Анализ конструкции детали на технологичность

 

От технологичности конструкции детали зависят: производительность труда, затраты времени на технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому разработке технологического процесса изготовления детали должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции.

Анализ на технологичность делится на два вида: количественная и качественная оценка технологичности изготовления детали.

Качественная оценка предшествует количественной и сводится к определению соответствия конструкции детали следующим требованиям: конструкция должна быть стандартной или состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов; для изготовления детали должны использоваться стандартные или унифицированные заготовки; точность размеров и шероховатость поверхностей детали должны быть оптимальными, обоснованными конструктивно и экономически; вместе с тем, при определении жесткости, формы и размеров, а также механических и физико-химических свойств ее материала следует учитывать возможности технологии изготовления, условий хранения и транспортирования; точность и шероховатость поверхностей должны обеспечивать требуемую точность установки, обработки и контроля; заготовку необходимо получать рациональным способом (с учетом объема выпуска и типа производства); должны обеспечиваться доступ к обрабатываемым поверхностям и возможность одновременной обработки нескольких деталей; сопряжения поверхностей деталей различных квалитетов и шероховатости должны соответствовать методам и сред­ствам обработки; конструкция детали должна обеспечивать возможность использования групповых, типовых и стандартных технологических процессов.

Анализ технологичности конструкции детали рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

– на основании анализа исходной информации (чертеж детали, программа выпуска, тип производства, служебное назначение) выносится заключение о целесообразности принципиального изменения метода получения исходной заготовки; при этом в ряде случаев приходится менять материал заготовки;

– выполняется анализ технологичности конструктивных элементов детали; учитывая рекомендации, выявляются труднодоступные для обработки места и при необходимости вносятся изменения в конструкцию (производится отработка на технологичность);

– определяется возможность совмещения технологических и конструкторских баз при обеспечении размеров обусловленной точности, а также возможность прямого контроля таких размеров;

– анализируется конструкция детали (заготовки) для возможности одновременной обработки нескольких деталей на одном станке, многоинструментной, многосторонней и других прогрессивных методов обработки, анализируется соответствие заданных допусков и технических требований служебному назначению детали и технологическим возможностям оборудования;

– определяются поверхности, которые могут быть использованы в качестве технологических баз, и проверяется соответствие их требованиям, предъявляемым к технологическим базам.

Пример. Обработка заготовок корпусных деталей сводится главным образом к обработке плоских поверхностей и отверстий. Конструктивная форма корпусной детали, обеспечивающая минимальную трудоемкость обработки, должна отвечать следующим основным условиям:

– форма корпусной детали должна быть, возможно, ближе к правильной геометрической форме, например, поперечному сечению корпусной детали целесообразно придавать форму правильного четырехугольника (вместо неправильного четырехугольника, трапеции или какой-либо сложной формы);

– конструкция корпусной детали должна позволять обработку без соединения с сопрягаемой деталью;

– следует предусмотреть, по возможности, механическую обработку комплекта технологических баз (например, поверхности и двух отверстий);

– конструкция детали должна обеспечивать возможность обработки поверхностей и торцов отверстий на проход, торцам отверстий следует придавать форму, удобную для обработки торцовой фрезой или цековкой;

– деталь не должна иметь поверхностей, не перпендикулярных осям отверстий на входе и выходе сверла;

– диаметр обрабатываемых отверстий во внутренних стенках должен быть равен или меньше диаметра соосных им отверстий в наружных стенках детали;

– необходимо избегать многообразия размеров отверстий, резьб и допусков;

– конструкция детали не должна препятствовать механизированной пригонке поверхностей.

Для проведения количественного анализа технологичности проводится анализ чертежа и заполняется таблица 3, после этого производится расчет показателей технологичности. В таблицу заносятся все линейные размеры, имеющие точность с указанием квалитета или указанным отклонением, по которому определяется квалитет по таблицам допусков. «Свободные» размеры указываются с обозначением 14 или 12 квалитета, в зависимости от отрасли, где изготавливается изделие. При заполнении таблицы исключаются размеры, определяющие следующие размеры: резьбы, межцентровые расстояния, размеры радиусов и фасок.

К унифицированным размерам относятся все размеры, кроме специальных, которые указывать на чертеже детали не рекомендуется.

 

Таблица 3

Количественные показатели технологичности детали

Наименование поверхностей	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности	Параметры шероховатости R a, мкм

 

 

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали определяется по формуле:

                                     К_у.э. = Q_уэ/ Q_э,                                          (1)

 

где

  Q_уэ - количество унифицированных элементов;

   Q_э - общее количество элементов.

Если К_уэ > 0,6, деталь по этому показателю технологична.

Коэффициент использования материала определяется по формуле:

                                      К_им = m_д /m_з,                                          (2)

где

     m_д - масса детали;

    m_з - масса заготовки.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле: 

                       К_то = 1-(1/Т_ср),                                           (3)

где

      Т_ср. - средний квалитет точности

Т_ср = (IT1 + 2IT2 + 3IT3... + 17IT17)/ S¹⁷₁ П _i,           (4)

где

       IT _i   - число поверхностей детали точностью соответственно по 1... 17 квалитетам.

Если К_то > 0,8, то деталь по данному показателю технологична.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

                                        К_ш = 1/ ω_ср,                                  (5)      

 

где

      ω _ср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра R а, мкм.

Если К_ш < 0,32, то деталь по данному показателю технологична.

На основании результатов расчетов, требований к точности формы и взаимного расположения поверхности, а также конструктивных особенностей детали делается общий вывод о технологичности конструкции детали.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

В этом разделе курсового проекта разрабатывается техно­логический процесс изготовления одной или нескольких деталей, входящих в изделие. Разработка технологического процесса изготовления детали (изделия) является основным содержанием всех разделов курсового проекта и должна выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТов и ЕСТД и ЕСТПП.

Исходными данными для проектирования технологического процесса являются: рабочий чертеж детали со всеми необходимыми техническими условиями, кратким описанием детали, ее назначением и условиями ее работы в сборочной единице или машине, а также производственная программа выпуска деталей или машин. Кроме того необходимо иметь чертеж сборочной единицы, в которую входит обрабатываемая деталь, справочную литературу, стандарты и каталоги режущего, измерительного и вспомогательного инструментов, нормативы по режимам резания и т.п.

Разработка технологического процесса включает в себя:

1) анализ существующего технологического процесса. Дипломник должен описать и дать анализ действующего на преКПриятии технологического процесса изготовления аналогичной детали (изделия) с указанием операций, переходов, режимов резания и норм времени, применяемого оборудования, приспособлений, инструмента, а также дать анализ каждому из показателей. В дальнейшем проектировании нового технологического процесса, дипломник должен учесть положительные и отрицательные стороны существующего технологического процесса. При описании дипломник использует отчет о преддипломной практике и данные, полученные в цехах и отделах завода, изготовляющего аналогичную продукцию;

2) определение размера партии или такта выпуска деталей в зависимости от выбранного типа производства;

3) выбор заготовки и определение ее размеров;

4) составление технологического маршрута изготовления изделия, ориентируясь на наиболее прогрессивные высокопроизводительные методы обработки металлов, вносящие необходимую рационализацию в существующий (заводской) процесс. Дипломник, в разрабатываемом процесса, должен предложить не менее двух операций, коренным образом отличающихся от существующих (применяемых на заводе);

 5) выбор необходимого оборудования и технологической оснастки (приспособлений для закрепления заготовки, режущего и измерительного инструмента и т.п.);

6) составление развернутого, попереходного технологического процесса с заполнением всех граф листа (или карт) технологического процесса;

7) назначение режимов резания по каждому переходу и подсчет машинного, штучного или штучно-калькуляционного времени на операцию;

8) определение технической нормы времени на каждую операцию, разряда работы и расценки;

9) проведение сравнительных экономических расчетов для двух возможных вариантов обработки.