9.2. Технологическая рациональность конструктивных решений

Технологическую рациональность конструктивных решений характеризуют показатели, учитывающие взаимосвязь основных параметров трудовых и материальных затрат с показателями качества изделия, в том числе показателями назначения, надёжности и эргономичности. Количество показателей, испо-льзуемых для оценки уровня технологичности, должны быть минимальными, но достаточными.

Основными показателями являются:

- трудоёмкость изготовления (эксплуатации, ремонта) изделия;

- относительная трудоёмкость заготовительных работ;

- технологическая себестоимость;

- удельная материалоёмкость изделия;

- ряд коэффициентов, учитывающих использование материалов и типовых технологий, сборности конструкции, точности обработки, шероховатости поверхности и эффективности взаимозаменяемости.

Трудоёмкость и себестоимость изготовления (эксплуатации, ремонта) зависят не только от конструкции изделия, но и, в значительной степени, от вы-бранного технологического процесса, его оснащённости и режимов обработки.

Поэтому при определении технологичности конструкции необходимо исключить влияние принятого технологического процесса и определять уровень технологичности данной конструкции как отношение трудоёмкости и себестоимости её изготовления к трудоёмкости и себестоимости изготовления других конструктивных вариантов этого изделия в аналогичных сопоставимых производственных условиях.

Если обозначить уровень технологичности конструкций двух вариантов изделий через а трудоёмкость их изготовления в одинаковых производственных условиях и одинаковом количестве выпускаемых изделий – через то получим:

где: - степнь технологичности первого конструктивного варианта из делия.

Для изделий одинаковых конструкций степень технологичности вариантов составляет:

Уровень технологичности конструкции по трудоёмкости изготовления определяется по формуле:

,

где: - достигнутая трудоёмкость; - достигнутая трудоёмкость.

Аналогично определяется уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости:

где: - достигнутая себестоимость изделия; - базовый показатель техно логической себестоимости.

Предварительные расчёты показателей в период проектирования проводятся по приближённым расчётам на основании статистических данных по аналогичным объектам.

К корпусным конструкциям предъявляются следующие требования (табл. 9.1):

- способ изготовления – литьё, сварка, штамповка;

- литые заготовки должны отвечать требованиям машинной формовки: толщина стенок в разных сечениях не должна иметь резких изменений.

- оптимальная конструкция корпусной детали должна иметь правильную геометрическую форму, обеспечивающую её полную обработку от одной базы;

- должна быть обеспечена возможность обработки плоскостей и торцов с отверстиями на проход;

- размеры обрабатываемых внутренних отверстий не должны превышать размеры соосных им отверстий на наружных стенках деталей;

- следует избегать многообразия размеров отверстий и резьб.

К деталям тел вращения со сквозными отверстиями предъявляются следующие требования (табл. 9.2):

- конструкция деталей должна предусматривать обработку только сопрягаемых поверхностей;

- форма деталей должна обеспечивать возможность получения заготовок

Таблица 9.1

Требования к корпусным конструкциям

Технологические требования к де-тали	Эскизы конструктивных решений		Технологическое обоснование ко-нструктивного решения
	нетехнологичных	технологичных
Корпусные детали должны иметь хоро-шо развитые опорные поверхности, обеспечивающие жё-сткое крепление де-тали в процессе меха-нической обработки с расположением баз в одной плоскости			Корпус имеет недостаточно развитую опорную базу, что не обеспечивает необходимую остойчивость детали
При наличии неско-льких соосных отвер-стий на нескольких параллельных осях целесообразно предусматривать убыва-ние диаметров в одном направлении на всех осях			Поворот детали уве-личивает погрешно-сть относительного расположения отвер-стий
Внутренние торцовые поверхности дол-жны быть легко доступны для обработки			Внутренний торец 1 обрабатывается через отверстие 2 зенкером, насаживаемым на оправку, что при небольшом отверстии малопроизводи-тельно

с минимальными припусками;

- конструкция деталей должна предотвращать их деформацию при термической обработке;

- допуски на размеры точных деталей не должны усложнять технологию производства.

Более технологичной следует считать конструкцию изделия, в которой применено наименьшее количество наименований материалов.

Обеспечение взаимозаменяемости сборочных единиц и деталей с оптимальными значениями допусков является существенным фактором , характеризующим технологичность конструкции машины. Отсутствие взаимозаменяемости сборочных единиц и деталей значительно увеличивает трудоёмкость изготовления машин за счёт пригоночных и регулировочных работ.

Таблица 9.2

Требования к деталям типа тел вращения

Технологичес-кие требования к деталям	Эскизы конструктивных решений		Технологичес-кое обоснова-ние конструк-тивного реше-ния
	нетехнологичных	технологичных
Валы
В многоступенча-тых валах размеры ступеней по длине следует устанавливать одинаковыми иликратными, напри-мер			При одинаковой или кратной длине ступеней вала время обработки уменьшается, причём обработка может производиться одновременно
Втулки
Конструкция втулок должна обеспечивать возможность обработки с одной стороны			В первом случае отверстия могут быть обработаны за две операции, при том, что нарезание глухого отверстия затруднительно. Во втором случае обработка проис-ходит за одну операцию, при облегчении нарезания резьбы
Втулки
Конструкция вту-лки должна обес-печивать свободный вход и выход инструмента			Втулка с открытым с одной стороны отверстием обрабатывается на предварительно настроенном станке без затруднений
Шестерни и шкивы
Объём механической обработки должен быть минимальным			Торцовая поверхность 1 является базой для нарезания зубьев. Для сокращения трудоёмкости следует ограничить ра-змер повер-ти 1
Продолжение табл. 9.2
Шестерни и шкивы
Обрабатываемые поверхности дол-жны быть доступ-ны для обработки			Наружную пове-рхность ступицы можно шлифова-ть, если вынести её за торец