Курс лекций по дисциплине МДК.01.01 «Технологические процессы изготовления деталей машин» Лекция 84 «Анализ исходных данных для разработки технологических процессов изготовления деталей машин»

Курс лекций по дисциплине МДК.01.01

«Технологические процессы изготовления деталей машин»

Лекция 84 «Анализ исходных данных для разработки технологических процессов изготовления деталей машин»

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1. Анализ соответствия требований к изготовлению деталей

и их служебному назначению

Технические требования анализируют исходя из чертежа детали и ее служебного назначения. Оценивают обоснованность предъявляемых требований, рассматривают ситуации частичного их выполнения, выбирают способы обеспечения качества в процессе изготовления детали и методы контроля. Кроме того, выявляют наиболее ответственные параметры, для которых характерны повышенные требования к шероховатости поверхности, точности размеров и формы и т.д.

Деталь - составная часть сборочной единицы (изделия), и многие ее размеры являются звеньями сборочных размерных цепей или оказывают влияние на качество сопряжения и взаимное расположение сопрягаемых деталей. Поэтому, выясняя назначение детали в узле и влияние ее параметров на качество собранного изделия, необходимо ознакомиться с чертежом сборочной единицы, изучить принцип ее работы и технические требования на сборку.

Анализ соответствия требований точности детали ее служебному назначению следует выполнять и определенной последовательности.

1. Рассмотреть требования, предъявляемые к твердости рабочих поверхностей детали, с учетом условий работы детали в сборочной единице.

2. Выявить размеры детали, имеющие наиболее жесткие допуски, и установить соответствие их служебному назначению исходя из условий эксплуатации детали.

3. Проверить, какие ограничения по отклонениям формы и взаимного расположения поверхностей имеются в технических требованиях. Дать обоснования необходимости их выполнения на основе анализа чертежа сборочной единицы и условий работы детали.

4. Проверить, соответствует ли заданная конструктором шероховатость поверхностей требуемой точности обработки или служебному назначению поверхности детали в сборочной единице. (Завышенные требования к точности и шероховатости поверхностей приводят к усложнению технологического процесса и повышению трудоемкости обработки, а заниженные - к браку.)

2. Технологический анализ чертежа детали

Представляется информационная модель (прил. 1, табл. 1), характеризующая деталь с полнотой достаточной для технологического анализа. Деталь рассматривается как геометрический объект, ограниченный отдельными поверхностями и сочетанием их. Подготовка чертежа детали состоит из двух этапов: определения положения базовой системы координат детали и нумерации элементов детали. Элементы детали нумеруются арабскими цифрами. Нумерацию элементов проводят по следующим правилам:

- наружным и внутренним поверхностям, составляющим основную геометрическую форму детали, номера присваивают последовательно в порядке их сопряжения в положительном направлении (против часовой стрелки), начиная с крайнего правого плоского торца или с крайней справа наружной поверхности при отсутствии плоского торца;

- при наличии у детали центрального сквозного или глухого отверстия, расположенного слева, Нумерация наружных и внутренних поверхностей производится в порядке, указанном выше;

- если поверхность детали имеет на различных ее участках разные технологические характеристики (точность, шероховатость, термообработку и т.п.), то каждый участок рассматривается как отдельный элемент, которому присваивается отдельный номер;

- сложные комбинированные поверхности, обрабатываемые одним комбинированным или фасонным инструментом, при подготовке чертежа к кодированию обводят пунктирной линией, и им присваивают один номер в общем порядке;

- если не все поверхности видны на главном виде чертежа, то нумерация продолжается на других видах, разрезах и сечениях при использовании вышеприведенных правил.

Далее следует классифицировать поверхности по назначению. Различают следующие основные виды поверхности изделий: рабочие исполнительные (рабочие), базовые, вспомогательные и свободные. Рабочие поверхности обладают самыми высокими качественными показателями поверхностного слоя (часто термообработанного). Эти поверхности принимают непосредственное участие в работе изделия. Базовые поверхности определяют положение изделия относительно других изделий в механизме. Высокие требования предъявляются к качеству базовых поверхностей и точности их расположения с рабочими поверхностями. С помощью вспомогательных поверхностей определяется положение других изделий, присоединяемых к рассматриваемому изделию. Требования к качеству их изготовления ниже, чем к рабочим и базовым поверхностям. Свободные поверхности - все остальные поверхности, обычно не сопрягаемые с поверхностями других деталей в процессе работы, они создают конструктивную форму, обеспечивают жесткость, не требуют высокой точности и могут оставаться в состоянии поставки исходной заготовки (т. е. иногда вообще не обрабатываются)

3 Анализ технологичности конструкции детали

В соответствии с ГОСТ 14.205—83, технологичность - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ.

Производственная технологичность конструкции детали - это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.

Оценка технологичности конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.

Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показаниями: «лучше - хуже», «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично - нетехнологично» и т.п. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления. В связи с этим следует проанализировать чертеж детали, например, с точки зрения:

- степени унификации геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, модулей, радиусов перехода и т.п.) в конструкции;

- наличия удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих возможность совмещения и постоянства баз;

- возможности свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке;

- удобства контроля точностных параметров детали;

- возможности уменьшения протяженности точных обрабатываемых поверхностей;

- соответствия формы дна отверстия форме конца стандартного инструмента для его обработки (сверла, зенкера, развертки) и т.п.

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Согласно ГОСТ 14.202—73, номенклатура показателей технологичности изделия содержит 4 основных и 31 дополнительный показатель. Применительно к производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоемкости ΣТ_ш.к и технологической себестоимости С_Т, а также по техническим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты точности К_Т и шероховатости К_Ш:

где Т_i и Ra_i – соответственно квалитеты точности и значения параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей;

Т_ср и Ra_ср – средние значения этих параметров;

n_i – число размеров или поверхностей для каждого квалитета и значения параметра шероховатости.

4. Разработка технологических процессов обработки элементарных поверхностей.

Вначале определяют маршруты обработки элементарных поверхностей детали (плоских, цилиндрических, наружных, внутренних, резьбовых и т.д.)

Предварительный выбор методов обработки элементарных поверхностей и числа необходимых переходов (операций) производят на основе данных справочных таблиц экономической точности обработки или на основе обобщенных таблиц примерных маршрутов (прил. 1, табл. 2) исходя из требований, предъявляемых к конечной точности и качеству поверхностей, вида исходной заготовки, свойств материала и типа производства.

Для каждого типа поверхностей определяют представителя, т.е. поверхность, для которой заданы наиболее жесткие требования по точности и качеству, и устанавливают один или несколько методов окончательной ее обработки, т.е. последний технологический переход (или операцию). Зная вид и точность исходной заготовки, таким же образом выбирают первый, начальный метод обработки.

Определив первый и окончательный переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов, число которых тем больше, чем ниже точность исходной заготовки и выше конечные требования к поверхности. Число вариантов обработки поверхности может быть довольно большим, и их сокращение возможно с учетом некоторых нюансов, к которым относятся, например, целесообразность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов и ее обработки совместно с другими поверхностями заготовки за один установ, ограничение возможности применения некоторых методов из-за недостаточной жесткости детали и т.п.

Определение числа и последовательности технологических переходов при обработке элементарных поверхностей является основой для расчета общих и промежуточных припусков и операционных размеров на обработку, выявления необходимых стадий обработки, формирования маршрута обработки детали в целом и разработки отдельных операций.

5. Анализ размерного описания поверхностей

Любая деталь характеризуется размерными связями, размерами, точностью их выполнения, а также пространственным положением отдельных поверхностей.

Номера поверхностей, связанных размером, соединяют линией. Здесь же соединяют те поверхности, к котором предъявляют требования в отношении точности расположения поверхностей (допустим, допуск соосности, перпендикулярности и т.п.). Несколько иначе следует рассматривать поверхности, располагаемые симметрично (валы, оси, втулки, отверстия корпусных деталей и т. п.), которые связаны между собой через ось симметрии, и нет особой необходимости усложнять схемы большим количеством линий, тем более что число размерных связей для каждой из поверхностей будет одинаково. Различие появится только из-за наложения пространственных отклонений, которые наносят обязательно.

После того, как с чертежа детали перенесены все размерные связи, выявляют поверхности, обладающие наибольшим количеством связей по координатам ХУZ. Определяемые таким образом базы, как правило, являются конструкторскими (основные базы), а также измерительными базами. Принимая эти поверхности в качестве технологических баз, выдерживают тем самым принцип единства баз. Благодаря использованию этих баз на всех этапах технологического процесса соблюдается и принцип постоянства баз.

Приложение 1

Таблица 1

Исходные данные

Таблица 2

Примерные маршруты обработки поверхностей

Окончание таблицы 2