3. Выбор системы технологической оснастки

Выбор системы технологической оснастки (станочных приспособлений) производится по коэффициенту загрузки приспособления операцией (Кзо) и продолжительности эксплуатации по таблице рентабельности систем технологической оснастки (рисунок 3.1.). Коэффициент загрузки приспособления операцией равен коэффициенту загрузки используемого оборудования.

Тшт.к. · n

Кз.о. = ––––––––––– , (3.5.)

F · 60

где Тшт.к – штучно-калькуляционное время, мин;

n – годовая программа деталей, шт.;

F – годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Рисунок 3.1 – Рентабельность систем техоснастки

Контрольные вопросы

1. Что включает понятие «технологической оснастки»?

2. Какие характеристики систем технологической оснастки вам известны?

3. Чем обусловлен выбор технологической оснастки?

4. Что обуславливает рентабельность систем технологической оснастки?

Лекция 4. Технологичность конструкций

Содержание

1. Общие требования по технологичности к проектируемым конструкциям.

2. Качественная оценка технологичности конструкции.

3. Количественная оценка технологичности конструкции

1. Общие требования по технологичности к проектируемым конструкциям

Технологичность как совокупность свойств конструкции изделия, позволяющая оптимизировать затраты труда, средств, материалов и времени при производстве и эксплуатации различной техники, является одним из важнейших показателей качества. Проектируя, конструктор обязан не только обеспечить высокие технические характеристики, надежность и ресурс, но и получить изделие с заданным уровнем качественных характеристик и высокими технико-экономическими показателями при производстве и эксплуатации [9].

Совершенство конструкции в сфере производства определяется выполнением требований производственной технологичности, что сводится к возможности применения при ее изготовлении прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих высокое качество при минимальных затратах средств, труда и времени в процессе конструкторской и технологической подготовки производства и при изготовлении изделий. Именно производственная технологичность характеризует совершенство проектируемой конструкции при равных показателях качества изделия.

Эксплуатационная технологичность конструкции изделия определяется совокупностью таких свойств, которые позволяют снизить затраты средств и времени на техническое обслуживание и ремонт в процессе эксплуатации при высоком качестве работ, наименьших производственных циклах. Эксплуатационная технологичность конструкции определяется факторами: доступностью к узлам и агрегатам, их взаимозаменяемостью, простотой установки и демонтажа, преемственностью испытательного оборудования, возможностью автоматического контроля функционального назначения агрегатов и систем и др.

В то же время эффективность эксплуатации любого изделия в значительной степени определяется содержанием и качеством технологических процессов сборки, монтажа и испытаний, то есть, опять-таки, производственной технологичностью.

Технологичность не является абсолютным свойством конструкции. Поскольку для различных типов производства оптимальными оказываются различные технологические процессы, конструкция, являющаяся технологичной, например, для крупносерийного производства, может оказаться совершенно нетехнологичной в условиях мелкосерийного производства. Технологичные в определенный период времени изделия могут через несколько лет оказаться нетехнологичными в связи с появлением новых эффективных технологических процессов и средств их реализации. Поэтому при оценке технологичности конструкции учитывают тип производства и объем выпуска изделий, конкретные условия их производства и перспективы развития технологической науки и производства на ближайшую перспективу.

Главными факторами, определяющими требования к обеспечению технологичности конструкций любого изделия, являются: вид изделия, его конструктивная сложность, новизна конструкции, характеристика исходных материалов, стадия разработки [17].

Вид изделия определяет исходные конструктивные и технологические признаки, обусловливающие основные требования к обеспечению ТКИ; способ изготовления или сборки изделия, группирование по общим конструктивным признакам, условия комплектации изделия, полноту и завершенность конструктивного исполнения, тип производства.

По составу и структуре «изделия» могут представлять деталь, сборочные единицы, комплексы и комплекты, общие требования по технологичности к которым, безусловно, будут различными.

Конструктивная сложность изделия существенно влияет на его ресурсоемкость и учитывается при расчетах трудоемкости проектирования по данным аналога. Сложность конструкции часто выражают числом образующих изделие составных частей или конструктивных элементов и характеризуют коэффициентом конструктивной сложности

Ксл = N / Nа , (4.1)

где N, Na – число составных частей (элементов) соответственно разрабатываемого образца и аналога. Если Na соответствует предельно допустимому числу составных частей (элементов), то 0 < Ксл ≤ 1.

Новизна конструкции изделия определяет конструктивные признаки, обусловливающие требования к обеспечению преемственности конструкции. Это обязательно повлияет в условиях производства на выбор рационального состава стадий и этапов технологической подготовки производства.

Являясь абсолютной характеристикой изделия, новизна его конструкции может быть также выражена относительным показателем

Кн = Nн / N, (4.2)

где Nн – число новых составных частей (элементов) в исполнении разрабатываемого образца, 0 ≤ Кн ≤ 1 .

Повысить эффективность разработки изготовления при повышенных значениях Кн можно при расширении унификации входящих в изделие элементов конструкции, типизации структурных компоновок, группового проектирования и т.п.

Характеристика исходных материалов, выбираемых для изготовления изделия, является определяющей к обеспечению технологической рациональности и преемственности конструктивных элементов изделия. Хотя требование уменьшения в конструкции изделия номенклатуры материалов является одним из важнейших, все же исключать возможность выбора материала, позволяющего применять рациональные технологические методы и высокопроизводительные средства технологического оснащения процессов изготовления, применения прогрессивных технологических процессов и операций, нельзя.

Роль стадии разработки в определении требований к обеспечению технологичности конструкции изделия существенна не только для производственных условий.

Решение задач технологичности на различных стадиях проектирования и изготовления. Работы по технологичности проводятся на всех стадиях проектирования изделия. Наибольшее значение в обеспечении высокой технологичности имеют этапы первоначальной работы над конструкцией изделий: техническое предложение, эскизный проект, когда решаются принципиальные вопросы выбора конструктивной схемы, конструктивно-технологического членения, проводятся проектировочные расчеты, ведутся сравнительные анализы существующих конструкций.

На стадии разработки технического задания прорабатывают новейшие достижения в области конструирования и технологии и устанавливают возможность их использования в проектируемом изделии, анализируют данные о технологичности аналогичных конструкций, сравнивают задаваемые изделию технические характеристики с соответствующими характеристиками аналогов, определяют состав и значения базовых показателей, которые необходимо реализовать при проектировании изделия.

На следующей стадии проектирования при разработке технического предложения имеют несколько вариантов принципиальных схем проектируемого изделия, проводят сравнительный анализ технологичности с позиций осуществления рационального членения, возможности расширения использования унифицированных и стандартизированных деталей, узлов и агрегатов, применения типовых технологических процессов и средств их обеспечения, возможности ограничения номенклатуры материалов.

На стадии эскизного проекта разрабатывают директивные технологические материалы, в которых приведены подробно разработанная схема конструктивно-технологического и эксплуатационного членения, обоснование выбора материалов, схема базирования основных элементов конструкции и последовательность их установки при сборке, директивные технологические процессы на новые виды обработки и сборки, укрупненная схема сборки и т.д. Приведенные в ДТМ требования к конструкции изделия являются основополагающими при разработке технического проекта.

Технический проект содержит окончательные решения по конструкции изделия. При этом выполняется количественная оценка технологичности по большому количеству основных и вспомогательных показателей, ведется тщательный технологический контроль и корректировка разработанного при эскизном проектировании чертежа общего вида изделия, подробно разработанной компоновки, а также сборочных чертежей агрегатов и узлов, после чего ведется разработка рабочей конструкторской документации.

На этапе разработки конструкторской документации узлов и деталей вопросам технологичности придается первостепенное значение, ибо им необходимо придать такие геометрические параметры, выполнение которых не встретит затруднений в производстве. Необходима оценка по трудоемкости изготовления, коэффициенту использования материала, себестоимости и т.д.

При анализе технологичности различных вариантов конструкции могут использоваться два метода:

а) в качестве критерия оптимизации используют один наиболее важный для данных условий показатель технологичности. Предпочтение отдают варианту с наилучшими значениями этого показателя при условии, что остальные не выходят за установленные пределы;

б) технологичность оценивают по комплексному показателю К, который учитывает ряд дополнительных k₁, k₂ … k_n и их различную значимость η₁, η₂ и т.д. в составе комплексного показателя

K = k₁ η₁ + k₂ η₂ + ... + k_n η_n , (4.3)

где η₁, η₂, …, η_n – коэффициенты удельного влияния (доли значимости) дополнительных показателей;

η₁ + η₂ + η₃ + … + η _n = 1,0. (4.4)

Создание нового изделия ведется на основе широких теоретических и экспериментальных исследований, сопровождается отработкой его форм в лабораториях, работоспособности новых приборов, систем, аппаратуры в технически хорошо оснащенных лабораториях. Причем опытные конструкторские бюро (ОКБ) обслуживаются рядом отраслевых научно-исследовательских институтов.

Отработка конструкции на технологичность [2, 3] ведется не только при проектировании изделий, но и при изготовлении его опытных образцов и первых серий, даже в процессе освоения серийного производства. Только в результате выполнения этих работ обеспечивается требуемый уровень технологичности конструкции.