Тема 1.7 Технологичность конструкции машин
1.7.1. Основы технологичности конструкции изделия
Технологичность конструкции изделия — совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации, техническом обеспечении и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
В данное определение следует добавить процесс утилизации, затраты на который становятся все ощутимее.
Само понятие «технологичность» можно раскрыть как свойство изделий, проявляющееся в соответствии их требованию экономической технологии изготовления. Другими словами, технологичность конструкции можно характеризовать как свойство конструкции, проявляющееся в оптимальных затратах труда, средств, материалов при ее производстве, эксплуатации, ремонте и утилизации.
Отработка конструкций на технологичность является сложной задачей, требующей комплексного решения.
Стандартизация и унификация, агрегатирование конструкций изделий позволяет оптимизировать номенклатуру изделий и дает значительную экономическую эффективность при проектировании, производстве и эксплуатации. (Например, уровень унификации автомобилей составляет примерно 80 %.)
Стандарты единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) обязывают отрабатывать новые конструкции изделия на технологичность на всех стадиях его создания.
Состав показателей для отдельных конструкций различен, поэтому необходимо обосновывать выбранный состав показателей.
Стандартной считается деталь, конструкция которой регламентирована государственными, республиканскими или отраслевыми стандартами. Оригинальной считается деталь, конструкция которой регламентирована стандартом предприятия. Производственные особенности конкретного предприятия часто диктуют свои условия, в этом случае следует говорить о фактически достижимой технологичности. Исполнителями при отработке конструкции изделия на технологичность являются разработчики конструкторской и технологической документации.
Технологичность конструкции включает в себя следующие основные
понятия:
• производственная технологичность конструкции изделия;
• ремонтная технологичность конструкции изделия;
•эксплуатационная технологичность конструкции изделия.
Производственная технологичность конструкции изделия — свойство
конструкции, позволяющее изготовить и собрать ее в условиях данного производства с наименьшими затратами труда и материалов при обеспечении заданного качества. Ремонтная технологичность конструкции изделия — свойство конструкции, позволяющее ремонтировать ее в условиях данного производства с наименьшими затратами труда и материалов. Эксплуатационная технологичность конструкции изделия — свойство конструкции, обеспечивающее возможно более длительное сохранение ее заданных эксплуатационных качеств.
Оценку технологичности конструкции можно проводить, используя основные, дополнительные и вспомогательные показатели(рис. 1.30).
Различают количественные и качественные показатели технологичности. Номенклатура показателей, применяемых при сравнении вариантов конструкции на стадии разработки, может и должна оцениваться не только количественными, но и качественными показателями.
Чем объективнее требуется оценить технологичность проектируемого изделия, тем более детально должны быть раскрыты и определены количественные характеристики свойств изделия. Из типового перечня показателей технологичности, приведенных в стандартах, необходимо выбрать те, которые в наибольшей степени характеризуют конкретное изделие. Базовые показатели являются исходными при оценке технологичности и бывают частные и комплексные. Частный показатель характеризует одно из свойств, комплексный — несколько входящих в него частных или комплексных свойств изделия. Частные и комплексные показатели бывают абсолютные и относительные. Абсолютные показатели характеризуют один или несколько признаков технологичности конструкции изделия, например число оригинальных деталей. Относительные показатели основаны на сравнительной характеристике технологичности конструкции.
По значимости показатели технологичности делятся на основные и дополнительные (вспомогательные), а по области анализа — на технические и технико-экономические. Показатели технологичности конструкции изделия вносятся в карту технологического уровня качества продукции. Таким образом, при проектировании изделий решают две основные задачи — обеспечение всех требований, вытекающих из условий эксплуатации и удовлетворение требований технологии производства этого изделия.
Количественная оценка технологичности конструкции направлена на сравнение показателей с эталоном в количественном выражении. Эта оценка позволяет сказать, насколько один вариант отличается от другого.
Качественная оценка технологичности конструкции — оценка соответствия принимаемых решений требованиям оптимальных технологических процессов. При этом формируются технические требования, рекомендации, систематизированная информация, позволяющая сделать правильный выбор на базе уже имеющегося опыта.
Качественные показатели зубчатых колес начинают закладывать с момента получения технического задания на проектирование и создают на протяжении всего технологического процесса изготовления. Новая конструкция изделия обладает определенными показателями качества. Следовательно, при сравнении нового варианта с базовым необходимо определить и сравнить количественные характеристики качества изделий.
1.7.2. Количественная оценка технологичности конструкции изделия
Численное значение показателей технологичности позволяет оценить, насколько один вариант отличается от другого и насколько они приближаются к идеалу.
Выбор показателей технологичности является важнейшим этапом количественной оценки изделия на технологичность. Государственный стандарт рекомендует использовать следующие показатели технологичности конструкции изделий:
1) трудоемкость изготовления изделия;
2)удельную материалоемкость изделия;
3)технологическую себестоимость изделия;
4)коэффициент применяемости материала;
5)коэффициент унификации конструктивных элементов;
6)коэффициент использования материала и др.
Необходимо применять минимальное, но достаточное для оценки технологичности, число показателей.
Если изменение конструкции не диктуется рынком сбыта, не вносит значительных результатов в экономические или производственные показатели, то ее не следует проводить, так как это обычно вызывает повышение затрат в производстве изделия.
Количественную оценку технологичности конструкции изделия проводят по критериям, позволяющим оценить фактически достигнутые показатели, сравнивая их с базовыми показателями.
Например, технологическая себестоимость:
С=М+ТЭ+Зо+Ро+Ри
где М – расходы на сырье и материалы, ТЭ - стоимость топлива и энергии,
Зо – зарплата рабочих, Ро – расходы на оборудование, Ри – расходы на инструмент.
Рисунок 1.30
Коэффициент унификации изделий:
где Nун – число унифицированных изделий; Nоб – общее количество изделий.