Анализ технологичности конструкции детали (качественная оценка)

Технологичность конструкции детали в данном разделе, рассматривают, в первую очередь, с точки зрения механической обработки: обеспечивают ли основные особенности конструкции детали удобство закрепления заготовки и обработки поверхностей, а также с точки зрения удобства контроля технических требований.

При анализе технологичности конструкции детали, рассматривают:

1. Типы поверхностей, ограничивающих форму детали; является ли деталь телом вращения или нет. Таким образом определяют, какие основные методы формообразования следует использовать (точение, фрезерование и т.п.).

2. Конструктивные особенности поверхностей и их размеры: обеспечивают ли они удобный подвод и отвод инструмента, например:

· для удобства точения целесообразно, чтобы диаметры наружных цилиндрических поверхностей постепенно увеличивались от одного края детали к другому или от краев детали к центру, а диаметры внутренних цилиндрических поверхностей постепенно уменьшались;

· для удобства обработки наружные цилиндрические поверхности следует разделять канавками для выхода инструмента;

· фрезеровать открытые пазы удобнее, чем закрытые, так как из открытого паза легче удаляется стружка;

· сверлить сквозные отверстия удобнее, чем глухие; из сквозного отверстия легче удалить стружку и смазочно-охлаждающую жидкость, меньше влияние повышенных температур в зоне резания и пр.

3. Наличие сложных фасонных поверхностей, которые будут определять необходимость использования специального инструмента либо станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

4. Наличие у детали удобных развитых (т.е. протяженных, широких) поверхностей, по которым удобно было бы базировать и закреплять заготовку для обработки.

5. Возможность совместить измерительную и технологическую базы для повышения точности обработки.

6. Является ли конструкция детали жесткой. Для деталей пониженной жесткости применяют:

· дополнительные приспособления (средства технологического оснащения СТО), например, люнеты;

· приспособления с распределенными силами закрепления.

7. Принадлежность размеров детали рядам предпочтительных чисел [9]. Это показывает возможность использовать стандартный инструмент, стандартные программы ЧПУ и др.

8. Наличие унифицированных[8] поверхностей и унифицированных размеров. Это дает возможность использовать унифицированный инструмент, сократить номенклатуру используемых СТО, а следовательно, снизить затраты на изготовление детали.

9. Возможность совместить переходы для увеличения производительности.

ПРИМЕР 2: Проанализируем технологичность конструкции вала крыльчатки вентилятора (Рис. 6).

1) Рассматриваемая деталь является телом вращения, следовательно, основным методом формообразования будет точение. Диаметры основных наружных цилиндрических поверхностей вала увеличиваются от торцов к центру, что обеспечивает удобство подвода к ним режущего инструмента.

Поверхности разной точности разделены канавками для выхода инструмента, кроме левой шейки Æ50 k6. Для повышения технологичности целесообразно выполнить канавку между этой шейкой и наружной цилиндрической поверхностью Æ52 d11.

2) Сложных фасонных поверхностей нет, следовательно, возможна обработка на универсальных станках и без использования специального фасонного инструмента.

Рис. 6. Вал крыльчатки вентилятора

3) Специальные резцы понадобятся для обработки канавок. Форма резцов должна соответствовать форме канавки по ширине с учетом скруглений R = 1,6 мм и 1 мм.

4) Все шейки вала имеют одну геометрическую ось (соосны). Следовательно, для обработки можно использовать одну технологическую базу – ось детали (центровые отверстия).

Диаметр крайних шеек достаточно большой для выполнения таких отверстий. Однако, дополнительное отверстие для поводка (как показано на Рис. 7), передающего крутящий момент при токарной или шлифовальной операции, может снизить прочность изделия. В этом случае передачу крутящего момента целесообразно осуществлять с помощью хомутика, одетого на шейку вала (см. Рис. 3). Однако при этом невозможно будет обработать все цилиндрические поверхности вала с одного установа.

Рис. 7 Центр с поводком

5) Жесткость вала достаточна для его установки на двух опорах без люнета, так как

,

где l – длина вала; d – приведенный диаметр вала [7].

Следовательно, использование дополнительных приспособлений (например, люнетов) не требуется.

6) Размеры Æ52 d11, Æ46 d11 не входят в ряды предпочтительных чисел в соответствии с ГОСТом 8032 – 84 [9]. Однако поскольку диаметральные размеры заготовок при точении получают за счет настройки технологической системы, а не за счет размера самого инструмента (как, например, при сверлении), то данные размеры допустимо не приводить к предпочтительным.

7)Размеры шпоночных пазов соответствуют ряду предпочтительных чисел, следовательно можно использовать стандартный инструмент, что снижает затраты на изготовление детали.

8) Размеры канавок разные, что требует применения двух разных канавочных резцов. Причем, одна из канавок (на диаметре 52 мм) стандартная, а вторая нестандартная. Можно предположить, что в данном случае изменение ширины и глубины второй канавки не повлияет на эксплуатационные свойства вала, тогда целесообразно заменить ее на стандартную с теми же размерами, что и первая, выбрав при этом стандартный размер, например, 5 мм [11]. Тем самым размеры канавок будут стандартизованы и унифицированы.

9) Размеры фасок вала также целесообразно унифицировать, что позволит обрабатывать их одним инструментом либо по одной и той же программе на станке с ЧПУ.