Качественный анализ технологичности конструкции детали

Данный анализ целесообразно проводить в следующей последовательности:

• На основании изучения конструкции, детали, условия работы узла изделия проанали­зировать обрабатываемость материала детали и целесообразность его замены, воз­можность упрощения конструкции детали.

• При анализе конструкции по геометрической форме поверхности установить возмож­ность применения высокопроизводительных методов обработки.

• Проанализировать конструктивные элементы детали в технологическом отношении. Обрабатываемые поверхности должны быть более простыми, т.е. представлять собой плоскости, наружные и внутренние цилиндры, винтовые поверхности, т.к. точность и стабильность обработки в значительной степени определяются простотой конструк­тивных форм. Выявить для обработки труднодоступные места.

• Оценку технологичности конструкции по простановке размеров необходимо связать с анализом нанесения размеров на чертеж детали, при этом определить возможность совмещения технологических и измерительных баз при выдерживании размеров, необходимость дополнительных технологических операций для получения заданной точности и шероховатости поверхности.

• Определить возможность непосредственного измерения заданных на чертеже разме­ров.

• Определить поверхности, которые могут быть использованных при базировании, возможность введения искусственных баз.

• Проанализировать возможность выбора рационального выбора получения заготовки, учитывая экономические факторы.

• Предусмотреть в конструкциях деталей, подвергающихся термообработке, конструк­тивные элементы, уменьшающие коробление детали в процессе нагрева и охлажде­ния, определить правильно ли выбраны материалы с учетом термообработки.

С целью упрощения анализа технологичности можно дать частные рекомендации для некоторых классификационных групп деталей.

Для деталей типа “вал” определяют:

1. можно ли обрабатывать поверхности проходными резцами;

2. убывают ли к концам диаметральные размеры шеек валов;

3. можно ли уменьшить диаметры больших фланцев или буртов, или исключить их вообще, и как это повлияет на коэффициент использования материала;

4. можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые обрабатыва­ются гораздо производительнее дисковыми фрезами;

5. имеет ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидро-копировальных станках;

6. допускает ли жесткость вала получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной, если для, получения точности 7...8 квалитетов соотношение его длины к диаметру свыше 10.. 12; для валов, изготавливаемых по более низким квалитетам, это соотношение может быть равно 15, при многорезцовой обработке это соотношение следует уменьшить до 10).

Конструкция деталей типа “колесо зубчатое” должна характеризоваться следующими признаками:

1. простотой формы центрального отверстия, т.к., сложные отверстия значительно ус­ложняют обработку и вызывают необходимость применения револьверных станков полуавтоматов;

2. простой конфигурацией наружного контура зубчатого колеса, т.к. наиболее техноло­гичными являются зубчатые колеса плоской формы без выступающих ступиц;

3. расположением с одной стороны ступицы, так как в противном случае обработка по одной детали на зубофрезерных станках вызывает увеличение количества этих стан­ков на 25... 30%;

4. симметричным расположением перемычки между ступицей и венцом для зубчатых колес, подлежащих термообработке как по отношению к венцу, так и по отношению к ступице; нарушение этого условия приводит к значительным односторонним ис­кажениям при термообработке;

5. правильной формой и размерами канавок для выхода инструментов;

6. возможностью многорезцовой обработки в зависимости от соотношения диаметров венцов и расстояний между ними.

Для деталей типа “корпус” определяют:

1. допускает ли конструкция обработку поверхностей на проход и что мешает такому виду обработки;

2. можно ли обрабатывать отверстие одновременно на многошпиндельных станках с учетом расстояний между осями этих отверстий;

3. позволяет ли форма отверстий растачивать их на проход с одной или с двух сторон;

4. есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям;

5. нужна ли подрезка торцов ступиц с внутренних сторон отливки, и можно ли ее устранить;

6. есть или нет наличие глухих отверстий и можно ли их заменить сквозными;

7. имеются ли обрабатываемые плоскости, расположенные под тупыми и острыми углами, и можно ли заменить плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг к другу;

8. имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа или выхода, и возможно ли измерение этих элементов;

9. достаточная ли жесткость детали, не ограничит ли она режимы резания;

10. имеются ли или нет в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбирать вспомогатель­ные базы;

11. нет ли в конструкции резьбы большого диаметра и возможно ли заменить его другими конструктивными элементами;

12. насколько прост метод получения заготовок (отливки), правильно ли выбраны элементы конструкции, обуславливающие получение заготовки.

Подобным образом производится анализ технологичности и для других деталей, имею­щих аналогичные элементы конструкции.

Количественный анализ технологичности конструкции

Количественный анализ детали на технологичность заключается в расчете коэффици­ентов унификации (К_У) , точности (К_т) и шероховатости (К_щ).

На основе чертежа детали и эскиза в пункте 1.1 пояснительной записки составляется таб­лица 1.3, в которой указыва­ются номера поверхностей, их наименование и соответствующие им квалитеты точности и параметры шероховатости.

Таблица 1.3 – Квалитеты точности и параметры шероховатости поверхности

№ поверхности и наименование	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности, А	Шероховатость поверхности, мкм	Класс шероховатости
1	2	3	4	5	6
Всего	Σ	Σ

В графе 1 таблицы 1.3 указывается номер поверхности и ее наименование, в графе 2 указывают количество поверхностей.

Пример: при обработке 6-ти отверстий Ø 8 мм на эскизе делается выноска на одно отверстие, а во второй графе указывается количество отверстий данного размера – 6.

На основании данных таблицы производится расчет коэффициентов технологичности:

Коэффициент унификации конструкции элементов детали К_у.э.

(1.1)

где О_у.э. - число конструктивных элементов детали, которые выполнены по стандартам (резьбовые, зубчатые, шлицевые поверхности, шпоночные пазы, фаски, радиу­сы скругления, отверстия под крепеж, отверстия центровые, канавки для сбега резьбы, резьбовые недорезы, сбеги, проточки и фаски, канавки для установки уплотнений на деталях пневмо- и гидроаппаратуры, канавки для выхода рез­цов при тонком точении и растачивании или для выхода шлифовальных кру­гов, опорные поверхности под винты, болты и гайки, заклепки, шайбы, шурупы и т.д.: или в соответствии с нормальными рядами размеров и конусов: диаметральные размеры ступеней в отверстиях и на наружных, конические поверхности и т.д.);

О_общ. - число всех конструктивных элементов детали.

Деталь считается технологичной, если К_у.э, > 0,6 .

Коэффициент точности обработки К_m

; (1.2)

, (1.3)

где А_ср - средний квалитет точности обработки;

1,2,3...19 - номер квалитета точности размера;

n₁…n_i - количество размеров соответствующего квалитета;

- общее количество поверхностей.

При К_т ＞ 0,8 изделие относят к технологичным.

Коэффициент шероховатости К_ш .

, (1.4)

(1.5)

где Б_ср – средний класс шероховатости;

1,2, …14 – классы шероховатости;

n₁…n_i - количество поверхностей соответствующего класса шероховатости;

∑ n_i - общее количество поверхностей.

При К_ш ＞ 0,16 изделие относят к технологичным.