Анализ технологичности конструкции сводится к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, обработки детали высокопроизводительными методами.
Мероприятия по улучшению технологичности конструкции должны обеспечить снижение себестоимости изготовления детали при заданном служебном назначении.
Качественная оценка технологичности конструкции производится с учетом материала детали, его обрабатываемости, стоимости, рациональности геометрических форм детали и требований к качеству ее поверхности, правильности простановки размеров, требуемых допусков, возможности рационального способа получения заготовки.
При количественной оценке показателей технологичности могут рассматриваться: масса детали, коэффициент использования материала; коэффициент точности обработки; коэффициент шероховатости поверхностей; уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости.
При анализе используются рекомендации по технологичности конструкций, приведенные в справочной литературе [1,2,4].
Если чертеж детали в результате технологического контроля и качественного анализа технологичности оставлен без изменения и рассматривается только один вариант технологического процесса обработки, то уровень технологичности как сравнительный показатель по использованию материала, точности обработки, шероховатости и технологической себестоимости равен единице.
Все возможные предложения по улучшению показателей технологичности и улучшению конструкции приводятся в пояснительной записке.
1.7. Выбор типа производства
Так как в задании на курсовой проект регламентируется годовой объем выпуска конкретной детали, то исходя из данного положения, разработка технологического процесса механической обработки детали в проекте предусматривается в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Исходя из заданных типов производства, определяется коэффициент закрепления операций. Порядок расчета коэффициента закрепления операций приводится в работе [2, 4].
2. Анализ базового технологического процесса изготовления
детали
Анализ существующего (базового) варианта технологического процесса проводится с точки зрения обеспечения заданного качества детали и производительности обработки. Проведение анализа является основой для выдвижения предложений по его улучшению и модернизации.
Содержание и степень углубленности обработки анализа зависят от различных факторов: конструкции детали, применяемых методов обработки, реальных производственных условий. В общем случае анализ базового варианта технологического процесса должен включать следующие основные вопросы:
а) рациональность метода получения заготовки для данного производства;
б) соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнения технических требований;
в) правильность выбора черновых и чистовых баз, соблюдение принципа единства баз;
г) правильность установки последовательности операций процесса для обеспечения заданной точности размеров детали;
д) соответствие параметров применяемого оборудования требованиям данной операции;
е) соответствие режимов резания прогрессивным;
ж) степень оснащенности операции (станочные приспособления, режущие и вспомогательные инструменты, средства технического контроля);
з) применение высокопроизводительного режущего инструмента и новых марок материала его режущей части;
и) брак при обработке и причины его возникновения.
Не допускается заменять анализ технологического процесса только его описанием или переписыванием сведений из технологических карт.
3. Выбор исходной заготовки и метода ее получения
На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали; ее назначение и технические требования на изготовление; конструктивные размеры и формы поверхностей детали; объем выпуска деталей.
При выполнении курсового проекта приводится краткий анализ существующего метода получения заготовки на заводе. В анализе должны быть отражены: экономичность метода в условиях завода; технологический процесс получения заготовки; его положительные и отрицательные стороны; качество заготовки; причины брака и возможности его устранения. Приводятся данные о себестоимости метода получения заготовки в условиях завода, его трудоемкости, производительности, материалоемкости (коэффициент использования материала).
На основании произведенного анализа, изучения передовых методов получения аналогичных заготовок на других предприятиях, а также литературных данных и технико-экономического обоснования может быть предложен оптимальный для данных условий производства метод получения заготовки.
При разработке технологического процесса метод получения заготовки может приниматься аналогичным существующему методу на данном заводе, меняться без изменений в технологическом процессе механической обработки или меняться с существенными изменениями на ряде операций механической обработки.
В первом случае достаточно ограничиться ссылкой на справочную литературу, где для данных условий рекомендован этот вариант как оптимальный. Так как стоимость заготовки не изменяется, она не учитывается при определении технологической себестоимости детали.
Во втором случае предпочтение отдается заготовке, характеризующейся более высоким коэффициентом использования материала и меньшей стоимостью.
В двух рассмотренных случаях можно принять окончательное решение относительно вида заготовки и рассчитать ее стоимость до определения технологической себестоимости детали и выбора варианта процесса ее механической обработки.
В третьем случае вопрос о целесообразности определенного вида заготовки может быть решен лишь после расчета технологической себестоимости детали по сравниваемым вариантам. Предпочтение отдается заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если же сопоставимые варианты окажутся равноценными, предпочтение отдается заготовке с более высоким коэффициентом использования материала.
Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование приводятся в работах [2, 4].
4. Разработка технологического маршрута обработки
Характер технологического процесса механической обработки определяется типом производства и особыми условиями проектирования, указанными в задании.
В проекте разрабатывается единичный маршрутно-операционный технологический процесс. В этом случае на все операции оформляется подробная маршрутная карта, а для одной-двух операций, по которым производится технико-экономическое сравнение вариантов обработки, – операционные технологические карты и карты эскизов. В маршрутной карте указывается содержание операций и переходов, выдерживаемые размеры, оборудование и т.д.
На данном этапе производится выбор технологических баз, методов обработки поверхностей и установление общей последовательности обработки, средств технологического оснащения; назначение и расчет припусков, режимов резания. Для обоснования выбора технологических баз выполняется автоматизированное построение и решение технологических размерных цепей (см. раздел «Автоматизация проектирования»).
4. 1. Выбор технологических баз
При выборе технологических баз следует учитывать основные принципы базирования – принципы единства и постоянства баз.
В процессе выбора баз для черновой обработки исходят из следующих положений:
1) при обработке заготовок, полученных литьем и штамповкой, необработанные поверхности следует принимать в качестве баз только на первой операции (при последующей обработке использование их не допускается);
2) у деталей, не подвергающихся полной обработке, технологическими базами для первой операции рекомендуется принимать поверхности, которые вообще не обрабатываются;
3) в качестве технологических баз следует принимать поверхности достаточных размеров, имеющих более высокую точность размеров и малую шероховатость (они не должны иметь литейных прибылей, литников, линий разъема, окалины и других дефектов, что способствует повышению точности базирования).
4) если у заготовки обрабатываются все поверхности, в качестве технологических баз на первой операции следует принимать поверхности с наименьшими припусками, тем самым при дальнейшей обработке исключается возможность появления необработанных мест (чернот) на этих поверхностях.
При выборе баз для чистовой обработки учитывается следующее:
1) наибольшая точность достигается при условии использования на всех операциях механической обработки: одних и тех же комплектов баз, т.е. при соблюдении принципа их единства;
2) особенно важным при чистовой обработке является соблюдение принципа совмещения баз, т.к. при этом окончательно выдерживается заданная точность детали (при совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю);
3) базы для окончательной обработки должны иметь высокую точность размеров и геометрической формы, малую шероховатость поверхности и не должны деформироваться под действием сил резания, зажима и собственного веса заготовки.
В общем случае за базы принимают поверхности, от которых задан размер на чертеже, определяющий положение обрабатываемой детали.
Оценка точности базирования при выполнении каждой операции может характеризоваться следующими моментами. При соблюдении принципа единства баз в случае выдерживания заданных размеров погрешность базирования равна нулю, а анализ точности базирования для рассматриваемых размеров на этом заканчивается.