Сборочные процессы в промышленности¶
Сборочные — совокупность технологических операций и организационных процессов, в результате которых из отдельных деталей, узлов и комплектующих получают готовое изделие, машину, прибор или конструкцию. Сборка является завершающей стадией производственного цикла в машиностроении, приборостроении, строительстве и ряде других отраслей и во многом определяет качество, надёжность и себестоимость конечной продукции.
¶Место сборки в производственном цикле
Производство любого сложного изделия обычно включает заготовительную, обрабатывающую и сборочную стадии. На заготовительной стадии получают исходные заготовки (литьё, поковки, прокат), на обрабатывающей — изготавливают детали с требуемой точностью, а на сборочной — соединяют их в узлы, агрегаты и готовое изделие. Трудоёмкость сборки в машиностроении нередко достигает 25–40 % общей трудоёмкости изготовления изделия, а в приборостроении и электронике может быть ещё выше.
¶Виды сборки
Сборку классифицируют по нескольким признакам.
По характеру соединений различают:
- неразъёмные соединения — сварка, пайка, клёпка, склеивание, запрессовка, соединения с гарантированным натягом;
- разъёмные соединения — резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, байонетные.
По организации процесса выделяют:
- стационарную сборку — изделие остаётся на одном рабочем месте, к нему подают детали (характерна для крупногабаритных машин, станков, турбин);
- подвижную сборку — изделие последовательно перемещается по рабочим местам (конвейерная, поточная сборка).
По степени механизации различают ручную, механизированную, автоматизированную и роботизированную сборку. По точности — сборку с полной взаимозаменяемостью, с неполной взаимозаменяемостью, с селективным подбором деталей, с пригонкой и с регулировкой.
¶Методы обеспечения точности
Ключевая задача сборки — достижение заданной точности замыкающего звена размерной цепи. Применяются следующие методы:
| Метод | Сущность | Область применения |
|---|---|---|
| Полная взаимозаменяемость | Детали ставятся без подбора и пригонки | Массовое производство, крепёж |
| Неполная взаимозаменяемость | Допускается часть изделий вне допуска | Серийное производство |
| Селективная сборка | Детали сортируют на размерные группы | Подшипники, поршневые пары |
| Пригонка | Снятие слоя материала по месту | Единичное производство |
| Регулировка | Компенсация зазора подвижным элементом | Редукторы, оптика |
¶Технологическая документация
Сборочный процесс регламентируется технологической документацией: маршрутными и операционными картами, сборочными чертежами, схемами сборки, картами эскизов. Основой служит единая система технологической документации (ЕСТД). Схема сборки отражает последовательность установки деталей и узлов, а также базы, по которым производится ориентирование.
¶Организационные формы
В единичном и мелкосерийном производстве преобладает сборка на универсальных рабочих местах с применением универсального инструмента. В крупносерийном и массовом производстве применяется поточная сборка на конвейерах, где каждая операция выполняется на отдельном рабочем месте за такт, равный ритму выпуска. Автоматические сборочные линии и робототехнические комплексы используются в электронной, автомобильной и приборостроительной промышленности.
¶Сборочные единицы
Изделие членится на сборочные единицы — узлы и агрегаты, которые собираются независимо и затем включаются в общую сборку. Такое членение позволяет распараллелить работы, упростить контроль и повысить ремонтопригодность. В Единой системе конструкторской документации (ЕСКД) сборочная единица определяется как изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе.
¶Контроль качества
Сборочные операции сопровождаются контролем: проверкой геометрии, зазоров, натягов, моментов затяжки резьбовых соединений, герметичности, балансировки, электрических параметров. Применяются измерительные инструменты, калибры, координатно-измерительные машины, стенды функциональных испытаний. Ошибки сборки — одна из основных причин отказов машин в эксплуатации.
¶Автоматизация и роботизация
Современная автоматизация сборки включает сборочные роботы, манипуляторы, системы машинного зрения, автоматическую подачу и ориентацию деталей, адаптивное управление. Наибольшие успехи достигнуты в сборке электронных плат (поверхностный монтаж), автомобильных узлов, бытовой техники. Сложные операции, требующие гибкости и осязания, по-прежнему выполняются человеком.
¶Значение и развитие
Сборка — связующее звено между производством деталей и готовой продукцией. Совершенствование сборочных процессов идёт по пути повышения точности, автоматизации, модульности конструкций и цифровизации (системы MES, цифровые двойники, аддитивные технологии). В России сборочные производства развиты в автомобилестроении, авиастроении, станкостроении, энергетическом машиностроении и электронной промышленности.
Источники: учебники по технологии машиностроения, ЕСКД и ЕСТД, справочная литература по сборочным процессам.