Основные методы обеспечения взаимозаменяемости
Понятие о взаимозаменяемости, виды взаимозаменяемости
Взаимозаменяемостью называется свойство одних и тех же деталей, узлов или агрегатов машин и т. д., позволяющее устанавливать детали (узлы, агрегаты) в процессе сборки или заменять их без предварительной подгонки при сохранении всех требований, предъявляемых к работе узла, агрегата и конструкции в целом.
Различают 5 видов взаимозаменяемости:
Полная – взаимозаменяемость всех деталей и узлов прибора
Неполная– вз части детали или сборочных единиц детали. Характеризуется коэф вз – ти (должен стремиться к 1). Это отношение трудоемкости вз – мых деталей к общей трудоемкости изготовления изделий.
Внутренняя – вз – ть отдельных или всех деталей сборочной единицы
Внешняя – вз – ть самих сборочных единиц
Функциональная – вз – ть, при которой точность геометрических и других параметров рассчитывается по зависимостям связывающих их отклонение с допустимыми отклонениями эксплуатационных показателей в целом.
Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов и др.), их частей или других видов продукции (сырья, материалов) называется их свойство равноценно заменять при использовании любого множества изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. В общем случае различают взаимозаменяемость:
– частичную (не полную).
Наиболее часто применяют полную взаимозаменяемость,которая обеспечивает совместимость беспригонной сборки или замены при ремонте любых независимо изготовленных с заданной точностью деталей или изделий. Полная взаимозаменяемостьвозможна только тогда, когда размеры, форма, элементные и другие качественные и количественные параметры деталей и изделий находятся в заданных пределах и удовлетворяют установленным техническим требованиям. Уровень взаимозаменяемости производства обычно характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости КВ, равным отношению трудоемкости изготовления и сборки взаимозаменяемых деталей узлов, конструкций или их частей QВ к общей трудоемкости изготовления сборочной единицы QΣ. Величина КВ изменяется в пределах
.
При этом выполнение установленных требований к точности деталей, узлов, сборных единиц или их элементов является важнейшим и определяющим условием обеспечения взаимозаменяемости.
Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборные единицы, от которых зависит надежность и другие эксплуатационные свойства изделия. В обязательном порядке это требование распространяется на запасные части изделия (ЗИП).
Свойства собираемости и возможности равноценной замены любого экземпляра взаимозаменяемой и сборочной единицы любым другим сборочным экземпляром позволяет изготовлять детали в одних цехах предприятия, а собирать из них изделия в других цехах этого предприятия или даже других профильных предприятиях. При полной взаимозаменяемости процесс сборки сводиться к соединению деталей преимущественно рабочими не высокой квалификации. Поэтому появляется возможность точно нормировать процесс сборки по времени, устанавливать необходимый темп работы, применять поточный метод сборки и создавать условия для автоматизации, специализирования и кооперирования производственных процессов.
Частичная (неполная) взаимозаменяемость применяется в тех случаях, когда не возможна сборка изделия при пригонки или регулировки входящих в него деталей, узлов или сборочных единиц. Такая взаимозаменяемость широко используется в мелкосерийном и серийном производствах. Например, при сборке металлорежущего станка осуществляется пригонка и регулировка устанавливаемых на станине суппорта или задней бабки. Коэффициент взаимозаменяемости КВ в этом случае ниже, чем при полной взаимозаменяемости.
С коэффициентом взаимозаменяемости КВ тесно связан коэффициент унификации (стандартизации) производства Ку, определяемый как отношение трудоемкости сборки унифицированных (стандартных) деталей Qcт к трудоемкости сборки оригинальных деталей Qорг:
. (1)
Применение той или иной взаимозаменяемости на производстве обусловлено многими факторами, основными из которых являются: тип производства, вид выпускаемой продукции, степень развитости производственных отношений, культура производства.
В общем случае с повышением КВ эксплуатационные характеристики изделия улучшаются, так как создаются условия для быстрой и эффективной замены или восстановления деталей, узлов или сборочных единиц изделия в период проведения ремонтов, технического обслуживания и регламентных работ по системе планово-предупредительного ремонта (ППР). Однако в индивидуальном и мелкосерийном производствах эта связь проявляется слабо в связи с ограниченным количеством выпускаемых изделий. Наибольшее влияние КВ на эксплуатационные свойства оказывает в массовом и крупносерийном производстве. Влияние КВ на эксплуатационные свойства изделий в большой степени зависит от вида изделия: наибольшее – в радиоэлектронной промышленности, несколько меньше – в приборостроении, еще меньше – в машиностроении.
Полную взаимозаменяемость экономически целесообразно применять для деталей, изготовленных в массовом и серийном производствах и имеющих точность не выше шестого квалитета, а также для сборочных единиц и изделий, состоящих из небольшого числа деталей, для которых несоблюдение заданныхзазоров или натягов при сборке изделий в машино- и приборостроении недопустимо даже у части деталей.
Современная промышленность не может развиваться без широкой кооперации, для которой основой является взаимозаменяемость. Разработка эффективных технологических процессов и их практическое осуществление также невозможно без учета взаимозаменяемости деталей, узлов и конструкций. Качество изделий и его контроль осуществляется на основе приемов, выработанных практикой использования различных видов взаимозаменяемости. Таким образом, взаимозаменяемость выделилась в самостоятельное научно-производ-ственное направление во многих отраслях промышленности, играющее определяющую роль в достижении высокого качества выпускаемой продукции и обеспечения ее конкурентоспособности на мировом рынке.
Помимо полной и неполной взаимозаменяемости существуют следующие виды взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц:
1. ^ Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных кооперируемых изделий (монтируемых в другие изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных плоскостей. Например, в электродвигателе внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения приводящего вала, а также по размерам присоединительных плоскостей. В подшипниках качения внешняя взаимозаменяемость обеспечивается по наружному диаметру наружного кольца, устанавливаемого в корпусе изделия, и внутреннему диаметру внутреннего кольца, устанавливаемого на валу, а также по точности вращения и восприятию нагрузок.
2. ^ Внутренняя взаимозаменяемость – распространяется на детали, сборочные единицы, изделия, изготавливаемые на конкретном предприятии или его подразделении. Например: при селективной сборке подшипников качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
При рассмотрении вопроса о взаимозаменяемости изделий вводится понятие совместимости– свойство объектов занимать свое место в сложном готовом изделии и выполнять требуемые функции при совместной или последовательной работе этих объектов в заданных эксплуатационных условиях. При этом под объектом понимают автономные блоки, приборы или другие изделия, входящие в более сложные изделия.
3. ^ Функциональная взаимозаменяемость – обеспечение взаимозаменяемости машин и других изделий по оптимальным эксплуатационным показателям, что является основным принципом взаимозаменяемости изделий и машин в целом. Поэтому в более обобщенном представлении взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность изделий или их потребительские свойства с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени эксплуатационными показателями или оптимальными показателями качества функционирования, называютфункциональной.
При этом функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на надежность или экономические показатели машин и других изделий, или служебные функции сборочных единиц. Например: от зазора между поршнем и цилиндром (функциональный показатель, определяемый допуском на размер деталей) зависит мощность двигателей (эксплуатационный показатель). Эти параметры названы функциональными, так как существует их связь со служебными функциями сборочных единиц и эксплуатации заданного изделия.
Такая связь может быть как закономерной (см. выше), так и случайной. Чтобы получить наибольшую эффективность взаимозаменяемости, т.е. добиться функциональной взаимозаменяемости, необходимо при конструировании, производстве и эксплуатации машин и изделий учитывать комплекс научно-технических исходных положений, которые объединяются общим понятием – принципиальная взаимозаменяемость – и которые обусловлены «жизненным» путем изделия.
Источник
Сборка на основе полной взаимозаменяемости сборочных единиц
Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних — в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять и другие условия: устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля и т. д. Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надежность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.
При полной взаимозаменяемости:
— упрощается процесс сборки — он сводится к простому соединению деталей рабочими преимущественно невысокой квалификации;
— появляется возможность точно нормировать процесс сборки во времени, устанавливать необходимый темп работы и применять поточный метод;
— создаются условия для автоматизации процессов изготовления и сборки изделий, а также широкой специализации и кооперирования заводов (при которых завод-поставщик изготовляет унифицированные изделия, сборочные единицы и детали ограниченной номенклатуры и поставляет их заводу, выпускающему основные изделия);
— упрощается ремонт изделий, так как любая изношенная или поломанная деталь или сборочная единица может быть заменена новой (запасной).
Сборка на основе частичной взаимозаменяемости
Иногда для удовлетворения эксплуатационных требований необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку и другие дополнительные технологические мероприятия при обязательном выполнении требований к качеству сборочных единиц и изделий. Такую взаимозаменяемость называют неполной (ограниченной). Ее можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам.
Внешняя взаимозаменяемость — это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий (монтируемых в другие более сложные изделия) и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности, а также по размерам присоединительных поверхностей; в подшипниках качения — по наружному диаметру наружного кольца и внутреннему диаметру внутреннего кольца, а также по точности вращения.
Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца.
41. Точность сборки — характеристика и свойство технологического процесса сборки изделия. Точность сборки призвана обеспечивать соответствие действительных значений параметров изделия значениям, заданным в технической документации. Точность сборки зависит от ряда факторов:
точности размеров и формы,
шероховатости сопрягаемых поверхностей деталей,
взаимного положения деталей при сборке,
технического состояния средств технологического оснащения,
деформации системы «оборудование — приспособление — инструмент — изделие» в момент выполнения сборки и т. п.
С помощью сборочных размерных цепей может быть определена точность сборки аналитически.
Размерная цепь — замкнутый контур взаимосвязанных размеров, определяющих их численные значения и допуски. Размерная цепь состоит из:
составляющих,исходного (замыкающего),других видов звеньев.
Составляющее звено — звено размерной цепи, изменение которого вызывает изменение исходного (замыкающего) звена. Составляющие звенья обозначаются прописными буквами русского алфавита с цифровыми индексами (например, A1, А2 или Б1, Б2).
Исходное (замыкающее) звено — звено, образующееся в цепи последним вследствие решения определенной задачи при изготовлении или ремонте. Оно обозначается той же буквой алфавита с индексом ?.
Компенсирующее звено — звено, трансформацией размера которого получается требуемая точность замыкающего звена. Оно обозначается той же буквой алфавита с соответствующим цифровым индексом и буквой «К» (например, А1к или Б2к).
Составляющие звенья могут быть увеличивающими или уменьшающими (по характеру воздействия на замыкающее звено), т. е. при их увеличении замыкающее звено увеличивается или уменьшается. Увеличивающие звенья могут обозначаться стрелками, направленными вправо -> А, уменьшающие — стрелками влево
Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 407 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Сборка по методу полной взаимозаменяемости
Виды сборки
Этапы проектирования
Исходные данные на проектирование
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СБОРКИ
Сборка является завершающим и ответственным этапом машиностроительного производства, в котором сходятся результаты предшествующей работы, проделанной конструкторами и технологами по созданию машины.
Объем сборочных работ в % от общей трудоемкости составляет:
— в мелкосерийном и единичном производстве 40-50;
— в серийном производстве 30-35;
— в крупносерийном производстве 20-25;
— в массовом производстве 20.
1. Сборочные чертежи и чертежи общих видов узлов и изделий, определяющие конструкцию изделия. Спецификации на них.
2. Технические условия на приемку и испытание изделий.
3. Производственная программа.
4. Время, которое потребуется на выполнение программы.
1. Изучение служебного назначения объектов, подлежащих сборке,
внесение необходимых уточнений.
2. Изучение, критический анализ и уточнение технических условий и норм точности.
3.Выбор формы и организации вида сборки объекта.
4. Изучение сборочных чертежей объекта. Определение с помощью размерных цепей выбранных конструкций, методов достижения требуемой точности замыкающего звена и всех звеньев цепи.
5. Разработка схемы общей сборки (указываются операции, переходы, оснастка, нормирование).
6. Уточнение служебных назначений каждой сборочной единицы и технических требований.
7. Разработка схемы сборки каждой отдельной сборочной единицы с указанием технических условий, что и в п. 5.
8. Разработка технического задания на проектирование оснастки для бюро приспособлений.
9. Разработка условий, методов и средств регулировки и испытания собранного объекта.
10. Разработка техпроцесса разборки объекта, если он транспортируется потребителю в разобранном виде.
11. Разработка техпроцесса сборки объекта у потребителя.
Сборку можно выполнить различными методами и средствами в зависимости от масштаба производства. При единичном производстве она выполняется по принципу концентрации операций. С увеличением масштаба производства происходит переход от концентрации операций к их широкому дифференцированию.
Серийная сборка машин производится преимущественно дифференциальным методом.
Сущность заключается в том, что все детали или узлы при сборке в машину не требуют какой-либо механической обработки или прогонки по месту, и замена деталей не изменяет характера работы машины. Точность замыкающего звена размерной цепи при этом методе достигается каждый раз, когда в размерную цепь включают или заменяют в ней звенья без их выбора, подбора или изменения их величин.
Необходимое условие использования метода полной взаимозаменяемости – это расчет и установление допусков на все составляющие звенья, исходя из требуемой величины допуска на замыкающее звено, т.е. соблюдение равенства
. ( 6.1 )
Сборка по методу полной взаимозаменяемости наиболее проста и экономична.
К достоинствам этого метода относятся:
— возможность сборки машин рабочими невысокой квалификации;
— наибольшая простота достижения требуемой точности замы- кающего звена, так как построение размерной цепи сводится к простому соединению всех составляющих звеньев;
— возможность экономической организации сборки на поток;
— простота и дешевизна ремонта машин, которая объясняется тем, что детали не требуют пригонки по месту;
— возможность кооперации при изготовлении деталей и узлов.
Недостатком этого метода является высокая стоимость изготовления оснастки для производства деталей и сборки. При массовом производстве принцип полной взаимозаменяемости окупается, что является благоприятным условием для осуществления автоматизации сборочных работ.
Источник
