Анализ и экономическая оценка сборочного производства (referat3)

Посмотреть архив целиком

20



Министерство образования и науки Украины

Восточноукраинский национальный университет

им.Даля








РЕФЕРАТ

на тему: «Анализ и экономическая оценка сборочного производства»




Выполнил: студент группы УП-211 Зарубин Е.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.Сварка давлением

6. Специальные методы сварки

7. Методы соединения сборочных элементов




































1. Сущность сборки

Структура сборочного процесса до настоящего времени еще не определена в такой степени, как это сделано для процесса механической обработки. Сборку трудно выделить из общего процесса производства, так как за основу берут организационный принцип всей работы.

К технологии сборки относят работы, выполняемые производствен­ными рабочими. Транспортные и другие работы, выполняемые вспо­могательными рабочими в сборочном цехе, относят к технологичес­ким элементам производственного процесса.

Технологический процесс сборки машин является составной частью производственного процесса, который последовательно соединяет де­тали в подгруппы, группы, а из них — готовое изделие, отвечающее техническим требованиям.

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

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

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

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

Сборка машины или отдельного узла начинается с установки базо­вой детали на стенд или рабочее место. В качестве базовой детали берут деталь, поверхность которой в дальнейшем используется при установке машины на фундамент. К базовой детали в соответствии с планом сборки последовательно крепят остальные детали узлов, при разработке технологического процесса на сборку машин узлы машины целесообразно делить на группы и подгруппы. В группы вклю­чают узлы, непосредственно входящие в машину, а подгруппы — узлы, входящие в машину в составе группы.

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

Общей сборкой принято называть ту часть технологического про­цесса, в которой происходят фиксация и соединение групп и подгрупп, вводящих в собираемую машину.

Узловой сборкой называют ту часть технологического процесса, которая имеет возможность образовывать группы и подгруппы в узле изделия.

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

В технологический процесс сборки входят токопроводящие сое­динения отдельных конструктивных элементов и электромагнитных систем, относящихся к электрической схеме и монтажу, а также опе­рации контроля работы отдельных узлов и машины в целом.

2. Понятие о сборочных единицах

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

При индивидуальном производстве сборки машин применяются универсальное оборудование и универсально-измерительный инстру­мент и требуется высокая квалификация рабочих. При таком произ­водстве широко используются слесарно-пригоночные работы.

В индивидуальном производстве не разрабатывают детально тех­нологического процесса, а составляют маршрутную технологическую карту с указанием последовательности операций и ориентировочно подсчитывают время по статистическим данным предыдущей сборки. Это можно объяснить тем, что детальный технологический процесс в опытном и индивидуальном производствах экономически не оправды­вается.

Технологический процесс индивидуального производства отли­чается от серийного и массового производства тем, что он не расчленен на более мелкие и простые операции сборки, а также не имеет высоко­производительной технологической оснастки (приспособлений и инструментов), так как она экономически не может быть оправдана.

В условиях штучного производства заготовки обрабатывают без специальной оснастки на универсальном оборудовании по разметке. Изготовленные таким образом детали не могут быть взаимозаменяе­мыми, вследствие чего на сборке допускаются слесарно-пригоночные работы.

Увеличение объема пригоночных работ зависит от степени обработ­ки конструкции машины и ее технологичности. Нетехнологичная кон­струкция машины вызывает дополнительные пригоночные работы и ухудшает се качество.

При индивидуальном производстве цикл сборки машины очень велик по сравнению с крупносерийным и массовым производством, вследствие чего требуется большое количество производственных пло­щадей.

В серийном производстве выпуск собираемых машин происходит не единицами, как в индивидуальном производстве, а сериями (пар­тиями) в определенный промежуток времени.

Для серийного производства целесообразно разрабатывать деталь­ный технологический процесс сборки с полной технологической оснас­ткой, что экономически оправдано; при этом значительно сокращают­ся слесарно-пригоночные работы, а следовательно, и улучшается ка­чество собираемой машины.

В серийном производстве применяют метод взаимозаменяемости, однако могут быть допущены некоторые пригоночные работы.

Сборка машин в массовом производстве значительно отличается от технологического процесса в индивидуальном и серийном производст­ве тем, что каждый рабочий повторяет одну и ту же операцию, закрепленную за каждым рабочим местом (постом). Это дает возможность применять специальную высокопроизводительную операционную оснастку транспортеры, конвейеры и т. д. позволяющую наиболее производительно организовать процесс сборки. В условиях массового производства технологический процесс составляют по принципу параллельного выполнения операций, что позволяет резко сократить цикл собираемых машин и повысить съем про­дукции с 1 м1 производственной площади.

Основным условием массового производства является осуществ­ление метода полной взаимозаменяемости, обеспечивающей изготовление деталей с определенной точностью без дополнительных пригоночных работ на собираемых узлах машины.

Как правило, технологический процесс для массовой сборки машин разрабатывают с учетом полной дифференциации отдельных операций и оснащают специальным высокопроизводительным технологическим оборудованием, так как в массовом производстве технологический процесс сборки машин непрерывно повторяется.

3. Виды сборки: стационарная и подвижная

К основным 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 перемещаются по всем постам в определенный промежуток времени. При этом каждый пост оснащен специальным оборудованием и инстру­ментом, которые необходимы для выполнения собираемых работ на ра­бочем посту.

Стационарную сборку можно производить двумя способами:

а) концентрированным (без расчленения сборочных работ) и

б) дифференцированным (по методу расчленения).

Концентрированный метод сборки предусматри­вает выполнение всех сборочных работ машины одним рабочим или 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 больших производственных площадей, оборудова­ния и специального сборочного инструмента.

Концентрированный метод сборки может быть экономически оправ­дан в опытном и индивидуальном производствах.

Характерной разновидностью концентрированного метода сборки является бригадный. Причем бригадный метод является первым шагом к расчленению процесса сборки и специализации отдельных рабочих (сборщиков) на определенной группе операции узлов машины.

В сборочных цехах имелись попытки закрепить за каждым рабочим бригады по отдельному узлу собираемой машины. Это дало бы хоро­шую специализацию сборщиков на определенных работах (узлах). Но по конструктивным условиям машины вести сборку одновременно всех узлов невозможно. При этом методе сборки большое значение имеет правильное планирование начала и конца сборки объекта с уче­том трудоемкости и последовательности постановки каждого узла на собираемую машину.

Бригадный метод сборки находит широкое применение при индивидуальном производстве и особенно при повторной сборке узлов машины. Этот метод заключается в следующем: сборку узлов или общую Сборку машины производят из деталей, поступающих с промежуточных складов. В процессе сборки тщательно хронометрируют трудоемкость всех операций и переходов как чисто сборочных, так и пригоночных.

Значение этих трудосмкостей пооперационно заносят в общую ве­домость. После этого окончательно собранный узел (или изделие) раз­бирают, а затем производят повторную сборку, снова хронометрируя трудоемкость операций. При этом трудоемкость повторной сборки меньше первоначально зафиксированной трудоемкости. Например, по данным ряда заводов трудоемкости повторных сборок составляют 40—50% от фактической трудоемкости первичной сборки по отдельным операциям, причем можно точно установить, за счет каких работ про­исходит снижение трудоемкости.

Метод повторных сборок узлов или машин можно принять тогда, когда технологические процессы в механических цехах освоены и эти цехи дают проверенные детали на сборку.

Обычно и технология сборки к этому времени уже находится в ста­дии освоения. Поэтому при установлении причин, дополнительно по­вышающих трудоемкость сборки изделия, приходится вносить ряд изменений в освоенный технологический процесс. Это является большим недостатком метода повторных сборок.

В тех случаях, когда технология сборки только разработана, но еще не внедрена в производство, анализ технико-экономических ха­рактеристик сборочного процесса можно произвести по методу, раз­работанному доктором техн. наук Н. А. Бородачевым.

Для этой цели все операции разработанного технологического процесса сборки группируют следующим образом:

Ogs — собственно сборочные операции, требующие простого сочле­нения деталей (свинчивание. постановка на место и др.), т. е. не тре­бующие никаких пригонок и регулирования;

Ор — операция по нормальному регулированию сопряжений, про­изводимому перемещением или поворотом деталей с последующим их закреплением, но без пригонки и повторной разработки и сборки;

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

Ош — штифтовка деталей, требующая последующей разборки, промывки и повторной сборки;

Опр — пригоночные операции;

Опав — операции по повторной разборке и сборке, вызванные кон­струкцией изделия (невозможность) постановки на место предвари­тельно собранного и отлаженного узла, без частичного снятия неко­торых деталей и т. д.

4. Сварка плавлением

Дуговая электрическая сварка. Дуговая электрическая сварка является наиболее распространенным способом. При дуговой сварке тепло для нагрева и расплавления металла полу­чают за счет электрических разрядов (дуги), образующихся между электродами или электродом и свариваемым металлом, присоединяемым к источнику питания электрическим током.

Электрическая дуга представляет собой непрерывный поток электронов, образующийся между электродами в газовой среде, который сопровождается выделением большого количества тепла и света. Тем­пература электрической дуги находится в пределах: при угольных электродах для катода 3200, для анода — 3900°С; соответственно при металлическом (стальном) 2400—2600° С. В центре столба дуги по его оси температура достигает 6000—8000° С, вполне достаточная для рас­плавления металла и осуществления процесса сварки.

Возбуждение (зажигание) дуги производится при мгновенном со­прикосновении концов электродов с последующим разведением их при соединении электродов в электрической цепи, подключенной источнику питания током, образуется короткое замыкание и концы электродов нагреваются, а при отведении они расплавляются.

Пространство между электродами заполняется парами металла — ионами, которые являются частичными переносчиками электронов.

Величина напряжения электрической дуги зависит от теплового состояния дугового пространства длины дуги и от степени ионизации) электродного пространства. Для поддержания устойчивой дуги необходима беспрерывная ионизация дугового промежутка. Эта иони­зация обеспечивается соответствующим материалом электродов, сос­тавом газон, давлением окружающей среды, видом тока и его силой, но в основном она определяется длиной дуги.

Сварочную дугу можно питать постоянным и переменным токами. Дуга, питаемая переменным током, менее устойчива вследствие того, что ток в ней при частоте 50 периодов изменяет свое направление 100 раз в секунду, и в эти моменты при малой ионизации дуга может обор­ваться. Для повышения устойчивости дуги, питаемой переменным током, применяют ионизирующие покрытия на электродах и на дугу от осциллятора пропускают токи высокой частоты.

Ручная сварка металлическими электродами. Для ручной сварки металлическим электродом ха­рактерны три движения первое — непрерывное и равномерное вдоль его оси по мере расплавления металла для поддержания постоянной длины дуги 5; второе - вдоль оси шва под углом 15 -30° и третье — поперечное колебательное движение электрода, осуществляемое для получения валика шва 2.

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

Процесс электрошлаковой сварки ведут как на пере­менном, так и на постоянном токе. Особенность этого про­цесса по сравнению с элект­родуговой сваркой заключа­ется в следующем:

1. При прохождении тока через слой шлака газы выде­ляются, не образуя разбры­згивания шлака и металла, как при дуговом разряде. Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шла­ковой ванны и при таком ко­личестве шлака, которое не­обходимо для образования шлаковой корки.

2. Под шлаковым слоем исключается образование газовых ра­ковин и пор даже при влажном флюсе и окисленных кромках сваривае­мых деталей; поэтому этот процесс сварки можно вести на открытом воздухе и при любой погоде, получая качественное сварное соеди­нение.

3. Можно сваривать металл любой толщины без предварительной подготовки кромок для сварки.

Атомно-водо­родная сварка. Атомно-водородную сварку ведут при помо­щи двух вольфрамовых или угольных электродов. Об­разующаяся дуга между электродами и свариваемыми деталями горит в атмосфере водорода. Водород по специальным каналам электродержателей направляется в область сварочной ванны. Водород, поступающий в область высокой температуры дуги, диссо­циирует на атомы. Процесс диссоциации протекает по реакции H2->2H—100600 кал!г-моль с поглощением большого количества тепла. Атомы водорода в месте сварки, соприкасаясь с менее нагретым метал­лом, вновь соединяются в молекулу, выделяя при этом поглощенное тепло, которое в основном нагревает свариваемый металл. Во время сварки образуется растянутая дуга веерообразной формы; температура в средней части дуги достигает 4000° С.

В качестве газа при атомноводородной сварке обычно применяют азотно-водородную смесь, получаемую путем диссоциации аммиака. Диссоциированный аммиак взрывобезопасен.

Контактную сварку производят на специальных сварочных маши­нах, поэтому она представляет собой высокопроизводительный про­цесс. 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 установках производят сварку деталей из низкоуглеродистой стали и цветных металлов, площадь сечения которых не более 1000 мм2

5.Сварка давлением

Холодная сварка металлов. В сварочном произ­водстве длительное время применяются процессы, связанные с исполь­зованием высокочастотных источников тепла, при этом металл в мес­тах соединения доводится до плавления или пластического состояния, в последние годы установили, что сварку можно производить при ком­натных температурах, не нагревая металл,—холодной сваркой.

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

В реальных условиях все металлы покрыты окислами и имеют не­ровности на поверхности, что существенно изменяет характер взаимо­действия поверхностей при их сближении. При сближении поверхностей с неровностями сначала возникают сближения в отдельных, наиболее высоких точках.

При достижении определенной степени деформации происходит объединение отдельных точек контакта в общую площадь контакта. При этом важно чтобы в области контакта не возникали большие на­пряжения, способные разрушить соединение после удаления внешней нагрузки. На всех металлах, кроме благородных (золото, платина и др.), в атмосферных условиях очень часто образуются пленки окислов, которые препятствуют образованию металлической связи. Большую вредность соединяемым металлам приносят органические соединения (масла).

Для осуществления холодной сварки необходимо со свариваемой поверхности удалить окислы и загрязнения и сблизить эти поверх­ности на расстояние параметра критической решетки, что на практи­ке приводит к значительным деформациям соединяемых металлов.

Методом холодной сварки можно осуществлять соединения встык, внахлестку и в тавр. Перед сваркой поверхности, подлежащие сое­динению, обезжиривают и очищают вращающейся проволочной щет­кой — шабрением. Встык свариваются проволоки; внахлестку — лис­ты толщиной 0,2—15 мм. Соединения выполняются в виде отдельных точек путем вдавливания в металл с одной или двух сторон пуассонов или непрерывного шва (вдавливанием штампа или прокатыванием ро­лика).

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

Ультразвуковая сварка металлов. В настоя­щее время ультразвук находит широкое применение для исследования некоторых физических явлений и свойств веществ. Ультразвуковые колебания используют также для обработки металлов и дефектоско­пии. В сварочном производстве ультразвук можно использовать в раз­личных целях. Например, воздействуя им на сварочную ванну в про­цессе кристаллизации, можно улучшить механические свойства ме­талла шва; его можно использовать и для удаления газов. Ультразвук может быть источником энергии для создания точечных и шовных сое­динений.

Сварка взрывом. В последние годы проведены исследо­вательские работы по использованию энергии взрыва для соединения (сварки) однородных и разнородных металлов в твердом состоянии. Сущность этого способа сварки состоит в том, что на жесткое основа­ние укладывают пластину, к которой нужно приварить вторую с рас­положенным на ней зарядом взрывчатого вещества. Пластины в мо­мент взрыва устанавливаются не параллельно, а под небольшим углом друг к Другу. Энергия взрыва сообщает большую скорость верхней пластине и в результате удара пластин образуются зеркально-чистые поверхности и пластины соединяются.

Разработка процесса сварки взрывом находится в начальной ста­дии, и поэтому трудно определить области применения этого способа. Однако уже сейчас сварку взрывом можно использовать для проката биметалла, т. е. металла, состоящего из двух слоев, при сварке заго­товок и некоторых деталей из разнородных металлов.

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

Использование повышенных температур при диффузионной сварке позволяет уменьшить сопротивление металлов пластическим дефор­мациям. Вследствие этого имеющиеся в зоне действительного контак­та 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 поверхностей осуществляется путем вращения или возвратно-поступательного пе­ремещения свариваемых деталей, сжимаемых определенным усилием.

6. Специальные методы сварки

На современном этапе развития физики широкое применение в раз­личных областях находит энергия электронов. Свободные электроны получаются в термоэлектрических катодах. В этих катодах металлы наг­реваются до таких температур, при которых электроны приобретают ско­рость, достаточную чтобы покинуть металл и перейти в окружающее катод пространство.

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

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

Электронный луч, используемый для сварки, получается в специальной электронной пушке. Электронная пушка представляет собой устройство, с помощью которо­го получают узкие электронные пуч­ки с большой плотностью энергии. Пушка имеет катод , который нагре­вается до высоких температур.

Для увеличении энергии в луче после выхода, анода фиксируются магнитным полем в специальных магнитных линзах. Летящие электроны, сфокусированные в плотный пучок ударяются с большой скоростью о малую, резко ограниченную площадку на изделии 6; при этом кинетическая энергия элек­тронов в следствии торможения в веществе превращается в тепло. На­гревая металл до очень высоких температур.

Для перемещения луча по свариваемому; изделию на пути электро­нов находится магнитная отклоняющаяся система, позволяющая уста­навливать луч точно по линии сварки. Сварочный процесс ведется в глубоком вакууме, чтобы обеспечить полную безопасность работы установки.

Электронный луч является легкоуправляемым источником тепла. Он позволяет в широких пределах и очень точно регулировать темпе­ратуру нагрева изделия, легко перемещать зону нагрева по изделию и переносить энергию на значительные расстояния.

Электроннолучевая сварка находит применение как для соедине­ния малогабаритных изделий электроники и приборостроения, так как для соединения различных крупногабаритных изделий — длиной и диаметром в несколько метров. Поэтому область применения электронно-лучевой сварки практически не ограничена.

Квантовые генераторы оптического диапазона появились совсем недавно. Но уже сейчас с их помощью можно получать интенсивные и остронаправленные пучки света, сконцентрировав энергию на очень малые площадки, равные тысячным долям миллиметра. Созданное на этом принципе технологическое оборудование позволяет обрабатывать различные материалы и производить сварку основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение, которое поглощает электро­магнитные волны или фотоны атомными системами. При поглощении фотона его энергия передается атому, который переходит в «возбужден­ное» квантовое состояние. Этот атом может испускать фотон под действием внешнего фотона. В результате падающая волна усиливается волной, излучаемой атомом. Важным в этом процессе является то, что испускаемая волна в точ­ности совпадает по фазе с той, под действием которой она возникает. Это явление используется в квантовых усилителях.

В квантовых генераторах в качестве основного энергетического элемента используется рубин. Квантовый генератор света на кристалле рубина питается от импульсной лампы, при вспышке которой большин­ство атомов хрома в рубине переводится в возбужденное состояние. Однако к. п. д. квантовых генераторов на рубине невелик в настоя­щее время ведутся разработки квантовых генераторов на полупровод­никах.

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

7. Методы соединения сборочных элементов

В технологических процессах сборочных работ существуют два вида соединений:

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

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


Случайные файлы

Файл
17093.rtf
65420.rtf
90509.rtf
70544.rtf
64076.rtf