3.3 Отработка конструкции детали на технологичность

В комплексе требований, предъявляемых к технико-экономическим показателям получаемых изделий, важное место занимают вопросы технологичности конструкции. В соответствии с ГОСТ 14.201-83 отработка конструкции детали на технологичность является неотъемлемой составной частью комплекса работ по обеспечению технологичности. Для начала проведем технологический контроль чертежа. Для этого изучим чертеж детали. Тщательно изучив чертеж детали, делаем вывод, что чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали. Чертеж содержит все виды, сечения, которые однозначно описывают конфигурацию детали, а соответственно и возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с отклонениями, указана требуемая шероховатость поверхностей. Чертеж содержит сведения о материале, термообработке, массе детали.

Затем проведем технологический анализ конструкции. При анализе необходимо учитывать довольно большое число конструктивных признаков детали.

Представим технологический анализ в виде таблицы 3.3.1[11]. При анализе учитывается большое число конструктивных признаков изделия. Ориентируясь на данные таблицы 3.3.1, сопоставим конструктивные признаки детали с факторами будущего технологического процесса, чтобы выявить элементы конструкции, которые будут оказывать наибольшее влияние.

Таблица 3.3.1 Технологический анализ чертежа детали.

Конструктивный признак детали, объем выпуска

Фактор технологического процесса

Метод получения заготовки

Виды операций обработки резанием

Последовательность операций

Концентрация, дифференциация операций

Термическая обработка

Вид окончательной обработки

Метод обеспечения точности

Выбор технологических баз

Режимы резания

Инструмент

Оснастка

Оборудование

Квалификация исполнителей

Материал

+

-

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

-

Конфигурация

+

+

+

+

-

-

-

+

-

+

+

+

-

Порядок постановки размеров

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

-

-

Точность:

размеров поверхностей

-

+

+

+

-

+

+

-

+

+

-

+

+

формы поверхностей

-

+

+

-

+

+

-

-

-

+

+

+

+

относительного расположения поверхностей

-

-

+

+

+

-

-

+

-

-

+

-

+

Шероховатость поверхностей

-

-

-

-

-

+

-

-

+

+

-

-

+

Структура поверхностного слоя

+

-

+

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

Твердость поверхности

-

-

+

-

+

+

-

-

+

+

-

+

-

Объем выпуска

+

+

+

+

-

-

+

-

-

+

+

+

+

Примечание. Знак «+» означает сильное влияние конструктивного признака на фактор технологического процесса, знак «–» - слабое влияние конструктивного признака на фактор технологического процесса.

Проектируемая деталь – червяк - подвергается обработке резанием. Необходимо, чтобы конструкция обеспечивала возможность обработки по известным схемам и с применением типовых технологических средств.

Проектируемая деталь – червяк, изготавливается из заготовки, получаемой из стали 45 ГОСТ 1050-88. Химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88): 0,42-0,50% C; 0,50-0,80% Mn; 0,17-0,37% Si; не более 0,25% Cr.

Исходная заготовка – штамповка, полученная методом горячей штамповки, имеет форму вала, близкую к форме получаемой детали. Такая заготовка легко обрабатывается на станках-полуавтоматах, с обеспечением заданной шероховатости, точности и с минимальным расходом материала.

Конструкцией червяка предусмотрено убывание диаметральных размеров шеек к концам.

В конструкции червяка предусмотрены центровые отверстия В3.15 по ГОСТ14034-74 (Центровые отверстия используют в качестве технологических баз, ко­торые позволяют обработать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах. Они совпадают с конструкторскими, что не повлечет за собой погрешности базирования. Но конструкторские размеры могут не совпадать с технологическими, что вызовет ужесточение допусков на некоторые размеры.)

Имеющиеся три канавки для выхода инструмента унифицированы, что позволяет использовать канавочные резцы одного типоразмера. Канавки выполнены стандартной формы (по ГОСТ 8820-69), что влечет за собой уменьшение числа применяемых инструментов, повышение производительности обработки.

Конструкцией детали предусмотрены радиусы закруглений R0.4, R3, R2, что повышает стойкость инструмента.

Материал детали – сталь45 - соответствует служебному назначению детали и получению заготовки производительным методом. Точность поверхностей данного вала также соответствует его служебному назначению. Так, например, посадочные места под подшипники выполнены по 6-му квалитету. Шероховатости поверхностей вала соответствуют служебному назначению.

Элементы конструкции соответствуют стандартным числовым рядам (по ГОСТ6636-69), поэтому может быть применен стандартный инструмент. Линейные размеры, диаметры, длины, соответствуют ГОСТ6636-69. Так, например шпоночные пазы имеют стандартные размеры: первый- l=18мм, b=6Р9 мм, h=3,5мм, второй- l=10мм, b=4Р9мм, h=2,5мм.; фаски имеют размер 1х45^о; общая длина вала 290мм, диаметры шеек вала- Ø18h6, l=25мм;Ø20js6, l= 50мм(черт.75-25); Ø32, l= 55мм; Ø45h7(цилиндрический червяк) l= 75мм (черт. 290-75-55-55-30); Ø32, l= 55мм; Ø20h6, l= 15мм, Ø20d9, l= 15мм.

Данный червяк имеет небольшие перепады диаметров ступеней, что позво­ляет вести обработку одновременно несколькими резцами и говорит о тех­но­логичности.

Форма и размеры данного вала обеспечивают достаточную жесткость, дающую минимальные деформации от сил резания и сил закрепления. Отношение l/d червяка составляет (при среднем диаметре 28 мм, и длине 290мм) 10,3. Червяк имеет достаточную жесткость, при которой исключена воз­можность вибрации в процессе обработки или недопустимых дефор­маций от сил резания и закрепления.

Обрабатываемые поверхности не имеют препятствий для подвода инструмента. Также в конструкции вала предусмотрены необходимые элементы для выхода режущего инструмента в виде канавок.

Шпоночные пазы – закрытые, что является нетехнологичным. Но изменить конструкцию (заменить закрытые пазы на открытые) нам не представляется возможным, так как пазы расположены на крайних шейках вала. Данное расположение предполагает только закрытые пазы. Если на крайних шейках сделать пазы, то при работе вала может произойти вылет шпонки из паза.

Требования к шероховатости червяка средние – есть поверхности с высокими требованиями (поверхности шеек под подшипники; рабочий профиль червяка), обработка кото­рых усложняет техпроцесс, увеличи­вает номенклатуру обрабатывающего ин­струмента, но есть и с достаточно низкими, обработка ко­торых не требует больших затрат времени и высокой трудо­емкости.

В конструкции детали нет наклонного расположения об­рабатываемых поверхностей (за исключением зубьев самого червяка), что удобно для обработки.

Итак, в качественном отношении деталь червяк является технологичной.

Количественная оценка технологичности конструкции выполняется только в том случае, если после технологического анализа были внесены изменения в конструкцию детали.

Анализируя величины показателей, делаем вывод о том, что проектируемая деталь технологична.