3.3. Конструкторская подготовка производства

Исследования – источник новых знаний. Однако для их практической реализации нужна конструкторская подготовка, обеспечивающая непрерывное совершенствование и обновление технической базы производства, своевременное внедрение новой техники, средств механизации и автоматизации производства и управления. При ее проведении разрабатывается конструкторская документация. В перерабатывающих отраслях конструкторскую подготовку проводят в основном при разработке и изготовлении оборудования и приборов.

В содержание конструкторской подготовки включают разработку технического задания, технического предложения, эскизного, технического и рабочего проектов. В системе конструкторской подготовки установлены единые правила выполнения, оформления и обращения документации, ее комплектности, графического и пояснительного содержания.

В техническом задании определяется цель, назначение, исходные данные для проектирования и изготовления оборудования, оснастки и приборов. Содержание его зависит от характера проектируемого объекта (например, для технологического оборудования техническое задание содержит данные о требуемой часовой производительности, массе, установленной мощности электродвигателя, часовом расходе топлива и энергии, числе обслуживающих рабочих, сроке службы до первого капитального ремонта, габаритах и др.). Техническое задание выдает заказчик работ.

Техническое предложение представляет собой совокупность документов, обосновывающих целесообразность разработки изделия с учетом требований технического задания и различных вариантов возможных технических решений.

При разработке эскизного проекта определяют принципиальные конструкторские решения, которые позволяют представить устройство и принцип действия изделия, его габариты, назначение, основные экономические параметры, а также разрабатывают принципиальную, электрическую, кинематическую, монтажную и гидравлическую схемы, общую компоновку, изготовляют эскизные чертежи общих видов.

В эскизном проекте приводятся расчеты на надежность и точность работы, требования по унификации, технологичности и стандартизации, ведомость спецификаций на материалы и комплектующие изделия для опытных образцов.

Технический проект разрабатывается при необходимости уточнения эскизного проекта, если это предусмотрено техническим заданием, протоколом рассмотрения технического предложения и эскизного проекта. В нем определяется соответствие изделия требованиям технического задания и технологичности, устанавливается степень сложности изготовления, предлагаются способы упаковки и транспортирования, монтажа, эксплуатации и ремонта.

Рабочая документация включает разработку окончательных чертежей, всех деталей сборочных единиц, комплектов, спецификаций и технических условий; инструкций, регламентирующих правила эксплуатации и ремонта; изготовление и испытание сначала опытного образца, а затем установочной серии; корректировку документации при выявлении ее недостатков. Рабочая документация определяет готовность внедрения предлагаемого технического решения.

В производстве изделие рекомендуется использовать при наличии положительного заключения приемочной комиссии.

Конструктор в процессе изготовления опытных образцов в производственных условиях осуществляет авторский надзор, т.е. контроль за изготовлением деталей, сборкой, настройкой отдельных узлов, блоков, изделия в целом, с внесением последующих изменений в документацию и проведением других работ.

Необходимость полного состава работ и документации конструкторской подготовки определяется сложностью задания на разработку. Обычно в целях ускорения работ применяется двухстадийное проектирование: технический проект – рабочая документация. При использовании в конструкции машин и аппаратов законченных научно-исследовательских разработок техническое предложение часто заменяется отчетом по теме. В единичном производстве вместо опытного изготавливается промышленный образец, а окончательная доводка документации ведется в процессе производства. С учетом углубления и детализации исходных данных уточняется технико-экономическое обоснование проектируемых технических решений, экономическая целесообразность их внедрения в производство. В целях повышения эффективности конструкторской подготовки необходимо обеспечить технологичность, унификацию и стандартизацию.

Под технологичностью понимают комплекс свойств, характеристик изделия и процесса, позволяющих оптимизировать затраты живого и овеществленного труда на всех стадиях разработки, внедрения и эксплуатации. Количественную оценку технологичности проводят по величине специальных коэффициентов, рассчитываемых из соотношения достигнутой трудоемкости (технологическая себестоимость) изделий (по прямым затратам) к их базовому уровню, взятому за основу. Чем ниже значение коэффициентов, тем технологичнее производство.

При изготовлении оборудования и приборов рассчитывают коэффициенты конструктивной преемственности (из отношения числа деталей, заимствованных из освоенных производств, к их общей величине), стандартизации и унификации (по доле числа стандартизированных и унифицированных деталей, сборочных единиц в общем количестве), применяемости материалов (из отношения числа типоразмеров материалов, используемых для изготовления оригинальных деталей, к общему числу деталей).

Повышение степени технологичности достигается экономичностью конструктивного оформления изделия. Применительно к деталям (узлам), выполняющим основные функции (нож, шнек, распылитель), надо сокращать число дополнительных и вспомогательных деталей. Следует устранить излишние конструкции пространственной компоновки, поддержки, крепления (станина, кожух, каркас), нормализованного крепежа. Каждая деталь, сборочная единица по конструкции должны сочетать простоту и удобство обработки поверхности (преимущественно штамповкой, резкой, литьем, т.е. без снятия стружки), отвечать требованиям точности, чистоты и другим показателям. В основу выбора материала должна быть положена их экономичность с учетом раскроя, подбора рациональных форм и сечений, снижения количества марок, ассортимента, типоразмера, применения рациональных методов формообразования. Предпочтение отдается техническим решениям, характеризующимся простотой сборки, монтажа, эксплуатации и ремонта.

Унификация предполагает устранение многообразия типов и конструкций изделий, а стандартизация - применение единых норм и требований, терминов и обозначений при разработке технических разработок.

Процесс конструирования упрощается при соблюдении действующих параметрических рядов машин и аппаратов, в пределах которого происходит возрастание (убывание) главного их параметра (вместимости, часовой производительности). Несоблюдение их ухудшает технико-экономические показатели производства. Например, при росте мощности сушилок на 15% ухудшается пропорциональность процесса, когда в параметрическом ряде смежных вакуум-аппаратов предусмотрено удвоение производительности: 2000, 4000, 8000 кг влаги в час.

Важным требованием в конструировании является учет экономических показателей, снижение цены оборудования в расчете на величину прибыли при его использовании потребителем. Поэтому малоэффективен односторонний подход к совершенствованию конструкций машин, например: увеличение вместимости, мощности, массы, габаритов без изменения технологических процессов. Эффективна система оборудования с программным обеспечением, которая в развитом машиностроении составляет 60 % стоимости машин. Малоэффективно, если 70 % общей стоимости машины приходится на металл.

Конструкторскую подготовку осуществляют соответствующие отделы (бюро) предприятий либо специализированные организации, имеющие проектно-конструкторские подразделения и опытные производства, в которых изготовляют и испытывают новые конструкции, отрабатывают технические процессы, выпускают мелкими сериями освоенную продукцию. Чертежное хозяйство выполняет работы по регистрации, хранению, учету и выдаче конструкторской документации.