К.т.н. Лапковський С.В., Солдатова М.О., Савлюк С.А.

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”, Україна

ВИМОГИ ДО КОНСТРУКЦІЇ СКЛАДАЛЬНИХ ОДИНИЦЬ В УМОВАХ АВТОМАТИЗОВАНОГО ВИРОБНИЦТВА

Розробка нового виробу — це складний, багатоступеневий процес, складна конструкторська задача, що пов'язана не тільки з досягненням необхідного технічного рівня цього виробу, але і з наданням його конструкції таких властивостей, які забезпечують максимально можливе зниження затрат праці, матеріалів і енергії на його розробку, виготовлення, технічне обслуговування і ремонт. Рішення цієї задачі визначається діловою творчою співдружністю творців нової техніки — конструкторів і технологів — і їх взаємодією на етапах розробки конструкції виробу з його виготовлювачами і споживачами.

Першорядна роль в забезпеченні технологічності конструкції виробу належить конструктору, який повинен керуватися міркуваннями як технічної, так і економічної доцільності проектованої конструкції, вміти використовувати такі інженерні рішення, які забезпечують досягнення необхідних технічних показників виробу при раціональних затратах ресурсів, які виділяються на його створення і використання.

Аналіз існуючих систем відпрацювання на технологічність виробів, що проектуються на підприємстві, показав, що вивчення конструкторської документації, послідовність її відпрацювання дотепер методично розроблені слабо.

На стадії науково-дослідних робіт відпрацювання на технологічність поверхневе. Основна важкість відпрацювання лягає на стадію технологічної підготовки, на яку відводиться обмежений час, за який технологи встигають розробити і оформити тільки один варіант технології. Такий стан справ призводить до низької якості технологічних рішень, і вся важкість по остаточному відпрацювання на технологічність лягає на останню стадію ¾ освоєння виробу в цеху, коли вже виготовлено технологічне оснащення.

Будь-яка зміна в конструкторсько-технологічній документації на даній стадії призводить до додаткових витрат, які пов'язані з корегуванням, а, у багатьох випадках, і з проектуванням технологічного оснащення заново і його виготовленням вже в аварійному порядку, що вкрай негативно позначається на витратах і термінах освоєння виробів.

Технологічна схема автоматизованого виробництва органічно пов'язана з конструкцією виробу, проте не всі вироби масового виробництва за своїм конструктивним оформленням допускають автоматизацію. Вироби, виробництво яких підлягає автоматизації, повинні бути спеціально сконструйовані. Тому до конструкції складальних одиниць, аналогічно як і до конструкцій деталей [1], в умовах автоматизованого складального виробництва, ставляться наступні вимоги.

1. Складальна одиниця повинна складатися з оптимальної кількості деталей.

Проте яких-небудь «строгих вказівок» про кількість деталей, що становлять складальну одиницю, не існує. Так в одному літературному джерелі вказується, що деталей в складальній одиниці повинне бути 4...12 [2], в іншому літературному джерелі — 4...7 [3], в третьому — не більше 15...20 деталей [4].

Скорочення числа деталей (на 10…30%) досягають:

¾ заміною декількох деталей однією;

¾ виключенням декількох деталей;

¾ раціоналізацією конструкції виробу.

2. Складальна одиниця повинна забезпечувати концентрацію операційних переходів.

3. Складальна одиниця повинна забезпечувати застосування групових технологічних процесів.

4. Конструкція складальної одиниці повинна передбачати найкращий доступ до деталей складальної одиниці.

5. Конструкція складальної одиниці повинна мати раціональне розташування мінімальної кількості поверхонь або деталей, що сполучаються.

6. Типи з'єднань деталей в складальній одиниці повинні бути простими і легко виконуваними.

7. Конструкція складальної одиниці повинна забезпечувати дотримання принципу послідовності складання, тобто, відсутність проміжного розбирання або інших додаткових робіт.

8. Для кожної складальної одиниці кількість з'єднань з іншими складальними одиницями повинна бути мінімальною.

9. Кількість кінематичних пар і їх класи повинні бути підібрані таким чином, щоб забезпечувалося мінімальне число можливих рухів сполучення.

10. Конструкція складальної одиниці повинна передбачати можливість застосування мінімального числа одночасно працюючих маніпуляторів. Так 10…12% сполучень виконується по плоских поверхнях, близько 10% — по циліндрових і конічних. Для реалізації вказаних сполучень частіше за все необхідний один поступальний рух. Від 20 до 25% сполучень виконується по різьбових поверхнях, що вже вимагає комбінованого руху.

11. Бажано, щоб при складанні рухи сполучення виконувалися з мінімального числа координатних напрямів, краще всього, з одного, а саме, зверху вниз.

12. При багатократному центруванні деталей перше центрування необхідно проводити зверху.

13. У вузлах виробу, що сполучаються, повинні бути відсутні переплетення дротів, трубок, шлангів, тощо.

14. Не повинні об'єднуватися в один вузол унікальні і уніфіковані вузли — для запобігання порушення уніфікації останніх.

15. Стикувальні поверхні унікальних вузлів повинні по можливості виконуватися однаковими.

16. Не допускається об'єднувати вузли з різними характеристиками зношування.

17. Ступінь взаємозамінності поверхонь деталей і вузлів виробу, що сполучаються, повинен виключати необхідність проведення механічної обробки і приганяльних робіт при складанні.

18. Конструкція окремих вузлів і всього виробу в цілому повинна забезпечувати кінематичну замкненість, яка запобігає можливості розпадання останнього на частини в процесі маніпулювання. Для маніпулювання кінематичними розімкненими вузлами треба використовувати спеціальні затискні пристрої або фальшдеталі, створюючи тимчасові кінематичні зв'язки.

19. Базова деталь в складальній одиниці повинна фіксуватися таким чином, щоб при її з'єднанні з іншими деталями не виникало змін її первинного положення.

Література:

1. Лапковський С.В., Попов Д.Є, Солдатова М.О. Технологічність деталей в умовах автоматизованого виробництва// Вестник Национального технического университета Украины “Киевский политехнический институт”: Машиностроение/ — К.: НТУУ “КПИ”, 2010. — № 58, С. 103 — 108.

2. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: В 14 кн.: Кн. 13. В.Н. Давыгора. ГПС для сборочных работ. Практ. пособие/ Под ред. Б.И. Черпакова. — М.: Высш. шк., 1989. — 110 с.

3. Лебедовский М.С., Федотов А.И. Автоматизация в промышленности. — Л.: Лениздат, 1976. — 252 с.

4. Робототехнические системы в сборочном производстве/ Под ред. Е.В. Пашкова. — К.: Вища школа, 1987. — 272 с.