4. Технологичность конструкции изделия

Взаимосвязь конструкции изделия с технологией его изготовления обуславливает одну из наиболее сложных задач технической подготовки производства — отработку конструкций на технологичность. Без ее решения невозможен выпуск качественных изделий с низкой стоимостью и трудоемкостью. Обязательность отработки конструкции на технологичность на всех стадиях технической подготовки производства устанавливается стандартами ЕСТПП и всех отраслей.

Согласно ГОСТ 14.201-83, технологичность конструкции — это совокупность свойств конструкции, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и условий изготовления, эксплуатации и ремонта.

Отработка конструкции на технологичность должна обеспечить снижение трудоемкости и стоимости как изготовления изделия, так и его обслуживания в ходе эксплуатации. Первое достигается за счет:

• повышения серийности за счет стандартизации, унификации и группирования изделий и их элементов по конструкционным признакам;

• ограничением номенклатуры конструкций и применяемых материалов;

• применением освоенных (но современных) конструкционных решений;

• снижением массы изделия;

• применением высокопроизводительных ТП и СТО.

Второе — рациональным выполнением конструкции, обеспечивающим удобство технического обслуживания и ремонта, а также повышением надежности и ремонтопригодности конструкции.

Таким образом, конструкция изделия будет технологичной, если при заданных типе, организации, программе и повторяемости производства, применяемых ТП она будет наименее трудо-, материалоемкой и дорогой в изготовлении, удобной и надежной в эксплуатации, простой в ремонте.

Следует учитывать, что изделия технологичные для массового и крупносерийного производства нетехнологичны для мелкосерийного и единичного производства.

(д а т ь п р и м е р)

Главными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции, являются: вид изделия, объем выпуска и тип производства. Последовательность анализа технологичности на рис.3.

Технологичности конструкции оценивают качественно и количественно. Качественная оценка предшествует количественной и проводится на всех стадиях проектирования на основании опыта разработчиков в случае, когда нет необходимости определять точно различие технологичности вариантов конструкции. Такая оценка субъективна.

Количественные показатели технологичности в стадиях ЕСТПП классифицируются по:

1. Области проявления: производственные и эксплуатационные. Производственная технологичность проявляется в сокращении средств и времени на КПП и ТПП, а также процессы изготовления изделия. Эксплуатационная — в сокращении затрат на техническое обслуживание.

2. Количеству признаков технологичности: частные и комплексные.

3. Способу выражения: абсолютные (численно характеризуют признаки технологичности) и относительные, дающие сравнительную характеристику технологичности.

4. Области анализа: технические и технико-экономические.

5. Системе оценки: базовые (исходные) (приводятся в ТЗ для представителя данной группы изделий с общими конструкционными признаками); показатели технологичности разрабатываемой конструкции (полученные в ходе изготовления) и показатели уровня технологичности (отношение второго к первому).

6. Значимости — основные и дополнительные. Состав показателей технологичности, методика и точность их определения изменяются по мере уточнения конструкционных решений. Причем точность возрастает на каждой стадии технической ПП. Состав показателей технологичности устанавливается отраслевыми стандартами, согласно ГОСТ 14.201-83 и ГОСТ 14.202-83, их количество должно быть минимальным, но достаточным (определяется применительно к конкретным условиям).

Показатели технологичности конструкции разделяют на основные (технико-экономические) и дополнительные (технические, конструкторские и технологические). К основным относятся:

- абсолютный технико-экономический показатель ТКИ (трудоемкость изготовления):

ВИД ИЗДЕЛИЯ
Деталь	Сбороч. единица	Комплекс	Комплект

ОБЪЕМ ВЫПУСКА

ТИП ПРОИЗВОДСТВА
Единичное	Серийное	Массовое

ВИД ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
Производственная	Эксплуатационная

ОБЛАСТЬ ПРОЯВЛЕНИЯ
в КПП	в ТПП	При изготовлении	В техн. обслуживании	В плановом ремонте

ВИД ОЦЕНКИ
Качественная	Количественная

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

Рис. 3. Последовательность анализа технологичности конструкции изделия

,

где — трудоемкость изготовления и испытаний -й составляющей изделия, нормочас; — количество составляющих;

- уровень технологичности по трудоемкости:

,

где — базовый показатель трудоемкости;

- технологическая себестоимость изделия:

, руб.

Здесь — расходы на сырье и материалы (без реализации отходов); — основная заработная плата; — расходы на инструмент и СТО; — расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

- уровень технологичности по технологической себестоимости:

,

где — достигнутый показатель технологической себестоимости разрабатываемого изделия; — базовый показатель технологической себестоимости изделия-прототипа.

К дополнительным показателям технологичности относятся дополнительные технико-экономические (относительные трудоемкости заготовительных работ, ремонтов, относительные и удельные себестоимости отдельных видов работ) и технические (конструкторские и технологические) показатели.

На стадиях проектирования ТКИ оценивается по комплексным показателям технологичности входящих в изделие функционально законченных узлов (ФЗУ). ФЗУ электронно-оптических систем и РЭС подразделяются на 4 группы:

• электронные;

• радиотехнические;

• коммутационные;

• электромеханические.

Для изделий каждой из этих групп отраслевой стандарт устанавливает перечень частных (конструкторских и технологических) показателей К_i с их уровнями значимости.

Детали конструктивной базы ЭОС входят в группу электро-механических ФЗУ. Их ТКИ оценивается по следующим показателям (с уровнем значимости):

1. Коэффициент применяемости стандартных (унифицированных) конструктивных элементов (формируются при стандартных движениях резания):

где Q_ст.э и Q_кэ – количество стандартных и общее количество конструкционных элементов детали.

2. Коэффициент точности обработки:

где

где n₁₁ – количество поверхностей с соответствующим квалитетом. φ_Т = 1.

3. Коэффициент шероховатости:

где n₁ – количество поверхностей с классами, соответствующими классам шероховатости. φ_Ш = 1

4. Коэффициент использования унифицированных ТП:

где Q_утп – количество операций ТП, взятых из унифицированного ТП. φ = 0,5.

5. Коэффициент повторяемости конструктивных элементов:

где Q_ткэ – количество типоразмеров элементов; Q_общ – общее количество конструктивных элементов. φ = 0,3.

6. Коэффициент применения прогрессивных методов формообразования:

где Q_пр.м – количество операций с прогрессивным методом обработки. φ=0,2.

7. Коэффициент использования материала:

где m_д – масса детали; m_заг – масса заготовки. φ=0,1.

Хотя технологичность можно оценивать на основе технико-экономических показателей, чаще применяется комплексная оценка:

,

где — частный (основной и дополнительный) показатель ТКИ; — весовое значение -го показателя; — число показателей.

Отработка конструкции изделия на технологичность производится на всех стадиях проектирования. На стадии «ТЗ» по аналогам устанавливаются базовые показатели технологичности и допустимые отклонения от них. На стадии «Техническое предложение» определяется оптимальный вариант с составные части изделия, требующие применения новых ТП и СТО. На стадии «Эскизный проект» отрабатываются конструкторские схемы и компоновки с учетом используемых материалов. При выполнении технического проекта принимаются окончательные решения по обеспечению технологичности всего изделия и его составных частей. Окончательная отработка на технологичность осуществляется на завершающих стадиях технической подготовки производства.