Технологичность конструкций изделий и автоматизации производства

Автоматизация на любом уровне должна быть экономически обоснованной. Большое влияние на экономическую эффективность применения автоматизации оказывают два фактора:

- годовая программа выпуска;

- технологичность конструкции изделия и его элементов.

Чем больше программа выпуска, тем более благоприятные ус­ловия создаются для окупаемости затрат на автоматизацию и по­вышения экономической эффективности. Мощным средством уве­личения программы выпуска является унификация элементов кон­струкции машин. Унификация как одна из форм стандартизации устанавливает минимальное количество видов и типоразмеров для элементов машин, обеспечивая их взаимозаменяемость и необхо­димое качество. Унифицированные детали, сборочные единицы и агрегаты используются в разных машинах. Например, крепежные детали, подшипники, зубчатые колеса, фильтры одинаковой кон­струкции применяются в разных автоматах.

В последние годы при решении задач автоматизации большое внимание уделяется технологичности конструкции машин. Под технологичностью конструкции понимают свойство изделий отве­чать требованиям автоматизированного производства по выпуску изделий требуемого качества с минимальными затратами средств и времени. Основным показателем технологичности является сто­имость изготовления. Опыт показывает, что 75 % стоимости изго­товления изделия обусловлено его конструкцией, а при автома­тизированной сборке эта зависимость доходит до 90 %.

Чем технологичнее конструкция изделия, тем меньше трудо­емкость и стоимость изготовления, тем быстрее окупятся затраты на автоматизацию.

Различают технологичность деталей и сборочных единиц (аг­регатов). Технологичность деталей рассматривают с позиций их изготовления и сборки агрегатов.

Технологичность детали с позиции ее изготовления определя­ется следующими основными факторами:

- материалом, массой, техническими требованиями;

- способом получения заготовки;

-типом детали (вал, диск, рычаг, корпус, зубчатое колесо), ее конфигурацией, симметричностью и устойчивостью конструк­ции;

наличием труднообрабатываемых поверхностей, например поверхностей со сложным профилем, глубокими отверстиями небольшого диаметра и т.д.

С позиций автоматической сборки факторы технологично­сти деталей несколько другие. Автоматическая сборка в общем виде включает подачу деталей в зону сборки, ориентацию и соединение.

Наиболее сложным элементом для автоматизации является ориентация деталей в зоне сборки

Типы автоматических линий

Рассмотрим классификации автоматических линий машино­строительного производства по различным признакам.

По технологическому признаку различают линии механообра­ботки, сборки, сварки, окраски и т.д., а также комплексные ли­нии. Последние включают позиции штамповки, механообработ­ки, термообработки и сборки. Наиболее часто такие линии встре­чаются в подшипниковом производстве и при изготовлении дета­лей автомобилей.

По технологической гибкости линии бывают непереналажива­емые, для групповой обработки и гибкие. Линии для групповой обработки проектируются по условной детали, которая включает все элементы данной детали. Детали одной группы относятся к одному типу деталей (валы, диски, рычаги), имеют одинаковый технологический маршрут обработки и отличаются только разме­ром поверхностей. Примером могут служить вилки карданных ва­лов, промежуточные валы коробки передач, ступицы колес раз­личных автомобилей.

Непереналаживаемые линии проектируются для обработки де­талей с большой программой выпуска, конструкция которых не меняется длительное время (например, детали подшипников ка­чения, изделия оборонной промышленности). Гибкие линии об­ладают возможностью переналадки для обработки однотипных хотя и различных деталей, имеющих одинаковый маршрут обра­ботки.

Линии для групповой обработки характеризуются возможно­стью обработки двух-трех однотипных деталей без переналадки оснастки и оборудования.

По принципу работы линии разделяются на две группы.

Пер­вую группу представляют линии циклического действия. Для этих линий характерна периодичность перемещения объекта производ­ства по линии и цикличность работы, когда все элементы цикла (установка, обработка, снятие и транспортировка детали) выпол­няются последовательно один за другим, не перекрываясь по вре­мени. Производительность линии циклического действия ограни­чивается из-за потерь на холостые ходы. Однако эти линии имеют большие технологические возможности, так как позволяют обра­батывать самые разнообразные детали и собирать разные агрегаты машин (двигатели, редукторы, фильтры и т.д.). Поэтому основ­ной парк автоматических линий в машиностроении — это линии циклического действия.

Вторая группа линий по принципу действия — это линии не­прерывного действия. В этих линиях объект производства переме­щается непрерывно, и во время перемещения выполняются рабо­чие ходы. Таким образом сводятся к минимуму внутрицикловые потери и обеспечивается высокая производительность.

Линии непрерывного действия создаются на базе роторных машин, и их часто называют роторными линиями.

Ограниченные технологические возможности роторных линий не позволяют применять их для обработки деталей сложной фор­мы, больших размеров и с большим числом операций. Поэтому такие линии нашли в основном применение в пищевой, оборон­ной, электротехнической промышленности при изготовлении простых изделий без снятия стружки, методами штамповки, вы­давливания, пайки, дозировки материала, для сборки и контро­ля, когда технологический процесс состоит из небольшого числа (до 8) простых операций.