Рисунки и картинки - одно из лучших средств передачи идей. Это еще более верно для инженеров — технические чертежи служат руководством для производства на станках операторов ЧПУ и инженеров ОТК в цехах во время контроля. Снижение точности чертежей означает снижение точности изготовления. Хочу дать вам советы по обеспечению точности чертежей, чтобы не сбиться с курса с учетом оптимальной стоимости и сроков проекта.
Не все дизайнеры всесторонне обучены создавать четкие чертежи. Это может создать проблемы для производителей, которым сложно понять «не инженерные наброски». Может иметь место нестандартное форматирование и негативное влияние на затраты, время выполнения и ясность срока изготовления.
Дизайнеры и заказчики часто увлекаются идеей создания правильного красивого дизайна продукта с первого раза. Но на самом деле чертеж требует множества доработок. И даже после этого перенос 3D модели в производственные чертежи включает в себя трудоемкий итеративный процесс для удовлетворения возможностей цеха.
Что такое технический чертеж?
Технический чертеж относится к одному типу технического чертежа, который помогает определить требования к машиностроительной продукции. По сути, этот тип рисунка направлен на четкое отображение всех геометрических характеристик продуктов и их компонентов. Это гарантирует, что производители смогут производить детали, отвечающие конкретным потребностям.
В цехе есть неизбежные условия, такие как погрешность станков, внутренние погрешности производственных процессов изготовления изделия (изготовление заготовок, изготовление деталей, сборка изделий) и многое другое. Эти факторы требуют четкого указания допусков и геометрических размеров на производственных чертежах, чтобы избежать ошибок и сэкономить средства и время.
Вопросы точности должны решаться комплексно для всего технологического процесса изготовления изделия. Например, повышение точности механической обработки деталей сокращает трудоёмкость сборки изделия и обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов машин, а снижение трудоёмкости механической обработки деталей зависит от повышения точности изготовления заготовок.
Под точностью механической обработки детали понимается степень соответствия обработанной детали требованиям её рабочего чертежа. Точность механической обработки деталей обычно характеризуется четырьмя основными параметрами:
- точностью размеров детали,
- точностью формы поверхностей детали,
- точностью взаимного расположения поверхностей детали,
- точностью обеспечения заданной шероховатости поверхностей детали.
Шероховатость поверхности связана также и с рядом других важных функциональных требований к изделию, таких как плотность и герметичность соединения, отражательная способность поверхности, контактная жесткость, прочность сцепления при притирании и склеивании, качество гальванических покрытия. Она влияет также на точность измерения деталей.
Существует определённое соответствие между требованиями точности размеров и требованиями шероховатости поверхностей деталей в зависимости от квалитета допуска размера и уровня относительной геометрической точности. Нередко конструктора завышают требования к точности и шероховатости поверхностей, что приводит к усложнению и удорожанию технологического процесса изготовления детали. В других случаях, наоборот, для высоких квалитетов точности размеров поверхностей назначаются низкие параметры шероховатости этих поверхностей, не обеспечивающие получение требуемых посадок.
Правило простое: чем выше точность чертежей, тем ниже частота ошибок при изготовлении.
Неблагоприятное влияние неточных деталей чертежа
Производственные чертежи разрабатываются с учетом идеальных условий, но в реальном мире производства практически нет ничего идеального. Каждая из первичных погрешностей не зависит одна от другой и для каждого конкретного случая определяется условиями построения технологической операции. Более или менее каждая операция отклоняется от идеальных условий. Постоянные систематические погрешности остаются неизменными при обработке всей партии заготовок. К ним относятся погрешности, вызываемые геометрическими неточностями станка, установочного приспособления и режущего инструмента.
Например, предполагается, что отверстие диаметром X мм может быть просверлено с помощью инструмента диаметром X мм. На самом деле диаметр равен X + n мм, где n - это допуск точности.
Это отклоняющееся измерение может составлять всего пять сотых частей миллиметра; но в совокупности в многокомпонентной сборке эти изменения приводят к большим пробелам. Точность размеров детали ограничивается допусками размеров, указанными на рабочем чертеже детали. Допуск размера характеризуется предельными отклонениями размера от его номинального значения, полем допуска, координатой середины поля допуска и другими числовыми параметрами. Предельные отклонения размеров деталей устанавливаются соответствующими ГОСТ. Вот почему вам нужны производственные чертежи, которые точно отображают точные размеры с точностью допусков — для построения маршрута обработки детали, или экономически оправдано подробной разработки технологического процесса для сложных дорогих деталей и серийного выпуска. В соответствии с техническими требованиями чертежа спроектированный технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочих и сборочных чертежей и технических условий на изготовление заданного изделия.
Исследования показывают, что около двадцати процентов ошибок в чертежах САПР связаны с технологичностью изготовления. В соответствии с экономическими требованиями спроектированный технологический процесс должен обеспечить изготовление изделия с минимальными затратами труда и издержками производства.
Дизайн с учетом технологичности
Следование рекомендациям по дизайну для обеспечения технологичности, позволяет инженерам-конструкторам учитывать важные факторы при проектировании детали и соответствующим образом направлять составителей технологического процесса обработки. Он сообщает как назначить определенный допуск для таких процессов, как штамповка, гибка, фрезерование, сверление и т. д.
Например в сборочных единицах, чертежи указывают использование присадочных электродов, направление сварки и т. д. С помощью заранее определенных технических символов.
Дизайн с учетом технологичности - это, по сути, свод правил, в котором рассматриваются практические правила и исключения для различных процессов обработки, таких как сверление, сварка, штамповка, резка, гибка и т. д. Чертежи, разработанные в соответствии с рекомендациям, имеют меньшую вероятность ошибок и более высокую точность.
При конструкторском анализе рабочего чертежа детали выявляются возможности улучшения технологичности конструкции детали. При этом обращается внимание на решение следующих задач:
- выбор вида и метода изготовления исходной заготовки, приближающейся по форме и размерам к готовой детали;
- уменьшение размеров особо точных обрабатываемых поверхностей с целью снижения трудоёмкости механической обработки детали;
- повышение жёсткости детали с целью повышения режимов обработки и степени концентрации операций;
- удобство подвода в зону обработки и отвода из неё высокопроизводительных режущих инструментов и СОЖ с целью уменьшения времени обработки детали;
- унификация формы и размеров отверстий, канавок, галтелей, шпоночных пазов и других конструктивных элементов детали с целью сокращения номенклатуры используемых при обработке детали режущих, вспомогательных и измерительных инструментов и снижения затрат времени на обработку детали;
- обеспечение надёжного и удобного базирования заготовки при её обработке на станке с целью удобства обслуживания станка, уменьшения времени обработки детали.
Что еще можно добавить к вышесказанному?
В машиностроении различают следующие основные виды исходных заготовок:
- отливки,
- кованые заготовки,
- штампованные заготовки,
- прокат,
- комбинированные заготовки,
- заготовки, получаемые методом порошковой металлургии,
- 3d печать металлом - прогрессивный метод создания изделий из металла.
При выборе вида исходной заготовки учитывают технологические свойства материала заготовки (механические свойства, структуру и др.), конструктивные формы и размеры заготовки, требуемую точность размеров и взаимного расположения поверхностей, шероховатость и физико-механические свойства поверхностного слоя, наличием имеющихся производственных мощностей, объём выпуска изделий, срок их изготовления, время, отводимое на подготовку оснастки для изготовления заготовок.
Если пределы и допуски, технологичность конструкции детали указаны заранее во время проектирования САПР, технолог и оператор станка может принимать обоснованные быстрые решения, что приводит к:
- Меньшей переделке и экономия времени
- Снижению накладных расходов за счет экономии сырья
- Своевременному завершение проекта и соблюдению сроков
- Оптимизированным производственным операциям
Четкая коммуникация дизайна.
Когда инженеры САПР разрабатывают производственные чертежи, они создают довольно много видов для инженеров цеха, не оставляя места для догадок. Производственный чертеж иллюстрирует различные перспективы компонента с использованием видов для описания всех функций компонента, ориентации в пространстве и относительно центра тяжести сборки.
Из всех использованных представлений следующие три являются наиболее полными и передают подробный замысел проекта виды, разрезы и сечения по ГОСТ 2.305-68:
- Вид чертежа— это графическое изображение обращенное к наблюдателю видимой поверхности предмета. Аксонометрический вид чертежа, графический чертеж без размеров [во избежание беспорядка] используется для изображения понимания ориентации и геометрии компонента.
- Разрез / вид в разрезе чертежа - графическое изображение, сделанное путем взятия поперечного сечения компонента или сборки и вычерчивания его с точки зрения перпендикулярной поперечному сечению. Они особенно полезны во время производственных операций, поскольку они изображают детали, которые в противном случае показаны скрытыми линиями, и предполагают множество предположений.
- Сечения — графическое изображение, формируемое при сечении детали одной или несколькими плоскостями, на нем изображают только ту геометрию, через которую прошла секущая плоскость.
Избегайте лишних размеров и перегруженных листов чертежей деталей.
Рабочие чертежи включают требования по сварке, допускам изгиба, припускам на литье и многому другому. Они представлены символами, и, следовательно, для больших деталей чертежи могут быть слишком сложными для чтения на одном листе, чтобы разгрузить можно добавить еще несколько листов на которых указать разборчиво дополнительные представления и важные размеры. Путаницы можно избежать, добавив только те символы и размеры, которые касаются условий производства, возможностей производственного оборудования, предназначения продукта и т. д.
Для того чтобы существенно упростить графические работы, производимые при составлении чертежей, и значительно сократить их объем, ЕСКД предусмотрено использование различных упрощений, обозначений и условных изображений. По сути дела, упрощения и условности на чертежах представляют собой свод правил, которые позволяют сделать все чертежи более понятными и простыми, а также значительно сократить то количество времени, которое затрачивается на их выполнение.
Таким образом, чтобы контролировать деталь, чертежи могут либо упускать важную часть информации, либо быть перегруженными графическими символами и лишними размерами. И то, и другое нежелательно, поскольку ограничивает интерпретацию замысла проекта и отправляется обратно составителю. А что вы думаете по этому поводу? Согласны или нет?
Совмещайте чертежно модельный подход
Мир движется в сторону 3D, упрощающего коммуникацию дизайнеров. Но сильная зависимость от бумажных чертежей производителями и инженерами ОТК цехов делает 2D-чертежи незаменимыми. Поэтому, когда модели создаются с использованием твердотельного САПР, инженеры могут легко создавать окончательные ассоциативные чертежи изготовления. Пакеты, такие как Компас 3D, имеют для этого возможности со встроенными инструментами, такими как вид, плоскость сечения, ступенчатое сечение, добавление разреза, создание выносного вида, и т. д.
Такая ассоциативность позволяет сохранить в чертежах интеллектуальный дизайн модели, замысел дизайна точно передается в цех. Это приведет к меньшему количеству брака и заранее определенным параметрам качества.
- Что самое главное вы создаете из сборочной 3D-модели?
- Ассоциативный сборочный чертеж и спецификацию изделий.
Создание отдельного списка спецификаций требует тяжелой работы по редактированию. Но с помощью подхода САПР чертежей и 3D моделей этого можно избежать, автоматизируя процесс.
Да, детали необходимые для сборки во время изготовления, можно легко сгенерировать из модели. Таким образом, чтобы рассчитать правильное количество деталей, которые будут закуплены или изготовлены, необходимо получить точные сборочные модели. На самом деле преимущества точности на этом не заканчиваются; с модельно-чертежным подходом это намного больше.
В современной быстро развивающейся производственной индустрии достижение высокого уровня точности имеет первостепенное значение. Незначительные компромиссы в чертежах могут привести к ошибочному изготовлению в виде брака, снижению качества конечного продукта и сокращению срока службы изделий.
Следование передовым методикам может сыграть решающую роль в повышении точности черчения не по дням, а по часам. Мало того, точные чертежи приводят к меньшему количеству доработок в цеху, избавляют инструменты и приспособления от значительного износа и позволяют завершить планирование производства в установленные сроки.
Советую подписаться на обновления блога по RSS с онлайн клиентами для чтения фидов, чтобы не упускать полезные знания! Есть вопросы? Напишите в комментариях – буду рад ответить. Удачного дня!
