Технологичность конструкций изделий

8.1. Общие понятия о технологичности конструкций

Совершенство конструкции изделия характеризуется его соот­ветствием современному уровню техники, экономичностью и удоб­ствами в эксплуатации, а также возможностью использования наи­более экономичных и производительных методов и технологий его изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

Отработка конструкции на технологичность связана с целой серией мероприятий по снижению металлоемкости, станкоемкости, трудоемкости и стоимости изделия. Этот процесс начинается с момента разработки рабочих чертежей, продолжается в период подготовки производства и выпуска изделия. Заканчивается этот процесс только после снятия изделия с производства. При этом решаются конструкторские, технологические и эксплуатационные задачи.

Оценку технологичности конструкции изделия производят по степени унификации марок материалов, унификации и нормализации элементов изделия, рациональности расчленения его на конструктивные и технологические элементы, достигнутому уровню взаимозаменяемости элементов изделия, массе маши­ны, конструктивной преемственности оригинальных деталей и составных частей изделия, коэффициентам среднего класса точ­ности и шероховатости поверхностей деталей изделия, воз­можности сокращения сроков подготовки и освоения производ­ства изделия, а также возможности автоматизации его изготов­ления.

Выбор показателей технологичности производится с учетом требований ГОСТ 14.201—83, термины и определения установле­ны ГОСТ 18831-83.

Понятие технологичности конструкции машин распространя­ется не только на область производства, но и на область их эксплу­атации. Конструкция должна быть удобной для обслуживания и ремонтопригодной.

8.2. Стадии отработки изделия на технологичность

Конструкцию изделия начинают отрабатывать на технологич­ность в процессе создания самой конструкции. На этом этапе в работе принимают участие ведущие конструкторы и технологи. Отработку на технологичность начинают уже на стадии разработ­ки технического задания и технического предложения на проек­тирование нового изделия, а продолжают и развивают на стадии разработки эскизного и технического проектов, составления тех­нической документации.

На стадии разработки технологического предложения анализи­руют варианты принципиальных схем и компоновок изделия, вы­являют сложные по конструкции и изготовлению его оригиналь­ные детали.

На стадии эскизного проекта выявляют номенклатуру и пара­метры этих деталей, возможности их унификации и стандартиза­ции, определяют возможность рационального членения или объе­динения деталей, анализируют условия сборки основных деталей, точность изготовления и шероховатость их поверхностей, опреде­ляют номенклатуру сменных и ремонтируемых деталей изделия.

На стадии технического проекта выполняют работы по обеспе­чению технологичности основных сложных деталей, а на стадии разработки рабочей документации производят оценку технологич­ности конструкции на соответствие основным требованиям с уче­том условий сборки изделия.

Технологичность конструкции оценивают по качественным и количественным показателям путем расчета их значений. Далее определяют показатели уровня технологичности конст­рукции, разрабатывают рекомендации по их улучшению и вносят изменения в конструкторскую документацию.

Общие правила обеспечения технологичности конструкции из­делий приведены в ГОСТ 14.202—85, ГОСТ 14.203—85,

ГОСТ 14.204-85.

8.3. Показатели технологичности конструкции изделия

Технологическую рациональность конструктивных решений ха­рактеризуют показатели, учитывающие взаимосвязь основных па­раметров трудовых и материальных затрат с показателями каче­ства изделия.

Все показатели можно разделить на три группы: качественные, количественные и вспомогательные. К качественным показателям относятся простота конструкции, простота сборки и регулировки, применяемые материалы, конструктивные формы деталей и способы получения заготовок. Основные количественные показатели — себестоимость изготовления, масса изделия, его узлов и деталей, трудоемкость и станкоемкость изготовления изделия. К вспомога­тельным показателям относятся унификация узлов и деталей, вза­имозаменяемость узлов и деталей, конструктивная преемственность деталей.

Себестоимость изготовления изделия наиболее полно характери­зует технологичность конструкции, указывает на полноту учета всех показателей его технологичности и определяется по формуле

С_и = М + 3 + Н,

где М — стоимость материалов; 3 — заработная плата производ­ственных рабочих; Н — накладные расходы.

Масса изделия, его узлов и агрегатов как показатель техно­логичности конструкции может оцениваться по коэффициенту использования материала. Этот коэффициент характеризует ра­циональность расходования материала на изготовление изделия по принятым технологическим процессам и определяется отно­шением массы изделия (узла, детали) к массе материала, затра­ченного на его изготовление.

Общая трудоемкость изготовления изделия определяется сум­мированием трудоемкостей изготовления отдельных его деталей, сборки составных частей изделия в целом. Поэтому технологич­ность конструкции изделия можно рассматривать как сумму тех­нологичности конструкции его отдельных деталей и сборочных единиц.

Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изго­товления изделия определяется по формуле

К_у.т=

где Т_и — трудоемкость изготовления изделия, достигнутая в ре­зультате конструкторско-технологических мероприятий; Т_б.и — базовая трудоемкость изготовления изделия.

Повышение технологичности конструкции изделия достигает­ся применением большого числа унифицированных сборочных единиц и деталей. Под унификацией понимается обобщение кон­структивных решений без оформления специального документа.

Нормализация — обобщение конструктивных решений в виде внутризаводских и ведомственных нормалей.

Стандартизация — обобщение конструктивных решений, за­фиксированных в государственных стандартах. При использовании унифицированных сборочных единиц и деталей сокращается объем проектирования, значительно уменьшается трудоемкость и себе­стоимость, так как можно применить высокопроизводительное обо­рудование и стандартизованный инструмент.

Коэффициент унификации можно определить по формуле

К_у =

где п_у и N — соответственно число унифицированных деталей и общее число деталей.

Унификация, нормализация и стандартизация в целом опреде­ляют технологическую преемственность изделия.

Под технологической преемственностью конструкции изделия понимают степень сходства элементов конструкции по однород­ности технологических процессов, осуществляемых при изготов­лении элементов этого изделия.