Технологичность конструкции изделия

При современном уровне машиностроения разработка конструкции изделия должна базиро­ваться как на удовлетворении требований служебно-эксплуатационного характера, так и производ­ственных требований, обусловленных возможностью применения высокопроизводительных и рен­табельных технологических процессов с учетом конкретных условий и объема производства.

Технологичность конструкции - совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ре­монте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ (ГОСТ 14.205-83).

Оценка технологичности конструкции осуществляется на уровне изделий, сборочных единиц и деталей.

Цель повышения технологичности конструкции детали - повышение производительности тру­да и качества изделия при максимальном снижении затрат времени и средств на разработку, техно­логическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Единый критерий технологичности конструкции изделия - экономическая целесообразность при заданном качестве и принятых условиях производства, эксплуатации и ремонта.

Отработка конструкции на технологичность должна обеспечивать:

• снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия;
• снижение трудоемкости, цикла и стоимости работ по обслуживанию изделия при эксплуатации.

 

Виды технологичности

Виды технологичности определяются признаками, характеризующими область се проявления. По области проявления различают: производственную и эксплуатационную технологичность.

Производственная технологичность проявляется в сокращении средств и времени на конст­рукторскую и технологическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытаний.

Эксплуатационная технологичность конструкции изделий проявляется в сокращении времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Увеличением технологичности конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства, трудоемкость сократить на 15—20 % и более, себестоимость их изготовле­ния на 5-10 %. Недооценка технологичности конструкции часто приводит к необходимости кор­ректирования рабочих чертежей после их составления, удлинению сроков подготовки и дополни­тельным издержкам производства.

Понятие технологичности конструкций распространяется не только на область производства, но и на область их эксплуатации. Конструкция машин должна быть удобной для обслуживания и ремонтопригодной, так как затраты на все виды ремонта часто превышают затраты на изготовление

 

новых изделий (стоимость изделия). Повышение ремонтопригодности изделия обеспечивается лег­костью и удобством разборки и сборки, осуществлением принципа узловой смены и узлового ре­монта элементов изделия, а также возможностью восстановления наиболее сложных деталей.

При конструировании машин необходимо предусматривать возможность использования тех­нологических методов, обеспечивающих повышение надежности.

В настоящее время работа по улучшению технологичности конструкции изделия ведется в различных отраслях машиностроения. На основе обобщения и систематизации накапливаемых данных для конструкторов многими организациями создаются соответствующие нормативы, спра­вочные и руководящие технические материалы.

Отработка конструкции изделия на технологичность осуществляется на всех стадиях разработки конструкторской документации, начиная с эскизного проекта до разработки рабочей документации для изготовления и испытания установочных серий и серийного или массового производства.

Исполнителями отработки конструкции на технологичность являются разработчики конструк­торской и технологической документации, обеспечивающие технологичность конструкции изделия при его проектировании и осуществляющие как технологический контроль, так и подготовку и внесение изменений по ГОСТ 2.503-68 в конструкторскую документацию.

При отработке технологичности конструкции на стадии эскизного проекта производят:

1) выбор наиболее простой принципиальной схемы;

2) установление (по возможности) базовой конструкции, которая должна быть положена в ос­нову проектируемого изделия;

3) унификацию сборочных единиц и основных деталей для проектируемого и находящегося в производстве изделия;

4) разбивку изделия на самостоятельные сборочные единицы;

5) обеспечение технологичности оригинальных деталей;

6) выбор рациональных заготовок для оригинальных деталей.

На стадии технического проекта определяются конструкция изделия и его сборочных единиц, а также конструктивная форма всех деталей. На этой стадии решаются основные вопросы техноло­гичности заготовок, механической обработки и сборки:

• выбор наиболее простой конструкции сборочных единиц и деталей;

• выбор баз сборки;

• определение и расчет важнейших размерных цепей;

• обеспечение требований технологичности сборки (разбивка конструкции на самостоятель­ные замкнутые сборочные единицы);

• обеспечение технических требований механической обработки;

• обеспечение выполнения технологических требований, предъявляемых к форме и основным размерам заготовок.

На стадии разработки рабочей документации проводят доработку по всем вопросам техноло­гичности конструкции каждой детали и всего изделия в целом, особое внимание обращается:

• на выбор технологических баз деталей (в соответствии с конструктивными базами и базами сборки);

• проверку правильности простановки размеров и назначения оптимальных допусков на осно­ве размерного анализа и удовлетворения конструктивных и производственно-технологических тре­бований;

• выбор наиболее дешевых и недефицитных материалов;

• ограничение номенклатуры применяемых профилей материалов;

• проверку соблюдения всех требований, предъявляемых к оформлению элементов конструк­ции заготовок (толщина стенок, радиусы переходов, уклоны, линии разъема и т. п.);

• проверку соблюдения требований, предъявляемых к технологичности элементов конструк­ции при механической обработке (доступность обработки, возможность входа и выхода инструмен­тов, наличие надежных поверхностей для крепления деталей при механической обработке и т. д.);

• максимальную унификацию элементов конструкции (диаметров, резьб, шлицевых соедине­ний, модулей и т. д.).

 

 

При изготовлении опытных образцов (опытной партии) конкретизируются условия обеспече­ния требований технологичности, в том числе использование типовых технологических процессов и средств технологического оснащения с учетом вида и масштаба производства.

При подготовке к выпуску установочной серии проверяется технологичность заготовок и оригинальных деталей с учетом применения минимально необходимого количества оснастки для их изготовления; при этом в чертежи должны быть внесены необходимые исправления ошибок, выявленных при испытании опытного образца.

При подготовке к серийному или массовому производству окончательно проверяется техноло­гичность конструкции в соответствии с разрабатываемым рабочим технологическим процессом.

При тщательной отработке чертежей на предыдущих этапах исправления ошибок, выявленных при составлении рабочей документации, будут относительно невелики и коснутся главным образом простановки размеров.

 

Общие требования к технологичности конструкции деталей

1. Конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм, обусловливающих применение высокопроизводительных технологических процессов и предусмат­ривать удобную, надежную базу для установки заготовки в процессе ее обработки.

2. Заданные точность и шероховатость поверхности детали должны быть обоснованы ее слу­жебным назначением. Необоснованно завышенные требования к точности и шероховатости выну­ждают вводить дополнительные операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоемкость процесса обработки, повышают себестоимость.

3. Стандартизация и унификация деталей и их элементов уменьшает трудоемкость и себе­стоимость их изготовления в связи с увеличением серийности выпуска и унификацией станочных наладок (унификация - сокращение числа объектов одинакового функционального назначения).

Требования технологичности определяются методами обработки заготовок, применяемыми приемами обработки, оснасткой, а также типом производства.

Требования к технологичности классифицируются по видам технологических операций:

•заготовительных;

• механической обработки;

•термической и химико-термической обработки, а также методов упрочняющей обработки;

•сборочных операций.

Технологичность конструкции изделия - понятие относительное. Для одной и той же машины она будет разной для различных типов производства. Изделие технологичное в единичном произ­водстве может быть малотехнологичным в поточном и совершенно нетехнологичным в поточно­автоматизированном производстве.

Технологичность конструкции одного и того же изделия будет разной для заводов с различ­ными производственными возможностями. Если в единичном производстве используют станки с ПУ или другое переналаживаемое оборудование, то характеристика технологичности конструкций выпускаемых изделий может измениться по сравнению с условиями единичного производства, оснащенного универсальным оборудованием без ПУ. Развитие техники и технологии изменяет уровень технологичности конструкции. Ранее нетехнологичные конструкции могут стать техноло­гичными при новых методах обработки.

Технологичность конструкции изделия - понятие комплексное. Она рассматривается во вза­имной связи и с учетом условий выполнения заготовительных процессов, процессов механической обработки, сборки и контроля. Отработанная на технологичность конструкция заготовки не должна усложнять последующую механическую обработку. В то же время отработку на технологичность в конструкции детали следует производить не только в целях упрощения механической обработки, но и с учетом выполнения заготовительных процессов и сборки, стремясь получить минимальную себестоимость и трудоемкость изготовления машины в целом.

 

 

Общие требования заготовительных операций