Технология машиностроения

Эксплуатационная  технологичность  конструкций  изделия заключается в сокращении затрат времени и средств на подготовку изделия к выполнению его функционального назначения, техническое обслуживание и текущий ремонт.

Ремонтная технологичность  конструкций  изделия заключается в сокращении затрат времени и средств при всех видах ремонта за исключением текущего.

Технологический контроль конструкторской документации заключается в проверке соответствия конструкции изделия требованиям  технологичности. Производится перед разработкой технологического процесса изготовления изделия. Ответственным исполнителем за отработку конструкции на технологичность является разработчик конструкторской документации. В большинстве случаев отработку конструкции на технологичность проводят совместно разработчики конструкторской и технологической документации.

Технологичность  конструкций  изделия характеризуется качественными и количественными показателями.

Качественные  показатели характеризуют конструкцию  на основе опыта исполнителя и  ранее изготавливаемых аналогичных  конструкций. Такая оценка допускается  в качестве предварительной. При  этом учитывается вид применяемых  материалов, их стоимость и обрабатываемость, требования по точности и шероховатости, по наличию в чертеже соответствующих  размеров и отклонений, по виду применяемых заготовок. В этом случае используются такие показатели как хорошо/плохо, допустимо/недопустимо.

Количественная  оценка показателей технологичности  характеризуется соответствующими числовыми показателями технологичности. Различают следующие виды показателей  технологичности: базовые, частные  и комплексные.

Базовый показатель технологичность  конструкций  изделия – показатель технологичности, принимаемый за исходный при проектировании изделия. В процессе конструирования изделия, сравнения вариантов конструкций и отработке конструкции на технологичность используют базовые показатели, значения которых указаны в техническом задании на проектирование. Значения базовых показателей принимаются на основе статистических данных изготовления изделий с общими конструктивно- технологическими признаками. Во всех случаях проектируемое изделие должно отличаться от ранее изготавливаемого по сложности, оригинальности, перспективности конструкции, снижению трудоемкости, снижения затрат времени и средств за счет совершенствования технологии изготовления.

Частный показатель технологичность  конструкций  изделия – показатель технологичности, характеризующий одно из входящих в нее свойств.

Комплексный показатель технологичность  конструкций  изделия – показатель технологичности, характеризующий несколько входящих в нее частных или совокупных свойств. Комплексный показатель технологичность  конструкций  изделия характеризует группу свойств технологичности изделия. В качестве комплексного показателя могут применяться трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Основными требованиями, предъявляемыми к технологичности  конструкции сборочной единицы  являются следующие: конструкция сборочной  единицы должна отрабатываться комплексно с учетом технологичности входящих в нее составных элементов  и технологичности самой сборочной  единицы, входящей в состав изделия.

 

 

 

Задача 1. Дать качественную оценку технологичности вариантов конструктивного оформления элементов деталей (рис.1).

Решение:

Конструкция детали должна отрабатываться на технологичность  комплексно, с учетом технологичности  метода получения заготовки, технологичности  каждого метода обработки, технологичности  конструкции сборочной единицы, в состав которой входит данная деталь. Основными требованиями к технологичности  конструкции детали являются:

1. Конструкция детали должна состоять из стандартных или унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом.

2. Заготовки деталей должны быть унифицированными или стандартными и получаться наиболее простым и экономичным путем для данного объема выпуска и типа производства.
3. Конструкция заготовки должна обеспечивать возможность одновременной обработки нескольких заготовок, нескольких поверхностей заготовки, возможность обработки ряда поверхностей на проход, возможность обработки большинства поверхностей заготовки одним методом.

 Согласно этих требований  получаем.

Деталь по первому варианту менее технологична, так как содержит  элементы, у которых угол наклона фаски к базе детали различен, то при обрабатывании   резанием (точение фаски) необходим специальный сложный инструмент или использовать несколько перестановок инструментов. В то время как второе исполнение детали имеет получение внешнего контура детали с одним углом наклона фаски, что позволяет проводить обработку одним инструментом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 3

1. (120) По каким общим формулам определяют минимальный припуск на обработку?

Ответ.

Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.

Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.

Назначение припусков на механическую обработку представляет собой важную задачу, поскольку от их численных значений зависит эффективность технологического процесса и качество обрабатываемых поверхностей. В реальном проектировании надо стремиться к тому, чтобы назначенные припуски были минимально необходимыми и достаточными.

В технологии машиностроения различают два подхода к назначению припусков на механическую обработку: опытно-статистический и расчётно-аналитический.

Минимальный припуск - наименьший слой металла, снимаемый при обработке, есть разность между наименьшим размером после выполнения данного перехода. Таким образом, минимальный припуск равен номинальному припуску минус допуск на выполнение данного перехода.

Наименьший  операционный припуск складывается из отельных элементов связанных  с различными погрешностями: слой металла, который необходимо удалить с  заготовки для устранения высоты микронеровностей, после предыдущей обработки и дефектного поверхностного слоя возникшего в связи с обезуглероживанием, коррозией, перенаклепом, образованием трещин.

 R_maх, R_i-1, R_(i-1)min - соответственно максимальный, средний и минимальный радиус заготовки на операции чернового обтачивания;

 Z_imax, Z_h Z_imin — соответственно максимальный, средний и минимальный радиус заготовки на операции чистового обтачивания;

 Z_imax, Z_h, Z_imin — соответственно максимальный, средний и минимальный припуск на обработку установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемом переходе.

Для односторонней  обработки плоских поверхностей. Для поверхностей вращения и одновременной  обработки двух  плоских параллельных поверхностей:

z_i - это слой металла, удаленный для компенсации пространственных отклонений, расположений обработанной поверхности, относительно базовых поверхностей исходной заготовки (неоосность, не параллельность  линий обрабатываемых поверхностей, не параллельность линий центровых отверстий; не перпендикулярность торцовых поверхностей).

z₃ - слой металла, удаляемый для компенсации погрешности установки.

z₃ -должна учитываться даже при обработке заготовок методом пробных ходов и промеров в случае установки единичных заготовок.

Величины z₂ и z₃  определяются аналитически или экспериментально. Применительно к конкретным условиям установки обрабатываемых заготовок методом пробных ходов и промеров в случае установки единичных заготовок.

Если погрешности  формы и расположения обрабатываемых поверхностей исходной заготовки или  заготовки после предшествующей операции ее обработки, формируются  из нескольких составляющих, то значение каждой из составляющих припуска z₂ и z₃, также  определяются по правилу квадратного корня.

При обработке  плоских поверхностей, направление векторов поверхности которых совпадают, суммирование происходи арифметически: Zmin= z₁ +z₂ + z₃

Во всех остальных  случаях установленный минимальный  припуск не должен быть меньше минимального толщины стружки, которую может снять режущий инструмент.

1) для обрабатываемой  плоской поверхности  2) для одновременной обработки двух плоских параллельных поверхностей 3) для обработки поверхностей вращения.

 

Припуск по существу является компенсатором всех погрешностей предобработки заготовок и погрешностей связанных с выполнением данной технологической операции.

 Расчет припусков на обработку начинается с определения по формулам минимального припуска, удалением которого с  обрабатываемой поверхности необходимо для обеспечения требуемой точности и эксплуатационных качеств детали. При этом  для конкретных условий обработки формы могут видоизменятся:

случай 1: при  обработке отверстий самонапраляющимся  инструментом (развертка со сферической  опорой, протяжка, хонингование, доводка, калибровка) и при бесцентровом шлифовании:ε_у=0; 2z_mini=(R_zi-1+h_i-1+ ρ_i-1)

случай 2: при  суперфинишировании и полировании  валов и отверстий, когда не ставится задача повышение точности, а идет лишь уменьшение высоты микронеровности  и устранение дефектов поверхностного слоя, уже 2е составляющие равны 0, тогда  формула примет вид:ε_у=0; ρ_i-1=0; ε_у=0; 2z_mini=(R_zi-1+h_i-1)

случай 3: при  чистовом шлифовании детали после предварительной  механической или термической обработки  и при отсутствии дефектного слоя , формула сильно упрощается:

2z_mini=R_zi-1

После определения  минимального припуска устанавливают  величину максимально возможного, при  благоприятных соч. размеров максимального  припуска.

По методу автоматического  получения: z_max= z_min+ T_заг- T_{разм.дет;}

  z_max= z_min+ T_заг+ T_{разм.дет}

Величину минимального и максимального припусков можно  определить, применив теорию размерных  цепей. Это делают тогда, когда значение припуска зависит от нескольких размеров и его величина  может рассматриваться в качестве замыкающего звена размерной цепи. После расчета промежуточных минимальных и максимальных припусков  определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам.

Промежуточные расчетные размеры устанавливают  в порядке обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности  от размера готовой детали к размеру  исходной заготовки путем последовательного  прибавления для наружной поверхности к размеру готовой детали промежуточных припусков, или путем последовательного  вычитания для внутренних поверхностей от размера готовой детали промежуточных припусков . Наименьшее для наружных поверхностей, и наибольшее для внутренних поверхностей предельные  размеры по всем технологическим переходам определяют путем округления в сторону увеличения(для  наружных поверхностей) и в сторону  уменьшения ( для внутренних) расчетных размеров(минимальных для наружных и максимальных для внутренних поверхностей).

Наибольшие  предельные размеры для наружных  поверхностей и наименьшие предельные размеры для внутренних поверхностей определяют путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру для наружных поверхностей, или вычитанием допуска от наибольшего предельного размера для внутренних поверхностей.

Округление  проводится с точностью до того знака, с каким дается допуск в мм.

В общем случае минимальный операционный припуск на обработку поверхности  можно определить как сумму:

Z_imin = Rz_i-1-l + h_i-1 + П_i-1 + Ф_i-1 + У_i

где Rz_i-1-l, h_i-1 — соответственно высота микронеровностей поверхности и глубина дефектного слоя, полученные на предыдущей (i-1) операции (переходе); П_i-1, Ф_i-1  соответственно погрешности расположения и геометрической формы поверхности, полученные на предшествующей операции (переходе); У_i — погрешность установки заготовки на выполняемой операции.

      Составляющие П_i-1 и Ф_i-1  в справочниках для расчета могут быть регламентированы одной случайной величиной i-1 — как суммарные отклонения расположения поверхности, а погрешность установки У, представлена как векторная величина. С учетом этого минимальный припуск Z_imin определяется по формулам:

при последовательной обработке поверхностей