|
|
Определение технологичности детали и ее анализ. Определение технологичности детали и ее анализ
Цель работы: Провести анализ конструкции детали по чертежу. Дать качественную оценку технологичности конструкции детали. Освоить методику определения количественных показателей технологичности конструкции деталей машин - Совершенство конструкции изделия характеризуется его соответствием современному уровню техники, экономичностью и удобствами в эксплуатации, а также возможностью использования наиболее экономичных и производительных методов и технологий его изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.
- Отработка конструкции на технологичность связана с целой серией мероприятий по снижению металлоемкости, станкоемкости, трудоемкости и стоимости изделия. Этот процесс начинается с момента разработки рабочих чертежей, продолжается в период подготовки производства и выпуска изделия. Заканчивается этот процесс только после снятия изделия с производства. При этом решаются конструкторские, технологические и эксплуатационные задачи.
- Оценку технологичности конструкции изделия производят по степени унификации марок материалов, унификации и нормализации элементов изделия, рациональности расчленения его на конструктивные и технологические элементы, достигнутому уровню взаимозаменяемости элементов изделия, массе машины, конструктивной преемственности оригинальных деталей и составных частей изделия, коэффициентам среднего класса точности и шероховатости поверхностей деталей изделия, возможности сокращения сроков подготовки и освоения производства изделия, а также возможности автоматизации его изготовления.
- Выбор показателей технологичности производится с учетом требований ГОСТ 14.201—83, термины и определения установлены ГОСТ 18831-83.
- Понятие технологичности конструкции машин распространяется не только на область производства, но и на область их эксплуатации. Конструкция должна быть удобной для обслуживания и ремонтопригодной.
- Технологичность – важнейшая техническая основа, обеспечивающая использование конструкторских и технологических резервов для выполнения задач по повышению технико-экономических показателей изготовления и качества изделий.
- Технологичность конструкции деталей обусловливается:
а) рациональным выбором исходных заготовок и материалов: б) технологичностью формы летали; в) рациональной простановкой размеров; г) назначением оптимальной точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, параметров шероховатости и технических требований. - Конструкцию изделия начинают отрабатывать на технологичность в процессе создания самой конструкции. На этом этапе в работе принимают участие ведущие конструкторы и технологи. Отработку на технологичность начинают уже на стадии разработки технического задания и технического предложения на проектирование нового изделия, а продолжают и развивают на стадии разработки эскизного и технического проектов, составления технической документации.
- На стадии разработки технологического предложения анализируют варианты принципиальных схем и компоновок изделия, выявляют сложные по конструкции и изготовлению его оригинальные детали.
- На стадии эскизного проекта выявляют номенклатуру и параметры этих деталей, возможности их унификации и стандартизации, определяют возможность рационального членения или объединения деталей, анализируют условия сборки основных деталей, точность изготовления и шероховатость их поверхностей, определяют номенклатуру сменных и ремонтируемых деталей изделия.
- На стадии технического проекта выполняют работы по обеспечению технологичности основных сложных деталей, а на стадии разработки рабочей документации производят оценку технологичности конструкции на соответствие основным требованиям с учетом условий сборки изделия.
- Технологичность конструкции оценивают по качественным и количественным показателям путем расчета их значений.
- Далее определяют показатели уровня технологичности конструкции, разрабатывают рекомендации по их улучшению и вносят изменения в конструкторскую документацию.
- Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделий приведены в ГОСТ 14.202—85, ГОСТ 14.203—85, ГОСТ 14.204-85.
- Технологическую рациональность конструктивных решений характеризуют показатели, учитывающие взаимосвязь основных параметров трудовых и материальных затрат с показателями качества изделия.
- Все показатели можно разделить на три группы:
- качественные,
- количественные
- вспомогательные.
- К качественным показателям относятся простота конструкции, простота сборки и регулировки, применяемые материалы, конструктивные формы деталей и способы получения заготовок. Основные количественные показатели — себестоимость изготовления, масса изделия, его узлов и деталей, трудоемкость и станкоемкость изготовления изделия. К вспомогательным показателям относятся унификация узлов и деталей, взаимозаменяемость узлов и деталей, конструктивная преемственность деталей.
- Себестоимость изготовления изделия наиболее полно характеризует технологичность конструкции, указывает на полноту учета всех показателей его технологичности и определяется по формуле
Си = М + 3 + Н, где М — стоимость материалов; 3 — заработная плата производственных рабочих; Н — накладные расходы. - Масса изделия, его узлов и агрегатов как показатель технологичности конструкции может оцениваться по коэффициенту использования материала. Этот коэффициент характеризует рациональность расходования материала на изготовление изделия по принятым технологическим процессам и определяется отношением массы изделия (узла, детали) к массе материала, затраченного на его изготовление.
- Общая трудоемкость изготовления изделия определяется суммированием трудоемкостей изготовления отдельных его деталей, сборки составных частей изделия в целом. Поэтому технологичность конструкции изделия можно рассматривать как сумму технологичности конструкции его отдельных деталей и сборочных единиц.
- Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления изделия определяется по формуле
Kу.т = Ти/Т6.и, где Ти — трудоемкость изготовления изделия, достигнутая в результате конструкторско-технологических мероприятий; Тби — базовая трудоемкость изготовления изделия. - Повышение технологичности конструкции изделия достигается применением большого числа унифицированных сборочных единиц и деталей.
- Повышение технологичности конструкции изделия достигается применением большого числа унифицированных сборочных единиц и деталей.
- Под унификацией понимается обобщение конструктивных решений без оформления специального документа.
- Нормализация — обобщение конструктивных решений в виде внутризаводских и ведомственных нормалей.
- Стандартизация — обобщение конструктивных решений, зафиксированных в государственных стандартах. При использовании унифицированных сборочных единиц и деталей сокращается объем проектирования, значительно уменьшается трудоемкость и себестоимость, так как можно применить высокопроизводительное оборудование и стандартизованный инструмент.
- Коэффициент унификации можно определить по формуле
К у = ny/N, где пу и N — соответственно число унифицированных деталей и общее число деталей. - Унификация, нормализация и стандартизация в целом определяют технологическую преемственность изделия.
- Под технологической преемственностью конструкции изделия понимают степень сходства элементов конструкции по однородности технологических процессов, осуществляемых при изготовлении элементов этого изделия.
Анализ технологичности конструкции детали - Целью анализа конструкции детали на технологичность является выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.
- Анализ технологичности проводится, как правило, в два этапа: качественный и количественный.
- Деталь - вал ведущий - ступенчатая, состоит из 5-ти ступеней (рис. 1).
- Поверхности 5 детали предназначена для посадки с зазором на неё зубчатого колеса, а поверхность 8 - для посадки зубчатого колеса с натягом .
- Поверхности 6 и 10 являются шейками под подшипники. Поверхности 7 и 9 предназначены для упора в них колец подшипников. Резьбовые поверхности 2 и 12 служат для навинчивания на них гаек, которые регулируют натяг в подшипниках. Отверстия 3 и 13 необходимы для стопорения гаек.
- Поверхности 1 и 14 имеет второстепенное значение для служебного назначения детали.
- Деталь изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88.
- Конфигурация детали достаточно технологична для обработки резанием на токарном станке, все поверхности легкодоступны для инструмента. Диаметральные размеры вала убывают от середины к концам. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 6…9-го квалитетов отношение его длины l к диаметру d свыше 10…12).
- Определим жёсткость детали:
- На чертеже указаны все необходимые размеры, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допуски соосности и радиального биения поверхностей, допуски торцевого биения.
- Технологической базой при точении является черновая поверхность заготовки, после переустановки детали - уже обработанная поверхность вала. На шлифовальных операциях технологической базой является ось детали (центровые отверстия).
- Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ14 201–73 и содержит следующие показатели:
- Коэффициент точности обработки Ктч определяется по формуле:
- где Тср – средний квалитет точности обработки.
- где Ti – квалитет точности обработки;
- ni – число размеров соответствующего квалитета точности.
- Коэффициент шероховатости поверхности Кш определяется по формуле:
- где Raср – средняя шероховатость поверхностей изделия.
- где Rai – шероховатость поверхности;
- ni – число поверхностей соответствующей шероховатости.
- Уровень технологичности конструкции по использованию материала:
- где Кб.и.м, Ки.м – соответственно базовый и достиг-нутый коэффициенты использования материала.
- Коэффициент использования материала Ким:
где q – масса детали, кг; Q – масса заготовки, кг. - Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления:
- где Ти, Тб.и – соответственно достигнутая и базовая трудоемкость изготовления изделия, мин.
- Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости:
- где Ст, Сб.т – соответственно достигнутая и базовая технологическая себестоимость изделия, руб.
- На основании качественного и количественного анализа делаем вывод, что деталь является достаточно технологичной.
Определить показатели технологичности конструкции по следующим данным:
№ вари-анта
|
Количе-ство поверх-ностей детали
|
Количе-ство унифи-цирова-нных элемен-тов
|
Масса, кг
| |
Трудоемкость, мин
| |
Себестоимость, руб.
| |
Сред-ний квали-тет точно-сти
|
Средняя шерохо-ватость
| | | | |
детали
|
базового аналога
|
детали
|
базового аналога
|
детали
|
базового аналога
| | |
1
|
19
|
12
|
0,8
|
1,1
|
28
|
31
|
1,7
|
2,1
|
8
|
0,63
|
2
|
28
|
17
|
0,3
|
0,4
|
16
|
24
|
0,9
|
1,3
|
9,5
|
3,2
|
3
|
73
|
45
|
3,1
|
3,8
|
78
|
86
|
3,4
|
4,1
|
7,3
|
1,1
|
4
|
41
|
27
|
0,2
|
0,4
|
31
|
39
|
1,2
|
1,4
|
6,8
|
0,4
|
5
|
55
|
40
|
4,8
|
5,5
|
68
|
89
|
4,8
|
5,3
|
7,9
|
2,5
|
6
|
47
|
33
|
3,5
|
4,0
|
42
|
48
|
5,3
|
6,0
|
8,4
|
1,2
|
7
|
26
|
15
|
1,4
|
2,2
|
36
|
44
|
4,2
|
4,8
|
9,2
|
0,68
|
8
|
44
|
30
|
0,25
|
0,32
|
58
|
64
|
0,8
|
1,2
|
11,4
|
3,6
|
9
|
64
|
38
|
0,6
|
0,9
|
98
|
110
|
1,4
|
1,8
|
8,6
|
2,5
|
10
|
34
|
22
|
2,4
|
3,0
|
24
|
30
|
2,0
|
2,2
|
7,2
|
1,6
| |
|
|
Скачать 182 Kb.