Лекции ТМС / 12.Технолог. конструкции изделия-правл

12. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ (ТКИ)

Конструкция любой машины, сборочной единицы или детали определяется в первую очередь ее служебным назначением. Однако, если при конструировании изделий не будут учтены требования технологии изготовления, то конструкция может оказаться неэкономичной. Следовательно, при разработке конструктивных форм изделий необходимо учитывать требования технологии изготовления, эксплуатации и ремонта, то есть обеспечивать ТКИ.

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции изделия, обеспечивающих возможность достижения оптимальных затрат при изготовлении, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объеме выпуска и условиях выполнения работ. Конструкцию изделия принято считать технологичной, если она обеспечивает возможность изготовления изделия наиболее простым и экономичным способом.

Под отработкой конструкции изделия на технологичность понимается часть работ по обеспечению технологичности, направленная на достижение заданного уровня технологичности и выполняемая на всех этапах разработки изделия. Отработка на технологичность включает в себя:

• отработку конструкции изделия на технологичность на всех стадиях ее разработки при технологической подготовке производства и, в обоснованных случаях, в процессе изготовления;

• улучшение условий выполнения работ при изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия;

• количественная оценка показателей ТКИ;

• технологический контроль конструкторской документации;

• подготовка и внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам технологического контроля.

Отработка конструкции на технологичность является одним из основных этапов технологической подготовки производства, что обусловлено тесной взаимосвязью между конструкцией изделия и технологией его изготовления. Различают следующие виды технологичности: производственная; эксплуатационная; ремонтная.

Производственная ТКИ заключается в сокращении затрат времени и средств на технологическую подготовку производства, изготовление и монтаж вне предприятия изготовителя.

Эксплуатационная ТКИ заключается в сокращении затрат времени и средств на подготовку изделия к выполнению его функционального назначения, техническое обслуживание и текущий ремонт.

Ремонтная ТКИ заключается в сокращении затрат времени и средств при всех видах ремонта за исключением текущего.

Технологический контроль конструкторской документации заключается в проверке соответствия конструкции изделия требованиям технологичности. Контроль производится перед разработкой технологического процесса изготовления изделия. Ответственным исполнителем за отработку конструкции на технологичность является разработчик конструкторской документации. В большинстве случаев отработку конструкции на технологичность проводят совместно разработчики конструкторской и технологической документации.

ТКИ характеризуется качественными и количественными показателями.

Качественные показатели характеризуют конструкцию на основе опыта исполнителя и ранее изготавливаемых аналогичных конструкций. Такая оценка допускается в качестве предварительной. При этом учитывается вид применяемых материалов, их стоимость и обрабатываемость, требования по точности и шероховатости, по наличию в чертеже соответствующих размеров и отклонений, по виду применяемых заготовок и др. В этом случае используются такие показатели как технологично-нетехнологично, допустимо-недопустимо, рационально-нерационально.

Количественная оценка показателей технологичности характеризуется соответствующими числовыми показателями технологичности. Различают следующие виды показателей технологичности: базовые, частные и комплексные.

Базовый показатель ТКИ – показатель технологичности, принимаемый за исходный при оценке технологичности. В процессе конструирования изделия, сравнения вариантов конструкций и отработке конструкции на технологичность используют базовые показатели, значения которых указаны в техническом задании на проектирование. Значения базовых показателей принимаются на основе статистических данных о ранее созданных конструкциях, имеющих общие конструктивно-технологические признаки с разработанной конструкцией. Во всех случаях проектируемое изделие должно отличаться от ранее изготавливаемого по сложности, оригинальности, перспективности конструкции, снижению трудоемкости, затрат времени и средств за счет совершенствования технологии изготовления.

Частный показатель ТКИ – показатель технологичности, характеризующий одно из входящих в нее свойств.

Комплексный показатель ТКИ – показатель технологичности, характеризующий несколько входящих в нее частных или комплексных свойств. Комплексный показатель ТКИ характеризует группу свойств технологичности изделия. В качестве комплексного показателя могут приниматься трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

ТКИ характеризуется рядом основных показателей технологичности:

- трудоемкость изготовления изделия:

где К_д.т и К_б.т – достигнутая и базовая трудоемкости;

- технологическая себестоимость изготовления изделия

г де С_д и С_б – достигнутая и базовая технологическая себестоимость изделия;

- материальность изделия;

- энергоемкость изделия;

- продолжительность изготовления;

- трудоемкость монтажа.

Вспомогательными показателями технологичности являются:

-  коэффициент унификации конструктивных элементов.

где Q_у.э – количество унифицированных элементов;

Q_э – общее число элементов.

-  коэффициент, характеризующий применение типовых технологических процессов при изготовлении данной детали.

где Q_т.т.п – количество типовых технологических процессов;

Q_т.п – общее число применяемых технологических процессов.

- коэффициент точности обработки.

где А_ср – средний квалитет точности обработки

- коэффициент шероховатости поверхностей.

где Б_ср – средняя высота неровностей поверхностей.

Расчет показателей технологичности производится по отраслевым методикам или по ГОСТ 14.201-83. Технологичность специфицируемого изделия рассматривается совместно со всеми составными частями, входящими в данное изделие.

12.1. Требования к технологичности конструкций деталей

и сборочных единиц

Конструкция детали должна отрабатываться на технологичность комплексно, с учетом технологичности метода получения заготовки, технологичности каждого метода обработки, технологичности конструкции сборочной единицы, в состав которой входит данная деталь. Основными требованиями к технологичности конструкции детали являются:

- конструкция детали должна состоять из стандартных или унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом;

- заготовки деталей должны быть унифицированными или стандартными и получаться наиболее простым и экономичным путем для данного объема выпуска и типа производства;

- размеры и поверхности детали должны иметь оптимальную точность и шероховатость;

- физико-механические свойства заготовки, ее жесткость, размеры и форма должны обеспечивать условия ее изготовления, транспортирования и хранения;

- показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) должны обеспечивать правильность установки, закрепления и обработки заготовки;

- конструкция детали должна обеспечивать возможность применения стандартных и типовых технологических процессов;

- конструкция заготовки должна обеспечивать возможность одновременной обработки нескольких заготовок, нескольких поверхностей заготовки, возможность обработки ряда поверхностей на проход, возможность обработки большинства поверхностей заготовки одним методом;

- простановка размеров на чертеже детали должна обеспечивать возможность обработки на станках, настраиваемых на автоматическое получение размеров, обеспечивать принцип совмещения и постоянства баз;

- конструкция детали должна обеспечивать возможность обработки на станках с ЧПУ и автоматических линиях.

Основными требованиями, предъявляемыми к технологичности конструкции сборочной единицы являются следующие: конструкция сборочной единицы должна отрабатываться комплексно с учетом технологичности входящих в нее составных элементов и технологичности самой сборочной единицы, входящей в состав изделия.

Основными требованиями технологичности сборочной единицы являются:

- сборочная единица должна состоять из рационального числа составных частей;

- конструкция сборочной единицы должна состоять из стандартных и унифицированных составных частей;

- конструкция сборочной единицы не должна вызывать необходимости применения сложного технологического оснащения, должна обеспечивать возможность применения средств автоматизации и механизации в процессе сборки;

- конструкция сборочной единицы должна предусматривать базовую составную часть, на которую будут монтироваться другие составные части сборочной единицы;

- конструкция сборочной единицы должна предусматривать удобство контроля и регулирования в процессе сборки;

- конструкция сборочной единицы не должна предусматривать промежуточной разборки и повторной сборки сборочной единицы;

- выбранный метод достижения требуемой точности должен рассматриваться с учетом трудоемкости сборки и механической обработки составных частей сборочной единицы;

- конструкция сборочной единицы должна обеспечивать возможность применения типовых технологических процессов сборки.

112