3.2. Технологичность деталей машин

Эффективное использование оборудования, как правило, закладывается на уровне подготовки производства. Одним из наиболее существенных факторов, в значительной степени предопределяющих цикл изготовления изделия, его особенность, трудоемкость, загрузку оборудования, является технологичность. Она формируется не начальной стадии конструирования изделия в период конструкторской подготовки, отрабатывается на этапе технологической подготовки производства и совершенствуется на всех дальнейших этапах проектирования технологического процессе, видоизменяясь при изменении отдельных элементов.

Конструктор, придавая конструкции изделия в процессе ее разработки необходимые качества, выражающие полезность, придает ей и такие свойства, которые предопределяют уровень затрат ресурсов на создание, изготовление, техническое обслуживание и ремонт. В соответствии с этим, под технологичностью конструкции понимают совокупность свойств, определяющих приспособленность ее к достижению оптимальных затрат при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнении работ.

Технологичность конструкции изделия выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. Конструкцию изделия характеризует в общем случае состав и взаимное расположение его составных частей, схема устройства изделия в целом, форма и расположение поверхностей деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и информационная выразительность /10/.

Задачи обеспечения технологичности подразделяются на следующие группы:

отработка конструкции изделия на технологичность на всех стадиях разработки;

количественная оценка технологичности конструкции изделия;

технологический контроль конструкторской документации;

подготовка и внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам технологического контроля, обеспечивающего достижение базовых значений всех показателей технологичности;

совершенствование условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте изделий.

Первые четыре группы задач предназначены для формирования применительно к конкретному производству конструкции изделия. Пятая группа формирует такие условия производства, которые характеризуются эффективным использованием трудовых и материальных ресурсов в течение всего планируемого выпуска изделия в соответствии с данными прогнозов совершенствования конструкции изделия и конструкционных материалов, методов и средств изготовления, технического обслуживания и ремонта производственного оборудования.

Во многих случаях обработка изделия на технологичность дает поразительные результаты. Когда на фирме "Ямадзаки" разрабатывали ГПС по изготовлению коробок передач, номенклатуру изделий, намечавшуюся для производства на этой линии, разложили на бейсбольной площадке для изучения всеми инженерами, участвующими в этом проекте. Результатом такого мероприятия и последующего проектирования с его учетом явилось сокращение инструментов, необходимых для линии, с 600 до 63 /II/.

Из этого примера и из других источников производственного опыта видно, что для повышения эффективности использования оборудования необходимо провести унификацию конструкторских и технологических решений. Унификация конструкторских решений заключается в унификации и стандартизации изделий, деталей и их поверхностей /12/, за счет чего искусственно повышается партионность деталей, а также уменьшается многообразие технологических решений, используемых для изготовления деталей. Унификация технологических решений заключается в разработке типовых и групповых технологических процессов, комплексной унификации элементов технологических процессов, инструмента, методов обработки, схем базирования и др.

Особое внимание следует обращать на технологичность изделий многономенклатурного производства. Если стандартизация может стать нормой конструкторской работы, то унификация в настоящее время распространена, в основном, только в рамках однотипных изделий. Поэтому для предприятий малого бизнеса важно так организовать решение вопросов по обработке технологичности изделий, чтобы, обеспечить этот принцип для разных видов изделий, выпускаемых данным предприятием. Для этого либо все изделия надо разрабатывать на своем предприятии, либо иметь связи с постоянными партнерами - конструкторскими бюро, либо производить адаптацию конструкторских решений внутри предприятия. В любом случае на предприятии должен быть разработан комплекс единых требований на технологичность. В частности, могут быть полезны следующие рекомендации, которые следует предъявлять конструкциям изделия /13/:

изделие должно комплектоваться, по возможности, из стандартных и унифицированных составных частей;

уникальные составные части не следует объединять с унифицированными в единый узел, чтобы не нарушалась унификация последних;

изделие должно разъединяться на самостоятельные сборочные единицы. Сборочная единица является самостоятельной, если она кинематически связана и допускает независимую сборку, контроль и испытание;

компоновка изделия должна исключать промежуточную разборку и повторную сборку его составных частей;

изделие должно содержать базовую составную часть (деталь; узел), являющуюся основной для установки остальных узлов и деталей;

конструкция изделия должна обеспечивать сборку без изменения положения базовой составной части;

каждая составная часть изделия должна иметь минимальное число поверхностей и мест с другими частями;

плоскости разъемов изделия, по возможности, должны быть перпендикулярны оси симметрии изделия;

степень взаимозаменяемости сопрягаемых поверхностей должна исключать необходимость в механической обработке и пригоночных работах при сборке;

не следует объединять в узел составные части с разными характеристиками износа. Быстроизнашиваемые узлы следует выделять в отдельную группу;

конструкция элементов коммуникаций энергоцепей и линий связи должна допускать их автономное испытание и контроль;

конструкция изделия не должна иметь многозвенных размерных цепей;

число деталей в изделии должно быть минимальным;

изделие должно обладать устойчивостью и способностью к штабелированию;

как отдельные узлы, так и вся сборочная единица в целом должны быть кинематически замкнутыми;

количество обрабатываемых поверхностей с одной стороны детали должно быть таким, чтобы не требовать для обработки более восьми-десяти инструментов;

желательно, чтобы поверхности, используемые как базовые, даже у деталей, значительно отличающихся по своим конструктивно-технологическим параметрам, имели бы одинаковую или близкую форму.

Единство требований к различным организациям, выполняющим для данного предприятия конструкторские разработки, повысит технологичность изделия и эффективность работы оборудования.