Технология машиностроения Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2012 icon

Технология машиностроения Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2012



Смотрите также:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
^

3.1 Анализ и разработка технических требований к деталям


Анализу технических требований предшествует анализ служебного назначения и описание деталей, технологические процессы которых предстоит разработать.

При этом учитывают программу и такт выпуска, тип производства. В случае отсутствия технических требований на чертежах деталей, прилагаемых к заданию на курсовое проектирование, они разрабатываются студентом, исходя из служебного назначения деталей и условий их изготовления.

При анализе имеющихся и разработке новых технических требований к детали оценивают в первую очередь соответствие допуска, ограничивающего отклонение размера детали (линейного или углового), допуску замыкающего звена размерной цепи, в которой анализируемый размер является одним из составляющих звеньев.

При необходимости для решения возникающих задач применяют методы теории размерных цепей. Такая необходимость может возникнуть в тех случаях, когда следует проверить влияние анализируемого углового или линейного размера, являющегося составляющим звеном одной из конструкторских размерных цепей изделия, на точность замыкающего звена этой размерной цепи (если расчет ее не выполнен на этапе анализа технических требований к изделию). В этом случае, как правило, известны параметры составляющих звеньев размерной цепи, и определение параметров (номинальной величины, верхнего и нижнего отклонений) замыкающего звена в результате решения «обратной задачи» не представляет трудностей. Решение выполняют по методике, изложенной в [27].

Подобный количественный анализ проводят для одного из технических требований (все прочие требования анализируют на качественном уровне).

Анализ технических требований к детали рекомендуют проводить в следующем порядке:

  • формулируют техническое требование с указанием конкретных цифровых данных допустимых отклонений;

  • указывают возможные последствия невыполнения сформулированного технического требования, при необходимости приводят схе-матичные иллюстрации;

  • выполняют эскизную схему контроля (проверки) сформулированного технического требования при помощи универсальных и специальных средств контроля, приводят описание схемы и методики контроля (проверки).

Пример 1. Деталь – корпус цепной коробки скоростей.

Техническое требование: отклонение от параллельности осей отверстий диаметром 128H9 и диаметром 72H9 не должно превышать
0,4 мм на длине 300 мм.

Схема контроля технического требования приведена на рисун-
ке 3.1. Деталь 1 устанавливают на контрольную плиту. В отверстие детали устанавливают втулки 2, 5 и контрольные оправки 3, 4.




1 – контролируемая деталь; 2, 5 – втулка; 4, 3 – оправка;

6 – измерительное устройство

Рисунок 3.1 – Схема контроля технического требования

При помощи штангенрейсмаса 6 (ГОСТ 164-80, отсчет по нониусу 0,1 мм) измеряют размеры Н1, Н2 и h1, h2.

Отклонение определяют как наибольшую алгебраическую разность (H1h1)  (H2h2).

Невыполнение технического требования может привести к нарушению относительного положения валов в собранной коробке передач, неравномерному нагружению деталей цепных передач и вследствие этого поломке перегруженных деталей.

Пример 2. Деталь – полуось легкового автомобиля.

Техническое требование: торцовое биение фланца не должно превышать 40 мкм.

Схема контроля приведена на рисунке 3.2. Полуось 2 устанавливают опорными шейками на призмы 3 и упирают фланцем в опору 4. Микрокатор (1 ИГП, цена деления 0,005 мм) укрепляют на стойке 1 так, чтобы его измерительный наконечник касался фланца полуоси. Прижимая полуось к опоре 4, поворачивают ее в призме. Отклонение определяют по разности между крайними значениями отклонений микрокатора.




1 – микрокатор на стойке; 2 – полуось; 3 – призма; 4 – упор

Рисунок 3.2 – Схема контроля торцового биения фланца полуоси

Невыполнение данного технического требования может привести к биению колеса при движении автомобиля, появлению циклических нагрузок и вследствие этого усталостному разрушению полуоси.

В результате анализа технических требований может быть выявлена необходимость отработки на технологичность и внесения в связи с этим изменений в конструкцию детали, номинальные размеры и величины допустимых отклонений.

Эти изменения иллюстрируют эскизами, которые прилагают к ПЗ.
^

3.2 Анализ технологичности конструкции деталей


Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому проектированию технологического процесса изготовления детали должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции и, в необходимых случаях, отработка на технологичность.

Технологичность конструкции детали оценивают на двух уров-нях  качественном и количественном. Качественная оценка предшествует количественной и сводится к определению соответствия конструкции детали следующим требованиям:

  • конструкция должна быть стандартной или состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов;

  • для изготовления детали должны использоваться стандартные или унифицированные заготовки;

  • точность размеров и шероховатость поверхностей детали должны быть оптимальными, обоснованными конструктивно и экономически;

  • при определении жесткости, формы и размеров, а также механических и физико-химических свойств материала детали следует учитывать возможности технологии изготовления, условий хранения и транспортирования;

  • точность и шероховатость поверхностей должны обеспечивать требуемую точность установки, обработки и контроля;

  • заготовку необходимо получать рациональным способом
    (с учетом объема выпуска и типа производства);

  • должны обеспечиваться доступ к обрабатываемым поверхностям и возможность одновременной обработки нескольких заготовок;

  • сопряжения поверхностей деталей различных квалитетов и шероховатости должны соответствовать методам и средствам обработки;

  • конструкция детали должна обеспечивать возможность использования групповых, типовых и стандартных технологических процессов.

Примеры рекомендуемого и нерекомендуемого (из условий технологичности) оформления конструктивных элементов деталей приведены в справочной литературе [2, 4].

Анализ качественной технологичности конструкции детали рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. На основании анализа исходной информации (чертеж детали, программа выпуска, тип производства, служебное назначение) выносят заключение о целесообразности принципиального изменения метода получения исходной заготовки. При этом в ряде случаев приходится менять материал заготовки.

Пример. В задании на курсовое проектирование предписано разработать технологический процесс изготовления корпуса цепной коробки скоростей, имеющего массу 20 кг, исходя из годовой программы выпуска 92 тыс. шт. В приложенных к заданию чертежах базового изделия его корпус выполнен сварным из стали Ст3 (рисунок 3.3а).




а) б)

Рисунок 3.3 – Нетехнологичная (а) и технологичная (б) конструкции исходной заготовки

Тип производства (установленный в соответствии с рекомендациями для изделия с указанными исходными данными) – крупносерийное. Для условий крупносерийного производства корпусных деталей такой массы с заданной программой выпуска использовать сварные заготовки нецелесообразно ввиду значительной трудоемкости их изготовления и высокой стоимости. В связи с этим принимают решение о принципиальном изменении метода получения исходной заготовки: взамен сварки применяют литье. Метод получения заготовки выбирают на основании технико-экономического сравнения в соответствующем разделе ПЗ. В рассматриваемом примере изменение метода получения заготовки неизбежно вызовет и замену материала. Если к корпусу редуктора не предъявляются какие-либо особые требования, то целесообразно изготовлять его из серого чугуна СЧ20.

В тех случаях, когда качественное сравнение принципиально отличных методов получения заготовок не позволяет сделать определенный выбор, производят количественную технико-экономическую оценку.

Если метод получения заготовки был изменен принципиально, то в ПЗ приводят эскизные рисунки базовой и предложенной исходной заготовок с указанием их основных размеров (см. рисунок 3.3).

Две конструкции корпуса цепной коробки скоростей, представленные на рисунке 3.4, полученные из литых заготовок, отличаются по технологичности.




а) б)

Рисунок 3.4 – Нетехнологичная (а) и технологичная (б) конструкции корпуса цепной коробки скоростей

Качественный анализ технологичности этих конструкций позволяет сделать вывод о нетехнологичности конструкции корпуса, показанной на рисунке 3.4а. Так как неодинакова толщина стенок отливки (SS1), необходима обработка боковых поверхностей и поверхности основания по всей их площади; неодинаковы размеры соосных основных отверстий и крепежных резьбовых отверстий; имеется ступенчатое крепежное отверстие (для монтажа коробки), обработка которого затруднена; завышены заданные значения шероховатости некоторых обрабатываемых поверхностей.

От перечисленных недостатков свободна конструкция корпуса, представленная на рисунке 3.4б.

2. Выполняют анализ технологичности конструктивных элементов детали, учитывая рекомендации [4]. Выявляют труднодоступные для обработки места и при необходимости вносят изменения в конструкцию (производят отработку на технологичность).

3. Определяют возможность совмещения технологических и конструкторских баз при обеспечении размеров обусловленной точности, а также возможность прямого контроля таких размеров.

4. Анализируют конструкцию детали (заготовки) для возможности одновременной обработки нескольких заготовок на одном станке, многоинструментной, многосторонней и других прогрессивных методов обработки. Анализируют соответствие заданных допусков и технических требований служебному назначению детали и технологическим возможностям оборудования.

5. Определяют поверхности, которые будут использованы в качестве технологических баз, и проверяют соответствие их требованиям, предъявляемым к технологическим базам заготовки.

В ПЗ приводят эскизы, изображающие деталь или отдельные ее элементы до отработки ее конструкции на технологичность и после (рисунки 3.5, 3.6).




а) б)

Рисунок 3.5 – Конструктивное оформление заготовки для устранения отклонения сверла от оси отверстия или его поломки:

а) до отработки на технологичность; б) после отработки
на технологичность




а) б)

Рисунок 3.6 – Конструктивное исполнение соосных

отверстий: а) до отработки на технологичность; б) после отработки
на технологичность

В качестве примера можно сформулировать рекомендации по обеспечению технологичности корпусных деталей.

Обработка заготовок корпусных деталей сводится главным образом к обработке плоских поверхностей и отверстий. Конструктивная форма корпусной детали, обеспечивающая минимальную трудоемкость обработки, должна отвечать следующим основным условиям:

а) форма корпусной детали должна быть возможно ближе к правильной геометрической форме; например, поперечному сечению корпусной детали целесообразно придавать форму правильного четырехугольника (вместо неправильного четырехугольника, трапеции или
какой-либо сложной формы);

б) конструкция корпусной детали должна позволять обработку без соединения с сопрягаемой деталью;

в) следует предусмотреть по возможности механическую обработку комплекта технологических баз (например, поверхности и двух отверстий);

г) конструкция детали должна обеспечивать возможность обработки поверхностей и торцов отверстий на проход; торцам отверстий следует придавать форму, удобную для обработки торцовой фрезой или цековкой;

д) деталь не должна иметь поверхностей, не перпендикулярных осям отверстий на входе и выходе сверла (см. рисунок 3.5);

е) диаметр обрабатываемых отверстий во внутренних стенках должен быть равен или меньше диаметра соосных им отверстий в наружных стенках детали;

ж) необходимо избегать многообразия размеров отверстий, резьб и допусков;


з) конструкция детали не должна препятствовать механизированной пригонке поверхностей.

В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ.

Производственная технологичность конструкции детали – это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.

Оценка технологичности конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.

Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показаниями: «лучше – хуже», «рекомендуется – не рекомендуется», «технологично – нетехнологично» и т.п. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления.

В связи с этим следует проанализировать чертеж детали, например, с точки зрения:

– степени унификации геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, модулей, радиусов перехода и т.п.) в конструкции;

– наличия удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих возможность совмещения и постоянства баз;

 возможности свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке;

– удобства контроля точности параметров детали;

– возможности уменьшения протяженности точных обрабатываемых поверхностей;

– соответствия формы дна отверстия форме конца стандартного инструмента для его обработки (сверла, зенкера, развертки) и т.п.

Многочисленные примеры качественной оценки приведены в литературе [2, 27].

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности.

Согласно ГОСТ 14.202-73 номенклатура показателей технологичности изделия содержит 4 основных и 31 дополнительный показатель.

Применительно к производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоемкости и технологической себестоимости , а также по техническим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты точности и шероховатости :




(3.1)

при этом




,


(3.2)


(3.3)

при этом




(3.4)

где , – соответственно квалитеты точности и значения параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей;

, – средние значения этих параметров;

– число размеров или поверхностей для каждого квалитета и значения параметра шероховатости.

В общем случае технологичность детали (индекс «д») должна оцениваться путем сравнения ее показателей с соответствующими показателями детали-аналога (индекс «а»). Под деталью-аналогом понимается базовая деталь, выполняющая в изделии те же функции, что и анализируемая, и имеющая известные базовые показатели, т.е. показатель сравнивается с показателем . Так, трудоемкость детали может быть определена [27], как

,

(3.5)

где – трудоемкость обработки детали-аналога, мин;

, , – коэффициенты, учитывающие различия детали и детали-аналога соответственно по массе, сложности обработки и программе выпуска.


В свою очередь, коэффициент

,

(3.6)

где и  соответственно масса детали и детали-аналога, кг.

Коэффициент

,

(3.7)

где, и , – коэффициенты, показывающие изменение трудоемкости в зависимости от изменения наименьших значений квалитета точности и параметра шероховатости соответственно детали и детали-аналога.

При этом

,

,

(3.8)

где , – соответственно наименьшие значения квалитета точности и параметра шероховатости поверхности.

Коэффициент

,

(3.9)

где ,  соответственно годовой выпуск аналога и детали, шт.;

– показатель степени, определяемый по формуле

.

(3.10)




страница5/18
Дата конвертации23.10.2013
Размер2,02 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы