Оценка технологичности конструкции

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЙ

Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью и удобством в эксплуатации, а также использованием наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства. Конструкцию машины, в которой эти возможности полностью учтены, называют технологичной.

Технологичность конструкции изделий (ТКИ) – совокупность свойств конструкции изделия, которые определяют ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

ТКИ – понятие относительное. Технологичность одного и того же изделия быть различной в зависимости от типа производства, где оно изготавливается, и от конкретных производственных условий может.

ТКИ – понятие комплексное. Ее нельзя рассматривать изолированно, без взаимной связи и учета условий выполнения заготовительных процессов, процессов обработки, сборки и контроля, ремонта и эксплуатации.

Улучшением технологичности конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства.

Главными факторами, определяющими требованиями к ТКИ, являются:

- вид изделия, степень его надежности и сложности, условия изготовления, технического ремонта и обслуживания, показатели качества;

- тип производства;

- условия производства, в том числе наличие передового опыта и прогрессивных методов изготовления аналогичных изделий, оборудования, оснастки и т.д.

Цель ТКИ – придание такого комплекса свойств, при котором достигается оптимальное значение затрат всех видов ресурсов при производстве, эксплуатации и ремонте. Направлена на экономию всех видов ресурсов (трудовых, материальных, энергетических, финансовых, временных).

Достижение экстремума выбранной в качестве критерия функции цели технологичности связано с решением следующих основных задач обеспечения ТИ.

а) отработка изделия на технологичность при технологической подготовке производства (ТПП) и в обоснованных случаях при изготовлении изделия;

б) совершенствование условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте;

в) количественная оценка ТИ;

г) технологический контроль конструкторской документации;

д) подготовка и внесение в конструкторскую документацию изменений, обеспечивающих достижения базовых показателей при технологическом контроле.

Главными факторами, определяющими требования по обеспечению ТИ являются: вид изделия, его конструктивная сложность, новизна конструкции, характеристика исходных материалов, стадия разработки.

Конструктивная сложность - это относительная характеристика, состав и структурное исполнение, определяющие дополнительные конструкторские признаки и требования к обеспечению технологической рациональности конструкции.

(6.4)

где М, М_а - число составных частей (элементов) разрабатываемого и аналога. Если равно предельно допустимому числу составных частей то

Новизна конструкции – дополнительные конструктивные признаки, обслуживающие преемственность конструкции

(6.5)

где - число новых составных частей в разрабатываемом изделии.

Отработка изделий на технологичность осуществляется на уровне деталей, сборочных единиц и изделий в целом. предъявляемых к конструкции изделия и входящих в него сборочных единиц и деталей.

Основные требования предъявляемые к конструкции или детали следующие:

- рациональность членения, компоновка изделий и их составных частей, а также выбора типа применяемых заготовок;

- широкое использование принципов конструктивной и технологической преемственности, унификации и стандартизации;

- рациональное ограничение количества марок и сортаментов применяемых материалов;

- более широкое использование недефицитных материалов и металлов, обработка которых не вызывает трудностей;

-рациональное назначение допусков и параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

-целесообразная простановка размеров с учетом особенностей обработки деталей на определенных видах технологического оборудования;

- обеспечение удобства базирования деталей при их обработке и, по возможности, достижение достаточной жесткости конструкции;

- соблюдение условий взаимозаменяемости деталей, упрощения сборочных работ и возможности их механизации;

- создание деталей таких конструктивных форм, которые позволяют применять более производительные методы механической обработки и использовать высокопроизводительное оборудование;

- обеспечение условий врезания и выхода режущего инструмента, а также хорошего доступа для обработки и осуществления замеров поверхностей детали;

- уменьшение многообразия видов обрабатываемых поверхностей и геометрических размеров однотипных элементов конструкции детали;

- максимально возможное упрощение конструкции сборочных единиц и деталей;

- возможность применения прогрессивных технологических процессов, высокопроизводительного оборудования и более совершенных методов организации труда, для чего может потребоваться наличие в деталях или сборочных единицах определенных конструктивных элементов;

- удобство технического обслуживания, может потребоваться внесение в конструкцию определенных изменений.

Эти требования к технологичности конструкции изделий конкретизируются и уточняются с учетом особенностей конкретных видов работ (штамповки, литья, механической обработки, сборки и т.д.).

При механической обработке технологичность детали зависит от ее габаритных размеров, конфигурации, рационального выбора заготовки, простановки размеров и правильного установления точности и параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей. Они во многом определяются возможностями технологического оборудования и конкретными условиями производства. Обеспечение удобного и надежного закрепления детали на станке накладывает ограничение на жесткость ее конструкции, так как недостаточность или отсутствие этого свойства приводит к необходимости разработки специальной технологической оснастки, а также к уменьшению предельных режимов обработки.

Технологичными признаются, размеры и конфигурация соответствющие параметрам стандартного режущего инструмента, так как разработка специального инструмента требуетдополнительных затрат и удлиняет сроки технологической подготовки производства. Это соответствие является необходимым, но не достаточным условием. При разработке геометрических элементов поверхностей детали должны использоваться принципы унификации для сокращения их разновидностей в конструкции детали, что позволит уменьшить номенклатуру применяемого стандартного режущего инструмента.

Существенное должно уделяться уменьшению материалоемкости изделий, которое обеспечивается комплексным решением рада взаимосвязанных вопросов.

Мероприятия по сокращению расхода материалов могут быть подразделены на две группы

- конструктивные мероприятия, связанные с совершенствованием методов расчета и использованием новых принципов конструирования с обеспечением равнопрочности деталей во всех ее сечениях, а также с применением новых, недорогих и недефицитных материалов (в том числе и пластмасс). К этой группе относятся также мероприятия по применению рациональных видов заготовок для изготовления деталей;

- технологические мероприятия, к которым относятся: разработка более совершенной технологии создания новых конструкционных материалов для широкого их применения в изделиях; изменение технологии создания существующих конструкционных материалов, внедрение технологических методов упрочнения материалов; расширение номенклатуры выпускаемых видов проката, уменьшение поля допуска на его геометрические размеры; рациональное применение более совершенных технологических процессов и оборудования в рамках определенного вида производства.

Это комплекс взаимосвязанных мероприятий, последовательного выявления ТИ в целом или определении его свойств, сопоставление их в новом изделии с базовыми и представление в форме для принятия управленческих решений по усовершенствованию изделия.

Различают: инженерно-расчетные и инженерно-визуальные методы оценки ТИ, т.е. количественные и качественные.

Обеспечение качественных требований к технологичности конструкции необходимое, но не достаточное условие отработки конструктивно-технологических решений при создании изделий.

Окончательное решение по выбору наиболее рационального варианта изделия из ряда возможных альтернатив может быть принято только по результатам количественной оценки технологичности.

Показатели технологичности изделий классифицируются на показатели технологической рациональности конструкции, преемственности, ресурсоемкости (трудоемкости, материалоемкости, энергоемкости и т.п.), производственной технологичности, эксплуатационной, ремонтной и общей технологичности

По числу характеризуемых свойств показатели подразделяются на частные (единичные), групповые и комплексные.

Различают семь групп показателей технологичности

1. Показатели технологической рациональности конструкции. Отражают рациональность состава и структуры исполнения изделия, принятых конструктивных форм и материалов. К таким показателям относятся коэффициенты: сложности конструкции изделия; сборности; легкосъемности составных частей; доступности мест обслуживания; контролепригодности; разновесности элементов при монтаже вне предприятия-изготовителя.

2. Показатели преемственности конструкции изделия отражают конструктивную и технологическую преемственность изделия, изменяемость и повторяемость его составных частей и их компоновок, его конструктивных элементов и материалов. К этой группе относятся, например, коэффициенты новизны конструкции изделия; применяемости унифицированных или стандартных составных частей изделия; применяемости унифицированных конструктивных элементов деталей (резьб, креплений, фасок, отверстий и т.п.); применяемости и повторяемости материала в изделии; повторяемости конструктивных элементов детали н др.

3. Показатели ресурсоемкости изделия отражают комплексную или частную (единичную) ресурсоемкость (удельная и относительная трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость). Эти показатели характеризуют затраты труда, материалов, энергии, времени на изготовление и эксплуатацию изделия.

4. Показатели производственной технологичности характеризуют: трудоемкость изделия в технической подготовке производства; трудоемкость в изготовлении; трудоемкость монтажа; материалоемкость в изготовлении; энергоемкость в изготовлении; продолжительность изготовления; технологическая себестоимость изделия в изготовлении.

5. Показатели эксплуатационной технологичности включают: трудоемкость изделия в эксплуатации; трудоемкость изделия в техническом обслуживании; трудоемкость монтажа и демонтажа; трудоемкость утилизации; материалоемкость изделия в эксплуатации; энергоемкость в эксплуатации; продолжительность технического обслуживания; технологическая себестоимость в эксплуатации.

6. Показатели ремонтной технологичности характеризуют: трудоемкость; материалоемкость и энергоемкость в ремонте; продолжительность ремонта; технологическую себестоимость в ремонте.

7. Показатели общей технологичности характеризуют технологичность изделия по всем стадиям жизненного цикла и включают: удельную трудоемкость изделия; удельную материалоемкость и энергоемкость; удельную технологическую себестоимость изделия.

Удельные показатели применяются для обеспечения сопоставимости свойств и показателей однотипных изделий, обладающих различными значениями главных параметров или реализующих различный полезный эффект.

Количественная оценка ТИ основана на инженерно-расчетном методе – совокупность приемов, для определения и сопоставления численных значений показателей нового К и базового изделия К_б.

Наиболее распространенные методы: абсолютный, относительный и разностной оценки.

Абсолютный показатель

(6.6)

Относительный показатель (уровень) ТИ

(6.7)

Дата добавления: 2014-01-20