Анализ конструкции детали на технологичность

 

Цель анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся на чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ один из важнейших этапов технологической обработки.

Конструкцию детали принято называть технологичной, если она позволяет в полной мере использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий её качество при надлежащем количественном выпуске. Являясь одним из свойств конструкции, технологичность дает возможность снизить трудоемкость изготовления изделия и его себестоимость. Опыт машиностроения показывает, что путем повышения технологичности конструкции машины можно получить дополнительно сокращение трудоемкости её изготовления на 15 – 25% и снижения себестоимости на 5 – 6%.

Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени за счет правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоемкость изготовления детали оказывает влияние её конструкция и технические требования на изготовление.

Требования к технологичности конструкции детали и сферы проявления эффекта при их выполнении 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 из заготовок, полученных рациональным способом;

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

- физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, её 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 её изготовления.

При механической обработке детали следует учесть то, что деталь тонкостенная, что влечет назначение соответствующих режимов обработки, применение соответствующей оснастки.

Технологичность конструкции взаимосвязанной детали должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к изделию, в состав которого она входит, и частным требованиям, связанным непосредственно с её технологичностью.

Деталь типа Корпус изготавливается из Стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72. Так как допуски на большинство размеров достаточно большие, то размеры детали имеют оптимальные степени точности. Шероховатости, заданные для всех поверхностей, имеют значения, не требующие дополнительной обработки. Это хорошо с точки зрения технологичности обработки. Все поверхности имеют шероховатость Rz 40 которая не является особо точной, однако технологичности будет трудно выполнять вырез на внешнем диаметре детали и отверстие мм т.к. оно очень маленького диаметра.

 

Для определения технологичности детали рассчитываем коэффициент унификации детали. Он рассчитывается по формуле:

 

 

где К_у. – коэффициент унификации;

Q_у.э. – число унифицированных элементов детали, шт;

Q_э. – число конструктивных элементов детали, шт.

По формуле (2.1) определяем коэффициент унификации детали:

К_у.=

Следовательно, деталь технологична, так как

К_у.>0,6 – деталь технологична,

К_у.<0,6 – деталь не технологична.

 

Данная деталь средней сложности в изготовлении.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что деталь средне технологична
3 Определение типа производства

 

 

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Единичное производство универсально, т.е. охватывает разнообразные типы изделий, поэтому оно должно быть гибким, с применением универсального оборудования, а также стандартного режущего и измерительного инструмента.

Технологический процесс изготовления детали при этом типе производства имеет уплотненный характер, т.е. на одном станке выполняется несколько операций или полная обработка всей детали. Применение специальных приспособлений в единичном производстве экономически нецелесообразно, их используют только в исключительных случаях. Себестоимость выпускаемого изделия при единичном производстве сравнительно высокая.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.

При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные, агрегатные и другие металлорежущие станки. При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчеты затрат и сроков окупаемости, а также ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного периода времени. При массовом производстве технологические процессы разрабатываются подробно и хорошо оснащаются, что позволяет обеспечить высокую точность и взаимозаменяемость деталей, малую трудоемкость, а следовательно, и более низкую, чем при серийном производстве, себестоимость изделий.

При массовом производстве, возможно, более широко применять механизацию и автоматизацию производственных процессов, использовать дифференцирование технологического процесса на элементарные операции, применять быстродействующие специальные приспособления, режущий и измерительный инструмент.

 

, (3.1)

 

где n – количество деталей в партии (шт.);

t – необходимый запас деталей на складе (t=20 дней для средних деталей);

Ф=251 – число рабочих дней в году;

N=2500 шт. – годовая программа выпуска изделий.

 

Шт.

 

Принимаем количество деталей в партии n=80 шт.

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции К_зо. В нашем случае К_зо=20...40.

При среднесерийном производстве используются универсальное оборудование, специализированная высокопроизводительная оснастка, станки с ЧПУ, что позволяет снизить трудоёмкость и себестоимость изготовления изделий.

 

 

Выбор заготовки

 

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. На выбор формы, размеров и способа получения заготовки большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность её обработки.

При выборе заготовки необходимо учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, её размеры и форму, но и экономичность её производства. Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой детали, тогда производят технико-экономический расчет двух или нескольких выбранных вариантов.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производится по нескольким направлениям: металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкретные производственные условия.

При выборе заготовки для данной детали назначен метод ее получения.

Заготовка простой конфигурации дешевле, т.к. не требует при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако требует последующей трудоемкой обработки и повышенного расхода материала. По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения припусков, повышения точности размеров, расположения поверхностей усложняется и дорожает оснастка заготовительного цеха, возрастает себестоимость заготовки, но при этом уменьшается себестоимость последующей обработки заготовки, увеличивается коэффициент использования материала.

На основании этого предварительно выбираем заготовку – прокат.