4. Качество изделий машиностроения

Под качеством изделий машиностроения понимается совокупность свойств, обу­славливающих их пригодность выполнять свое функциональное назначение в заданном диапазоне изменения условий эксплуатации.

Для оценки качества машин применяют единичные и комплексные показатели.

Наибольшее применение в машиностроении получили единичные показатели, кото­рые подразделяют на эксплуатационные и производственно-технические. К группе экс­плуатационных относят показатели назначения, надежности, эргономики и эстетики.

Показатели назначения характеризуют степень соответствия машины ее целевому назначению - мощность, производительность, коэффициент полезного действия и т.д.

■ t Одним из важнейших обобщающих свойств машин является надежность.

Надежность - свойство объекта сохранять в течение определенного времени в ус­тановленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность вы­полнять требуемые функции при заданных режимах и условиях применения, техниче­ского обслуживания, хранения и транспортирования. К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят кинематические и динамические параметры, параметры прочности, точности функционирования, производительности, скорости и т.п.

Являясь комплексным свойством, надежность в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопри­годность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность - свойстао объекта непрерывно сохранять работоспособное со­стояние в течение времени или наработки.

Показателями безотказности являются вероятность безотказной работы, средняя наработка на отказ, интенсивность отказов, гамма-процентная наработка до отказа и др. Показатели безотказности могут вводиться как по отношению ко всем возможным отка­зам объекта, так и по отношению к какому-либо одному типу отказа.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до насту­пления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Показателями долговечности являются ресурс, гамма-процентный ресурс, средний срок службы, срок службы до списания.

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

21

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его способности под­держивать и восстанавливать работоспособное состояние путем технического обслужи­вания и ремонта.

К показателям ремонтопригодности относят вероятность и среднее время восстанов­ления, удельную и среднюю трудоемкость технического обслуживания и ремонта и др.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения пара­метров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в тече­ние и после хранения и (или) транспортирования. Показателями сохраняемости валяют­ся гамма-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости и др.

Эргономические показатели характеризуют машину в системе человек - машина и учитывают ее приспособляемость к антропометрическим, биомеханическим, физиоло­гическим и инженерно-психологическим свойствам человека, проявляющимся в произ­водственных процессах.

Соответствие машины требованиям технической эстетики характеризуется сле­дующими показателями:

. композиционной целостностью формы (внешняя гармония формы, целостность композиции, соответствие современному стилю, красота цветовых сочетаний);

• функциональной целесообразностью формы (соответствие формы изделия и его отдельных элементов конкретному назначению и характеру использования, приспо­собленность формы к выполняемой функции и ее информационная выразительность);

• качеством наружной поверхности (качество выполнения стыков и соединений, прочность и качество декоративного покрытия), качеством внутренней отделки, качест­вом надписей и обозначений (графические достоинства, четкость исполнения, соразмер­ность надписей, указателей, фирменных знаков, символов и т.п.).

Расходы на эксплуатацию машины являются единовременными затратами экс­плуатационников. Они включают цену машины, а также издержки на ее транспортиро­вание к месту установки, монтаж и налалку.

Затраты на изготовление единицы продукции или стоимость работы, выполняемой с помощью данной машины, являются суммой издержек (заработная плата персонала, занимающегося обслуживанием машины, стоимость электроэнергии, сумма амортиза­ционных отчислений и другие эксплуатационные расходы), отнесенной к единице про­дукции ияи работы.

Прочие экономические показатели используют в зависимости от требований, кото­рые предъявляются к новой машине. Наиболее часто применяют производственную мощность и производительность, которые могут существенно меняться в процессе вне­дрения машины. Эти показатели применяют дополнительно к сумме капиталовложений эксплуатационников и себестоимости единицы продукции или работы.

Производственно-технологические показатели характеризуют затраты обществен­ного труда на производство единицы продукции (машины, приборы и т.п.) и свидетель­ствуют о степени соответствия конструкции машины производственно-техническим ус­ловиям ее изготовления при заданном масштабе выпуска изделий.

К производствен но-техническим показателям относят трудоемкость, материало­емкость, энергоемкость, блочность (сборность), показатели конструктивной стандарти­зации и унификации.

Трудоемкость опредеияет количество труда, затрачиваемого на изготовление еди­ницы продукции (или выполнение единицы работы). Необходимо различать следующие

разновидности трудоемкости, используемые при обосновании или анализе технологич­ности конструкций новых изделий: общую, структурную, удельную и относительную.

Общая трудоемкость характеризует суммарные затраты труда на изготовление еди­ницы продукции. С помощью структурной трудоемкости определяют затраты труда по профессиям или по цехам предприятия, например, токарей, литейщиков, сварщиков и т.д. Удельную трудоемкость рассчитывают как отношение общей трудоемкости к одно­му из показателей назначения машины, например, к массе, к вместимости ковша экска­ватора, длине ленточного конвейера и т.д. Относительной трудоемкостью является так­же отношение трудоемкости проектируемого изделия к принятой для сравнения трудо­емкости. "V .

Если, например, общая трудоемкость выпуска машины ранее составляла 1000 ч и это было наилучшим достижением в данной отрасли, а вновь осваиваемая машина с ана­логичными показателями имеет проектную (или фактическую) трудоемкость 800 ч, то относительная трудоемкость будет равна 800 : 1000 = 0,8.

С помощью материалоемкости определяют количество конструкционных материа­лов, необходимых для создания и применения изделия с учетам его конструктивных особенностей, прояаляемых в сфере производства, эксплуатации и ремонта.

Как и трудоемкость, материалоемкость имеет следующие разновидности: общую, структурную, удельную и относительную. Общая материалоемкость характеризует сум­марную затрату материалов на изделие, причем ее находят двумя способами: по общей массе машины (за вычетом массы комплектующих изделий) и по массе материалов, из­расходованных на производство, эксплуатацию и ремонт машины, включая все виды отходов и потерь.

Структурная материалоемкость характеризует затрать) отдельных видов материа­лов, удельная - затраты материалов на один из показателей назначения машины, относи­тельная - рассчитывается по отношению к аналогичному показателю, принятому для сравнения. ¹

Энергоемкость характеризует затраты энергии на единицу продукции, выражен­ные в киловатт-часах или в других единицах. Показатели энергоемкости также имеют разновидности, как трудоемкость и материалоемкость. Однако они используются значи­тельно реже - только при обосновании и анализе технологичности в энергоемких произ­водствах. -^г■-‘ ■-

Блочность (<сборность) изделия характеризует трудоемкость его монтажа. Коэф­фициент блочности ¹

к ~ Л^сб.с/ Асбо ⁼ 1 -(Чб.к/М:б.о; (1-18)

где №сь_л и N_tb__K ~ число соответственно унифицированных и неунифицированных со­ставных частей изделия, ,¥_cSo = jV_c6c + ,¥_cS._K; N_c6„ - общее число составных частей изде­лия. ' ^! '

Сначала определяют Л^с - число унифицированных составных частей, записанных в разделах спецификации «Комплексы», «Сборочные единицы», «Стандартные изде­лия», «Комплекты». Затем устанавливают N&a по данным разделов «Детали», «Стан­дартные изделия» и др. Коэффициент блочности машин также можно определить по массе ияи стоимости ее элементов.

Показатели стандартизации и унификации позволяют определить степень конструк­тивного единообразия проектируемой или изготовляемой машины, прибора или другого изделия, они свидетельствуют об усилиях или достижениях конструктора в применении минимально необходимого количества типоразмеров составных частей изделия (деталей, комплексов, комплектов и т.д.) в целях повышения эффективности производства.

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

23

К числу важнейших показателей стандартизации и унификации относятся коэффи­циенты применяемости, повторяемости, насыщенности изделия, а также унификации группы изделий.

Коэффициент применяемости А'_пр определяется по формуле

_К iZ3>, т, г - ■ ,■ (1,19)

п

где п - общее число типоразмеров составных частей изделия; п» - число оригинальных типоразмеров,

К оригинальным относятся составные части, спроектированные ияи разработанные впервые для данного изделия.

Коэффициент повторяемости К„ характеризует среднее число составных частей, приходящееся на один типоразмер, и определяется по формуле

K_a = N/n,

где N - общее число составных частей, входящих в данное изделие.

Коэффициент насыщенности К„ изделия повторяющимися составными частями вычисляется по формуле

*_н=^. (1-20)

Коэффициент унификации К_УгГ группы изделий определяется следующим обра­зом: " —

— IX,од *_уг=^ , (1.21)

£аа

1-1

где т — число изделий в группе; - коэффициент применяемости для i-ro изделия;

D, - годовая программа для i-ro изделия; S, - оптовая цена, а в отдельных случаях себе­стоимость г -го изделия.

При отсутствии данных о цене или себестоимости изделий коэффициент унифика­ции можно определить по одной из следующих упрощенных формул:

1х,.а .

IA

При определении всех рассмотренных показателей стандартизации и унификации необходимо выбрать степень детализации этих расчетов, которые могут выполняться для деталей или сборочных единиц. При этом расчеты не следует проводить для про­стых деталей (болты, винты, шурупы, щпияьки, шплинты и другие крепежные детали, шпонки, муфты, накидные гайки, прокладки и т.п.).

Метод определения единичных показателей качества машины зависит от ее конст­руктивных и технологических особенностей. В машиностроении применяют описанные ниже методы определения показателей.

Измерительный метод основывается на технических средствах измерений и бази­руется на информации, получаемой с использованием этих средств, С помощью измери­тельного метода определяют значения таких показателей качества, как масса изделия, сила тока, скорость автомобиля, частота вращения двигателя и др.

Регистрационный метод основывается на наблюдениях и подсчете числа опреде­ленных событий, предметов или затрат, например, подсчете отказов изделия при испы­таниях, числа дефектных изделий в партии и др.

Расчетный метод основывается на использовании теоретических и (или) эмпири­ческих зависимостей показателей качества машины от ее параметров. Применяется, в основном, при проектировании продукции. Позволяет также установить зависимости между отдельными показателями качества. Служит для определения массы изделия, по­казателей его производительности, например, определения производительности метал­лорежущего станка по скорости и глубине резания, а также подаче и др.

Органолептический метод основывается на анализе восприятия органов чувств, например, при контроле окраски машины, при проверке отсутствия рисок и царапин или других дефектов на обработанной поверхности детали. При его реализации возможно использование технических средств (лупа, микроскоп и т.п.), повышающих восприим­чивость и разрешающие способности органов чувств. ^;

Экспертный метод основывается на решении, принимаемом экспертами, напри­мер, при оценке эстетической характеристики машины или прибора.

Социологический метод основывается на сборе и анализе мнений фактических или возможных потребителей продукции, например, при оценке качества выпущенной серии электродвигателей, телевизоров и т.д.

При оценке качества любого изделия применяют обычно в сочетании несколько рассмотренных методов. Они служат для оценки не только уровня качества продукции, но также для технического контроля в ее производстве.

При оценке показателей качества продукции по балльной системе можно использо­вать, например, четыре балла: 5 («отлично»), 4 («хорошо»), 3 («удовлетворительно») и О («плохо»). Возможны и другие балльные системы.

Баллы присваивают изделию, качество которого нужно оценить, и аналогу. Отно­сительным единичным показателем качества в случае балльной оценки является отно­шение баллов оцениваемого изделия к баллам аналога.

Балльный метод оценки показателей качества на практике часто применяют в соче­тании с экспертным методом.

Экспертный метод оценки качества продукции осуществляется экспертной груп­пой, состоящей из высококвалифицированных специалистов примерно одинаковой сте­пени компетентности. Экспертов должно быть не менее семи человек (при меньшем их числе велика вероятность принятия группой случайных решений).

При голосовании решение принимается только в том случае, если за него подано не менее 2/3 голосов членов экспертной группы. Для улучшения степени объективности оценок опрос экспертов должен проводиться в следующем порядке. Сначала оценки проставляются экспертами независимо друг от друга; затем после короткого публичного обоснования выставленных оценок проводится второй тур голосования, в ходе которого эксперты вновь, независимо друг от друга, устанавливают новые оценки. Желательно проводить два - три тура проставления оценок. „.а-,,,,, j.

Показатель качества продукции опреденяют как среднее арифметическое значение оценок, простааленных каждым экспертом:

КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

25

^Pj-'LPjI^N> 0-23)

где pj - значение показателя качества, проставленноеу-м экспертом; N - число экспер­тов.

Окончательное значение показателя качества определяют как среднее арифметиче­ское значение оценок, полученных в каждом туре опроса экспертов:

р,=£,7‘/^т> о-²⁴)

1-1

где p_t - значение показателя качества, полученное в каждом туре; т - число туров оп­роса. ' ■ ■■ - ■■ ■

Комплексные показатели характеризуют качество машины по совокупности ее не­скольких простых свойств или одному сложному свойству, состоящему из нескольких

простых. Их часто определяют методом среднего взвешенного (арифметического, гео­

метрического и т.д.).

Примером комплексного показателя, определенного методом среднего взвешенного арифметического, может служить показатель

.-tit# - ■.гиг

Як = £<е^с<, О-²⁵)

где q, - показатель i-го свойства оцениваемой продукции; с, - коэффициент весомости показателя q,.

В случае большого разброса значений q_t рекомендуется другая формула - средне­взвешенное геометрическое:

я'к= ГК'- 0.26)

ы

Определяющим называют показатель, по которому оценивают качество продукции. Находят его по формулам (1.25) и (1.26), но при этом q, характеризует q_k средние резуль­таты оценки /-го свойства (оценка, как правило, дается экспертами с помощью балльно­го метода). В том случае, когда определяющий показатель является комплексным, он называется обобщенным. Если хотя бы один единичный показатель неудовлетворитель­ный, то обобщенный показатель следует принимать равным нулю, т.е. качество оцени­вается как неудовлетворительное. ’ ‘ V

Интегральным Р_н„ называется комплексный показатель, характеризующий эффек­тивность машины. Его рассчитывают либо как отношение суммарного полезного эффек­та (в натуральном выражении) от эксплуатации машины к затратам на ее создание и ра­боту за весь срок службы: _ч. _i I

^: P„=fV/(.K_a+S), ; (1.27)

либо как обратное отношение этих затрат к полезному эффекту:

(1.28)

где W - количество единиц продукции или выполненной машиной работы за весь срок ее эксплуатации, например, число произведенных заготовок, деталей, тонн ияи кило­граммов продукции; К₀ - начальные капиталовложения в машину, включающие ее опто­вую цену, доставку, монтаж и наладку; 5 - эксплуатационные расходы на весь срок службы машины, включая расходы на ее ремонт и обслуживание.

В первом случае интегральный показатель определяется работой, приходящейся на один рубль суммарных затрат; во втором - суммой этих затрат в рублях, приходящихся на единицу работы.

Приведенные формулы пригодны для определения интегрального показателя изде­лия со сроком службы до одного года. При больших сроках службы необходимо внести поправку в сумму капитальных расходов, учитывающих фактор времени (поскольку эти расходы производятся одновременно).

С помощью этой поправки капительные расходы приводятся к начальному моменту приобретения или изготовления машины. При одинаковых годовых эксплуатационных расходах 5 в течение Т лет значение интегрального показателя рассчитывается по фор­муле; . • . .....

W

Л™ т (^L29)

K₀(\ ₊ Ej₊S

где Е_к - нормативный коэффициент эффективности; принимают £„ = 0,20.^:

Качество сборочных единиц практически характеризуется перечисленными показа­телями в соответствии со своим функциональным назначением.

Качество деталей машин характеризуется свойствами материалов, размерами, точ­ностью и состоянием поверхностных слоев.

Понятие технологичности конструкции изделия необходимо увязывать с серийно­стью. Понятие относительное, так как зависит от производства.

При конструировании машин конструктор должен учитывать возможность по­строения высокопроизводительных технологических процессов обшей и узловой сбор­ки. Конструкция машины должна допускать возможность ее сборки из предварительно собранных узлов. Это позволяет осуществлять параллельно сборку нескольких узлов, а следовательно, сократить цикл сборки машины.

Необходимо стремиться к использованию стандартных, нормализованных и уни­фицированных деталей и узлов.

Нужно обеспечить возможность удобного и свободного подвода высокопроизводи­тельных механизированных инструментов к местам соединения деталей и предусмот­реть легкость захвата их грузоподъемными устройствами для транспортировки и уста­новки на собираемое изделие.

Для разборки машины при ее обслуживании и ремонте необходимо предусмотреть резьбовые отверстия для отжимных виитов, заменяющих съемники, отверстия для выко­лоток, рым-болты или литые выступы для захвата и подъема тяжелых деталей и т.д.

При конструировании деталей машин их конфигурация должна быть простой для применения высокопроизводительных технологических методов и предусматривать удобную, надежную базу для установки и закрепления в процессе обработки.

В случаях, когда такая база не обеспечивается, должны быть предусмотрены специ­альные элементы (приливы, бобышки, отверстия) для базирования и закрепления заго­товки. При необходимости эти элементы могут быть удалены после обработки.

Материалы, заданные точность и шероховатость поверхностей детали должны быть строго обоснованы ее служебным назначением.

Стандартизация и унификация деталей и их элементов способствует уменьшению трудоемкости процессов производства и снижению себестоимости деталей в связи с увеличением серийности и унификацией станочных наладок.

Себестоимость производства заготовок также в значительной мере определяется их технологичностью.

Кованые заготовки должны иметь простую симметричную форму, без пересекаю­щихся цилиндрических и призматических элементов, а также бобышек и выступов на основных поверхностях поковки.

Геометрическая форма штампованных заготовок должна обеспечивать возмож­ность ее свободного извлечения из штампа. Боковые поверхности заготовки должны иметь штамповочные уклоны. Переходы от одной поверхности к другой должны осушес- таляться с закруглениями.

Конфигурация отливки должна обеспечивать возможность беспрепятственного из­влечения модели из формы и стержневых ящиков. С этой целью необходимо назначать формовочные уклоны для вертикальных поверхностей отливки. ' ¹

Ответственные поверхности заготовок должны занимать в форме нижнее положение.

Технологичность заготовок может быть повышена применением сварных конст­рукций, что позволяет получить сложную заготовку из простых элементов, выполняе­мых горячей или листовой штамповкой, резкой проката и т.д. При замене стальных от­ливок штампосварными иногда снижается их масса на 20 - 30 % и уменьшается объем последующей обработки резанием на 30 - 50 %. - • ■ - ^fi

Технологичность конструкций деталей в значительной мере определяется возмож­ностью их механической обработки. Для этого необходимо выполнение следующих ус­ловий: . V ' ■ / ■*’'

1. ступенчатые поверхности должны иметь минимальный перепад диаметров;

2. предпочтительны сквозные отверстия, а не глухие;

3. расстояния между отверстиями целесообразно назначать с учетом возможности применения много шпиндельных сверлильных головок;

:>ч 4) во избежание поломки сверл при сверлении поверхности на входе и выходе ин­

струмента должны быть перпендикулярны оси отверстий;

5. размеры отверстий должны соответствовать нормалям на сверла, зенкеры, и раз­вертки;

6. резьбы должны быть нормализованными;

7. конфигурация плоской поверхности должна предусматривать возможность ее обработки на проход;

8. глубина и ширина пазов выбирается в соответствии с нормалями на фрезы;

9. размеры зубьев зубчатых колес должны соответствовать нормалям на модульные фрезы.

Естественно, эти требования соблюдают, если онцг не снижают качество деталей.

6. Производственный и технологический процессы

Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий лю­дей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления ияи ремонта выпускаемых изделий.

В него включаются все действия по изготовлению деталей и сборке сборочных единиц и машин, контролю их качества, хранению и перемещению на всех стадиях изго­товления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест, участков, цехов и предприятия в целом, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства. ;• л «v п„ _t -

Совокупность времени от начала производства заготовок до испытания изделия на­зывается производственным циклом изготовления изделия,

В зависимости от объемов и сложности выпускаемых изделий по ГОСТ 14.004-83 производства подразделяются на единичное, серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное) и массовое.

Под единичным производством понимают выпуск несложных изделий в малых объемах от одного до нескольких десятков штук. Оно характеризуется многономенкла- турностью изготавливаемых или ремонтируемых изделий.

Для единичного производства характерно:

а) универсальное оборудование и технологи чес кал оснастка, на рабочих местах вы­полняются разнообразные технологические операции;

б) заготовки невысокой точности и с большими припусками;

в) маршрутная технология и повременная оплата труда;

г) требуемую точность деталей достигают методом пробных ходов и промеров, а сборочных единиц - методом пригонки.

Под серийным производством изделий, деталей или заготовок понимают периоди­ческое изготовление сериями с определенным количеством.

В зависимости от количества изделий, деталей или заготовок в серии производство условно делят на мелко-, средне- и крупносерийное.

Серийное производство характеризуется:

а) универсальным, с ЧПУ и специализированным оборудованием;

б) нормальным и специальным режущим и измерительным инструментом; _;... ^

в) применением приспособлений и частичной разметки; ,, ,

г) внедрением полной и частичной взаимозаменяемости и до полного сокращения пригоночных работ;

д) нормированными припусками;

е) разрабатывается технологический процесс вплоть до отдельных элементов (опе­рационный или маршрут но-операционный техпроцесс);

ж) наличием технического нормирования.

Под массовым производством изделий, деталей или заготовок понимают изготов­ление их в массовых количествах по неизменяемым чертежам в течение длительного промежутка календарного времени.

Характерными особенностями массового производства являются: . ■■

а) выполнение на каждом рабочем месте только одной закрепленной за ним непре­рывно повторяющейся операции;

эв_с б) широкое применение специальных и специализированных станков, автоматов, автоматических линий, роторных и ротор но-конвейерных станков;

в) применение высокопроизводительных приспособлений специального назначе­ния;

г) наличие полной взаимозаменяемости и отсутствие разметки;

д) технологический процесс разрабатывается подробно и ведется точное нормиро­вал ие.

Тип производства может быть определен по коэффициенту серийности IQ или ко­эффициенту закрепления операций К_{3 0}

О'³⁰)

* шт.ср

где Г, - такт выпуска; 7V_cp - среднее штучное время на операцию.

IX.;

rj* _f=1

¹ ШТ.Ср *

^к п

где Т_ШТ1 - штучное время, необходимое для выполнения /-ой технологической опера­ции; п - число технологических операций.

Если К_с < 1, то производство при данном Р_л не в состоянии выпустить требуемое

количество изделий в год. Необходимо увеличить F_a за счет 2 - 3-сменной работы или

производительность труда.

ПриКс - 1 ... 2 - производство массовое; ":v*.

= 2,1 ... 10 - производство крупносерийное;

К_е= 10,1 ... 20 - производство среднесерийное;«

Кс- 20,1 ... 40 - производство мелкосерийное;

Кс > 40 - производство единичное.

Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле:

*».=£. 0-31)

где О - число всех технологических операций, необходимых для выпуска изделия; Р - число рабочих мест или технологического оборудования, используемого для произ­водства изделия. ''*^fi""

На одном и том же заводе, нередко даже в одном и том же цехе, одни изделия изго­тавливаются единично, другие - мелкосерийно, третьи - средне серийно. В таком случае тип производства определяется по преобладающим изделиям. : - _гак'Г,.

Одним из основных элементов производственного процесса является технологиче­ский процесс. В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 под технологическим процессом по­нимают часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. По ГОСТ 14.301-83 работы по созданию технологических процессов предусматривают: определение серийности производства; анализ исходных данных; в зависимости от серийности производства и исходных данных подбор действующего типового, группового, модульного технологи­ческого процесса или поиск аналога единичного процесса; выбор исходной заготовки и методов ее изготовления; выбор технологических баз; составление технологического маршрута обработки; разработку технологических операций; выбор средств технологи­ческого оснащения (СТО); определение потребности в СТО, в случае необходимости их проектирование, производство и заказ; выбор средств механизации и автоматизации технологического процесса и внутренних средств транспортирования; назначение и рас­чет режимов обработки, нормирования; определение требований, обеспечивающих безо­пасность технологических процессов; расчет экономической эффективности; оформле­ние технологической документации. ‘ ^г‘

Под средствами технологического оснащения понимают оборудование и техно­логическую оснастку, в том числе для контроля и испыталий.

По организации производственные процессы делятся на два вида: поточный и непоточный.

Под поточным видом организации производственного процесса понимают такой его вид, при котором заготовки, детали или собираемые изделия в процессе их произ­водства находятся в периодическом движении с постоянной величиной такта. Это зна­чит, что поступившая на первую операцию заготовка сразу же после окончания опера­ции передается на вторую, после окончания второй - на третью и т.д. до последней опе­рации, после окончания которой готовая деталь сразу подается на сборку. Штучное вре­мя обработки заготовки на каждой операции равно или кратно такту. На сборку детали поступают через равные промежутки времени.

Для поточного производства важнейшей характеристикой является производст­венный такт Т_ъ - время между выпусками двух промежуточных изделий.

где F„ - действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства изделия в час; N- годовая программа выпуска изделий.

Под непоточным видом организации производственного процесса понимают такой его вид, при котором заготовки, детали или собираемые изделия в процессе их произ­водства находятся в периодическом движении с различной продолжительностью опера­ций и пролеживания между ними, в результате чего процесс осушествляется с меняю­щейся величиной такта по каждой операции.

Из приведенных определений видно, что поточный вид организации производст­венного процесса, прежде всего, можно использовать в массовом производстве. Тогда оно называется поточно-массовое.

Серийное производство, особенно при значительных величинах партий, также мо­жет быть организовано с использованием поточного вида. Тогда оно называется пере­менно-поточное. . >1

Важнейшим элементом производственного процесса яаляется его техническая подготовка, которая включает в себя: конструкторскую подготовку, технологическую подготовку и календарное планирование производства.

Конструкторская подготовка производства - это разработка конструкции изде­лия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных де­талей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих специфи­каций и других видов конструкторской документации.

Под технологической подготовкой производства понимают совокупность взаи­мосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.

К технологической подготовке производства относится обеспечение технологично­сти конструкции изделил, разработка технологических процессов, проектирование и изготоаление средств технологического оснащения (режущий, мерительный инстру­мент, приспособления, стенды), управление процессом технологической подготовки производства, технологическая подготовка технической реконструкции производства. Для регламента работ по технологии существует единая система технологической под­готовки производства (ЕСТПП).

Технологическая подготовка наиболее ответственная и трудоемкая часть техниче­ской подготовки производства. Ее трудоемкость составляет 30 - 40 % для единичного производства, 40 - 50 % при серийном и 50 - 60 % при массовом производстве от тру­доемкости общей подготовки производства.

Например, трудоемкость конструирования станка - 90 тыс. чел. * ч, проектирование техпроцессов и оснастки - 160 тыс. чел. ■ ч; конструирования паровой турбины - 82 тыс, чел. ■ ч, проектирования техпроцессов и оснастки - 207 тыс. чел. • ч; гусеничного тракто­ра, соответственно, 125 тыс. чел. • ч и 620 тыс, чел. ■ ч; дизеля - 110 тыс. чел. ■ ч и 180 тыс. чел. ■ ч и т.д.

Календарное планирование производственного процесса предусматривает воз­можность изготовления изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпус­ка и затратах.

Технологический процесс разбивается на технологические операции.

Технологической операцией называется законченная часть технологического про­цесса, выполняемая на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими.

При обработке заготовок операция включает все действия рабочего, управляющего станком, а также автоматические движения узлов станка, осуществляемые в процессе обработки поверхностей заготовки до момента снятия ее со станка и перехода к обра­ботке следующей. При этом вместо одной может быть установлено для одновременной обработки несколько заготовок. . ■„

Операция является основной частью технологического процесса в организацион­ном отношении. По операциям определяют трудоемкость процесса, потребное количест­во производственных рабочих и его материально-техническое обеспечение (оборудова­ние, приспособления, инструмент).

Операция может выполняться за один или несколько установов,

Устинов - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреп­лении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Обрабатываемая заготовка или собираемый узел, находясь в приспособлении, мо­гут менять свое положение относительно рабочих элементов оборудования, занимал различные позиции.

Позицией называется фиксированное положение, занимаемое неизменно закреп­ленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента ияи неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. ' ■ "

Операция обычно выполняется за один или несколько переходов. Переходы быва­ют технологические и вспомогательные.

Технологическим переходом называется законченная часть технологической опе­рации, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, со­стоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изме­нением формы, размеров и поверхностей, но необходимы дна выполнения технологиче­ского перехода.

Например, установка и закрепление заготовки, смена инструмента и т.д.

Технологический переход может осуществляться за один или несколько ходов. Ход может быть рабочим и вспомогательным.

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из одно­кратного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого измене­нием формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки.

,,,,. Вспомогательный ход - законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождающегося изменением формы, размеров, шероховатости поверхности шш свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода

- ■ Например, подвод инструмента, отвод инструмента и т.д.

Технологические процессы (ТП) классифицируют на единичный, типовой и груп­повой.

Единичный ТП разрабатывается индивидуально на конкретное изделие.

Типовой ТП создают для группы изделий, обладающих общими конструктивными и технологическими признаками (валы, зубчатые колеса, рычаги и т.д.).

Групповой ТП - это технологический процесс изготовления группы изделий с раз­ными конструктивными, но общими технологическими признаками (детали, обрабаты­ваемые на токарных станках, детали, обрабатываемые на фрезерных станках, и т.д.).

Развитием типового и группового - является модульный ТП, который базируется на единстве технологических методов обработки элементарных поверхностей (модулей) различных деталей.

Степень детализации описания технологического процесса определяется серийно­стью производства и экономическими соображениями.

В единичном производстве осуществляется маршрутное описание ТП, которое за­ключается в сокращенном описании всех технологических операций в последовательно­сти их выполнения без указания переходов и технологических режимов,

В мелкосерийном и среднесерийном, а для ответственных изделий и в единичном производстве проводится маршрутно-операционное описание ТП, при котором дается сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте и полное описа­ние ответственных операций, формирующих качество изделий,

В крупносерийном и массовом производствах, а для ответственных изделий И в средне- и мелкосерийном производстве осуществляется операционное описание ТП, которое сводится к полному описанию всех технологических операций в последователь­ности их выполнения с указанием технологических переходов и режимов.

6. Производительность труда, себестоимость и цена изделий в машиностроении

Наряду с качеством изделий важнейшими показателями машиностроительных предприятий, определяющими их конкурентоспособность, являются производитель­ность труда, себестоимость и цена продукции.

Производительностью называется производство продукции (в натуральном илн денежном выражении) в единицу времени (год, квартал, месяц, неделю, сутки, смену, час). При этом она может определяться как для предприятия в целом, так и для отдель­ных его структурных подразделений; как для всех работающих, так и для каждого рабо­чего. Исходя из этого, производительность определяется по следующим зависимостям:

1. в натуральном выражении

к

к

1=1

п =

(1.32)

F

ИЛИ П. =-id- ¹ с

Fn

где N, - количество изделий i-ro наименования, изготовленных в год предприятием, структурным подразделением (цехом, участком); F - фонд времени (1 год, 4 квартала, 12 месяцев, количество рабочих недель, суток, смен, часов) в году; к - число изделий различного наименования; п — число работающих на предприятии или в структурном подразделении;

2. в денежном выражении а) всей продукции

(1.33)

к

или П. = —

¹ Fn

к

Fn

(1.34)

или ГГ, =

б) нормативно чистой продукции к

F

где Ц, - цена реализуемых изделий i-ro наименования; Цщ - цена покупных деталей и материалов на изделие i-ro наименования.

Производительность труда на предприятии определяется уровнем его автоматиза­ции. Совершено очевидно, чем выше серийность производства, тем выше должен быть уровень его автоматизации, а следовательно и производительность труда. Производи­тельность труда в значительной мере определяет себестоимость изготавливаемых изде­лий. Чем выше производительность труда, тем ниже себестоимость продукции.

Себестоимость определяется затратами в денежном выражении на материалы, средства производства, заработную плату, связанными с изготовлением изделия. Если производительность напрямую связана с уровнем автоматизации и технологического оснащения предприятия, то себестоимость определяется их экономическим соответстви­ем данным условиям производства. Неполная себестоимость включает в себя только затраты, связанные с выполнением технологического процесса, и называется техноло­гической себестоимостью.

Технологическая себестоимость изделий в значительной мере определяется време­нем, затрачиваемым на их производство. Оно входит в технологическую себестоимость

2 — 654

через стоимость работы оборудования, технологической оснастки и заработной платы рабочего по каждой операции технологического процесса. Совершенно очевидно, что чем дороже оборудование и технологическая оснастка, тем выше стоимость их исполь­зования. Единственным мерилом экономической целесообразности использования того или иного оборудования и технологической оснастки является минимизация технологи­ческой себестоимости изделия, которая укрупненно может быть определена по формуле

60,

(1.35)

где С_ст._ч„ - стоимость одного станко-часа на /-ой операции; C_{0CH i} - стоимость одного часа использования технологической оснастки на i-ой операции; С^ч., - тарифная ставка од­ного часа работы рабочего на /-ой операции; Т_штк, - штучно-калькуляционное время, затрачиваемое на /-ую операцию, мин.

Денежное выражение потребительских свойств изделий определяется их ценой. В условиях рыночной экономики цена изделия, по которой оно реализуется, как прави­ло, определяется спросом и предложением. Однако для машиностроительных предпри­ятий, чтобы не оказаться банкротами, цена, по которой реализуется изделие, не должна быть ниже так называемой производственной цены.

Производственная цена изделия до настоящего времени определяется его себе­стоимостью, накладными расходами и наяогами, которые, как правило, включают в полную себестоимость и рентабельность производства.

(1.36)

где С_п - полная себестоимость изделия; R - рентабельность производства.

Однако для большей объективности и определения конкурентоспособности произ­водства изделия целесообразно в эту формулу ввести относительный комплексный пока­затель качества - К, а именно:

(1.37)

причем относительный комплексный показатель качества изделия может быть опреде­лен по формуле

В

к =

п

(1.38)

где К, - показатели отдельных составляющих качества изделий (долговечности, безот­казности, КПД, производительности, безопасности, эстетичности, удобства обслужива­ния, ремонта и т.п.), определяемые по их отношениям к аналогичным составляющим мировых образцов; В, - важность отдельных составляющих качества для данного изде­лия; и - количество отдельных показателей качества изделия.

Это позволит нашим промышленным предприятиям реально подойти к повышению качества выпускаемой продукции и выйти на мировой рынок.

£к,В,