Основы сборочно-сварочной технологии сложных крупногабаритных изделий

В автомобилестроении к этому типу изделий относят кузова и кабины автомобилей и крупные узлы, из которых они состоят. Эти изделия представляют собой объемные конструкции со сложными пространственными формами. Отдельные детали и узлы сопрягаются часто по криволинейным поверхностям. Для обеспечения взаимозаменяемости и стабильного качества изделий в пределах установленных допусков необходима сборка узлов с минимальными зазорами. Трудности сборки усложняются значительными размерами большинства узлов и сравнительно небольшой их жесткостью.

Разрабатывать технологию изготовления этих изделий необходимо в согласовании операций штамповки, сборки и сварки мелких и средних по размерам и массе изделий и окончательной сборке кузова или кабины. Особо важно совпадение баз фиксаций на отдельных деталях изделия при их сборке и сварке. Эти же базы используют и при контроле отдельных узлов и кузовов и кабин в целом.

Объединяющим технологическим документом по контролю основных размеров деталей и узлов на ГАЗе приняты карты контроля. В них указаны базы фиксаций, расположение зажимов и прижимов приспособлений, допустимые отклонения в размерах. Контрольные карты разрабатывают на стадии технологической проработки чертежей изделия, в дальнейшем они служат обязательными документами при конструкторской разработке контрольных и сборочно-сварочных приспособлений.

Сварная конструкция должна быть технологичной. Это решается в основном на стадии предварительной разработки конструкции изделия и технологической проработки чертежей изделия. Очень важна хорошая доступность к местам сварки. При массовом производстве необходимо обеспечить возможность широкой механизации и автоматизации сборочных, сварочных, транспортных и других операций технологического процесса.

За последнее время при технологической проработке изделий все чаще используют метод моделирования (опыт ГАЗа). Модель изделия создает лучшую наглядность, помогает технологу, конструктору быстрее и точнее наметить технологию сборки и конструкцию приспособлений.

Важное значение в сборочно-сварочной технологии производства сложных крупногабаритных узлов имеет точное изготовление сборочно-сварочных приспособлений и поддержание их в рабочем состоянии в течение длительной эксплуатации. Это сложная задача, так как большое количество опорных поверхностей, разных фиксаторов, зажимов и прижимов расположено на этих приспособлениях в различных плоскостях.

Для наладки таких устройств применяют специальные наладочные приспособления, которые в автомобильной промышленности называют мастер-макетами. Это приспособление в натуральную величину воспроизводит сварную конструкцию. На мастер-макете точно выполнены отдельные поверхности в местах соприкосновения с фиксирующими устройствами и токоподводами.

Номенклатуру мастер-макетов устанавливают при разработке технического проекта изделия. На некоторых автомобильных заводах эту работу поручают специальным кузовным лабораториям. Приспособления проектируют конструкторские бюро, разрабатывающие инструментальную оснастку для сварочного производства.

Крупные мастер-макеты часто изготовляют из таких пород дерева (тисс, ольха), которые при колебании влажности древесины незначительно изменяют размеры. Расширяется применение пластмасс для изготовления отдельных узлов и мастер-макетов в целом. На рис. 11, 12 показаны деревянный и пластмассовый мастер-макеты, предназначенные для наладки главных кондукторов для сборки и сварки кузовов и кабин автомобилей. Небольшие мастер-макеты изготовляют из легких сплавов.

Рис. 11. Мастер-макет для наладки главного кондуктора для сборки и сварки кузова и легкового автомобиля ГАЗ-24, изготовленный из дерева
Рис. 12. Мастер-макет для наладки главного кондуктора для сборки и сварки кабины легкового автомобиля, изготовленный из пластмассы
Рис. 13. Измерительная и разметочная электронная трехкоординатная машина «Альфа-ЗД»: д — общий вид; б — измерительная головка

Постоянное наблюдение за сохранением размеров отдельных заготовок и штампо-сварных изделий сложной формы возможно с применением быстродействующей измерительной техники. На автомобильных заводах страны получили распространение трехкоординатные электронные измерительные машины с программным управлением типа «Альфа-ЗД» (рис. 13, табл. 9) и другие итальянской фирмы «ДЕА».

Таблица 9. Техническая характеристика электронной измерительной и разметочной машины «Альфа-ЗД»
Показатель Числовое значение
Точность измерения, мм До ±0,1
Разрешающая способность, мм ±0,01
Повторяемость позиции при режиме, мм:
       ручном и полуавтоматическом ±0,13
       автоматическом ±0,06
Рабочий ход по осям, мм:
       продольной (x) 6500
       поперечной (y) 2500
       вертикальной (z) 1500
Максимальная скорость движения измерительной головки, м/мин 10
Габаритные размеры машины, мм 8970X6720X5665
Масса (с измерительной плитой), т 15
Фиксация вводимых данных на перфокарте  

Принцип действия машин основан на изменении параметров электромагнитного устройства путем перемещения ферромагнитного сердечника, связанного с иглой, входящей в соприкосновение с измеряемой поверхностью изделия. Измерительная головка смонтирована на тележке, которая перемещается по балке. Балка, в свою очередь, перемещается по рельсовому пути, осуществляя продольное движение. Пройденный путь регистрируется специальными фотоэлектрическими устройствами. Точность измерения зависит от размеров изделия и определяется по формуле
где х, у и z — суммарное измеряемое расстояние по каждой из осей.

Типовыми конструкциями этой группы считаются кузова легковых и кабины грузовых автомобилей. Трудоемкость изготовления «черного» кузова (сварной кузов до окраски, обойки и сборки) составляет до 20% общей трудоемкости изготовления автомобиля.