Конспект(1)

4.4.2. ПОКАЗАТЕЛИ ТРУДОЕМКОСТИ

Важнейшими показателями технологичности являются характеристики трудоемкости. Под трудоемкостью понимается количество труда в человеко-часах, затрачиваемое на технологический процесс изготовления продукции или выполнения работ. При оценке качества изделий показатели трудозатрат следует разделять на две группы:

1)трудозатраты (трудоемкость) изготовления изделия;

2)трудоемкость работ, выполняемых с помощью данного изделия. Штучная трудоемкость – это трудоемкость единицы производимой

продукции или работ, характеризуется «штучным временем» tшт.

где tо – основное (технологическое) время; tо – вспомогательное время; tт.о. – время технологического обслуживания.

Суммарную трудоемкость изготовления изделия, а также суммарную трудоемкость производства продукции или услуг (работ), выполняемых с помощью данного изделия, рассчитывают как сумму отдельных трудоемкостей.

Структурная трудоемкость является составным элементом суммарной (общей) трудоемкости и определяется суммированием трудоемкости по рабочим местам, участкам или цехам, а также по операциям, входящим в технологический процесс.

4.4.3. ПОКАЗАТЕЛИ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ИЗДЕЛИЯ

Показатели материалоемкости изделия характеризуют количество материала, затраченного на его изготовление.

Суммарная (общая) материалоемкость изделия подсчитывается следующим образом:

где mi – материалоемкость i-й составной части изделия; h – число составных частей.

131

Структурная материалоемкость изделия МС выражает количество

отдельных видов (классов, марок сортов) материалов и является составным элементом суммарной (обшей) материалоемкости.

Удельная материалоемкость изделия определяется по формуле:

где М – чистая масса изделия.

Размерность Mуд – кг на единицу главного (определяющего) параметра качества.

Сравнительная материалоемкость У м определяется по формуле:

Аналогично определяется коэффициент применяемости материалов. Он выражает долю применения в данном изделии определенных, наиболее прогрессивных, видов, классов, марок и сортов материалов.

Коэффициент использования материала КИМ является важнейшим относительным показателем технологичности, характеризующим эффективность использования материальных ресурсов при производстве изделия. Он определяется как отношение количества (массы) материала в готовой продукции к количеству (массе) вводимого в технологический процесс материала

132

где М – количество (масса, определяемая по весу) материала в готовом изделии; Мв – количество (масса) материала, введенного в

технологический процесс.

4.4.4. ПОКАЗАТЕЛИ СЕБЕСТОИМОСТИ

Суммарная себестоимость изготовления изделия С в зависимости от целей и условий оценки технологичности определяется как полная или неполная (условная), проектная, плановая, отчетная и т. д. Способ определения суммарной себестоимости изделия и степень детализации ее расчетов предусматривается инструкциями и методическими указаниями предприятия, а также другими руководящими документами (РД).

Структурная себестоимость Сi характеризует финансовые затраты по отдельным видам работ, входящим в технологический процесс

Размерность Суд – руб./ед. гл. параметра.

Удельные затраты на (профилактическое) обслуживание при эксплуатации изделия:

133

Относительная себестоимость Сотн определяется как отношение

структурной себестоимости к суммарной (обшей) себестоимости изделия и характеризует долю отдельных видов работ, выполняемых в соответствующих структурных подразделениях предприятия, в суммарной (общей) себестоимости:

Сравнительная себестоимость или уровень себестоимости Ус определяется по отношению к базовому показателю себестоимости Сбаз, принятому или заданному для сравнительной оценки технологичности по данному параметру:

4.4.5. НЕКОТОРЫЕ ЕДИНИЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

В качестве показателя технологичности может быть использован такой конструкционный показатель, как коэффициент сборности (блочности) изделия.

Коэффициент сборности (блочности) изделия характеризует трудоемкость (технологичность) его монтажа (сборки). Коэффициент сборности является обобщающим показателем, так как характеризует одновременно технологичность изготовления еще и технологичность ремонтных работ, а также необходимую преемственность данного изделия – его унифицированность.

Информацию для расчета Ксб берут из конструкторской документации. Число унифицированных сборочных единиц находят таких разделах спецификации, как «Сборочные единицы», «Комплекты», «Стандартные изделия», «Комплексы». Считается, что коэффициент сборности (блочности) машин и другой техники можно определить по массам или стоимостям основных сборочных единиц изделия.

Показатели эксплуатационной технологичности изделий определяют аналогично тому, как определяют показатели технологичности их производства, т. е. тоже по суммарной (общей), структурной, удельной,

134

сравнительной и относительной трудоемкости, материалоемкости и

себестоимости.

Сложность формы детали, узла или изделия в целом предопределяет другие показатели технологичности изготовления и

где Qд – вес готовой детали; Qо – вес простейшего геометрического тела, описывающего рассматриваемую деталь (цилиндра, шара, куба, призмы и т. д.).

Другими показателями технологичности изготовления детали служат характеристики точности обработки.

Точность обработки – это степень приближения формы, размеров и шероховатости обработанной поверхности детали к требованиям конструкторского чертежа и технических условий. Точность обработки характеризуется квалитетом, назначаемым конструктором и достигаемым в процессе механической обработки детали на соответствующих металлообрабатывающих и других станках. От точности обработки деталей зависит работоспособность сопряжений (нагрузка в контакте, условия образования масляного слоя, износ и т. п.).

При изготовлении возможны отступления геометрических размеров деталей от запроектированных значений. Эти отступления называются погрешностями. Понятия точности и погрешности взаимосвязаны. Точность характеризуется действительной погрешностью (действительная точность) или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Очевидно, что чем уже эти пределы, тем меньше погрешности, но выше точность.

Точность изготовления деталей по их геометрическим параметрам есть совокупное понятие, подразделяющееся по следующим признакам:

–точность размеров деталей;

–точность формы поверхностей детали;

–точность по шероховатости поверхности;

–точность взаимного расположения деталей.

Классы точности, характеризующие степень приближения к заданным размерам названы квалитетами (от франц. qualité, нем. qualität

– качество).

135

Квалитеты – показатели качества обработки поверхностей.

Предусмотрено 19 квалитетов, обозначаемых порядковым номером, возрастающим с увеличением допуска погрешности: 01; 0; 1; 2; 3 ... 17. Номера 01 и 0 соответствуют двум наиболее точным квалитетам, введенным в систему ИСО после того, как существовал 1-й квалитет.

Сокращенно допуск по одному из квалитетов обозначается латинскими буквами IT и номером квалитета, например, IT6 означает допуск по 6-му квалитету. Значение допуска каждого квалитета (класса качества поверхности) регламентировано государственным стандартом и находится по специальным формулам, графикам или таблицам.

Допуск – это разность между наибольшим и наименьшим размерами или абсолютное значение разницы между верхними и нижними отклонениями от номинального размера, указанного на чертеже детали.

Коэффициент точности Ктч механической обработки детали определяют как отношение типовой (наиболее распространенной) точности в машиностроении IT6 (величина допуска на размер по 6 квалитету), взятой для любого произвольного размера, к среднему значению допусков Тср всех поверхностей детали того же размера, т. е.

Среднее значение квалитета всех размеров рассчитывают так:

n

IT N PN

где n – общее число обрабатываемых поверхностей детали; N – номера квалитетов точности обрабатываемых поверхностей; PN – количество поверхностей, имеющих точность соответствующего квалитета.

На практике, с учетом свойств, зависящих от точности изготовления детали, и затрат на ее достижение, находят для каждого способа обработки два значения квалитетов: экономических достижимых. Экономические квалитеты – это оптимизированные по техническим требованиям и экономическим затратам на обработку, а достижимые характеризуют наибольшую точность, получаемую при данном способе обработки поверхности. Так, например, при чистовом продольном

136

обтачивании стальных заготовок экономическими квалитетами являются

IT7 – IT9, а достижимый квалитет – IT6; при тонком обтачивании (алмазным инструментом) с продольной подачей экономический квалитет IT6, а достижимый – IT5. По таким показателям можно судить о технологичности обработки деталей по точности их размеров.

Качество детали, соединения, узла или машины в целом, оцениваемое по критерию точности изготовления, целесообразно характеризовать еще и коэффициентом запаса точности Кз.т., определяемым как отношение допустимой погрешности соответственно детали, кинематической пары (соединения), узла или машины ТF к действительной (измеренной) погрешности готового изделия TK, т. е. как

При создании любого технического изделия необходимо устанавливать значения допустимых погрешностей нормируемого параметра. Запас точности следует создавать при изготовлении изделия по всем основным геометрическим, упругим, электрическим и другим функциональным параметрам. Коэффициент запаса точности как показатель качества определяют и в процессе эксплуатации изделия, так как при работе техники постепенно увеличивается отклонение (погрешность) параметров от их номинальных значений и погрешность часто становится больше допустимой.

Шероховатость поверхности – это характеристика совокупности микронеровностей обработанной поверхности изделия на участке его базовой длины l. Шероховатости поверхности возникают по причинам пластической деформации поверхностного слоя при ее обработке из-за неровностей режущих кромок инструмента, вырывания частиц материала с обрабатываемой поверхности, вибрации заготовки и инструмента и т. п.

Шероховатость поверхности существенно влияет на эксплуатационные свойства деталей, узлов и изделия в целом. От уровня шероховатости поверхности во многом зависят износостойкость трущихся поверхностей, усталостная прочность, хрупкость, коррозионная устойчивость и другие свойства детали.

Числовые значения показателей шероховатости поверхности определяют измерением от единой базы – базовой линии, имеющей форму номинального профиля. Параметры шероховатости (один или несколько)

137

выбирают из установленной номенклатуры: Ra – среднее арифметическое

отклонение размера профиля от номинального значения; Rz – наименьшая высота неровностей профиля по десяти точкам измерения; Rmax – наибольшая высота профиля; Sm – средний шаг неровностей; S – средний шаг местных выступов профиля; l – относительная опорная длина профиля.

Количественно шероховатость поверхности устанавливают независимо от способа ее обработки. Числовые значения параметров шероховатости профиля поверхности (по классам) Ra, Rz, Rmax, Sm и S установлены ГОСТом. Существует 14 классов шероховатости, каждому из которых соответствует определенное сочетание основных параметров Ra

и Rz.

Выбор числовых значений шероховатости осуществляют в зависимости от условий работы и требований эксплуатации. При этом учитывают не только технологические возможности получения заданной шероховатости рациональными методами обработки поверхности, но и затраты на обработку. Чем выше требования к шероховатости, тем больше затраты на обработку, которые могут быть оправданны, если они компенсируются повышением качества изделия. Повышенные требования к шероховатости (как и к точности) могут оказаться не только нерентабельными, но и недопустимыми. Так, например, в подшипниках скольжения при слишком гладких сопрягаемых поверхностях может возникнуть явление «схватывания», при котором частицы металла отрываются от трущихся поверхностей, что ускоряет износ подшипников. Обычно оптимальная шероховатость поверхности должна быть близкой к получающейся в процессе приработки трущихся поверхностей.

Оценку качества поверхности детали по ее шероховатости осуществляют коэффициентом шероховатости Kш:

где Rz ср – среднее значение параметра шероховатости Rz на всех обрабатываемых поверхностях; 2,5 мкм – значение базового параметра шероховатости Rz, для 8-го класса шероховатости.

Оценивая и регулируя точность и шероховатость деталей сложного изделия, добиваются взаимозаменяемости деталей и частей изделия. Взаимозаменяемость – это технологическое свойство независимо

138

изготовленных деталей и сборочных единиц машин и приборов

обеспечивать возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) сопрягаемых деталей в сборочную единицу, а сборочных единиц

– в изделия при соблюдении предъявленных к ним технических требований.

Технологичность механической обработки при изготовлении резанием деталей оценивают коэффициентом обрабатываемости

оцениваемого материала детали; V45 – скорость резания при точении эталонной стали 45 в отожженном состоянии при тех же параметрах обработки.

Обрабатываемость металлических материалов резанием определяют в условиях получистового точения без охлаждения и резцами из твердых сплавов Т5К10 или ВК8 или резцами из быстрорежущих сталей Р18 или Р12. Точение осуществляют при постоянной глубине резания 1,5 мм, подаче 0,2 мм/об и главного угла в плане резца φ = 60º.

Технологичность изготовления деталей характеризуется не только показателями, относящимися к обработке их резанием. Есть технологические показатели литейных свойств, свойств обработки металлов давлением (ковка, прокатка, штамповка и т. п.), свариваемости и других технологических свойств. При оценке технологичности следует учитывать показатели технологичности сборки изделия из его составных частей и т. п.

Технологичность сборки изделия характеризуется коэффициентом

139

массовом производстве 0,25 – 0,3. Чем меньше значение коэффициента

Ктр, тем технологичнее процесс сборки.

Иногда для оценки технологического процесса сборки используют коэффициент себестоимости, который равен отношению себестоимости сборки к суммарной себестоимости изготовления изделия:

Показатели технологичности производства, а также ремонта изделия устанавливаются стандартами, входящими в единую систему технологической документации (ЕСКД).

4.5. СОЦИАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

К социально-ориентированным показателям качества промышленной продукции можно отнести те, которые непосредственно связаны с человеком, работающим с техникой. В их числе: показатели эргономичности, экологичности, безопасности и эстетичности.

4.5.1. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

Эргономика – научная дисциплина, комплексно изучающая функциональные возможности человека (или группы людей) и его (их) деятельность в условиях современного производства с целью оптимизации орудий, условий и процесса труда.

Эргономические требования к технике – совокупность показателей,

определяемых свойствами и возможностями человека выполнять функции управления, обслуживания и использования техники с требуемым качеством и без ущерба для его здоровья.

Эргономические показатели характеризуют машину в системе «человек – машина» и учитывают ее приспособленность к антропометрическим, биомеханическим, физиологическим и инженернопсихологическим свойствам человека, проявляющимся в производственных процессах. Эргономический показатель качества технического изделия – это количественная характеристика одного или нескольких эргономических свойств изделия, используемая для определения его соответствия эргономическим требованиям.

140