ДЗ№2 (Пример дз (Истомин))

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Баумана)

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №2

ПО КУРСУ «Технология сборки машин»

Выполнила: Зинова В.В.

Группа МТ3-89

Проверил: Истомин А.Б.

Москва, 2017

1. Выбор оборудования и оснастки

1.1 Начальные условия для анализа и принятия решений

При выборе оборудования, инструментов и приспособлений, при помощи которых будет осуществляться сборка изделия, расчленении технологического процесса на операции, определения количества и компоновки рабочих мест, отталкиваются от следующих начальных условий:

А) Тип производства – мелкосерийное. Значит, предпочтение нужно отдавать универсальному оборудованию и оснастке, если выбирать специализированное оборудование, существует большая вероятность того, что оно будет простаивать без дела. Универсальное оборудование существенно легче задействовать при производстве других изделий.

Б) Масса готового изделия 3,74 кг; масса самой тяжелой детали (корпуса) – 2,1 кг (масса корпуса наталкивает на мысль о том, что именно корпус будет базовой деталью, ниже вопрос выбора базовой детали будет рассмотрен подробнее).

В) В насосе присутствуют два одинаковых соединения с натягом. В курсовом проекте был произведен расчет из усилия запрессовки для одного из них, оно составляет 24,4 кН.

Г) В изделии присутствуют резьбовые соединения. Момент затяжки самого напряженного из них также рассчитан в курсовом проекте и составляет 352 Н*м.

Это резьбовое соединение М48х2 между корпусом и стаканом, оно подвергается ударным нагрузкам при эксплуатации – когда юбка 5 вверх поднимается под действием усилия человека вверх. Момент затяжки достаточно велик, необходимо подумать об гайкозавертывающем оборудовании. Масса деталей и сборочной единицы сравнительно невелика, значит, даже при завертывании соединений с гораздо меньшим моментом затяжки (например, винты 15) нужно предусмотреть фиксацию детали, в которую вкручивают винты. Мысль состоит в том, что тяжелая деталь имеет возможность стоять устойчиво под действием собственной силы тяжести, при наличии, конечно, соответствующей опорной поверхности.

При сборке рассматриваемой сборочной единицы необходимо выполнить произвести следующие виды соединений:

– Соединения с зазором

– Резьбовые соединения

– Соединения с натягом

– Шплинтовые соединения

1.2 Соединения с зазором

Соединения с зазором, типа юбка 5 и стакан 4 не требуют каких-либо повышенных внешних усилий.

Для осуществления сборки понадобится верстак. Возможно ли обойтись без него? В собираемом изделии присутствуют, например, шайбы 19, которые без особых усилий надеваются на пробки 2. Такое простое действие можно существенно усложнить, если пробовать осуществить его на в коридоре на весу между станками. Или надевание резинового кольца 12 на проходник 3 при помощи обычной плоской отвертки. Где лежать отвертке между технологическими переходами? Ответ очевиден: на верстаке.

1.3 Резьбовые соединения

Выше было сказано, что максимальный момент затяжки 352 Н*м. Стоит вопрос в том, сможет ли человек затянуть данное резьбовое соединение и если сможет, то допустимо ли ему заниматься затяжкой серии таких резьбовых соединений в течение рабочего дня.

В соответствии с нормами при приложении рычажной нагрузки более чем 10 раз за день, она не должна превышать m=15 кг.

Где l – длина ключа, g – ускорение свободного падения, момент затяжки.

Примем для ориентировочного расчета, длину ключа максимально возможную l=670 мм (ГОСТ 2839-80 –гаечные ключи с открытым зевом). Тогда:

На основании вышенаписанного, с учетом того, что расчет ведется с максимально возможным плечом, делаем вывод: необходимое усилие слишком большое. Рабочий, даже если и затянет такое резьбовое соединение, осуществлять его для партии изделий на протяжении рабочего дня не сможет, т.к. это будет нарушением трудовых норм. Нужно гайкозавертывающее оборудование. Для начала нужно удостовериться, нет в ли его в наличии. Если нет, то нужно задуматься о покупке. Предположим худший вариант – отсутствует.

При покупке гайкозавертываещего оборудования руководствуются его ценой и техническими характеристиками. Кроме того, нужно учесть, что партия деталей небольшая, нужно подумать о том, что при помощи данного оборудования будет осуществляться сборка и других изделий. Есть следующие варианты: использование переносных гайковертов или винтозавертывающие специальные автоматы. Второй мощнее, но занимает производственную площадь в цеху. Первый менее мощный, но зато может располагаться непосредственно на верстаке. Выбирается пневматический ударный гайковерт SATA 01113A. Пневматические гайковёрты мощнее, чем электрические (в данном случае максимальный крутящий момент 600 Н*м, электрических мощнее 350 н*М не нашлось) и допускают работу в помещении большой концентрации пыли, которая при использовании электрического гайковерта представляет повышенную пожароопасность.

Как рассматривалось выше, масса детали несоизмеримо мала с моментом затяжки (если момент перевести в килограммы и произвести сравнение), следовательно, необходимо при завинчивании закрепить деталь, в которую осуществляется закручивание, закрепить. Этой деталью является корпус, который имеет прямоугольную форму. Исходя из этого, закрепление возможно при помощи слесарных тисков либо прижимами. В первом случае усилие будет прикладываться к боковой поверхности корпуса, во втором к верхней грани. Исходя из того, что нужно предотвратить именно поворот заготовки, рентабельнее выбрать тиски, т.к. плоские губки будут дополнительно препятствовать ему, следовательно, нужно приложить меньшее усилие для закрепления, нежели при закреплении прижимами, усилие закрепления у которых прикладывается сверху.

1.4 Соединения с натягом

Это соединение пробки 2 с корпусом 1. Усилие запрессовки, как было написано выше, 24,5 кН. Если посмотреть на конструкцию топливного насоса, то можно сделать вывод, что можно запрессовывать две пробки одновременно. Что это значит? Нужно удвоить рассчитываемое усилие: 49 кН.

Какое выбрать оборудование для запрессовки? Быть может, есть возможность осуществить запрессовку вручную сконструировав какое-либо приспособление? Или рентабельнее попытаться уйти от процесса запрессовки, заменив ее другим соединением? Ответ на третий вопрос был рассмотрен в первом домашнем задании. После проведения анализа было выяснено, что для данной конструкции будет целесообразным осуществить именно этот вид соединения. Вопрос ручной запрессовки также опускается, т.к. 49 кН аналогично 4,9 тоннам – слишком большое усилие. Вопрос про выбор оборудования остается открытым.

Итак, чтобы выбрать оборудование необходимо выяснить, нет ли в цеху подходящего, если есть – вопрос существенно упрощается. Для учебных целей выбирается вариант, в котором оно отсутствует.

В качестве оборудования для запрессовки используются прессы. Далее необходима справочная информация, которая берется из [1, стр.344]. Анализируя максимально возможное усилие, сопоставляя с усилием, которое нужно создать и учитывая коэффициент запаса 1,5-2, на который необходимо умножить, этому критерию не удовлетворяют винтовые ручные, реечные верстачные и электромагнитные прессы. В качестве альтернативных вариантов остаются: пневматические, пневмогидравлические и гидравлические прессы. Анализируя справочные данные [1, табл.21], выбирается пресс П6320, у которого хватает усилия, для осуществления запрессовки и габаритов, для помещения в определенном положении в рабочее пространство соединяемых деталей.

1.5 Шплинтовые соединения

Как загнуть шплинты? Есть два способа: при помощи легкого пресса, либо с использованием инструментов – круглогубцев или плоскогубцев. Если имеется такой пресс, необходимо сконструировать специальное приспособление, в котором будет находится пробка 2, в то время как с помощью пресса будет осуществляться процесс гибки шплинтов 20. Гибка вручную будет быстрее, т.к. нет необходимости устанавливать детали на приспособление и разрабатывать специальное приспособление. Диаметр шплинтов 1,6 мм позволяет загибать их без особых усилий. Поэтому останавливаются на сборке шплинтовых соединений при помощи круглогубцев, которые более удобны для осуществления данной операции, оставляя в качестве альтернативы применение плоскогубцев.

2. Расчленение сборки на этапы и операции

2.1 Начальные условия для анализа и принятия решений

Необходимо разделить сборочный технологический процесс на операции. Каковы исходные данные при осуществлении данного деления?

А) Так как операция – это часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, необходимо выяснить число рабочих мест. Быть может, рабочее место всего одно?

Б) На предыдущих этапах было выбрано следующее технологическое оборудование: верстак слесарный и пресс пневматический. Они требуют отдельного места на производственной площади. Но могут располагаться на одном рабочем месте.

В) Учитывается тип производства – мелкосерийное, масса изделия – 3,74 кг.

Зачем цех делят на рабочие места? Как рабочие места зависят от количества операций? Дифференциация производства процесса сборки в определенных пределах является выгодной. Благодаря расчленению процесса на операции и рациональному распределению их по рабочим местам можно сократить трудоемкость сборки. Однако может быть выгодна и также и концентрация операций, например, возможно сокращение производственной площади.

2.2 Этапы технологического процесса и обоснование необходимости их проведения

Процесс сборки топливного насоса в любом случае начинается с комплектования и очистки деталей от ржавчины, грязи. После производится сборка изделия, в рассматриваемом случае с применением прессового оборудования и работы на верстаке с применением гайковерта. После предполагается проверка конструкции на герметичность и упаковка изделия. Изменение последовательности выполнения этих этапов противоречит здравому смыслу, значит, варьировать ими нет возможности.

А все ли эти этапы необходимы? Процесс комплектования существенно сократит время сборки насоса. Без сомнения, можно подбирать детали в процессе сборки, но на это будут затрачиваться лишние движения (всякий раз подходить/тянуться к ящикам с деталями), и сборщик будет отвлекаться от работы, что может сказаться на качестве сборки. После комплектования предполагается осуществить очистку деталей и их смазку. Нужно ли выполнять эти действия? Рационально ли затрачивать время, тратящееся на эти процессы? Если нет, то предполагаются следующие последствия: из-за грязи и ржавчины возможно затруднение правильной ориентации деталей друг от друга, неплотному прилеганию резиновых элементов, обеспечивающих герметичность, или, в случае резьбы, например, вообще невозможность осуществить сборку из-за высокой силы трения. Смазка деталей облегчает сборку, уменьшает их износ в процессе эксплуатации, при смазке деталей после сборки возможны затруднение или невозможность подвода смазочного вещества между уже соединенными поверхностями. Чистка и смазка деталей в процессе сборки нерациональна по причинам, аналогичным причинам нерентабельности комплектования непосредственно во время сборки. Нужен ли контроль герметичности топливного насоса? В связи с тем, что рабочей жидкостью насоса является легковоспламеняющаяся жидкость ответ утвердительный. Последствия вполне предсказуемы. А возможно ли обойтись без контроля герметичности? Ответ также утвердительный. В этом случае необходимо осуществлять промежуточный контроль, либо доверять сборку высококвалифицированному опытному рабочему, предъявлять повышенные требования к качеству изготовления деталей и сборочному оборудования и оснастке, чтобы свести вероятность нарушения герметичности к нулю. Это повысит стоимость изделия. Поэтому, контроль изделия, как один из последних этапов технологического процесса сборки – экономически-целесообразное решение. Нужно ли упаковывать изделие? В упаковке изделие не пылится и меньше подвергается коррозии, соблюдается аккуратность и порядок при хранении и транспортировке. Возможно ли не упаковывать изделие? В упаковке оно занимает больше места – этот недостаток не учитывается, предполагается, что дефицита площадей складских помещений не наблюдается. Вывод: все предложенные этапы необходимы.

2.3 Количество рабочих мест и операций

Соответствуют ли выделенные этапы операциям сборки? Для этого необходимо выяснить, какому количеству человек рентабельно осуществить процесс сборки данного топливного насоса. Для начала стоит выяснить, нужны ли высококвалифицированные рабочие. Необходимо навыки работать с прессом, умение его настройки, но сам процесс запрессовки пробок в корпус насоса не представляет сложности. Будет ли операцию запрессовки выполнять отдельный человек? С учетом вышенаписанного ответ утвердительный, потому что, для настройки пресса необходимы определённые навыки и умения. На верстаке выполняются следующие сборочные процессы: завинчивание и затягивание резьбовых соединений при помощи гайковерта, наживление – вручную, установка шплинтов 20 и несложные процессы, как, например, надевание шайбы 10 и поршня 19 на пробку 2. Особых умений и навыков в данном случае не требуется и эту работу может выполнять низкоквалифицированный рабочий. Комплектование, чистку, смазку и упаковку – неквалифицированный рабочий. Контроль в условиях мелкосерийного производства возможно осуществить другому рабочему. Например, в рассматриваемом цеху могут собираться и другие изделия, требующее проверки на герметизацию. Что будет, если разместить контрольный стол рядом с одним из уже перечисленных рабочих? В любом случае будут неустранимые технологические перерывы. Так, например, человек либо собирает топливный насос на верстаке, либо, контролирует уже готовое изделие. В таком случае будет наблюдаться либо простой контрольного стола, либо простой слесарного верстака, это экономически нецелесообразно.

Таким образом, в результате таких суждений, выделено 5 рабочих мест:

• Рабочее место комплектовщика (осуществляет также чистку и смазку деталей) – оборудование верстак слесарный, оснастка – ветошь, щетки, смазывающие материал (например, графитовая смазка)

• Рабочее место прессовщика – оборудование пресс, оснастка – направляющие втулки.

• Рабочее место сборщика – оборудование верстак слесарный, на котором должны быть установлены тиски, кроме этого, плоская отвертка для установки резиновых колец, круглогубцы, гайковерт

• Рабочее место контроллера – оборудование контрольный стол

• Рабочее место упаковщика – оборудование упаковочный стол. На столе присутствуют упаковочные материалы: пакеты и коробки

В связи с данным делением выделяются следующие операции:

005 Комплектовочная. На этом этапе задача комплектовщик подготовить необходимый набор составляющих элементов сборочной единицы в соответствии с спецификацией, доставить их на рабочее место, очистить сопрягаемые поверхности деталей от пыли и загрязнений. Для защиты от ржавчины и как следствие незатруднённом их разъединении при ремонте смазываются резьбовые соединения. Также смазываются поверхности, которые подвергаются запрессовке.

010 Сборочная. Во время этой операции осуществляется сборка двух одинаковых сборочных единиц для последующей запрессовки их в корпус насоса: пробок в сборе. При помощи плоской отвертки на пробку устанавливаются резиновые кольца, а плоскогубцами загибаются шплинты.

015 Запрессовывание. В корпус при помощи прессового усилия одновременно запрессовываются две пробки.

020 Сборочная. На верстаке осуществляется сборка оставшихся деталей с использованием полученного на предыдущем этапе корпуса с запрессованными пробками. Он фиксируется в тисках. Для соединения резьбовых поверхностей, применяется гайковерт. Для установки резиновых колец – плоская отвертка.