Анализ технологичности конструкции детали

Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.

При отработке на технологичность конструкции детали необходимо производить оценку в процессе ее конструирования.

Требования к технологичности конструкции детали согласно ГОСТ 14.204-73 следующие:

· конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом;

· детали должны изготовляться из стандартных и унифицированных заготовок или заготовок, полученных рациональным способом;

· размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные степень точности и шероховатость;

· физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;

· показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

· конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

При оценке технологичности конструкции детали необходимо:

­ рассчитать показатели технологичности конструкции;

­ разработать рекомендации по улучшению показателей технологичности;

­ обеспечить технологичность конструкции детали путем внесения изменений.

Оценку технологичности конструкции детали производят по качественным и количественным показателям.

Качественная оценка технологичности конструкции детали описывается словами «хорошо-плохо», «допустимо-недопустимо» и т.д., а количественная оценка характеризуется показателями технологичности и проводится по усмотрению разработчика.

Для количественной оценки технологичности конструкции детали применяют следующие коэффициенты:

коэффициент унификации конструктивных элементов детали

,

где – число унифицированных элементов детали, шт.;

- общее число конструктивных элементов детали, шт.

коэффициент использования материала

,

где – масса детали по чертежу, кг; – масса материала заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг.

коэффициент точности обработки детали

,

где - число размеров не обоснованной степени точности обработки;

- общее число размеров, подлежащих обработке.

коэффициент шероховатости поверхностей детали

,

где – число поверхностей детали не обоснованной шероховатости, шт.; – общее число поверхностей детали, подлежащих обработке, шт.

К основным показателям количественной оценки относятся трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, материалоемкость и энергоемкость изделия.

Конструктивная и технологическая преемственность является одним из главных принципов наиболее целесообразной подготовки производства. Применение этого принципа позволяет максимально использовать все лучшее, что создано в процессе научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических разработок, освоено в производственных условиях и всесторонне проверено в эксплуатации.

Отработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать решение следующих основных задач: снижение трудоемкости и себестоимости изготовления, снижение расхода материала и топливно-энергетических ресурсов.

Повышение технологичности конструкции изделия предусматривает проведение следующих мероприятий:

1) Создание конфигурации деталей и подбор их материалов позволяющих применение наиболее совершенных исходных заготовок, сокращающих объем механической обработки.

2) Важным резервом повышения производительности обработки является изменение и упрощение конфигурации деталей с целью унификации режущего инструмента и создания более благоприятных условий его работы, а также для облегчения и уменьшения объема механической обработки.

3) Простановка размеров в чертежах с учетом требований их механической обработки и сборки, позволяющая выполнить обработку по принципу автоматического получения размеров на настроенных станках и обеспечивать совмещение конструкторских, измерительных и технологических баз

При простановке размеров на детали, имеющей как обработанные, так и необработанные поверхности, особенно важно учитывать последовательность образования отдельных поверхностей заготовок. Черные необработанные поверхности появляются на заготовке раньше обработанных, поэтому система всех необработанных поверхностей должна быть связанна соответствующими размерами. При первой операции механической обработки одна из необработанных поверхностей используется в качестве черновой базы и от нее проставляется размер до обрабатываемой поверхности, которая в процессе дальнейших операций мех. обработки обычно является базирующей.

При обработке остальных поверхностей выдерживаются размеры от первой обработанной поверхности, обычно служащей технологический базой, или в случае смены технологических баз от одной из ранее обработанных поверхностей, используемых в процессе данной операции в качестве технологической базы.

Следовательно, при проектировании детали необходимо связать размерами все необработанные поверхности, затем проставить размер между одной из необработанных поверхностей, используемой в качестве черновой базы, и обрабатываемой поверхностью, которая в дальнейшем будет служить ТБ, при обработке остальных поверхностей детали. Остальные размеры должны связать между собой обработанные поверхности.

Целесообразная последовательность операций обработки отдельных поверхностей должна учитываться не только при простановке размеров на детали, имеющей необработанные поверхности, но также должна приниматься во внимание и при проектировании деталей, участки которых значительно отличаются по точности и шероховатости, а следовательно, изготовляются различными видами обработки.

4) Упрощение конфигурации отдельных деталей, предельно возможное расширение допусков на изготовление и снижение требований к шероховатости обрабатываемых поверхностей с целью уменьшения объема и облегчения мех. обработки.

5) Создание конфигурации деталей, позволяющей применение наиболее совершенных и производительных методов мех. обработки (многорезцовым, фасонным и многолезвийным инструментом, накатывание и вихревое нарезание резьбы).

6) Проведение нормализации и унификации деталей и СЕ, являющихся предпосылками типизации ТП, унификации режущего и мерительного инструмента, а также внедрения групповой обработки.

7) Если в конструкции изделия предусмотрены отверстия, необходимо учитывать следующее:

- по возможности они должны быть сквозными;

- производительная обработка отверстий сверлением в значительной степени определяется нормальными условиями врезания и выхода сверла;

- соосные отверстия, расположенные на двух или более параллельных осях, будут более технологичны, если их диаметры будут уменьшатся постепенно;

- глухие отверстия с резьбой должны иметь канавки для выхода инструмента или в них должен быть предусмотрен сбег резьбы;

- следует избегать наклонного расположения осей отверстий.

8). Обрабатываемые плоскости не рекомендуется делать сплошными. Обрабатываемые плоскости следует располагать на одном уровне.

9). Технологичность конструкции заготовок деталей должна иметь в виду не только максимальную рационализацию мех. обработки но и упрощение процессов изготовления самих заготовок

Литые заготовки должны удовлетворять следующим требованиям:

а) толщина стенок отливок должна быть по возможности одинаковой, без резких переходов тонкостенных частей в толстостенные;

б) форма заготовки должна предусматривать простой, без затруднения разъем модели;

в) поверхности отливок, расположенные перпендикулярно плоскости разъема должны иметь конструктивные литейные уклоны.

На чертежах штамповок должно быть предусмотрено:

а) отсутствие резких переходов в поперечных сечениях и усиление сечений в изгибах;

б) выполнение переходов от одного сечения к другому по дугам относительно больших размеров;

в) закругление острых ребер;

г) штамповочные уклоны.

Из вышесказанного следует, что понятие технологичности конструкции по существу не может быть абсолютным, оно меняется вместе с развитием производства и технологии и для разных типов производства и даже для различных по характеру и уровню технологии предприятий, принадлежащих к одному типу производства (наличие парка станков с ЧПУ), это понятие не одинаково.