Анализ технологичности конструкции детали

Назначение и конструкция детали

Раздел начинается с определения класса деталей, к которому относится заданная в проекте деталь (класс валов, полых цилиндров, зубчатых колес, корпусов, рычагов, вилок и т.п.).

Далее дается описание работы и назначение узла в машине и детали в узле по материалам (отчету) технологической практики. При этом указываются основные и вспомогательные конструкторские базы, исполнительные поверхности. Здесь же анализируются допуски на размеры, форму и взаимное расположение поверхностей детали, указывается, почему к этим поверхностям предъявляются такие требования.

В этом же разделе описывается вид термической обработки детали и цель ее проведения.

Заканчивается раздел таблицами химического состава и механических свойств материала детали.

Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности является одним из важных этапов в разработке ТП, от которого зависят его основные технико-экономические показатели: металлоемкость, трудоемкость, себестоимость.

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

Так, детали типа валов признаются технологичными, если они отвечают следующим требованиям:

- возможность максимального приближения формы и размеров заготовки к размерам и форме детали;

- возможность вести обработку проходными резцами;

- уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала или от одного торца к другому;

- возможность замены закрытых шпоночных пазов открытыми;

- жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке ( < 10…12, где и d – длина и диаметр детали соответственно).

Зубчатые колеса признаются технологичными, если они имеют:

- центральное отверстие простой формы;

- простую конфигурацию наружного контура (наиболее технологичными являются зубчатые колеса простой формы без выступающих ступиц);

-ступицы с одной стороны, что позволяет вести обработку на зубофрезерных станках по две детали;

- симметрично расположенную перемычку между венцом и ступицей, что уменьшает коробление детали при термообработке;

- возможность штамповки фигурной перемычки между венцом и ступицей;

- достаточное расстояние между венцами для обработки на зубофрезерных станках (для двухвенцовых зубчатых колес).

Для всех классов деталей признаются нетехнологичными следующие элементы:

- отверстия, расположенные под углом к оси, плоскости и т.п.;

- глубокие отверстия ( > 5);

- глухие отверстия с резьбой;

- закрытые с одной или двух сторон пазы.

Не являются нетехнологичными требования к точности размеров и формы поверхностей деталей и шероховатости, если они вытекают из служебного назначения детали.

Качественная оценка технологичности конструкции характеризуется показателями: хорошо – плохо, допустимо – недопустимо.

Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ 14 201–73. Количественная сравнительная оценка технологичности детали может быть осуществлена лишь при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому студенту выдаются численные значения следующих базовых показателей: точности обработки, шероховатости поверхности, трудоемкости изготовления и технологической себестоимости детали и заготовки.

В ходе курсового проектирования студент обязан определить значения перечисленных ниже относительных частных показателей технологичности, которые должны приниматься в пределах 0<k<1 (ГОСТ 14 202–73).

1. Уровень технологичности конструкции по точности обработки

,

где К_{б. тч}, К_тч – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты точности обработки.

Коэффициент точности обработки К_тч определяется по формуле

,

где – средний квалитет точности обработки изделия; n_i – число размеров соответствующего квалитета точности; Т – квалитет точности обработки.

2. Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности

,

где К_б.ш, К_ш – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности.

Коэффициент шероховатости поверхности К_ш определяется по формуле

,

где – средняя шероховатость поверхности изделия; Ш – шероховатость поверхности; n_iт – число поверхностей соответствующей шероховатости.

Значения достигнутых уровней технологичности конструкций по точности обработки и шероховатости следует определять после завершения технологического контроля чертежа детали и внесения в него, по согласованию с руководителем проекта, рациональных изменений. Если чертеж детали после завершения технологического контроля не подвергается пересмотру и изменению, уровень технологичности конструкции по этим показателям равен единице.

3. Уровень технологичности конструкции по использованию материала

,

где К_б.и.м, К_и.м – соответственно базовый и достигнутый коэффициенты использования материала.

Коэффициент использования материала

,

где М – масса готовой детали, кг; М_м – масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг.

Значения коэффициента использования материала и уровня технологичности конструкции по использованию материала рассчитываются после выбора метода получения заготовки и определения общих припусков на механическую обработку.

4. Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления

,

где Т_и, Т_б.и – соответственно достигнутая и базовая трудоемкость изготовления изделия.

5. Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости

,

где С_т, С_б.т – соответственно достигнутая и базовая технологическая себестоимость изделия.

Уровни технологичности конструкции по трудоемкости и технологической себестоимости окончательно определяются после разработки технологического процесса и получения необходимых для расчета данных.

Заканчивается этот раздел проекта выводами о технологичности конструкции детали.