Требования к технологичности конструкции изделий

Конструкция детали должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к изготовлению, эксплуатации и ремонту с помощью наиболее производительных и экономичных методов.

Ее следует отрабатывать на технологичность комплексно, учитывая зависимость технологичности от следующих факторов:

– исходной заготовки детали;

– вида обработки в технологическом процессе изготовления;

– технологичности сборочной единицы, в которую эта деталь входит как составная часть.

Конструкция детали должна быть простой по конфигурации, должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом. Необходимо предусматривать надежные технологические базы, обеспечивать необходимую жесткость. Конструкция должна быть такой, чтобы для ее изготовления можно было применять высокопроизводительные методы обработки.

Отработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать на основе достижения технологической рациональности и оптимальной конструктивной и технологической преемственности конструкции изделия решение следующих основных I задач:

– снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа вне предприятия-изготовителя;

– снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта изделия;

– снижение важнейших составляющих общей материалоемкости изделия – расхода металла и топливно-энергетических ресурсов при изготовлении, монтаже вне предприятия-изготовителя, техническом обслуживании и ремонте.

Рисунок 1 – Примеры конструктивных решений, обеспечивающих технологичность

заготовок:

а, б – нерациональные решения;

в, г – рациональные решения

Вид заготовки в значительной степени определяет технологический процесс механической обработки детали и ее трудоемкость. Поэтому выбор вида заготовки имеет исключительное значение.

Рациональный способ получения заготовки устанавливают в зависимости от объема выпуска и типа производства. Заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовой детали. Это способствует снижению объема механической обработки, трудоемкости и себестоимости изготовления детали.

Рисунок 2 – Пример уменьшения объёма механической обработки детали:

а – нерациональная конструкция;

б – рациональная конструкция.

Если в конструкции изделия предусмотрены отверстия, необходимо учитывать следующее:

– по возможности они должны быть сквозными;

– производительная обработка отверстий сверлением в значительной степени определяется нормальными условиями врезания и выхода сверла после окончания процесса резания (см. рисунок 3);

– соосные отверстия, расположенные на двух и более параллельных осях, будут более технологичны, если их диаметры будут уменьшаться постепенно.

Приведенные примеры являются лишь частичными рекомендациями по рациональному выбору конструктивных решений отдельных элементов деталей машин. При окончательном выборе конструкции детали проектировщик совместно с технологом должен учитывать особенности различных методов обработки и конкретные возможности производства.

В общем случае конструкция детали должна обеспечивать возможность применения прогрессивных технологических процессов ее изготовления, в том числе типовых и групповых, “безлюдных”, энергосберегающих, малоотходных

Рисунок 3 – различные условия врезания и выхода свёрл после окончания обработки:

а – нерациональное решение;

б – рациональное решение.

При необходимости конструкция деталей должна быть такой, чтобы их можно было изготовлять на станках с ЧПУ, с применением роботов, быстросменных и групповых наладок, а также в условиях гибкой производственной системы (ГПС).

Технологичность конструкций сборочных единиц обеспечивается в комплексе с изделием, в котором данная сборочная единица входит как составная часть. Рациональное число деталей в сборочной единице должно быть выбрано с учетом целесообразного объединения нескольких деталей в одну и принципа агрегатирования и должно обеспечивать простейшую схему сборки. Следует предусматривать разделение изделия на самостоятельные сборочные единицы, допускающие независимую сборку, контроль и испытание. Это позволит производить параллельную сборку отдельных сборочных единиц и тем самым сократить производственный цикл сборки изделия. Особое внимание следует уде­лять компоновке сборочных единиц из стандартных и унифицированных частей, что приводит к увеличению серийности и, как следствие, – к снижению трудоемкости их изготовления. В компоновке сборочной единицы следует предусматривать возможность общей сборки без промежуточной разборки и повторных сборок составных частей, а также простоту замены составных частей с малым ресурсом.

Конструкция сборочной единицы должна обеспечивать удобные сборочные работы с применением экономически целесообразных средств технологического оснащения, применение средств механизации и автоматизации.

В конструкции сборочной единицы необходимо выделить базовую составную часть – основу для расположения остальных частей. Конструкция этой части должна быть такой, чтобы ее было удобно устанавливать на рабочем месте и чтобы можно было использовать конструкторские базы в качестве технологических и измерительных.

Следует стремиться к минимальному числу поверхностей и мест соединений составных частей. Конструкция соединения составных частей должна исключать дополнительную обработку. Выбор метода сборки для данного объема выпуска и типа производства следует производить на основе расчета и анализа размерных цепей.

Вопросы для самопроверки

1. Как определяется технологичность конструкции изделий в соответствии с ГОСТ 14.205—83?

2. Какие главные факторы определяют ТКИ?

3. Каковы виды оценки ТКИ?

4. С помощью какой системы показателей производится количественная оценка ТКИ?

5. Какие показатели ТКИ относятся к основным?

6. Каким образом производят отработку конструкции изделия на техно­логичность?

7. Какие требования предъявляют к технологичности деталей машин и сборочных единиц?