Анализ технологичности конструкции деталей и предложение по ее повышению.

Напомним, что под технологичностью конструкции детали принято помнить ее свойство, которое позволяет применить в реальных производственных условиях рациональный технологический процесс ее изготовления.

Критерии оценки рациональности затрагивают как технический, так и экономический аспекты проблемы изготовления.

В качестве наглядного объекта исследования оцениваемого свойства можно назвать созданную в ходе проектирования модель с форме системы размерных цепей. Рассмотрим эту систему на предмет оценки рациональности состава каждого уровня. Ведь из теории [2] стр. 68 провозглашается рациональность реализации принципа минимизации состава размерных цепей. Еще раз осознаем, в чем смысл использования этого лозунга, почему его реализацию можно и нужно рассматривать как руководство к действию в ходе проектирования.

После этого объясним причины в рассматриваемой нами задаче нарушения этого принципа.

Так, в примере [2] стр. 68, причины кроятся в не технологичности заданной конструктором структуры геометрических связей Э с ТСД. В этом примере имеет место проявление двух весьма характерных ошибок конструктора, которые свидетельствуют об уровне его квалификации.

Наглядным проявлением служат модели размерных цепей относительно К₂ и К₅, полученные по окончательному варианту структуры Э с ТСЗ – см. G₄. Это многозвенные цепи с вытекающими из этого последствиями, сравним с размерными цепями построенными по G₂. упомянутые последствия характеризуют «ужесточение» точностных требований к параметрам выдерживаемых технологических связей против заданных конструктором.

Возвращаясь к причинам скажем, что уравнение относительно К2 иллюстрирует часто встречающийся случай несоответствия заданной конструктором структуры связей временной структуре ТП его обеспечивающего. Здесь же проявляется отсутствие учета конструктором специфики базирования ТСЗ в ОТСО в ходе обеспечения требуемого им положения Э. уравнение относительно К₅ иллюстрирует ошибку второго вида. В самом деле, конструктор в чертеже задал положение Э₃₀₂₀ от Э₂₀ (односторонняя связь), а при его изготовлении базирование ТСЗ осуществляется по Э₁₀₀ (двусторонняя связь). Выявив проявление не технологичности, необходимо объяснить причины и предложить структуру связей полностью отвечающей требованиям технологичности.

Втулка.

Обработка детали начинается с:

1. Просверливание отверстия.

2. Подрезка торца.

3. Обтачивание.

4. Расточка

К₁ = Т₂ + Т’₁

К₂ = Т₂

К₃ = Т₃

К₄ = Т₄

К₅ = Т₅

Дефектный слой образуется от воздействия инструментов.

Rz – высота неровностей

Нарушая первое правило базирование образуем Т’₁

Проектирование заготовки предполагает, что ТСЗ = UUЭ выбор каждого элемента до должного состояния

Погрешность, образуемая в ТСО:

ТБЗ должны совпадать с ПЭТСЗ.

Допуск Т₁: 0,25

W_баз = 0,22 = 0,03/0 – т.к. это не обеспечить, то просим конструктора изменить допуск или структуру связи.

К₁ = Т₂ + Т’₁ (1)

К₃ = Т₃; IT К₃ ≥ w Т₃ – условие обеспечения точности

Согласно источнику (Основы технологии машиностроения и приборостроения) табл. 1 – для токарного револьверного станка W_тз = 0,15

0,2 = 0,2 ≥ 0,15

0,5 = 0,2 + IT Т’₁

w Т’₁ = 0,15 – значит условие можем обеспечить.

IT Т’₁ = 0,3 мм

w Т’₁ = 0,15 – надо найти наминал Т’₁

40_-0,5 ≥ 39,75 ± 0,25

Связи должны быть двусторонними, т.е. подставляем значение в (1):

39,75 = 10 + Т’₁

Т’₁ = 29,15

Т’₁ = 29,75 ± 0,15 ≥ 29,9 _-0,3

Корпус.

Модель G₄ иллюстрирует не технологичность структуры конструкторских размеров, которые не учитывают временную структуру предполагаемого технологического процесса. Отсюда возникает необходимость попытки изменения этой структуры с целью установления технологических размеров, подлежащих изменению. Для этого составим уравнение размерных цепей (РЦ). предполагаем вместо Т₁(Э₁₀₀;Э₅₀₀) поставить Т’₁(Э₃₀₀;Э₅₀₀), что обеспечивает образование комплекса G^пи по правой стороне конфигурации.

К₁ = Т₃ + Т₄ + Т’₁

К₂ = Т₂

К₃ = Т₃

К₄ = Т₄

К₅ = Т₅

IT K₁ = IT T₃ + IT T₄ + IT T/1

IT K₂ = IT T₂

IT K₃ = IT T₃

IT K₄ = IT T₄

IT K₅ = IT T₅

K₁ = T₃ + T₄ + Т’₁

IT K₁ = IT T₃ + IT T₄ + IT T/1

0,25 = 0,2 + 0,3 + IT T/1

IT T/1 = -0,25 – следовательно не обеспечивается.

IT T₃ ≥ w T₃ = 0,15

Это свидетельствует о невозможности обеспечения заданных требований, предлагаемых технологическим процессом. Отсюда можно предложить: изменить структуру связи, чтобы элементы правой стороны образовали конструктивно-технологический комплекс по общности связи стороны, положения и времени обработки.

Предполагаем на конструкторском чертеже поставить:

К₁(Э₃₀;Э₅₀); К₁ = 23 ± 0,15

К₆ = Т₆ + Т4

IT K₆ = IT T₆ + IT T₄

0,25 = IT T₆ + 0,1

Надо изменить требование Т₄ на токарной операции III стадии (токарная обработка):

IT T₄ = w T₄ = 0,08 мм

Пусть: IT T₄ = 0,1 мм, тогда T₄ = T_-0,3 ≥ (T₁ = 85 ± 0,15)

6,85 ± 0,05 ≥ 6,9 - 0,1

2,875 = -Т₆ + 6,85

Т₆ = 4 ± 0,075 = 4,075 – 0,15

z₂ = Т^мин₇ – Т^макс₄

z^мин₂ = 0,2

0,2 = Т₇ – 7

Т^мин₇ = 7,2

IT T₇ ≥ w T₇ = 0,3

IT T₇ = 0,5

T₇ = 7,7

T₁ = T₈ + T₇ – T₄ – T₃

z^мин₁ = Т^мин₈ + Т^мин₇ – Т^макс₄ – Т^макс₃

0,2 = Т^мин₈ + 7,2 – 6,9 – 10,1

Т^мин₈ = 10

IT T₈ ≥ w T₈ = 0,3

Допуск пусть будет 0,4, тогда: Т₈ = 10 ± 0,2

z₄ = - T₁ – T₇ + T₁₀

z^мин₄ = - Т^макс₁ – Т^макс₇ + Т^мин₁₀

z^мин₄ = 0,5 (см. первую задачу)

0,5 = -23,15 – 7,7 + Т^мин₁₀

Т^мин₁₀ = 31,35

IT T₁₀ ≥ w T₁₀ = 0,5

T₁₀ = 3,2_-0,5

z^мин₃ = - Т^макс₉ + Т^мин₈ + Т^мин₇ – Т^макс₄ – Т^макс₃ + Т^мин₂

z^мин₃ = 0,2

0,2 = - Т^макс₉ + 10 + 7,2 – 6,9 – 10,1 + 11,9

IT T₉ ≥ w T₉ ≥ 0,4

T₉ = 11,7 ±0,2

Первое правило базирование гласит: при синтезе структуры геометрических связей между элементами в конечном состоянии из состава проектируемой ТСЗ, желательно сохранить заданную конструктором структуру связей между одноименными элементами в ТСД. Используя первое правило базирования структурируем. Все элементы имеют экономически точностные требования.

Маршрут тех. процесса состоит из двух операций:

1. Обработка первой стороны

2. Обработка другой стороны

Элементы левой стороны конфигурации образуют конструктивно технологический комплекс (Э₁₀, Э₂₀, Э₂₀₂₀) по общности:

1. Вид элемента

2. Вид стороны 9левая)

3. Наличие связей

По правой стороне имеем 2 комплекса, но потенциально разные конструктивные базы. Мы можем применить второе правило базирования, которое заключается в том, что отсутствие погрешности базирования можно достичь, выполнив следующую рекомендацию: при синтезе структуры геометрических связей желательно обеспечить совмещение функций технологической базы обрабатываемого элемента ТСЗ и первичного элемента (ПЭТСЗ). И так, изменение этого недостатка возможно при:

1. Изменении временной структуры

2. Изменение самой структуры

Структура не технологична.

Табличная модель геометрических связей Э ТСЗ

№ п/п	Индексы Реквизиты		Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6	Т7
1	Код вида и разновидность		10	10	10	10	10	10	10		10	10
2	Индексы связанных элементов	Э'	300	100	100	200	400	200	201	101	101	201
3		Э"	500	20200	200	300	500	3010	300	201	20201	201
4	Параметр связи, мм		23	12	10	7	50	4	7,7	10	11,7	30,6
5	Точность, квалитет		13	12	12	12	13	13	15	14	14	14
6	Верхнее отклонение, мм		-0,2	-0,1	-0,1	-0,2	-0,22	-0,08	1	0	-0,2	-0,3
7	Нижнее отклонение, мм		-0,2	-0,1	- 0,1	-0,2	- 0,22	- 0,08	-1	0	-0,2	-0,3
8	Допуск IT, мм		0,3	0,2	0,2	0,22	0,43	0,15	0,5	0,4	0,4	0,6
9	Признак связи		1	1	1	2	1	1	2	1	1	1
10	Ожидаемая погрешность		0,2	0,2	0,2	0,08	0,2	0,2	0,2	0,3	0,4	0,4

Требования к состоянию элементов системы.

Информация о состоянии, характеризуемом микрогеометрией (шероховатостью) поверхности физико-механическими свойствами (твердостью напряжения), наличием и видом покрытия элементов системы занесена в Формы 1 и 1а, 2 и 2а.

Форма 1а

Массив информации об элементах вращения I уровня ТСД - II и IV (втулка), мм

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10R	Э20R	Э3ОR	Э40R	Э2010R	Э2020R
1	Параметр, мм	20	38	16	12	13	8
2	Точность, квалитет	h11	h14	h11	h 11	h12	Н14
3	Верхнее отклонение, Мм	0	0	0	0	0.18	0.36
4	Нижнее отклонение, мм	-0.13	-0.62	-0.13	-0.13	0	0
5	Допуск IT, мм	0.13	0.62	0.13	0.13	0.18	0.36
6	Шероховатость, мкм	10	10	5	5	10	10
7	Физико-механические свойства
8	Покрытие

Массив информации об элементах вращения I уровня ТСД - II и IV (корпус), мм

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10R	Э20R	Э3ОR	Э40R	Э2010R	Э2020R
1	Параметр, мм	20	38	16	12	13	8
2	Точность, квалитет	h9	h12	h11	h 11	h7	Н14
3	Верхнее отклонение, Мм	0	0	0	0	+ 0.005	+ 0.36
4	Нижнее отклонение, мм	-0.05	-0.25	-0.11	-0.11	-0.012	0
5	Допуск IT, мм	0.13	0.62	0.13	0.13	0.017	0.36
6	Шероховатость, мкм	10	10	5	5	10	10
7	Физико-механические свойства
8	Покрытие

Форма 2

Массив информации о плоскостных элементах I уровня ТСД - I и III (втулка)

Массив ТМ 3

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10	Э20	Э30	Э40	Э50	Э2020
1	Шероховатость, мкм	10	5	10	10	10	5
2	Физико-механические свойства
3	Покрытие

Форма 2а

Массив информации о плоскостных элементах I уровня ТСД - II и IV (корпус)

№ п/п	Индексы Реквизиты	Э10	Э20	Э30	Э40	Э50	Э2020
1	Шероховатость, мкм	10	2,5	10	10	10	5
2	Физико-механические свойства
3	Покрытие