Анализ технологичности конструкции детали

 

Основными факторами, определяющими требования к технологич­ности конструкции, являются вид изделия, объём выпуска и тип про­изводства.

Вид изделия обуславливает главные конструктивные и техноло­гические признаки, исходя из которых выдвигаются основные требо­вания к технологичности конструкций.

Объем выпуска и тип производства определяют степень техноло­гического оснащения, уровень механизации и автоматизации и специ­ализацию всего производства.

Критериями технологичности конструкции являются затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт изделия. Чем меньше эти зат­раты при условии сохранения заданного качества, тем выше техно­логичность конструкции. Снижение затрат на изготовление детали происходит в результате уменьшения трудоемкости изготовления и металлоемкости детали, применения производительных процессов об­работки и средств технологического оснащения. Поэтому при анали­зе технологичности конструкции детали выявляем следующее:

- в детали отверстия выполняются стандартным осевым инструментом (сверло, зенкер, зенковка), имеется резьбовое отверстие, для нарезания резьбы в котором применяется стандартный инструмент (конический метчик К3/4)  и приспособление;

- деталь выполнена из алюминиевого сплава АК7М2Мг с толщиной стенок 5 мм, что обеспечивает ее жесткость, достаточную для сопротивления силам резания и закрепления;

- деталь имеет удобные технологические базы (плоскость 3, 4; торец фланца 1; отверстие 2 и отверстие 8), гарантирующие надежную установку и закрепление заготовки, которые соответствуют конструкторским и измерительным базам, искусственно вводиться базирование по отверстиям после начальной механической обработки;

- деталь удобно базируется в приспособлении, что позволяет свободный подвод и отвод инструмента относительно обрабатываемых поверхностей;

- контроль диаметральных размеров выполняется пробками, толщина детали штангенциркулем;

- заготовка выполняется литьем в кокиль поэтому имеет мелкозернистую структуру точные размеры, что позволяет снизить количество обрабатываемых поверхностей и припуски на механическую обработку;

- деталь – коробка термостата применяется в системе охлаждения двигателя, поэтому должна обладать высокой теплоотдачей, высокой коррозионной стойкостью, этим свойствам удовлетворяет алюминиевый сплав АК7М2Мг. Этот сплав удовлетворяет технико-экономическим свойствам необходимым для производства данной детали;

 

 

Выбор заготовки

 

Сущность литейного производства состоит в получении отливок – литых металлических изделий – заливкой жидкого сплава нужного состава в литейную форму. Отливки получают литьем в песчано-глинистые формы или специальными способами литья. Литье в песчано-глинистые формы – основной метод производства отливок. Этим методом получают литые детали, как простой, так и сложной формы, наиболее крупные отливки, которые нельзя получить другими способами. Вместе с тем литье в песчано-глинистые формы имеет и свои недостатки. К ним следует отнести менее высокие механические свойства отливок по сравнению получаемыми специальными методами литья. Кроме того, размерная точность и чистота поверхности отливок, полученных в песчано-глинистых формах, во многих случаях не удовлетворяют современным требованиям машиностроения. Это приводит к необходимости иметь в отливках повышенные припуски на механическую обработку, что удорожает ее, увеличивает расход металла.

К специальным способам относят литье в металлические формы (кокиль), литье под давлением, центробежное литье, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям и многие другие. Указанные способы позволяют получить отливки повышенной точности, с минимальными допусками по размерам с высокой чистотой поверхности. Это сокращает или совсем исключает механическую обработку, давая экономию металла, особенно важную при использовании дорогостоящих и дефицитных сплавов приводит к сокращению парка металлообрабатывающих станков, снижению стоимости детали.

Литье под давлением является одним из специальных способов литья. Этот метод является наиболее производительным для изготовления небольших отливок из цветных сплавов с высокой точностью по размерам и чистотой поверхности. Но этот метод имеет ряд недостатков: высокая стоимость и сложность изготовления пресс-форм, сложность получения отливок со сложными полостями. Отливки имеют газоусадочную пористость и их нельзя подвергать термической обработке. При получении отливок пресс-формы имеют небольшую долговечность. Литье в металлические формы в свою очередь имеет ряд преимуществ перед литьем под давлением. Кокиль является формой многократного использования, в которой можно получить огромное количество отливок из более легкоплавких цветных металлов. Вследствие быстрого затвердевания сплав получает выгодную мелкозернистую структуру, что определяет его высокие механические свойства. Экономически целесообразно применять этот метод в массовом и крупносерийном производстве. Поэтому заготовку изготавливают из алюминиевого сплава АК7М2Мг литьем в кокиль.

Подобный метод обусловлен характеристикой материала детали, конструктивной формой и размерами детали, программой выпуска.

Сущность метода заключается в следующем: расплавленный металл заливается в металлическую форму- кокиль. Массивный кокиль обладает большой теплопроводностью, поэтому скорость кристаллизации расплава велика. Это создаёт мелко зернистую структуру и повышает механические свойства отливки.

Стойкость кокилей составляет от одной до нескольких тысяч отливок. Стоимость самого кокиля довольно высокая, поэтому кокильное литьё экономически целесообразно при серийном и массовом типах производства.

Кокильное литьё экономит металл на 10-20% за счёт сокращения литниковой системы.

Вследствие этого трудоёмкость механической обработки уменьшается.

Кокильным литьём изготавливают отливки сравнительно простой конфигурации. Масса отливок от 0,4 до 500 кг.

Отливки в кокиль имеют высокую точность размеров (11-12 квалитет), параметр шероховатости поверхности отливок Ra=5-10 мкм. Все это позволяет в 2-3 раза уменьшить припуски на обработку резанием. У отливок отпадает необходимость обработки большинства поверхностей. Для отливок в кокиль характерна более плотная мелкозернистая структура металла, что способствует повышению их механических свойств на 15-30 %.

К заготовкам, отливаемым в кокиль, предъявляют определенные требования. Для легкости извлечения отливки из формы ее конфигурация должна иметь по возможности меньше выступающих элементов и уклоны в сторону плоскости разъема. Для создания условий нормального заполнения формы толщина стенок отливок у заготовок из цветных сплавов должна быть не менее 3-6 мм. Отливки не должны иметь резких утолщений, ребра необходимо располагать перпендикулярно к плоскости разъема.

Поверхности отливки, используемые в качестве баз для обработки резанием или разметки, следует располагать в одной части кокиля. Эти поверхности не должны лежать в плоскости разъема.

Таким образом, литье в кокиль является наиболее оптимальным (экономичным) по сравнению с литьем под давлением, литьем в оболочковые формы, а также литьем по выплавляемым моделям.