3.9.4. Унификация и агрегатирование изделий

Унификация (от лат. unio – единство и facere – делать) – это деятель-

ность, направленная на приведение объектов одинакового функцио-

нального назначения к единообразию (например, к оптимальной конст-

рукции) по установленному принципу и рациональное сокращение числа

этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости.

Унификация подразделяется на:

 модификационную унификацию, т. е. унификацию между базовой

моделью и конструктивными модификациями, выполняемыми на основе

этой модели;

 внутритиповую (размерно-конструктивную) унификацию, т. е.

унификацию между однотипными изделиями, имеющими различные па-

раметры; 44

 межтиповую унификацию, т. е. унификацию сборочных единиц и

деталей изделий, отличающихся конструкцией, но имеющих сходные ве-

личины основных параметров;

 общую унификацию, т. е. унификацию сходных по назначению де-

талей и сборочных единиц изделий, не имеющих конструктивного подо-

бия и отличающихся размерами основных параметров.

Кроме того различают два основных направления унификации: огра-

ничительное и компоновочное [7]. Ограничительное направление харак-

теризуется проведением анализа номенклатуры выпускаемых изделий и

ограничением ее до минимально необходимой номенклатуры типоразме-

ров изделий и их элементов. Компоновочное направление характеризуется

проведением анализа потребности и выявлением номенклатуры изделий,

необходимых народному хозяйству. Результатом этого анализа является

создание новых рядов машин и их промежуточных типоразмеров на осно-

ве компоновки из определенного набора унифицированных узлов, агрега-

тов или блоков, но в пределах стандартных действующих или создавае-

мых типоразмерных рядов.

Последовательность работ по унификации в машиностроении и при-

боростроении представлена на рис. 3.3. Из рисунка видно, что наряду с

классификацией, базой унификации является стандартизация с ее систе-

мой предпочтительных чисел, которая позволяет установить оптимальные

значения размеров и параметров стандартизированных объектов, а также

разработать комплекс государственных стандартов на основные нормы,

обеспечивающие взаимозаменяемость унифицированных деталей и узлов.

Организация специализированного производства

унифицированных деталей, узлов45

На рис. 3.4. приведена единая гамма универсальных токарных стан-

станков этой

гаммы широко использованы унифицированные узлы, конструкция кото-

рых обеспечивает создание различных модификаций станков, снижает ме-

таллоемкость станков и трудоемкость их изготовления.

Унификацию изделий осуществляют как в какой-либо одной отрасли,

так и на межотраслевом уровне, что позволяет использовать одни и те же

детали и сборочные единицы в машинах различного назначения.

Рис. 3.4. Единая гамма универсальных токарно-винторезных станков

с диаметром обработки 250–1250 мм

Эффективность работ по унификации характеризуют уровнем унификации.

Под уровнем унификации изделий понимают степень насыщенности

этих изделий унифицированными частями (деталями и сборочными еди-

ницами). Уровень унификации оценивают тремя показателями, характери-

зующими унификацию с разных сторон:

 показателем уровня унификации по количеству унифицированных

деталей и сборочных единиц изделия

(%),

где , – соответственно количество унифицированных и общее ко-

личество деталей и сборочных единиц изделия;

Типоразмером называют такой предмет производства (деталь, узел, машину, прибор),

который имеет определенную конструкцию (присущую только данному предмету),

конкретные параметры и размеры. 46

где , – соответственно масса унифицированных и общая масса де-

талей и сборочных единиц изделия, кг;

где , – соответственно трудоемкость изготовления унифицирован-

ных и общая трудоемкость изготовления деталей и сборочных единиц из-

делия, час.

Под унифицированными деталями и сборочными единицами изделия

понимают стандартные, заимствованные (детали и сборочные единицы из

ранее спроектированного и освоенного в производстве изделия для исполь-

зования их в новом изделии) и покупные детали и сборочные единицы.

Тогда

NУ = NС + NЗ + Nn ,

MУ = MС + MЗ + Mn ,

TУ = TС + TЗ + Tn ,

где NC, MC и ТС – соответственно количество, масса и трудоемкость изго-

товления стандартных деталей и сборочных единиц изделия; NЗ, MЗ и ТЗ –

соответственно количество, масса и трудоемкость изготовления заимство-

ванных деталей и сборочных единиц изделия; Nn, Mn и Тn – соответствен-

но количество, масса и трудоемкость изготовления покупных деталей и

сборочных единиц изделия.

Агрегатирование – это метод конструирования машин и оборудова-

ния путем применения ограниченного числа унифицированных и стан-

дартных деталей и сборочных единиц, обладающих функциональной и

геометрической взаимозаменяемостью.

Агрегатирование позволяет скомпоновать новую машину из уже спро-

ектированных и изготавливаемых в производственных условиях деталей,

сборочных единиц и агрегатов, а не создавать ее как оригинальную.

Агрегатирование следует рассматривать как метод конструирования

машин из унифицированных и стандартных узлов многократного исполь-

зования, путем изменения характера соединений и пространственного со-47

четания этих узлов применительно к новым или изменившимся техниче-

ским условиям или задачам.

Широкое использование принципов агрегатирования во всех отраслях

машиностроения позволяет при создании новых машин и их модификаций

значительно уменьшить объем проектно-конструкторских работ, сокра-

тить сроки подготовки и освоения производства, снизить трудоемкость

изготовления машин, увеличить мощности предприятий, без увеличения

производственных площадей.

В настоящее время метод агрегатирования находит широкое приме-

нение при создании технологического оборудования.

Комплексная стандартизация – это стандартизация, при которой

осуществляется целенаправленное и планомерное установление и приме-

нение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту ком-

плексной стандартизации в целом и его основным элементам, так и к ма-

териальным и нематериальным факторам, влияющим на объект в целях

обеспечения оптимального решения конкретной проблемы.

Сущность комплексной стандартизации заключается в систематиза-

ции, оптимизации и увязке всех взаимодействующих факторов, обеспечи-

вающих экономически оптимальный уровень качества продукции (услуг)

в требуемые сроки. Такая стандартизация позволяет создавать комплексы

согласованных между собой нормативно-технических документов по

стандартизации, регламентирующих нормы и требования к взаимосвязан-

ным (в процессе проектирования, производства или эксплуатации) объек-

там стандартизации.

Комплексная стандартизация позволяет устанавливать наиболее ра-

циональные в техническом отношении параметрические ряды и сортамент

промышленной продукции, устранять ее излишнее многообразие, неоп-

равданную разнотипность, создавать техническую базу для организации

массового и поточного производства на специализированных предприяти-

ях с применением более совершенной технологии, ускорять внедрение но-

вейшей техники и обеспечивать эффективное решение многих вопросов,

связанных с повышением качества изделий, их надежности, долговечности,

ремонтопригодности, безопасности в условиях эксплуатации (рис. 3.8). 50

В России созданы крупные комплексные общетехнические системы

стандартов, облегчающие кооперацию предприятий, способствующие по-

вышению качества продукции и экономичности ее производства. К таким

системам относятся: Единая система конструкторской документации

(ЕСКД), Единая система технологической документации (ЕСТД), Единая

система технологической подготовки производства (ЕСТПП), Система

стандартов безопасности труда (ССБТ) и др.

Одним из условий эффективного развития комплексной стандартиза-

ции является наличие системы информационного обеспечения. Использо-

вание CALS-технологий (Continuous Acquisition and Life Cycle Support –

непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции)

позволяет осуществить взаимосвязь отдельных процессов жизненного

Требования к безопасности эксплуатации51

цикла продукции, включающего ее проектирование, производство, по-

ставку, эксплуатацию и утилизацию, и создать единый источник инфор-

мационного обеспечения системы комплексной стандартизации. В на-

стоящее время использование информационных CAD/CAM/CAPP-систем

(CAD: Computer Aided Design  компьютерное проектирование и конст-

руирование; CAM: Computer Aided Manufacturing  компьютерное управ-

ление производственным оборудованием; CAPP: Computer Aided Process

Planing  компьютерное планирование производственных процессов),

ориентированных на системы стандартов ЕСКД и ЕСТД, позволяет вы-

полнить последовательно проектирование изделия и его деталей с исполь-

зованием типовых конструкций, содержащихся в элементной базе пред-

приятия, разработку или выбор типовых или групповых технологических

процессов и программирование механической обработки заготовок дета-

лей на станках с ЧПУ.

Опережающая стандартизация – это стандартизация, заключаю-

щаяся в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на

практике уровню норм, требований к объектам стандартизации, которые

согласно прогнозам будут оптимальными в последующее планируемое

время. Опережение может относиться как к изделию в целом, так и к наи-

более важным параметрам и показателям его качества, методам и средст-

вам производства, испытаний и контроля.

Процесс опережающей стандартизации является непрерывным, т. е.

после ввода в действие опережающего стандарта приступают к разработке

нового стандарта, которому предстоит заменить предыдущий.

Опережающая стандартизация способствует резкому сокращению

времени между появлением идеи и ее реализацией и повышению темпов

научно-технического прогресса.