1.4.Технологичность конструкции изделия, примеры анализа технологичности конструкции для изделий некоторых типов (корпусные детали, валы и оси, втулки).

Технологичностью конструкции изделия по ГОСТ 14.205 – 83 называется совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению определенных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Иными словами конструкция изделия является технологичной, если при проектировании обеспечено простое, качественное и экономическое изготовление, а также эксплуатация этого изделия.

Отработка конструкции на технологичность ведется на всех этапах проектирования и производства изделия. Основная часть этой работы должна быть выполнена при проектировании. Конструктору необходимо быть технологом. В то же время оценка технологичности конструкции при разработке технологического процесса обязательна, т.к. квалификация технолога в области технологии, как правило, выше, чем у конструктора.

Оценка технологичности конструкции на стадии производства является проверкой эффективности проектных и технологических решений. Она позволяет устранить допущенные ошибки, уточняет детали, вскрывает резервы для дальнейшего повышения технологичности конструкции.

Различают производственную, эксплутационную и ремонтную технологичность.

Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на конструкторскую подготовку производства, технологическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытания, монтаж вне предприятия-изготовителя.

Эксплутационная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на подготовку к использованию по назначению, технологическое и техническое обслуживание, текущий ремонт, утилизацию.

Ремонтная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на все виды ремонта. Главные факторы, определяющие требования к ТКИ, следующие:

1. Вид изделия, характеризующий главные конструктивные и технологические признаки, обуславливающие основные требования к ТКИ;

2. Объем выпуска и тип производства, определяющие степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологических процессов и специализацию всего производства.

Обеспечение ТКИ является функцией подготовки производства, предусматривающей взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Оценка ТКИ может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно, на основе опыта исполнителя. К основным показателям ТКИ относят трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, материалоемкость и энергоемкость изделия.

Анализ технологичности для изделия некоторых типов.

Анализ технологичности конструкции является сложной задачей, успешное решение которой, существенно зависит от опыта и квалификации исполнителей. Круг вопросов, который затрагивается при этом, довольно широк. Рассмотрим в качестве примера ряд частных рекомендации для некоторых типов изделий.

Корпусные детали

К этим деталям относятся рамы, станины, корпуса и т.д., которые сложны и разнообразны по конструкции. Они являются базовыми деталями сборочных единиц и служат опорой для прочих узлов и деталей, объединяя их в законченную конструкцию. Примерами требований к технологичности таких деталей являются:

- обрабатываемые плоскости рекомендуется располагать на одном уровне, что позволяет обрабатывать их на проход за один рабочий ход без остановки и настройки станка на другой размер (рис.3,а);

нетехнологичная технологичная

- - необходимо обеспечивать свободный доступ к обрабатываемым поверхностям (рис.3, б);

- необходимо задавать межосевые расстояния отверстий, так, чтобы была возможность их обработки на многошпиндельных станках (рис.3,в);

- необходимо предусматривать возможность растачивания соосных отверстий на проход (рис.3,г);

нетехнологичная технологичная

- необходимо исключить подрезку внутренних торцов ступиц для отверстий (рис.3,д);

- необходимо исключать наклонные поверхности, которые затрудняют обработку (рис.3,е);

- опорные поверхности должны иметь достаточную протяженность для обеспечения устойчивости деталей, в противном случае необходимо предусматривать дополнительные опоры (рис.3,ж);

- количество опор должно быть не больше трех, что обеспечивает наибольшую устойчивость (рис.3,з);

- необходимо обеспечить вход и выход инструмента перпендикулярно поверхности, что исключает его поломку (рис.3,и);

- отверстия должны быть расположены так, чтобы использовать нормализованный инструмент (рис.3,к).

Валы и оси

По конструкции валы и оси могут быть гладкими, ступенчатыми, полыми и сплошными (рис.4). На валах и осях размещаются вращающиеся детали (зубчатые колеса, шкивы, подшипники и т.д.). Базовым элементом валов и осей является геометрическая ось, относительно которой, в основном, производится нормирование точности элементов этих деталей. Примерами требований к технологичности валов и осей являются:

- точные валы и оси целесообразно обрабатывать в центрах;

- там, где это, возможно, следует избегать применения ступенчатых валов и осей, что дает возможность использовать при изготовлении калиброванный прокат;

- ступенчатые валы и оси необходимо проектировать с минимальными перепадом диаметров ступеней, т.к. при этом повышается сопротивление усталости;

- ступени по длине целесообразно выбирать одинаковыми или кратными, что дает возможность обрабатывать их на многорезцовых станках (рис.5); Рис. 5. Обработка вала на многорезцовом станке

- заготовку для валов с фланцем на конце целесообразно получать высадкой на горизонтально-ковочных машинах, штамповкой или сваркой, что снижает трудоемкость и расход металла;

- для валов, подвергаемых закалке, особенно токами высокой частоты, острые кромки элементов в зоне нагрева следует притупить, чтобы избежать их оплавления из-за более высокой скорости нагрева;

- при закалке ступенчатых валов ТВЧ рекомендуется оставлять незакаленные участки около уступов, чтобы снизить концентрацию напряжений и уменьшить вероятность появления закалочных трещин.

Втулки

Детали типа втулок и колец применяют в качестве опор для валов, в виде муфт, распорных элементов и т.д. Во многих случаях втулки имеют резьбовые, шлицевые элементы, выступы и канавки на наружной и внутренней поверхности. При конструировании деталей этого класса рекомендуется:

- для обеспечения соосности внутренних и наружных поверхностей следует обрабатывать их за один установ;

- применение глухих отверстий с двух сторон не рекомендуется, т.к. трудно обеспечить их соосность;

- следует избегать внутренних выточек, особенно с точным небольшим диаметром;

- втулки со шлицами (рис.6) желательно делать сквозными, чтобы обеспечить свободный выход режущего инструмента и использовать протягивание;

Нетехнологичная технологичная

А) б) в)

- шлицевые поверхности рекомендуется выполнять сплошными без разрывов, чтобы снизить число ударов по режущему инструменту при врезании;

- необходимо сокращать протяженность опорных поверхностей, заменяя их поясками на краях.