Анализ технологичности конструкции детали

В процессе курсового проектирования конструкция любой детали должна быть тщательным образом проанализирована Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции. Анализ технологичности является важным этапом разработки технологического процесса, от которого зависят его основные технико-экономические показатели. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции детали, сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости, энергоемкости и металлоемкости, возможности получения заготовки и обработки детали высокопроизводительными методами.

Анализ технологичности конструкции детали проводится в следующей последовательности:

1. На основании изучения условий работы детали в узле, а также учитывая заданный выпуск детали, проанализировать возможность упрощения конструкции детали, замены сварной, армированной или сборной конструкцией, а также возможность и целесообразность замены материала.

2. Установить возможность применения высокопроизводительных методов обработки.

3. Проанализировать конструктивные элементы детали в технологическом отношении. Выявить труднодоступные для обработки места.

4. Определить возможность совмещения технологических и измерительных баз при выдерживании размеров, оговоренных допусками, необходимость дополнительных технологических операций для получения заданной точности и шероховатости обработанных поверхностей.

5. Увязать указанные на чертежах допускаемые отклонения размеров, шероховатости и геометрической формы поверхностей с геометрическими погрешностями станков.

6. Определить возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров.

7. Определить поверхности, которые могут быть использованы при базировании.

8. Определить необходимость дополнительных технологических операций, вызванных специфическими требованиями (отклонение в массе детали, необходимость балансировки и др.) и возможность изменения этих требований.

9. Проанализировать возможность выбора рационального метода получения заготовки, учитывая экономические факторы.

10. Предусмотреть в конструкциях деталей, подвергающихся термической обработке, конструктивные элементы, уменьшающие коробление деталей в процессе нагрева и охлаждения, и определить, правильно ли выбраны материалы с учетом термической обработки.

Анализ технологичности выполняют, как правило, в два этапа: качественный и количественный.

На первом этапе производится качественная оценка формы детали и ее элементов с точки зрения использования прогрессивных методов получения заготовки, удобства и простоты обработки наиболее высокопроизводительными методами, возможности совмещения технологических и измерительных баз при обеспечении точности размеров. Здесь же выявляются нетехнологичные элементы детали и разрабатываются предложения по их изменению. Последовательность выполнения качественного анализа приведена в учебных пособиях [1--3].

Количественная оценка технологичности конструкции детали выполняется в соответствии с ГОСТ 14.201, ГОСТ 14.205. Точность определяется записью в технических требованиях на чертеже детали (например, ГОСТ 30893.1-m). При обозначении на чертеже размеров только с предельными отклонениями (без указания полей допусков и квалитетов точности) их квалитеты точности устанавливаются по стандарту [6] .

В качестве количественных показателей технологичности могут рассматриваться: коэффициент использования материала, коэффициент точности обработки, коэффициент шероховатости поверхности, уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости. При этом для расчета коэффициента точности и коэффициента шероховатости целесообразно составить таблицу (таблица 1, таблица 2).

Коэффициент использования материала

,

где — масса детали, кг;

— масса заготовки, кг;

— масса технологических потерь материала (облой, окалина, некратность, литники, прибыли и т.д.), кг.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле

где n_i — количество обрабатываемых размеров соответствующего квалитета точности;

IТ_i— квалитет точности размера.

Таблица 1 — Исходные данные для определения коэффициента точности обработки

К_т=1 -

Если К_т>0,8 , то деталь технологична по точности обработки. Если условие не выполняется необходимо предложить мероприятия по совершенствованию технологичности детали по точности обработки.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле

где n_i — количество поверхностей соответствующей шероховатости;

Ш_i — значение шероховатости поверхности.