Учебник по Технологии

2.9.4. Этапы отработки конструкции на технологичность

Если представить график, на котором по оси ординат отложен весь процесс отработки конструкции на технологичность в процентах по трудоемкости, а по оси абсцисс – этапы проектирования, то получим следующий наглядный пример необходимости отработки конструкции на технологичность в продолжении всего периода. На стадии «техническое задание» по аналогам устанавливаются базовые показатели технологичности и допустимые отклонения от них. На стадии «техническое предложение» определяют оптимальный вариант по технологичности и выявляют оригинальные составные части компоновки изделия, требующие применения новых ТП и оснащения (рис. 17).

100%
80%
							Объем
	Эффективность						работ
50%	работ
20%
5%						Разработка рабочей документации
Техническое	Техническое	Эскизный		Технический		Опытного	Установоч-	Установиввивше- -
Техническое	Техническое	Эскизный		Технический		Опытного	Установ.	шегосяпроиз-
задание	предложение	проект			проект	образца	ной серии	водства
задание	предложение	проект		проект		образца	Серии	производ.
Определение АнализАнализва-		Анализ		Окончательные-		Отработка	Отработка	Завершение
			-			Отработка	Отработка	Завершение
базовыхпо-	ривариантов	принципи-		реш	по	конструкции	на техноло-	отработки
показателейтелей				ныерешения		констр.	на техн.	отработки
	схем и ком-	альных		Т. Сборочных		деталей на	гичность	конструкции
	схем	пиальных		по техноло-		Деталей на	С учетом	конструкции
технологич-	поновок из-	решений		единиц		технологич-	с учетом	на технологич-
ности	и компо-			гичности		Т., Увязка	конкретн.	на техноло-
	делияновок	по ком-		изделиясборочныхв		ность, увязка	конкретных	ность в соот-
ности		по ком-				со сбороч-	данных	гичность в
	изделия	поновке		целомединиц		со	данных	ветствии с усло-
						еди-	завода	соотв	усло-
				и изделия		сборочными	завода-	виями устано-
						единицами	- виямивившегосяустанов.
					в целом		изготовителя	Произпроизводства.
							ля
Рис. 17. Этапы отработки изделия на технологичность

Отработка изделий на технологичность (технологический контроль) производится на всех этапах создания конструкторской документации:

∙ на стадии эскизного проекта производится анализ конкретных конструкторских решений, в том числе анализ целесообразно-

121

сти применения выбранных материалов, рациональности и технологичности членения конструкции на сборочные единицы, блоки, агрегаты; обеспечения простоты сборки, разборки и т.п.;

∙на стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов;

∙на стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность (конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технологических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или производимого оборудования).

На этапе разработки документации осуществляется окончательная отработка конструкции на технологичность. Всего в ГОСТ 14.201–73 предусмотрены 22 показателя технологичности в зависимости от вида изделия и стадии разработки конструкторской документации. Номенклатура показателей для однотипных изделий с учетом их конструктивных особенностей устанавливается отраслевыми стандартами. Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности конструкции изделия.

Отработка конструкции РЭС на технологичность предполагает выполнение следующих взаимосвязанных задач: обеспечение технологичности конструкции РЭС; управление уровнем технологичности РЭС по стадиям разработки конструкторской документации. Обеспечение технологичности конструкции РЭС – функция подготовки производства, предусматривающая решение конструкторских и технологических задач на стадиях проектирования, конструирования, ТПП, изготовления, испытания опытных образцов, передачи изделия в серийное производство и эксплуатацию, направленных на повышение производительности труда, достижения оптимальных трудовых и материальных затрат, сокращения времени на производство, техническое обслуживание и ремонт изделия. Все многообразие работ по обеспечению технологичности конструкции РЭС можно представить тремя основными этапами.

1. Решаются вопросы, относящиеся к изделию в целом: обеспечение высокого качества изделия; выбор принципиальной схемы конструкции, приводящей к рациональному варианту компоновки и простым конструктивным решениям деталей и их сборки; расчле-

122

нение изделия на части, обеспечивающие удобство монтажа и регулировки; уменьшение количества наименований деталей; технологичность оригинальных деталей; унификация материалов и комплектующих изделий; унификация и стандартизация элементов конструкции; предварительная оценка технического уровня изделия.

2.Решаются вопросы сокращения сроков подготовки производства РЭС и освоения изделия при заданном объеме выпуска; использования современных и наиболее перспективных ТП сборки, регулировки РЭС; достижения заданной точности изготовления деталей и сборочных единиц РЭС в соответствии с техническими требованиями; минимального расхода материала; выбора рациональных средств и методов контроля; максимального использования типовых и групповых ТП, оборудования, оснастки.

3.Рассматриваются вопросы обеспечения надежности РЭС, ее обслуживания, эксплуатации и ремонта, сокращения числа запасных частей и др.

Каждый этап производства РЭС включает шесть стадий разработки:

1) подготовительную, состоящую из анализа технического задания на изделие или пробных процессов и подборки материала для проектирования; 2) эскизное проектирование; 3) техническое проектирование; 4) опытное производство; 5) выполнение установочной серии; 6) серийное или массовое производство.

Одной из важнейших характеристик, влияющих на точность, качество и себестоимость РЭС, является технологичность конструкции. Технологичной называется такая конструкция, которая может быть изготовлена при наименьшей затрате общественного труда и полностью отвечает предъявляемым к изделию эксплуатационным требованиям в конкретных производственных условиях и при заданных масштабах выпуска.

Рассмотрим примерное содержание технологического контроля в зависимости от этапа разработки конструкторской документации (табл. 8).

Технологичность зависит от степени серийности (размера выпуска) и от конкретных производственно-технических условий (в частности, от имеющегося оборудования, энергетических возможностей предприятия, наличия рабочей силы и др.). Конструкция изделия, изготовляемого в условиях мелкосерийного производства, для крупносерийного может оказаться нетехнологичной.

123

Таблица 8

Содержание технологического контроля в зависимости от этапа разработки конструкторской документации

	Стадии	Что проверяется
	разработки
	1	2
	Техническое	Правильность выбора варианта конструктивного решения
	предложение	в соответствии с требованиями технологичности
	Эскизный	Правильность выбора принципиальной схемы конструкции,
	проект	обеспечивающей простоту компоновки изделия
		и технологичность.
		Рациональность конструктивных решений с точки зрения
		простоты изготовления.
		Обеспечение преемственности конструкции.
		Правильность расчленения изделия на составные части,
		обеспечивающие удобство обслуживания, монтажа
		и регулировки.
		Установление номенклатуры основных марок материалов
		и соответствие этих марок установленному перечню.
		Возможность применения рациональных методов обработки
		для наиболее сложных деталей
	Технический	Возможность проведения сборки и контроля изделия
	проект	и его основных составных частей независимо и параллельно.
		Удобство и доступность мест сборки.
		Возможность исключения или доведения до минимума
		механической обработки при сборке.
		Возможность обеспечения необходимой взаимозаменяемости
		сборочных единиц и деталей.
		Выбор элементов конструкции сборочных единиц (основных
		составных частей) с точки зрения их технологичности.
		Оптимальность номенклатуры контролируемых параметров,
		а также методов и средств их контроля.
		Возможность применения стандартизованных методов
		выполнения и контроля
	Рабочая	На стадии разработки рабочей документации проверяют
	документация	данные, указанные для технического проекта, а также:
		технологичность деталей в зависимости от технологичности
		сборочных единиц;
		технологичность сборки как изделия в целом, так и его
		составных частей (в том числе сварных конструкций);
		технологичность механически обрабатываемых, литых,
		горячештампуемых, холодноштампуемых и термически
		обрабатываемых деталей;
		возможность разделения сборочной единицы на составные
		части, сборку которых целесообразно производить
		параллельно;
		наличие сборочных баз;
		удобство сборки и разборки;
		возможность уменьшения количества и объема пригоночных
		операций

124

Качественная оценка характеризует технологичность обобщенно, на основании опыта специалистов-исполнителей (экспертов). Она допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения. Она предшествует количественной оценке и определяет целесообразность количественной оценки и соответствие затрат времени на определение численных значений показателей технологичности сравниваемых вариантов.

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции. Целью количественной оценки является обеспечение эффективной отработки изделия на технологичность при снижении времени и средств на ее разработку, технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Количественный анализ производится в два этапа:

∙количественный анализ ранее разработанных базовых конструкций (изделий-аналогов) с целью установления базовых показателей и уровня технологичности для сопоставления и оценки уровня технологичности вновь разрабатываемых изделий;

∙количественный анализ вновь разрабатываемых конструкций по стадиям проектирования с установлением уровня их технологичности.

Различают два вида технологичности: производственную и эксплуатационную (рис. 18). Производственная технологичность проявляется в сокращении времени и средств на конструкторскую и ТПП нового изделия, процессы изготовления изделия, организацию

иуправление процессом производства. Эксплуатационная технологичность проявляется в сокращении затрат (средств и времени) на подготовку изделия к функционированию, техническое обслуживание и ремонт изделия.

При оценке технологичности могут использоваться как абсолютные, так и относительные показатели. Наиболее распространены и удобны для сравнительной оценки относительные показатели. При определении базовых показателей основываются на статистических данных о ранее созданных конструкциях, типовых для данного класса изделий. Кроме того, учитывается: отличие проектируемого изделия от выполненных ранее по сложности, оригинальности и перспективности конструкции, а также рост производительности труда за счет улучшения технологии производства к периоду изготовления нового изделия.

125

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

Виды технологичности

по области проявления

Производственная

Вид изделия

В конструкторской

Деталь

Сборочная единица

подготовке производства

Комплекс

В ТПП

Комплект

В процессе изготовления

Объем выпуска

Эксплуатационная

Тип производства

При техническом

обслуживании

Единичное

При ремонте

Серийное

Вид оценки

Массовое

Качественная

Количественная

Рис. 18. Классификация показателей технологичности

Базовые показатели могут быть частными и комплексными, абсолютными и относительными. Состав базовых показателей определяется для однотипных изделий отраслевыми стандартами. Оптимальные значения базовых показателей технологичности указываются в ТЗ на разработку изделия. Для расчета базовых показателей применяются корректирующие коэффициенты:

∙коэффициенты сложности Kсл, определяемые сравнением соответствующих технических требований к старым и новым изделиям;

∙коэффициент снижения трудоемкости изготовления изде-

лия Kт.

Коэффициент сложности Kсл может быть определен как отношение технических параметров проектируемой конструкции к параметрам аналога или прототипа. Коэффициент сложности проектируемой конструкции зависит от технических требований к новому изделию, может быть больше или меньше 1 по сравнению с существующими подобными конструкциями.

Коэффициент снижения трудоемкости Kт зависит от планируемого роста производительности труда и периода времени до начала производства нового изделия:

126

Kт = (100 / (100 + Kпт))t,

где Kпт – планируемый рост производительности труда;

∙ период времени от начала проектирования до запуска в производство. Расчет значения базового комплексного показателя Kб может быть произведен по формуле

Kб = Kа Kсл Kт,

где Kа – комплексный показатель изделия-аналога; Kсл – коэффициент сложности проектируемого изделия, который определяется головными НИИ по направлениям техники в зависимости от класса изделия и значений основных технических параметров. Необходимость количественной оценки технологичности, а также номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми стандартами или стандартами предприятий. При этом число показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

Главными факторами, определяющими требования к технологичности, являются: вид изделия, объем выпуска и тип производст-

ва (рис. 19).

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ

КОНСТРУКЦИИ

Пообластипроявления

Позначимости

Производственная

Основные

Дополнительные

Эксплуатационная

Пообластианализа

Частные

Техническая

Комплексные

Технико-экономическая

Поспособу выражения

Постепениоценки

Абсолютные

Базовые

Относительные

Разработанной

конструкции

Уровень технологичности

Рис. 19. Классификация показателей технологичности

Уровень технологичности – показатель технологичности конструкций, определяемый относительно значения соответствующего базового показателя технологичности.

127

Показатель технологичности разрабатываемой конструкции – показатель, характеризующий один или несколько ее признаков на стадии разработки конструкторской документации.

Базовый показатель технологичности – показатель, принятый за исходный при сравнительной оценке технологичности конструкций изделий. Для оценки технологичности используются относительные частные показатели K1 и комплексный показатель K2, рассчитываемый по средневзвешенной величине относительных частных показателей с учетом коэффициентов, характеризующих весовую значимость частных показателей, т.е. степень их влияния на трудоемкость изготовления изделия. Значения относительных показателей находятся в пределах от 0 до 1, при этом рост значения показателя соответствует более высокой технологичности.

Нормативы показателей технологичности для разрабатываемых (или модернизируемых) изделий устанавливаются путем корректировки показателей изделий-аналогов с учетом изменения технического уровня и условий производства. Решение задачи расчета показателей технологичности проектируемого изделия сводится к определению частных и комплексных показателей технологичности проектируемого изделия и сопоставлению их с базовым. Структурная схема оценки показателей технологичности конструкции приведена на рис. 20.

Факторы, предопределяющие	Виды технологичности	Исходные данные оценки
технологичность	конструкции	технологичности

Объект

новой

техники

Вид

изделия

	Параметры	ПроизводЭксплуатаТехнологические			Характеристики
	новой	ственная	ционная		достигнутого
	техники			Технико-	и перспек-
				экономические	тивного уров-
	Объем	Базовые		Статистические	ней техничес-
					кого развития
	выпуска
		показатели
	Тип произ-	технологичности		АНАЛОГА	ОТРАСЛИ
		конструкции
	водства
				Создаваемой	Предприятия-
				техники	изготовителя
				Составных	Исследова-
				частей	тельской
					работы
	Расчеты значений показателей технологичности

Рис. 20. Оценка показателей технологичности конструкции

128

2.9.5. Показатели технологичности радиоэлектронных средств, характеризующие конструкцию

Коэффициент унификации конструкции изделия:

= Еу − Ду

Kу Е - Д ,

где Еу – количество унифицированных сборочных единиц в изделии; Ду – количество унифицированных деталей, являющихся составными частями изделия и не вошедших в Еу (стандартные крепежные детали не учитываются); Е – количество сборочных единиц в изделии; Д – общее количество деталей в изделии без учета стандартного крепежа.

Коэффициент унификации деталей:

Kуд = ДДу .

Коэффициент стандартизации изделия:

Kст = Ест − Дст ,

Е - Д

где Ест – количество стандартных сборочных единиц в изделии; Дст – число стандартных деталей, являющихся составными частями изделия и не входящих в Ест (стандартные крепежные детали не учитываются).

Коэффициент стандартизации сборочных единиц:

Kсте = Ест .

Е

Коэффициент стандартизации деталей:

	Kстд =		Дст	.
			Д
	Коэффициент контролепригодности изделия:
	Kк =	Нкп + Нтк −1				,
		Нкп × Нтк
где	Нкп – количество контролируемых					параметров в изделии;
Нтк –	количество точек контроля в изделии.

129

Коэффициент повторяемости марок монтажного провода в изделии:

1

Kпм = Ммпр ,

где Ммпр – количество марок монтажного провода в изделии.

Коэффициент повторяемости электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в изделии:

Kпэ = 1− Нтэрэ , Нэрэ

где Нтэрэ – количество типоразмеров ЭРЭ в изделии; Нэрэ – количество ЭРЭ в изделии.

Коэффициент применяемости интегральных схем (ИС в изделии):

	Kис =	Нэлис	,
		Нэлис + Нэл

где Нэлис – сумма элементов, входящих в интегральные схемы изделия (определяются по ТУ на каждую ИС); Нэл – количество радиоэлементов в изделии.

Коэффициент применяемости полупроводниковых приборов в изделии:

	Kпп =	Нпп	,
		Нпп + Нрл

где Hпп – количество ПП в изделии; Нрл – количество радиоламп в изделии.

Коэффициент регулируемости схемы изделия на элементной

базе:

Ннрэл

Kрс = Ннрэл + Нрэл ,

где Ннрэл, Нрэл – количество нерегулируемых и регулируемых радиоэлементов.

130