Слащев Евгений Сергеевич. Совершенствование процесса обеспечения точности сборки узлов машин методом групповой взаимозаменяемости с компенсацией незавершенного производства

brief description

Слащев Евгений Сергеевич. Совершенствование процесса обеспечения точности сборки узлов машин методом групповой взаимозаменяемости с компенсацией незавершенного производства: автореферат дис. ... кандидата Технических наук: 05.02.08 / Слащев Евгений Сергеевич;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»], 2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ М.Т.КАЛАШНИКОВА»
На правах рукописи

Слащев Евгений Сергеевич
«СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ
СБОРКИ УЗЛОВ МАШИН МЕТОДОМ
ГРУППОВОЙ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ С КОМПЕНСАЦИЕЙ
НЕЗАВЕРШЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА»
Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения
Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук,
профессор В.Г.Осетров
Ижевск-2018

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ
ПРОЦЕССА СБОРКИ УЗЛОВ МАШИН 13
1.1 Проблема выбора методов обеспечения точности
замыкающего звена при сборке машин и механизмов 13
1.2 Особенности и пути совершенствования метода групповой
взаимозаменяемости при сборке 17
1.3 Методы компенсации незавершенного производства при
сборке узлов машин 20
1.4 Применение метода регулирования для компенсации
незавершенного производства при сборке узлов машин 24
1.5 Формализация и использование систем
автоматизированного проектирования при решении задач обеспечения
точности сборки узлов машин 30
Выводы. Цель и задачи исследования 33
2 РАЗРАБОТКА ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПОДХОДА К
ВЫБОРУ МЕТОДА ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПРИ СБОРКЕ
ИЗДЕЛИЙ 36
2.1 Разработка математического аппарата для рационального
выбора метода достижения точности замыкающего звена при сборке... 36
2.2 Алгоритм и программа для выбора метода сборки 43
Выводы 47
3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ГРУППОВОЙ
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ (СЕЛЕКТИВНОЙ СБОРКИ) ПРИ
ОБЕСПЕЧЕНИИ ТОЧНОСТИ ЗАМЫКАЮЩЕГО ЗВЕНА 48

з
3.1 Раскрытие размерных связей и закономерностей при
обеспечении точности многозвенных размерных цепей методом
групповой взаимозаменяемости 48
3.2 Определение параметров типовых многозвенных размерных цепей (замыкающее звено - зазор) с использованием рекуррентных зависимостей 55
3.3 Определение параметров типовых многозвенных размерных цепей (замыкающее звено - натяг) с использованием рекуррентных зависимостей 64
3.4 Алгоритм и программа для определения параметров
многозвенных размерных цепей методом групповой
взаимозаменяемости 71
Выводы 74
4 РАЦИОНАЛЬНОЕ УМЕНЬШЕНИЕ НЕЗАВЕРШЁННОГО
ПРОИЗВОДСТВА ПРИ СБОРКЕ МЕТОДОМ СТУПЕНЧАТОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СБОРНОГО
КОМПЕНСАТОРА 76
4.1 Разработка конструкции сборного компенсатора со ступенчатым регулированием и исследование его жесткости при действии осевой нагрузки 76
4.2 Методы рационального уменьшения незавершённого производства при применении разработанного компенсатора 88

4.2.1 Применение разработанного компенсатора для регулирования осевого зазора в узле с подшипниками качения
4.2.2 Применение разработанного компенсатора для уменьшения незавершённого производства при сборке методом групповой взаимозаменяемости 93

4
4.2.3 Выбор способа компенсации незавершенного
производства при использовании разработанного компенсатора 105
Выводы 109
5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ 111
5.1 Пример обеспечения точности замыкающего звена в
многозвенных размерных цепях методом групповой
взаимозаменяемости (замыкающее звено - натяг) 111
5.2 Обоснование экономической целесообразности применения
метода групповой взаимозаменяемости для многозвенных размерных
цепей 118
5.2.1 Общие принципы экономического обоснования 118
5.2.2 Определение объёма незавершённого производства при селективной сборке 118
5.2.3 Определение экономической эффективности применения селективной сборки 123
5.3 Внедрение и экспертная оценка программного комплекса
«Расчет размерных цепей-РРЦ» 125
Выводы 143
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 145
ЛИТЕРАТУРА 148
ПРИЛОЖЕНИЕ А Результат расчёта в программе «Расчёт
размерной цепи-РРЦ» 160
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Алгоритм программы ЭВМ для
разработанного метода групповой взаимозаменяемости 161
ПРИЛОЖЕНИЕ В Акты внедрения 169
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Листы рейтингового голосования 174
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Алгоритм метода экономического расчёта

5
селективной сборки 181
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Графики результатов испытаний,
автоматически сформированные установкой Instron 5982 185

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Рассмотрены методы размерного анализа изделий при сборке и
выявлены шесть методов и четыре способа достижения точности замыкающего
звена размерной цепи, формализованный выбор которых предлагается
осуществить по шести критериям с установленными диапазонами изменения, из
которых три критерия (температура эксплуатации изделия, наличие сил влияния,
подвижность соединения) применяются впервые.
2. Для формализации и автоматизации выбора метода достижения точности
сборки узлов машин разработана математическая модель на основе логических
(булевых) функции, при этом определена логическая таблица, которая связывает
критерий, метод достижения точности и параметр его применимости (1 или 0).
Разработаны алгоритм и программа для рационального выбора метода сборки,
которая легко встраивается в автоматизированный расчёт размерных цепей.
3. При совершенствовании метода групповой взаимозаменяемости
(селективной сборки) систематизированы правила и ограничения, на основе
которых выведены рекуррентные зависимости, позволяющие формализовать и
автоматизировать определение групповых максимальных и минимальных
размеров звеньев для многозвенной размерной цепи (число составляющих звеньев
т > 3), на основе которых организуется сортировка и сборка деталей. При этом
число составляющих звеньев, сортируемых на группы, не имеет существенного
значения.
4. При анализе производственной практики применения селективной
сборки выявлены пять типовых задач, когда замыкающим звеном размерной цепи
является зазор и три задачи, когда замыкающее звено - натяг. Для всех типовых
задач разработаны рекуррентные зависимости и способы их применения для
определения параметров размерной цепи. Разработаны алгоритмы и программа,
реализующие разработанные методики.
5. Разработана новая конструкция сборного компенсатора,
предназначенного для ступенчатого регулирования зазора между торцами деталей
(патент на полезную модель РФ №112331). Техническим результатом

146
применения разработанного компенсатора является повышение технологичности конструкции, уменьшение трудоёмкости при сборке и возможность многоразового использования. Проведены экспериментальные исследования и установлено, что одновременно достигается повышение (в 1,5...2,2 раза) и стабилизация (в 2...3 раза) жесткости разработанного компенсатора при действии осевой нагрузки по сравнению с компенсатором, составленным из набора колец.
6. Выявлены размерные связи и разработан способ применения сборного
компенсатора для регулирования осевого зазора в узлах изделий с подшипниками
качения (патент РФ на изобретение №2592020), собранных с использованием
групповой взаимозаменяемости.
7. Определены способы рационального применения разработанного компенсатора для снижения объемов незавершенного производства при сборке методом групповой взаимозаменяемости. При этом рассмотрены два способа применения: включение компенсатора в каждую размерную цепь; применение компенсатора только на этапе образования незавершённого производства путём замены им одной из деталей. Особенностью реализации способов является использование информационного преимущества селективной сборки -информации о действительных размерах звеньев, что позволяет исключить операцию измерения замыкающего звена при сборке и упростить конструкцию компенсатора.
8. Разработан и внедрен в производство АО «Ижевский мотозавод «Аксион-холдинг» программный комплекс - «Расчет размерных цепей-РРЦ» (свидетельство о регистрации программы ЭВМ №2013616797), основой которого являются разработанные методики определения параметров многозвенных размерных цепей при селективной сборке. Эффективность нового программного продукта подтверждена при его экспертной оценке с использованием разработанной программы (свидетельство о регистрации программы ЭВМ № 2015616730). При внедрении комплекса расширяется область применения метода селективной сборки, уменьшается трудоёмкость подготовки производства,

147
квалификации
снижаются
проектировщика, исключаются
требования к субъективные ошибки.
9. При оценке экономического эффекта от применения метода групповой взаимозаменяемости при сборке приспособления для переработки твёрдых отходов с учётом объёма незавершённого производства установлено, что при годовом выпуске изделий Nr = 10000 шт. экономический эффект составил Э = 931700 руб.