Реферат: Анализ и экономическая оценка сборочного производства

Министерствообразования и науки Украины

Восточноукраинский национальный университет им.ДаляРЕФЕРАТна тему: «Анализ иэкономическая оценка сборочного производства»

Выполнил: студент группы УП-211 ЗарубинЕ.А.

Проверил: Хаустова А.В.

Луганск 2002г.

План

1.Сущность сборки

2.Понятие о сборочных единицах

3. Виды сборки: стационарная и подвижная

4.Сварка плавлением

5.Сваркадавлением

6.Специальные методы сварки

7. Методы соединения сборочных элементов

1. Сущность сборки

Структура сборочного процесса до настоящего времени ещене определена в такой степени, как это сделано для процесса механическойобработки. Сборку трудно выделить из общего процесса производства, так как заоснову берут организационный принцип всей работы.

К технологиисборки относят работы, выполняемые производственными рабочими. Транспортные идругие работы, выполняемые вспомогательными рабочими в сборочном цехе, относятк технологическим элементам производственного процесса.

Технологический процесс сборки машин является составнойчастью производственного процесса, который последовательно соединяет детали вподгруппы, группы, а из них — готовое изделие, отвечающее техническимтребованиям.

Как правило, машины собирают на том же заводе, которыйпроизводит обработку всех деталей, за исключением крупных и громоздких машин —мощные турбины, подъемные краны и другие, которые собирают на месте употребителя.

Каждая машина состоит из совокупности деталей и узлов,являющихся ее элементами. Деталью называютпервичный элемент машины, характеризующим признаком которого являетсяотсутствие в ней каких-либо соединений.

Узлом принято называть такую составную часть машины, которую можно собрать изнескольких деталей, независимо от вида соединений (разъемных или неразъемных) всамостоятельный (обособленный) элемент машины.

Цель сборки — соединить отдельные детали в одно целое такимобразом, чтобы они имели заданное взаимное расположение основных поверхностей,имеющих большое значение в работе машины.

Сборка машины или отдельного узла начинается с установкибазовой детали на стенд или рабочее место. В качестве базовой детали берутдеталь, поверхность которой в дальнейшем используется при установке машины нафундамент. К базовой детали всоответствии с планом сборки последовательно крепят остальные детали узлов, приразработке технологического процесса на сборку машин узлы машины целесообразно делить на группы иподгруппы. В группы включают узлы, непосредственно входящие в машину, аподгруппы — узлы, входящие в машину в составе <img src="/cache/referats/12283/image002.jpg" align=«left» hspace=«227» v:shapes="_x0000_s1026">группы.

Узел, входящий непосредственно в группу, называютподгруппой первого порядка, а узел, входящийнепосредственно в подгруппу первого порядка, называют подгруппой второгопорядка и т. д.

Общей сборкой принято называть ту часть технологического процесса, в которойпроисходят фиксация и соединение групп и подгрупп, вводящих в собираемуюмашину.

Узловой сборкой называют ту частьтехнологического процесса, которая имеет возможность образовывать группы иподгруппы в узле изделия.

При составлении технологических схем на сборку изделийследует пользоваться индексацией (номерами), принятой при конструировании каждой детали и узла машины.

В технологический процесс сборки входяттокопроводящие соединения отдельных конструктивных элементов иэлектромагнитных систем, относящихся к электрической схеме и монтажу, а такжеоперации контроля работы отдельных узлов и машины в целом.

2. Понятие о сборочных единицах

Технологическаяорганизация производства сборки узлов машин зависит от вида производства(единичного, серийного и массового).

При индивидуальномпроизводстве сборки машин применяются универсальное оборудование иуниверсально-измерительный инструмент и требуется высокая квалификациярабочих. При таком производстве широко используются слесарно-пригоночныеработы.

В индивидуальномпроизводстве не разрабатывают детально технологического процесса, а составляютмаршрутную технологическую карту с указанием последовательности операций иориентировочно подсчитывают время по статистическим данным предыдущей сборки.Это можно объяснить тем, что детальный технологический процесс в опытном ииндивидуальном производствах экономически не оправдывается.

Технологическийпроцесс индивидуального производства отличается от серийного и массовогопроизводства тем, что он не расчленен на более мелкие и простые операциисборки, а также не имеет высокопроизводительной технологической оснастки(приспособлений и инструментов), так как она экономически не может бытьоправдана.

В условиях штучногопроизводства заготовки обрабатывают без специальной оснастки на универсальномоборудовании по разметке. Изготовленные таким образом детали не могут бытьвзаимозаменяемыми, вследствие чего на сборке допускаются слесарно-пригоночныеработы.

Увеличение объемапригоночных работ зависит от степени обработки конструкции машины и еетехнологичности. Нетехнологичная конструкция машины вызывает дополнительныепригоночные работы и ухудшает се качество.

При индивидуальномпроизводстве цикл сборки машины очень велик по сравнению с крупносерийным имассовым производством, вследствие чего требуется большое количествопроизводственных площадей.

В серийном производствевыпуск собираемых машин происходит не единицами, как в индивидуальномпроизводстве, а сериями (партиями) в определенный промежуток времени.

Для серийного производствацелесообразно разрабатывать детальный технологический процесс сборки с полнойтехнологической оснасткой, что экономически оправдано; при этом значительносокращаются слесарно-пригоночные работы, а следовательно, и улучшается качествособираемой машины.

Всерийном производстве применяют метод взаимозаменяемости, однако могут бытьдопущены некоторые пригоночные работы.

Сборкамашин в массовом производстве значительно отличается от технологическогопроцесса в индивидуальном и серийном производстве тем, что каждый рабочийповторяет одну и ту же операцию, закрепленную за каждым рабочим местом(постом). Это дает возможность применять специальную высокопроизводительнуюоперационную оснастку транспортеры, конвейеры и т. д. позволяющую наиболее производительно организоватьпроцесс сборки. В условиях массового производства технологический процесссоставляют по принципу параллельного выполнения операций, что позволяет резко сократить циклсобираемых машин и повысить съем продукции с 1 м1 производственной площади.

Основнымусловием массового производства является осуществление метода полнойвзаимозаменяемости, обеспечивающей изготовление деталей с определеннойточностью без дополнительных пригоночных работ на собираемых узлах машины.

Как правило, технологический процесс для массовой сборки машин разрабатывают с учетом полной дифференциацииотдельных операций и оснащают специальным высокопроизводительнымтехнологическим оборудованием, так как вмассовом производстве технологический процесс сборки машин непрерывно повторяется.

3. Виды сборки: стационарная и подвижная

Косновным формам сборки машин относятся стационарная (стендовая) и подвижная.

Стационарная сборка характеризуется тем, что все детали и узлы подаются на собираемый пост(стенд).

При подвижной сборке собираемые узлы машины последовательно перемещаютсяпо всем постам в определенный промежуток времени. При этом каждый пост оснащенспециальным оборудованием и инструментом, которые необходимы для выполнениясобираемых работ на рабочем посту.

Стационарную сборку можнопроизводить двумя способами:

а) концентрированным (безрасчленения сборочных работ) и

б) дифференцированным (пометоду расчленения).

Концентрированный методсборки предусматривает выполнение всех сборочных работ машины одним рабочимили бригадой. Этот способ имеет слишком продолжительный цикл сборки и особенно,когда собираемая машина имеет большую трудоемкость. Кроме того,концентрированный метод сборки при большом количестве машин требует большихпроизводственных площадей, оборудования и специального сборочного инструмента.

Концентрированный методсборки может быть экономически оправдан в опытном и индивидуальномпроизводствах.

Характерной разновидностьюконцентрированного метода сборки является бригадный. Причем бригадный методявляется первым шагом к расчленению процесса сборки и специализации отдельныхрабочих (сборщиков) на определенной группе операции узлов машины.

В сборочных цехах имелисьпопытки закрепить за каждым рабочим бригады по отдельному узлу собираемоймашины. Это дало бы хорошую специализацию сборщиков на определенных работах(узлах). Но по конструктивным условиям машины вести сборку одновременно всехузлов невозможно. При этом методе сборки большое значение имеет правильноепланирование начала и конца сборки объекта с учетом трудоемкости ипоследовательности постановки каждого узла на собираемую машину.

Бригадный метод сборкинаходит широкое применение при индивидуальном производстве и особенно приповторной сборке узлов машины. Этот метод заключается в следующем: сборку узловили общую Сборку машины производят из деталей, поступающих с промежуточныхскладов. В процессе сборки тщательнохронометрируют трудоемкость всех операций и переходов как чисто сборочных, таки пригоночных.

Значение этих трудосмкостейпооперационно заносят в общую ведомость. После этого окончательно собранныйузел (или изделие) разбирают, а затем производят повторную сборку, сновахронометрируя трудоемкость операций. При этом трудоемкость повторной сборкименьше первоначально зафиксированной трудоемкости. Например, по данным рядазаводов трудоемкости повторных сборок составляют 40—50% от фактическойтрудоемкости первичной сборки по отдельным операциям, причем можно точноустановить, за счет каких работ происходит снижение трудоемкости.

Метод повторных сборок узловили машин можно принять тогда, когда технологические процессы в механическихцехах освоены и эти цехи дают проверенные детали на сборку.

Обычно и технология сборки кэтому времени уже находится в стадии освоения. Поэтому при установлениипричин, дополнительно повышающих трудоемкость сборки изделия, приходитсявносить ряд изменений в освоенный технологический процесс. Это является большимнедостатком метода повторных сборок.

В тех случаях, когдатехнология сборки только разработана, но еще не внедрена в производство, анализтехнико-экономических характеристик сборочного процесса можно произвести пометоду, разработанному доктором техн. наук Н. А. Бородачевым.

Для этой цели все операцииразработанного технологического процесса сборки группируют следующим образом:

Ogs— собственно сборочныеоперации, требующие простого сочленения деталей (свинчивание. постановка наместо и др.), т. е. не требующие никаких пригонок и регулирования;

Ор — операция по нормальномурегулированию сопряжений, производимому перемещением или поворотом деталей споследующим их закреплением, но без пригонки и повторной разработки и сборки;

Оц„ — операция,подобная предыдущей, но с последующей штифтовкой без разборки;

Ош — штифтовкадеталей, требующая последующей разборки, промывки и повторной сборки;

Опр — пригоночныеоперации;

Опав — операциипо повторной разборке и сборке, вызванные конструкцией изделия (невозможность)постановки на место предварительно собранногои отлаженного узла, без частичного снятия некоторых деталейи т. д.

4. Сварка плавлением

Дуговаяэлектрическая сварка. Дуговая электрическая сварка является наиболеераспространенным способом. При дуговой сварке тепло для нагрева и расплавленияметалла получают за счет электрических разрядов (дуги), образующихся междуэлектродами или электродом и свариваемым металлом, присоединяемым к источникупитания электрическим током.

Электрическая дугапредставляет собой непрерывный поток электронов, образующийся между электродамив газовой среде, который сопровождается выделением большого количества тепла и света.Температура электрической дуги находится в пределах: при угольных электродахдля катода 3200, для анода — 3900°С; соответственно при металлическом(стальном) 2400—2600° С. В центре столба дуги по его оси температура достигает6000—8000° С, вполне достаточная для расплавления металла и осуществленияпроцесса сварки.

Возбуждение (зажигание) дугипроизводится при мгновенном соприкосновении концов электродов с последующим разведением их при соединении электродов в электрической цепи, подключенной источнику питаниятоком, образуется короткое замыкание иконцы электродов нагреваются, а при отведении они расплавляются.

Пространство междуэлектродами заполняется парами металла — ионами, которые являются частичнымипереносчиками электронов.

Величина напряженияэлектрической дуги зависит от теплового состояния дугового пространства длины дуги и от степени ионизации)электродного пространства. Для поддержания устойчивой дуги необходимабеспрерывная ионизация дугового промежутка. Эта ионизация обеспечиваетсясоответствующим материалом электродов, составом газон, давлением окружающейсреды, видом тока и его силой, но в основном она определяется длиной дуги.

Сварочную дугу можно питатьпостоянным и переменным токами. Дуга, питаемая переменным током, менееустойчива вследствие того, что ток в ней при частоте 50 периодов изменяет своенаправление 100 раз в секунду, и в эти моменты при малой ионизации дуга можетоборваться. Для повышения устойчивости дуги, питаемой переменным током,применяют ионизирующие покрытия на электродах и на дугу от осцилляторапропускают токи высокой частоты.

Ручная сварка металлическимиэлектродами. Для ручной сварки металлическим электродом характерны тридвижения первое — непрерывное и равномерное вдоль его оси по мере расплавленияметалла для поддержания постоянной длины дуги 5; второе — вдоль оси шва подуглом 15 -30° и третье — поперечноеколебательное движение электрода, осуществляемое для получения валика шва 2.

Электрошлаковая сварка. Сущность процесса электрощлаковой сварки состоит в том, что тепловаяэнергия выделяется в расплавленном шлаке при прохождении через него электрического тока. Поэтому шлаки должны обладать электропроводностью.

Процесс электрошлаковойсварки ведут как на переменном, так и на постоянном токе. Особенность этогопроцесса по сравнению с электродуговой сваркой заключается в следующем:

1. При прохождении токачерез слой шлака газы выделяются, не образуя разбрызгивания шлака и металла,как при дуговом разряде. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковойванны и при таком количестве шлака, которое необходимо для образованияшлаковой корки.

2. Под шлаковым слоемисключается образование газовых раковин и пор даже при влажном флюсе иокисленных кромках свариваемых деталей; поэтому этот процесс сварки можновести на открытом воздухе и при любой погоде, получая качественное сварноесоединение.

3. Можно сваривать металллюбой толщины без предварительной подготовки кромок для сварки.

Атомно-водородная сварка. Атомно-водороднуюсварку ведут при помощи двух вольфрамовых или угольных электродов. Образующаясядуга между электродами и свариваемыми деталями горит в атмосфере водорода. Водород по специальным каналамэлектродержателей направляется в область сварочной ванны. Водород, поступающийв область высокой температуры дуги, диссоциирует на атомы. Процесс диссоциациипротекает по реакции H2->2H—100600 кал! г-моль с поглощением большогоколичества тепла. Атомы водорода в месте сварки, соприкасаясь с менее нагретымметаллом, вновь соединяются в молекулу, выделяя при этом поглощенное тепло,которое в основном нагревает свариваемыйметалл. Во время сварки образуется растянутая дуга веерообразной формы;температура в средней части дуги достигает 4000° С.

В качестве газа приатомноводородной сварке обычно применяют азотно-водородную смесь, получаемуюпутем диссоциации аммиака. Диссоциированный аммиак взрывобезопасен.

Контактную сварку производятна специальных сварочных машинах, поэтому она представляет собой высокопроизводительныйпроцесс. Эту сварку делят на три основных вида: стыковую, точечную роликовую(шовную).

При стыковой сварке свариваемые детали соединяются теми поверхностями,на которых образуется сварное соединение. На стыковых сварочных установкахпроизводят сварку деталей из низкоуглеродистой стали и цветных металлов,площадь сечения которых не более 1000 мм2

5.Сварка давлением

Холодная сваркаметаллов. В сварочном производстве длительное время применяются процессы,связанные с использованием высокочастотных источников тепла, при этом металл вместах соединения доводится до плавления или пластического состояния, впоследние годы установили, что сварку можно производить при комнатныхтемпературах, не нагревая металл,—холодной сваркой.

При холодной сваркесоединения получаются в результате взаимодействия электронов и ионов,находящихся в узлах кристаллической решетки и определяющих прочность кусковметалла. При сближении двух металлических поверхностей происходит объединениеэлектронов, в результате чего возникают силы взаимодействия междуповерхностями. При достаточном сближении образуется общее «электронное облако»и, следовательно, единое соединение из двух кусков металла.

В реальных условиях всеметаллы покрыты окислами и имеют неровности на поверхности, что существенноизменяет характер взаимодействия поверхностей при их сближении. При сближенииповерхностей с неровностями сначала возникают сближения в отдельных, наиболеевысоких точках.

При достижении определеннойстепени деформации происходит объединение отдельных точек контакта в общуюплощадь контакта. При этом важно чтобы в области контакта не возникали большиенапряжения, способные разрушить соединение после удаления внешней нагрузки. Навсех металлах, кроме благородных (золото, платина и др.), в атмосферныхусловиях очень часто образуются пленки окислов, которые препятствуютобразованию металлической связи. Большую вредность соединяемым металламприносят органические соединения (масла).

Для осуществления холоднойсварки необходимо со свариваемой поверхности удалить окислы и загрязнения исблизить эти поверхности на расстояние параметра критической решетки, что напрактике приводит к значительным деформациям соединяемых металлов.

Методом холодной сваркиможно осуществлять соединения встык, внахлестку и в тавр. Перед сваркойповерхности, подлежащие соединению, обезжиривают и очищают вращающейсяпроволочной щеткой — шабрением. Встык свариваются проволоки; внахлестку — листытолщиной 0,2—15 мм. Соединениявыполняются в виде отдельных точек путем вдавливания в металл с одной или двухсторон пуассонов или непрерывного шва (вдавливанием штампа или прокатыванием ролика).

Холодная сварка нашлаширокое применение в производстве бытовых приборов (чайников, кастрюль и т.п.), в приборостроении, для заварки оболочек алюминиевых кабелей, приизготовлении теплообменников, для холодильников и в других отраслях.

Ультразвуковая сваркаметаллов. В настоящее время ультразвук находит широкое применение дляисследования некоторых физических явлений и свойств веществ. Ультразвуковыеколебания используют также для обработки металлов и дефектоскопии. В сварочномпроизводстве ультразвук можно использовать в различных целях. Например,воздействуя им на сварочную ванну в процессе кристаллизации, можно улучшитьмеханические свойства металла шва; его можно использовать и для удалениягазов. Ультразвук может быть источником энергии для создания точечных и шовныхсоединений.

Сварка взрывом. В последниегоды проведены исследовательские работы по использованию энергии взрыва длясоединения (сварки) однородных и разнородных металлов в твердом состоянии.Сущность этого способа сварки состоит в том, что на жесткое основаниеукладывают пластину, к которой нужно приварить вторую с расположенным на нейзарядом взрывчатого вещества. Пластины в момент взрыва устанавливаются непараллельно, а под небольшим углом друг к Другу. Энергия взрыва сообщаетбольшую скорость верхней пластине и в результате удара пластин образуютсязеркально-чистые поверхности и пластины соединяются.

Разработка процесса сваркивзрывом находится в начальной стадии, и поэтому трудно определить областиприменения этого способа. Однако уже сейчас сварку взрывом можно использоватьдля проката биметалла, т. е. металла, состоящего из двух слоев, при сварке заготовоки некоторых деталей из разнородных металлов.

Диффузионная сварка.Диффузионная сварка осуществляется в твердом состоянии металла при повышенныхтемпературах с приложением сдавливающего усилия к месту сварки.

Использование повышенныхтемператур при диффузионной сварке позволяет уменьшить сопротивление металловпластическим деформациям. Вследствие этого имеющиеся в зоне действительногоконтакта выступы на металле деформируются при значительно меньших нагрузках,что облегчает сближение 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 поверхностейосуществляется путем вращения или возвратно-поступательного перемещениясвариваемых деталей, сжимаемых определенным усилием.

6. Специальные методы сварки

На современном этапе развития физикиширокое применение в различных областях находит энергия электронов. Свободные электроны получаются в термоэлектрических катодах. Вэтих катодах металлы нагреваются до таких температур, при которых электроныприобретают скорость, достаточную чтобы покинуть металл и перейти в окружающеекатод пространство.

Свободные электроны под действием электрических или магнитных полеймогут перемещаться и им могут быть сообщены большие ускорения.

Сущность процесса сварки электронным лучом состоит в использованиикинетической энергии электронов, быстро движущихся в вакууме.

Электронный луч, используемыйдля сварки, получается в специальной электронной пушке. Электронная пушка представляет собой устройство, с помощьюкоторого получают узкие электронные пучки с большой плотностью энергии. Пушкаимеет катод, который нагревается довысоких температур.

Для увеличении энергии в луче после выхода, анода фиксируются магнитнымполем в специальных магнитных линзах. Летящие электроны, сфокусированные вплотный пучок ударяются с большой скоростью о малую, резко ограниченнуюплощадку на изделии 6; при этом кинетическая энергия электронов в следствииторможения в веществе превращается в тепло. Нагревая металл до очень высокихтемператур.

Для перемещения луча по свариваемому; изделию на пути электроновнаходится магнитная отклоняющаяся система, позволяющая устанавливать луч точнопо линии сварки. Сварочный процесс ведется в глубоком вакууме, чтобы обеспечить полную безопасность работыустановки.

Электронный луч являетсялегкоуправляемым источником тепла. Он позволяет в широких пределах и очень точнорегулировать температуру нагрева изделия, легко перемещать зону нагрева поизделию и переносить энергию на значительные расстояния.

Электроннолучевая сварка находит применение как для соединениямалогабаритных изделий электроники и приборостроения, так как для соединенияразличных крупногабаритных изделий — длиной и диаметром в несколько метров.Поэтому область применения электронно-лучевой сварки практически неограничена.

Квантовые генераторы оптического диапазона появились совсем недавно. Ноуже сейчас с их помощью можно получать интенсивные и остронаправленные пучкисвета, сконцентрировав энергию на очень малые площадки, равные тысячным доляммиллиметра. Созданное на этом принципе технологическое оборудование позволяетобрабатывать различные материалы и производить сварку основу принципа действияквантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение, котороепоглощает электромагнитные волны или фотоны атомными системами. При поглощениифотона его энергия передается атому, который переходит в «возбужденное»квантовое состояние. Этот атом может испускать фотон под действием внешнегофотона. В результате падающая волна усиливается волной, излучаемой атомом.Важным в этом процессе является то, что испускаемая волна в точности совпадаетпо фазе с той, под действием которой она возникает. Это явление используется вквантовых усилителях.

В квантовых генераторах в качестве основного энергетического элементаиспользуется рубин. Квантовый генератор света на кристалле рубина питается отимпульсной лампы, при вспышке которой большинство атомов хрома в рубинепереводится в возбужденное состояние. Однако к. п. д. квантовых генераторов нарубине невелик в настоящее время ведутся разработки квантовых генераторов наполупроводниках.

Квантовые генераторы пока еще не могут соперничать с электроннолучевойсваркой и поэтому наиболее перспективной областью их применения является сварка микросоединений.

7. Методы соединения сборочных элементов

Втехнологических процессах сборочных работ существуют два вида соединений:

а) подвижные; б)неподвижные, которые делятся на разъемные и неразъемные.

Разъемные соединенияполучают путем применения тугих, глухих,напряженных и плотных посадок, винтовых и клиновых соединений и конических посадок.

Неразъемныесоединения можно получить сваркой, клепкой, папкой, горячей прессовой посадкой,заливкой металлом и склеиванием карбинольным клеем и т. д.

Подвижные соединенияобразуются подвижными (скользящими) посадками.

Посадкой, какуже известно, называют соединения деталей, входящих одна в другую сопределенным зазором или натягом. Посадки с зазором относят к подвижным, апосадки с натягом к неподвижным соединениям.

Сборку подвижных инеподвижных соединений производят строго но технологическому процессу иузловому чертежу машины.

При разработкетехнологического процесса составляют схему сборки, которая необходима дляуказания последовательности постановки деталей, групп и подгрупп в собираемыхузлах машины. Как правило, схему сборки составляют в соответствии со сборочнымчертежом и спецификацией деталей машины.

В схеме технологического процесса производятуказания методов соединения деталей в узле машины, например, запрессовать,сварить, склепать, смазать, зашплинтовать и т. д.

Присоставлении технологических схем на сборку различных видов машин можно выбрать наиболее технологическуюконструкцию собираемой машины.

Технологичной конструкцией машины (с точки зрения сборки)можно считать ту, которая позволяетскомпоновать ее из предварительно собранных узлов, она имеет доступную сборку иразборку, что позволяет сократить цикл сборкии уменьшить затраты, связанные сосборочнымиработами.

Списокиспользованной литературы

1.

БариновН.А. Технология металлов. Металлургиздат.1963

2.

СидоровИ.А. Основы технологии важнейших отраслей промышленности, Москва, “высшаяшкола”, 1971

3.

КованВ.М. (и др.) Основы технологии машиностроения “Машиностроение”, 1965

4.

НикифоровВ.М. (и др.) Технология важнейших отраслей промышленности, ч.1, изд. ВПШ при ЦККПСС, 1959

5.

ДанилевскийВ.В. Технология машиностроения.

“Высшая школа”,1965