7.2. Задачи, решаемые технологичностью конструкций

В процессе проектирования любого изделия, особенно изделия, которое предусматривается выпускать в большом количестве, необходимо решать параллельно две задачи: а) обеспечение служебных характеристик изделия, т.е. удовлетворения всех требований технических условий, вытекающих из условий его эксплуатации, и б) удовлетворение требований технологии производства этого изделия.

Задачи, решаемые технологичностью конструкций, можно разделить на три основные группы:

• конструктивные;

• технологические;

• эксплуатационные.

Каждая группа имеет ряд вопросов, правильное решение которых является основным средством достижения технологичности конструкций.

Конструктивные

1. Выбор принципиальной схемы конструкции, обеспечивающей простоту компоновки изделия.

2. Простота конструктивных решений узлов, агрегатов и их сборки.

3. Расчленение изделий на части, обеспечивающее удобство подхода, монтажа и регулировки, а также возможность параллельной независимой сборки (что особенно важно).

4. Уменьшение количества различных наименований деталей.

5. Выбор простейших геометрических форм деталей.

6. Рациональный выбор материалов.

7. Назначение заготовок, обеспечивающих наименьшие расход материала и затраты на обработку.

8. Обоснованный выбор баз и системы простановки размеров.

9. Обоснованное назначение чистоты обрабатываемых поверхностей, допусков на сборочные размеры и размеры деталей.

10. Обеспечение экономически целесообразной взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов.

11. Унификация материалов деталей и их элементов, узлов, агрегатов, приборов и т.д.

Технологические

1. Сокращение сроков подготовки производства и освоения изделия при заданном объеме выпуска.

2. Использование современных, наиболее производительных технологических процессов обработки и сборки.

3. Обеспечение заданной точности изготовления деталей, сборки узлов и всего изделия в целом в соответствии с техническими требованиями.

4. Минимальный расход материалов.

5. Обеспечение высокого качества продукции.

6. Выбор рациональных методов и средств контроля.

7. Максимальное использование типовых технологических процессов изготовления сборки изделий с использованием переналаживаемых оснастки и оборудования.

Эксплуатационные

1. Обеспечение надежности и живучести изделия.

2. Устойчивость эксплуатационных качеств.

3. Простота в обслуживании при эксплуатации.

4. Простота ремонта.

5. Сокращение количества запасных частей.

6. Обеспечение малого веса изделий.

Резюмируя, можно отметить, что отработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать, в зависимости от вида изделия, решение следующих основных задач:

• снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия;

• снижение трудоемкости, цикла и стоимости работ по обслуживанию изделия при эксплуатации, включающему подготовку изделия к функционированию, контроль работоспособности, профилактическое техническое обслуживание, и ремонту изделия.

7.3. Исходные положения отработки изделий на технологичность

Анализ современных технологических процессов показывает, что для создания высокотехнологичной конструкции изделия необходимо по возможности использовать все наиболее экономичные и производительные технологические методы изготовления изделия.

Однако, как показывает опыт, полное и всестороннее использование всех существующих прогрессивных технологических методов и процессов возможно только при соблюдении ряда дополнительных требований. Например, нерационально применять конвейер для сборки небольшой серии машин; для сборки же изделия массового производства (автомобилей, мотоциклов, фотоаппаратов и др.) применение конвейера является единственно правильным решением вопроса. В этой связи при проектировании новых конструкций и отработке их на технологичность следует руководствоваться следующими соображениями.

1. Технологичность конструкций в значительной степени зависит от масштаба выпуска и типа производства (массовое, длительное крупносерийное, серийное, периодическое серийное и мелкосерийное).

Масштаб выпуска и серийность во многом определяют целесообразность применения тех или иных рациональных технологических методов изготовления изделий. Практическое использование того или иного технологического метода требует проведения ряда работ и затрат на оснащение производства специальным оборудованием, приспособлениями, инструментами и т.д. Поэтому технологическая отработка конструкций должна начинаться на самых ранних стадиях проектирования с учетом перспективности изделия, масштаба выпуска и его серийности.

Повторяемость изготовления изделий, т.е. степень устойчивости данного типа изделий в производственной программе, и их выпускаемое количество, т.е. масштаб выпуска, должны рассматриваться во взаимной связи с требованиями, предъявляемыми к уровню отработки конструкции.

Конструкция изделия, высокотехнологичная для одного масштаба выпуска и серийности, может оказаться нетехнологичной для другого масштаба выпуска. Например, для мелкосерийного производства степень использования прогрессивных технологических методов будет значительно меньше, чем для крупносерийного с большим масштабом выпуска. Опыт показал, что в случае перехода от меньшего масштаба выпуска и серийности к большему, конструкция подвергается значительным изменениям, а в ряде случаев, при большой разнице масштабов выпуска, – коренной переработке всей конструкции.

В то же время к конструкции ракетно-космической техники может быть предъявлен ряд общих требований, выполнение которых улучшает технологичность при любых объемах выпуска и условиях производства.

2. Технологичность конструкций должна рассматриваться относительно всего изделия в целом. Улучшение технологичности отдельно взятых деталей или узлов без взаимосвязи с требованиями технологичности всего изделия может вызвать необходимость проведения изменений, которые ухудшат всю конструкцию.

3. Технологичность конструкций необходимо рассматривать как комплексное решение задачи, учитывающее требования ко всем составным частям производственного процесса изготовления, начиная от образования заготовки деталей и заканчивая сборкой и испытанием готового изделия.

Производство изделий состоит из большого количества разнообразных технологических процессов. Их связи и взаимное влияние в большинстве случаев неодинаковы и неоднозначны. И только их комплексное рассмотрение обеспечит нахождение оптимального решения, дающего наибольший экономический эффект от технологической отработки конструкций.

4. При отработке изделия на технологичность необходимо учитывать специфику намечаемого завода изготовителя. Это положение необходимо рассматривать с позиции использования освоенного и внедренного передового опыта завода изготовителя в части прогрессивных технологических методов изготовления изделий, а не с позиции приспособления конструкции изделия к существующей (порой отсталой) технике производства конкретного завода.

Если на заводе для изготовления нового изделия нет оборудования и оснастки, соответствующих прогрессивным технологическим методам, предусмотренным конструкцией, то об этом необходимо заблаговременно поставить в известность завод-изготовитель для своевременного приобретения необходимого оборудования.

В ряде случаев, когда предусмотренные в конструкции возможности использования тех или иных прогрессивных технологических методов равноценны, следует предпочесть те, которые освоены на заводе-изготовителе. Учитывать это следует на самых ранних стадиях проектирования, поэтому в отработке на технологичность конструкции должны участвовать и технологи завода-изготовителя.