6.3 Проектування деталі
6.3.1 Послідовність проектування деталі
Проектування деталі не може бути виконане поза вузлом, до складу якого вона входить. Конструктивні форми і розміри деталі визначаються різним поєднанням геометричних поверхонь, умовами її роботи. Якщо розглядувати який-небудь вал в зборі, то легко просліджується, що розміри, форма і розташування поверхонь валу узгоджуються з вмонтовуваними на нім деталями. Визначальні розміри деталей визначаються конструктивними міркуваннями і підтверджуються розрахунком. При цьому конструктор враховує їх призначення, роль і роботу, що виконується у вузлі (складальній одиниці). До проектування деталі конструктором вже задані форма, по визначальних параметрах, частка розмірів з допусками і без них, матеріал і інколи спосіб отримання заготівки.
Креслення деталі створює конструктор-деталювальник. Він виявляє всі дані, необхідні для виготовлення деталі. При проектуванні конструктор-деталювальник розраховує окремі геометричні параметри деталі, керуючись емпіричними залежностями для визначення форм її елементів, проводить розрахунки на міцність. Раціонально сконструйована деталь, виконуючи свої функції, має достатню міцність, жорсткість і довговічність і не має зайвих запасів.
Умова міцності, визначувана робочою напругою в навантажених перетинах і їх відповідністю допустимим,, і умова жорсткості, визначувана відповідністю величин допустимих і дійсних прогинів і кутів повороту перетинів, забезпечуються при створенні раціональної конструкції деталі, призначенні відповідних допусків і розмірів, матеріалів, термічної обробки і так далі Тільки для виконання умови жорсткості вибір матеріалу не грає істотної ролі, оскільки модулі пружності і зрушення для одного виду матеріалу відрізняються трохи. Довговічність деталей також багато в чому визначається при конструюванні деталей і виборі способу термічної обробки і так далі
Конструктивне вирішення деталі повинне відповідати вибраному способу отримання заготівки, при цьому, необхідні знання технології заготівельних цехів, уміння вибрати матеріал для виготовлення деталі, уміння оцінювати виробничі можливості і техніко-економічну доцільність вибраного способу отримання заготівки в конкретних умовах. Для кожного методу отримання заготовок, для кожного виду механічної обробки існують норми і рекомендації для кожного верстата — норми точності. Отже вибір методу отримання заготівки, технологічного способу обробки, верстата в якійсь мірі визначає межі досяжної точності і якості обробки.
Характер сполучення деталей, визначуваний призначенням допусків або вказівкою посадок, конструктор повинен обґрунтувати виходячи з умов роботи деталей. Допуски і посадки зазвичай задає розробник при конструюванні вузла при розробці загального вигляду, але вони можуть бути уточнені і при деталюванні. На розміри без допусків характер сполучення визначається безпосередньо деталювальником. Поєднання допусків, посадок для деталей вибирають з умови максимального забезпечення вимоги, визначуваної роботою деталі.
Необхідно користуватися ланцюговим, методом простановки розмірів, щоб отримати точні розміри окремих ступенів при допустимих значних коливаннях від баз або компенсуючого розміру (малюнок 4, а). Необхідно користуватися координатним методом, при якому рахунок задається від однієї або двох баз (малюнок 4 б, в). При розробці креслень на деталі, в яких одні розміри мають бути витримані точніше, ніж інші, удаються до. комбінованому методу їх простановки (малюнок 4, г, д). При цьому необхідно знати конструкторські, технологічні і вимірювальні бази деталі і забезпечувати їх наявність.
Розглянемо роботу конструктора над деталлю — колесом з маточиною (вибір способу отримання заготівки). З креслення (малюнок 5,а) видно, що вся деталь може бути отримана з товстого листа після вирізки круглої заготівки автогенним різанням. Втрати металу будуть значними. Цей спосіб ще можна допустити при одиничному виготовленні, при серії ж в 20 шт. це стає настільки невигідним, що виникає питання про раціональніший спосіб отримання заготівки.
Як заготівка можна вибрати чавунне відливання, але умови роботи зубів, наприклад, цього не допускають — конструктивні розміри і навантаження, що діють на деталь в машині, не дозволяють використовувати цей матеріал, а збільшення розмірів (по довжині маточини, вінця) неможливе. Означає від чавунного литва доводиться відмовитися. Сталеве ж литво, наприклад, неможливе за умовами виробництва. Конструктору доводиться погодитися на зварну деталь (малюнок 5, б) і передбачити виготовлення вінця з легованої заготівки, що розкотила або кованої, а маточини — з прокату, гарячим штампуванням (або литвом з ковкого чавуну).
