Анализ технологичности конструкции детали "Полумуфта"

4 Анализ технологичности конструкции детали

 

Одним из факторов, существенно влияющих на характер технологического процесса, является технологичность конструкции изделия. Деталь считается технологичной, если ее обработка ведется с максимальной производительностью и минимальной себестоимостью. При анализе на технологичность необходимо стремиться к наименьшему числу нетехнологичных элементов. Анализ детали производится для того, чтобы узнать удобна ли деталь в обработке, а также найти менее трудоемкие и менее дорогие экономичные методы получения деталей.

 Показатели технологичности делят на качественные и количественные. Качественные показатели характеризуют технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя. Качественные показатели: материал, установка (базирование и закрепление), простановка размеров, допуски формы и расположения, геометрическая форма, возможность применения рационального и производительного способа обработки.

Деталь «Полумуфта» изготовлена из коррозионно-стойкой стали  30Х13 ГОСТ5632-72.

Таблица 4.1 – Механические свойства стали 30Х13 ГОСТ 5632-72

Таблица 4.2 – Химический состав стали 30Х13 ГОСТ 5632-72

Кремний (Si),%	Марганец (Mn),%	Медь (Cu),%	Никель (Ni),%	Сера (S),%	Титан (Ti),%	Углерод (C),%	Хром (Cr),%
0,8	0,8	0,30	0,6	0,025	0,2	0,26-0,35	12,0- 14,0

  Материал заменитель – сталь 40Х13.  

  Сталь 30Х13 применяется для изготовления режущего, мерительного и хирургического инструмента, пружин, карбюраторных игл, предметов домашнего обихода, клапанных пластин компрессоров, штоков поршневых компрессоров, деталей внутренних устройств аппаратов и других различных

деталей, работающих на износ в слабоагрессивных средах до 450 °С.

Данный материал дорогой, но по своим характеристикам вполне подходящий для изготовления детали «Полумуфта».

Обработка резанием данной стали производится при пониженных режимах, что увеличивает время обработки и следовательно приводит к снижению производительности обработки и увеличению себестоимости  готовой детали (коэффициенты обрабатываемости  стали инструментами из: твердого сплава , быстрорежущей стали ).

«Полумуфта» имеет отношение длины к диаметру L/D < 1, что обеспечивает детали достаточную жесткость, как в процессе обработки (т.е. позволяет производить обработку заготовки на повышенных режимах, применение многоинструментальной обработки), так и при эксплуатации.

Деталь «Полумуфта» имеет большие размеры и массу (98кг), что вызывает: трудности при ее транспортировке, необходимость использования специальных приспособлений при установке заготовки на стол или в патрон станка.

Нетехнологичным является V группа стали по испытаниям, что предусматривает увеличение массы всех заготовок за счет добавления напусков для образцов и проведение всех видов испытаний (испытание на растяжение, на ударную вязкость, определение твердости), при этом каждая поковка принимается отдельно. Нетехнологичным так же есть проведение ультразвукового контроля в 100% объеме для выявления различных дефектов металла.

Геометрическая форма поверхностей.

Геометрическая форма поверхностей выбрана рационально, поверхности простые: плоскости, наружные цилиндрические поверхности, коническая внутренняя поверхность, сквозные отверстия, винтовые поверхности (резьба).

 Размеры поставлены верно, соблюдается принцип единства и совмещения баз. Значения предельных отклонений размеров в некоторых случаях не соответствуют стандартным, что является нетехнологичным. Так размер 10,5мм задан с предельным верхним отклонением +0,3мм, а ближайшие стандартные значения отклонений следующие:

- меньшее - +0,27мм (по Н13);

- большее - +0,43мм (по Н14).

 Следовало принять ближайшее меньшее значение предельного отклонения, т.е. 10,5^+0,27.

  Нетехнологичными поверхностями детали «Полумуфта» являются точные шпоночные пазы (45Js9 и 45D10), которые обрабатываются низко производительным методом – долблением в несколько стадий. Эти пазы должны быть выполнены параллельно образующей конуса, что предполагает применение специального приспособления или точной разметки и длительной выверки. Также нетехнологичны пазы под выход долбежного резца (Ø80х6), которые требуют для обработки отдельного оборудования, оснастки и режущего инструмента увеличивая тем самым стоимость детали.

 «Полумуфта» имеет большое количество отверстий разного диаметра, что также является нетехнологичным, потому что для их обработки требуется применение большого количества различных инструментов. Также нетехнологичными элементами детали есть фаски с обеих сторон отверстий Ø26, что вынуждает вести обработку с нескольких установов или применения специального инструмента, что очень сильно удорожает обработку. Технологичным в данном случае является то, что все отверстия сквозные (в том числе резьбовые), имеют невысокую точность.

 Нетехнологичными являются точные поверхности, обработка которых ведётся в несколько этапов, а значит, требует больше времени, большого количества инструментов, специального оборудования и оснастки в результате чего себестоимость их изготовления возростает по отношению к менее точным поверхностям, не требующим дополнительной обработки. К ним можно отнести поверхности Ø189,5Н7; Ø166Н9; Ø413,8h9.

Нетехнологичным элементом конструкции детали является протяженная (длина l=233мм) внутренняя, точная коническая поверхность, которая имеет низкую шероховатость (Ra=1,6мкм), так как она нуждается в применении специальных  способов обработки, специальных режущих и измерительных инструментов, дополнительных дорогостоящих операций.

Нетехнологичными элементами также являются: допуски симметричности на шпоночные пазы 45Js9 и 45D10 составляющие соответственно: 0,06мм и 0,10мм относительно оси детали; допуски параллельности боковых стенок этих пазов: 0,03мм и 0,05мм относительно оси детали; допуск торцевого биения на размер 26мм, составляющий 0,05мм и допуск радиального биения поверхности Ø234 – 0,1мм; позиционный допуск в диаметральном выражении: для 3 отверстий М20-7Н – Ø0,6мм, для 7 отверстий  Ø26 – Ø0,8мм. Всё это требует применения дополнительных затрат времени, точного оборудования (станков, режущего и мерительного инструмента).

Вывод. В целом деталь «Полумуфта» достаточно технологична, имеет развитые базовые поверхности для первоначальных операций, достаточную жесткость и довольно проста по конструкции.