Критерии оценки технологических процессов

После изучения материала данной главы студент должен: знать

• • показатели оценки технологических процессов;
• • основной показатель оценки технологических процессов;
• • перспективы объемной печати для изготовления деталей; уметь
• • определять трудоемкость и производительность труда;
• • определять себестоимость изготавливаемых деталей;
• • использовать групповые технологические процессы в практической деятельности;

владеть

• • навыками выбора заготовки;
• • способами повышения производительности и сокращения трудоемкости;
• • путями сокращения подготовительно-заключительного времени.

Отдельная деталь может быть изготовлена с использованием различных технологических процессов. Могут различаться виды заготовки, степень автоматизации и оснащенность производства. Критерии оценки технологических процессов приведены на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Показатели оценки технологических процессов

Экономичность технологических процессов

Самым приоритетным показателем эффективности технологического процесса является экономичность.

Показатель экономичности технологического процесса — себестоимость изготовления детали. Этот показатель является обобщающим, складывающимся из суммы себестоимостей отдельных элементов, составляющих технологический процесс, другими словами, из суммы затрат по различным показателям.

При проектировании технологического процесса из многих возможных вариантов технологических процессов изготовления детали необходимо выбрать тот, который имеет наименьшую себестоимость.

Себестоимость С изготовления детали равна сумме себестоимостей изготовления заготовки С_заг и механической обработки С_м обр.

Себестоимость заготовки складывается из стоимости материала М и затрат на ее изготовление З_изгз:

Себестоимость механической обработки С_м обр суммируется из ряда составляющих (рис. 2.2):

где З_м о6р — заработная плата персонала, участвующего в механической обработке; А_об — амортизация оборудования; А_п пл — амортизация производственных площадей; А_пр — амортизация станочных крепежных приспособлений; А_{р и} — амортизация режущих инструментов; А_кио — амортизация контрольно-измерительной оснастки; А_во — амортизация вспомогательных инструментов, служащих для соединения режущих инструментов с рабочими органами станков; З_ро — затраты на ремонт оборудования; Э — затраты на электроэнергию; И — затраты на информационное обеспечение; ВМ — затраты на вспомогательные материалы; О_рм — затраты на оборудование рабочих мест.

Рис. 2.2. Составляющие себестоимости изготовления детали.

При решении задачи выбора заготовки часто ограничиваются двумя диаметральными по смыслу вариантами:

• 1) наиболее дешевая заготовка;
• 2) наименьший расход материала, т.с. заготовка, наиболее приближенная к готовой детали.

Оба эти ответа неверны.

При первом варианте ответа дешевая заготовка значительно отличается по размерам и конфигурации от готовой детали. Такая заготовка требует больших затрат на механическую обработку. В целом себестоимость изготовления детали может оказаться большей, чем при более дорогой заготовке.

При втором варианте заготовка, приближенная по размерам и конфигурации к готовой детали, т. е. имеющая наименьшие припуски, может оказаться весьма дорогой. Представим себе предельный случай: припуски равны нулю, заготовка полностью совпадает с готовой деталью. Механическая обработка становится ненужной. Себестоимости заготовки и готовой детали равны. В принципе, такую заготовку получить можно. Имеются методы сверхточного литья и пластического деформирования. Для изготовления такой заготовки требуется дорогостоящая оснастка в виде прессформы или штампа, т. е. оболочки, в которой будет формироваться деталь. Себестоимость заготовки будет большой. Следовательно, высокой будет себестоимость всей детали. Кроме того, большими будут затраты времени на освоение производства такой заготовки.

Ответ на вопрос о выборе заготовки формулируется следующим образом: заготовка должна быть такой, чтобы была обеспечена минимальная себестоимость изготовления всей детали, учитывающая сумму себестоимостей заготовки и последующей механической обработки.

Перспективным методом изготовления деталей является объемная печать на ЗИ-принтере. Исходной информацией для работы является компьютерная ЗИ-модель детали. Происходит послойное сканирование модели, а в технологическом комплексе — послойное нанесение материала и его спекание.

В настоящее время успехи в создании пластмассовых образцов изделий несомненны, принтеры объемной печати доступны для приобретения и использования. Машиностроителей интересует изготовление металлических изделий, что создает возможность вообще миновать этап заготовки. С уверенностью можно предположить, что совершенствование технологии объемной печати будет происходить в этом направлении ускоренными темпами.

Имеется информация о создании промышленных установок (рис. 2.3), в которых для спекания используется как лазерный луч, так и струя плазмы (рис. 2.4).

Одновременно идет разработка расходных металлических материалов: порошков, проволоки, пластичной массы, называемой «глиной».

Использование технологии объемной печати изменит отношение к проектированию изделий. Конструкция деталей не будет связана с современными требованиями технологичности, вынужденными учитывать возможности механической обработки. Ведь отпадет одно из главнейших требований к технологичности конструкции: доступность поверхностей заготовки для режущих инструментов. Изменится отношение к технологичности узлов и объектов, получаемых в настоящее время из отдельных деталей путем сборки. Появятся неразъемные конструкции, созданные без сборки из отдельных элементов, а сами элементы будут казаться немыслимыми с точки зрения привычных методов изготовления.

Рис. 23. Промышленные ЗО-принтеры

Рис. 2.4. ЗО-печать металлической детали

Создание деталей без их механической обработки станет революцией в технологии машиностроения.

В настоящее время даже при уменьшенных припусках затраты на механическую обработку значительны. Наиболее существенными составляющими себестоимости являются заработная плата работающих, амортизация оборудования и режущих инструментов. Именно поэтому в настоящее время актуальной является задача повышения производительности труда, что отражается на балансе затрат в сторону уменьшения этих составляющих.