Общие требования к технологичности конструкции деталей
Конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм, обуславливающих применение высокопроизводительных технологических процессов и предусматривать удобную, надёжную базу для установки заготовки в процессе её обработки.
Заданные точность и шероховатость поверхности детали должны быть обоснованы её служебным назначением. Необоснованно завышенные требования к точности и шероховатости вынуждают вводить дополнительные операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоёмкость процесса обработки, повышают себестоимость.
Стандартизация и унификация деталей и их элементов уменьшает трудоёмкость и себестоимость их изготовления в связи с увеличением серийности выпуска и унификацией станочных наладок (унификация – сокращение числа объектов одинакового функционального назначения).
Требования технологичности определяются методами обработки заготовок, применяемыми приёмами обработки, оснасткой, а также типом производства.
Требования к технологичности классифицируются по видам технологических операций:
заготовительных;
механической обработки;
термической и химико-термической обработки, а также методов упрочняющей обработки;
сборочными операциями.
Технологичность конструкции изделия – понятие относительное. Технологичность конструкции одной и той же машины будет разной для различных типов производства. Изделие технологичное в единичном производстве может быть малотехнологичным в поточном производстве и совершенно нетехнологичным в поточно-автоматизированном производстве. Технологичность конструкции одного и ого же изделия будет разной для заводов с различными производственными возможностями. Если в единичном производстве используют станки с ПУ или др. переналаживаемое оборудование, то характеристика технологичности конструкций выпускаемых изделий может измениться по сравнению с условиями единичного производства, оснащённого универсальным оборудованием без ПУ. Развитие техники и технологии изменяет уровень технологичности конструкции. Ранее нетехнологичные конструкции могут стать технологичными при новых методах обработки.
Технологичность конструкции изделия – понятие комплексное. Технологичность конструкции рассматривается во взаимной связи и с учётом условий выполнения заготовительных процессов, процессов механической обработки, сборки и контроля. Отработанная на технологичность конструкция заготовки не должна усложнять последующую механическую обработку. В то же время отработку на технологичность в конструкции детали следует производить не только в целях упрощения механической обработки, но и с учётом выполнения заготовительных процессов и сборки, стремясь получит минимальную себестоимость и трудоёмкость изготовления машины в целом.
Общие требования заготовительных операций к технологичности конструкции
В крупносерийном и массовом производствах применение специального профильного и периодического поката сокращает, а часто исключает механическую обработку. Специальный профильный прокат как исходный материал уменьшает трудоёмкость 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.
Геометрическая форма заготовок должна обеспечивать возможность её свободного извлечения из штампа.
Боковые поверхности должны иметь уклоны (для наружных поверхностей 5…15º, для внутренних 7…15º).
Переходы от одной поверхности к другой осуществлять с закруглениями. Не допускать острых углов.
Конструкция заготовки должна допускать разъём штампов по плоскости (нежелателен разъём по ломаной линии или криволинейной поверхности).
Выступы и рёбра не должны быть близко расположены друг к другу, т.к. это затрудняет течение металла и заполнение полостей штампа.
При холодной высадке применяют калиброванный прокат. Высаживаемые элементы должны иметь простую форму при минимальном объёме и диаметре.
При листовой штамповке конструкция заготовки должна иметь минимальный отход металла при раскрое. Для этого контур одной заготовки должен быть по возможности точной копией другой её стороны.
Рис. 60.1 Схемы раскроя при листовой штамповке: а) не технологично; б), в) технологично
Минимальная ширина заготовки должна быть для мягкой стали в 1,5 раза толще материала и пр. требования.
При конструировании отливок
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.
Избегать значительных по размерам горизонтальных поверхностей, занимающих верхнее положение при заливке, т.к. на этих плоскостях могут возникать газовые раковины.
Предусматривать равномерное охлаждение всех сечений отливки и допускать её свободную усадку. С возникновением остаточных напряжений связано коробление отливок и появление трещин.
На чертежах отливок отмечать базы, которыми будут пользоваться при механической обработке.
При назначении толщины стенок отливок необходимо учитывать размер и вес отливки, применяемый для литья материал и метод литья. Внутренние стенки отливки должны быть на 20% тоньше наружных.
При литье по выплавляемым моделям из-за малой жёсткости керамических материалов литейной формы следует:
- избегать в заготовке поверхностей большой протяжённости;
- выдерживать одинаковую толщину стенок;
- избегать глухих отверстий.
При литье в оболочковые формы должна быть одна плоскость разъёма. Следует выдерживать равную толщину стенок и избегать объёмных частей и стержней.
При литье в кокиль толщина стенок должна быть по возможности одинаковой и конструкция отливки – удобной для её удаления из формы.