2.2. Анализ конструкции детали на технологичность

Служебное назначение детали

Каждую машину создают для удовлетворения определённой потребности человека, которое находит отражение в служебном назначении машины. В нашем случае под служебным назначением машины подразумевают служебное назначение центрифуги ФМБ-803К-04.

Центрифуга предназначена для отделения от суспензии твёрдой фазы размером 0,01 мм, которая нашла широкое применение в пищевой и химической промышленности. Так как узлы центрифуги работают в агрессивной среде, то к ним должны предъявляться требования по коррозионной стойкости, высокой прочности, износостойкости.

Главным узлом в центрифуги является опора ротора, которая передаёт крутящий момент от двигателя через ремённую передачу на шкив, который насажен на вал, а вал в свою очередь соединён с барабаном центрифуги.

Основной деталью опоры ротора является вал, который должен обеспечивать передачу нужного числа оборотов (1500 об/мин) на барабан центрифуги и служить надёжной опорой для него к этим поверхностям должны предъявляться требования формы и расположения поверхностей: соосности, цилиндричности, радиального биения.

В соответствии с целевым назначением деталей и условиями эксплуатации выбираем материал сталь 38ХC. Химический состав и физико-механические свойства представлены в таблицах. [2,3]

Таблица 2.3.

Химический состав стали 38ХС ГОСТ 4543 – 71

C,%	Si,%	Mn,%	Cr,%	S, %	P, %	Ni, %	Cu, %
0,34-0,42	1-1.4	0,30-0,60	1,3-1,60	Не более 0,0 35	Не более 0,035	Не более 0,30	Не более 0,30

Таблица 2.2.

Физико-механические свойства стали 38ХС

0,2, Н/мм2	В, Н/мм2	δ, %	Ψ,%	KCU	НВ до ТО	НВ после ТО
735	930	12	50	650	Не более 229	Не более 285-341

Анализ конструкции детали на технологичность

Технологичность конструкции является одним из основных требований, предъявляемых к деталям машин. Под технологичностью конструкции понимают степень ее соответствия производственным условиям, позволяющим применять технологические процессы, обеспечивающие изготовление детали с наибольшей производительностью и наименьшей себестоимостью для данного масштаба производства. Технологичной конструкцией считается та, которая в большей степени отвечает требованиям прогрессивной технологии. Это в равной степени относится к выбранному материалу детали и ее термической обработке, геометрической форме, точности механической обработки и шероховатости поверхности.

К основным требованиям технологичности можно отнести:

 обоснованный выбор материала детали и увязка требований качества поверхностного слоя с маркой материала детали;

 сокращение числа установов заготовки при обработке;

 надежное удаление стружки;

 возможность максимального использования стандартизованных и нормализованных режущих и измерительных инструментов;

 обеспечение благоприятных условий работы режущего инструмента;

 унификация формы и размеров обрабатываемых элементов, что обеспечит обработку их минимальным числом инструментов и использование типовых подпрограмм на станках с ЧПУ и т.д.

К поверхностям, имеющим основное, решающее значение для служебного назначения детали, относятся отверстия. В связи с этим, при изготовлении детали важно обеспечить требуемые параметры точности и шероховатости поверхностей.

Конструкция данной детали позволяет применять рациональную заготовку, например прокат, форма и размеры которой максимально приближены к форме и размерам готовой детали

Проведя анализ данной детали я пришёл к выводу, что небольшие перепады диаметров (Ø21- Ø18,5) приводят к небольшой потере материала, и в общем данную деталь можно считать технологичной.

Количественная оценка технологичности детали определяется по ГОСТ 14.201–83, при которой на первоначальной стадии используются дополнительные показатели: коэффициент использования материала, точности обработки, шероховатости поверхности, которые определяются следующим образом.

Коэффициент использования материала К_и.м :

К_и.м., (2.7.)

где m_g и m_з – соответственно масса детали и заготовки, кг.

Коэффициент точности обработки К_т.ч:

К_т.ч., (2.8.)

где А_ср – средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Коэффициент шероховатости поверхности:

К_ш=,(2.9.)

где Б_ср – среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.

Для оценки технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости поверхности проведем анализ рабочего чертежа детали, результаты которого представлены в таблице 3.

Массы детали и заготовки в базовом технологическом процессе составляют 0,65 и 0,84 кг соответственно. Коэффициент использования материала К_и.м (2.7.):

К_и.м ,

что свидетельствует о удовлетворительном использовании материала в данном типе производства.

Таблица 2.4.

Результаты анализа рабочего чертежа деталей

Количество поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости Ra мкм
Линейные размеры
2	15	12,5
3	14	12,5
1	16	12,5
1	18	12,5
1	13	12,5
1	9	12,5
1	8	12,5
3	7	12,5
1	11	12,5
Диаметры
2	9	2,5
1	13	12,5
Отверстия
1	11	6,3
1	14	6,3
1	9	6,3
1	10	6,3
2	10	3,2
1	9	3,2
Фаски
1	9	6,3
Другие
1	7	1,25

Определяем значения коэффициентов К_т.ч. и К_ш для чего находим А_ср и Б_ср

А_ср=

Б_ср=

Рассчитываем коэффициент точности обработки по формуле (2.8.):

К_т.ч.

Рассчитаем коэффициент шероховатости по формуле (2.9.):

К_ш=

Сравнив рассчитанные показатели с нормативными значениями

( К_т.ч., К_ш), можно сделать вывод, что деталь по данным показателям можно считать технологичной.