Лекція 6. Технологічність конструкції

Р звит к техніки п требує безперервн г вд ск налення к нструкції машин, направлен г на підвищення ек н мічн сті і зручн сті їхнь ї екс­плуатації. Під техн л гічністю к нструкції п трібн р зуміти сукупність властив стей к нструкції вир бу, щ виявляються в м жлив сті птималь-них витрат праці, к штів, матеріалів і часу. Техн л гічна к нструкція нарі­вні з вис кими експлуатаційними як стями п винна забезпечувати мініма­льні труд місткість, матеріал ємкість і с бівартість вир бу. Відпрацювання к нструкції на техн л гічність пр в диться за рахун к кремих зах дів, на­правлених на більш п вне вик ристання к нструкт рських і техн л гічних м жлив стей, а так ж на підвищення технік -ек н мічних п казників вир -бництва.

Існують такі види техн л гічн сті к нструкції:

• виробнича, визначена щодо виготовлення виробу;

• експлуатаційна, визначена щодо виконання технічного обслугову­вання і рем нту вир бу;

• при технічн му бслуг вуванні експлуатаційна техн л гічність к нструкції, визначена щ д підг т вки і бслуг вування вир бу відп ві-дн при функці нуванні, трансп ртуванні і зберіганні;

• рем нтна, визначена зручністю і пр ст т ю рем нту.

Техн л гічне відпрацювання к нструкції включає:

• прийнятність св єних у вир бництві к нструктивних тип вих рі­шень, відп відних сучасним вим гам;

• заст сування сучасних вис к пр дуктивних авт матиз ваних і най­більш раці нальних техн л гічних пр цесів бр бки і зб рки щ д зада­н г випуску вир бу;

• забезпечення задан ї т чн сті і як сті виг т влення вир бу;

• забезпечення мінімальн ї витрати матеріалів на виг т влення вир бу;

• заст сування раці нальних мет дів і зас бів к нтр лю т чн сті і як -сті вир бів.

Експлуатаційне відпрацювання містить забезпечення:

• експлуатаційн ї надійн сті і рем нт придатн сті вир бу;

• зручн сті бслуг вування в пр цесі експлуатації;

• зниження труд містк сті і варт сті р біт при експлуатації;

• мінімальних мас вир бу.

Техн л гічність к нструкції цінюють за д п м г ю системи п каз-ників, які містять:

• сн вні п казники;

• д датк ві п казники - технік -ек н мічні і технічні;

• рівень техн л гічн сті к нструкції за труд місткістю і с бівартістю виг т влення.

Відпрацювання вир бу на техн л гічність к нструкції м жна цінити п рівнянням дв х аб декільк х варіантів к нструкції д і після відпрацю­вання на техн л гічність. Найбільш д вершеним п казник м техн л гічн с-ті к нструкції є вартість виг т влення вир бу, скільки інші п казники не м жуть дати п вн ї характеристики техн л гічн сті к нструкції.

Технологічність конструкції виходячи зумов зборки

При відпрацюванні к нструкції не бхідн прагнути д мінімальн ї кі-льк сті деталей в складальній диниці. Ць г м жна д сягнути виб р м найбільш пр ст ї схеми складальн ї диниці аб механізму і б'єднанням декільк х деталей в дну, більш техн л гічну. Техн л гічна к нструкція ви­р бу п винна забезпечити незалежне і паралельне збирання без підг нки кремих деталей і агрегатів. Це вирішується за рахун к більш вдал г р з­биття вир бу на сам стійні складальні диниці і агрегати.

Техн л гічність к нструкції з п зиції зб рки характеризується раці -нальним виб р м елементів к нструкції складальних диниць. Наприклад, взаємне фіксування деталей при устан вці їх на пл щину м же бути здійс-нен за рахун к виступу на дній деталі і паза на іншій, за д п м г ю шп -нки, циліндричними і к нічними штифтами, п сад чними б лтами, приста­вними втулками.

Монтаж валів на підшипниках кочення здійснюється декількома мето­дами:

• жорсткою установкою обох підшипників;

• ж рстк ю устан вк ю тільки дн г підшипника.

При монтажі валів на упорних шарикопідшипниках необхідно перед­бачати незалежну к нструкцію радіальн г і п рн г підшипників, щ за­безпечує н рмальну р б ту куль к підшипника.

Технологічність конструкції виходячи зумов обробки різанням

Під технологічністю заготовки потрібно розуміти сукупність її власти-в стей, щ виявляються в м жлив сті птимальних витрат праці, к штів, матеріалів і часу при її виг т вленні, а так ж забезпеченні техн л гічн сті виготовлюваної з неї деталі або нероз'ємної складальної одиниці. Форма де­талі п винна бути п м жлив сті пр ст ю, щ б не п трібн бул виг т вля-ти спеціальні інструменти складн ї к нструкції аб р зр бляти спеціальні процеси для обробки цієї деталі. Іноді незначна зміна конструкції деталі до-зв ляє виг т вляти її з пр фільн г пр кату, щ різк знижує метал ємкість і труд місткість бр бки. При пр ектуванні деталей трубчаст ї ф рми не б-хідн максимальн вик ристати існуючий с ртамент безш вних труб, щ підвищить рентабельність їхнього виготовлення. Заготовки, що отримують­ся литтям під тиск м, вимагають незначн ї бр бки і відрізняються вис ким коефіцієнтом використання металу. Цей вигляд заготовок має високу техно-л гічність.

Технологічність конструкції при інших методах обробки

Техн л гічність к нструкції зварних деталей значн ю мір ю залежить від п ведінки матеріалу при місцев му нагріві д температури плавлення. При ць му змінюються фізик -механічні властив сті металу в зв'язку зі структурними змінами, фаз вими перетв реннями і змін ю р зміру зерна. При зварюванні в біляш вних з нах з'являються вис кі залишк ві напру­ження, які спричиняють викривлення деталей і сприяють появі тріщин. На утв рення тріщин в біляш вних з нах у деякій мірі впливають к нструктив-ні чинники деталей, щ зварюються: т вщина, вигляд зварювання, р зміри і р зташування зварних швів, ж рсткість кріплення деталей при зварюванні.

При відпрацюванні на техн л гічність зварних деталей не бхідн за­безпечити вільний д ступ д місць зварювання; д пуски на р зміри деталей, щ зварюються, які гарантують збирання цієї деталі без д датк в ї підг н-ки; пр стан вку р змірів сн вних деталей з урахуванням усадки металу; мінімальні метал - і труд місткість; р зташування швів з урахуванням зни­ження деф рмації.

Основні умови забезпечення технологічності Спосіб отримання заготовок

Технологічність деталі загалом більшою мірою визначається заготів­кою, її матеріалом і способом отримання. Основними видами заготовок є:

• н рмальний аб спеціальний пр кат;

• пакування, тримане вільним куванням;

• штампування гаряче і х л дне;

• лиття (в кокіль, під тиском, відцентрове).

Вибір форми і способу отримання заготовок залежить від матеріалу, призначення, навантажен сті, кільк сті, снащен сті і стану бладнання підприємства. Ф рма і р зміри заг т вки п винні бути п м жлив сті бли­зькими д ф рми і р змірів г т в ї деталі, щ б на бр бку зняттям стружки залишалася лише стат чна бр бка п верх нь, які вимагають с блив ї т -чн сті.

Точність виготовлення деталей і зборки

Допуски

Економічно доцільні межові відхилення розмірів деталей визначають­ся єдиною системою допусків і посадок. Різниця між найбільшим і най­меншим меж вими р змірами називається д пуск м. Величина д пуску ви­значається квалітет м т чн сті, призначається залежн від р змірів деталі. Стандартом встановлено 19 квалітетів точності: в порядку пониження точ­ності 01, 0, 1, 2, 3, 17; квалітети 5...13 призначені для сполучених розмі­рів деталей.

Посадки

При збиранні дв х сп лучених деталей р зрізнюють х плюючу п ве­рхню і п верхню, щ х плюється, які ум вн прийнят називати тв р м і вал м. Р зміри цих п верх нь п винні бути вик нані в межах певних д пус­ків, щоб після зборки отримати передбачений тип з'єднання. Характер з'єд­нання деталей називається п садк ю. Всі п садки п діляються на три групи:

• рух мі, щ характеризуються наявністю заз ра;

• нерух мі (прес ві), щ забезпечують натяг у з'єднанні;

• перехідні, при яких м жлив    тримання в з'єднанні як натягів, так і заз рів.

Розрізнюють дві системи утворення посадок - систему отвору і сис­тему вала. У системі отвору верхні межові відхилення даних інтервалів роз­мірів тв рів і квалітета т чн сті днак ві для всіх п сад к (нижнє д рівнює 0), а різні п садки д сягаються шлях м зміни меж вих відхилень р змірів валів.

Точність геометричної форми и взаємного розташування поверхонь

До відхилень у формі деталей, що мають плоскі сполучені поверхні, належать непрям лінійність і непл щінність. У п перек в му перетині від­хилення к нтуру п верхні від правильн г к ла виявляється в нек л сті, гранці і вальн сті. У п взд вжнь му перетині циліндричн ї п верхні від­хилення від прям лінійних її утв рюючих прив дять д б чк п дібн сті, сі-дл п дібн сті, зігнут сті сі і к нус п дібн сті. Якість поверхні

У пр цесі бр бки на п верхні деталі утв рюються нерівн сті. Для кі­лькісної оцінки шорсткості поверхні встановлений ряд параметрів. Головні з них:

• Б5а - середнє арифметичне відхилення профілю;

• 5 - висота нерівностей профілю по 10 точках.

Залежн від величини параметрів ш рстк сті встан влені 14 класів шорсткості і розряди а, б, в: найбільш груба поверхня при 5 = 320...160 мкм і / = 8,0 мм належить до 1 класу; при Яа = 0,32...0,25 мкм; 5 = 1,6... 1,25 мкм і / = 0,25 мм - поверхня 9 класу.

Безпосереднього зв'язку між квалітетами точності (величиною допуску і ш рсткістю - вис т ю нерівн стей) немає. Однак не м жна призначити ви­с кий квалітет т чн сті і грубий клас ш рстк сті: вис та нерівн стей м же виявитися вельми значн ю п рівнян з величин ю д пуску. М жна вважа­ти, щ найбільше значення середнь ї вис ти мікр нерівн стей п верхні не повинно перевищувати 0,1... 0,25 допуску на розмір.

Шляхи підвищення технологічності

Посилення зв'язку конструктивних і технологічних рішень

Р зв'язання пр блеми тісн ї ув'язки к нструктивних і техн л гічних мет дів п в'язан з правильним виб р м і п шуками н вих матеріалів, за-ст суванням птимальних сп с бів ф рм ств рювання деталей машин, при­значенням птимальн ї т чн сті виг т влення.

Підвищення т чн сті неминуче спричиняє за с б ю підвищення тру­д містк сті і варт сті виг т влення: залежність між витратами на бр бку і не бхідну т чність близька д гіперб лічн ї. Т му не треба призначати під­вищену т чність без д статніх сн в. Вим ги д ш рстк сті п верхні дета­лей п винні бути узг джені з реальними ум вами їхнь ї р б ти. Не треба вимагати зайв ї чист ти п верхні, т му щ її тримання п в'язан з д р ги-ми д в д чними пераціями і заст суванням спеціальн г бладнання.

П шуки н вих техн л гічних рішень не завжди п винні бути направ­лені на спр щення. Не бхідн при ць му зіставляти витрати на виг т влен-ня і виграш від підвищення надійн сті і д вг вічн сті. У ць му значенні, не­зважаючи на ускладнення виг т влення, вигідн  в циліндрах внутрішнь гзг ряння мати змінюючу гільзу, яка вставляється в бл к циліндрів, щ під­вищує ремонтопридатність. Завдяки підвищеної надійності, "сітчасті" вкла­диші підшипників к взання найбільш вигідні, незважаючи на більш складну їхню к нструкцію і техн л гію виг т влення.

Питання для самоперевірки

1. Види техн л гічн сті к нструкції.

2. Техн л гічність ум в зб рки.

3. Осн вні ум ви забезпечення техн л гічн сті.