3.3 Анализ технических требований. Анализ технологичности конструкции изделия

Совершенствование конструкции любой машины определяется ее служебным назначением и условиями эксплуатации. Конструкция машины должна быть надежной и удобной в работе, наименее трудоемкой и материалоемкой, а также технологичной при изготовлении. Поэтому четкое определение назначения изделия, конкретизация его функций, а также выяснение области и условий эксплуатации, причин нарушения его работоспособности необходимы для обоснованной постановки задач по разработке технологических процессов изготовления и сборки всех его составных частей. После установления назначения изделия следует проанализировать деталь, заданную руководителем на курсовое проектирование, с точки зрения ее роли в изделии.

Оценка технологичности конструкции детали может быть как качественной, так и количественной. Качественная оценка предшествует количественной и характеризует технологичность конструкции обобщенно, на основе опыта исполнителя и рекомендаций технической литературы Отработку конструкции детали на технологичность начинают с ее анализа. При анализе учитывается большое количество конструктивных признаков изделия. Их сопоставляют с факторами будущего технологического процесса с целью выявления тех элементов конструкции, которые оказывают наиболее сильное влияние на технологию изготовления детали, в особенности на трудоемкость и себестоимость процесса. В соответствии с этими признаками и выбирают показатели технологичности, используемые для сравнительной оценки конструкций.

Высокий уровень технологичности детали формируется за счет того, что конструктор предусматривает возможность использования при ее изготовлении типовых технологических решений.

Например, стандартизация элементов конструкции канавки для выхода инструмента, радиусов закругления, уклонов и тому подобных элементов приводит к снижению затрат на подготовку соответствующего технологического инструмента и оснастки. Рациональные формы детали и порядок простановки размеров упрощают процесс подготовки программы и обработку заготовок на станках с ЧПУ. Хорошие технологические свойства материала детали определяют возможность применения высокопроизводительных методов обработки, в частности типовых заготовительных операций: литья, штамповки и др.

Общие требования к технологичности конструкции деталей следующие:

1. Конструкция детали должна состоять из стандартизованных и унифицированных элементов или быть стандартизованной в целом.

2. Физико-химические и механические свойства материала детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы упрочнения, коррозионной защиты и прочее), хранения и транспортирования.

3. Требования точности размеров, формы и относительного расположения поверхностей детали, а также шероховатость поверхностей должны быть экономически и конструктивно обоснованными.

4. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых технологических процессов.

После качественной оценки технологичности все предложения по изменению конструкции детали, не ухудшающие ее эксплуатационных характеристик, должны быть систематизированы и приведены в расчетно-пояснительной записке.

Технологичность конструкции детали имеет прямую связь с производительностью труда, затратами времени на технологическую подготовку производства, изготовление, технологическое обслуживание и ремонт изделия. Поэтому проектированию технологического процесса должен предшествовать анализ технологичности ее конструкции и, в необходимых случаях, отработка на технологичность. Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.205-83, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности - ГОСТ 14.201-83, ГОСТ 14.204-83.

Перечень технических требований, их количественные и качественные показатели зависят от служебного назначения детали и условий ее работы в сборочной единице. К ним относятся: 1) точность размеров (квалитеты); 2) точность формы поверхностей и их взаимное положение; 3) шероховатость поверхности; 4) требования к материалу по твердости, химико-термической обработке, отделке, покрытию и т.д. Анализ технических требований и норм точности должен подтвердить или опровергнуть правильность указанных на чертеже детали величин допусков линейных размеров, допусков углов, допусков формы и расположения поверхностей, величины шероховатости поверхностей. Допустимые отклонения линейных размеров и форм поверхностей определяются аналитическим путем, расчетом размерных цепей. Во многих случаях допустимые отклонения регламентируются соответствующими стандартами, например, ГОСТ 1643-72 регламентирует допустимые отклонения на межосевое расстояние и на параллельность осей зубчатых передач и их точность, СТ СЭВ 186-75 регламентирует точность положения осей конических передач и их точность, СТ СЭВ 311-076 -червячных передач и их точность. Анализ соответствия технических требований и норм точности служебному назначению детали аналитическим путем рекомендуется производить в следующей последовательности:

1. На основании сборочного чертежа выявить задачу, в решении которой деталь участвует своими размерами, относительными поворотами и формой поверхностей.

2. Выявить замыкающее звено размерной цепи, с помощью которого решается эта задача.

3. Построить схему размерной цепи, с помощью которой достигается точность замыкающего звена.

4. Произвести расчет допусков на составляющие звенья размерной цепи, исходя из допуска на замыкающее звено.

5. Сопоставить технические требование, заданные на чертеже детали, с допуском, полученным в результате расчета, и дать заключение.