Общие понятия о технологичности конструкции изделий.

Совершенство конструкции изделия характеризуется его соответствием современному уровню техники, экономичностью и удобствами в эксплуатации. Конструкцию изделия, в которой эти возможности полностью учтены, называют технологичной. Оценку технологичности конструкции данного изделия по сравнению с другим (лучшего отечественного или зарубежного образца) производят, сопоставляя их трудоемкость, себестоимость и материалоемкость.

Дополнительную оценку производят: 1) по степени унификации марок материалов; 2) унификации и нормализации элементов изделия; 3) возможности его расчленения на отдельные элементы; 4) взаимозаменяемости отдельных элементов; 5) массе; 6) классу шероховатости и квалитету точности составляющих деталей; 7) возможности автоматизации изготовления изделия и др.

Выбор показателей технологичности проводится с учетом требований ГОСТ 14.201-73.

1) Технологичность конструкции изделия – понятие относительное. Технологичность одной и той же машины будет разной для различных типов производства (единичного, серийного и массового) и для заводов с различными производственными возможностями (с различным оборудованием). Развитие техники меняет уровень технологичности конструкции. Ранее нетехнологичные конструкции могут стать вполне технологичными при новых методах обработки.

2) Технологичность конструкции изделий – понятие комплексное, т.к. конструкцию нельзя рассматривать изолированно. Отработанная на технологичность конструкция заготовки не должна усложнять последующую механообработку. Нужно стремиться получить наименьшую трудоемкость и себестоимость изготовления машины в целом.

Улучшением технологичности конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства. При этом трудоемкость машин удается сократить на 5-10%.
3) Понятие технологичности конструкции изделий распространяется также на область их эксплуатации. Конструкция машин должна быть удобной для обслуживания и ремонтно-пригодной, т.е. должна обеспечивать легкость и удобство его разборки и сборки, узлового ремонта его частей.

Конструкцию изделия лучше отрабатывать на технологичность в процессе создания самой конструкции. При этом необходим союз и деловой контакт конструкторов и технологов уже на стадии разработки технического задания, затем на стадиях эскизного и технического проектов.

Технологичность оценивается качественно и количественно. Качественная оценка – «хорошо-плохо», «допустимо- недопустимо». Количественную оценку выполняют по принятым показателям технологичности при расчете их значений. Общие правила обеспечения технологичности конструкций изделий приведены в ГОСТ 14202-73-14204-73.
Технологические требования к конструкциям изделий при их сборке.
1) Принцип узловой сборки.

Конструкция изделий должна допускать возможность их сборки из предварительно собранных составных частей. Желательно предусматривать возможность одновременного и независимого друг от друга присоединения различных частей к базовой детали изделия.

2) Необходимо предусматривать в конструкции соответствующие контрольные штифты, установочные метки и т.п. для обеспечения определенного и единственно возможного относительного положения собираемых элементов. Это позволяет исключать субъективные ошибки при сборке изделий и их ремонте.
3) Изделия должны иметь простую компоновку и простое конструктивное решение. Нужно, чтобы все сборочные единицы изделия были доступными. Установка и снятие сборочных единиц и деталей не должны быть затруднены.

4) Следует уменьшать номенклатуру сборочных единиц и деталей и добиваться их взаимозаменяемости. Необходимо использовать при сборке стандартизованные и нормализованные детали. Использование нормализованных крепежных деталей сокращает номенклатуру сборочных инструментов. Желательно применение на сборке блочных деталей.

5) При сборке нужно обеспечивать возможность удобного и свободного подвода высокопроизводительных механизированных инструментов к местам соединения деталей. Желательно применение прямолинейных вертикальных движений.

6) Необходимо стремиться вести сборку по принципу полной взаимозаменяемости. Это характерно для изделий, имеющих простые короткие размерные цепи. В случае многозвенных размерных цепей в конструкции изделия следует предусмотреть жесткий или регулируемый компенсатор.

7) Следовательно совмещать при сборке сборочные, измерительные и технологические базы, т.к при этом обеспечивается более высокая точность сборки.

8) Базовая деталь изделия должна иметь развитую технологическую базу, обеспечивающую достаточную устойчивость собираемого объекта, и возможность сборки без поворота базовой детали.

9) Конструкция изделия должна обеспечивать возможность его сборки без сложных приспособлений и легкость разборки.

 

Технологические требования к различным видам соединений.
1)В конструкциях соединений с гарантированным зазором и натягом и при сборке резьбовых соединений необходимо предусматривать заходные фаски и направляющие элементы (пояски) для устранения перекосов при сборке (особенно при запрессовке).

2)При сборке длинных деталей по нескольким поверхностям следует соединять их последовательно-параллельно. Поверхности сопряжения во избежание задиров нужно делать ступенчатыми.

b1>b2 – при равном диаметре запрессовки.

3) Центровку деталей больших диаметров следует затягивать и завертывать торцовыми ключами. Поэтому необходимо предусматривать место для постановки торцового ключа, т.е. расстояние А.

- расстояние между резьбовыми элементами должны быть достаточно большими для использования многошпиндельных завертывающих устройств.

- гайки, расположенные на внутренних поверхностях деталей, следует шплинтовать; а расположенные на наружных поверхностях – можно ставить с пружинными шайбами.
Стопорение резьбовых деталей (т.е. замена шплинтовки) обеспечивается при наличии у них конической опорной поверхности.

4) В конструкциях заклепочных соединений:

1- замыкающие головки заклепок формируют на более толстой детали или детали из более прочного материала.

2- предпочтительнее применять групповую клепку. При этом лучше применять заклепки, у которых закладные и замыкающие головки плоской формы.

3- предпочтительной является также холодная клепка (для стальных, медных и алюминиевых заклепок диаметром менее 14мм).

4-следует ограничивать применение односторонней (и особенно двусторонней) потайной клепки, т.к. в этом случае необходимо производить дополнительную обработку гнезд под головки заклепок.

5- материал заклепки не должен быть тверже основного скрепляемого материала.

5) Для паяных соединений нужно учитывать следующее:
1- паяные швы нельзя располагать на переходных поверхностях или в местах концентрации напряжений.

2- в случае применения в изделии сварки и пайки, необходимо, чтобы сварной шов был удален от пайки.

3- при нагреве деталей индукционным методом необходимо предусмотреть свободный подвод индуктора в зону пайки.

4-у деталей не должно быть острых углов и тонких стен, т.к. при пайке они могут оплавляться.

5- в конструкции соединения должны быть предусмотрены места для закладки припоя в виде колец, шайб, пластинок, или канавки, в которые подают паяльную пасту, состоящую из порошкообразного припоя и флюса.

6- сложные многошовные объекты соединяют методом ступенчатой пайки. При этом припои и температуру пайки выбирают так, чтобы при образовании последующих швов не происходило расплавление ранее выполненных.
6) Для сварных соединений. Сварка – прогрессивный метод соединений. Перспективно применение сварки для изготовления комбинированных деталей, при этом в одной конструкции могут сочетаться элементы из различных материалов. При применении таких заготовок их масса снижается на 20-30% и уменьшается объем последующей механообработки на 30-50%.

Основными требованиями к сварным соединениям являются:

1- применение наиболее рациональных и производительных методов сварки: контактной, автоматической под флюсам, в среде защитных газов, электрошлаковой.
2- конструкции с большим количеством сложно расположенных соединений надо расчленять на отдельные менее сложные.

3-предпочтительны сварные соединения, допускающие одновременную установку для сварки максимального количества деталей.

4- при контактной сварке необходимо предусматривать возможность одновременной сварки всех точек.

5-необходимо шире применять горизонтальные швы, избегая вертикальных и особенно потолочных.

6-Для снижения напряжений и деформаций, вызываемых сваркой, необходимо уменьшать количество сварных швов, применять симметричное расположение швов, прерывистые симметричные швы, закреплять изделие при сварке в приспособлении.

7- Необходимо снижать объем сварочных работ за счет: замены пакета тонких листов одним толстым (рис.1), применять гибку вместо сварки (рис.2), заменять приваренные ребра жесткости штампованными (рис.3), выполнять минимально допустимые углы разделки кромок.

Рис.1 Рис.2 Рис.3