что такое унифицированная поверхность

Унификация конструктивных элементов

Элементы, выявляющиеся в процессе компонования, следует многократно использовать для всей конструкции, усредняя расчетные параметры и добиваясь максимального сокращения их номенклатуры.

Унификации в первую очередь подлежат посадочные соединения (по номинальным размерам, типу посадок и квалитету), резьбы (по диаметру, шагу и квалитету), шлицевые и шпоночные соединения, крепежные детали и т. д. Целесообразно сокращать номенклатуру материалов, виды отделочных операций, гальванических покрытий, типы сварки, форму сварных швов и др.

На рис. 284, а — в приведен пример компонования вала с насадной деталью, опертой в бронзовой втулке. В конструкции а выбор посадочных диаметров не продуман. Правильно назначен основной посадочный размер (диаметр опорной шейки) из числа нормальных (диаметр 50). Далее допущены ошибки. С целью уменьшения расхода бронзы конструктор принимает толщину стенок втулки равной 3,5 мм, вследствие чего получается нестандартный размер наружного диаметра втулки (диаметр 57).

Стремясь увеличить прочность вала в насадном соединении, конструктор уменьшает диаметр нала по отношению к диаметру шейки на 2 мм на сторону, в результате чего получается нестандартный диаметр 46, который приводит к размеру резьбы М45 под затяжную гайку.

В компоновке на основе нормальных размеров (конструкция б) наружный диаметр втулки 60 мм, диаметр насадного соединения 45 мм. Отсюда следует размер резьбы М42. Однако стандартизация размеров в данном случае приводит к некоторому снижению прочности вала и увеличению массы бронзовой втулки. В более рациональной конструкции в диаметр шейки 55 мм, наружный диаметр втулки 60 мм, диаметр насадного соединения 50 мм.

В конструкции г допущен значительный разнобой в размерах посадочных диаметров, резьб, шпонок и модулей зуба. В рациональной конструкции д сокращено число посадочных размеров, унифицированы шпонки и модули зубьев (m = 4). Необходимая прочность зуба малых зубчатых колес достигнута увеличением их длины. Итоги унификации представлены в табл. 32. В общей сложности номенклатура элементов сокращена с 16 до 7 наименований.

В качестве примера унификации размеров под ключ приведем узел регулирования редукционного клапана (рис. 285).

В конструкции а применены три размера (1—3), в унифицированной конструкции б — один размер (4).

Источник

Основы технологии машиностроения

Главная > Конспект >Промышленность, производство

Необходимость количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделий, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми стандартами или стандартами предприятия.

Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

Количественная оценка эксплуатационной и ремонтной технологичности конструкции изделия проводится обязательно при затратах на эксплуатацию и ремонт сопоставимых или превышающих затраты на его производство.

Для количественной оценки технологичности конструкции детали
из предусмотренной [34] номенклатуры показателей технологичности рекомендуется применять следующие:

где Е ун – количество унифицированных и стандартных элементов в конструкции детали;

Е общ – общее количество элементов детали.

К унифицированным поверхностям относятся стандартные канавки, фаски, центровочные гнезда, зубчатые, шлицевые, шпоночные поверхности; гладкие цилиндрические и плоские поверхности, если их номинальный размер принадлежит одному из рядов номинальных линейных размеров и допуск размера назначен по квалитетам. Базовое значение показателя К у =0,8.

где М д – масса детали, кг;

М з – масса заготовки, кг.

Базовое значение показателя К им =0,62. Если расчетное значение коэффициента использования материала выше базового, то можно сказать, что выбранным метод получения заготовки и ее конфигурация удовлетворяют требованиям технологичности.

 коэффициентом точности обработки

определяет средний квалитет точности обработки детали. Базовое значение среднего квалитета точности – 14. Базовое значение показателя К т =0,64.

 коэффициентом шероховатости поверхностей

где – класс шероховатости поверхности;

Базовое значение показателя К т =1.

Сравнивая фактически достигнутые показатели технологичности детали с базовыми, численное значение показателей технологичности позволяет оценить, насколько конструкция детали рациональна и приближается к идеальной.

6. Припуски на механическую обработку

ГОСТ 1.1109-82 устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области технологических процессов изготовления и ремонта изделий машиностроения и приборостроения [7].

Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготовляют деталь.

Механическая обработка – обработка давлением или резанием.

Обработка давлением – обработка, заключается в пластическом деформировании или разделении металла. Разделение металла происходит давлением без обработки стружки.

Ковка – обработка металлов давлением местным приложением деформирующих нагрузок с помощью универсального подкладного инструмента или бойков.

Поковка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом ковки.

Штамповка – обработка металлов давлением с помощью штампа.

Штамп – технологическая оснастка, посредствам которой заготовка приобретает форму и (или) размеры, соответствующие поверхности или контуры элементов штампа.

Штампованная заготовка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом штамповки.

Литьё – изготовление заготовок или изделия из жидкого металла заполнением им полостей заданных форы и размеров с последующим затвердеванием.

Отливка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом литья.

Обработка резанием – обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. Образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.

Обрабатываемая поверхность – поверхность, подлежащая воздействию в процессе обработки.

Черновая обработка – обработка, в результате которой снимается основная часть припуска.

Чистовая обработка – обработка, в результате которой достигается заданная точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей.

Припуск – слой материала, удаляемый поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности. К свойствам отрабатываемого предмета труда или его поверхности относятся размеры, форма, твердость, шероховатость и т.п.

Операционный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода.

Допуск припуска – разность между наибольшим и наименьшим значениями размера припуска.

Существуют следующие методы назначения припусков на обработку резанием:

1. По справочным таблицам. В соответствии с этим методом припуск на обработку резанием определяется в зависимости от метода получения заготовки (прокат, литье, поковка) и стадии обработки без уточнения метода (черновая, чистовая, отделочная). Справочные таблицы приведены в [2].

Этот метод является наименее точным, но позволяет определить припуск достаточно быстро. Справочные таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными. Содержит резервы для снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали.

Применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

2. По ГОСТам. В зависимости от метода получения заготовки припуск на обработку резанем и размеры заготовки могут быть определены по ГОСТ. Например, если заготовка получена методом горячей объемной штамповки, то необходимо воспользоваться ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» [13]. Если заготовка получена свободной ковкой, то применяют ГОСТ 7062 – 90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовленные ковкой на прессах. Припуски и допуски» [12]. Если заготовка отливка из черных или цветных металлов – используют ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку» [15] и т.д.

Данный метод является более точным, так как учитывает конкретный метод получения заготовки и его особенности (например, тип оборудования, его точность, точность метода получения заготовки и т.п.), а также учитывает стадии обработки (черновая, чистовая, отделочная).

Применяется в серийном производстве деталей.

3. Расчетно-аналитический метод определения припуска на механическую обработку (РАМОП) [25]. Он базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Применение РАМОП сокращает отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.

Метод является трудоемким и наиболее точным. Применяется, в основном, в массовом производстве.

Расчетно-аналитический метод определения припуска на обработку позволяет определить минимальный, максимальный и номинальный припуски на обработку резанием.

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется:

При параллельной обработке противоположных поверхностей (двусторонний припуск):

При обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):

Номинальный припуск на обработку поверхностей:

2 Z i = 2( Z i min + ei i- 1 + ei i ) (5)

Z i = Z i min + es i- 1 + es i (6)

2 Z i = 2( Z i min + es i- 1 + es i ) (7)

Знать номинальные размеры заготовок необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, прессформ, моделей, волок, приспособлений).

Источник

Пример оформления оценки технологичности конструкции детали

Пример качественной оценки ТКИ

Пример количественной оценки ТКИ

Количественные оценки технологичности определяются на основе сравнения показателей, которые выражаются в числовых значениях.

Коэффициент унификации конструктивных элементов:

,

где Е_y – число унифицированных типоразмеров элементов; N_y=74.

Е_общ – число конструктивных элементов; N=86.

, коэффициент унификации сравнительно высокий, значит деталь является унифицированной.

Коэффициент использования материала:

где М_д – масса детали фактическая, кг;

М_з – масса заготовки, кг;

, К_им >0,6, значит способ получения заготовки выбран верно, заготовка технологична.

Коэффициент точности обработки:

,

где — средний квалитет точности;

Тогда

Таблица – Расчет коэффициента точности

;

где n_i – число поверхностей детали, подлежащих механической обработке;

Таблица – Расчет коэффициента шероховатости

Выводы о технологичности детали:

— рассчитанный коэффициент унификации можно расцени­вать как сравнительно высокий. Чем больше унифицирован­ных поверхностей, тем выше коэффициент унификации, следовательно, повышается технологичность детали.

— рассчитанный коэффициент использования материала больше критического значения, следовательно, способ получе­ния заготовки является рациональным.

— коэффициент точности равен 0,92. Чем выше коэффициент точности, тем с меньшей точно­стью обрабатывается деталь, следовательно, технологичность повышается.

— коэффициент шероховатости равен 0,29. Чем выше коэффициент шероховатости, тем «грубее» обрабатывается деталь, тем технологичнее конструкция.

Источник

Что такое унифицированная поверхность

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Product unification. Basic principles

Дата введения 1980-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

В.А.Грешников, канд. техн. наук; П.В.Мудрецов; В.С.Панкратов; В.К.Андриканис, канд. техн. наук; И.Я.Ремизов, канд. техн. наук; А.Г.Григорьев; М.Л.Озик; Е.В.Краснушкин

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16 января 1980 г. N 171

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ (март 1991 г.) с Изменением N 1, утвержденным в июне 1988 г. (ИУС 11-88)

1. Настоящий стандарт устанавливает цели, основные направления, виды и основные этапы проведения работ по унификации изделии основного и вспомогательного производства, изготавливаемых по конструкторской и (или) нормативно-технической документации, в процессе научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новой техники.

Работы по установлению рациональной номенклатуры изделий, проводимые в процессе стандартизации и заканчивающиеся разработкой стандартов, осуществляются в соответствии с основными положениями и требованиями стандартов Государственной системы стандартизации.

Термины, использованные в настоящем стандарте, и пояснения к ним приведены в справочном приложении.

В зависимости от поставленных задач унификация изделий может проводиться по назначению (применению), средствам обеспечения и обслуживания, агрегатам и узлам определенного функционального назначения, условиям производства, а также по другим признакам.

3. Основными целями унификации являются:

ускорение темпов научно-технического прогресса в отраслях промышленности за счет сокращения сроков разработки, подготовки производства, изготовления, проведения технического обслуживания и ремонта изделий;

создание условий при проектировании и производстве для обеспечения высокого качества изделий и взаимозаменяемости их составных частей в эксплуатации;

повышение экономической эффективности создания и эксплуатации изделий за счет снижения затрат в процессе проектирования изделий, изготовления их в условиях специализации производства и технического обслуживания;

обеспечение требований обороны страны.

4. Достижение указанных целей осуществляется проведением работ по унификации по следующим направлениям:

использование во вновь разрабатываемых и модернизируемых группах изделий ранее спроектированных, освоенных в производстве и апробированных или впервые разработанных одинаковых (повторяющихся в пределах группы изделий) составных частей;

разработка унифицированных составных частей;

разработка (выбор) базовых изделий;

разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий;

установление (ограничение) номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов (симплификация).

Симплификация проводится в масштабах предприятия, отдельной отрасли, нескольких отраслей промышленности на основе установления типоразмерных рядов, а также применения альбомов типовых конструкций изделий, каталогов и ограничительных перечней.

Изделие, полученное в результате проведения работ по симплификации и разрешенное к применению в установленном порядке, является симплифицированным изделием.

5. Работы по унификации, осуществляемые при выполнении задач в соответствии с п.2 на всех этапах жизненного цикла изделия, должны обеспечить заданный технический уровень и качество изделий при минимальных затратах на их проектирование, изготовление и эксплуатацию.

6. Работы по унификации изделий проводятся как в пределах одного проекта (внутрипроектная унификация), так и в пределах двух и более проектов (межпроектная унификация).

7. Работы по унификации изделия в зависимости от области их проведения относят к:

межотраслевой (межведомственной) унификации;

отраслевой (ведомственной) унификации;

унификации на предприятии (в объединении).

К межотраслевой (межведомственной) унификации относят унификацию изделий одинакового или близкого назначения, изготовляемых (применяемых) двумя и более отраслями промышленности (ведомствами).

К отраслевой (ведомственной) унификации относят унификацию изделий одинакового или близкого назначения, изготовляемых (применяемых) одной отраслью промышленности (одним ведомством).

К унификации на предприятии (в объединении) относят унификацию изделий, изготовляемых данным предприятием (объединением).

8. Организационно-методическое руководство работами по унификации в стране, разработку научных основ межотраслевой унификации, координацию работ в этой области осуществляет Госстандарт.

9. Работы по межотраслевой и отраслевой унификации изделий возлагаются на министерства (ведомства) в части закрепленных за ними видов продукции.

Организационно-методическое руководство работами по унификации в отрасли (ведомстве) возлагается на соответствующие головные и базовые организации по стандартизации и (или) головные и базовые организации по видам техники в установленном министерством порядке.

10. Ответственность за обеспечение заданного уровня унификации вновь разрабатываемых (модернизируемых) изделий возлагается на генеральных и главных конструкторов и руководителей конструкторских бюро.

11. В целях обеспечения единого организационно-методического подхода к проведению работ по унификации в масштабе предприятия, отрасли, нескольких отраслей устанавливают следующие этапы проведения этих работ:

выбор номенклатуры изделий, подлежащих унификации;

сбор и анализ данных применяемости изделий;

проведение работ в соответствии с целями, задачами и направлениями, установленными пп.2, 3, 4;

оценка результатов работ по унификации;

разработка мероприятий по внедрению результатов работ по унификации.

Номенклатуру изделий, подлежащих унификации, выбирают исходя из:

основных целей и задач унификации;

важности и перспективности изделий для народного хозяйства и требований обороны страны;

годовых объемов и типа производства изделий с учетом их экономических характеристик;

характера распределения объемов производства и потребления изделий по министерствам (ведомствам);

принятых обязательств страны на двусторонней или многосторонней основе в связи с научно-технической и экономической интеграцией и международным разделением труда.

Номенклатуру изделий, подлежащих унификации, определяют министерства, являющиеся ведущими в производстве этого вида продукции, в соответствии с требованиями заказчика (потребителя). Анализ данных применяемости проводят с целью определения области применения изделий по всему анализируемому числу типоразмеров изделий и их параметров с учетом программы выпуска.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

12. Проведение работ по унификации изделий (группы изделий) должно включать решение следующих вопросов:

определение уровней членения изделия (группы изделий) на составные части, соответствующих наилучшим возможностям для их унификации при условии выполнения требований п.5;

анализ целесообразности применения ранее спроектированных, освоенных в производстве и апробированных составных частей;

обоснование целесообразности применения впервые разработанных одинаковых составных частей;

установление соответствия номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов требованиям заданного технического уровня и качества изделия;

составление, при необходимости, ограничительного перечня изделий и материалов, разрешаемых к применению в данном проекте;

анализ возможности и целесообразности унификации групп типоразмеров составных частей, имеющих часть совпадающих функций;

обоснование оптимальности уровня унификации изделия (группы изделий) с учетом интересов сфер проектирования, производства и эксплуатации;

разработка (применение) унифицированных составных частей;

составление перечня унифицированных составных частей изделия (группы изделий);

оценка результатов работ по унификации.

13. Оценка результатов работ по унификации, предусмотренных пп.11, 12, включает в себя определение достигнутого уровня унификации изделий и технико-экономической эффективности.

Определение уровня унификации изделий и расчет технико-экономической эффективности осуществляется по методическим документам, утвержденным Госстандартом, или отраслевым методическим документам, разработанным на основе и в развитии методических документов Госстандарта и согласованных с ним.

14. Результаты работ по унификации изделии оформляют в виде конструкторской документации, альбомов типовых конструкций изделий, ограничительных перечней, а также типажей на виды продукции машино- и приборостроения, имеющей важнейшее народнохозяйственное значение.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

15. Планирование работ по унификации предусматривается основными направлениями экономического и социального развития СССР, планами развития отраслей промышленности, а также планами научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

16. Порядок планирования показателей уровня унификации важнейшей промышленной продукции осуществляется в соответствии с положениями Государственной системы стандартизации и методическими документами, утвержденными Госстандартом.

17. Количественные и качественные требования по унификации в соответствии с задачами, указанными в п.5 для конкретных изделий, устанавливаются в технических заданиях на разработку этих изделий.

18. Контроль за выполнением плановых заданий по унификации осуществляют министерства (ведомства) в установленном порядке.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ПОЯСНЕНИЯ К ТЕРМИНАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ В СТАНДАРТЕ

1. Унификация изделий

Приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа их разновидностей

2. Показатель унификации

Количественная характеристика (совокупность характеристик) выполнения поставленной задачи (группы задач) по унификации

3. Уровень унификации изделия

Насыщенность изделия унифицированными составными частями

4. Унифицированная составная часть данной группы изделий

Взаимозаменяемая составная часть двух или более изделий данной группы или комплекса

5. Типоразмерный ряд

Совокупность типоразмеров, числовые значения главного параметра которых находятся в параметрическом ряду

6. Типоразмер изделия

Изделие данного типа конструктивного исполнения с определенными значениями параметров

Классификационная группировка изделий, сходных по назначению, принципам действия, конструктивному исполнению и номенклатуре параметров

8. Главный параметр

Параметр изделия, определяющий его наиболее характерное свойство

9. Параметрический ряд

Упорядоченная совокупность числовых значений параметра

Источник