ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени И.С. ТУРГЕНЕВА»

КАРАЧЕВСКИЙ ФИЛИАЛ

Павел Викторович Игнатов

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ.

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ

ИЗДЕЛИЙ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Методические указания

по проведению практических занятий

Дисциплина – «Технология машиностроения»

Направление – 151001 «Технология машиностроения»

2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Нормативные ссылки..................................................................................... 3

Введение......................................................................................................... 4

1.     Теоретические сведения о технологичности............................................. 6

1.1.     Обеспечение технологичности конструкции изделия........................ 6

1.2.     Количественная оценка технологичности конструкций изделий....... 14

1.3.     Отработка конструкции детали на технологичность.......................... 17

1.3.1.   Порядок отработки конструкции детали на технологичность…..17

1.3.2.   Качественная оценка технологичности конструкции детали ….. 18

1.3.3.   Количественная оценка технологичности конструкции………….19

2.     Варианты заданий и порядок выполнения работы.................................... 23

2.1.     Тема и цель практической работы...................................................... 23

2.2.     Варианты заданий для практической работы..................................... 23

2.3.     Порядок выполнения индивидуального задания................................ 24

3.     Контрольный пример................................................................................ 26

3.1.     Исходные данные............................................................................... 26

3.2.     Порядок выполнения работы.............................................................. 27

3.3.     Выводы по результатам расчёта......................................................... 29

Литературы.................................................................................................... 30

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

1.     ГОСТ  2.116-84. Единая система конструкторской документации. Карта технического уровня и качества продукции.

2.     ГОСТ 14.004-83. Единая система технологической подготовки производства. Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий.

3.     ГОСТ 14.201-83. Единая система технологической подготовки производства. Обеспечение технологичности конструкции изделия изделий. Общие требования.

4.     ГОСТ 14.205-83. Единая система технологической подготовки производства. Технологичность конструкции изделий. Термины и определения.

5.     ГОСТ 14.206-73. Единая система технологической подготовки производства. Технологический контроль конструкторской документации.

6.     ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

7.     ГОСТ 21623-76. Система технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения.

8.     ГОСТ 24444-87. Оборудование технологическое. Общие требования монтажной технологичности.

9.     ГОСТ 27782-88. Материалоемкость изделий машиностроения. Термины и определения.

ВВЕДЕНИЕ

Подобно тому, как одним из основных «свойств» техника или инженера-технолога является его «техническая грамотность» и рациональность предлагаемых технических решений, одним из основных свойств любого изделия является технологичность. В условиях конкуренции между предприятиями в машиностроении и приборостроении именно технологичность выпускаемой продукции определяет её себестоимость, а значит, создаёт предпосылки для долговременной и успешной хозяйственной деятельности предприятия.

О технологичности, как о технической рациональности формы изделий людям было известно очень давно, ещё в эпоху первых ремесленных мастерских и мануфактур. Однако на научно-техническом уровне понятие «технологичность» стало общеизвестным лишь во второй половине XX века. В послевоенные годы в нашей стране задача обеспечения технологичности конструкций изделий была поставлена на всенародный уровень, всем предприятиям государства предписывалось всемерно повышать технологичность изделий. Чтобы обеспечить взаимопонимание между специалистами различных отраслей народного хозяйства в области правил отработки конструкций изделий на технологичность, Госстандарт СССР в 1973 году издал государственные стандарты в данной сфере: ГОСТ 18831-73 «Единая система технологической подготовки производства. Технологичность конструкции изделий. Термины и определения» и ГОСТ 14.201-73 «Единая система технологической подготовки производства. Обеспечение технологичности конструкции изделия изделий. Общие требования». Эти стандарты учитывали рекомендации международных стандартов в области технологичности, что позволяло отечественному производству учитывать достижения ведущих иностранных государств. В настоящее время действует второе поколение стандартов в области обеспечения технологичности конструкций изделий (соответственно, ГОСТ 14.205-83 и 14.201-83).

Согласно ГОСТ 14.205-83, технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, техническом обслуживании и ремонте для заданных показателей качества, объёма выпуска и условий выполнения работ.

В ГОСТ 14.201-83 отмечается, что обеспечение технологичности конструкции изделия – функция подготовки производства, предусматривающая взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе и монтаж вне предприятия-изготовителя (далее – производство), техническое обслуживание и ремонт изделия.

Данные методические указания содержат теоретические сведения в области технологичности, методику качественной и количественной оценки технологичности конструкций изделий в машиностроении, пример выполнения количественной оценки технологичности конструкции детали, варианты индивидуальных заданий для самостоятельного решения и список литературы.

1.     ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

1.1.     Обеспечение технологичности конструкции изделия

Курсовая работа является одним из видов самостоятельной работы студентов. Выполнение курсовой работы способствует систематизации, расширению и закреплению знаний по дисциплине «Анализ хозяйственной деятельности»;

Обеспечение технологичности конструкции изделия – это комплексная задача, включающая в себя несколько видов деятельности, в том числе:

1) отработку конструкции изделий на технологичность на всех стадиях разработки изделия, при технологической подготовке производства и, в обоснованных случаях, при изготовлении изделия;

2) совершенствование условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте изделий и регистрацию принятых решений в технологической документации;

3) количественную оценку технологичности конструкции изделий;

4) технологический контроль конструкторской документации;

5) подготовку и внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам технологического контроля, обеспечивающих достижение базовых значений показателей технологичности.

При отработке конструкции изделия на технологичность учитывают:

1) вид изделия, степень его новизны и сложности, условия изготовления, монтажа, технического обслуживания и ремонта;

2) перспективность изделия, объём его выпуска;

3) опыт предприятия-изготовителя и других предприятий с аналогичным производством, высокопроизводительные методы и процессы изготовления;

3) условия конкретного производства при использовании имеющихся средств технологического оснащения и производственных площадей;

4) связь достигнутых показателей технологичности с другими показателями качества изделия.

Изделие может быть простым, то есть состоящим из одной детали, но в большинстве случаев в машиностроении создаются сложные изделия, представляющие собой совокупность оригинальных деталей, унифицированные и стандартные изделия. Поэтому для оценки уровня технологичности изделия учитывают не только технологичность его составных частей, но также технологичность сборки, испытаний, монтажа изделия за пределами предприятия, технологичность технического обслуживания и ремонта (по ГОСТ 14.201).

Отработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать решение следующих основных задач:

1) снижение трудоёмкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа вне предприятия-изготовителя;

2) снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта изделия;

3) снижение составляющих общей материалоемкости изделия – расхода материалов и топливно-энергетических ресурсов при изготовлении, монтаже вне предприятия-изготовителя, техническом обслуживании и ремонте.

Комплекс работ по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа вне предприятия-изготовителя включает:

1) повышение серийности (годовой программы выпуска) изделия и его составных частей при изготовлении (обработка, сборка, испытания) посредством стандартизации, унификации и обеспечения конструктивного подобия;

2) ограничение номенклатуры составных частей, конструктивных элементов и применяемых материалов;

3) применение в разрабатываемых конструкциях освоенных в производстве конструктивных решений, соответствующих современным требованиям;

4) применение высокопроизводительных и малоотходных технологических решений, основанных на типизации процессов и других прогрессивных формах их организации;

5) применение высокопроизводительных стандартных средств технологического оснащения, обеспечивающих оптимальный уровень механизации и автоматизации труда в производстве;

6) использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на обеспечение монтажа и демонтажа изделия;

7) использование конструктивных решений, обеспечивающих возможность транспортирования изделия в собранном виде или в виде законченных составных частей, не требующих при монтаже операций по подгонке;

8) использование конструктивных решений, облегчающих и упрощающих условия изготовления и монтажа вне предприятия изготовителя для ограничения требований к квалификации изготовителей и монтажников.

Комплекс работ по снижению трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта изделия включает:

1) использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на проведение подготовки к использованию по назначению, технического контроля, технического диагностирования и на транспортирование изделия;

2) использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на обеспечение: доступа к составным частям; замены составных частей изделия такими же частями при сохранении установленного качества изделия в целом; установки и съёма составных частей изделия; восстановления геометрических характеристик и качества поверхности детали;

3) повышение требований по унификации и стандартизации составных частей изделия;

4) ограничение числа сменяемых составных частей изделия, видов материалов, инструмента, вспомогательного оборудования и приспособлений;

5) использование конструктивных решений, облегчающих и упрощающих условия технического обслуживания и ремонта для ограничения требований к квалификации персонала, осуществляющего обслуживание и ремонт.

Комплекс работ по снижению материалоемкости изделия включает:

1) применение рациональных сортаментов и марок материалов, рациональных способов получения заготовок, методов упрочнения деталей;

2) разработку и применение решений, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоотходные технологические процессы;

3) разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей сокращение расхода материала при монтаже вне предприятия-изготовителя;

4) внедрение научно обоснованных запасов прочности металлоконструкций, типовых методов расчетов и испытаний изделия.

Отработка конструкции изделия на технологичность производится совместно разработчиками конструкторской и технологической документации, предприятиями-изготовителями изделия и представителями заказчика (специалистами по техническому обслуживанию и ремонту техники). Для изделий типа «сборочная единица» или «комплекс», подлежащих монтажу вне предприятия-изготовителя, в отработке конструкции изделия на технологичность должны участвовать представители организаций, осуществляющих монтажные работы. В необходимых случаях к отработке конструкции изделия на технологичность должны привлекаться специализированные технологические институты.

Ответственными исполнителями отработки конструкции изделия на технологичность являются разработчики конструкторской документации.

Порядок отработки конструкции изделий на технологичность может быть установлен стандартами организации (СТО) предприятия-изготовителя.

Если отработка конструкции изделия на технологичность производится на этапе опытно-конструкторских работ (то есть, при разработке конструкции изделия), то её проводят с учётом методов, обеспечивающих технологическую рациональность и конструктивно-технологическую преемственность изделия:

1) типизации компоновок изделия и его составных частей;

2) унификации, агрегатирования, взаимозаменяемости изделия и его составных частей;

3) блочно-модульного построения технических систем и устройств;

4) функционально-стоимостного анализа изделий и его составных частей;

5) экономико-математического моделирования взаимосвязей основных функциональных и конструктивно-технологических характеристик изделия;

6) оптимизационных методов выбора физико-химических и механических свойств материалов и видов исходных заготовок, назначения точности и шероховатости поверхностей детали, выбора формы и расположения поверхностей деталей и видов соединений их с сопрягаемыми деталями;

7) размерного анализа конструкций деталей и сборочных единиц;

8) заимствования и симплификации (ограничения излишнего многообразия) составных частей, конструктивных элементов и материалов изделия.

Содержание работ по обеспечению технологичности конструкции изделия зависит от стадии разработки конструкторской документации и устанавливается в СТО на основе данных таблицы 1.1 (по ГОСТ 14.201 и ГОСТ 24444).

Любые изменения конструкции изделия, необходимость внесения которых возникает в процессе серийного или массового производства в связи  с улучшением характеристик технологичности, не должны нарушать стабильного хода производственного процесса и показателей качества. Изменения конструкции изделий серийного производства проводят с новой серии в зависимости от вида, назначения, условий производства и эксплуатации изделия.

Таблица 1.1 – Содержание работ по обеспечению технологичности изделия

Стадия разработки конструкторской документации	Основное содержание работ по обеспечению технологичности конструкции изделия
1	2
Техническое задание	1         Сбор информации о технологичности конструкции изделий-аналогов. 2         Установление требований к технологичности разрабатываемой конструкции изделия. 3         Выбор номенклатуры базовых показателей технологичности. 4         Расчёт значений базовых показателей технологичности.

Продолжение Таблицы 1.1

1	2
Техническое предложение	1         Выявление вариантов конструктивных решений с лучшими возможностями рациональной компоновки изделия. 2         Выявление возможности заимствования  составных частей изделия из ранее изготавливаемых конструкций. 3         Выявление новых материалов, технологических процессов и средств технологического оснащения. 4         Расчёт показателей технологичности нескольких сравниваемых вариантов конструкции изделия. 5         Выбор окончательного варианта конструктивного решения и компоновки основных составных частей изделия. 6         Технологический контроль конструкторской документации (по ГОСТ 14.206).
Эскизный проект	1         Анализ соответствия вариантов конструкции изделия условиям производства, обслуживания и ремонта. 2         Сопоставление вариантов конструкции изделия по унификации, стандартизации, точности расположения и способам соединения составных частей изделия. 3         Расчёт показателей технологичности нескольких вариантов конструкции изделия. 4         Выбор вариантов конструкции изделия для дальнейшей разработки. 5         Технологический контроль конструкторской документации.
Технический проект	1         Определение возможности параллельной и независимой сборки и контроля специфицированных составных частей изделия. 2         Анализ соответствия конструкции и компоновки сменных и требующих технического обслуживания составных частей изделия требованиям обслуживания и ремонта. 3         Выявление возможности применения покупных, стандартных, унифицированных или освоенных производством составных частей изделия. 4         Анализ возможности применения новых, в том числе типовых и групповых высокопроизводительных технологических процессов. 5         Расчёт показателей технологичности конструкции изделия. 6         Принятие принципиальных решений по технологичности конструкции изделий и улучшению условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте. 7         Технологический контроль конструкторской документации.

Продолжение Таблицы 1.1

1	2
Рабочая конструкторская документация опытного образца (опытной партии) или изделия единичного производства (кроме разового изготовления)	При разработке рабочей конструкторской документации для изготовления опытного образца (партии) или изделия единичного производства (кроме разового изготовления) проводятся: 1         Анализ возможности сборки изделия и его составных частей без промежуточных разборок. 2         Выбор рациональных способов фиксирования, центрирования и регулирования составных частей изделия. 3         Определение доступности и легкосъёмности сменных и требующих технического обслуживания и ремонта составных частей изделия. 4         Выявление возможности унификации сборочных единиц и их конструктивных элементов. 5         Выявление возможности унификации деталей (включая детали крепежа) и их конструктивных элементов. 6         Установление экономически целесообразных методов получения заготовок. 7         Поэлементная отработка конструкции деталей и сборочных единиц на технологичность. 8         Расчёт показателей технологичности конструкции изделия. 9         Технологический контроль конструкторской документации.
	При изготовлении и испытании опытного образца (партии) или изделия единичного производства (кроме разового изготовления) проводятся: 1         Проверка соответствия разделения конструкции изделия на агрегаты организационной структуре предприятия-изготовителя. 2         Проверка соответствия конструкции деталей рациональным способам получения заготовок и их обработки. 3         Проверка соответствия точности изделия техническим данным средств технологического оснащения. 4         Проверка применяемости нормальных рядов размеров, стандартного режущего и измерительного инструмента. 5         Проверка возможности использования конструкторских баз в качестве технологических и их увязка. 6         Проверка возможности сокращения обрабатываемых поверхностей, совмещения (расчленения) деталей. 7         Проверка удобства и быстроты регулировки расположения составных частей изделия.

Продолжение Таблицы 1.1

1	2
	8         Проверка возможности технического контроля, в том числе контроля технического состояния, технического диагностирования, доступа к составным частям при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте. 9         Проверка возможности замены составных частей изделия другими такими же частями при сохранении установленного качества изделия в целом. 10     Проверка возможности и удобства установки и съёма составных частей изделия при его изготовлении, техническом обслуживании и ремонте, а также монтажа и демонтажа составных частей изделия. 11     Проверка возможности восстановления геометрических характеристик и качества поверхностей деталей. 12     Проверка соответствия технологичности конструкции нормам ремонтопригодности и транспортабельности. 13     Анализ технологичности опытного образца. 14     Расчёт показателей технологичности после отработки конструкции при изготовлении и испытании опытного образца. 15     Корректировка и технологический контроль конструкторской документации серийного изделия с учётом предложений об изменении, выявленных при анализе технологичности опытного образца.
Рабочая конструкторская документация изделий серийного (массового) производства	1         Окончательное принятие решений по совершенствованию условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте и регистрация принятых решений в технологической документации. 2         Окончательная отработка конструкции изделия в период изготовления, испытания и оснащения технологического процесса изготовления установочной (опытной) серии. 3         Доведение конструкции изделия до соответствия требованиям серийного (массового) производства с учётом применения наиболее производительных технологических процессов и средств технологического оснащения при изготовлении изделия и его основных составных частей. 4         Доведение конструкции изделия до соответствия требованиям системы технического обслуживания, ремонта и монтажа, транспортирования и хранения. 5         Оценка соответствия достигнутого уровня технологичности требованиям технического задания. 6         Корректировка конструкторской документации.

Продолжение Таблицы 1.1

1	2
	7         Оценка эксплуатационной и ремонтной технологичности путем проведения исследовательских (определительных) испытаний или организации сбора данных о технологичности изделия в процессе эксплуатации и ремонта.

1.2.     Количественная оценка технологичности конструкций изделий

Технологичность конструкции изделия оценивают количественно с помощью системы показателей, которая включает:

1) базовые (исходные) значения показателей технологичности, являющиеся предельными нормативами технологичности, обязательными для выполнения при разработке изделия;

2) значения показателей технологичности, достигнутые при разработке изделия;

3) показатели уровня технологичности конструкции изделия.

Базовые значения показателей технологичности указываются в техническом задании на разработку изделия. Базовые, достигнутые показатели и показатели уровня технологичности конструкции изделия должны вноситься в карту технического уровня и качества продукции по ГОСТ 2.116-84.

Данные об уровне технологичности должны использоваться при оптимизации конструкции изделия, разработке мероприятий по повышению эффективности его изготовления и определении технико-экономических показателей производства, эксплуатации и ремонта данного изделия.

Необходимость количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделий, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми стандартами или стандартами предприятия.

Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности. Рекомендуемый перечень показателей технологичности и порядок их применения в зависимости от вида изделия и стадии разработки конструкторской документации приведен таблице 1.2 (по ГОСТ 14.201).

Количественная оценка эксплуатационной и ремонтной технологичности конструкции изделия проводится обязательно при затратах на эксплуатацию и ремонт, сопоставимых или превышающих затраты на его производство.

Таблица 1.2 – Рекомендуемый перечень показателей технологичности изделий

Показатели технологичности конструкции изделия	Виды изделия				Стадия разработки конструкторской документации
	Деталь (1)	Сборочная единица (2)	Комплекс (3)	Комплект (4)	Техническое предложение	Эскизный проект	Технический проект	Рабочая документация
								Опытного образца (опытной партии)	Серийного (массового) производства
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Трудоёмкость изготовления изделия					02,3	У2,3	Т2,3	Т2,3	Т1-4
2. Удельная материалоёмкость изделия (ГОСТ 27782)	-			-	0
3. Технологическая себестоимость изделия					0	02,3	Т2,3	У1-4	0
4. Средняя оперативная трудоемкость технического обслуживания (ремонта) данного вида (ГОСТ 21623)	0			-	-	-	-
5. Средняя оперативная стоимость технического обслуживания (ремонта) данного вида.	0			-	-	-	-
6. Средняя оперативная продолжительность технического обслуживания (ремонта) данного вида (ГОСТ 21623)	0	0	0	0	-	-	0	0	0

Продолжение Таблицы 1.2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
7. Удельная трудоемкость изготовления изделия	-			-	-	У2,3	Т2,3
8. Трудоемкость монтажа	-			-	-	-	0
9. Коэффициент применяемости материала (по ГОСТ 27782)	-		0	0	-	-	0
10. Коэффициент унификации конструктивных элементов		0	0	0	-	0			0
11. Коэффициент сборности	-				-	-

Примечания к таблице 1.2:

1. Все знаки, регламентирующие применение показателей технологичности, действительны, если необходимость определения показателей установлена стандартом организации для конкретного вида изделий.

2. Знак «Т» означает, что обязательно определение значения показателя точными методами.

3. Знак «У» означает, что обязательно определение приближенного значения показателя укрупненными методами.

4. Знак «0» означает, что необязательно определение показателям в общем случае.

5. Знак «-» означает, что для данного вида изделий или стадии разработки конструкторской документации не определяется значение показателя.

6. Индексы к знакам «Т», «У» и «0» указывают, для какого вида изделий определяется значение показателя на данной стадии разработки конструкторской документации.

1.3.     Отработка конструкции детали на технологичность

1.3.1.   Порядок отработки конструкции детали на технологичность

В машиностроительном производстве одним из основных стадий отработки конструкции изделия на технологичность является отработка на технологичность конструкции его деталей. Отработка конструкции детали на технологичность представляет собой комплекс мероприятий, направленных на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление детали при обеспечении необходимого уровня его качества [8].

Виды и показатели технологичности конструкции приведены в ГОСТ 14.205, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности – в ГОСТ 14.201. Отработку конструкции детали на технологичность рекомендуется проводить в следующем порядке [8, 11]:

-         подобрать и проанализировать исходные материалы, необходимые для оценки технологичности конструкции;

-         уточнить годовую программу (объём выпуска);

-         проанализировать показатели технологичности базовой конструкции;

-         провести расчёт уровня технологичности конструкции проектируемой конструкции;

-         разработать мероприятия по улучшению показателей технологичности.

Оценка технологичности конструкции может быть качественной или количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщённо на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции детали выражается числовыми показателями и рациональна в том случае, если эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции детали.

1.3.2.   Качественная оценка технологичности конструкции детали

Качественная оценка технологичности конструкции включает следующие мероприятия [8, 13]:

а) анализ технологичности конструкции по материалам;

б) анализ технологичности по геометрической форме поверхности детали;

в) анализ технологичности по простановке размеров;

г) анализ технологичности заготовки.

При анализе технологичности конструкции по материалам обращают внимание на обрабатываемость, стоимость и дефицитность материалов; изучают возможности применения широко распространённых, легко обрабатываемых материалов низкой стоимости с механическими свойствами, достаточными для функционирования детали в соответствии с её назначением.

При анализе технологичности по геометрической форме детали необходимо убедиться в рациональности формы всех поверхностей детали. Технологическая рациональность формы заключается в следующем:

-         как можно большее количество поверхностей детали не требуют последующей обработки;

-         обрабатываемые поверхности простые (плоскости, цилиндры, конусы, винтовые поверхности);

-         форма детали обеспечивает экономичный раскрой материала и возможность использования отходов.

Анализ технологичности по простановке размеров заключается:

-         в определении размерных связей между конструкторскими,

-         технологическими, измерительными базами и возможности совмещения баз;

-         в проверке обоснованности значений допусков на размеры и параметров шероховатости поверхностей.

Размеры, определяющие нерабочие поверхности, могут иметь широкие допуски (IT 14 – IT 12), а сами поверхности – большие значения параметров шероховатости (R_z = 20…40 мкм, R_a = 6,3…12,5 мкм). Необоснованно завышенные требования к точности размеров и шероховатости ведут к неоправданному увеличению трудоёмкости изготовления и себестоимости детали.

Анализ технологичности заготовки сводится к изучению возможности её получения наиболее рациональным для данных производственных условий способом. Технологическая рациональность способа получения заготовки заключается также в возможности максимального приближения её формы и размеров к форме и размерам готовой детали при условии обеспечения технологичности  дальнейшей механической обработки заготовки.

Качественная оценка технологичности конструкции характеризуется следующими показателями: хорошо – плохо, допустимо – недопустимо [10]. Например, на основании качественной оценки технологичности конструкции детали можно сделать вывод, что «конструкция данной детали является достаточно технологичной».

1.3.3.   Количественная оценка технологичности конструкции

Для проведения количественной оценки технологичности конструкции детали необходимо знать значения базовых показателей технологичности, к которым относятся:

а) масса детали (заготовки);

б) допуски на размеры детали;

в) параметры шероховатости поверхностей детали;

г) трудоёмкость изготовления детали;

д) производственная себестоимость детали.

При количественной оценке технологичности определяются значения нескольких относительных частных показателей технологичности – уровней технологичности конструкции по определённым признакам [8, 10].

1. Уровень технологичности конструкции по трудоёмкости:

 

где Т_п – показатель трудоёмкости изготовления детали по проектному (предлагаемому) варианту, мин;

Т_б – показатель трудоёмкости изготовления детали по базовому варианту, мин.

2. Уровень технологичности конструкции по себестоимости:

 

где С_п – технологическая себестоимость детали по проектному (предлагаемому) варианту, руб;

С_б – технологическая себестоимость по базовому варианту, руб.

3.Уровень технологичности конструкции по использованию материала:

 

где К_бм и К_пм – соответственно, базовый и достигнутый коэффициенты использования материала.

Коэффициент использования материала K_м находят по формуле:

 

где М_д – масса готовой детали, кг;

М_з – масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг.

4. Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

 

Значения классов шероховатости поверхностей выбирают по значениям параметров шероховатости R_a или R_Z, заданным на рабочем чертеже детали, в соответствии с таблицей 1.3.

При определении значений уровней технологичности в расчёт принимаются снижение трудоёмкости изготовления и себестоимости детали, обусловленные только изменением конструкций детали и заготовки, материала и способа получения. Изменения значений трудоёмкости и себестоимости детали, полученные в результате усовершенствования технологического процесса изготовления, не обусловленные выше перечисленными факторами, при расчёте не учитываются. Например, при расчёте не будут учитываться факторы: экономический эффект от использования специальных станочных приспособлений, специальных измерительных установок, специального режущего инструмента, автоматизации технологического процесса и других подобных факторов [8, 16].

Необходимо помнить, что выше рассмотренные уровни технологичности конструкции детали вычисляются на разных этапах проектирования технологического процесса.

 

Значения уровня технологичности по точности обработки и уровня технологичности по шероховатости вычисляют на этапе внесения изменений в рабочий чертёж детали.

Значения уровня технологичности конструкции по использованию материала рассчитываются после выбора способа получения заготовки и определения общих припусков на механическую обработку.

Уровни технологичности по трудоёмкости изготовления детали и по её технологической себестоимости окончательно определяются после разработки технологического процесса и получения данных, необходимых для расчёта (коэффициент использования материала, штучное время и т.п.).

2.     ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1.     Тема и цель практической работы

Темой практической работы является анализ технологичности конструкции детали. Цель работы – изучение методики количественной оценки технологичности конструкции детали в машиностроении, углубление теоретических знаний, полученных при изучении темы: «Технологичность конструкции детали» посредством проведения практического занятия.

2.2.     Варианты заданий для практической работы

Варианты индивидуальных заданий для практической работы приведены в таблице 2.1. Вариант задания студенту выдаёт преподаватель.

 

В соответствии с таблицей 2.1, исходными данными для количественной оценки технологичности конструкции детали являются:

1) количество поверхностей детали Q_п;

2) количество унифицированных поверхностей Q_уп;

3) масса, трудоёмкость и себестоимость изготовления детали;

4) средний коэффициент точности А_ср;

5) средняя шероховатость поверхностей (в значениях параметра R_a) Б_ср.

В результате выполнения практической работы студент должен вычислить следующие показатели технологичности конструкции детали:

1) уровень технологичности конструкции детали по трудоёмкости К_ут;

2) уровень технологичности конструкции детали по себестоимости К_ус;

3) уровень технологичности по использованию материала К_ум;

4) коэффициент унификации конструктивных элементов детали К_уэ;

5) уровень технологичности по точности обработки поверхностей К_то;

6) уровень технологичности по шероховатости поверхностей К_ш.

Практическую работу студент выполняет самостоятельно, в соответствии с порядком выполнения индивидуального задания.

2.3.     Порядок выполнения индивидуального задания

Индивидуальное задание выполняется в соответствии с исходными данными выданного варианта по следующему алгоритму:

1) подсчитать уровень технологичности конструкции детали по трудоёмкости К_ут, используя формулу (1.1), и сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

2) подсчитать уровень технологичности конструкции детали по себестоимости К_ус, используя формулу (1.2), и сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

3) подсчитать уровень технологичности по использованию материала К_ум, используя формулы (1.3 и 1.4) и предварительно получив у преподавателя значение массы заготовки. Сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

4) подсчитать значение коэффициента унификации конструктивных элементов детали К_уэ, используя формулу (1.5), и сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

5) подсчитать уровень технологичности конструкции детали по точности обработки поверхностей К_то, используя формулу (1.6), и сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

6) подсчитать уровень технологичности конструкции детали по шероховатости поверхностей К_ш, используя формулу (1.8), и сделать вывод о технологичности детали по данному параметру;

7) записать значения показателей технологичности конструкции детали и выводы в таблицу произвольной формы.

3.     КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР

3.1. Исходные данные

Цель работы: выполнить количественную оценку технологичности конструкции детали «Корпус».

Исходные данные для расчёта:

Деталь «Корпус» массой М_д = 2 кг изготавливается из чугуна марки СЧ20 по ГОСТ 1412-88. Способ получения заготовки – литьё в песчано-глинистую форму, класс точности 1 по ГОСТ 1855-55; масса заготовки М_з = 2,62 кг.

Трудоёмкость механической обработки детали Т_п = 45 мин, при базовой трудоёмкости (трудоёмкости детали-аналога) Т_б = 58 мин.

Технологическая себестоимость детали С_п =2,1 руб, при базовой технологической себестоимости детали-аналога С_б = 2,45 руб. Результаты конструкторского анализа поверхностей детали «Корпус» приведены в таблице 3.1.

Требуется определить показатели технологичности конструкции детали.

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА:

1.            Косилова, А.Г. Справочник технолога машиностроителя [Текст]/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова //В 2-х т. – Т.1.– 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – 589 с.

2.            Серебреницкий, П.П. Общетехнический справочник [Текст]/П.П. Серебреницкий. – СПб.: Политехника, 2004. – 445 с.

3.            Нефёдов, Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах [Текст]: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1976. – 192 с.

4.            Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения [Текст]: учебник для вузов /Б.М. Базров. – М.: Машиностроение, 2005. – 736с.

5.            Балобанов, А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя [Текст]/А.Н. Балобанов. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 460 с.

6.            Справочник технолога-приборостроителя [Текст] /Под ред. П.В. Сыроватченко. – В 2-х т. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980.

7.            Бабук, В.В. Дипломное проектирование по технологии машиностроения [Текст]: учебное пособие для вузов /В.В. Бабук, П.А. Горезко, К.П. Забродин и др.; под общ. ред. В.В. Бабука. – Минск: Высшая школа, 1979. – 464 с.

8.            Амиров, Ю.Д. Технологичность конструкции изделия [Текст]: справочник /Ю.Д. Амиров [и др.]; под общ. ред. Ю.Д. Амирова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 768 с.

9.            Гжиров, Р.И. Краткий справочник конструктора [Текст]: справочник /Р.И. Гжиров. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1984. – 464 с.

10.        Курсовое проектирование по технологии машиностроения [Текст] /Под общ. ред. А.Ф. Горбацевича. – Минск: Высшая школа, 1975. – 288 с.

11.        Бабук, В.В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении [Текст]: учебное пособие /В.В. Бабук [и др.]; под ред. В.В. Бабука. – Мн.: Высшая школа, 1987. – 255 с.

12.        Справочник по производственному контролю в машиностроении [Текст] /Под ред. А.К. Кутая. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение (Ленингр. отделение), 1974. – 676 с.

13.        Мягков, В.Д. Допуски и посадки [Текст]: справочник. В 2-х ч. /В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1982. – Ч. 1. – 543 с.

14.        Справочник конструктора точного приборостроения [Текст]/Г.Л. Веркович и др.; Под общ. ред. К.Н. Явленского и др. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1988. – 792 с.

15.        Кован, В.М. Справочник технолога-машиностроителя [Текст] /В.М. Кован, С.И. Бабкин, С.И. Волков. И.Е. Городецкий, А.К. Горошкин, В.В. Досчатов, В.С. Замалин, А.И. Исаев, С.М. Кедров, А.Н. Малов, М.Е. Марданян, К.П. Панченко, Д.М. Секретев, К.П. Стаев, П.В. Сыроватченко, Г.Э. Таурит, М.А. Ильяшева; Под ред. А.Н. Малова //В 2-х томах. – Т. 2. – М.: Машгиз, 1959. – 584 с.

Краткое описание документа:

Методические указания по проведению практических занятий. Данные методические указания содержат теоретические сведения в области технологичности, методику качественной и количественной оценки технологичности конструкций изделий в машиностроении, пример выполнения количественной оценки технологичности конструкции детали, варианты индивидуальных заданий для самостоятельного решения и список литературы.