Технологичность конструкций для условий автоматической сборки

Многие механизмы и машины в настоящее время имеют такую конструкцию, которая не позволяет автоматизировать их сборку. При разработке этих конструкций предполагалось, что сборка будет производиться вручную, в лучшем случае — с применением механизированного инструмента. В связи с этим при подготовке к автоматизации процесса сборки, т.е. к проектированию автоматического оборудования, приходится анализировать технологичность конструкции изделия исходя из условий автоматической сборки. В случае неудовлетворительной технологичности конструкции ее необходимо пересматривать и изменять.

Прежде чем рассматривать отдельно особенности конструкций, определяющие технологичность, отметим, что технологичность конструкции для условий автоматической сборки не всегда совпадает с технологичностью изготовления отдельных деталей. Технологичность конструкции не может рассматриваться вообще, а лишь применительно к определенному способу сборки. Это означает, что при изменении способа сборки, когда, например, условия базирования оказываются другими, суждение о технологичности также может измениться. Однако можно сформулировать некоторые общие требования к технологичности деталей для автоматической сборки, выполнение которых в большинстве случаев улучшает и технологичность конструкции.

Первое требование — блочность конструкции. Конструкция, расчленяющаяся на отдельные блоки, уже сама по себе представляет определенные удобства для производства, так как из блоков она может изготовляться на определенном участке. При автоматизации процесса сборки блочная конструкция позволяет автоматизировать сборку отдельных блоков, если конструкция изделия достаточно сложна, чтобы автоматизировать его сборку в целом.

Второе требование — простота конструкции. Имеется в виду конфигурация деталей, их число, расположение в конструкции. Требование простоты конфигурации деталей совпадает с соответствующим требованием, выдвигаемым при обработке деталей. Действительно, при автоматической сборке деталь более простой конфигурации требует и более простых ориентирующих устройств, меньше ступеней ориентирования, более простых питателей и базирующих устройств. Уменьшение числа деталей осуществляется, например, заменой методов крепления и, следовательно, уменьшением числа крепежных деталей, а также объединением деталей, в результате чего образуются более сложные детали, которые могут быть изготовлены современными технологическими методами (пластмассовые детали; детали, отлитые под давлением).

Наиболее удобным для сборки на автоматическом оборудовании является такое расположение деталей в конструкции, при котором в процессе сборки не требуется изменения положения базовой детали, а присоединяемые к ней детали подаются в одном направлении, например сверху. В связи с этим наиболее широко распространена автоматическая сборка изделий и их узлов, имеющих осесимметричную конструкцию, в которой на стержневую базовую деталь надевается несколько других, а также узлов, в которых базовая деталь (плоская или корпусная) имеет отверстия с параллельно расположенными осями, в которые устанавливаются другие детали, как, например, при автоматической сборке блоков и головок цилиндров двигателей.

Точностные требования к конструкции могут быть сформулированы следующим образом. Допуски на сопрягаемые поверхности должны обеспечивать сборку методом полной взаимозаменяемости. Кроме того, должны быть обоснованы расчетом допуски на относительное расположение сопрягаемых и базовых поверхностей, если базирование не может быть осуществлено по сопрягаемым поверхностям. Например, если нет особых требований к конструкции, при ручной сборке соосность наружной и внутренней поверхностей втулки можно особо не оговаривать. Однако при автоматической сборке в случае базирования втулки в приспособлении или в захватном органе автомата по наружной цилиндрической поверхности эксцентриситет этих поверхностей должен быть строго ограничен.

Подготовка к автоматизации сборки изделия требует проведения анализа технологичности конструкции, для чего необходимо четкое установление признаков технологичности деталей и собираемого изделия в целом. Отдельным признакам необходимо дать оценки, которые, в свою очередь, позволят получить общую оценку технологичности. Такая оценка позволяет решить вопрос о возможности автоматизации процесса сборки существующей конструкции изделия, а также определить, по каким признакам оценки технологичности являются наиболее низкими, с тем, чтобы можно было наметить изменения конструкции, позволяющие автоматизировать процесс сборки.

Применительно к деталям можно установить следующие дополнительные признаки технологичности: отсутствие дефектов, образующих новые элементы формы деталей; отсутствие дефектов, мешающих базированию; отсутствие дефектов, мешающих соединению деталей. Кроме признаков технологичности деталей отметим признаки технологичности изделий (или сборочных единиц): возможность узловой последовательной сборки; технологичность класса соединения; возможность автоматической сборки по точностным критериям.