Сборка является одним из заключительных этапов изготовления изделия, в котором сходятся результаты всей предшествующей работы, проделанной конструкторами и технологами по созданию изделия. Качество изделия и трудоемкость сборки во многом зависят от того, как понято конструктором и воплощено в конструкции служебное назначение изделия, как установлены нормы точности, насколько эффективны выбранные методы достижения требуемой точности изделия и как отражены эти методы в технологии изготовления изделия. Технолог, разрабатывающий технологический процесс сборки изделия, должен: отчетливо представлять задачи, для решения которых создается изделие; понимать связи, посредством которых изделие должно выполнять предписанный ему процесс; обеспечить с требуемой точностью все необходимые связи в изделии соответствующим построением технологического процесса его изготовления, предъявив требования сборки к технологии изготовления деталей и контролю их точности. К исходным данным для разработки технологического процесса сборки относятся: программа выпуска изделия; описание изделия как объекта производства, включая конструкторскую документацию; объем кооперации и другие данные, входящие в состав рассмотренной выше исходной информации. Для действующих и реконструируемых предприятий к исходным данным также относятся данные об имеющихся сборочном оборудовании и оснастке, производственных площадях и т.п. Характер сборочного процесса во многом зависит от такта сборки. Такт сборки представляет собой интервал времени, через который производится сборка изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения. При заданном режиме работы сборочного производства такт сборки Т зависит от числа собираемых изделий за определенный промежуток времени:
Т = F/N
где F - фонд времени (годовой, месячный, сменный), ч; N - программа выпуска изделий за тот же промежуток времени, шт. Номинальный (расчетный) годовой фонд времени FH рабочего места сборщика равен 2070, 4140 и 6210 ч соответственно для работы в одну, две и три смены. Действительный годовой фонд времени Fд работы сборочного оборудования FД=FHKП, где Ки - коэффициент, учитывающий потери времени на ремонт сборочного оборудования. Для неавтоматизированного сборочного оборудования, принимая Кп равным 0,98; 0,97 и 0,96, получим соответственно значения Fд 2030; 4015 и 5965 ч для работы соответственно в один, две и три смены; для автоматизированного оборудования значения FД будут соответственно равны 1950; 3810 и 5590 ч (при коэффициентах потерь 0,94; 0,92 и 0,90). Разработка технологического процесса сборки изделия включает изучение служебного назначения изделия, его конструкции, технических требований, выбор вида и организационной формы производственного процесса, методов сборки, определение последовательности соединения деталей и сборочных единиц, выбор методов регулирования и контроля качества сборки, выбор оборудования и средств сборки. Анализ служебного назначения заключается в оценке того, насколько полно оно отражает задачу, решаемую с помощью данного изделия. В служебном назначении изделия должны содержаться качественные и количественные характеристики процесса, для выполнения которого предназначено изделие и условия его протекания. В процессе анализа служебного назначения изделия устанавливается перечень технических требований к изделию, обеспечивающих выполнение его служебного назначения. Далее устанавливаются качественные и количественные связи между показателями служебного назначения и техническими требованиями на изделие. Аналогичные задачи решаются не только в отношении изделия в целом, но и каждого его устройства, механизма, детали.
На основе изучения назначения изделия, его сборочных и рабочих чертежей, а также намеченного объема выпуска изделия в целом и его сборочных единиц выбирают вид и организационную форму процесса сборки. На рис. 1 показаны возможные организационные формы производственного процесса сборки.
Рис 1. Виды (поточная и непоточная) и организационные формы производственных процессов сборки изделия
По виду производственного процесса сборка может быть поточной и непоточной, каждую из которых разделяют на стационарную и подвижную. Поточную подвижную сборку осуществляют с периодическим и непрерывным движением собираемого объекта. При большом числе подлежащих изготовлению изделий или их сборочных единиц следует выяснить экономичность использования поточной сборки. Если конструкция изделия обладает достаточной жесткостью базирующей детали и сравнительно небольшой массой, то целесообразно выбрать подвижную сборку с непрерывным перемещением собираемого изделия. В противном случае следует остановиться на подвижной сборке с периодическим перемещением собираемого изделия. Изделия большой массы при относительно небольшом их числе экономично собирать с использованием поточной сборки с периодически перемешающимися бригадами рабочих от одного собираемого объекта к другому. С уменьшением числа изделий, подлежащих изготовлению, когда использование поточной сборки становится неэкономичным, следует применять непоточную сборку с перемещающимися объектами. При единичном изготовлении изделий или небольшом их числе используют непоточную стационарную сборку. Непоточная стационарная сборка характеризуется неизменным положением собираемого объекта на одном рабочем месте, которое оснащают необходимой оснасткой, и сборку выполняет один рабочий или бригада. Цикл сборки увеличивается, так как рабочие в большинстве случаев вынуждены работать последовательно. Неподвижность объекта позволяет свести к минимуму влияние на точность изделия упругих деформаций при недостаточно жесткой базирующей детали. Для облегчения труда рабочие места или стенды обычно оборудуют универсальными приспособлениями и подъемно-транспортными средствами. Трудности организации ритмичной работы при работе бригадой обусловлены изменениями трудоемкости, цикла сборки, что порождает неравномерность ритма выпуска изделий. Число рабочих мест или стендов для параллельной сборки одинаковых объектов
g0=(Т0-Тс)/Т
где Т0 - расчетная трудоемкость всех переходов сборки одного объекта; Тс - расчетная трудоемкость переходов, выполнение которых совмещено во времени с другими; Т- расчетный такт сборки.
Непоточную стационарную сборку экономично использовать в единичном и мелкосерийном производствах. С увеличением числа собираемых объектов целесообразно переходить к непоточной подвижной сборке.
Непоточная подвижная сборка характеризуется тем, что собираемый объект перемещается от одного рабочего места к другому. Сборочные операции на каждом рабочем месте выполняют рабочий или бригада рабочих. При такой сборке значительно изменяется продолжительность операции, в связи с чем предусматривают межоперационные заделы.
Число рабочих мест, которые последовательно должен пройти собираемый объект,
Основным преимуществом поточной стационарной сборки является работа с установленным тактом выпуска, что позволяет достигнуть высокого ритма выпуска изделий, короткого цикла сборки, высокой производительности труда.
Поточную стационарную сборку экономично использовать в серийном производстве изделий, отличающихся недостаточной жесткостью базирующихся деталей, большими размерами и массой (например, автобусы, тяжелые станки и т.п.). При дальнейшем увеличении объема выпуска изделий и сборочных единиц экономичной становится поточная подвижная сборка.
Поточная подвижная сборка характеризуется тем, что собираемый объект перемещается непрерывно или периодически через равные промежутки времени. Для перемещения собираемых объектов используются различного рода конвейеры: ленточные, цепные, штанговые, рамные и др.
При поточной сборке каждую рабочую позицию или участок, располагаемый вдоль конвейера, оборудуют всеми приспособлениями для сборки, сборочно-монтажным и измерительным инструментом, стеллажами для сборочных единиц и деталей, необходимых по ходу сборки.
В случае сборки с непрерывным перемещением собираемого объекта каждый рабочий проводит сборку, перемещаясь со скоростью движения конвейера на длину сборочной позиции, и затем возвращается в исходное положение. В связи с этим скорость движения конвейера, лимитируемая физиологическими возможностями человека,
Поточную сборку с перемещением собираемых объектов отличает от сборки других видов более высокая производительность, наименьший цикл, равномерный ритм выпуска продукции и более высокие технико-экономические показатели. К недостаткам следует отнести значительные первоначальные затраты на изготовление и установку сборочного оборудования. Поточную подвижную сборку экономично использовать в крупносерийном и массовом производстве изделий. Из всего приведенного разнообразия форм организации производственного процесса сборки при разработке технологического процесса сборки надо выбирать наиболее эффективную для конкретных условий производства. Решающим фактором является количество изделий, подлежащих изготовлению с учетом нижеследующих рекомендаций. При больших количествах подлежащих изготовлению изделий или их сборочных единиц следует выяснить экономичность использования поточного вида сборки. Если конструкция изделия обладает достаточной жесткостью базирующей детали и отличается сравнительно небольшой массой, целесообразно выбрать подвижную сборку с непрерывным перемещением собираемого изделия; в противном случае следует остановиться на подвижной сборке с прерывистым перемещением собираемого изделия. Изделия большой массой при относительно небольших количествах экономично собирать с использованием поточного вида сборки и с периодически перемещающимися бригадами рабочих от одного собираемого объекта к другому. С уменьшением количества изделий, подлежащих изготовлению, когда использование поточного вида сборки становится неэкономичным, следует применить непоточный вид сборки с перемещающимися объектами. При единичном изготовлении машин или малых их количествах приходится использовать непоточный вид стационарной сборки. Приступая к выбору методов достижения требуемой точности изделия, прежде всего необходимо сформулировать задачи, которые требуется решить в процессе достижения его точности. Эти задачи вытекают из требований к точности изделия, и каждая из них касается обеспечения точности одного из параметров размерных связей.