ММК Спецтехнология ЛА 2013

Улучшением технологичности конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства. Трудоемкость машин удается сократить на 15-20% и более, а себестоимость их изготовления на 5-10%. Недооценка технологичности конструкции приводит к необходимости корректировки рабочих чертежей после их составления, удлинению сроков подготовки и дополнительным издержкам производства.

Понятие технологичности конструкции машины распространяют не только на область производства, но и на область их эксплуатации. Конструкция машин должна быть удобной для обслуживания и ремонтопригодной. Последнее весьма важно, поскольку затраты на все виды ремонта часто превышают стоимость новых изделий. Повышение ремонтопригодности изделия обеспечивается легкостью и удобством его разборки и сборки, осуществлением принципа узловой смены и узлового ремонта элементов изделия, введением в конструкцию сменных изнашиваемых деталей, а также возможностью перешлифовки и восстановления наиболее сложных деталей.

При конструировании машин необходимо предусматривать возможность использования технологических методов, обеспечивающих повышение надежности и долговечности машин. Практика работы показала, что лучше всего отрабатывать конструкции изделия на технологичность в процессе создания самой конструкции.

Требования к изготовлению деталей при конструировании машин.

Соблюдение требований уменьшает производственные трудности, сокращает цикл производства, повышает производительность труда и снижает себестоимость деталей машин. Эти требования диктуются как технологией производства заготовок, так и технологией их последующей обработки.

Запишем следующие требования:

конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм, обуславливающих возможность применения высокопроизводительных технологических методов и предусматривать удобную, надежную базу для установки заготовки в процессе ее обработки; в тех случаях, когда поверхности детали не обеспечивают такой базы, должны быть предусмотрены специальные элементы (приливы, бобышки, отверстия) для базирования и закрепления заготовки; при необходимости эти элементы могут быть удалены после обработки.

Требования к выполнению заготовок.

В крупносерийном и массовом производствах применение специального профильного и периодического проката в значительной степени сокращает, а часто и исключает механическую обработку. Специальный профильный прокат как исходный материал уменьшает трудоемкость процесса горячей штамповки заготовки. Заготовки профильного сечения, не требующие обработки, получают на машиностроительном заводе методом холодного волочения из сортового проката.

При выполнении заготовок свободной ковкой желательны простые, симметричные и прямые формы. Следует избегать пересечений цилиндрических элементов между собой и цилиндрических элементов с призматическими. Следует избегать ребристых сечений , бобышек и выступов на основных поверхностях поковки. Нежелательны конические или клиновые формы. Детали, сложная конфигурация которых не поддается упрощению в цельном виде, целесообразно заменить сварными конструкциями, состоящими из простых элементов. При конструировании штамповок, полученных на молотах и прессах, рекомендуется руководствоваться следующими указаниями. Геометрическая форма заготовки должна обеспечивать возможность ее свободного извлечения из штампа. Выемки и углубления в заготовках могут выполняться только в направлении движения штампов. Боковые поверхности заготовки должны иметь штамповочные уклоны. Переходы от одной поверхности к другой должны осуществляться с закруглениями. Острые углы по условиям горячей штамповки недопустимы.

Конструкция детали должна, как правило, допускать разъем штампов по плоскости. Нежелателен разъем по ломанной или криволинейной поверхности. В плоскости разъема должны лежать наибольшие габаритные размеры заготовки. В этом случае получаются минимальные глубины полостей штампов, и обеспечивается их наилучшее заполнение металлом.

Детали цельной конструкции в ряде случаев можно заменять сварными узлами в целях экономии материала и упрощения штамповки. Однако в каждом конкретном случае необходимо проверять целесообразность такой замены. Иногда целесообразно сочетание штампованной заготовки и проката (пруток, труба), соединяемых в единое целое стыковой или шовной сваркой.

На горизонтально-ковочных машинах можно штамповать разнородные по конфигурации заготовки; чаще всего они представляют собой тела вращения правильной геометрической формы с фланцами, сквозными и несквозными отверстиями. Сужения в продольном сечении детали затрудняют течение металла при штамповании, поэтому их следует избегать. Хвостовики конической формы также затрудняют штампование, предпочтительно их делать цилиндрическими.

Листовую штамповку производят из листа, полосы и ленты. Ленту обычно применяют для деталей толщиной 2-2,5 мм, полосу - для деталей до 10 мм, лист – для деталей больших габаритов. Ребра жесткости, отбортовки и другие конструктивные элементы на штампованных деталях позволяют в ряде случаев уменьшить толщину материала. Применением сварки также можно получить значительную экономию материала.

Конфигурация детали должна обуславливать минимальный отход металла при раскрое. Для этого контур одной стороны детали по возможности должен быть копией другой ее стороны.

При конструировании отливок конструктор должен решить следующие вопросы: выбрать способ литья, определить положение отливок в форме, выбрать плоскость разъема, установить количество и расположение стержней, назначить толщину стенок отливки. Способ литья выбирают с учетом материала детали, ее конфигурации, требуемой точности, программы выпуска и срока выполнения заказа. Во многих случаях основными наиболее сложными и дорогими в исполнении деталями машин являются отливки.

Конфигурация отливки должна обеспечивать возможность беспрепятственного извлечения модели из формы и стержней из стержневых ящиков. Следует по возможности избегать объемных частей модели и сложных поверхностей разъема.

Необходимо учитывать положение поверхностей при заливке и избегать значительных по размерам горизонтальных поверхностей, занимающих при заливке верхнее положение, так как на этих плоскостях могут возникать газовые раковины.

Следует обращать внимание на беспрепятственное заполнение формы жидким металлом, избегая резких изменений направления и скорости его течения.

При конструировании отливок следует учитывать явление ее усадки, механического торможения, создаваемого формой и стержнями и термического торможения, возникающего вследствие разной скорости остывания частей отливки. Торможение усадки вредно, так как оно вызывает образование остаточных напряжений в отливке.

Необходимо предусматривать по возможности равномерное охлаждение всех сечений отливки и допускать ее свободную усадку; с возникновением остаточных напряжений связаны коробление отливок и возможность появления трещин.

На чертеже отливки следует отмечать базовые поверхности, которыми будут пользоваться при механической обработке заготовок; эти поверхности используют также при проверке моделей и отливок.

Требования к механической обработке.

Общие требования, предъявляемые технологией механической обработки к конструктивному оформлению деталей машин, можно сформулировать следующим образом.

Сокращать объем механической обработки, уменьшая протяженность обрабатываемых деталей.

Предусматривать допуски на размеры детали лишь для посадочных поверхностей, оставляя свободными остальные размеры. Повышать точность выполнения заготовок, имея в виду, что при точных методах выполнения заготовок объем механической обработки может быть значительно сокращен.

Обеспечивать удобные и надежные базирующие поверхности для установки заготовки в процессе их обработки и простановкой размеров, предусматривать совмещение измерительных баз.

Предусматривать возможность удобного и надежного закрепления заготовки на станке.

Обеспечивать достаточную жесткость детали, обуславливающую восприятие сил резания и закрепления без ощутимых деформаций. При обработке маложестких деталей приходиться снижать режимы резания и, кроме того, затруднено одновременное использование нескольких режущих инструментов путем совмещения переходов.

Предусматривать возможность удобного подвода высокопроизводительного режущего инструмента к обрабатываемой поверхности. Сокращать путь врезания инструментов. Предусматривать возможность удобного и эффективного технического контроля обрабатываемых заготовок. Предусматривать свободный выход режущего инструмента при обработке на проход. Конструировать детали с учетом возможности одновременной установки нескольких деталей для обработки.