Анализ технологичности конструкции детали
Цель анализа технологичности конструкции – выявить по чертежу детали недостатки конструкции, затрудняющие ее изготовление с минимальными затратами и создание благоприятных условий для выполнения технологической подготовки производства в короткие сроки и без больших затрат.
Ниже приведено несколько общих положений анализа.
1. Доступность всех обрабатываемых поверхностей для режущих инструментов.
2. Возможность обработки поверхностей стандартными режущими инструментами без необходимости использования специальных.
3. Возможность выполнения контроля обработанных поверхностей с помощью универсальных контрольно-измерительных средств как в ходе обработки непосредственно на станке, так и по ее завершении.
4. Наличие и достаточная протяженность поверхностей, которые можно использовать в качестве технологических баз.
5. Обоснованность технологических требований на отдельные поверхности детали. Следует учитывать, что расширение допуска в два раза снижает затраты в четыре раза и, наоборот, ужесточение требований в два раза увеличивает трудозатраты на достижение этих высоких точностей в четыре раза. Самыми высокими (жесткими) должны быть требования, определяющие точность собранного изделия, на втором месте те, которые определяют работоспособность детали в узле. Прочие технические требования должны быть предельно расширены во избежание ненужных трудозатрат.
6. Взаимозависимость между требованиями к геометрической форме, взаимному расположению и точностью размеров обрабатываемых поверхностей. Воспользуйтесь следующими стандартами:
ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.
ГОСТ 30893.1-2002. Основные нормы взаимозаменяемости. Общие допуски. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками (ИСО 2768-1-89) (взамен ГОСТ 25670-83).
ГОСТ 24642-81. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения.
ГОСТ 24643-81. Числовые значения отклонений формы и взаимного положения.
ГОСТ 25069-81. Неуказанные допуски формы и расположения поверхностей.
ГОСТ 2.308-79. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей.
Различие в степенях и квалитетах точности на размеры, геометрическую форму и взаимное расположение самых точных поверхностей детали не должно превышать плюс-минус одну степень или квалитет.
7. Аналогично пунктам 5 и 6 оценить обоснованность заданной шероховатости поверхностей и взаимозависимости между требованиями к шероховатости и точности. Высота микронеровностей, оцененная параметром Rz, должна быть по численной величине меньше, чем любые из требований к точности поверхности.
8. Возможность достижения механической обработкой требований к точности и шероховатости поверхностей. Изучить точность станков, на которых планируется выполнение обработки.
Следует учитывать, что точность бывает экономической и достижимой. Вторая отличается от первой тем, что может быть достигнута при предельно хорошем состоянии станка, высокой квалификации исполнителей, применении особых приемов работы.
Изготовление машин и узлов высокой точности следует реализовывать не столько за счет высокой точности составляющих конструкцию деталей и их поверхностей, сколько за счет специальных конструктивных решений.
9. Жесткость обрабатываемой детали по отношению к воздействию сил резания, усилий закрепления и сил гравитации. При обработке нежестких заготовок возникают отжимы и вибрации. Нарушение равновесия внутренних напряжений у нежестких деталей приводит к большим по величине деформациям, чем у жестких.
При закреплении нежестких деталей происходит искажение геометрической формы отдельных поверхностей, в этом состоянии производят обработку, а при раскреплении силы упругости изменят достигнутые точности геометрической формы поверхностей.
У массивных деталей отдельные части их конструкции «отвисают» под воздействием сил тяжести. Массивность корпусных и базовых деталей – один из признаков их нетехнологичности.
10. Минимальная разнотипность элементов конструкции. Это способствует уменьшению количества используемых при обработке режущих инструментов. В одной детали не должно быть более трех разных типоразмеров крепежных резьбовых отверстий, минимальное количество типов канавок. Уменьшение числа смен инструментов – это прямой выигрыш производительности, кроме того, следует учитывать, что емкость инструментального магазина станка с ЧПУ может оказаться недостаточной для выполнения операции в полном объеме.
11. Вид термической обработки. Назначение и способы осуществления термообработки могут быть различны. Например, для повышения твердости поверхности можно применить закалку ТВЧ, объемную закалку, цементацию и нитроцементацию с последующей закалкой, азотирование. Использование того или иного способа приводит к различным показателям себестоимости и длительности цикла изготовления детали.
Наряду с оценкой технологичности конструкции конечной целью анализа может явиться выработка предложений по изменению конструкции, которые без ущерба для служебного назначения и работоспособности детали приведут к положительным результатам (уменьшению материалоемкости, трудоемкости, повышению качества).