2 страница. Для обеспечения производственной технологичности детали придается такая форма

Для обеспечения производственной технологичности детали придается такая форма, и выбираются такие материалы, которые обеспечивают, при условиях выполнения им заданных функций, наиболее простое и экономичное его изготовление. При этом изделие, технологичное для условий мелкосерийного производства, может оказаться нетехнологичным при его массовом выпуске (и наоборот). К нетехнологичным относят конструкции, изготовление которых известными способами либо невозможно, либо вызывает неоправданное усложнение технологических операций, увеличение их трудоемкости, а также увеличение материалоемкости самих изделий.

Отработка конструкции детали на технологичность направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства (ТПП), изготовление, техническое обслуживание и ремонт при обеспечении необходимого качества изделия (ГОСТ 14.201-73).

Качественные оценки «хорошо — плохо», «допустимо — недопустимо» и пр., как правило, предшествуют количественным оценкам и при этом совершенно необязательно определять степень технологичности сравниваемых вариантов. Иногда преимущества конструкции, выявленные в результате качественного анализа технологичности, столь очевидны, что полностью исключают необходимость количественных оценок.

Прорабатывая конструкцию детали, стремятся обеспечить возможность ее изготовления в определенных организационно-технических условиях производства наиболее производительными способами и с наименьшими затратами. Это удается, если конструктор сумеет учесть комплекс производственно-технических требований, повышающих технологичность детали (табл.2.1).

Таблица 2.1 - Требования, повышающие технологичность детали

Требования технологичности
Нетехнологично	Технологично
1. Материал детали должен иметь необходимые технологические свойства для получения заготовок заданной точности наиболее дешевыми и эффективными методами. Он должен хорошо обрабатываться и иметь невысокую стоимость.
2. Предельно возможное расширение допусков на изготовление и снижение требований к шероховатости обрабатываемых поверхностей с целью уменьшения объема и облегчения механической обработки.
3. Номенклатура обрабатываемых поверхностей должна быть минимальной.
4. Деталь должна иметь минимальный объем механической обработки – все несопрягаемые («свободные») поверхности должны оставаться не обработанными с точностью размеров по 16 - 17-му квалитетам. Точность и шероховатость функциональных поверхностей детали должны соответствовать требованиям, зафиксированным в стандартах, машиностроительных справочниках и рекомендуемым в научно-технической литературе.
5. У литых деталей не рекомендуется двухсторонняя обработка
6. Заготовки должны иметь поверхности, обеспечивающие их удобное и надежное базирование при обработке. Установочная база – достаточной протяженности, жесткости и устойчивости. При отсутствии такой поверхности необходимо предусмотреть создание искусственных технологических баз в виде бобышек, платиков, поясков, отверстий и т.п.
7. Конструкция детали должна обеспечивать ее надежное, удобное и быстрое закрепление. Жесткость крепления должна быть достаточной для выполнения обработки одним или одновременно несколькими инструментами с использованием интенсивных режимов.
8. Размеры на чертеже детали проставляют так, чтобы в процессе обработки соблюдался принцип постоянства и единства баз и чтобы учитывались предполагаемая последовательность выполнения технологических операций.
Продолжение табл. 2.1
Нетехнологично	Технологично
9. В условиях серийного и массового производства конструкция детали должна позволять одновременно обрабатывать несколько заготовок.
10. Предусматривать литые поверхности в ступенчатых отверстиях, так как обработка канавок и выточек создает определенные трудности.
11. Размеры поверхностей детали должны изменяться в одну сторону; при невозможности – к середине.
12. Конфигурация детали должна быть образована из элементов простых геометрических форм (цилиндров, плоскостей, конусов и т.п.), что позволяет использовать высокоэффективные типовые технологические процессы обработки, применять высокопроизводительное оборудование, оснастку, средства механизации и автоматизации производства.
13. Удобство и доступность поверхности для обработки. Должна учитываться возможность обработки высокопроизводительным инструментом, обеспечивая его удобный подвод, врезание и выход, а также эффективное охлаждение. Рабочий должен видеть зону обработки.
Окончание табл. 2.1
Нетехнологично	Технологично
14. Везде, где это возможно по соображениям прочности, необходимо обрабатываемые поверхности прерывать не обрабатываемыми.
15. Если деталь имеет сложную конфигурацию, то рекомендуется ее выполнять сварной.

Важное значение для повышения технологичности конструкции детали в целом имеет соблюдение технологических требований к отдельным ее поверхностям и элементам (табл. 2.2). Технологические требования распространяются на линейные размеры, углы и конусы, фаски, галтели, канавки и радиусы закругления; сбеги и выходы резьб; конструкцию и размеры шпоночных пазов, крепежные детали и многие другие элементы различных деталей.

Таблица 2.2 - Технологические требования к поверхностям деталей

Требование	Не технологично	Технологично
1. Поверхности детали должны получаться простыми движениями инструмента (вращение, перемещение); быть либо взаимно перпендикулярны либо взаимно параллельны – для них не требуется специальных приспособлений.
2. Отверстия под крепежные детали должны располагаться не ближе определенного расстояния А от стенки: А = R + 0,5D, где D - диаметр головки болта, заклепки, шайбы, гайки. Расположение отверстий должно учитывать возможность использования многошпиндельных насадок к сверлильным станкам (расстояние между осями отверстий - не менее 30 мм).
Продолжение табл. 2.2
Требование	Не технологично	Технологично
3. Предпочтительны сквозные отверстия. При необходимости глухих отверстий их конструкцию должна быть увязана с конфигурацией обрабатывающего инструмента. Поверхности должны получаться стандартным инструментом. Использовать стандартные резьбы с диаметром d > M6 мм, что позволяет избегать частых поломок и быстрого изнашивания метчиков
4. Во избежание поломки сверл и их увода, входные и выходные поверхности отверстий выполнять перпендикулярными к оси.
6. Плоские поверхности должны допускать обработку на проход, обеспечивая равномерный съем припуска по всей площади. Ширину поверхности желательно увязывать с размерами инструментов (фрезой, протяжкой).
7. Пазы предпочтительно обрабатывать на проход дисковыми фрезами. Если это невозможно, то переходная часть паза должна соответствовать радиусу фрезы, радиусы закругления у гнезд и выемок - радиусам пазовых фрез.
8. При расположении нескольких отверстий на одной оси рекомендуется для одновременной обработки уменьшать последовательно размеры отверстий на величину, превышающую припуск на обработку предшествующего отверстия.
Окончание табл.2.2
Требование	Не технологично	Технологично
9. Поверхности должны обеспечивать свободный вход и выход инструмента.
10. Обрабатываемые поверхности должны четко выделяться относительно необрабатываемых.

Понятие технологичности конструкции по существу не может быть абсолютным. Оно меняется вместе с развитием производства и технологии. Для разных типов производства это понятие неодинаково. С развитием технологии производства требования к технологичности конструкции изменяются, поэтому само представление о технологичности со временем также претерпевает изменения.

Технологичность может быть объективно оценена путем расчета количественных показателей технологичности по ГОСТ 14.201—83, ГОСТ 14.204—73. При отработке на технологичность детали обычно определяют следующие показатели:

1. Коэффициент унификации и стандартизации элементов детали.

К_ун=q/Q,

q - количество унифицированных (стандартных) элементов конструкции детали; Q - общее количество поверхностей. Критерий технологичности 0,6. Чем больше значение коэффициента, тем более технологична деталь.

2. Коэффициент использования материала - отношение массы детали М_дет к массе заготовки М_заг: К_и.м = М_дет / М_заг. Критерий технологичности 0,75.

3. Коэффициент точности обработки

К_тч. = 1 – 1/Т_ср

где Т_ср - средний квалитет точности обработки детали.

Т_ср = å Т_ni / å n_i

где T_ni = IT - квалитет точности обработки; n_i, - число размеров соответствующего квалитета точности. Критерий технологичности по точности 0,8.

4. Коэффициент шероховатости

К_ш. = 1 - 1/R_ср

где R_ср - среднее числовое значение параметра шероховатости поверхностей, мкм.

R_ср = å R_ki/ å k_i

где R_ki - числовое значение параметра шероховатости по Ra (ГОСТ 2789-73); k_i - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости. Критерий технологичности по шероховатости 0,8.

2. Задание

1. Отработать конструкцию детали (чертеж выдается преподавателем) по качественным показателям технологичности.

2. Определить количественные показатели технологичности конструкции детали. Данные для расчетов определить по чертежу и табл. 2.3.

Таблица 2.3 – Исходные данные

Вариант	Количество поверхностей детали Q,	Количество унифицированных элементов Qу.э	Масса, кг	Трудоемкость, мин	Себестоимость, руб	Средний квалитет точности Тср	Средняя шероховатость Rср, мкм
детали М д	исходной заготовки Мз	детали Ти	базового аналога Тб.и	дета пи Ст	базового аналога Сб.т
			0,8	1,1						0,63
			0,3	0,4					9,5	3,2
			3,1	3,8					7,3	1,1
			0,2	0,4					6,8	0,4
			4,8	5,5					7,9	2,5
			0,6	1,0						2,93
			1,3	1,4					10,5	4,2
			5,1	5,8					7,9	1,5
			0,5	0,7					6,2	0,5
			5,8	6,5					8,2	2,9
										6,82
			6,7	8,3					9,8	14,52
			4,2	6,5					8,8	2,41
			8,1	11,9					16,4	18,4
			2,4	3,5

3. Методика выполнения

Пример. Корпус массой М_д = 2 кг (рис. 2.1) изготовляется из чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412—79. Метод получения исходной заготовки – литье в в песчано-глинистую форму, по I классу точности; масса заготовки М_з = 2,62 кг. Трудоемкость механической обработки детали Т_и = 45 мин при базовой трудоемкости (аналога) Т_б.и = 58 мин. Технологическая себестоимости детали С_т=210 руб. при базовой технологической себестоимости аналога С_б.т = 245 руб.

Требуется отработать конструкцию детали на технологичность, определив качественные и количественные показатели технологичности

Рис. 2.1. Корпус

Решение

Таблица 2.4 - Данные конструкторского анализа детали по поверхностям

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности	Параметр шероховатости, мкм
Отверстие главное				0,32
Торец фланца		-		1,25
Фаска
Резьбовое отверстие
Верх основания		-
Отверстия основания
Низ основания		-		2,5
Итог о...	Qэ=20	Qу.э=15

Таблица 2.5 - Качественная оценка технологичности детали

Требование технологичности	Оценка
1. Материал детали СЧ 20 имеет хорошие литейные свойства для получения заготовки по I классу точности литьем в песчано-глинистую форму. Хорошо обрабатывается и имеет невысокую стоимость.	Технологично
2. Только две поверхности (Æ65Н7 и М8Н7) имеют допуски по 7 квалитету точности, остальные поверхности – по 12 квалитету	Технологично
3. Деталь имеет отверстие Æ 65 Н7 с достаточно высоким параметром шероховатости Ra 0,32, что потребует дополнительной отделочной обработки	Не технологично
4. Номенклатура обрабатываемых поверхностей широкая	Не технологично
Окончание табл. 2.5
Требование технологичности	Оценка
5. Несопрягаемые («свободные») поверхности подвергаются обработке, так как имеют шероховатость Ra 63. Выбранный метод получения заготовки обеспечивает 15-16 квалитет точности и шероховатость Rа100 мкм.	Не технологично
6. Литая деталь имеет двухстороннюю обработку	Не технологично
7. Заготовка имеет поверхности, обеспечивающие их удобное и надежное базирование при обработке. Установочные базы – поверхности А и В достаточной протяженности и жесткости.	Технологично
8. Размеры на чертеже детали проставлены с соблюдением принципа постоянства и единства баз.	Технологично
9. Отливки 1-го класса точности получают в массовом производстве. Конструкция детали позволяет одновременно обрабатывать несколько заготовок.	Технологично
10. Конфигурация детали образована из элементов простых геометрических форм - цилиндров и плоскостей	Технологично
11. Все поверхности доступны для обработки, обеспечивают удобный подвод, врезание и выход режущего инструмента.	Технологично
12. Деталь имеет сложный профиль в месте перехода цилиндрической части к основанию, который должен подвергаться механической обработке	Не технологично
13. Все отверстия сквозные, получаются стандартным инструментом. Диаметр резьбовых отверстий больше М6	Технологично
14. Отверстия под крепеж (8 отверстий М8) расположены на достаточном расстоянии (10 мм) от стенки. Расстояния между осями отверстий 30 мм.	Технологично
15. Входные и выходные поверхности отверстий перпендикулярны к оси	Технологично
16. Плоские поверхности допускают обработку на проход. Ширина основания и фланцев в 60 и 80 мм позволяют обрабатывать их фрезой.	Технологично

1. Основные количественные показатели технологичности конструкции:

а) абсолютный технико-экономический показатель - трудоемкость изготовления детали Т_и = 45 мин;

б) уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления

К_у.т = Т_и/Т_б.и.= 45/58 = 0,775.

Деталь по этому показателю технологична, так как трудоемкость ее сравнительно с базовым аналогом ниже на 22,5%;

в) уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости

K_у.с = С_т/С_б.т = 210/245 = 0,857.

Деталь технологична, так как себестоимость ее сравнительно с базовым аналогом снизилась на 14,3%.

2. Дополнительные показатели:

а) коэффициент унификации конструктивных элементов детали

K_у.э = Q_у.э/ Q_э = 15/20 = 0,75.

По этому показателю деталь технологична, так как K_у.э >0,6

б) коэффициент использования материала K _и.м = М _д/ М_з = 2/2,62 = 0,76.

Для исходной заготовки этого типа такой показатель свидетельствует об удовлетворительном использовании материала;

в) коэффициент точности обработки

K_т.ч = 1 – (1/Т_ср),

где Т_ср - средний квалитет точности:

n_i - число поверхностей детали точностью соответственно по 1... 19-му квалитетам. В нашем случае Т_ср = (7 ∙ 1 + 9 ∙ 8 + 12 ∙ 5 + 14 ∙ 6) / 20 = 11,15

K_т.ч = 1 – (1 / 11,15) = 1 – 0,09 = 0,91.

Так как K_т.ч. >0,8, то деталь по этому показателю является технологичной.

д) коэффициент шероховатости поверхности К_ш. = 1 - 1/R_ср

R_ср = å R_ki/ å k_i = (0,1n₁ + 0,02n₂ + 40 n₁₃ + 80n₁₄) /

В этой формуле n₁; n₂;...; n₁₄ - количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению параметра Ra.

В нашем случае

R_ср = (0,02 ∙ 1 + 1,25 ∙ 2 + 2,5 ∙ 1 + 5 ∙ 2 + 20 ∙ 10 + 40 ∙ 4) / 20 = 18,77 мкм

К_ш. = 1 - 1/18,77 = 0,947

Поскольку К_ш>0,8, по этому показателю деталь технологична.

4. Вопросы для самопроверки

1. Что подразумевают под производственной технологичностью.

2. Какова цель отработки детали на технологичность.

3. Перечислите технологические требования к деталям машин при качественной оценке.

4. Технологические требования к поверхностям деталей при качественной оценке.

5. Критерии количественной оценки показателей технологичности.

5. Литература

1. ГОСТ 14.201—83^*, ГОСТ 14.204—73^*.

2. Огвоздин В.Ю. Управление качеством. Основы теории и практики: Учеб. пособие. - М.: Изд. «Дело и сервис», 1999. -160 с.

3. Петроченко А.Ф., Промыслов Л.А. Система обеспечения качества судовых механизмов. - Л.: «Судостроение». 1977, - 224 с.

Практическая работа №3

Установление наименования и структуры операции

Цель работы - научиться устанавливать наименование операции и записывать содержание операции в полной и сокращенной форме.

1. Общие положения

Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. В операцию входят все действия, как оборудования, так и рабочих, обслуживающих данное рабочее место. Рабочее место - элементарная единица структуры предприятия, где размещаются исполнители работы, обслуживаемое ими технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и предметы труда. Так рабочее место токаря оборудуют соответствующим токарным станком, шкафом для хранения режущего, контрольно-измерительного и прочего инструмента и приспособлений.

Технологические операции подразделяют на основные и вспомогательные. Основными называют технологические операции, в процессе которых изменяются геометрическая форма, размеры и свойства изделия. При выполнении вспомогательных операций изделия таких изменений не претерпевают. К вспомогательным операциям относят контрольные, транспортные, моечные, маркировочные, упаковочные и др.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. По числу операций определяют трудоемкость изготовления изделий, устанавливают нормы времени, рассчитывают требуемое количество персонала, оборудования, приспособлений и инструментов.

Станочная технологическая операция охватывает все действия рабочего на станке и автоматические действия станка, осуществляемые в процессе обработки заготовки до момента снятия ее со станка (установить заготовку, закрепить, включить станок, подвести инструмент, включить автоматическую подачу, отвести инструмент в исходное положение, раскрепить и снять деталь, уложить ее в тару, выключить станок).

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.

На рис. 3.1, а приведена схема параллельного фрезерования торцов валика на фрезерно-центровальном полуавтомате. Валик закреплен в самоцентрирующих призмах. Схема одновременного сверления на обоих торцах центровых отверстий (центрования) показана на рис. 3.1, б. Обработка ведется без перезакрепления заготовки, т.е. за один установ.

Схемы последовательного центрования торцов того же валика на вертикально-сверлильном станке приведены на рис. 3.1, в. После обработки одного торца валик переустанавливают (перезакрепляют) и со второго установа выполняют центровое отверстие на другом торце. Дальнейшую токарную обработку валика производят в центрах. С первого установа обтачивают один конец (рис. 3.1, г). Затем поводковый хомут переставляют на обточенный конец. Валик снова устанавливают на станок (рис. 3.1, д) и со второго установа обтачивают другой конец. Операция выполняется в два установа.

Дата добавления: 2015-10-28