Основные принципы оценки структуры и величины коэффициента технологичности конструкции оборудования

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Кафедра электронной техники и технологии

РЕФЕРАТ

на тему:

«Основные принципы оценки структуры и величины коэффициента технологичности конструкции оборудования»

МИНСК, 2008

Под технологичностью понимают совокупность свойств конструкции оборудования, позволяющих изготавливать его в заданных объемах с минимальными затратами труда, материалов, времени и средств, с применением наиболее прогрессивных, экономически оправдываемых методом современной технологии.

Технологичность выражает не функциональные свойства изделия, а его конструктивные особенности. Конструкцию изделия характеризуют в общем случае состав и взаимное расположение его составных частей, схема устройства изделия в целом, форма и расположение поверхности деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и информационная выразительность. Поэтому правильнее говорить не просто технологичность, а технологичность конструкции изделия (ТКИ).

ТКИ зависит от масштаба и типа производства. Единичное и мелкосерийное производство предъявляют к ТКИ одни требования, крупносерийное и массовое — другие.

Оборудование обычно выпускается малыми партиями или в единичных экземплярах (уникальное оборудование).

Под уровнем технологичности конструкции оборудования понимают степень соответствия ее комплексу технологических требований.

Уровень технологичности определяется коэффициентом технологичности К_т. Коэффициент технологичности — комплексный показатель.

Коэффициент технологичности конструкции представляет собой отношение суммы произведений частных коэффициентов К_i на соответствующие коэффициенты экономической эквивалентности Е_i, к общей сумме коэффициентов экономической эквивалентности:

, (1)

где К_i — частный коэффициент;

Е_i — соответствующий коэффициент экономической эквивалентности;

n — количество коэффициентов.

Каждый из частных коэффициентов к_i характеризует определенное свойство конструкции. Все частные коэффициенты имеют предел, равный единице, соответственно К_т имеет предел, равный единице (limК_т = 1). Коэффициенты экономической эквивалентности характеризуют экономическое соотношение (удельный вес) частных коэффициентов. Значения коэффициентов экономической эквивалентности нормированы и приводятся в специальных НТД. Рассмотрим формулы для расчета некоторых частных коэффициентов.

Коэффициент стандартизации, характеризует степень насыщенности изделия стандартными деталями:

(2)

где N_ст — суммарное количество стандартных деталей, т. е. деталей, установленных государственными и отраслевыми стандартами, шт;

N_ор — суммарное количество оригинальных деталей, т. е. деталей, изготавливаемых впервые;

N_б.и. — суммарное количество деталей, изготавливаемых без чертежа, шт;

N_у = N_ст.и. + N_у.д. + N_з — суммарное количество унифицированных деталей, шт;

N_ст.и. — суммарное количество деталей, устанавливаемых стандартами предприятия, шт;

N_у.д. — суммарное количество деталей, установленных унификационной документацией (альбомы, таблицы и т. п.), шт;

N_з — суммарное количество заимствованных деталей, т. е. деталей, применяемых два или более раз, но не вошедших в унификационную документацию, шт.

Коэффициент стандартизации имеет большой удельный вес. Соответствующий ему коэффициент экономической эквивалентности E₁ = 0,6.

Коэффициент унификации, характеризует степень насыщенности изделия унифицированными деталями:

(3)

соответствующий ему коэффициент экономической эквивалентности E₂ = 0,3.

Коэффициент повторяемости оригинальных деталей, характеризует степень повторяемости оригинальных деталей:

(4)

где N_т.р.ор — суммарное количество типоразмеров (наименований) оригинальных деталей, шт.;

N_ор — суммарное количество оригинальных деталей, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₃ = 0,1.

Коэффициент расчлененности сборочных единиц, характеризует степень дифференции сборочного технологического процесса:

(5)

N_сб.ед. — суммарное количество деталей, идущих на комплектование сборочных единиц, шт;

N_об.сб. — суммарное количество деталей, идущих на общую сборочную единицу, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₄ = 0,15.

Коэффициент общего количества сборочного процесса, характеризуетстепень сложности сборочного процесса:

(6)

где N_сб — суммарное количество деталей, собираемых без дополнительных операций, шт.;

N_р — суммарное количество деталей, требующих при сборке только регулировки, шт.;

N_шт. — суммарное количество деталей, требующих при сборке засверловки и штифтовки, шт;

N_пр — суммарное количество деталей, требующих при сборке пригонки, шт.;

N_пов — суммарное количество деталей, подвергающихся разборке и повторной сборке, шт.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₅ = 0,25.

Коэффициент применяемости прогрессивных технологий, характеризует степень насыщенности оборудования деталями, изготавливаемыми прогрессивными методами:

(7)

где N_I — суммарное количество деталей, изготавливаемых штамповкой, шт.;

N_II — суммарное количество круглых деталей, изготавливаемых на станках токарной группы, шт.;

N_III — суммарное количество плоских деталей, изготавливаемых на фрезерных, строгальных и плоско-шлифовальных станках, шт.;

N_IV — суммарное количество деталей, изготавливаемых на специальных станках или сложных приспособлениях, шт.:

N_V — суммарное количество деталей, изготавливаемых литьем и методами горячего деформирования металлов, шт.;

N_VI — суммарное количество деталей, изготавливаемых прочими прогрессивными методами (прессованием, физико-химической обработкой), шт.

Очень большой коэффициент экономической эквивалентности E₆ = 0,7.

7. Коэффициент точности обработки деталей, характеризует степень точности обработки деталей

(8)

где N_{i кв.т.} — суммарное количество деталей с определенным средним квалитетом точности;

n_i — коэффициент, соответствующий определенному квалитету точности:

IT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

n_i 0,00 0,30 0,43 0,60 0,7 0,8 0,90 0,95 1,00

Коэффициент экономической эквивалентности E₇ = 0,2.

8. Коэффициент шероховатости обработки поверхностей деталей, характеризует степень шероховатости поверхности изготавливаемых деталей:

(9)

где N_{i кл.ч.} — суммарное количество деталей с определенным средним i-ым классом чистоты обработки поверхности;

m_i — коэффициент, соответствующий определенному классу шероховатости поверхности (табл. 1):

Таблица 1. Коэффициенты, соответствующие определенному классу шероховатости поверхности:

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₈ = 0,25.

Коэффициент использования материалов, характеризует прогрессивность методов получения заготовок:

(10)

G_и — суммарная масса изготавливаемых деталей, кг;

Q_и.м. — суммарная норма расхода материалов для изготовления деталей, кг.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₉ = 1,0. Максимальное значение коэффициента экономической эквивалентности.

10. Коэффициент применяемости материалов, характеризует степень разнообразия типоразмеров материалов, применяемых для изготовления деталей:

(11)

где M_т.р. — суммарное количество типоразмеров применяемых материалов, шт.;

N_общ = N_ст + N_у + N_ор + N_б.и. — общее количество деталей.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₁₀ = 0,4.

11. Коэффициент стоимости материалов, характеризует относительную стоимость материалов:

(12)

где С_и.м. — общая стоимость материалов, использованных для изготовления сборочных единиц и входящих деталей, руб;

С — стоимость одного кг базового наиболее применяемого материала, например, среднеуглеродистой стали:

Q_и.м. — суммарная норма расхода материалов для изготовления всех деталей единицы оборудования, кг.

Соответствующий коэффициент экономической эквивалентности E₁₁ = 0,35.

Мы рассмотрели только основные частные коэффициенты, на самом деле их гораздо больше, хотя экономическая эквивалентность ниже. Но этого уже достаточно, чтобы прочувствовать структуру и величину коэффициента технологичности конструкции оборудования. Величину К_т устанавливает (нормирует) заказчик в ТЗ на проведение ОКР. Значение К_т определяется на основе анализа коэффициентов технологичности, установленных для аналогов оборудования. На оборудование, не имеющее аналогов, величина К_т не устанавливается. Значение К_т предварительно подсчитывают на этапе технологической подготовки опытного образца с целью разработки рекомендаций по улучшению технологичности. Окончательно К_т определяют на стадии разработки рабочей документации опытного образца (опытной партии) после корректировки КД по результатам испытаний (заводских, приемочных и др.) оборудования. Окончательный расчет К_т предъявляют комиссии по приемке ОКР. Численное значение этого коэффициента указывают в карте технологического уровня и качества оборудования (ГОСТ 2.116−71).Значения коэффициентов при расчетах округляют до 0,001.