Анализ технологичности конструкции детали

Существует два метода определения технологичности конструкции деталей это качественная и количественная оценка. Качественная оценка технологичности осуществляется на уровне анализа и рассуждений типа хорошо - плохо, легче - труднее и т.д.

Качественная оценка технологичности позволяет дать лишь приближенную оценку технологичности. Анализируя с этой точки зрения технологичность конструкции косозубого зубчатого колеса можно сказать следующее. Конструктивная форма косозубого зубчатого колеса относительно простая, так как деталь ограничена простейшими по форме поверхностями: плоскостями и цилиндрами.

Материал косозубого зубчатого колеса в задании не указан. Однако она служит для передачи крутящего момента, поэтому испытывает нагрузки и взаимодействует с другими деталями. Также на ее поверхности имеются зубья. Поэтому ее можно отнести к косозубым зубчатым колесам.

При выборе материала для изготовления косозубого зубчатого колеса будем учитывать следующие факторы: передавае­мые нагрузки, скорость вращения, низкую стоимость материала, хорошую обрабатываемость резанием, мини­мальное коробление при закалке и три основных эксплуатацион­ных показателя - высокую прочность, долговечность работы и повышенную стойкость к износу.

Для изготовления косозубого зубчатого колеса можно использовать следующие материалы стали: углеродистые - 40, 45, 50; хромистые — 20Х, 35Х, 40Х, 50Х; хромоникелевые - 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20ХН, 40ХН; хромомарганцовые - 18ХГ, 18ХГТ, 25ХГТ, ЗОХГТ; хромомо-либденовые - 20ХМ, хромоалюминиевые с молибденом - 38ХМЮА, 38Х2МЮА, хромоникельмолибденовые - 18Х2Н4МА, хромоникельмолибденовые с титаном - 25ХГНМТ.

Углеродистую сталь не желательно применять для изготовления косозубого зубчатого колеса, из-за большого коробления в процессе термообработки и сравнительно низкой прочности.

Для повышения прочности и износостойкости в стали добав­ляют один или несколько легирующих элементов. Хром является одним из наиболее универсальных и широкоприменяемых леги­рующих элементов. Хром усиливает действие углерода, повы­шает твердость, стойкость к износу, расширяет предел упругости, увеличивает прочность на разрыв и прокаливаемость. Никель увеличивает ударную прочность, предел упругости и прочность стали на разрыв. Прочная и вязкая поверхность никелевых сталей обеспечивает высокую стойкость к усталости и износу. Никеле­вые стали хорошо подвергаются цементации, никель уменьшает деформацию и обеспечивает хорошие свойства сердцевины. Мо­либден увеличивает прокаливаемость сталей и оказывает значи­тельное влияние на уменьшение твердости сталей при температу­рах отпуска. Титан размельчает зерно - обрабатываемость ухуд­шается.

Легированные стали с содержанием хрома, никеля, молибдена, марганца применяют для изготовления высоконагруженных деталях. К тому же чем больше легирующих элементов в стали, тем она дороже и хуже обрабатывается, поэтому наиболее рационально в качестве материала для изготовления косозубого зубчатого колеса использовать хромистую сталь 40Х.

Некоторую сложность при обработке представляет точное изготовление центрального отверстия. Точность размера отверстия Ø90Н7мм обусловлена тем, что данная поверхность сопряжена с посадочной поверхностью опоры скольжения.

Заданная шероховатость (Ra2,5 мкм) поверхности отверстия Ø90Н7мм соответствует требованиям, предъявляемым к точности. Свободные поверхности обрабатываем с шероховатостью Ra10.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что косозубое зубчатое колесо является технологичной деталью.

Другой, количественный метод определения технологичности, предполагает использовать расчетный метод. Существует большое количество параметров, по которым рассчитывается технологичность детали. В данном разделе дипломного проекта не ставится задача дать всеобщую количественную оценку технологичности конструкции и объекта производства: обрабатываемость материала детали резанием (К_ТО), рациональность формы и расположения детали поверхностей (К_ТФ), наличия у детали поверхностей, которые удобно использовать в качестве базовых (К_ТБ)возможность их при обработке заготовки стандартными режущими и мерительными инструментами (К_ТС), соответствие назначенной конструктором шероховатости поверхностей, точность их размеров и расположения (К_ТШ)

(2.4)

где: К_МVТ, К_МVС, К_МVФ – поправочные коэффициенты к скорости резания для токарной, сверлильной и фрезерной обработки;

åТ_от, åТ_шл, åТ_оф – суммарное по виду обработки основное время;

åТ_о – сумма основного технологического времени по всем переходам всех анализируемых операций.

åТ_от=7,67 мин

åТ_шл=15,7 мин

åТ_о=29,17 мин

(2.5)

где: – предел временного сопротивления. Для стали 40Х ;

n_v=1.25 для токарной обработки;

n_v=1.3 для шлифования;

n_v=1.25 фрезерной обработке.

Расчет показателя К_ТФ

Поверхности определяем по десяти признакам:

Сокращение площади механической обработки;

Открытость обрабатываемых поверхностей;

Расположение обрабатываемых поверхностей;

При обработке системы отверстий наиболее точное сквозное;

Шлицевые отверстия – сквозные;

Нет обрабатываемых выточек;

Возможность нормального врезания и выхода инструмента;

Нет глухих резьбовых отверстий на всю глубину;

Нет отверстий с наклонным положением осей;

Нет поверхностей сложной геометрической формы.

Если деталь оценивается как не технологичной хотя бы по одной поверхности по признакам 1, 2, 3, 5, 8, 9 и 10 то каждому признаку выставляется балл:

по 1, 2, 3 и 8-му признакам выставляется –0,2 балла

по признаку 5 выставляется –0,4 балла

по признаку 9 выставляется –0,5 балла

по признаку 10 выставляется +0,9 балла.

Затем значения К_ТФ складываются из суммы средних значений по признакам.

По первому, второму, третьему, пятому и шестому признакам деталь технологична, поэтому выставляем 0 баллов.

По четвертому признаку –0,15 балла.

По седьмому признаку –0,15 балла.

По восьмому признаку 0 балла.

По девятому признаку 0 балла.

По десятому признаку 0,9 балла.

К_ТФ=0+0+0-0,15+0+0-0,15+0+0,9=0,6

Расчет показателя К_ТБ

За использование в качестве технологической или измерительной базы основной поверхности детали записывается 1 балл. За использование каждой вспомогательной поверхности учитывается 0,85 балла, и за созданием искусственной базовой поверхности 0,75 балла.

Расчет показателя К_ТС

У рассматриваемой детали не все поверхности обрабатываются стандартным инструментом.

К_ТС=0,9.

Расчет показателя К_ТШ

Для рассматриваемой детали все допуска соответствуют шероховатости, поэтому точность измерения гарантируется, следовательно К_ТШ=1.

Анализируя все показатели технологичности рассмотренные выше имеем:

К_Т=1×0,6×0,98×0,9×1=0,52

Полученное значение коэффициента технологичности больше 0,1 [12], следовательно, деталь технологична.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: