3. Анализ исходных данных

Целью этого раздела является повышение уровня технологичности конструкции детали путем технологического контроля ее рабочего чертежа.

В начале технологического контроля следует проверить полноту информации чертежа детали:

- наличие размеров, необходимых для изготовления детали;

- требования точности размеров, формы и расположения элементов детали;

- требования шероховатости поверхностей;

- требования к состоянию материала детали: твердость, вид химико-термической обработки, глубины слоев насыщения поверхностей детали химическими элементами;

- величина массы детали.

В случае недостаточности или избытка указанной информации следует внести коррективы в рабочий чертеж детали.

5.3.1 Служебное назначение детали

Порядок работы.

1. Приведите эскиз и выполните описание работы узла, в котором установлена рассматриваемая деталь.

2. Сформулируйте служебное назначение детали с описанием условий ее работы: уровень и характер нагрузок, действующих на деталь, условия эксплуатации (температура, условия смазки, степень загрязненности среды).

3. Приведите данные физико-механических характеристик (таблица 5.1) и химического состава материала детали (таблица 5.2) [8, 13, 20].

Таблица 5.1 – Механические свойства

Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм					НВ
		МПа		%			Не более
		Не менее

Таблица 5.2 – Химический состав, %

С	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
				Не более

Твердость материала должна быть указана как в состоянии поставки (исходная заготовка), так и после упрочняющей термообработки (готовая деталь). Если деталь подвергается химико-термической обработке, то следует указать вид этой обработки, поверхности, которые ей подвергаются и глубины упрочненных слоев.

2. Классификация поверхностей детали по функциональному

назначению

В начале подраздела следует привести формулировки, отражающие функции поверхностей детали: исполнительных (ИП), основных конструкторских баз (ОКБ), вспомогательных конструкторских баз (ВКБ), свободных (СП).

Затем разработайте технологический эскиз детали (рис. 5.1), на котором все ее поверхности обозначаются арабскими цифрами. Размеры детали, приведенные в ее рабочем чертеже, кодируются буквенно-цифровым кодом: продольные размеры – буквами славянского, латинского алфавитов (А, Б, L, Z и т.д.); диаметры – сочетанием цифры 2 и буквы (2А, 2Б и т.д.)

Рисунок 5.1 – Технологический эскиз детали

На базе эскиза узла, в котором установлена деталь, и технологического эскиза детали приведите классификацию поверхностей детали по их функциональному назначению. Результаты классификации сведите в таблицу, вид которой приводится ниже (таблица 5.3)

Таблица 5.3 – Классификация поверхностей детали по функциональному назначению

Назначение поверхности	Номер поверхности
ИП
ОКБ
ВКБ
СП

2. Анализ технологичности конструкции детали

В этом подразделе следует оценить производственную технологичность конструкции детали и предложить изменения конструкции, повышающие уровень ее технологичности.

1. Качественные показатели технологичности конструкции

детали

По конструктивной форме:

1. максимальная унификация и стандартизация конструктивных элементов детали;

2. наличие конструктивных элементов, обеспечивающих благоприятные условия работы режущих инструментов;

3. увеличенная жесткость детали, обеспечивающая ее обработку на повышенных режимах.

По размерам детали:

1. размеры детали должны иметь оптимальные требования точности выполнения;

2. максимальное сокращение размеров обрабатываемых поверхностей;

3. простановка размеров на чертеже детали должна учитывать особенности настройки технологического оборудования на размер;

4. требования по взаимному расположению поверхностей детали, точности форм поверхностей, шероховатости должны быть обоснованы и иметь оптимальные значения, обеспечивающие функции поверхностей.

По процессу изготовления деталей:

1. удобство установки заготовки при обработке ее поверхностей;

2. наличие конструктивных элементов, обеспечивающих автоматизацию установки заготовки на станках;

3. возможность одновременной обработки нескольких поверхностей;

4. возможность обработки на проход;

5. возможность обработки наибольшего количества поверхностей детали за один установ;

6. возможность применения стандартной и нормализованной технологической оснастки.

По материалу детали:

1. уровень обрабатываемости резанием (таблица 5.4);

2. обеспечение шероховатости обрабатываемых поверхностей (таблица 5.4);

3. способность подвергаться упрочняющей термообработке: прокаливаемость, склонность к трещинообразованию, склонность к возникновению внутренних напряжений, ведущих к потере формы деталей.

В большинстве случаев вязкие, пластичные материалы дают после обработки резанием повышенную шероховатость и наоборот. В связи с этим необходимо учитывать следующее:

- в деталях из углеродистых сталей с содержанием углерода до 0,3% не рекомендуется назначать шероховатость меньше R_а=6,3 мкм;

- среднеуглеродистые стали (С=(0,35-0,50)%) лучше обрабатывать после улучшения до HRC30…35; высокоуглеродистые стали (У10, У12) лучше обрабатывать в отожженном состоянии;

- алюминиевые сплавы дают высокое качество поверхности после закалки и старения;

При оценке технологичности конструкции следует дать оценку по каждому качественному показателю с приведением данных по предельным значениям точности параметров детали и шероховатости ее поверхностей.

Предложите изменения конструкции детали, направленные на повышение ее технологичности.

2. Количественные показатели технологичности конструкции

детали

Определите следующие количественные показатели технологичности конструкции детали:

1. коэффициент обрабатываемости материала детали резанием

, (5.1)

где V₆₀ – скорость резания при стойкости инструмента Т=60 мин и

определенных условиях резания;

V_{Э 60} – то же для эталонного материала.

В качестве эталонного материала выбрана сталь

Коэффициенты обрабатываемости материалов приводятся в специальной литературе [8, 13, 20]. Оценку уровня обрабатываемости проведите по данным таблицы 5.4.

Таблица 5.4 – Технологические характеристики материала детали

Обрабатываемость материала	КV	Возможность получения требуемой шероховатости
Высокая	2,1 – 1,5	Очень трудно
Хорошая	1,4 – 1,0	Без особых затруднений
Удовлетворительная	1,0 – 0,8	Легко или без особых затруднений
Пониженная	0,8 – 0,5	Легко
Низкая	Менее 0,5	легко

2. коэффициент точности размеров детали

, (5.2)

18

где IT_ср – средний квалитет точности размеров.

= , (5.3)

где IТ – номер квалитета;

n_i – число размеров выполняемых по i-тому номеру квалитета.

Конструкция детали считается технологичной при К_т 0,8;

в) коэффициент шероховатости

, (5.4)

k

где Rа_ср – средняя величина шероховатости поверхностей детали по критерию Rа в мкм.

m_j

Σ mj Raj

k

Ra_ср = (5.5)

m_j

Σ mj

где j – величина параметра Ra в мкм;

m_j – число поверхностей, имеющих j-тую шероховатость

k – число всех поверхностей детали.

Конструкция технологична при К_ш 0,32.

Сформулируйте Ваши предложения по повышению количественных показателей технологичности конструкции детали.