Глава 6. Технологичность конструкции изделий

6.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЙ

Технологичность конструкции изделий (ТКИ) рассмат­ривается как совокупность свойств конструкции изделия, опре­деляющих ее приспособленность к достижению оптимальных за­трат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ (ГОСТ 14.205-83).

Из приведенного определения следует, что ТКИ — понятие относительное. Технологичность одного и того же изделия в зави-

симости от типа того производства, где оно изготовляется, и ₀т конкретных производственных условий может быть различной Например, металлические отливки могут быть изготовлены литьем в кокиль или в песчано-глинистые формы. К отливкам, получаемым этими способами, предъявляются разные требования, которые необходимо учитывать при конструировании деталей.

В крупносерийном и массовом производстве технологичны будут отливки, изготовленные литьем в кокиль, так как трудоем­кость и себестоимость изготовления деталей из этих отливок зна­чительно ниже, чем из отливок, полученных с использованием песчано-глинистых форм. В свою очередь, последние будут тех­нологичны в мелкосерийном и единичном производстве.

Основная задача обеспечения ТКИ заключается в достижении оптимальных трудовых, материальных и топливо-энергетических затрат на проектирование, подготовку производства, изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, технологическое обслужи­вание (ТЛО), техническое обслуживание (ТО) и ремонт при обе­спечении прочих заданных показателей качества изделия в при­нятых условиях проведения работ.

Различают производственную, эксплуатационную и ремонт­ную технологичность.

Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на конструкторскую подготовку производства, техно­логическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытаний, монтаж вне предприятия-изготовителя.

Эксплуатационная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на подготовку к использованию по назначению, техно­логическое и техническое обслуживание, текущий ремонт, утили­зацию.

Ремонтная технологичность заключается в сокращении средств и времени на все виды ремонта.

Главные факторы, определяющие требования к ТКИ, следую­щие:

вид изделия, характеризующий главные конструктивные и тех­нологические признаки, обусловливающие основные требования к ТКИ;

объем выпуска и тип производства, определяющие степень технологического оснащения, механизации и автоматизации тех­нологических процессов и специализацию всего производства.

По ГОСТ 14.201—83 обеспечение ТКИ является функцией подготовки производства, предусматривающей взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптималь­ных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия. 66

6.2. Показатели технологичности конструкции изделия

Оценка технологичности конструкции изделия может лить Д^ВУ^{Х ВИ}Д°^В — качественной и количественной.

Качественная оценка характеризует технологичность конструк-_иИ обобщенно, на основе опыта исполнителя. Качественная ^Цценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проекти­рования изделия предшествует количественной и определяет целесообразность последней. Количественно ТКИ оценивается показателем, значение которого характеризует степень удовлетво­рения требованиям к технологичности конструкций.

Количественная оценка ТКИ производится с помощью системы, включающей следующие показатели:

базовые (исходные) показатели технологичности, которые яв­ляются предельными нормативами технологичности, обязатель­ными для выполнения при разработке изделия; их указывают в техническом задании на разработку изделия или в отраслевых стандартах;

показатели технологичности, достигнутые при разработке изделия;

показатели уровня технологичности конструкции разрабаты­ваемого изделия.

Число показателей должно быть минимальным, но достаточ­ным для оценки технологичности.

ГОСТ 14.201—83 рекомендует перечень показателей техноло­гичности. В методических рекомендациях MP 186—85 приведены основные и вспомогательные показатели ТКИ и методика их опре­деления [16].

К основным показателям ТКИ относятся трудоемкость и себе­стоимость изготовления изделия, материалоемкость и энергоем­кость изделия.

Трудоемкость изготовления изделия. Абсолютная трудоемкость Т_а, затраченная на изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, ТЛО, ТО или ремонт изделия, выражается суммой нормо-часов, затраченных на технологические процессы, прове­денные в одной из сфер: Т_а = HT_it где T_t — трудоемкость, затраченная на изготовление любой t'-й составной части, нормо-ч.

Уровень технологичности конструкции по трудоемкости Кут = Т_ат/Т_бя, где Т_аИ — достигнутая трудоемкость изготовле­ния изделия; Т_6и — базовый показатель трудоемкости изготовле­ния изделия.

Себестоимость изделия — важный обобщающий показатель качества. Для оценки ТКИ пользуются показателем S_r техно- логической себестоимости; 5_Т = 5„ + S₃ + S_B. _р, где S„ — стоимость материалов, затраченных на изготовление изделия;— заработная плата производственных рабочих с начислениями;н-р накладные расходы, включающие расходы на энергию, потребляемую оборудованием, на ремонт и амортизацию обору-дования, инструмента и приспособлений на смазочные, охлажда­ющие, обтирочные и другие материалы, предусмотренные про­цессом проведения работ.

Уровень технологичности конструкции по себестоимости Кус — S_T/S₆. _т, где S_T — достигнутая технологическая себестои­мость; 5б. _т.— базовый показатель технологической себестоимости.

Материалоемкость изделия характеризует количество ма­териала, затраченного на производство изделия и его эксплуата­цию, определяемое в единицах массы.

Материалоемкость изделия по сферам проявления подразделяют на производственную материалоемкость, ТЛО, ТО и ремонта.

Материалоемкость может характеризоваться удельной мате­риалоемкостью К_у. _м', К_у. и = М/Р, где М — сухая масса из­делия; Р — номинальное значение основного технического пара­метра (производительность, мощность и др.).

Коэффициентом /С_пр. _м; применяемости материала оценива­ется унификация материалов; К_Пр. м i = N_t/N, где N_t — норма расхода данного (i-ro) материала на изготовление изделия; N — норма расхода материалов на изготовление изделия.

Величину JV; можно определять не только для материалов определенной марки и профиля, но и для марок и видов профилей (заготовок) отдельно.

Сумма значений коэффициентов К_пр. _м i Для всех i-x материалов равна единице: 2/(_пр._мг = 1.

Энергоемкость изделия характеризует количество топливно-энергетических ресурсов, затраченных на его изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, ТЛО, ТО, ремонт или ути­лизацию.

В MP 186—-85 приведены вспомогательные показатели ТКИ: коэффициенты точности, шероховатости, применения типовых тех­нологических процессов, унификации конструктивных элементов и др. [16].,,

Выбор базовых показателей ТКИ является исходным этапом для отработки конструкции изделия на технологичность. Для определения базовых показателей за основу принимают статисти­ческие данные о ранее созданных конструкциях, имеющих общие конструкторско-технологические признаки с проектируемой кон­струкцией, данные аналогов или типовых представителей.

При инженерно-расчетном методе оценки ТКИ определяют и сопоставляют значения показателя К технологичности проектируе­мого изделия и соответствующего базового показателя Ко [25].