Лекция 3 проектирование основной системы

3. 1. Технологичность конструкции изделий

Технологичность конструкции изделия – совокупность свойств изделия, определяющих

- приспособленность его конструкции к достижению минимальных затрат ресурсов при производстве, ремонте и эксплуатации

- для заданных показателей качества, объема выпуска и условий его изготовления.

Основным показателем производственной технологичности изделия является себестоимость его изготовления.

Пути обеспечения технологичности:

• снижение номенклатуры изготовляемых изделий путем унификации и стандартизации;

• уменьшение числа деталей в узлах за счет их объединения;

• развитие конструктивного подобия и унификация поверхностей и комплектов поверхностей с целью типизации технологических процессов;

• проработка конструктивных форм деталей для обеспечения необходимой точности, устойчивости и жесткости

• целенаправленное конструктивное оформление единых технологических баз, позволяющих изготовить детали при минимальном числе операций;

• конструирование деталей с учетом использования при их изготовлении минимальной номенклатуры стандартного инструмента;

• конструирование сборочных единиц с учетом возможности автоматической сборки

Основные показатели технологичности:

• Коэффициент серийности k_c (определяется по таблице 1)

• Коэффициент унификации k_у (зависит от числа поверхностей изделия)

• Коэффициент точности k_т (определяется по таблице 2)

• Коэффициент использования материала k_им (зависит от массы изделия)

Комплексный показатель технологичности сборочной единицы определяют по формуле

где k_i — значения i-го частного показателя технологичности сборочной единицы; φ_i — коэффициент весомости i-го частного показателя технологичности сборочной единицы.

(Таблица 1)

(Таблица 2)

2. Организация технологического процесса. Расчет оперативного времени.

Важным этапом при проектировании маршрутной технологии является выбор структуры операции по оперативному времени, от которого зависит производительность процесса изготовления изделия. В свою очередь, оперативное время t_ОП складывается из основного времени t_О и вспомогательного времени t_B, т. е.

Т_ОП = t_О + t_B (1)

Основное время затрачивается на изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя (или других физико-механических свойств) полуфабриката или на изменение его положения при сборке.

Вспомогательное время затрачивается на приемы, сопутствующие изменению качественных характеристик полуфабриката. Оно складывается из следующих составляющих: времени, затрачиваемого на съем и установку полуфабриката t_cу ; времени вспомогательного перемещения инструментов — подводов, отводов, поворотов инструмента t_ви, времени вспомогательного перемещения полуфабриката t_вп

t_В = t_су + t_ви + t_вп (2)

При рассмотрении временных структур выполнения операции можно выделить следующие способы их реализации: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный. Рассмотрим их поподробнее

• Последовательная обработка. Она характеризуется последовательным протеканием основного и вспомогательного времени. При этом каждый режущий инструмент обрабатывает полуфабрикат последовательно по переходам, а времена, затрачиваемые на установ и съем полуфабриката, на смену, подвод и отвод инструмента, на вспомогательные перемещения полуфабриката, не совмещены между собой и с основным временем. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = Σ(t_су + t_ви + t_вп) + Σt_oi (3)

где t_oi – основное время на каждой операции.

• Последовательно-параллельная обработка. Она осуществляется параллельно-последовательным способом, вспомогательные приемы совмещены, а основные и вспомогательные приемы не совмещены, т. е. протекают последовательно во времени. Такая структура операции характерна для случая, когда ряд технологических переходов выполняется одновременно, а остальные последовательно. Основное время одновременно выполняемых нескольких переходов будет определяться по времени наиболее продолжительного перехода t_{oj max,} а вспомогательные времена на этих станках могут совмещаться. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = Σ(t_су, t_ви, t_вп)_max + Σt_oi + Σt_{oj max} (4)

• Параллельная обработка. Она характеризуется параллельным способом выполнения всех основных и вспомогательных приемов, а также их совмещением во времени. Это значит, что все инструменты и на всех позициях, если их несколько, работают одновременно, а вспомогательные процессы совмещены со временем формообразования. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = Σ(t_су, t_ви, t_вп, t_oi, Σt_{oj max})_max (5)

Производительность основного оборудования зависит не только от оперативного времени, но и от структуры штучно-калькуляционного времени:

T_шт.к. = (t_оп + t_то + t_оо + t_ен + t_пз) (6)

где t_то — время технического обслуживания оборудования, отнесенное к одному изготовляемому изделию (время на замену, настройку и поднастройку инструмента, устранение неисправностей и т. п.), мин; t_оо — время, затрачиваемое на организационное обслуживание основного оборудования (время на подготовку оборудования к работе, простои, связанные с несвоевременным получением полуфабриката, сбои с доставкой инструмента и т. п.), мин; t_eн — время на отдых и естественные надобности оператора, мин; t_пз — среднее подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку к переналадке и саму переналадку основного оборудования, мин; n — размер партии полуфабрикатов.

В связи с отсутствием данных на начальном этапе проектирования величину размера партии запуска полуфабрикатов в первом приближении можно принять в зависимости от годового объема выпуска Nг:

Nг/100 — для мелких полуфабрикатов;

Nг/250 — для средних полуфабрикатов;

Nг/500 — для крупных.