Тема: Анализ технологичности конструкции и синтез более технологичной конструкции.

Назначение сборочного узла:Данный узел используется для передачи вращающего момента под углом в 900 в тяжелом машиностроении и станкостроении, но аналогично может использоваться в автомобилестроении (второстепенная коробка) или авиастроении (вспомогательный отвод момента).

Условия функционирования: Рассматривая первичное назначение узла можно сказать, что необходимо несколько условий: увеличенная масса колес, корпусов и станин; способность выдерживать долгосрочные знакопеременные нагрузки (циклическая прочность); максимально уменьшить износ внутренних деталей, дабы увеличить срок службы узла.

Цель исследования: формирование на основании выделенной информации баз технологических данных, использования баз для решения конкретных задач по индивидуальному заданию, создания эскизов форм для технологичных конструкций, синтеза сборочного узла из технологичных конструкций и технологического предложения на изготовление деталей.

Эскиз выбранной детали:            (деталь 1, корпус тихоходного вала конической передачи)
 
Исходное технологическое предложение:
Выполнение заготовки производится в 2 этапа.
Сначала методом механической деформации выполняются детали А и В, потом производится их сварка.Необходимо составить базы данных по выбору материала, способу штамповки и сварки. В зависимости от принадлежности детали соответствующим отраслям промышленности изменяются и базы данных.

Выбор технологических свойств сплавов:
 
Выбор технол. свойств сплавов
ИД
СЧ
ВЧ
Ст
Al
Ti
1,3
1,4
1,6
1,7
1,8
1
1 Свойства ОД (комплексный фактор)  
1,2
1,2
1
1,7
1
2
2 Статическая прочность Малая    
1
1
 
1
3 Большая  
1
   
1
 
3
4 Способность к обработке резанием Хорошая  
1
 
1
1
 
5 Плохая    
1
   
1
4
6 Виброустойчивость Хорошая  
1
1
1
   
7 Плохая        
1
1
5
8 Принадлежность к отрасли Станкостроение  
Х
Х
Х
   
9 Автомобилестроение  
Х
Х
Х
Х
 
10 Авиастроение      
Х
Х
Х
6
11 Удельная прочность Малая  
1
1
1
   
12 Большая        
1
1
7
13 Циклическая прочность Малая  
1
1
1
   
14 Большая        
1
1

Таким образом, по умолчанию, для станкостроения, где решающий фактор - вибростойкость и масса подходит - серый чугун или сталь; для автомобилестроения, где решающий фактор - дешевизна и массовость - серый чугун или силумины; для авиастроения, где решающий фактор - надежность и легкость - алюминий (дюраль) или титан.

Подробнее о материалах в автомобилестроении>>
Список производителей-металлургов на List RU>>


Выбор способа обработки давлением:
 
Выбор рационального способа ОД
ИД
УС1
ОШ
ЗШ
УС2
1,5
1,8
1
1
Сложность конфигурации Фасонная
X
1.3
1
1
2
Простая  
1.0
1
2
2
3
Толщина стенок <=5мм
X
1.2
2
1
4
>5мм  
1.0
1
2
3
5
Материал изделия Ст. и чуг.
X
1.0
1
2
6
Цв. мет.  
2.0
2
1
4
7
Прочность >400 МПа
X
1.5
2
2
8
<400 МПа  
1.0
1
1
5
9
Серийность Мелк. парт.
X
2.0
1
1
10
Круп. парт.  
1,0
1
2
6
11
Коэффициент точности <=1 мм  
1.1
2
1
12
>1 мм
X
1.0
1
2

Для выбранной по умолчанию станкостроительной промышленности:
УС (ОШ) = 1.5 * (1*2*1*2*1*1) = 6 - Открытый штамп>>
УС (ЗШ) = 1.8 * () = 10,8 - Закрытый штамп>>

Итоговая стоимость: УС(ДЕТ) = 12 (2 операции)

Подробнее о видах обработки давлением >>


Синтез результатов решения:

В соответствии с назначением сборочного узла по умолчанию, а именно станкостроение и выделенными условиями функционирования требуется:

В соответствии с техническим заданием по базам технологических данных осуществляется расчет данных, позволяющий синтезировать более технологичную конструкцию.

Результатом расчета является :

Горячая объемная штамповка серого чугуна в открытом штампе для детали А и Б.

Схемы обработки деталей:


Способы повышения технологичности штампованной детали:

Так как местные утолщения для крепежа крышки подшипника в сужающейся части не позволяют выполнить корпус в виде одной детали, то предложение будет состоять в исправлении формы таким образом:
 
Деталь представляет собой две полуформы, изготовляемые горячей объемной штамповкой в открытом штампе. Для скрепления их предназначены выносы под болтовое соединение рядом с подшипниками и основанием.

Такая оптимизация позволяет избежать дорогостоящей и снижающей прочностные качества сварке и ликвидировать операцию ковки. Также можно предусмотреть дополнительные ребра жесткости (на рисунке не указаны) для упрочнения и улучшения теплоотвода.

Итоги оптимизации:

  • Из-за наличия двух одинаковых половинок массовость изготовления увеличивается в 2 раза
  • Равностенная деталь позволяет использовать листовой материал и сберегать штампы за счет равномерных нагрузок
  • Ликвидированы операции сварки и ковки.

  •  

     
     
     

    Итоговая стоимость: УС(ДЕТ) = 12