемы их демонтажа.

После разработки схем сборки устанавливают состав необходимых сборочных, регулировочных, пригоночных, подготовительных и контрольных работ и определяют содержание технологических операций и переходов.

В условиях единичного производства ограничиваются разработкой маршрутных технологических карт, руководствуясь, в значительной мере, технологическими схемами сборки. Сборку выполняют высококвалифицированные рабочие, которые сами выбирают приемы сборочных работ, пользуясь чертежом изделия; при этом широко применяют пригоночные работы.

В серийном производстве разрабатывают маршрутно-операционные и операционные технологические карты и, при необходимости, выпускают технологические инструкции, комплектовочные карты, ведомость оснастки и другие документы, применяя единую систему технологической документации.

Процесс сборки расчленяется на общую сборку и сборку узлов, а также технологические операции и переходы.

При формировании технологической операции в ее состав, по возможности, включаются однородные работы, что способствует специализации сборщиков. В целях синхронизации операций, необходимой для организации поточной сборки и крайне желательной при всех формах ее организации, состав технологической операции устанавливается с учетом трудоемкости отдельных элементов сборочных работ.

Пригоночные работы, испытания и контроль выделяются в отдельные операции. Проектирование технологии сборки вновь осваиваемых процессов может быть упрощено при использовании типовых технологических процессов / 18 /. Известно, что содержание технологии для многих однотипных соединений и сборочных единиц по существу одинаково. Например, к числу одинаковых могут быть отнесены операции: напрессовка подшипников качения на валы; установка подшипников в корпус; запрессовка в охватывающую деталь втулок, пальцев, осей; постановка и закрепление на валах зубчатых колес, шкивов, маховиков; сборка различных типов резьбовых и клепаных соединений.

Основой типизации является рациональная классификация сопряжения узлов на основе общности их конструктивных и технологических признаков.

В источнике / 18 / приведены примеры типизации технологических процессов сборки. В частности, одним из разработанных классификаторов некоторые объемы сборочных работ определяют:

• Класс работ – крупный комплекс сборочных работ, для выполнения которого можно образовать самостоятельный производственный участок.
• Подклассы работ – объединяют в пределах класса меньшие комплексы работ, связанные общим характером их выполнения.
• Группа работ – несколько видов сборочных работ в пределах данного подкласса, выполняемых на однотипном оборудовании.
• Подгруппа работ представляет собой определенный объем работ, выполняемых в пределах данной группы с использованием однотипной оснастки.

Ниже приведено содержание классов и подклассов.

Класс 1 – подготовительные работы, в который включены подклассы: комплектовка, рихтовка, разметка.

Класс 2 – транспортные работы с подклассами: перемещение, установка.

Класс 3 – досборочные работы с подклассами: обработка отверстий, обработка двух поверхностей.

Класс 4 – сборочные работы; этот класс включает подклассы: свободная постановка, крепежные работы, запрессовка, подбор деталей и комплектов, смазка, контрольные и проверочные работы.

Класс 5 – электромонтажные работы.

Класс 6 – окрасочные работы – объединяет подклассы: подготовка поверхности, грунтовка, шпаклевка, шлифование, окраска, сушка, консервация, упаковка.

Класс 7 – специальные (штамповочные) работы.

Классы 5 и 7 не подразделяются на подклассы, группы и подгруппы.

Большой экономический эффект может быть достигнут при использовании на сборке в мелкосерийном производстве рациональных методов крупносерийного производства путем внедрения групповых технологических процессов. Различные виды сборочных работ, а также использование средств технологического оснащения при сборке подробно изложены в источниках / 2, 7, 9, 14, 18, 28 и др./.

Важной составной частью проектирования технологического процесса сборки является нормирование слесарно-сборочных работ / 14, 28 /.

Для определения штучного, оперативного и штучно-калькуляционного времени используют формулы, приведенные в главе 10. При поточной сборке в состав штучного времени включается время (t_Т) на транспортирование собираемого изделия, если оно не перекрывается другими элементами штучного времени. Нормирование сборочных работ ведется по нормативам времени на слесарно-сборочные работы.

К основным показателям сборки относят:

-действительный такт выпуска,

-ритм,

-производительность сборочного рабочего места,

-коэффициент загрузки рабочего места или поточной линии.

Расчет этих показателей приведен в источниках /9,14, 18 и др./.

В зависимости от типа производства различают пять методов достижения точности замыкающего звена при сборке:

1)полной взаимозаменяемости;

2)неполной взаимозаменяемости;

3)групповой взаимозаменяемости;

4)регулировка;

5)пригонка.

Эти методы были изложены в главе 3; они также отражены в источниках /7, 9, 14 и др./.