2.5 Правила проектирования (разработки) изделий

Разработку любых изделий выполняют графически и текстовым обоснованием одновременно.

Проектирование любых изделий (машин, агрегатов, приспособлений и др.) – процесс творческий. Используя имеющиеся знания, разработчик должен выбрать из многих возможных решений одно, наилучшее. При этом ему приходится принимать ряд противоречивых технологических и эксплуатационных требований, предъявляемых к разрабатываемой конструкции. Нередко правильное решение может быть принято только после проведения сравнительных технико-экономических расчетов по различным конструктивным вариантам.

Целью конструирования является создание изделий в полной мере отвечающих эксплуатационным требованиям и наиболее экономичных в изготовлении.

Для решения этих задач рекомендуется:

- обосновать применение каждого механизма, каждой детали механизма, каждого элемента детали;

- обеспечивать удобства сборки, разборки и регулировки;

- исключать по возможности подбор и пригонку деталей, а также операции выверки и регулировки деталей и узлов при сборке;

- добиваться экономного расходования материалов и обеспечивать высокую прочность деталей способами, не требующими увеличения массы (придание деталям рациональных форм с наилучшим использованием материала, применение материалов повышенной прочности, введение упрочняющей обработки);

- обеспечивать соответствие конструктивных форм деталей изделия условиям технологии получения заготовок и технологии механической обработки;

- упрощать уход за изделием, сокращать объем операций обслуживания, устранять периодические регулировки;

- предупреждать возможность перегрузки изделий в эксплуатации, вводить предохранительные и предельные устройства;

-предусматривать надежную автоматическую смазку трущихся поверхностей, избегать по возможности применения периодической смазки;

- не выполнять трущиеся поверхности непосредственно на корпусных деталях;

- избегать открытых механизмов и передач, предотвращать проникновение грязи, пыли и влаги на трущиеся поверхности;

- предупреждать коррозию деталей, работающих в соприкосновении с химически активными средами;

- обеспечивать надежную страховку резьбовых соединений от самоотвинчивания;

- устранять возможность поломок и аварий в результате неумелого или небрежного обращения, вводить блокировки, автоматизировать и упрощать управление;

- максимально использовать унифицированные и стандартизованные детали и узлы;

- не применять оригинальных деталей там, где можно использовать стандартные, унифицированные и заимствованные узлы и детали;

- придавать конструкции изделия простые и гладкие внешние формы, облегчающие содержание изделия в чистоте;

- сосредоточивать органы управления и контроля по возможности в одном месте;

- предусматривать удобную очистку поверхностей от грязи и стружки, использовать очистку струей сжатого воздуха, охлаждающей жидкости или путем отсоса специальным устройством;

- обеспечивать удобную загрузку и выгрузку обрабатываемых деталей в рабочую зону, предусматривать применение выталкивающих устройств для выгрузки деталей;

- тщательно изучать опыт эксплуатации аналогичных изделий, оперативно исправлять дефекты, обнаруженные в процессе эксплуатации;

- в случае осуществления модернизации изделий, как можно полнее обосновать отличие новой конструкции.

Для того, чтобы избежать ошибок или уменьшить их количество, разработчик должен иметь достаточный фонд справочной и специальной литературы, использовать конструктивные материалы, ранее отработанные, обязательно изучить отечественные и зарубежные патентные источники; быть в курсе поисковых и исследовательских работ, изучать опыт разных профилей машиностроения.

Значительное место в работе разработчика занимает компоновка конструкции.

Основной ошибкой разработчика, особенно начинающего (студента) является стремление скомпоновать все элементы конструкции одновременно.

В процессе компоновки необходимо производить ориентировочные и приближенные, затем некоторые уточненные расчеты.

При компоновке должны быть учтены все условия, определяющие работоспособность конструкции изделия, решены вопросы сборки-разборки, предусмотрены условия удобного обслуживания и т.д.

Часто в процессе проектирования обнаруживаются незамеченные в первоначальных вариантах недостатки, для устранения которых приходится возвращаться к ранее существовавшим вариантам или разрабатывать новые. Поэтому очень важна подготовительная работа и последовательность выполнения компоновки. Компоновку следует начинать с решения главных вопросов конструкции - схем и определения наиболее целесообразного взаимного расположения деталей. Причем предлагать не один вариант, а больше, анализировать их и выбрать наиболее оптимальный.

Разработку начинают с места основного назначения изделия. Например, разработку токарного станка начинают с местоположения заготовок, определяя конструкцию патрона и его привода, необходимость задней бабки и местоположения направляющих и резцедержателя. Конструкция станины выявляется последней после разработки всех частей станка выполняющих основные функции.

Если разрабатывается аналогичное приспособление, компоновка начинается с местоположения заготовки на опоры, затем зажимные устройства, настроечные элементы и др. Последним разрабатывается конструкция корпуса.

Во всех случаях за главный вид на чертеже принимается вид изделия представленный перед работающим, с учетом требований безопасности, чтобы обрабатывающий инструмент не перемещался на работающем или от него. При перемещении вертикально на стол или планшайбу станка необходимо обеспечить ограничение инструмента в направлении стола.

При разработке каждая из составляющих частей изделия параллельно обосновывается текстовыми объяснениями и соответствующими расчетами.

В ВКРБ необходимо приводить обоснования расчетами точностными и прочностными, а также зажимных устройств. Обоснования должны быть изложены в соответствующих разделах пояснительной записки ВКРБ.

Последовательность конструирования или поэтапное выполнение компоновки конструкции изделия изложено в основах конструирования.

Поэтапная разработка компоновки приспособлений с объяснениями приведено в специальной и справочной литературе .

На основании выполненной компоновки и расчетному обоснованию разрабатывает документы графической части ВКРБ: чертежи общих видов, сборочные чертежи, рабочие чертежи деталей конструкции, схемы, графики и др.

Особое внимание при конструировании изделий уделяется технологичности конструкции, и ее составных частей.

В разделе 2.6 приведены основные требования к технологичности изделий.