Конструирование механически обрабатываемых деталей

Конструирование механически обрабатываемых деталей

Механическая обработка принадлежит к числу наиболее трудоемких и дорогих способов изготовления и составляет до 70 % стоимости изделия.

Главные технологические способы повышения производительности обработки:

1. Сокращение машинного времени (интенсификация процессов резания). К этим способам относятся скоростное резание (увеличение главной скорости резания), силовое резание (увеличение подачи и глубины реза), производительные способы обработки (обработка многолезвийным инструментом, внутреннее и наружное протягивание, фрезоточение и т. д.)

2. Сокращение вспомогательного времени — применение быстродействующих приспособлений автоматизации подачи, установки, крепления и снятия заготовок, обработка по настроенным операциям, автоподналадка настройки, автоматизация контроля. Разновидностью этого способа является последовательная обработка заготовок в многоместных приспособлениях

3. Совмещение во времени операций обработки (синхронизация переходов). К этому способу относятся обработка комбинированным инструментом и многоинструментная обработка (многорезцовое точение и строгание, фрезерование набором фрез). Наиболее полное выражение этот способ получил в агрегатных станках, производящих одновременную обработку нескольких поверхностей заготовки.

4. Одновременная обработка нескольких заготовок — параллельная и параллельно-последовательная обработка нескольких заготовок в многоместных приспособлениях, непрерывная обработка на роторных, карусельных и барабанных станках.

5. Ускорение передачи заготовок со станка на станок (механическая транспортировка заготовок, рациональная расстановка оборудования). Наивысшую производительность дают автоматические и полуавтоматические линии, особенно роторные.

Обязательными условиями применения производительных способов обработки, специальной технологической оснастки и специализированных станков являются массовость и стабильность выпуска продукции, устранение многомодельности и всемерная унификация конструкций.

В конструкции механически обрабатываемых деталей должно быть предусмотрено максимальное сокращение трудоемкости обработки при одновременном обеспечении высокого качества и надежности машин. При конструировании механически обрабатываемых деталей необходимо соблюдать следующие правила:

  • сокращать протяженность механически обрабатываемых поверхностей до конструктивно необходимого минимума;
  • уменьшать количество металла, снимаемого при обработке;
  • предусматривать изготовление деталей наиболее производительными методами обработки без снятия стружки (штамповкой, холодной высадкой, чеканкой и т. д.);
  • шире применять профильный и сортовой прокат с сохранением наибольшего числа черных поверхностей;
  • предусматривать изготовление деталей из заготовок с формой, возможно близкой к форме окончательною изделия;
  • облегчать изготовление трудоемких деталей путем применения составных конструкций;
  • избегать излишне точной механической обработки. Применять в каждом отдельном случае наиболее низкую точность, обеспечивающую правильную работу узла и удовлетворяющую условию взаимозаменяемости;
  • обеспечивать возможность применения наиболее производительных способов механической обработки (обработка мерным многолезвийным инструментом и т. д.);
  • предусматривать возможность обработки напроход, являющейся главным условием повышения производительности, получения высокой точности и малой шероховатости обрабатываемых поверхностей;
  • при невозможности обработки напроход обеспечивать выход обрабатывающего инструмента на расстояние, достаточное для получения точных поверхностей, обеспечивать удобный подход режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям;
  • предусматривать возможность обработки максимального числа поверхностей при одной операции на одном станке, с одного установа, одним и тем же инструментом;
  • деталям многократного и массового применения придавать формы, допускающие групповую обработку с применением комбинированного инструмента;
  • обеспечивать возможность обработки точных соосных и параллельных отверстий с одного установа, облегчающей получение соосности и точных межосевых расстояний;
  • предусматривать четкое разделение поверхностей, обрабатываемых на различных операциях, различным инструментом и с различной степенью точности;
  • между обрабатываемыми и ближайшими необрабатываемыми поверхностями предусматривать расстояния, обеспечивающие обработку при наибольших возможных по производственным условиям колебаниях размеров заготовки;
  • избегать совместной обработки деталей в сборе, нарушающей непрерывность производственного потока, снижающей взаимозаменяемость и затрудняющей смену деталей в эксплуатации;
  • сокращать номенклатуру обрабатывающего инструмента путем унификации размеров и формы обрабатываемых элементов;
  • в единичном и мелкосерийном производстве сводить к минимуму применение специального режущего инструмента, по возможности обходясь стандартным инструментом;
  • придавать обрабатываемым поверхностям форму, обеспечивающую равномерную и безударную работу инструмента;
  • разгружать цилиндрический многолезвийный инструмент (сверла, развертки, зенкеры и т. д.) от одностороннего давления при обработке;
  • придавать обрабатываемым участкам высокую и равномерную жесткость, обеспечивающую точную обработку и способствующую применению производительных способов обработки;
  • предусматривать удобные базы для контроля размеров по возможности с применением универсального измерительного инструмента.