Полетаев В.А., Сыркин И.С. Проектирование технологических процессов автоматизированного машиностроительного производства

Подождите немного. Документ загружается.

Технологичность конструкции изделия

Виды технологичности

(по области проявления)

Главные факторы, определяющие

требования к технологичности

Вид

оценки

Производст-

венная

Эксплуата-

ционная

Вид

изделия

Тип произ-

водства

Объем

выпуска

Рис. 4.1. Технологичность конструкции изделия

Основная задача отработки конструкции на технологичность

заключается в повышении производительности труда при опти-

мальном снижении затрат труда, средств, материалов и времени на

проектирование, подготовку производства, изготовление, техниче-

ское обслуживание и ремонт, обеспечении прочих заданных пока-

зателей качества изделия.

4.2. Задачи при отработке конструкции изделия

на технологичность

При решении основной задачи отработки конструкции на тех-

нологичность необходимо учитывать, что каждое изделие должно

рассматриваться как объект проектирования, производства

и эксплуатации.

Технолог должен учитывать в разработке конструкцию изде-

лия на всех стадиях проектирования, отчетливо представлять спе-

цифику каждой стадии проектирования и специфику изделия как

объекта эксплуатации. Это позволит полноценно вести отработку

конструкции изделия на технологичность.

При отработке на технологичность конструкции изделия, яв-

ляющегося объектом производства, учитываются:

 виды и методы получения заготовок;

 виды и методы обработки;

 виды и методы сборки;

 виды и методы контроля и испытаний;

 возможность механизации и автоматизации процессов из-

готовления и технологической подготовки производства;

 условия материального обеспечения производства;

 требуемая квалификация рабочих кадров.

Для всех видов изделия при отработке конструкции на техно-

логичность ставятся следующие задачи:

 снижение трудоемкости изготовления изделия.

Снижение трудоемкости изготовления изделия зависит от мно-

гих факторов, главными из которых следует считать стандартиза-

цию, унификацию составных частей изделий и их элементов, типи-

зацию технологических процессов изготовления, технического об-

служивания и ремонта изделия;

 стандартизация составных частей изделия, являющихся сбо-

рочными единицами (блоки, агрегаты) или деталями (крепеж, мети-

зы и др.).

При использовании стандартных составных частей изделия

создаются предпосылки для их централизованного производства.

На специализированном предприятии, благодаря массовому или

крупносерийному производству, стоимость продукции значительно

меньше, чем на неспециализированном. Использование

в конструкции изделия стандартных составных частей облегчает

обеспечение их взаимозаменяемости. Это дает возможность ликви-

дировать пригоночные работы при сборке и существенно облегчить

техническое обслуживание и ремонт изделия;

 унификация составных частей изделия.

Эта задача включает: использование в проектируемых издели-

ях составных частей конструкций, отработанных на технологич-

ность и освоенных в производстве; использование покупных изде-

лий; унификацию конструкционных материалов; сокращение коли-

чества наименований и типоразмеров составных частей изделия;

 унификация элементов конструкции деталей.

Это касается унификации применяемых посадок, классов точ-

ности, шероховатости поверхностей, резьб, шлицев, шпонок, моду-

лей зубьев, диаметров отверстий, радиусов сопряжения поверхно-

стей и т.д.;

 возможность применения типовых технологических про-

цессов сборки, обработки, контроля, испытаний, технического об-

служивания и ремонта.

Применение типовых технологических процессов основано на

группировании однотипных составных частей изделия с целью по-

вышения серийности производства, что создает условия для повы-

шения уровня его механизации и автоматизации, сокращения сро-

ков изготовления, обслуживания и ремонта изделий.

Для изделий вида сборочных единиц задачами отработки кон-

струкции на технологичность (кроме указанных) являются:

 обеспечение технологичности принципиальной и конст-

рукторской схем сборочной единицы;

 технологичной схеме сборочной единицы характерно на-

дежное выполнение установленных для изделий функций, при ми-

нимальном числе составных частей;

 обеспечение технологичной компоновки сборочной едини-

цы.

Рациональной компоновке свойственна компактность, соче-

таемая с удобствами сборки и технического обслуживания при экс-

плуатации;

 обеспечение правильных и рациональных установочных

баз.

Установочная база сборочной единицы является весьма важ-

ной конструктивно-технологической характеристикой изделия

и должна удовлетворять требованиям удобной и точной сборки из-

делия (кроме требований, диктуемых условиями прочности

и жесткости соединений). Например, недопустимо базирование од-

ной составной части изделия на нескольких параллельных плоско-

стях и криволинейных поверхностях (исключая цилиндрические);

 обеспечение рационального членения изделия на составные

части.

Членение изделия на составные сборочные единицы обеспе-

чивает независимую параллельную сборку, сокращает цикл общей

сборки изделия, улучшает условия сборки и контроля по составным

частям изделия;

 обеспечение условий регулировки.

Для многих видов изделий удобство регулировки является

весьма важным фактором при сборке и эксплуатации;

 использование компенсаторов при сборке.

Компенсаторы при сборке позволяют понизить требования

к точности изготовления составных частей;

 обеспечение условий применения высокопроизводительных

технологических процессов сборки, контроля и испытаний.

Эта задача касается не только многодетальных сборочных еди-

ниц, но и соединений (разъемных и неразъемных) двух деталей ме-

жду собой. Например, условия автоматической сварки или склеи-

вания имеют свою специфику, которая должна быть учтена при

конструировании соединения;

 ограничение и сокращение номенклатуры материалов, ис-

пользуемых в составных частях изделия.

Ограничение номенклатуры конструкционных материалов об-

легчает подготовку и материально-техническое снабжение произ-

водства. Чем меньше номенклатура, тем проще подготовка

и организация производства изделия.

Для изделий вида деталей при отработке конструкции на тех-

нологичность решаются следующие задачи (кроме указанных):

 рациональный выбор конструктивных баз, обеспечиваю-

щий возможность их использования в качестве технологических

баз, что позволяет повысить точность изготовления за счет исклю-

чения погрешности базирования;

 выбор однотипных форм обрабатываемых поверхностей.

Разновидность форм обрабатываемых поверхностей в одной

детали вызывает увеличение требуемых операций, переходов

и оборудования для обработки;

 правильная постановка размеров, обеспечивающая требуе-

мую точность функциональных параметров и методов их обеспече-

ния;

 выбор рационального типа заготовки и ее конфигурации,

допускающих возможность использования в конструкции детали

необработанных поверхностей и минимальных припусков на обра-

ботку;

 обеспечение возможности применения высокопроизводи-

тельных технологических процессов. Это снижает трудоемкость

и время обработки;

 обеспечение четкой принадлежности конструкции детали

к определенной классификационной группе, на представителя ко-

торой составлен типовой технологический процесс. Обработка по

типовому технологическому процессу сокращает процесс

технологической подготовки производства и создает условия для

использования наиболее производительного оборудования

и другого технологического оснащения;

 обеспечение возможностей групповой обработки деталей

при изготовлении.

4.3. Классификация и состав показателей технологичности

конструкции изделия

Классификация производится по следующим признакам: объ-

екту и области проявления; количеству признаков технологичности;

области анализа; способу выражения; по значимости; по системе

оценки (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Классификация показателей технологичности

конструкции изделия

Частные показатели характеризуют только один показатель

технологичности конструкции изделия. Комплексные характеризу-

ют два или более признаков технологичности конструкции.

Комплексный показатель может обобщать группу частных по-

казателей и характеризовать один из видов технологичности конст-

рукции изделия в целом.

Абсолютные показатели, численное значение которых харак-

теризует один или несколько признаков технологичности конструк-

ции (например, масса изделия характеризует необходимость при-

менения в процессе изготовления грузоподъемных средств и прочие

условия производства, трудоемкость изготовления характеризует

затраты времени и живого труда).

Относительные показатели, которые дают сравнительную ха-

рактеристику технологичности конструкции проектируемого изде-

лия (например, удельные показатели, в которых признак техноло-

гичности конструкции выражается по отношению к главному пара-

метру изделия).

Количество рассчитываемых частных и комплексных показа-

телей должно быть минимальным, но достаточным для отработки

конструкции на технологичность на всех стадиях проектирования.

Номенклатура основных и дополнительных показателей и их

обозначения представлены в табл. 4.1 (ГОСТ 14.202–73).

Таблица 4.1

Основные и дополнительные показатели и их обозначения

Классификация

показателей

Наименование показателей

Обо-

значе-

ние

Трудоемкость изготовления изделия

Уровень технологичности конструкции

по трудоемкости изготовления

у.т

Технологическая себестоимость изделия

Основные

Уровень технологичности конструкции

по себестоимости (технологической)

у.с

Относительная трудоемкость заготовительных

работ

о.з.р

Относительная трудоемкость вида процесса

iо

Относительная трудоемкость подготовки изде-

лия к функционированию изготовления

о.п.ф

Относительная трудоемкость профилактического

обслуживания функционирующего изделия

о.об

Относительная трудоемкость ремонтов изделия

о.р

Дополнитель-

ные технико-

экономические

показатели тру-

доемкости

Удельная трудоемкость изготовления изделия

Удельная трудоемкость подготовки изделия

к функционированию

п.ф

Удельная трудоемкость профилактического об-

служивания функционирующего изделия

об

Удельная трудоемкость ремонтов

Дополнитель-

ные технико-

экономические

показатели тру-

доемкости

Коэффициент эффективности взаимозаменяемо-

сти

вз

Продолжение табл. 4.1

Классификация

показателей

Наименование показателей

Обо-

значе-

ние

Относительная себестоимость подготовки изде-

лия к функционированию

о.п.ф

Относительная себестоимость профилактическо-

го обслуживания функционирующего изделия

о.об

Дополнитель-

ные технико-

экономические

показатели се-

бестоимости

Относительная себестоимость ремонтов

о.р

Удельная технологическая себестоимость изде-

лия

Удельная себестоимость подготовки изделия

к функционированию

п.ф

Удельная себестоимость профилактического об-

служивания

об

Удельная технологическая себестоимость изго-

товления изделия

т.и

Дополнитель-

ные технико-

экономические

показатели се-

бестоимости

Удельная стоимость ремонтов

Коэффициент унификации изделия

Коэффициент унификации сборочных единиц

изделия

у.е

Коэффициент унификации деталей изделия

у.д

Коэффициент унификации конструктивных эле-

ментов

у.э

Коэффициент стандартизации конструкции из-

делия

ст

Коэффициент стандартизации сборочных единиц

изделия

ст.е

Коэффициент стандартизации деталей изделия

ст.и

Дополнитель-

ные техниче-

ские показатели

унификации

конструкции

Коэффициент повторяемости

пов

Дополнитель-

ные техниче-

ские показатели

унификации

применяемых

процессов

Коэффициент применения типовых технологиче-

ских процессов

т.п

Окончание табл. 4.1

Классификация

показателей

Наименование показателей

Обо-

значе-

ние

Масса изделия

Удельная материалоемкость изделия

у.м

Коэффициент использования материала

и.м

Дополнитель-

ные техниче-

ские показатели

расхода мате-

риалов

Коэффициент применяемости материала

п.м

Коэффициент точности обработки

тч

Дополнитель-

ные техниче-

ские показатели

обработки

Коэффициент шероховатости поверхности

Коэффициент сборности конструкции изделия

сб

Дополнитель-

ные техниче-

ские показатели

состава конст-

рукции

Коэффициент перспективного использования

в других изделиях

п.и

Основные обозначения принятых понятий: Т – трудоемкость;

т – удельная трудоемкость; т

– относительная трудоемкость; С –

себестоимость; с – удельная себестоимость; с

– относительная се-

бестоимость; Е – число сборочных единиц, входящих в состав из-

делия; Д – число деталей, входящих в состав изделия; К –

коэффициент; М – масса.

4.4. Определение основных показателей технологичности

конструкции изделия

Абсолютный технико-экономический показатель трудоемко-

сти изготовления изделия (

Т ) выражается суммой нормо-часов,

затраченных на изготовление изделия:

Т T





, (4.1)

где

Т – трудоемкость изготовления и испытания i-й составной час-

ти изделия в нормо-часах.

Подсчет трудоемкости изделия (

), состоящего из большого

числа составных частей (сборочных единиц и деталей), следует вес-

ти укрупненно по типовым представителям составных частей изде-

лия по формуле

и e e д д сб ис

Т Т Т Т Т

i i i i

n n

   

 

, (4.2)

где

– трудоемкость изготовления i-й сборочной единицы;

– трудоемкость изготовления i-й детали (не вошедшей в состав

при подсчете

);

– количество i-х сборочных единиц;

дi

n – количество i-х деталей;

сб

Т – трудоемкость общей сборки из-

делия;

ис

Т – трудоемкость испытаний.

Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изго-

товления (

у.т

) определяется как отношение достигнутой трудоем-

кости изделия (

Т ) к базовому показателю трудоемкости изделия

(

б.и

Т ).

б.и

у.т

К  . (4.3)

Предварительный расчет

у.т

процессе проектирования изде-

лия можно производить по приближенным расчетам трудоемкости

изготовления основных составных частей, используя опытно-

статистические данные по изделиям-представителям

и корректирующие коэффициенты.

Технологическая себестоимость изделия (

C ) определяется

как сумма затрат на единицу изделия при осуществлении техноло-

гического процесса изготовления изделия:

ц.рзмт

СССC





, (4.4)

где

С – стоимость материалов, затраченных на изготовление изде-

лия;

С – заработная плата производственных рабочих

с начислениями;

ц.р

– цеховые расходы, включающие расходы на

электроэнергию, потребляемую оборудованием, на ремонт

и амортизацию оборудования, инструмента и приспособлений, на