Технологичность конструкции изделия
Технологичность конструкции изделия проявляет себя через подготовку производства, предусматривающую взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат, сокращение времени на производство, техническое обслуживание и ремонт изделия.
Сведения об уровне технологичности конструкции используются в процессе оптимизации конструктивных решений на стадии разработки конструкторской документации, при принятии решения о производстве изделия, анализе технологической подготовки производства, разработке мероприятий по повышению уровня технологичности конструкции изделия и эффективности его производства и эксплуатации.
Обеспечение технологичности конструкции изделия наряду с отработкой самой конструкции включает ее количественную оценку. Этот показатель рассчитывается с помощью базовых (исходных) данных. К числу основных показателей, характеризующих технологичность конструкции изделий, можно отнести трудоемкость изготовления изделия, его удельную материалоемкость, технологическую себестоимость, трудоемкость, стоимость и продолжительность технического обслуживания, степень унификации конструкции.
При оценке технологичности конструкции следует пользоваться минимальным, но достаточным количеством показателей. Точность количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также перечень показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия и степени отработки его конструкции и типа производства.
При проведении отработки конструкции изделияна технологичность следует иметь в виду, что в этом случае играют роль вид изделия, степень его новизны и сложности, условия изготовления, технического обслуживания и ремонта, перспективность и объем его выпуска.
Испытание конструкции изделия на технологичность должно способствовать решению следующих основных задач:
§ снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия;
§ снижение трудоемкости и стоимости технического обслуживания изделия;
§ снижение общей материалоемкости изделия — расхода металла и топливно-энергетических ресурсов при изготовлении, а также монтаже вне предприятия-изготовителя и ремонте.
Работы по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа сопровождаются повышением серийности изделия посредством стандартизации и унификации, ограничения номенклатуры составных частей конструктивных элементов и используемых материалов, применения высокопроизводительных и малоотходных технологических решений, использования стандартных средств технологического оснащения, обеспечивающих оптимальный уровень механизации и автоматизации производственных процессов.
Снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта предполагает использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на проведение подготовки к использованию изделия, а также облегчающих и упрощающих условия технического обслуживания, ремонта и транспортировки.
В свою очередь, комплекс работ по снижению материалоемкости изделия включает:
§ применение рациональных сортаментов и марок материалов, эффективных способов получения заготовок, методов и режимов упрочнения деталей;
§ разработку и применение прогрессивных конструктивных решений, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоотходные и безотходные технологические процессы;
§ разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей сокращение расхода материала.
В ходе выполнения технологической подготовки производства различают два вида технологичности конструкции изделия — производственную и эксплуатационную.
Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, а также длительности производственного цикла.
Эксплуатационная технологичность конструкции изделия выражается в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.
Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной.
Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя. Качественная сравнительная оценка вариантов конструкции допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определение степени различия технологичности сравниваемых вариантов. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и определяет ее целесообразность.
Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.
Виды технологичности, главные факторы, определяющие требования к технологичности конструкции, и виды ее оценки графически представлены на рис. 9.1.
Рис. 9.1. Виды технологичности, факторы и способы оценки технологичности конструкции изделия
Подготовка проекта нового изделия и новых технологий — техническая подготовка производства — комплекс научных, проектно-конструкторских, технологических и производственно-хозяйственных работ по созданию и освоению новых изделий и внедрению новых технологий.
В системе «наука — техника — производство — потребление» техническая подготовка выполняет роль связующего звена, так как объединяет отдельные научно-исследовательские, проектно-конструкторские, опытно-экспериментальные и организационно-технические работы, в результате чего продукты науки превращаются в продукты производства.
Все виды работ по технической подготовке производства состоят из следующих этапов:
- проектирование изделия (конструкторская подготовка), включая научные исследования, проектно-конструкторские и опытно-экспериментальные работы по созданию и доводке образцов новой продукции;
- проектирование технологии производства (технологическая подготовка), включая разработку технологии, проектирование расстановки оборудования, производственных потоков, конструирование и изготовление специального оборудования, инструмента, оснастки, их испытание, наладку оборудования и др.;
- постановка продукции на производство.
Все этапы технической подготовки взаимосвязаны.
Этап 1. Проектирование изделия (конструкторская подготовка). Стандартные этапы проектирования изделия предусматривают проведение следующих последовательных работ:
- разработка эскизного проекта;
- изготовление опытного образца;
- испытание опытного образца;
- разработка технического проекта; разработка рабочего проекта;
- изготовление опытной партии изделия; испытание изделий опытной партии;
- доводка образцов по результатам испытаний;
- уточнение рабочего проекта и его оформление;
- передача рабочего проекта органам технологической подготовки производства.
Исходным документом для проектирования нового изделия является проектное задание, которое составляется заказчиком проекта или (по договору) научной либо проектной организацией. В проектном задании содержатся подробные требования к новому изделию.
Этап 2. Проектирование технологии производства (технологическая подготовка).
При освоении выпуска новой продукции проектирование технологии является продолжением этапа проектирования изделия. На этапе конструкторской подготовки определяется, каким должно быть новое (модернизируемое) изделие, а на этапе технологической подготовки — каким способом, с помощью каких технических средств и методов оно должно изготавливаться. Кроме того, на этапе конструкторской подготовки окончательно определяются себестоимость изделия и его эффективность.
Цель технологического проектирования и подготовки производства — разработка проекта технологического процесса (технологии) изготовления изделия и реализация этого проекта в конкретных условиях предприятия.
Технологическая подготовка состоит из следующих этапов:
- разработка маршрутной технологии, в которой содержится проект размещения технологических операций, от первой до последней, по маршруту прохождения узлов и деталей изделия по цехам и участкам предприятия, вплоть до получения готового изделия;
- разработка типовых технологий производства в целях ограничения числа проектов и применяемых технологических операций, а также для установления однообразия способа обработки однотипных изделий и применяемой технологической оснастки. Результаты проектирования технологии производства оформляются специальной документацией. Во многих отраслях (в том числе машиностроении) такими документами являются технологические карты, в которых приведено полное описание технологического процесса — от поступления исходных материалов и комплектующих изделий на склад предприятия до выпуска готового изделия и передачи его отделу сбыта продукции.
Введение стандартов позволяет систематизировать оформление конструкторской и технологической документации и обеспечить единый подход для каждого предприятия к выбору и применению методов технологической подготовки производства в соответствии с Единой системой технологической подготовки производства.
Этап 3. Постановка продукции на производство.
На заключительном этапе технической подготовки производства определяются организационно-технические принципы и порядок проведения работ по созданию новой продукции.