Количественная оценка технологичности

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов:

,

где Q_yэ - число унифицированных конструктивных элементов;

Q_э - число конструктивных элементов в детали. Конструктивные элементы: фаски, канавки, пазы, отверстия, зубья, галтели и т.д.

2. Коэффициент стандартизации элементов:

,

где Q_сэ- число стандартизированных конструктивных элементов;

Q_э - число конструктивных элементов в детали.

3. Коэффициент применяемости стандартизированных обрабатываемых поверхностей:

,

где D_ос - число поверхностей, обрабатываемых стандартным режущим инструментом;

D_оп - число поверхностей, подвергаемых механической обработке.

4. Коэффициент обработки поверхностей:

,

где D_оп- число поверхностей, подвергаемых механической обработке;

D_п- общее число поверхностей детали. К_оп= 0, т. е. все поверхности подвергаются механической обработке.

5. Коэффициент повторяемости поверхностей:

,

где D_п- общее число поверхностей детали; D_н - число наименований поверхностей (плоские (торцы), цилиндрические, конические (фаски), зубчатые, резьбовые, шпоночные, шлицевые, канавочные).

6. Коэффициент использования материала

,

где М_дет - масса детали; М _заг - масса заготовки.

7. Коэффициент обрабатываемости материала:

,

где Т_о – основное время обработки рассматриваемого материала; Т_о’ основное время обработки для базового материала (Cталь 45);

8. Коэффициент точности обработки:

; ,

где А_ср- средний квалитет точности; А - квалитет обработки; n - число размеров соответствующего квалитета.

9. Коэффициент шероховатости поверхности:

; ,

где Б_ср - среднее числовое значение параметра шероховатости; Б - числовое значение параметра шероховатости (предпочтительно по Ra); n - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости. Определим комплексный показатель технологичности:

,

где Б_i – числовое значение балла, соответствующее величине показателя при сопоставлении его с базовым значением этого показателя; а _i – величина значимости показателя, определяется экспертным путем, исходя из того, что

.

Например, предположим, что получились следующие значения коэффициентов:

К_уэ=5/14=0,36; К_сэ=4/14=0,3; К_соп=1, так как все поверхности обрабатываются стандартным режущим инструментом; К_оп=0, т. е. все поверхности подвергаются механической обработке; К _пп =1-3/15=0,8; Ким=0,7; К_ом=1; К _тч =1-1/12,73=0,92; К_ш= 1-1/4,6 =0,78.

Определим по таблице 3.1 числовые значения баллов Б_i:

Б₁=4, Б₂=4, Б₃=4, Б₄=2, Б₅=3, Б₆=3, Б₇=3, Б₈=3, Б₉=3

Таблица 2.1.

Значение показателей технологичности и их бальная оценка

№	Показатели технологичности	Базовые значения показателей технологичности
Наименование	Обозна-чение	Неуд. (2)о	Удов. (3)	Хор. (4)
	коэф. унификации конструктивных элементов	Куэ	<0,1	0,1-0,2	>0,2
	коэф. стандартизации конструктивных элементов	Ксэ	<0,1	0,1-0,2	>0,2
	коэф. применяемости стандартизированных обрабатываемых поверхностей	Ксоп	<0,6	0,6-0,8	>0,8
	коэф. обработки поверхностей	Коп	<0,3	0,3-0,7	>0,7
	козф. повторяемости поверхностей	Кпп	<0,2	0,2-0,8	>0,8
	коэф. использования материала	Ким	<0,5	0,5-0,7	>0,7
	коэф. обрабатываемости материала	Ком	<0,7	0,7-1,0	>1,0
	коэф. точности обработки	Ктч	<0,85	0,85-0,92	>0,92
	коэф. шероховатости поверхности	Кш	<0,6	0,6-0,95	>0,95

Назначим коэффициенты значимости следующим образом:

а₁=0,1; а₂=0,09; а₃=0,1; а₄=0,09; =0,1; а₆=0,12;а₇=0,1; а₈=0,15; а₉=0,15;

Б_к=Б₁ а₁+Б₂ а₂+Б₃ а₃+Б₄ а₄+Б₅ а₅+Б₆ а₆+Б₇ а₇+Б₈ а₈+Б₉ а₉

Б_к=4*0,1+4*0,09+4*0,1+2*0,09+3*0,1+3*0,12+3*0,1+3*0,15+3*0,15=3,2>3

Мер повышения технологичности не требуется, т.к. деталь технологична.

3. РАСЧЕТ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА [2]

Исходные данные:

Объем выпуска изделий N₁ = __шт.

Количество деталей на изделие m = 1 шт.

Запасные части b=(5-7) %

Режим работы предприятия 2 сменный в сутки

Объем выпуска с учетом запасных частей N = N₁m (1+b/100)=__шт. деталей

Действительный годовой фонд времени работы оборудования F_д=4029ч

h_з.н=0,8

Тип производства по ГОСТ 3.1108—74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К_з.о, который показывает отношение всех различных технологических операции, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест.

К_з.о=SО/ SР,

где SО — суммарное число различных операций; SР — число рабочих мест.

Технологический процесс включает в себя технологические операции по обработке поверхностей, для которых необходимо определить основное время и штучное (штучно-калькуляционное) время.

На данном этапе проектирования нормирование переходов и операций можно выполнить, пользуясь приближенными формулами.

Приближенные формулы для определения норм времени по обрабатываемой поверхности

Основное технологическое время Т_о-10^-3 мин

Черновая обточка за один проход 0,17 dl

Чистовая обточка по 11-му квалитету 0,1 dl

Фрезерование черновое цилиндрической фрезой 7l

Фрезерование зубьев червячной фрезой (D — диаметр зубчатого колеса, мм; b — длина зуба, мм) 2,2 Db

Фрезерование шлицевых валов методом обкатки (l - длина шлицевого валика, мм; z — число шлицев) 9 lz

Нарезание резьбы на валу (d =32...120) 19 dl

Шлифование чистовое по 6-му квалитету 0,15 dl

Порядок расчета коэффициента закрепления операций:

1. На основании исходных данных рассчитывается годовая программа.

2. Располагая штучным или штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяют количество станков:

m_p= N Т_шт(ш-к)/60 F_дh_з.н,

где N — годовая программа, шт.; Т_шт(ш-к) — штучное или штучно калькуляционное время, мин, определяется по формуле Т_шт(ш-к) = φ_кТ_о, значение φ_к выбирается из таблицы 3.1, Т_о определяется по указанным выше приближенным формулам; F_д — действительный годовой фонд времени, ч; h_з.н — нормативный коэффициент загрузки оборудования.

3. Так как на данном этапе тип производства еще не известен, можно принять усредненные значения нормативного коэффициента загрузки оборудования порядка 0,75...0,8.

4. После расчета и записи в графы таблицы 3.2 по всем операциям значений Т_{шт (ш-к),} m_p устанавливают принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение m_p.

5. Далее по каждой операции вычисляют значение фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле h_з.ф = m_p /Р и записывают эти значения в графы таблицы. Если h_з.ф операции оказывается выше нормативного, следует увеличить для данной операции количество станков. Если же на каких-то операциях h_з.ф значительно ниже нормативного, следует проанализировать возможность дозагрузки рабочего места другими, примерно равноценными по трудоемкости, операциями. Тогда количество операций на данном рабочем месте может быть увеличено, а в графу О таблицы 3.2 будет записано скорректированное значение.

6. Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле

О= h_з.н / h_з.ф.

7. После заполнения всех граф таблицы 3.2 подсчитывают суммарные значения для О и Р, определяют К_з.о и тип производства.

Таблица 3.1.

Значения коэффициента φ_к

Виды станков	Производство
единичное и мелкосерийное	крупносерийное
Токарные	2,14	1,36
Кругло-шлифовальные	2,10	1,55
Фрезерные	1,84	1,51
Зуборезные	1,66	1,27

Таблица 3.2

Результаты расчета типа производства

№	Содержание обработки	Формула для То	То, мин	jк	Тшт, мин	mр	Р	hз.ф	О
	Обточка черновая	0,17 dl*10-3
	Обточка чистовая	0,1 dl*10-3
	Фрезерование шпоночного паза	7l*10-3
	Шлифование чистовое	0,15 dl*10-3
	Нарезание резьбы на валу	19 dl*10-3
	Фрезерование зубьев	2,2 Db*10-3
	Фрезерование шлицев	9 lz*10-3

Согласно ГОСТ 14.004—74, принимаются следующие коэффициенты закрепления операций: для массового производства К_з.о=0,1...1,0; для крупносерийного производства 1≤ К_з.о≤10, для среднесерийного К_з.о=10…20, для мелкосерийного К_з.о=20…40, для единичного К_з.о>40.

Пример. Рассчитать коэффициент закрепления операций для технологического процесса, состоящего из трех операций: протяжной, Т_шт — 1 мин; токарной, Т_шт = 2,4 мин; зубофрезерной, Т_шт = 8 мин. Расчетное количество станков составит: для первой операции — 0,33; второй — 0,79; третьей — 2,65. Принятое количество станков: для первой операции—1; второй—1, третьей — 3.

Коэффициент закрепления операций:

К_з.о=(1+1+1)/(1+1+3)=0,6 - т. е. производство будет массовым.

4. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ [3]