6.3 Технологичность конструкции деталей, соединений и сборочных единиц

Технологичная конструкция детали, будучи надежной и полностью отвечающей требованиям применения в данном приборе, вместе с тем должна быть наименее трудоемкой и материалоемкой и при этом выполнимой на предполагаемом оборудовании с применением существующего или проектируемого инструмента. Технологичность зависит от материала (трудности получения необходимой формы, обработка), выбор которого зависит от функционального назначения детали. В том числе данные обстоятельства зависят и от вида заготовок.

6.3.1 Способы получения деталей

Металлические детали, получаемые литьем:

Материалы:

-чугуны и стали,

-бронзы и латуни,

-сплавы алюминия,

-магниевые сплавы,

-сплавы на основе титана, хрома, молибдена, цинка, олова и др. мет-в.

Методы: литье в песчаные формы, под давлением, в кокиль, по выплавляемым моделям.

Требования: наименьшая масса, минимальные припуски на обработку, лучше без дополнительной обработки; в зависимости от вида литья уклоны, толщина стенок, чистота поверхности, сложность выполнения формы.

Металлические детали, получаемые листовой штамповкой:

Материалы:

-стали,

-бронзы и латуни,

-сплавы алюминия.

Методы: ударная штамповка, высокоскоростная штамповка (взрывом, магнитоимпульсная)

Требования: пластичность (свойство воспринимать пластическую деформацию), наибольший коэффициент использования материала, обеспечение радиуса гибки, допуска на размеры,

Металлические детали, получаемые гибкой:

Материалы:

-стали,

-бронзы и латуни,

-сплавы алюминия.

Методы: пластическая деформация

Оборудование: штампы, пресса, специальные гибочные и профилировочные станки.

Требования: радиус гибки, пластичность, прочностные характеристики

Металлические детали, получаемые вытяжкой:

Материалы:

-стали,

-бронзы и латуни,

-сплавы алюминия,

титановые сплавы.

Методы: пластическая деформация

Требования: глубина деформации, пластичность, прочностные характеристики, усложнение процесса из-за нагрева для более глубокой деф-ции.

Детали, получаемые резанием

Материалы:

-различные металлы и их сплавы .

-различные достаточно твердые пластмассы,

Методы: поверхностное снятие материала при помощи режущего инструмента

Оборудование: токарные станки, фрезерные станки

Особенности: теплообразование при обработке, изменение физических свойств поверхностного слоя.

6.3.2 Сборочные процессы

Сборочные процессы в приборостроении занимают значительный удельный вес. В совокупности эти процессы представляют соединения, координирования и закрепления деталей и сборочных единиц.

Различают подвижные и неподвижные, разборные и неразборные соединения. В приборостроении применяют самые разнообразные виды соединений, к числу наиболее характерных относят резьбовые, пайки, запрессовки, склепывания, сварки, склеивания и т.д. Каждый вид соединения имеет свои разновидности (например, сварка), количество которых достигает десятков единиц. Качество сборки и регулировки изделий зависит от выбора видов соединений и методов достижения точности соединения, последние базируются на теории размерных цепей и физической взаимозаменяемости.

Процессы соединения, применяемые в приборостроении весьма различны по техническим и экономическим возможностям и специфичны по физической сущности.

Наиболее распространенные в приборостроении процессы:

резьбовое соединение состоит либо в непосредственном свинчивании самих соединяемых деталей (или сборочных единиц), имеющих внутреннюю и наружную резьбу, либо через посредство дополнительных деталей, имеющих резьбу. Резьбовые соединения обеспечивают достаточную прочность и плотность соединения, регулируемость положения отдельных элементов, многоповторяемость без нарушения качества и взаимозаменяемости.

пайка – процесс соединения металлов или неметаллических материалов посредством расплавленного присадочного металла (или неметаллического материала). Процесс пайки применяют либо для получения отдельных деталей, либо для соединения деталей и узлов прибора. В процессе пайки происходит взаимное растворение и диффузия припоя и основного материала.

Преимущества пайки – высокая прочность, электропроводность (присоединении металлических деталей) и герметичность соединения. При пайке химический состав, структура и механические свойства металла, размеры и форма исходных деталей не меняются.

сварка – процесс получения неразъемного соединения за счет расплавления и совместной кристаллизации двух свариваемых материалов (дуговая сварка) или без расплавления в результате электронного взаимодействия в контакте (контактная сварка). Сварку можно осуществлять двумя способами: плавлением без внешнего механического воздействия и сприложением давления к соединяемым заготовкам. Сварку с приложением давления можно осуществлять без нагрева места соединения (холодная сварка) и сместным нагревом до пластического состояния. В зависимости от источника теплоты, применяемого для нагрева металла, сварку делят на контактную, индукционную, газопрессовую, дуговую, лазерную и т.д. При помощи сварки соединяют детали, не соединяемые пайкой, например, из нихрома. Но сварные соединения неразъемны, что усложняет устранение устранение дефектов сборки и ухудшает ремонтопригодность в эксплуатации.

склеивание – процесс неразъемного соединения, использующий явление адгезии. Тонкие пленки клея обеспечивают высокую механическую прочность соединения, особенно для пористых и волокнистых материалов. Современные клеи работают в значительном диапазоне температур, склеивают многие разнородные материалы, устойчивы к действию масел, бензина, воды и др. растворителей. Недостатки проявляются в малом времени жизнестойкости, особенно при смешении компонентов.

Качество сборки – один из определяющих факторов надежности и долговечности изделий. Показатели качества приборов в условиях производства формируются в процессе сборки. Они характеризуются: точностью параметров, стабильностью параметров в условиях эксплуатации, безотказной работой в заданный промежуток времени и более длительной работой без нарушения полученных при сборке свойств. Для решения проблемы качества и экономичности производства большое значение имеет выбор оптимальных методов достижения точности сопрягаемых деталей.