Структура изделия как объекта производства

Каждое изделие машиностроения обладает определенной структурой и состоит из ряда сборочных единиц: узлов, подузлов, комплектов и отдельных деталей. Такое деление обусловлено не только функциональной структурой, но и удобством сборки и позволяет создавать изделия по агрегатному принципу. Состав структуры изделия машиностроения показан на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Структура изделия машиностроения как объекта производства

Деталью называется изделие (или составная часть изделия), изготовленное без применения сборочных операций из однородного по наименованию и марке материала. Соединяясь в процессе сборки, детали образуют сборочные единицы.

Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе путем сборочных операций.

Комплект – два и более изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор, имеющий общее функциональное назначение, как правило, вспомогательного характера, например комплект инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т.п. К комплектам также относят сборочную единицу или деталь, поставляемую вместе с набором других сборочных единиц и (или) деталей, предназначенных для выполнения вспомогательных функций при ее эксплуатации, например осциллограф в комплекте с укладочным ящиком, запасными и сменными частями, монтажным инструментом. Примером комплекта является резцедержавка токарного станка, изображенная на рис. 2.5.

В литературе термин "сборочная единица" часто заменяется широко распространенным понятием "узел". Для удобства разработки и нормирования технологического процесса сборки узлы условно разделяют на подузлы, узлы первого, второго и более высоких порядков. Обычно узел более высокого порядка включает в себя один или несколько узлов более низкого порядка, комплекты и отдельные детали.

Подузлом называется сборочная единица, состоящая из базирующей детали, на которую смонтирован хотя бы один комплект. В общем случае подузел может иметь несколько комплектов и отдельных деталей, смонтированных непосредственно на его базирующую деталь. Пример подузла показан на рис. 2.5 (верхняя каретка суппорта).

Рис. 2.5. Процесс последовательного образования сборочных единиц и сборочных единиц в станок

Узел первого порядка представляет собой базирующую деталь, на которую непосредственно смонтирован хотя бы один подузел. Одним из примеров узла первого порядка является изображенный на рис. 2.5 суппорт токарного станка.

Узел второго порядка представляет собой базирующую деталь, на которую непосредственно смонтирован хотя бы один узел первого порядка. Примером такого узла является поперечный суппорт, показанный на рис. 2.5. Если в машине встречаются более сложные сборочные узлы, то их по аналогии с предыдущими определениями называют узлами третьего, четвертого и т.д. порядка.

Кроме деталей, узлов, комплектов в структуре изделия выделяется понятие "комплекс".

Комплекс – два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. При этом специфицированным называют изделие, состоящее из нескольких составных частей.

Примеры комплексов – автоматические линии, состоящие из нескольких единиц оборудования; дистанционный пульт управления; стартовый комплекс для запуска ракет-носитслей, состоящий из монтажно-сборочного цеха, стартового стола, систем заправки и контроля, средств управления и др.

В комплекс кроме изделий, выполняющих основные функции, могут входить детали, сборочные единицы и комплекты, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, например для расширения технологических возможностей станка, монтажа оборудования на месте эксплуатации, комплект запасных частей, укладочных средств, тары и др.

Последней наиболее сложной сборочной единицей является само машиностроительное изделие, на базирующую деталь которого, в общем случае, непосредственно смонтированы не менее чем один узел высшего порядка, узлы, подузлы, комплекты и отдельные детали. Базирующая деталь должна соединять и обеспечивать требуемые функциональным назначением изделия относительные положения (расстояния и повороты) всех составляющих его сборочных единиц и деталей. Примером машиностроительного изделия может служить токарный станок, на базирующую деталь (станину) которого смонтирован ряд узлов, подузлов, комплектов и отдельных деталей (см. рис. 2.5).

Различают конструктивные и технологические сборочные единицы и узлы.

Конструктивная сборочная единица – это единица, спроектированная лишь но функциональному принципу, без учета особого значения условий независимой и самостоятельной сборки, например система гидроприводов станка, которая не может быть собрана отдельно от других узлов.

Технологическая сборочная единица или узел – это сборочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия (или изделия в целом) и выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями.

Наилучшим вариантом конструкции являются сборочные единицы, которые отвечают условиям функционального назначения в изделии и самостоятельной независимой сборки. Это так называемые конструктивно-технологические единицы: насосы, клапаны, вентили, коробки скоростей, коробки передач и т.п. Из них формируют агрегаты (модули).

Агрегат – это сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия (или изделия в целом) и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно.

Изделие, разработанное по модульному принципу, имеет преимущества перед другими изделиями такого же назначения по технико-экономическим показателям как в изготовлении, так и в эксплуатации и ремонте. В частности, цикл сборки значительно сокращается, повышается ее качество за счет того, что каждый агрегат после сборки может быть испытан по функциональным параметрам независимо от других сборочных единиц. Значительно улучшаются условия эксплуатации, особенно при замене отдельных составных частей. Примером агрегатного изделия может служить металлорежущий станок.

Деление на отдельные сборочные единицы позволяет изготовлять и регулировать их одновременно, независимо одна от другой и, следовательно, сократить сроки изготовления, увеличить оборачиваемость оборотных средств.