Учебное пособие 800555

ции и унификации. Стандарты устанавливают и регламентируют на планируемый период перспективные требования, нормы, методы, правила, распространяемые как на сами изделия, так и на производственные условия, влияющие на качество выпускаемой продукции.

Конструктивная унификация представляет собой ограничение разнообразия изготовляемых типоразмеров деталей и узлов, элементов конструкций путем заимствования из ранее выпускаемых изделий. Унификация может проводится как в рамках одного предприятия, ориентированного на выпуск определенной вида продукции, так и в масштабе всей отрасли в целом. Для внутризаводской унификации одна из конструкций выбирается в качестве «базовой» модели, а затем путем присоединения к ней недостающих или, наоборот, изъятия из нее избыточных элементов, сборочных единиц или деталей создается ряд вариативных изделий. Так резко сокращается номенклатура оригинальных деталей за счет увеличения унифицированных элементов конструкции, ранее освоенных в производстве. Таким образом осуществляется конструктивная преемственность изделий, формируются их конструктивные типоразмеры на основе базовой модели. Уровень стандартизации и унификации описывается коэффициентами:

унификации (Ку);

повторяемости (Кповт);

конструктивной преемственности (Кпр);

стандартизации (Кст);

Необходимым условием начала производства проектируемой продукции является определение ее экономической эффективности путем сопоставления ожидаемого годового эффекта (с учетом социальных аспектов: улучшение условий труда, механизация ручного труда, высвобождение средств на социальные нужды) и затрат ранее производимого изделия с создаваемым, технико-экономические показатели которого должны быть отражены в техническом задании.

10

1.3. Состав технологической подготовки производства

Последующим этапом технической подготовки является технологическая подготовка производства. Она окончательно завершает готовность предприятия к выпуску новой продукции с заданным уровнем качества [1]. Это, как правило, может быть реализовано только на технологическом оборудовании, имеющем технический уровень, обеспечивающий минимизацию трудовых и материальных затрат.

Технологическая подготовка производства осуществляется в соответствии с требованиями нормативной документации в Единой системе технологической подготовки производства (ЕСТПП) и предусматривает в процессе своей реализации решение задач:

обеспечение высокой технологичности конструкций, что достигается тщательным анализом технологии изготовления каждой детали и технико-экономической оценкой более оптимальных вариантов изготовления [3];

проектирование технологических процессов, включающее в себя разработку процессов традиционной для данного типа производства обработки, а также программ для станков с числовым программным управлением, специализированных технологических процессов, разработку технических заданий на проектирование специальных средств технологического оснащения, которое проводится в порядке, аналогичном для конструкторской подготовки производства);

структурный конструктивно-технологический анализ изделия, формирование технологических маршрутов обработки деталей, логистики межцеховой транспортировки заготовок (комплектующих), а также - сборки изделий;

технологическую оценку возможностей цехов, основанную на расчете производственных мощностей, ритма и такта технологических маршрутов и т.д.

техническое нормирование трудоемкости, расхода

11

основных и вспомогательных материалов, энергоносителей, режима работы технологического оборудования;

изготовление и специальных средств технологического оснащения;

апробация и доводка при изготовлении установочной партии изделий всего комплекса средств технологического оснащения;

окончательное утверждение типа и метода организации производственного процесса;

выбор методов и средств технического контроля. Производственная технологичность конструкции оцени-

вается количественно посредством системы критериальных оценок, включающих показатели трудоемкости изготовления, удельной материалоемкости, технологической себестоимости, коэффициентов использования материалов, уровня типизации технологических процессов, стандартизации, унификации.

Высокий уровень технологичности способствует снижению производственных затрат и поэтому служи критерием экономически более выгодного технологического варианта. Выбор проводится совместным решением уравнений:

Cт1=С1N+V1;

Cт2=С2N+V2.

Эти соотношения отражают технологические себестоимости Cт1 и Ст2 двух вариантов изготовления. В результате выявляется критический объем производства, служащий границей экономической целесообразности их применения:

Nкр=(С2-С1)/V1-V2,

где С1, С2, - условно-постоянные расходы в структуре себестоимости вариантов 1 и 2;

V1,V2 - переменные расходы в структуре себестоимости вариантов 1 и 2;

N - объем выпуска.

Следовательно, при объеме производства меньшем чем Nкр, будет выгоден вариант 1, при выпуске, большем Nкр - ва-

12

риант 2.

Указанный метод расчета достаточно точен при оценке технологических процессы на уровне действующего участка или цеха, когда не требуется привлечения значительных капитальных затрат.

При внедрении технологических процессов, требующих определенных капиталовложений, выбор наиболее экономически целесообразного варианта проводится по методу приведенных затрат. Для повышения эффективности технологической подготовки производства большое значение имеют типизация и группирование технологических процессов.

Типизация технологических процессов строится на основе формирования технологических рядов. В этот ряд включают детали, конструкция и основные технологические параметры которых позволяют вести их обработку по технологическому маршруту, охватывающему все типоразмеры. Типизации основывается на предварительно проведенной конст- руктивно-технологической классификации, при которой детали о группируются в классы по общему служебному назначению.

Последующее за этим подразделение на группы по признаку общности материала и способа его обработки и подгруппы размерам деталей приводит к максимальной унификации, позволяющей осуществить принцип групповой обработки, который основывается на конструктивно-технологическом сходстве деталей с последующим выбором из них комплексной детали, имеющей все поверхности обработки, встречающиеся в деталях данной группы.

Это позволяет создать для такой комплексной детали специализированное и быстро настраиваемое приспособление со сменными вставками. С помощью такой станочной оснастки на одном многоцелевом станке и другом технологическом оборудовании обрабатывают все типоразмеры группы.

Технологические нормали разрабатываются применительно к типовым геометрическим элементам конструкций и

13

параметрам обработки: радиусы сопряжений, припуски, допуски, оттклонения формы, фракционный типоразмер шихты, режимы формообразования и составляют основу информационной базы для использования аддитивных технологий быстрого прототипирования оснастки.

Типизация, нормализация, технологическая унификация становятся гораздо более эффективнее на уровне стандартов предприятий и стандартов отраслевых производств.

Обеспечение высокого организационно-технического уровня производства и качества выпускаемой продукции большую роль осуществимо только при строгом соблюдении технологической дисциплины: точном выполнении технических требований различных технологических процессов, спроектированных и освоенных на всех операциях, участках и этапах многономенклатурного производства.

1.4. Проблемные для подготовки многономенклатурного производства конструктивные элементы

В качестве примеров низкого уровня технологичности и требующие значительного объёма подготовки производства показательны нагруженные корпусные детали с внутренними полостями и нагруженные детали с винтовыми лопастями и узкими межлопаточными каналами сложного профиля [1].

Классифицируя такие детали, можно выделить следующие конструктивно-технологические типы:

односторонние открытые колеса насосов (рис. 1.1,а) и компрессоров (рис. 1.1,б) с малой закруткой лопаток, шнеки (рис. 1.1,в) с небольшой высотой лопастей, которые поддаются традиционной лезвийной и абразивной обработке;

шнеки с постоянным и переменным шагом, с различным профилем винтовых каналов и лопастей (рис. 1.1, в, 1.2);

рабочие колеса агрегатов турбонаддува, где доступ традиционного металлообрабатывающего инструмента за-

14

труднен из-за сложного пространственного профиля лопаток

(рис. 1.3);

винтовые турбины высоконапорных вихревых насосов и вентиляторов (рис. 1.4) с очень большим количеством лопаток и экономически нецелесообразной трудоемкостью механической обработки;

турбины высокооборотных компрессоров (рис. 1.5) с большим количеством лопаток и винтовыми лопастями, также выделяющиеся экономически нецелесообразной трудоемкостью в изготовлении;

б

а

в

Рис. 1.1. Типовые детали с открытыми винтовыми каналами, доступными для традиционной обработки: а, б – крыльчатки; в – шнеки

15

Рис. 1.2. Шнек с различным профилем винтовых каналов и лопастей

Рис. 1.3. Рабочее колесо компрессора агрегата турбонаддува

16

Рис. 1.4. Ротор высокооборотной вихревой турбины

турбины высокооборотных турбонасосных агрегатов

сузкими межлопаточными каналами, выполненными в цельной заготовке и недоступными для профилированного инструмента (рис. 1.6) и покрывным диском (рис. 1.7);

корпусная деталь насосного агрегата с внутренними полостями (рис. 1.8).

Таким образом, к нетехнологичным лопаточным деталям наукоемких изделий в первую относятся конструктивные элементы агрегатов транспортных систем, имеющие внутренние закрытые и открытые полости с выходом наружу. Это межлопаточные каналы центробежных и осевых рабочих колес, сопловых аппаратов насосных агрегатов, турбокомпрессоров и агрегатов турбонаддува, работающих при больших перепадах давления, температуры, нестационарных знакопеременных нагружениях и высоких окружных скоростях.

17