Технологичность конструкции изделия

Под технологичностью понимают совокупность свойств конструкции оборудования, позволяющих изготавливать его в заданных объемах с минимальными затратами труда, материалов, времени и средств, с применением наиболее прогрессивных, экономически оправдываемых методом современной технологии.

Технологичность выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. Конструкцию изделия характеризуют в общем случае состав и взаимное расположение его составных частей, схема устройства изделия в целом, форма и расположение поверхности деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и информационная выразительность. Поэтому правильнее говорить не просто технологичность, а технологичность конструкции изделия (ТКИ).

ТКИ зависит от масштаба и типа производства. Единичное и мелкосерийное производство предъявляют к ТКИ одни требования, крупносерийное и массовое – другие.

Оборудование обычно выпускается малыми партиями или в единичных экземплярах (уникальное оборудование).

Под уровнем технологичности конструкции оборудования понимают степень соответствия ее комплексу технологических требований.

Уровень технологичности определяется коэффициентом технологичности К_т. Коэффициент технологичности – комплексный показатель.

Коэффициент технологичности конструкции представляет собой отношение суммы произведений частных коэффициентов К_i на соответствующие коэффициенты экономической эквивалентности Е_i, к общей сумме коэффициентов экономической эквивалентности:

, (1.24)

где К_i – частный коэффициент;

Е_i – соответствующий коэффициент экономической эквивалентности;

n – количество коэффициентов.

Каждый из частных коэффициентов к_i характеризует определенное свойство конструкции. Все частные коэффициенты имеют предел, равный единице, соответственно К_т имеет предел, равный единице (limК_т = 1). Коэффициенты экономической эквивалентности характеризуют экономическое соотношение (удельный вес) частных коэффициентов. Значения коэффициентов экономической эквивалентности нормированы и приводятся в специальных НТД. Рассмотрим формулы для расчета некоторых частных коэффициентов.

Коэффициент стандартизации, характеризует степень насыщенности изделия стандартными деталями:

, (1.25)

где N_ст – суммарное количество стандартных деталей, т.е. деталей, установленных государственными и отраслевыми стандартами, шт;

N_ор – суммарное количество оригинальных деталей, т.е. деталей, изготавливаемых впервые;

N_б.и. – суммарное количество деталей, изготавливаемых без чертежа, шт;

N_у = N_ст.и. + N_у.д. + N_з – суммарное количество унифицированных деталей, шт;

N_ст.и. – суммарное количество деталей, устанавливаемых стандартами предприятия, шт;

N_у.д. – суммарное количество деталей, установленных унификационной документацией (альбомы, таблицы и т.п.), шт;

N_з – суммарное количество заимствованных деталей, т.е. деталей, применяемых два или более раз, но не вошедших в унификационную документацию, шт.

Коэффициент стандартизации имеет большой удельный вес. Соответствующий ему коэффициент экономической эквивалентности E₁ = 0,6.

Коэффициент унификации, характеризует степень насыщенности изделия унифицированными деталями:

, (1.26)

соответствующий ему коэффициент экономической эквивалентности E₂ = 0,3.

Коэффициент повторяемости оригинальных деталей, характеризует степень повторяемости оригинальных деталей:

, (1.27)

где N_т.р.ор – суммарное количество типоразмеров (наименований) оригинальных деталей, шт.;

N_ор – суммарное количество оригинальных деталей, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₃ = 0,1.

Коэффициент расчлененности сборочных единиц, характеризует степень дифференции сборочного технологического процесса:

, (1.28)

N_сб.ед. – суммарное количество деталей, идущих на комплектование сборочных единиц, шт;

N_об.сб. – суммарное количество деталей, идущих на общую сборочную единицу, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₄ = 0,15.

Коэффициент общего количества сборочного процесса, характеризуетстепень сложности сборочного процесса:

, (1.28)

где N_сб - суммарное количество деталей, собираемых без дополнительных операций, шт.;

N_р – суммарное количество деталей, требующих при сборке только регулировки, шт.;

N_шт. – суммарное количество деталей, требующих при сборке засверловки и штифтовки, шт;

N_пр – суммарное количество деталей, требующих при сборке пригонки, шт.;

N_пов – суммарное количество деталей, подвергающихся разборке и повторной сборке, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₅ = 0,25.

Коэффициент применяемости прогрессивных технологий, характеризует степень насыщенности оборудования деталями, изготавливаемыми прогрессивными методами:

, (1.29)

где N_I – суммарное количество деталей, изготавливаемых штамповкой, шт.;

N_II – суммарное количество круглых деталей, изготавливаемых на станках токарной группы, шт.;

N_III – суммарное количество плоских деталей, изготавливаемых на фрезерных, строгальных и плоско-шлифовальных станках, шт.;

N_IV – суммарное количество деталей, изготавливаемых на специальных станках или сложных приспособлениях, шт.:

N_V – суммарное количество деталей, изготавливаемых литьем и методами горячего деформирования металлов, шт.;

N_VI – суммарное количество деталей, изготавливаемых прочими прогрессивными методами (прессованием, физико-химической обработкой), шт.

Очень большой коэффициент экономической эквивалентности E₆ = 0,7.

7. Коэффициент точности обработки деталей, характеризует степень точности обработки деталей

, (1.30)

где N_{i кв.т.} – суммарное количество деталей с определенным средним квалитетом точности;

n_i – коэффициент, соответствующий определенному квалитету точности:

IT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

n_i 0,00 0,30 0,43 0,60 0,7 0,8 0,90 0,95 1,00

Коэффициент экономической эквивалентности E₇ = 0,2.

8. Коэффициент шероховатости обработки поверхностей деталей, характеризует степень шероховатости поверхности изготавливаемых деталей:

, (1.31)

где N_{i кл.ч.} – суммарное количество деталей с определенным средним i-ым классом чистоты обработки поверхности;

m_i – коэффициент, соответствующий определенному классу шероховатости поверхности (табл. 1.1):

Таблица 1.1. Коэффициенты, соответствующие определенному классу шероховатости поверхности:

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₈ = 0,25.

Коэффициент использования материалов,характеризует прогрессивность методов получения заготовок:

, (1.32)

G_и – суммарная масса изготавливаемых деталей, кг;

Q_и.м. – суммарная норма расхода материалов для изготовления деталей, кг.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₉ = 1,0. Максимальное значение коэффициента экономической эквивалентности.

10. Коэффициент применяемости материалов, характеризует степень разнообразия типоразмеров материалов, применяемых для изготовления деталей:

, (1.33)

где M_т.р. – суммарное количество типоразмеров применяемых материалов, шт.;

N_общ = N_ст + N_у + N_ор + N_б.и. – общее количество деталей.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₁₀ = 0,4.

11. Коэффициент стоимости материалов, характеризует относительную стоимость материалов:

, (1.34)

где С_и.м. – общая стоимость материалов, использованных для изготовления сборочных единиц и входящих деталей, руб;

С – стоимость одного кг базового наиболее применяемого материала, например, среднеуглеродистой стали:

Q_и.м. – суммарная норма расхода материалов для изготовления всех деталей единицы оборудования, кг.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₁₁ = 0,35.

Мы рассмотрели только основные частные коэффициенты, на самом деле их гораздо больше, хотя экономическая эквивалентность ниже. Но этого уже достаточно, чтобы прочувствовать структуру и величину коэффициента технологичности конструкции оборудования. Величину К_т устанавливает (нормирует) заказчик в ТЗ на проведение ОКР. Значение К_топределяется на основе анализа коэффициентов технологичности, установленных для аналогов оборудования. На оборудование, не имеющее аналогов, величина К_т не устанавливается. Значение К_т предварительно подсчитывают на этапе технологической подготовки опытного образца с целью разработки рекомендаций по улучшению технологичности. Окончательно К_т определяют на стадии разработки рабочей документации опытного образца (опытной партии) после корректировки КД по результатам испытаний (заводских, приемочных и др.) оборудования. Окончательный расчет К_т предъявляют комиссии по приемке ОКР. Численное значение этого коэффициента указывают в карте технологического уровня и качест-

ва оборудования (ГОСТ 2.116-71).Значения коэффициентов при расчетах округляют до 0,001.