К технологичности конструкции

В крупносерийном и массовом производствах применение специального профильного и пе­риодического проката сокращает, а часто исключает механическую обработку. Специальный про­фильный прокат как исходный материал уменьшает трудоемкость процесса горячей штамповки заготовок.

При выполнении заготовок свободной ковкой желательны простые, симметричные и прямые формы.

Следует избегать пересечений цилиндрических элементов между собой и цилиндрических элементов с призматическими; ребристых сечений, бобышек и выступов на основных поверхно­стях поковок.

Нежелательны конусообразные и клиновые формы. Детали сложной формы, не поддающиеся упрощению в цельном виде, целесообразно заменять сварными конструкциями из простых эле­ментов.

При конструировании штамповок, получаемых на молотах и прессах, рекомендуется руково­дствоваться следующими указаниями.

1. Геометрическая форма заготовок должна обеспечивать возможность их свободного извле­чения из штампа.

2. Боковые поверхности должны иметь уклоны (для наружных поверхностей 5-15°, для внут­ренних 7-15°).

3. Переходы от одной поверхности к другой осуществлять с закруглениями. Не допускать ост­рых углов.

4. Конструкция заготовки должна допускать разъем штампов по плоскости (нежелателен разъ­ем по ломаной линии или криволинейной поверхности).

5. Выступы и ребра не должны быть близко расположены друг к другу, так как это затрудняет течение металла и заполнение полостей штампа.

При холодной высадке применяют калиброванный прокат. Высаживаемые элементы должны иметь простую форму при минимальном объеме и диаметре.

При листовой штамповке конструкция заготовки должна иметь минимальный отход металла при раскрое (рис. 60.1). Для этого контур одной заготовки должен быть по возможности точной копией другой ее стороны.

Минимальная ширина заготовки должна быть для мягкой стали в 1,5 раза толще материала.

При конструировании отливок рекомендуется руководствоваться следующим.

1. Конфигурация отливки должна обеспечивать возможность беспрепятственного извлечения модели из формы и стержней из стержневых ящиков. С этой целью необходимо предусматривать формовочные уклоны вертикальных поверхностей отливки, выбирая их величину в зависимости от высоты поверхности.

2. Избегать значительных по размерам горизонтальных поверхностей, занимающих верхнее положение при заливке, так как на этих плоскостях могут возникать газовые раковины.

3. Предусматривать равномерное охлаждение всех сечений отливки и допускать ее свобод­ную усадку. С возникновением остаточных напряжений связано коробление отливок и появление трещин.

4. На чертежах отливок отмечать базы, которыми будут пользоваться при механической обработке.

5. При назначении толщины стенок отливок необходимо учитывать размер и массу отливки, применяемый для литья материал и метод литья. Внутренние стенки отливки должны быть на 20 % тоньше наружных.

6. При литье по выплавляемым моделям из-за малой жесткости керамических материалов ли­тейной формы следует:

• избегать в заготовке поверхностей большой протяженности;

• выдерживать одинаковую толщину стенок;

• избегать глухих отверстий.

7. При литье в оболочковые формы должна быть одна плоскость разъема. Следует выдержи­вать равную толщину стенок и избегать объемных частей и стержней.

8. При литье в кокиль толщина стенок должна быть по возможности одинаковой и конструк­ция отливки - удобной для ее удаления из формы.

Общие требования механической обработки к технологичности конструкции

Общие требования, предъявляемые к конструктивному оформлению деталей машин, форму­лируются следующим образом.

1. Сокращать объем механической обработки, уменьшая протяженность обрабатываемых по­верхностей. Предусматривать допуски только на размеры поверхностей сопряжения (рис. 60.2).

2. Обеспечивать точные и надежные базы.

3. Предусматривать простановкой размеров совмещение технологических и измерительных

баз.

4. Обеспечивать достаточную жесткость деталей.

5. Предусматривать возможность удобного подвода высокопроизводительного инструмента к обрабатываемой поверхности. Сокращать путь врезания инструмента.

6. Предусматривать свободный выход режущих инструментов при обработке на проход (рис. 60.3).

7. Предусматривать возможность удобного технического и эффективного контроля обрабаты­ваемых заготовок.

8. Конструировать детали с учетом возможности одновременной установки нескольких дета­лей при обработке.

14. Зак. 2203.

Технологические требования к элементарным поверхностям деталей машин

Рис. 60.4. Наружные поверхности вращения. Ступенчатые поверхности должны иметь минимальный перепад диаметров. При больших перепадах применяют высадку головок, фланцев или используют составные конструкции для уменьшения объема обработки резанием и расхода металла. Не рекомендуется делать кольцевые канавки на торцах, особенно со сто­роны стержня (рис. 60.4, а), так как они трудоемки в обработке, и выступы, не вписывающиеся в контур поперечного сечения детали (рис. 60.4, б). Элементы тел вращения унифицируют для использования одних и тех же многорезцовых наладок (рис. 60.4, в). Рекомендуется заменять переходные поверхности фасками (рис. 60.4, г). Сферические выпуклые поверхности делают со срезом перпендикулярно оси (рис. 60.4, д), в местах сопряжения точных поверхностей предусматривают выход инструмента (рис. 60.4, е)

Отверстия

1. Во избежание поломки сверл поверхности на входе и выходе инструмента должны быть перпендикулярны оси отверстия (рис. 60.5).

2. Необходимо предусматривать сквозные отверстия, так как их обработка значительно легче обработки глухих отверстий.

3. Конструкция глухих отверстий должна быть увязана с конструкцией применяемого осевого инструмента, например зенкера (рис. 60.6, а) или развертки (рис. 60.6, б).

4. Ось отверстия должна располагаться от вертикальной стенки детали не ближе определенно­го расстояния:

,

а для отверстий под соединительные болты:

,

где D- диаметр отверстия; - диаметр описанной окружности гайки; R- радиус переходной по­верхности к поверхности фланца (рис. 60.7).

5. Расстояние между отверстиями необходимо назначать с учетом возможности применения многошпиндельных сверлильных головок; унифицировать расположение и размеры отверстий во фланцах в целях применения многошпиндельных головок.

6. Количество отверстий во фланцах выбирать таким, чтобы можно было сверлить их много­шпиндельной головкой.

7. Для одновременной обработки нескольких отверстий, расположенных на одной оси, реко­мендуется последовательно уменьшать размеры отверстий на величину, превышающую припуск на обработку предшествующего отверстия (ступенчатое расположение отверстий).

8. При сверлении отверстий в пазах назначать их диаметр меньше ширины пазов на 0,5 — 1,0 мм.

9. У дна точных глухих отверстий предусматривать канавку для выхода инструмента (рис. 60.8).

Рис. 60.7. Требования к технологичности

расположения оси отверстий относительно вертикальной стенки заготовки

Рис. 60.8. Требования к технологичности конструкции глухих отверстий

10. Избегать отверстий с непараллельными осями (рис. 60.9), а также глухих отверстий, пере­секающихся с внутренними полостями (рис. 60.10), предпочтительнее делать сквозное отверстие с заглушкой.

a в

Рис. 60.9. Требования к технологичности расположения осей отверстий:

а - нетехнологично; б - технологично

Рис. 60.10. Требования к технологичности пересекающихся отверстий:

а - нетехнологично; б - технологично

а б

Рис. 60.11. Требования к технологичности цекуемых торцов отверстий:

а - нетехнологично; б - технологично

Рис. 60.12. Требования к технологичности канавок в отверстиях

П.Цекование торцов отверстий луч­ше делать точением или фрезерованием (рис. 60.11).

12. Избегать растачивания канавок в от­верстиях, обрабатываемых на сверлильных и агрегатных станках, так как это усложняет об­работку (рис. 60.12)

Резьбы

Рис. 60.13. Требования к технологичности заходной фаски на нарезаемом отверстии

1. Рекомендуется на нарезаемом отверстии применять заходную фаску (рис. 60.13).

2. Резьба должна быть нормализована не только для данной машины, но и для всего завода или данной отрасли промышленности

3. Следует избегать применения резьб малого диаметра ( 6 мм) в круглых деталях ввиду частой поломки метчиков при механическом нарезании таких резьб.

4. При нарезании резьбы на концах валиков надо предусматривать сбег резьбы.

5. Конструкция отверстия с резьбой должна давать возможность работать резьбовым инструментом на проход (рис. 60.14).

а б в г

Рис. 60.14. Требования к технологичности резьб в отверстии: а, в - нетехнологично; б, г - технологично

Плоскости

1. Конфигурация обрабатываемых плоскостей в плане должна обеспечивать равномерный и безударный съем стружки.

2. Размеры плоскости (ширину) необходимо увязывать с нормальным рядом диаметров торцов или длин цилиндрических фрез.

Puc. 60.15. Требования к технологичности конструкции плоских поверхностей при обработке

плоскости на проход (а-г)

3. Необходима предварительная обработка плоскостей на проход (рис. 60.15, а).

4. В случае, когда не предусмотрен выход для режущего инструмента, переходная часть обра­батываемых плоскостей должна соответствовать размерам и виду поверхностей режущего инстру­мента (рис. 60.15, б).

5. Плоскости бобышек и площадок на деталях следует располагать на одном уровне (рис. 60.15, в). При этом необходимо избегать обработки закрытых площадок (внутри корпусных деталей).

6. Обрабатываемые плоскости желательно располагать выше примыкающих элементов (ребер, выступов), это облегчает обработку на проход (рис. 60.15, г).

Фасонные поверхности

а б

1. Радиусы вогнутых и выгну­тых поверхностей увязывают с раз­мерами нормальных фрез.

2. Конструкция вогнутой сфе­рической поверхности должна пре­дусматривать сквозное или глухое отверстие, чтобы при ее обработке не было нулевых скоростей реза­ния (рис. 60.16).

Рис. 60.16. Требования к технологичности конструкции вогнутой сферической формы: а - сквозное отверстие; б - глухое отверстие

Пазы и гнезда

1. Пазы должны по возможности допускать обработку на проход.

2. Предпочтительны пазы, обрабатываемые дисковыми, а не концевыми фрезами (рис. 60.17).

Рис. 60.17. Требования к технологичности формы пазов:

а - нетехнологично; б – технологично

Рис. 60.18. Требования к технологичности радиусов закруглений у гнезд выемок

3. Глубину и ширину пазов выбирают в соответствии с размерами нормальных пазо­вых фрез.

4. Радиусы закруглений у гнезд выемок должны быть одинаковыми по всему контуру обрабатываемой поверхности и соответствовать размерам нормальных пазовых фрез (рис. 60.18). Приведенные правила и рекомендации носят общий характер. Для деталей, обрабатываемых на станках с ПУ, агрегатных станках, автомати­ческих линиях существуют дополнительные ре­комендации.

Корпусные детали

1. Корпусные детали должны иметь хорошо развитые опорные технологические базы, обеспе­чивающие надежное жесткое крепление детали в процессе механической обработки с расположе­нием этих баз в одной плоскости.

2. При наличии соосных отверстий на нескольких осях целесообразно предусматривать убы­вание диаметров отверстий в одном направлении на всех осях. Отверстие в детали (рис. 60.19) можно обрабатывать только с поворотом детали, сначала обрабатывают отверстия, расположенные на одной оси, после поворота - отверстия, расположенные на другой оси. Поворот детали увеличи­вает погрешность в относительном расположении отверстия. В технологичной конструкции этот недостаток устранен.

а 6

Рис. 60.19. Требования к технологичности к конструкций соосных отверстий:

а - нетехнологично; б - технологично

3. Внутренние торцевые поверх­ности должны быть легко доступны для обработки (рис. 60.20). Внутрен­ний торец 1 обрабатывается через от­верстие 2 зенкером, насаживаемым на оправку, что при небольшом отверстии 2 менее производительно. С увеличе­нием диаметра отверстия указанный торец можно обрабатывать на предва­рительно настроенном станке с высо­кой производительностью.

Рис. 60.20. Требования к технологичности конструкции внутренних торцовых поверхностей:

а-нетехнологично; б—технологично

Общие требования термической и химико-термической обработки