Анализ технологичности конструкции детали

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

В процессе курсового проектирования, так же как и в производственных условиях, любая конструкция (машина, узел, деталь) должна быть самым тщательным образом проанализирована. Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический контроль чертежей сводится к тщательному их изучению. Рабочие чертежи обрабатываемых деталей должны содержать все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию, и возможные способы получения заготовки. На чертеже должны быть указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного положения поверхностей. Чертеж должен содержать все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, применяемых защитных и декоративных покрытиях, массе детали и др. Таким образом, технологический контроль – важная стадия проектирования технологических процессов, он способствует выяснению и уточнению приведенных выше факторов.

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ – один из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и курсового проектирования.

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.

Анализ технологичности целесообразно проводить в определенной последовательности.

1. На основании изучения условий работы узла изделия, а также учитывая заданную годовую программу, 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 пространственные отклонения геометрической формы и взаимного расположения поверхностей с геометрическими погрешностями станков.

6. Определить возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров.

7. Определить поверхности, которые могут быть использованы при базировании, возможность введения искусственных баз.

8. Определить необходимость дополнительных технологических операций, вызванных специфическими требованиями (например, допустимыми отклонениями в массе детали), 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.

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

Для корпусных деталей определяют:

а) допускает ли конструкция обработку плоскостей на проход и что мешает такому виду обработки?

б) можно ли обрабатывать отверстия одновременно на многошпиндельных станках с учетом расстояний между осями этих отверстий?

в) позволяет ли форма отверстий растачивать их на проход с одной или двух сторон?

г) есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям?

д) нужна ли подрезка торцов ступиц с внутренних сторон отливки и можно ли ее устранить?

е) есть ли глухие отверстия и можно ли заменить их сквозными?

ж) имеются ли обрабатываемые плоскости, расположенные под тупыми и острыми углами, и можно ли заменить их плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг к другу?

з) имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа и выхода, и возможно ли изменение этих элементов?

и) достаточна ли жесткость детали, не ограничит ли она режимы резания?

к) имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбрать вспомогательные базы?

л) нет ли в конструкции внутренней резьбы большого диаметра и возможно ли заменить ее другими конструктивными элементами?

м) насколько прост способ получения заготовки (отливки), правильно ли выбраны элементы конструкции, обусловливающие получение заготовки?

Для валов указывают:

а) можно ли обрабатывать поверхности проходными резцами?

б) убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала?

в) можно ли уменьшить диаметры больших фланцев или буртов или исключить их вообще, и как это повлияет на коэффициент использования металла?

г) можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые обрабатываются гораздо производительнее дисковыми фрезами?

д) имеют ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидрокопировальных станках?

е) допускает ли жесткость вала получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 6…9-го квалитетов соотношение его длины l к диаметру d свыше 10…12 для валов, изготовляемых по более низким квалитетам. Это отношение может быть равно 15, при многорезцовой обработке это отношение следует уменьшить до 10)?

Следует помнить, что технология обработки гладких валов в значительной мере отличается от технологии изготовления ступенчатых валов простотой и экономичностью, поэтому необходимо проанализировать возможность замены ступенчатого вала гладким.

Зубчатые колеса – массовые детали машиностроения, поэтому вопросы технологичности приобретают для них особенно важное значение. При анализе технологичности конструкции зубчатых колес следует определить возможность высокопроизводительных методов формообразования зубчатого венца с применением пластического деформирования в горячем и холодном состоянии. Конструкция зубчатого колеса должна характеризоваться следующими признаками:

а) простой формой центрального отверстия, так как сложные отверстия значительно усложняют обработку, вызывая необходимость применения револьверных станков и полуавтоматов;

б) простой конфигурацией наружного контура зубчатого колеса (так как наиболее технологичными являются зубчатые колеса плоской формы без выступающих ступиц);

в) расположенными с одной стороны ступицами, так как в противном случае обработка по одной детали на зубофрезерных станках вызывает увеличение количества этих станков на 25…30%;

г) симметричным расположением перемычки между ступицей и венцом для зубчатых колес, подлежащих термической обработке как по отношению к венцу, так и по отношению к ступице. Нарушение этого условия приводит к значительным односторонним искажениям при термической обработке;

д) правильной формой и размерами канавок для выхода инструментов;

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

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

После проведенного анализа технологичности все предложения по изменению конструкции детали должны быть систематизированы в расчетно-пояснительной записке, ряд этих предложений по согласованию с руководителем проекта может быть внесен в конструкцию детали.

Количественная оценка технологичности конструкции в соответствии с ГОСТ 14.202-73 может быть выполнена при условии внесения изменений в конструкцию детали после анализа технологичности. В этом случае может быть произведена сравнительная оценка по некоторым показателям технологичности до и после внесения изменений.

Так как в задании при курсовом проектировании используется одна деталь, то в качестве количественных показателей технологичности могут рассматриваться: масса детали; коэффициент использования материала; коэффициент точности обработки; коэффициент шероховатости поверхностей; уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости.

Коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости определяются в соответствии с ГОСТ 18831-73. Для этого необходимо рассчитать среднюю точность обработки и среднюю шероховатость обработанных поверхностей. Данные по детали целесообразно свести в таблицы отдельно для показателей точности и шероховатости. Формы таблиц, способы подсчета средних значений и коэффициентов приведены в прил. 8.5.

В первой графе таблиц указываются квалитеты и значения параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей данной детали; во второй – количество размеров или поверхностей для каждого квалитета или шероховатости; в третьей графе – произведение предыдущих граф.

Подсчет средней точности, средней шероховатости и коэффициентов точности и шероховатости на основании данных таблиц прост и не требует пояснений.

Таким же образом эти показатели технологичности можно рассчитать для каждой детали до и после внесения в ее конструкцию изменений, что дает возможность определить уровень технологичности по отношению к базовому варианту, которым в данном случае является исходное задание на проектирование.

Если чертеж детали в результате технологического контроля и качественного анализа технологичности оставлен без изменений и рассматривается только один вариант технологического процесса обработки, то уровень технологичности как сравнительный показатель по использованию материала, точности обработки, шероховатости и технологической себестоимости равен единице.

Все замечания, выявленные при контроле чертежа, качественном анализе технологичности и определении показателей, а также предложения по улучшению конструкций следует систематизировать и изложить в пояснительной записке.

Анализ существующего технологического процесса. Работа по подготовке к выполнению курсового проекта начинается во время прохождения студентами производственной технологической практики, когда изучаются действующие на производстве технологические процессы, оборудование, оснастка, экономические, организационные вопросы и др. При изучении существующих процессов ставятся задачи их глубокого анализа, так как без него невозможно оценить технологический процесс и, следовательно, высказать предложения по его улучшению и модернизации.

Анализ существующего технологического процесса должен быть проведен с точки зрения обеспечения качества продукции. При этом следует выяснить, правильно ли он составлен для выполнения требований чертежа и соблюдается ли все требования технологического процесса в цехе.

Для этого можно рекомендовать следующий примерный перечень вопросов:

а) рациональность метода получения заготовки для данного масштаба производства;

б) соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнения прочих технических требований;

в) правильность выбора черновых, чистовых и промежуточных баз на операциях технологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;

г) правильность установки последовательности операций процесса для достижения заданной точности детали;

д) соответствие параметров установленного оборудования требованиям данной операции;

е) соответствие режимов резания прогрессивным;

ж) степень оснащенности операций;

з) применяемость высокопроизводительного режущего инструмента и новых марок материалов его режущей части;

и) соблюдение технологического процесса на операциях и качество обработки деталей;

к) степень концентрации операций технологического процесса и др.

Качество обработки деталей на каждой операции оценивается на основании данных о браке. Первоначальным источником о количестве брака по операциям могут служить данные, полученные из отдела технического контроля. Однако для большей объективности следует руководствоваться личными наблюдениями и результатами измерений важнейших параметров на операциях технологического процесса.

Следует также проанализировать причины появления брака и обратить внимание на реальное состояние оборудования в отношении возможности обеспечения заданной точности на операциях.

Правильность разработки технологического процесса и выбора оборудования целесообразно оценить с помощью таких количественных показателей, как коэффициент загрузки оборудования, коэффициенты использования оборудования по основному времени и по мощности.

Экономические показатели существующего технологического процесса по операциям на данном этапе проектирования сводятся к определению технологической себестоимости, так как сопоставление вариантов предлагаемого процесса с существующим достаточно произвести на основании этого показателя.

Результаты анализа существующего технологического процесса должны быть детально изложены в соответствующем разделе пояснительной записки, так как именно анализ может дать предпосылки для разработки варианта процесса.

Поэтому совершенно недопустимо заменять анализ технологического процесса простым его описанием или переписыванием сведений из технологических карт. Анализ целесообразно выполнять со ссылками на технологические карты.

При разработке курсового проекта перед студентом не ставится задача коренной переработки существующей технологии, если это не диктуется соответствующими особыми условиями, например резким увеличением производственной программы, связанным с изменением типа производства. В большинстве случаев оказывается достаточным рассмотреть варианты по изменению нескольких, а иногда двух-трех технологических операций и сопоставить их по методике, предлагаемой ниже.

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТИПА И

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒