Технологичность, стандартизация и унификация

Требования к деталям.

Технологичность – техническая возможность изготовления деталей и их сборки существующими методами с наименьшими затратами труда.

В машиностроении различают производственную и эксплуатационную технологичность. Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат на конструкторскую подготовку производства, на технологическую подготовку и процесс изготовления.

Технологичность проявляется в том, что при проектировании детали прорабатываются следующие вопросы:

- устанавливаются технические условия изготовления;

- устанавливаются допуски, посадки, требования к шероховатости поверхности, оптимально соответствующие как требуемым условиям работы, так и существующим на данный момент техническим средствам их обеспечения и контроля при изготовлении;

- устанавливается оптимальная термообработка;

- анализируется ремонтопригодность.

Критерии оценки технологичности

Оценка технологичности осуществляется по качественным и количественным показателям. Количественные показатели технологичности делятся на основные и дополнительные. К основным показателям относятся:

- трудоемкость изготовления Т_и

- коэффициент технологичности по трудоемкости

Т_БИзд – трудоемкость базового изделия (норма времени)

- себестоимость изделия С_и

- коэффициент технологичности по себестоимости

К дополнительным показателям относятся:

а) дополнительные производственные показатели по трудоемкости;

б) дополнительные показатели по себестоимости;

в) дополнительные показатели по унификации и стандартизации;

г) дополнительные коэффициенты применения типовых технологических процессов;

д) коэффициент использования металла изделия;

е) коэффициент точности обработки

В зависимости от необходимости используется тот или иной показатель, а все показатели никогда не используются.

Требования технологичности к сборке при конструировании машин

Конструкция машины должна допускать возможность ее сборки из предварительно собранных узлов, то есть сборочных единиц. Так как, если машина будет собираться из отдельных деталей, то она будет не технологична в массовом производстве. В конструкции машины желательно предусматривать возможность одновременного и независимого друг от друга монтажа различных сборочных единиц в базовый узел или деталь. Также при ее разработке необходимо предусмотреть возможность максимальной механизации и автоматизации сборочных работ. В целом же, машина должна иметь простую компоновку и простые конструктивные решения. При конструировании машин нужно обеспечивать возможность удобного и свободного подвода и отвода сборочных инструментов, а так же необходимо избежать многозвенных размерных цепей.

Требования к детали при ее конструировании для повышения технологичности

1. Однотипность и сокращение номенклатуры марки материалов для различных деталей.

2. Рациональная форма детали (рис.1).

а б

Рис. 1 Нетехнологичная (а) и технологичная (б) форма цилиндрической детали в составе сопрягаемой пары

В первом случае необходимо обрабатывать всю поверхность с заданной точностью, во втором – лишь пояски, то-есть деталь менее трудоемка в изготовлении. Аналогично решается задача при конструировании корпусных деталей (рис. 2).

А     обрабатывается вся плоскость	А     обрабатываются три опорные площадки
а	б

Рис. 2 Нетехнологичная (а) и технологичная (б) конструкции базовой поверхности корпусной детали

3. Доступность поверхности для обработки (рис. 3 и 4).

В первом случае (рис.3) необходим длинный инструмент, так как размещению патрона станка и прохождению пиноли мешает стенка корпуса. Во втором случае (рис. 4), чтобы просверлить отверстие, необходима специальная оснастка для наклонного закрепления детали, то есть данные изделия будут нетехнологичны.

4. Достаточная жесткость (оптимальное соотношение продольного и поперечного размеров детали).

Рис. 5 Токарная обработка жесткой (а) и нежесткой (б) детали. Длинная нежесткая деталь деформируется под воздействием сил резания

В первом случае (а) деталь жесткая, то есть, существует возможность обрабатывать сразу несколько поверхностей. Во втором случае (б) деталь не жесткая, обработка с требуемой точностью и производительностью затруднена. Необходимо специальное приспособление, либо такие детали изготавливают сборными. Соответственно первый вариант – деталь технологичная, второй – нет.

5. Обеспечение свободного выхода инструмента.

В обоих случаях делаются канавки для выхода инструмента из рабочей зоны. При отсутствии канавок невозможно полностью сформировать профиль зуба, в рабочей зоне скапливается стружка. При шлифовании без канавки на валу невозможно обработать упорный торец на шейке большего диаметра и нельзя обеспечить прилегание к нему устанавливаемой детали, что сказывается на точности узла.

6. Унификация отдельных элементов поверхности.

Рис. 8 Вал с канавками различной ширины

В данном случае все три канавки сделаны различными по ширине, то есть необходимо использовать три различных инструмента. Целесообразнее было бы сделать все канавки одинаковыми и использовать для их обработки один инструмент.

7. Возможность применения настроенных операций (рис. 9).

Vo S	Vo S
а	б

Рис. 9 Применение в конструкции корпусной детали элементов различной (а) и одинаковой (б) высоты

В первом случае необходимо дважды настраивать инструмент (фрезу) на заданный размер, во втором случае такая необходимость отпадает и обработка осуществляется сразу двух поверхностей.