Методы оценки технологичности изделий содержащих сварные соединения

При проектировании деталей, сборочных единиц и изделий в целом конструктор, как правило, сталкивается с необходимостью выбора одного наиболее экономичного варианта решения из ряда возможных технически равноценных. При решении этой задачи на первом этапе не ставится вопрос, насколько в количественном отношении выбранный вариант отличается от остальных. Важно отобрать тот, который проще в изготовлении, требует меньших затрат всех ресурсов, т. е. является более технологичным. На этом этапе выбор лучшего варианта проводится на основе качественной оценки ТКИ.

Качественная оценка использует инженерно-визуальные методы и проводится по отдельным конструктивным и технологическим признакам. Она основана на использовании опыта и знаний разработчика, нормативных и справочных материалов, анализе известных решений и литературных данных.

Качественная оценка носит приблизительный характер. Она позволяет ориентировочно выбрать тот или иной вариант решения по схеме «хуже – лучше», «рекомендуется – не рекомендуется», «технологично – нетехнологично».

Несмотря на приблизительность качественная оценка технологичности является основой технологического контроля конструкторской документации. Технологический контроль проводится в соответствии с ГОСТ 2.121 и представляет собой контроль конструкторской документации, при котором проверяют соответствие проектируемой конструкции требованиям ее технологичности. При наличии достаточной информации качественная оценка может быть углублена элементами количественной оценки по отдельным показателям, наиболее объективно выражающим технологическую рациональность того или иного решения. Под технологической рациональностью конструкции изделия понимается совокупность свойств изделия, выражающих его технологичность с учетом соответствия принятых конструктивных решений условиям производства и эксплуатации.

Количественная оценка технологичности основана на инженерно-расчетных методах по ряду показателей. Необходимость оценки, номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми и стандартами предприятия. При этом число показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

Система показателей включает в себя:

1. Исходные (базовые) показатели, устанавливаемые в техническом задании на проектирование Пб;

2. Показатели, достигнутые при проектировании конструкции и ее изготовлении Пд;

3. Оценку уровня технологичности, который определяется отношением достигнутого показателя к базовому – Ку = Пд/Пб.

Количественная оценка производственной технологичности проводится независимо от абсолютной величины затрат, оценка эксплуатационной и ремонтной ТКИ проводится при затратах на эксплуатацию и ремонт, сопоставимых с затратами на производство изделия.

Для количественной оценки ТКИ используется достаточно большое количество показателей, которые подразделяют на основные и дополнительные.

К числу основных показателей технологичности относят:

1. Трудоемкость изготовления изделия – Ти, которая определяется количеством труда в нормо-часах, затрачиваемых на одно изделие в процессе его изготовления.

2. Удельная трудоемкость изготовления – Ти_уд , которая определяется отношением трудоемкости изготовления к показателю эксплуатационного предназначения – Ти_уд = Ти

Пэ.

3.Материалоемкость изделия – Ми, характеризующий количество материала на изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия.

4. Удельная материалоемкость – Ми_уд = Ми

Пэ,

Показатель Ми_уд гораздо полнее Ми характеризует технологическую рациональность конструкции по затратам материалов.

5.Технологическая себестоимость изделия – Ст, характеризующая в стоимостном выражении ( в рублях) затраты на реализацию технологического процесса изготовления изделия.

Ст = См + Сз.п. + С у.р.,

где См – стоимость материалов, затрачиваемых на изготовление изделия.

Сз.п. – заработная плата производственных рабочих.

Сц.р. – цеховые расходы, включающие расходы на электроэнергию, потребляемую оборудованием, на ремонт и амортизацию оборудования, инструмента и приспособлений, на смазочные, охлаждающие, обтирочные и др. материалы, предусмотренные технологическим процессом изготовления изделия.

Коэффициенты уровня технологичности определяются соответственно отношениями:

по трудоемкости изготовления Ку _Ти = Ти_д

Ти_б

по удельной трудоемкости изготовления Ку _Ти =Ти уд._д

Ти уд._б

по материалоемкости К_уми = Ми_д

Ми_б

по удельной материалоемкости К_{у Миуд} = Ми уд _д

Ми уд _б

по технологической себестоимости Ку Ст = Ст_д

Ст_б

Наряду с основными показателями технологичности используют дополнительные показатели. Выбор дополнительных показателей определяется прежде всего назначением изделия и его конструктивными особенностями. Наиболее общим дополнительным показателем является коэффициент использования материала –

КИМ = Ми

Мз

где Ми – масса готового изделия, Мз – масса заготовки.

Находят применение такие показатели, как:

1) коэффициент унификации конструкции, который определяется отношением унифицированных элементов изделия к общему их количеству; 2) коэффициент применяемости материала, определяемый отношением суммарной массы данного материала в изделии к общей массе изделия; 3) средняя трудоемкость технического обслуживания и ремонта и др.

При изготовлении сварных конструкций используют такие дополнительные показатели как:

– относительная трудоемкость сварных работ Т_{отн. св.} = Тсв

Ти

где Тсв – трудоемкость сварных работ,

Ти – трудоемкость изготовления изделия.

– стоимость сварочных материалов на 1 кг наплавленного металла,

– трудоемкость сварочных работ на 1 кг наплавленного металла,

– удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла,

– уровень механизации и автоматизации сварочных работ.

Поскольку технологичность определяется целым рядом показателей, часто взаимосвязанных, объективная оценка ТКИ может быть получена только при комплексной оценке с учетом этой взаимосвязи.