Техпроцессы в машиностроении_лек

и ремонта. Следовательно, технологичность любой конструкции, это сово-

купность свойств обеспечивающих оптимальность затрат труда, средств, ма-

териалов и времени при технической подготовке ее производства, изготовле-

нии, эксплуатации и ремонта (конструкция машины позволяет наиболее пол-

но использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий требуемое качество машины при заданной про-

грамме выпуска).

Производственный опыт показал, что повышение технологичности объекта (машины, узла, детали) позволяет сократить: трудоемкость его изго-

товления на 15 … 20%, а себестоимость на 5 … 10%.

Из-за специфики конструкций и условий производства невозможно дать всеобъемлющие рекомендации по поводу того, какую конструкцию из-

делия считать технологичной или нетехнологичной, поэтому ограничимся несколькими примерами, поясняющими лишь смысл этих представлений.

На рис. 4.50. с левой стороны расположены примеры нетехнологи-

ческого оформления конструкций деталей и их элементов, с правой стороны те же конструкции, но бо-

лее технологичные.

Рис. 4.50. Примеры нетехнологич-

ных и технологичных конструкций деталей:

а – сверление отверстия в криволи-

нейной поверхности; б – сочетание цилиндр – торец; в – внутренний шпоночный паз; г – ступенчатое от-

верстие; д – полки под головку болта;

е – фасонные отверстия.

444

из конструктивных элементов оси (рис. 4.51, б) – введения криволинейной поверхности радиуса R.

Рис. 4.51. Технологичное выполнение уступа:

а – для мелкосерийного производства;

б – для крупносерийного производства.

Не редки случаи, когда с понятием о технологичности отождествляется понятие об экономичности конструкции. Так как источники экономии затрат различны, то смешивать эти понятия недопустимо. Более технологичная кон-

струкция может оказаться не экономичной. Так, на рис. 4.52. представлены две конструкции втулки подшипника скольжения.

Первая из них (рис. 4.52, а) будет более технологичной из-за простоты конструкции, а, следовательно, и более экономичного технологического про-

цесса изготовления. Технологический процесс изготовления второй втулки

(рис. 4.52, б) более сложен и дорог. Однако то, что втулка первой конструк-

ции целиком изготовляется из дорогостоящей бронзы, а вторая имеет лишь бронзовый вкладыш в стальном корпусе, делает конструкцию последней бо-

лее экономичной.

Рис. 4.52. Примеры конструкции втулки подшипника скольжения:

а – технологичная; б – экономичная, но менее технологичная.

Понятие о технологичности конструкции распространяется не только на технологические процессы изготовления, но и на процессы технического обслуживания и ремонта машины.

446

При конструировании деталей машин необходимо ориентироваться на предполагаемые способы получения ее заготовки, обработки ее поверхно-

стей. Предпочтение необходимо отдавать тем конструкциям, которые обес-

печат: наибольший коэффициент использования материала (Км = Qи/Qз, где:

Qи - масса изделия; Qз – общая масса заготовок); наименьшую себестоимость изготовления заготовок и обработки поверхностей деталей при заданной производительности и точности обработки; возможность замены ручного труда и автоматизации производства.

Деталь, обрабатываемая точением, должна удовлетворять следующим технологическим требованиям:

o содержать наибольшее число поверхностей, имеющих форму тел вра-

щения;

o масса детали должна быть уравновешена относительно ее оси враще-

ния;

o желательно, чтобы обрабатываемые поверхности не имели разрывов

(шпоночных пазов, лысок)

o вращение неуравновешенной детали, точение прерывистых поверхно-

стей приводят к возбуждению колебаний в технологической системе, что от-

рицательно скажется на стойкости режущего инструмента и снизит точность обработки;

o при конструировании детали необходимо использовать нормальный ряд диаметров и длин, что позволит применить стандартные режущие инст-

рументы;

o желательно избегать применения нежестких элементов в конструкции детали (длинные и тонкие шейки, тонкостенные втулки);

o точение нежестких заготовок не обеспечивает необходимой точности обработки и требует применения специальных приспособлений (люнетов,

много лепестковых цанг);

447

o желательна унификация элементов детали (одинаковые размеры фасок,

радиусов закруглений, канавок), что позволяет выполнять одинаковые эле-

менты одним режущим инструментом

o в начале обрабатываемой поверхности необходимо иметь фаску, для постепенного врезания режущего инструмента;

o обрабатываемую поверхность необходимо заканчивалась кольцевой канавкой, для свободного выхода режущего инструмента;

o неответственные поверхности, несопрягаемые с поверхностями других деталей, можно не обрабатывать, что снижает трудоемкость обработки дета-

ли в целом;

o обработка деталей с большими перепадами диаметров приводит к не-

оправданно большим объемам срезаемой стружки или к применению слож-

ных, дорогостоящих заготовок;

o желательно расчленить конструкцию детали: отдельно выполнять вал с шейкой, отдельно – кольцо, затем, кольцо напрессовать на шейку, и при не-

обходимости, произвести совместную чистовую обработку;

o желательно заменять сложные фасонные поверхности более простыми; o между фасонной и цилиндрической поверхностями необходимо преду-

сматривать переходную канавку;

o если деталь заканчивается сферической поверхностью, желательно то-

рец выполнять плоским;

o точные внутренние отверстия во втулках надо выполнять с внутренней выточкой, что позволит расточить отверстие с одной установки и одним рас-

точным резцом;

o обработка точных глухих отверстий затруднительна, желательно заме-

нять их на сквозные;

o затруднительна обработка фасонного дна отверстий, желательно при-

менение вставного дна, что резко упростит обработку;

448

o ступенчатые поверхности детали желательно выполнять с постепенным увеличением (у валов) или уменьшением (у отверстий) диаметров по длине детали;

o длины ступеней должны быть одинаковыми или кратными длине самой короткой ступени, что упрощает наладку станка при обработке на многорез-

цовых автоматах или полуавтоматах;

o в торцах валов, обрабатываемых в центрах, необходимо предусматри-

вать центровые технологические отверстия;

o желательно избегать обработки ребристых поверхностей;

o участки, имеющие один размер, но разные допуски, необходимо раз-

граничивать кольцевыми канавками;

o острые грани обработанных поверхностей должны быть притуплены или скруглены;

o поверхности шеек валов, сочленяемых с отверстиями сопрягаемой де-

тали, должны иметь заходные конусы (фаски).

Деталь, обрабатываемая строганием или долблением, должна удовле-

творять следующим технологическим требованиям:

o обрабатываемые поверхности заготовки, целесообразно оформлять в виде плоскостей или сочетаний плоскостей;

o желательно избегать сложных фасонных поверхностей, требующих из-

готовления специальных копиров;

o обрабатываемые поверхности следует располагать в одной плоскости,

что позволит обрабатывать их за один проход;

o перед обработкой поверхности необходимо прострогать фаски под уг-

лом 45º со стороны входа и выхода инструмента, что обеспечит плавное вре-

зание резца в заготовку и предотвратит скалывание края обработанной по-

верхности при выходе резца;

o обрабатываемые поверхности должны обеспечить свободный выход резца в конце рабочего хода;

449

o при наличии в направлении главного движения уступов, необходимо предусматривать разделительную канавку для выхода инструмента (ширина канавки: для поперечно-строгальных станков, 10…15мм; для продольно-

строгальных станков, 30…40 мм);

o при строгании поверхностей расположенных под углом друг к другу,

необходимо предусматривать разделительную канавку для выхода инстру-

мента и правильной дальнейшей сборки сопрягаемых деталей в узле;

o строгание узких длинных поверхностей необходимо проводить в про-

дольном направлении, так как строгание в поперечном направлении с боль-

шим числом двойных ходов в минуту приведет к значительным вибрациям технологической системы;

o нецелесообразно строгать ребристые, прерывистые поверхности, так как это вызовет значительные вибрации технологической системы;

o при необходимости обработки ребристых поверхностей их строгают по длине ребра;

o при строгании деталей малой жесткости (например: коробчатые конст-

рукции с тонкими стенками) необходимо, для повышения их прочности, пре-

дусматривать ребра жесткости;

o следует избегать строгания поверхностей, расположенных в углубле-

ния;

o пазы, обрабатываемые строганием на проход, должны быть открыты-

ми;

o ширина обрабатываемого паза должна обеспечивать размещение стро-

гального резца;

o желательно пазы выполнять сборными;

o желательно, чтобы шпоночные пазы, обрабатываемые долблением, бы-

ли открытыми;

o при долблении несквозных шпоночных пазов необходимо предусмат-

ривать кольцевые канавки для выхода инструмента;

450

o нецелесообразно обрабатывать долблением длинные поверхности, так как потребуются резцы с большим вылетом, что приведет к значительным деформациям и разрушению резца.

Деталь, обрабатываемая сверлением, должна удовлетворять следую-

щим технологическим требованиям:

o поверхность, на которой надо просверлить отверстие должна быть пер-

пендикулярной к оси отверстия (в противном случае возможна поломка сверла);

o у литых деталей необходимо предусматривать специальные плоскости перпендикулярные оси отверстия;

o у заготовок, полученных методами ОМД, необходимо фрезеровать ана-

логичные уступы;

o при конструктивной невозможности выполнения перпендикулярности оси отверстия поверхности детали требуется применение специальных, на-

правляющих кондукторных втулок;

o высокоточные отверстия желательно выполнять сквозными, а не глу-

хими;

o если требуется глухое точное отверстие, то лучше сверлить сквозное, и

заглушить его пробкой;

o глубокие сквозные отверстия желательно заменить на два неглубоких,

расположенных оппозитно, что позволит сверлить их одновременно с двух сторон;

o гладкие глубокие отверстия желательно заменять на ступенчатые с по-

степенным уменьшением диаметра;

o желательно не использовать отверстия с пересекающимися осями или с совпадением части их образующей, так как возможна поломка сверл;

o на заготовках формы тел вращения желательно предусматривать то-

карную обработку торцов вместо цекования каждой торцевой поверхности бобышек.

451

Деталь, обрабатываемая фрезерованием, должна удовлетворять сле-

дующим технологическим требованиям:

o фрезеруемые поверхности, лежащие в одной плоскости, должны распо-

лагаться на одной высоте, что позволяет обрабатывать их одной фрезой за один проход;

o при размещении поверхностей на разных уровнях их придется фрезе-

ровать в несколько проходов, опуская или поднимая стол станка;

o при наличии нескольких рядом расположенных бобышек, желательно объединить их в одну плоскость, что позволит уменьшить вибрации в техно-

логической системе СПИД;

o пазы и прорези целесообразно обрабатывать дисковыми фрезами, так как обработка ими производительнее, чем концевыми;

o радиус паза необходимо выбирать равным радиусу стандартной фрезы; o для повышения производительности обработки, желательно фрезеро-

вать несколько одинаковых заготовок одновременно (вариант заготовок с од-

носторонним выступом предпочтительнее варианта заготовок с двусторон-

ними выступами);

o разрезные втулки желательно выполнять с плоскостями разъема, не проходящими через центр отверстия;

o ширина прорези должна быть равной ширине стандартной фрезы;

o желательно предусматривать равномерную ширину фрезерования по всей длине обрабатываемой поверхности (неравномерная ширина приведет к неравномерности сил резания, что скажется на размерной точности обработ-

ки и приведет к увеличению волнистости обработанной поверхности);

o при фрезеровании квадратов необходимо предусматривать канавку на выход фрезы (при отсутствии канавки возможно фрезерование только конце-

вой фрезой, что менее производительно и может привести к поломке фрезы); o диаметр прилегающей шейки вала должен быть меньше стороны квад-

рата;

452

o наружные торцы корпусных деталей легче фрезеровать, чем внутрен-

ние.

Зубчатые колеса, должны удовлетворять следующим технологическим требованиям:

o несимметричное расположение элементов зубчатого колеса и резкие переходы приводят к повышенным деформациям зуба при термической об-

работке (термическая обработка колес с симметричными элементами значи-

тельно уменьшает деформацию зубьев);

o нарезание колес с выступающими ступицами в пакете приведет к уве-

личению рабочего хода инструмента (колеса без выступающих ступиц по-

зволяют обрабатывать их пакетом);

o зубчатые колеса с близко расположенным высоким буртиком можно обрабатывать только зубодолблением (если буртик расположить ниже ок-

ружности впадин зубчатого венца, то его можно обрабатывать червячными фрезами, круговыми протяжками);

o многовенцовые зубчатые колеса с близкорасположенными венцами, за-

труднительно обрабатывать современными высокопроизводительными мето-

дами (лучше расположить венцы на расстоянии, достаточном для выхода червячной фрезы или круговой протяжки или спроектировать сборное коле-

со).

Контрольные вопросы

1.Что такое главное движение резания?

2.Как найти переднюю поверхность режущего инструмента?

3.Как влияет угол на процесс резания?

4.Что такое «главная составляющая силы резания»?

5.Какие поверхности обрабатывают точением?

6.На каких токарных станках обрабатывают партии несложных ва-

ликов?

453