книги / Проектирование технологических процессов изготовления РЭА

Себестоимость выражается в денежных затратах на изготовление изделия (детали,-узла, блока, аппарату­ ры). С учетом затрат на амортизацию оборудования, специальной технологической оснастки и инструмента ее можно подсчитать по формуле

с=|]м+|][о+п+и + (1 +д, 100+ а

где М — стоимость материалов, расходуемых на едини­ цу продукции, за вычетом стоимости реализуемых отхо­ дов, руб.; О — расходы на амортизацию и содержание оборудования, приходящиеся на единицу продукции, руб.; П, И — расходы на содержание соответственно при­ способлений и инструмента, приходящиеся на единицу продукции, руб.; ai — процент начислений по заработной плате на социальные расходы (обычно 13,5%); аг— про­ цент накладных расходов, начисляемых на расходы по заработной плате; р — количество различных марок ма­ териалов, расходуемых на единицу изготовляемой про­ дукции; пг— количество операций, необходимых для из­ готовления единицы продукции; 3 — заработная плата.

Стоимость материалов, затрачиваемых на изготовле­ ние единицы продукции, подсчитывается по формуле

РР

дуемого материала, руб.; g2 и qz— соответственно масса и стоимость 1 кг реализуемых отходов.

. Оптовые цены на металлы приведены в приложении 9, вопрос, выбора заготовок освещен в § 4.3.

Заработная плата, приходящаяся на единицу про­ дукции, рассчитывается по формуле

tn

квалификационному, справочнику; fi — количество стан­ ков или оборудования данного вида, или рабочих мест, обслуживаемых одним рабочим; Z2 — разрядный коэф-

11

фициеит работы; выполняемой наладчиком; f2— коли­ чество станков или оборудования данного вида, обслу­ живаемых одним наладчиком; t — трудоемкость, т. -е. время затрачиваемое на операцию, мин.

Трудоемкость t входит в себестоимость и устанавли­ вается для каждой операции. Трудоемкость процесса составляет сумму трудоемкостей по всем операциям.

Для исследования или выбора более экономичного варианта процесса чаще всего используют трудоемкость, так как она непосредственно связана с производитель­ ностью, потребной зарплатой, количеством необходимого

оборудования и т. д.

Трудоемкость операции Ьскладывается из подготови­ тельно-заключительного времени Тт, приходящегося на единицу продукции, и штучного времени Тшт, затрачи­ ваемого на выполнение данной операции:

t—Tпз/П+ТШт,

где Гпз — подготовительное заключительное время, необ­ ходимое на ознакомление с чертежом, технологическим процессом, консультацию с мастером, технологом, а так­ же для наладки станка и т. д. Это время рассчиты­ вается на всю партию изделий п.

Штучное время выражается формулой

ТШ1 = t0T-\-tв-Моб“Мд»

места; /д— время перерывов на отдых и личные надоб­ ности рабочего.

Сумму основного технологического и вспомогатель­ ного времени называют оперативным временем /оп:

ton— /от“Мв«

Если обозначить to6 + tjl 100 через К, то ton

Тш т = /о п (1 + /С /1 0 0 ),

где К берется в процентах от оперативного времени. Трудоемкость t для данной операции получила на­

звание технической нормы времени. Величина, обратная технической норме времени, называется нормой выра­ ботки Q:

Q=l/t [шт. в единицу времени].

12

Производительность технологического процесса Q, определяется количеством деталей или узлов, изготов­ ляемых за единицу времени' (час, смену):

где Ф — фонд рабочего времени; 2^ — сумма трудоем­ костей по всем операциям процесса.

В курсовых проектах, как правило, нормируются все операции процессов.

При нормировании операций изготовления или об­ работки деталей на станках величина основого техно­ логического времени t0T, затрачиваемого на изменение размеров, формы, состояния поверхности и т.- д. с по­ мощью оборудования без участия человека, называется

машинным временем Тылш’.

Tnaui=iLilnS [мин].

Здесь L=l\-rl+k — длина перемещения инструмента в направлении рабочей подачи, мм, причем U— длина врезания инструмента; I— длина обрабатываемой по­ верхности; k — длина перебега инструмента; i — количе­ ство необходимых рабочих ходов (при сверлении i= = 1) \п— число оборотов или двойных ходов детали или

один оборот шпинделя или двойной ход ползуна пресса. Для механической обработки величины входящие в формулу определения Гшт берутся из таблиц справоч­

ника по нормированию станочных работ, а для сбо­ рочно-монтажных и регулировочных работ — из таблиц примерных норм времени. В отдельных случаях измере­ ние затрат времени на ручные приемы производится с помощью хронометража, и после обработки данных устанавливают среднее время.

Следует заметить, что нормирование технологических процессов должно быть выполнено с достаточной точ­ ностью, так как величина трудоемкости служит основой для определения других технико-экономических показа­ телей производства.

Задание по курсовому проектированию, связанное с выбором оптимального варианта процесса, может быть выполнено при наличии соответствующего справочного материала на кафедре или во время летней практики на базовом предприятии.

13

1.5. Технологическая точность РЭА

Любой технологический процесс должен гарантиро­ вать точность размеров и параметров, заданную техни­ ческими условиями и (или) чертежом. Обеспечить точ­ ность— значит изготовить изделие (аппаратуру, функ­ циональный блок, узел, сборочную единицу,, деталь) в пределах заданных допусков. Согласно стандарту Со­ вета экономической взаимопомощи СТ СЭВ 145—75 допуск — это разность между наибольшим и наимень­ шим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним от­ клонениями.

Различают функциональную и технологическую точ­

ность [2].

Функциональная точность — это требуемая точность выходных параметров аппаратуры, обеспечивающая ее нормальное функционирование согласно техническим условиям. Она задается допуском.

Технологическая точность выходных параметров — это реально существующая точность выходных парамет­ ров изделий в процессе их изготовления при выбранном варианте технологии, характеризующаяся вариацией па­ раметров, благодаря чему она поддается управлению.

Математически это можно сформулировать так: не­ обходимо обеспечить такую точность функциональных блоков и узлов, чтобы обеспечивалась заданная в техни­ ческих условиях (ТУ) точность выходного параметра РЭА, т. е. выполнялось неравенство

8HTy<f(5t, 82,..., 8......8J,

где 8дгту — половинд поля допуска на выходной параметр

аппаратуры по ТУ; б,-— половина поля допуска на вы­ ходной параметр i-го функционального блока (узла).

Величина 8дгту задана, а 8,..... 8т неизвестны, и су­

ществует в принципе бесчисленное множество вариантов решения. Однако рациональный путь заключается в вы­ боре такого оптимального варианта значения 'б,-, ко­ торый максимально отвечал бы требованиям производ­ ства— был экономически приемлем.

С другой стороны,

8*ТУ= Ч р + Ч<< + * ’ ‘ + Ч т •

14

Здесь

допусков (для нормальных условий; на выходные пара­ метры аппаратуры и ее функциональных блоков (узлов;; Злу, 5,,%..., omt°— половины полей температурных допус­

ков на выходные параметры аппаратуры и ее функциональ­ ных блоков (узлов); 8Л'сг, 81СГ,..., 6тст— половины полей

допусков на выходные параметры аппаратуры н ее функциональных блоков (узлов), учитывающие старе­ ние элементов.

Ъарнации параметров в процессе производства зави­ сят от производственных погрешностей. Под произвоОмвенными погрешностями понимают отступления от номннимальных размеров или параметров, указанных в чертежах, стандартах, ТУ и в другой технической доку­ ментации. Вариацию параметров изделия как случайных величин можно оценить их кривой распределения. Она является объективной характеристикой точности произ­ водства, а ее количественные показатели, такие как по­ л е" отклонений — размах Rx и относительное среднее квадратическое отклонение, носящее название коэффи­ циента вариаций vx—oxlxt— мерой технологической точности.

В большинстве практических случаев строгое матема­ тическое описание эмпирических распределений вызы­ вает трудности, поэтому чаще всего пользуются аппрок­ симацией реальных распределений тем или иным видом канонического распределения (законами Гаусса, Релея, Максвелла, Симпсона и т. п.).

Таким образом, анализ технологической точности РЭА сводится к выявлению реальных законов распреде­ ления выходных параметров, аппроксимации их канони­ ческими выражениями и определению основных количе­ ственных показателей.

15

Из основных методов анализа производственных по­ грешностей необходимо отметить статистический н рас­ четно-аналитический, а также некоторые их сочетания— расчетно-статистический, корреляционный; их подробное рписание, а также проектный точностной технологиче­ ский расчет приводятся в [2]. К сожалению, многие при­ меры, показанные в [2], уже потеряли актуальность, так как ламповая техника уже не является доминирующей. Однако теория, изложенная там, может быть успешно использована в курсовых проектах для изучения, напри­ мер, влияния погрешности выходных параметров лите-, тральных микросхем на точность параметров функцио­ нальных блоков (узлов).

Кроме обеспечения точности выходных параметров РЭА, перед технологом стоит задача обеспечения точ­ ности линейных размеров и геометрических форм дета­ лей. Следует иметь в виду, что величина допуска на размер б должна быть всегда больше или равна сумме

где еЕ— поле рассеивания действительного размера в партии деталей; т)., — постоянная погрешность для всех

деталей, например неточность настройки станка или его износ; — погрешность по данному размеру, порождае­

мая погрешностями взаимного расположения элементов детали и погрешностями формы.

Аналогично допуск на форму или взаимное располо­ жение поверхностей детали <6.фдолжен быть больше или равен максимально возможной погрешности на эти па­ раметры:

бф^-^фтах-

Точность обработки оценивается расчетно-аналитиче­ ским и статистическими методами. В основе методов лежит исследование партии деталей или узлов для уста­ новления зависимости или построения кривых распреде­ ления погрешностей, с помощью которых можно срав­ нить и выбрать оптимальный вариант процесса. Если при выполнении курсового проекта нет возможности провести исследование партии деталей, то следует вос­ пользоваться таблицами средней экономической точно­ сти обработки (см. приложение 2).

16

Важным моментом Нрй реШенйй вопроса Точйобтй размеров является учет погрешностей, возникающих при установке деталей относительно обрабатываемого ин­ струмента. Расчет таких погрешностей чаще произво­ дится при механической обработке деталей, когда изде­ лие устанавливается на столе станка, в центрах, цанге,

на призме или в приспособлении. Они называются по­ грешностями установки и непосредственно зависят от

принятых баз, на которых производится обработка. По­ грешность установки еу складывается из погрешностей базирования еб, закрепления е3 и погрешности приспо­ собления епр:

8 у= 8 б + 8з + 8пр.

Погрешность базирования еб возникает тогда, когда опорная установочная база детали не совмещена с из­ мерительной или технологическая база не совпадает с конструкторской.

При установке деталей на оправку погрешность бази­ рования равна величине максимального зазора между оправкой и отверстием детали. При установкедеталей на плоскость следует рассчитать допуск одного из раз­ меров, который непосредственно влияет на точность об­ рабатываемого размера. При установке деталей на приз­ му преимущественно тел вращения погрешности бази­ рования определяются геометрическим расчетом. Уста­ новочные пальцы при базировании плоских и корпусных деталей на два отверстия также рассчитываются геоме­ трически с целью получения минимальной погрешности и возможности установки на оба пальца.

Порядок расчета погрешностей базирования при раз­ личных способах установки приводится в [3, 4]. По­ грешность закрепления е3 возникает в результате приложения зажимающих сил и появления деформаций в общей цепи зажим— деталь — база. Величину этой погрешности определяют опытным путем, однако для жестких приспособлений величиной е3 пренебрегают.

Погрешность приспособления епр возникает вследст­ вие износа посадочных мест. Износ устанавливается нор­ малями и техническими условиями.

1.6. Краткая характеристика единой системы технологической подготовки производства

В связи с быстрым освоением новых изделий в инте­ ресах развития народного хозяйства страны Государст­ венный комитет стандартов Совета Министров СССР

Постановлением от 15 марта 1973 г. № 590 утвердил комплекс стандартов — «Единая система технологиче­ ской подготовки производства (ЕСТПП)».

ЕСТПП (ГОСТ 14:001— 73) есть установленная госу­ дарственными стадартами система организации и управ­ ления процессом технологической подготовки производ­ ства (ТПП), предусматривающая широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих ра­ бот. Основное назначение — обеспечить:

единый для всех предприятий и организаций систем­ ный подход к выбору и применению методов и средств ТПП;

освоение производства и выпуска изделий высшей категории качества, в минимальные сроки при мини­ мальных трудовых и материальных затратах на ТПП;

организацию производства высокой степени гибкости, допускающую возможность непрерывного его совершен­ ствования и быструю переналадку на выпуск новых из­ делий.

Комплекс стандартов ЕСТПП (класс 14) включает следующие группы стандартов:

'0 — общие положения;

1— правила организации и управления процессом технологической подготовки производства;

2— правила обеспечения технологичности конструк­ ции изделий;

3— правила разработки и применения технологиче­

низации и автоматизации инженерно-технических работ; 5 — прочие стандарты.

В конце данного параграфа дается перечень стан­ дартов ЕСТПП, выпущенных на момент подготовки руко­ писи для использования в курсовом проектировании.

Остановимся на некоторых вопросах, подлежащих учету при курсовом проектировании. ГОСТ 14.201— 73

18

предусматривает общие правила отработки конструкции изделия на технологичность. Конструкции оценивают ко­ личественно системой показателей, которая вкаючает базовые (исходные) показатели и показатели уровня технологичности (отношение показателей к базовым). В зависимости от стадии разработки конструкторской документации таких показателей 22 (подробней см. гл. 3).

Разработка и оформление технологических докумен­ тов— довольно трудоемкая часть общего комплекса ра­ бот по ТПП. Это объясняется наличием в производстве РЭА очень большой номенклатуры деталей н узлов и, следовательно, громадного количества обращающейся в производстве документации. Единые правила выпол­ нения, оформления, комплектации и обращения техноло­ гической документации устанавливаются системой ЕСТД (Единая система технологической документации), которая обеспечивает преемственность с ЕСКД (Единая система конструкторской документации), возможность обработки информации на ЭВМ, возможность взаимо­ обмена технологических документов между предприя­ тиями без переоформления (подробное см. § 1.7).

ГОСТ 14.302—73 и ГОСТ 14.303—73 обращают осо­ бое внимание на применение типовых технологических процессов п широкое использование ЭВМ. Правила раз­ работки рабочих технологических процессов изложены

вГОСТ 14.311— 75, а групповых — в ГОСТ 14.316—75. Выбор технологического оборудования производится

всоответствии с ГОСТ 14.301—73 и ГОСТ 14.304—73.

Вусловиях мелкосерийного производства значительный эффект можно ожидать при использовании универсаль­ ного оборудования. Применение различных приспособ­ лений, приставок и дополнительных механизмов расши­ ряет возможности станков и позволяет быстро перестро­ иться на выпуск другого вида продукции.

Правила выбора технологической оснастки в ЕСТПП предусмотрены ГОСТ 14.305— 73. В этом стандарте ука­ зан общий порядок выбора; внимание акцентируется на применении универсальной и сборно-разборной оснастки.

Вприложении к этому ГОСТу дается определение зон рентабельности применения различных систем станочных приспособлений. Применение универсальных видов тех­ нологической оснастки является одним из эффективных путей, сокращающих цикл ТПП (подробнее см. в § 4.6).

Большое значение имеет обеспечение производства

покупным инструментом. В ЕСТПП правила организа­ ции инструментального хозяйства предусмотрены ГОСТ 14.105— 74, где указывается, что основными задачами инструментального хозяйства являются: определение по­ требности в инструменте, планирование, организация эксплуатации, технический надзор, обеспечение рабочих мест, а также учет и хранение.

Одной из важных работ в ТПП является составление ведомости норм расхода материалов. Основная труд­ ность определения норм расхода материалов состоит в расчете подетальных норм. Сводные нормы составля­ ют сумму подетальных по маркам, сортаменту и типо­ размерам. При производстве РЭА часто стоимость мате­ риала значительно выше стоимости труда, затраченного на его переработку. Например, стоимость материала штампуемых деталей составляет 60— 70%: от их общей

стоимости изготовления, тогда как зарплата составляет 5— 15%. Правила расчета норм расхода материалов с помощью средств вычислительной техники приведены в ГОСТ 14.106— 74. При автоматизированном решении задач по расчету норм расхода материалов используют информационные массивы и алгоритмы решения задач расчета норм' в соответствии с формулами, приведенны­ ми в этом же стандарте.

Планирование ТПП ведется с учетом координации работы многих служб завода. При определении сроков выполнения работ за основу берутся конечные дирек­ тивные сроки выпуска новых изделий, затем рассчиты­ ваются объемы работ по этапам в зависимости от тру­ доемкости, количества исполнителей, оригинальных де­ талей и т. д., после чего составляется сетевой график выполнения работ. Общая картина деятельности всех подразделений, занятых подготовкой производства, отра­ жается схемой событий и работ. При построении сете­ вого графика используются 1вероятностные методы, при этом Для каждого события определяется минимальное, вероятное и максимальное время выполнения,’ а для каждой работы — математическое ожидание и его дис­ персия.

Для построения схем документооборота и сетевых моделей управления система ЕСТПП предусматривает использование информационных моделей ТПП, в част­ ности ГОСТ 14.104— 74 содержит правила разработки информационной модели ТПП.

20