Технологические процессы сборки автомобилей и мотоциклов и их агрегатов

Технологическим процессом сборки автомобиля, мотоцикла или агрегата (двигатель, коробка скоростей и т.п.) называется совокупность операций по соединению, координированию, фиксации, закреплению деталей и сборочных единиц для обеспечения их относительного положения и движения, необходимого функциональным назначением сборочной единицы и общей сборки машины. Трудоемкость процессов сборки в общем объеме производства современных автомашин составляет 30-50%. Сборочный процесс охватывает механическую сборку деталей, сборку электроэлементов и монтаж их пайкой, наладку и регулировку, а также контрольные проверочные операции.

Сборка – этообразование разъемных или неразъемных соединений составных частей, узлов или других изделий автомобиля или мотоцикла. Узловая сборка – это сборка, объектом которой является составная часть автомобиля или мотоцикла. Общая сборка – этосборка, объектом которой является изделие в целом (автомобиль, мотоцикл). Комплектующие изделия – это изделия предприятия-поставщика, применяемые как составная часть изделия выпускаемого предприятием. Сборочный комплект (кит комплект при тюнинге автомобиля или мотоцикла) – этогруппа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части.

Устанавливаются следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты.

Деталь – этоизделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций. К деталям относятся также изделия, подвергнутые покрытиям и изготовленные с применением местной пайки, сварки, склейки и т.п.

Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии изготовителе (свинчиванием, клепкой, сваркой и т.д.). Это понятие адекватно понятию «узел», реже «группа», но может быть и законченным изделием. Следует учесть, что технологическое понятие «сборочная единица» шире конструкторских терминов, т.к. может быть разбита на несколько единиц при разработке технологического процесса.

Комплекс – дваили более специфицированных изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенные для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (например, автомобиль и автомагнитола или парктроник, станок с программным управлением, вычислительная машина и т.п.).

Комплект – дваили более изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (комплект запасных частей, инструмента и принадлежностей автомобиля или мотоцикла и т.п.).

Классификация видов соединений.

1. По целостности соединений: разъемное и неразъемное соединение.

2. По подвижности составных частей: подвижное и неподвижное соединение.

3. По форме соприкасаемых поверхностей: плоская, цилиндрическая,

коническая и т.п.

4. По методу образования соединений: резьбовое, шпоночное, штифтовое,

Классификация видов сборки.

По объекту сборки: узловая и общая.

По последовательности сборки: последовательная, параллельная,

По стадиям сборки: предварительная, промежуточная, окончательная.

По подвижности объекта сборки:

1. подвижная с непрерывным перемещением (конвейер);

2. подвижная с периодическим перемещением;

3. неподвижная (стационарная).

По методу обеспечения точности сборки:

1. с полной взаимозаменяемостью;

2. селективная сборка;

3. с неполной взаимозаменяемостью;

5. с компенсационными механизмами;

6. с компенсационными материалами.

Сварка – одиниз наиболее распространенных способов неразъемного соединения деталей, применяемых в автомобилестроении.

Сварка это процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. В настоящее время создано очень много видов сварки (их число приближается к 100). Все известные виды сварки принято классифицировать по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам, в зависимости от формы используемой энергии, предусматриваются три класса сварки:

— термическая сварка металлов

— термомеханическая сварка металлов

— механическая сварка металлов

Термический класс включает все виды сварки с использованием тепловой энергии (дуговая сварка, газовая сварка, плазменная сварка и т. д.).

Термомеханический класс объединяет все виды сварки, при которых используются давление и тепловая энергия (контактная сварка, диффузионная сварка).

Механический класс включает виды сварки, осуществляемые механической энергией (холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом).

Виды сварки классифицируются по следующим техническим признакам:

— по способу защиты металла в зоне сварки (в воздухе, в вакууме, под флюсом, в пене, в защитном газе, с комбинированной защитой);

— по непрерывности процесса (непрерывная, прерывистая);

— по степени механизации (ручная, механизированная, автоматизированная, автоматическая);

— по типу защитного газа (в активных газах, в инертных газах);

— по характеру защиты металла в зоне сварки (со струйной защитой, в контролируемой атмосфере).

Технологические признаки установлены для каждого вида сварки отдельно.

Дуговая сварка металла – этосварка плавлением, при которой нагрев свариваемых кромок осуществляется теплотой электрической дуги. Наибольшее применение получили четыре вида дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка металла

Может производиться двумя способами:

Ручная дуговая сварка металла неплавящимся электродом предусматривает следующее: свариваемые кромки изделия приводят в соприкосновение. Между неплавящимся (угольным, графитовым) электродом и изделием возбуждают дугу. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал нагреваются до плавления, образуется ванночка расплавленного металла. После затвердевания металл в ванночке образует сварной шов. Этот способ используется при сварке цветных металлов и их сплавов, а также при наплавке твердых сплавов.

При сварке металла плавящимся электродом используется электрод, этот способ является основным при ручной сварке. Электрическая дуга возбуждается аналогично первому способу, расплавляет электрод и кромки изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует шов.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка металла под флюсом выполняется путем механизации основных движений, выполняемых сварщиком при ручной сварке металла — подачи электрода в зону дуги и перемещения его вдоль свариваемых кромок изделия. При полуавтоматической сварке механизирована подача электрода в зону дуги, а перемещение электрода вдоль свариваемых кромок производит сварщик вручную. При автоматической сварке металла механизированы все операции, необходимые для этого процесса. Жидкий металл в ванночке защищают от воздействия кислорода и азота воздуха расплавленным шлаком, образованным от плавления флюса, подаваемого в зону дуги. Такая сварка металла обеспечивает высокую производительность и хорошее качество сварного шва.

Дуговая сварка металла в защитном газе выполняется неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом. В первом случае сварной шов формируется за счет металла расплавленных кромок изделия. При необходимости в зону дуги подается присадочный материал. Во втором случае подаваемая в зону дуги электродная проволока расплавляется и участвует в образовании шва. Защиту расплавленного шва от окисления и азотирования осуществляют струей защитного газа, оттесняющего атмосферный воздух из зоны дуги.

Электрошлаковая сварка металла осуществляется путем плавления металла свариваемых кромок изделия, расположенных вертикально или под углом 45о, и электрода теплотой, выделяемой током при прохождении через расплавленный шлак. Кроме того, шлак защищает расплавленный металл от воздействия воздуха. Снизу к свариваемым изделиям приваривается вручную поддон. По обе стороны зазора между изделиями прижимаются формирующие шов медные ползуны с водяным охлаждением. Затем на поддон насыпается специальный флюс, над которым располагаются одна или две электродные проволоки. Дуга возбуждается под флюсом между электродами и поддоном. В зону горения дуги электродная проволока подаётся специальным механизмом. За счёт тепла дуги электродная проволока и флюс расплавляются, в результате образуется ванна расплавленного металла и над ней шлаковая ванна. В дальнейшем необходимое тепло образуется за счёт прохождения тока через расплавленный шлак, обладающий высоким сопротивлением (согласно закону Ленца-Джоуля). По мере накопления в ванне жидкого металла и шлака медные ползуны вместе с механизмом подачи электродной проволоки и флюса перемещаются автоматически снизу вверх со скоростью подъёма жидкого металла.

Особые виды сварки металла

В автомобильной промышленности все более широкое распространение получают тугоплавкие и химически активные металлы и сплавы. Они применяются в особо ответственных узлах. Для получения высококачественных швов в этих случаях используют источники с высокой концентрацией теплоты и осуществляют сварку в среде с очень низким содержанием кислорода, азота и водорода. Наиболее часто применяются электронно-лучевая и плазменная сварки.

Электронно-лучевая сварка металла осуществляется путем использования кинетической энергии концентрированного потока электронов, движущихся с большой скоростью в вакууме. Устройство для электронно-лучевой сварки похоже на устройство кинескопа (катод, ускоряющий электрод, магнитная линза, напряжение 30-100 кВ).

Плазменная сварка металла основана на использовании струи ионизированного газа — плазмы, содержащего электрически заряженные частицы и способного проводить ток. Энергия дуговой плазменной струи зависит от сварочного тока, напряжения, расхода газа и др. факторов. Источники питания дуги должны иметь рабочее напряжение более 120 В. Плазмообразующий газ служит также защитой расплавленного металла от окружающего воздуха.

Пайка. Паяние, — процесс получения неразъёмного соединения материалов (стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др.), находящихся в твёрдом состоянии, расплавленным припоем. При паянии происходят взаимное растворение и проникновение основного материала и припоя, заполняющего зазор между соединяемыми частями изделия. По механизму образования паяного шва различают пайку готовым припоем, контактно-реактивную, реактивно-флюсовую, металлокерамическую, диффузионную в активной и нейтральной газовой среде, в вакууме и др., по источнику нагрева – пайкупаяльником, инфракрасными лучами, лазером, индукционную, злектродуговую, газопламенную и др.

Склеивание – методполучения неразъемного соединения (клеевого соединения) деталей, основанный на адгезии клеевой прослойки и склеиваемого материала. Клеевая прослойка формируется из клея путем заполнения им зазора между соединяемыми деталями и образует самостоятельную фазу. Если имеет место (напр., вследствие диффузии клея) непрерывный структурный переход между соединяемыми материалами, то правильнее говорить не о склеивании, а о сварке. Помимо адгезии прочность клеевого соединения определяется когезией клеевой прослойки и соединяемого материала, а также конструкцией соединительного шва.

Склеивание позволяет соединять разнородные материалы, сохраняя их структуру и свойства, объединять большие поверхности (в т. ч. сложной формы и в труднодоступных местах), придает конструкции повышенную трещиностойкость по сравнению с монолитной, экономит энергию (по сравнению со сваркой). Недостатки склеивания: значительная продолжительность рабочего цикла, особенно в случае использования реактивного клея, необходимость применения многооперационной технологии, рост технологических затрат при повышенных требованиях к качеству соединения, высокая трудоемкость подготовительных операций.

Склеивание включает следующие основные операции: приготовление клея, подготовку соединяемых поверхностей, нанесение клея (иногда с открытой выдержкой), приведение поверхностей в контакт, отверждение (или затвердевание) клея, контроль качества клеевого соединения.

В маршрутной технологии устанавливается последовательность сборочных и контрольных операций. Маршрутной технологией сборки, в которой перечисляются только операции в их технологической последовательности для всего процесса сборки, можно ограничиться при индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Методы контроля и его оснащение разрабатываются в непосредственной связи и одновременно с проектированием процесса сборки, когда составляются технические задания на разработку специального инструмента, приспособлений и установок для контроля.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Технология сборки машин

Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе изготовления станков и машин. Трудоемкость сборочных работ в машиностроении составляет 20-30% от общей трудоемкости изготовления изделия. От качества выполнения сборочных работ во многом зависят эксплуатационные характеристики станков и машин. Сборку осуществляют путем соединения с заданной точностью относительного положения составных элементов изделия.

Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор ряда предметов, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделием может быть любая машина, ее элементы в сборе, отдельные детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для станкостроительного завода изделием может являться станок, автоматическая линия, изготовление крепежных деталей — болтов, гаек и т. д.

Установлены следующие виды изделий:

• детали;
• сборочные единицы (узлы);
• комплексы;
• комплекты.

Деталь – изделие (составная часть изделия), изготовленное без применения сборочных операций. Деталь является первичным сборочным элементом каждой машины.

Сборочной единицей (узлом) называют изделие, составными частями которого являются детали в сочетании со сборочными единицами, которые могут в нее входить. Технологическим признаком составной части является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Деление изделия на составные части осуществляется по технологическому признаку. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия, составная часть второго порядка – в составную часть первого порядка. Она может разделяться на составные части третьего порядка и детали и т. д. Составная часть высшего порядка разделяется только на детали.

Комплекс – это два и более изделия, не соединенных сборочными операциями, но служащих для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. В комплекс входят изделия, выполняющие основные функции, а также детали, сборочные единицы, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, например, монтажа комплекса на месте его эксплуатации.

Комплект представляет собой два и более изделия, которые не соединены посредством сборочных операций. Эти изделия имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект запасных частей и т. д.

Сборку разделяют на общую и сборочных единиц (узлов). При общей сборке собирают изделие, при сборке сборочных единиц (узлов) – собирают составные части этого изделия. Элемент (деталь), с которого начинают сборку изделия или его составной части, называют базовым. Базовым элементом, например, металлорежущего станка, является станина.

Построение процессов общей сборки и сборки сборочных единиц представляют с помощью технологических схем сборки. Эти схемы показывают структуру и последовательность соединения сборочных единиц в изделие и их составных частей. В единичном, мелкосерийном и серийном производстве сборку сборочных единиц и общую сборку выполняют в сборочных цехах или сборочных участках механосборочных цехов. В крупносерийном и массовом производстве сборку сборочных единиц изделий осуществляют в конце поточных линий. Общую сборку выполняют в сборочном цехе.

В зависимости от характера производства, определяемого размером изделий, трудоемкости сборочных работ и факторов сборка может быть стационарной и подвижной.

Стационарная сборка выполняется на определенном рабочем месте, к которому подают необходимые детали. Существует два вида стационарной сборки:

• сборка по принципу концентрации операций, когда работу выполняют на одном рабочем месте одним рабочим или одной бригадой, которые собирают изделие, начиная с получения деталей и кончая испытанием. Эту форму сборки применяют главным образом при единичном производстве и иногда при мелкосерийном (например, сборка турбин);
• сборка изделия по принципу расчленения операций на узловую и общую сборку, когда сборочные единицы собирают несколько рабочих или бригад одновременно; собранные сборочные единицы подают на общую сборку, где из них специальная бригада собирает изделия. Так собирают металлорежущие станки и автомобили.

В производстве крупных изделий, имеющих значительную массу и большие габариты, применяют поточную сборку на подвижных стендах, при которой рабочий или бригада рабочих выполняют одну и ту же операцию, переходя от одного стенда к другому.

Подвижную сборку выполняют также двумя способами:

• сборка со свободным перемещением собираемого изделия от одной операции сборки к другой с помощью крана, конвейера, тележек на рельсовом пути, рольгангов и т. п.;
• сборка с принудительным передвижением собираемого изделия с помощью конвейера или тележек, замкнутых ведомой цепью.

Участок подвижной сборки может включать рабочие места, на которых выполняется стационарная сборка сборочных единиц и подготовка деталей к сборке.