САПР ТП сборки изделий

Сборка – это образование разъемных или неразъемных соединений из составных частей заготовки или изделия.

Процесс сборки является заключительным этапом изготовления изделия, в значительной степени определяющим его основные эксплуатационные качества. Это связано с тем, что в процессе сборки могут возникнуть погрешности взаимного расположения деталей, существенно снижающие точность и служебные качества собираемого изделия.

Выполнение сборочных работ связано с большой затратой времени, которое составляет 25 – 40% от общей трудоемкости изготовления изделия. Следует отметить, что основная часть слесарно-сборочных работ выполняется вручную, что требует больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.

Сборка может осуществляться простым соединением деталей, запрессовкой, свинчиванием, сваркой, пайкой, клепкой и склеиванием. По объёму работ сборка подразделяется на общую, объектом которой является изделие в целом, и на узловую, объектом которой является сборочная единица или узел.

В процессе сборки необходимо обеспечить взаимное расположение деталей в пределах заданной точности. Одним из средств определения рациональных допусков является расчет и анализ размерных цепей. При расчете размерных цепей могут быть использованы следующие методы достижения точности замыкающего звена:

· полной взаимозаменяемости изделий с расчетом размерной цепи на максимум и минимум – точность замыкающего звена достигается путем включения составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений;

· неполной взаимозаменяемости изделий с расчетом по вероятностному методу – у части изделий погрешность замыкающего звена может быть за пределами допуска на сборку, возможен определенный риск несобираемости;

· групповой взаимозаменяемости (селективной сборки) – точность достигается путем включения составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы;

· пригонки – точность достигается изменением размера компенсирующего звена путем удаления слоя материала;

· регулирования – точность достигается изменением размера или положения компенсирующего звена без удаления слоя материала за счет конструкции (винтовая пара, клин, набор прокладок, передвижные втулки);

· сборки с компенсирующим материалом, вводимым в зазор между сопрягаемыми поверхностями после их установки в требуемое положение.

Последовательность сборки в основном определяется конструкцией изделия, компоновкой деталей и методом достижения требуемой точности и может быть представлена в виде технологической схемы сборки, являющейся условным изображением порядка комплектования изделия при сборке.

Схемы сборки позволяют наглядно представить весь технологический процесс, проверить правильность последовательности операций. На схемах каждый элемент изделия обозначается прямоугольником, в котором указываются его наименование, индекс и количество элементов (рис.).

Деталь или ранее собранная сборочная единица (сб. ед.), с которой начинается сборка изделия и к которой присоединяются другие детали или сборочные единицы, называется базовой деталью или базовой сборочной единицей.

Процесс сборки изображается на схеме горизонтальной линией в направлении от прямоугольника, обозначающего базовую составную часть, до прямоугольника, обозначающего готовое изделие (или сборочную единицу). Выше горизонтальной линии указываются детали, ниже – сборочные единицы. Для каждой сборочной единицы могут быть построены аналогичные схемы.

После разработки схемы сборки устанавливается состав необходимых сборочных и контрольных работ и определяется содержание технологических операций и переходов.

Основной трудностью при автоматизации проектирования ТП сборки является низкий уровень обобщения предлагаемых решений по сравнению с уровнем общения решений задач при механической обработке.

Процесс проектирования ТП сборки направлен на решение следующих основных задач:

1. определение оптимальных методов и организационных форм сборки;

2. определение последовательности сборки;

3. определение необходимых средств (оборудования, оснастки, инструмента);

4. определение места в маршруте и состава несборочных, но входящих в ТП сборки операций (операций механической обработки, защитных покрытий, смазки, промывки);

5. определение необходимости контрольных операций, их места в маршруте и состава;

6. формирование операций;

7. формирование переходов.

Все эти задачи с позиций формализации можно разделить на две группы:

1) определение последовательности сборки;

2) определение средств для каждого этапа сборки.

Задачи определения средств сборки решаются с помощью ЭВМ путем построения информационно-поисковых систем. Перечни применяемого оборудования, инструмента, контрольных и измерительных средств вместе с их характеристиками составляют условно-постоянную информацию системы. Для каждого этапа сборки по соответствующим признакам осуществляется поиск необходимых средств.

Задачи определения последовательности сборки по своему функциональному назначению делятся на три вида:

1) формирование схемы, содержащей все оправданные варианты порядка сборки (т.е. учитывающей схему базирования, возможности доступа, способ получения точности замыкающего звена);

2) определение оптимальной организации процесса сборки по имеющейся схеме порядка (к таким задачам, прежде всего, относится задача технологического членения);

3) определение места в маршруте сборки операций механической обработки, контроля.

Результатом решения этих задач является последовательность сборки, которая оформляется в виде схемы сборки.

Из технологии известен ряд положений, который отражает правила проектирования сборочных процессов, основные из которых можно сформулировать таким образом:

1. Перед установкой какого-либо элемента должны быть выявлены элементы, определяющие его положение в пространстве изделия, т.е. базовые.

2. Если в конструкции сборочной единицы доступ какого-либо элемента к месту сочленения перекрывается другим элементом, то элемент, ограничивающий доступ, должен устанавливаться после элемента, доступ к которому ограничен.

3. Следует постепенно переходить к сборке тех сборочных единиц и деталей, размеры и относительные повороты поверхностей которых являются общими звеньями, принадлежащими постепенно уменьшающемуся количеству размерных цепей. Данное положение устанавливает влияние схемы размерных цепей на последовательность сборки.

4. В каждой размерной цепи последними устанавливаются элементы, размеры и относительные повороты которых являются звеньями размерной цепи, содержащей замыкающее звено.

5. При выделении технологических сборочных единиц обязательным условием является возможность их существования независимо друг от друга. Такое положение обеспечивается существованием силового замыкания между взаимно сопрягающимися деталями в каждой из выделенной сборочной единице.

Построение схемы сборки является первым этапом построения ТП:

На следующем этапе производится формирование операций. По определению операция связана со сборкой сборочной единицы или изделия на одном рабочем месте, что, как правило, соответствует одному оборудованию (пресс, вальцовочная машина, ванна для промывки, стол сборщика) и оснастке. Исходя из этого положения, группы переходов объединяются в операцию по признаку использования одного и того же оборудования, оснастки и принадлежности одной сборочной единице, выделенной в задаче технологического членения.