Анализ конструкции детали и выбор оптимального метода получения заготовки

Анализ конструкции детали выполняют по разработанному рабочему чертежу.

Основные технологические требования к деталям:

1. Обрабатываемые плоскости не рекомендуется делать сплошными, их следует располагать на одном уровне.

2. В ступенчатых отверстиях наиболее точную ступень рекомендуется делать сквозной.

3. Необходимо обеспечивать возможность нормального входа и выхода режущего инструмента.

4. Следует избегать глухих шлицевых отверстий.

5. Глухие отверстия с резьбой должны иметь канавки для выхода инструмента или в них должен быть предусмотрен сбег резьбы.

6. Следует избегать наклонного расположения отверстий.

Производят описание форм детали, анализируют назначение основных функциональных поверхностей. При анализе конструкции по геометрической форме поверхности надо убедиться в рациональности выбора её формы и качества с учётом возможности применения высокопроизводительного оборудования и инструмента.

Надо рассмотреть, какое наибольшее количество поверхностей детали может быть оставлено без последующей механической обработки. Обрабатываемые поверхности должны быть наиболее простыми (плоскости, цилиндры).

Анализируют материал детали, его соответствие назначению и конструкции детали.

Анализируя технологичность конструкции по материалам, необходимо обратить внимание на обрабатываемость, стоимость, дефицитность материалов, изучить возможность применения материала, наиболее подходящего по своим прочностным характеристикам, или повышения физико-механических свойств имеющегося материала.

В табл.1 вносят данные о химическом составе материала, его механических свойствах. После анализа материала детали студент имеет право предложить другой материал, более подходящий по своим характеристикам назначению и конструкции детали. Далее рассчитывают массу детали.

Таблица I

Химический состав и характеристика механических свойств материала

Описание конструкции и чертёж детали должны давать полное представление о детали и её изготовлении в производстве.

Отсутствие выемок, резьб, фасонных поверхностей у вала является признаком технологичности детали, так как позволяет вести механическую обработку вала прогрессивными высокопроизводительными методами.

Технологические требования к материалу: хорошая обрабатываемость, высокие прочностные свойства, малая чувствительность к концентрации напряжения.

Выбор заготовки и её конструирование – ответственная работа, выполняемая на начальной стадии проектирования технологического процесса механической обработки детали.

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объём и серийность выпуска, форма поверхности и размеры детали.

Выбрать оптимальный метод получения заготовки – это значит определить рациональный метод её получения, установить припуски на механическую обработку каждой из обрабатываемых поверхностей, указать размеры заготовки и установить допуски на неточность их изготовления, назначить уклоны и технические условия на выполнение заготовки.

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчёта технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготовляемой из неё детали при минимальной себестоимости последней, считается оптимальным.

Основными технологическими процессами получения заготовок являются литьё, обработка давлением и сварка.

Выбор техпроцесса получения заготовки и метода её формообразования определяется следующими факторами:

1) технологическими свойствами материала, т.е. его литейными свойствами, или способностью подвергаться пластическим деформациям;

2) конструктивными формами и размерами детали (чем больше деталь, тем дороже формы и т.д.);

3) требуемой точностью выполнения заготовки и качеством её поверхности (шероховатость, наклёп и т.д.);

4) величиной программного задания (при больших партиях наиболее выгодны способы, обеспечивающие максимальное приближение формы и размеров заготовки к форме детали);

5) наличие оборудования;

6) временем, затраченным на изготовление штампов, моделей и т.д.

Последовательность выбора заготовки:

- устанавливают, какой технологический процесс наиболее подходит для изготовления детали, чтобы определить вид заготовки (отливка, поковка, штамповка, прокат);

- выбирают метод формообразования заготовки (литьё в песчаные, стержневые или металлические формы и т.д.) и оборудование, так как от вида оборудования зависят точность изготовления заготовки, припуски, уклоны и т.д.

Необходимо рассчитать массу детали:

,

где V_д – объём детали, см³; p – плотность материала, г/см³.

,

где d_i, l_i – соответственно диаметр и длина ступени вала, мм.

Отсюда масса детали

.

Поковку целесообразно получать в закрытом штампе на молоте, причём её ось должна находиться в плоскости разъёма штампа и располагаться горизонтально

Ориентировочное значение массы поковки

,

где k_ср – среднее значение коэффициента использования материала для штампованных поковок валов, k_ср=0,75...0,8.