Технологичность конструкции деталей, соединений и сборочных единиц

Технологичность конструкции деталей, получаемых литьем

Литейное производство – одно из основных заготовительных производств в машиностроении. По сравнению с другими способами получения деталей машин и их заготовок (прокатка, ковка, сварка) оно обладает возможностью изготовления деталей, не требующих последующей обработки, практически любой конфигурации, или их заготовок с минимальными припусками на обработку резанием, что способствует снижению металлоемкости и трудоемкости деталей в изготовлении.

Основные способы литья, области применения, краткая характеристика

В песчаные формы: применение - от опытного производства до крупносерийного производства отливок массой до десятков тонн. Универсальный способ литья деталей практически любых сплавов. Большой расход формовочных материалов, необходимость больших производственных площадей и высококвалифицированных рабочих.

Под давлением: применение в массовом и крупносерийном производстве сложных по конфигурации отливок массой до 50 кг. Высокопроизводительный метод, хорошо автоматизируется и механизируется. Отливки изготовляются из цветных сплавов и стали очень точными, с высоким качеством поверхности. Большая трудоемкость изготовления пресс-форм.

В кокиль: применение в массовом и крупносерийном производстве разнообразных несложных по конфигурации отливок массой до 5 тонн из чугуна, стали и цветных металлов. Отливки имеют мелкозернистую структуру, повышенные механические характеристики, минимальные припуски под механическую обработку.

В оболочковые формы: применение в крупносерийном и массовом производстве отливок массой до 100 кг. Позволяет получать тонкостенные отливки из любых сплавов. Хорошо автоматизируется и механизируется. Отливки используются практически без механической обработки.

По выплавляемым моделям: применение в крупносерийном и поточном массовом производстве отливок массой (0,02-100 кг.), также в мелкосерийном производстве, когда отливку другим способом получить невозможно. Способ позволяет получать отливки из любых сплавов, в том числе из жаропрочных недеформируемых, с минимальными припусками на механическую обработку (0,2 – 0,7мм.) и высоким качеством поверхности. Дает возможность снизить трудоемкость изготовления деталей, уменьшить отходы дорогостоящих и дефицитных материалов, а также объединить отдельные детали в целые, неразъемные литые узлы.

При оценке литых заготовок на технологичность следует учитывать следующее:

-рациональность конструкции заготовки и способ ее изготовления;

-расположение базовых поверхностей отливки и их взаимосвязь с базовыми поверхностями для механической обработки;

-наличие внутренних полостей, литых отверстий, ребер жесткости;

-величину уклонов, толщину стенок, опасные места.

Основные правила отработки конструкции отливок на технологичность приведены в таблице 1.

Кованые и горячештампованные детали

Ковка и горячая штамповка применяются для изготовления стальных заготовок. Свободная ковка находит применение в единичном и мелкосерийном производстве, особенно при изготовлении крупных деталей.

Детали, изготовляемые свободной ковкой, должны иметь простые формы, очерченные плоскостями или цилиндрическими поверхностями, без уклонов и конусности.

Горячая штамповка применяется в серийном и крупносерийном производстве. Конфигурация деталей, штампованных на молотах или прессах в штампах, должна обеспечивать легкую выемку поковки из штампа. Плоскость разъема штампа желательно располагать по направлению двух наибольших габаритных размеров.

Технологичность конструкций деталей при механической обработке и сборке

Технологичность конструкции деталей при механической обработке зависит от характера производства, применяемого оборудования и ряда других факторов. Поэтому, единый подход здесь невозможен. Однако можно отметить ряд общих положений, которые создают предпосылки для конструирования технологически рациональных деталей в различных производствах. Оптимальные условия создаются тогда, когда максимальное число обрабатываемых деталей охватываются минимальным количеством технологических решений.

При отработке конструкции деталей на технологичность имеют в виду следующие соображения:

-уменьшение числа деталей и узлов;

-подобие конструктивных форм заготовки и детали;

-уменьшение числа переустановок на операциях механической обработки;

-сокращение объема и упрощение операций механической обработки;

-правильный выбор материалов (его обрабатываемость) и вида заготовки

(сокращение механической обработки);

-простановка размеров в зависимости от характера механической обработки    

и расположения баз;

-правильный выбор базовых поверхностей и максимальное совмещение конструкторских, технологических и метрологических баз;

-сквозная обработка поверхностей;

-исключение обработки торцов внутри корпусов;

-достаточная жесткость деталей для успешной механической обработки;

-расчленение или объединение деталей при обработке на станках с ЧПУ;

-обязательное наличие канавок для выхода режущего инструмента из зоны обработки;

-создание условий для повышения жесткости и стойкости режущего инструмента (свободный выход инструмента, доступность обрабатываемых поверхностей);

-минимальное количество разнообразия отверстий, выточек, канавок, резьбовых отверстий в корпусных деталях;

-четкое разграничение поверхностей, подлежащих механической обработке;

-расположение соосных отверстий в корпусных деталях должно происходить в порядке уменьшения диаметров;

-исключение несквозных отверстий и обработки нерабочих поверхностей;

-отказ от обрабатываемых поверхностей, расположенных наклонно относительно главных осей детали.

Некоторые способы (приемы) повышения технологичности конструкции деталей при механической обработке приведены в таблице 1.