Технологичность.Допуски и посадки / Лекция 2_Технологичность.Допуски и посадки

Безудержный рост потребностей общества, начавшийся в 20 веке, стимулировал поиск все новых и новых технических решений. Все ярче начали проявляться ограниченность материальных и временных ресурсов, опасность экологических последствий. Современному уровню развития техники стали присущи не только сложность проектируемых объектов, но и их интенсивное воздействие на общество и окружающую среду, тяжкость последствий аварий из-за ошибок разработки и эксплуатации, высокие требования к качеству и цене, сокращению сроков выпуска новой продукции. При создании подобных объектов их уже необходимо рассматривать в виде систем, т.е. комплекса взаимосвязанных внутренних элементов с определенной структурой, широким набором свойств и разнообразными внутренними и внешними связями.

Системное проектирование комплексно решает поставленные задачи, принимает во внимание взаимодействие и взаимосвязь отдельных объектов-систем и их частей как между собой, так и с внешней средой, учитывает социально-экономические и экологические последствия их функционирования.

Системное

проектирование

ВАЖНО

Вследствие неполноты начальных знаний процесс проектирования – итерационен, что отражается стрелками обратных движений.

Замечено, что эффективность проектируемой системы определяется: в первую очередь – выбранным принципом действия, во вторую – предложенной структурой и в третью – соотношением параметров.

Ведение разработки последовательно от верхних уровней иерархической структуры проектируемой системы к низшим называется нисходящим проектированием. Его результатом будут требования к подсистемам.

Возможен ход разработки от низшего уровня к верхнему, что образует процесс восходящего проектирования. Такое проектирование встречается, если одна или несколько подсистем уже являются готовыми (покупными или уже разработанными) изделиями. Результатом проектирования будет частная документация подсистем.

Нисходящее и восходящее проектирование обладают своими достоинствами и недостатками. Так, при нисходящем проектировании возможно появление требований, впоследствии оказывающихся нереализуемыми по технологическим, экологическим или иным соображениям. При восходящем проектировании возможно получение системы, не соответствующей заданным требованиям. В реальной жизни, вследствие итерационного характера проектирования, оба его вида взаимосвязаны.

Например, разрабатывая при нисходящем проектировании автомобиль (от общей схемы к подсистемам и, в частности, – к мотору), необходимо увязать общую компоновку с размерами и мощностью уже выпускаемых двигателей. В противном случае придется разрабатывать применительно к данной компоновке новый двигатель, либо изменять первоначальные варианты его расположения или схему компоновки всего автомобиля.

Технологичность конструкции - свойство конструкции, обусловливающее минимальные затраты средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и ремонте.

Технологичность закладывается в конструкцию при соответствующем назначении параметров деталей (материала, размеров и их отклонений, шероховатости и т.п.), форм и взаимного расположения поверхностей их элементов. Во многих случаях только возможности производства позволяют достичь уникальных характеристик и высоких потребительских свойств, заложенных в спроектированное изделие.

Технологичность базируется на выполнении следующих условий:

на этапе изготовления –

разработка конструкции с одновременной ее привязкой к конкретным производственным мощностям, т.е. кто, где и на каком оборудовании будет изготавливать и собирать спроектированное изделие;

выбор материала не только из функциональных требований к изготавливаемой из него детали, но и из условия обрабатываемости, т.е. допустимости обеспечения заданной твердости, прочности, точности, качества поверхности, отсутствия побочных эффектов (коробления, коррозии, старения и т.д.);

назначение форм поверхностей деталей, максимально приближенных к формам типового проката либо учитывающих особенности получения заготовки (уклоны, переходы, галтели, припуски и т.п.);

на этапе изготовления (продолжение) –

обоснование назначения степени точности и чистоты поверхностей деталей – сочетание методов полной и частичной взаимозаменяемости, рациональное составление размерных цепей, согласование параметров точности и шероховатости поверхностей, отклонения их форм и расположения, т.е. использование методов, правил и рекомендаций курса «Основы метрологии, взаимозаменяемости и стандартизации»;

использование параметрической стандартизации и унификации;

обеспечение удобства базирования деталей при обработке, совмещение при простановке размеров конструктивной, технологической и измерительной баз;

простановка размеров с учетом особенностей обработки детали, т.е. под конкретное оборудование и инструмент, определенную последовательность операций;

конструирование деталей простых форм поверхностей, с симметричным расположением и возможностью непрерывной их обработки;

унификация и стандартизация форм деталей, приведение их в соответствие с возможностями оборудования;

обеспечение возможностей подвода-отвода инструмента при обработке каждой поверхности;

возможность одновременной обработки нескольких деталей;

на этапе сборки –

обеспечение удобства захвата и транспортировки деталей и узлов;

обеспечение простых траекторий взаимного движения деталей при сборке – поступательное и вращательное;

обеспечение взаимозаменяемости элементов, отсутствия пригоночных и регулировочных работ;

обеспечение естественности сборочных движений (наличие направляющих и упоров);

обеспечение возможности параллельной и поузловой сборки. Сочленение одних узлов не должно мешать сборке других узлов, а их регулировка – нарушать регулировку всего изделия.

Технологичность тесно связана с типом производства:

единичное производство: используется универсальное оборудование (токарнофрезерное, сварочное и слесарное), типовые инструмент и приспособления. Ускорение работ достигается благодаря применению станков с ЧПУ, унификации, стандартизации и преемственности;

серийное производство: целесообразно создание специального инструмента и приспособлений (формы для литья, штампов, заточка инструмента и т.п.). Эффективно применение гибких автоматизированных производств (ГАП);

массовое производство: целесообразно создание специального оборудования и производственных процессов.

ВАЖНО

Технологичность изделия – понятие относительное, поскольку на технологичность влияют место изготовления, серийность, доступное оборудование, развитость межпроизводственных связей и многое другое, культура рабочих и т.д.