Кількісна оцінка технологічності
Технологічність конструкції може бути об'єктивно оцінена шляхом розрахунку кількісних показників технологічності за ГОСТ 14.201-73 та ГОСТ 14.204-73.
За ГОСТ 14.201-73 передбачено значну номенклатуру (22) кількісних показників. Кількісні показники технологічності поділяються на основні та додаткові.
А.Основними показниками є:
1. Абсолютне значення трудомісткості виробу Тu. Досвід показує, що трудомісткість механічної обробки по відношенню до загальної трудомісткості (за питомою вагою %) стабільна для одного і того ж типу виробів. Отже, для порівняльної оцінки досить визначити трудомісткість механічної обробки.
2. Абсолютне значення технологічної собівартості виготовлення виробу Cт.u. Найкраще оцінювати технологічність за собівартістю. Але при цьому слід пам'ятати, що розрахунок її не в умовах виробництва, а при проектуванні дуже трудомісткий.
3. Показник рівня технологічності трудомісткості виготовлення
де Тu та Tu.Б. – очікувана трудомісткість виготовлення нового виробу та трудомісткість базового показника.
4. Показник рівня технологічності з технічної собівартості
де Ст.і. та Ст.і.б. – очікувана технічна собівартість проектованого виробу та собівартості базового виробу.
Б.До додаткових показниківтехнологічності відносять ряд приватних та комплексних, абсолютних та відносних показників, що оцінюють конструкцію, як з економічного, так і з технічного боку.
1. Коефіцієнт використання матеріалу
, ,
деmі – маса виробу; Smз - сума мас заготовок,q- маса деталі;Q. - маса заготівлі.
2. Питома трудомісткість виготовлення виробу
,
де Р - параметр виробу (потужність, тяга, маса конструкції тощо). Тоді t і виражатиме витрати праці на одиницю потужності і т.д.
3. Питома собівартість
,
де Сі - повна собівартість виготовлення виробу.
4. Питома технологічна собівартість
,
де Сті - повна технологічна собівартість виготовлення виробу.
5. Коефіцієнт уніфікації та стандартизації деталей:
де Куд – коефіцієнт уніфікації деталей; Куе – коефіцієнт уніфікації конструктивних елементів; Кп.ст - коефіцієнт застосування стандартизованих оброблюваних поверхонь;Nуд,Nсд - число уніфікованих та стандартних деталей;Nуе,Nе – відповідно число уніфікованих конструктивних елементів деталі та загальне, шт; Дос, Дмо-відповідно число поверхонь деталі, оброблюваних стандартним інструментом, і всіх, що піддаються механічній обробці поверхонь, шт;Nд - загальна кількість деталей.
6. Коефіцієнт повторюваності елементів конструкції
,
деNн – кількість найменувань складових частин конструкції;Nк – загальна кількість складових частин конструкції.
7. Коефіцієнт обробки поверхонь
,
де Дмо - кількість поверхонь, що піддаються механічній обробці; Де – загальна кількість поверхонь.
8. Маса деталіq, кг.
9. Максимальне значення квалітету обробки IT.
10. Максимальне значення параметра шорсткості оброблюваних поверхоньRa.
11. Коефіцієнт застосування типових технологічних процесів при виготовленні даної деталі (одержання заготівлі механічної, термічної та іншої обробки)
де Qтп, Qе– відповідно число типових технологічнихпроцесів для виготовлення деталі та загальне, шт.
Рівень технологічності конструкції деталі Ку визначається як відношення досягнутого показника технологічності до базового, заданого в технічному завданні
де К – досягнутий (проектований) показник технологічності; КБ – базовий показник технологічності, що зазвичай визначається за даними базової деталі.
Забезпечення технологічності конструкцій деталей при обробці їх на верстатах з ЧПУ має особливості, що обумовлені можливостями верстатів з ЧПУ.
За наявності верстатів із ЧПУ конструктор може створити форми деталей, що описуються складними криволінійними поверхнями, які точно відповідають розрахункам. І тут немає необхідності спрощувати ці форми елементарними прямолінійними ділянками. Таким чином вдається підвищувати міцність машин, знизити їхню масу, що має істотне значення для різних ЛА. Загалом відпрацювання на технологічність дозволяє підвищити точність та продуктивність обробки, скорочує витрати на розрахунок та підготовку програм. Остання обставина важлива для підготовки виробництва у рамках АСТПП.
Аналіз виробничого досвіду дозволяє сформулювати основні вимоги до технологічності деталей:
1.Для деталей токарної обробки - поєднання кількох простих деталей в одну складну:
- наближення форми заготівлі до розрахункової;
- уніфікація канавок, витоків, радіусів переходів;
- розташування однотипних шпонкових канавок з одного боку деталі;
2.Для деталей фрезерної обробки:
вибір відношення радіуса сполучення стінокRдо висоті стінкиHв межах:
- для легких сплавів;
- для сталей;
- для важкооброблюваних матеріалів;
- уніфікація радіусівсполучення елементів деталі;
- вибір радіусівR, що стикуються взаємно перпендикулярних площин, що забезпечують найбільшу торцеву поверхню інструменту (особливо за наявності великих горизонтальних ділянок);
- застосування симетричних конструкцій деталей.
Приклади технологічних та нетехнологічних конструкцій елементів деталей представлені в табл. 11
Таблиця 11 Приклади технологічних та нетехнологічних конструкцій елементів деталей
| Конструкції | Переваги технологічної конструкції | |
| нетехнологічна | технологічна | |
| Зменшення довжини обробки | ||
| Можливість обробки за один прохід | ||
| Поліпшення умов роботи мітчика | ||
| Можливість застосування протягування замість довбання | ||
| Поліпшення умов обробки | ||
| Можливість обробки кількох отворів при одній установці та спрощення конструкції пристосування | ||
| Зменшення небезпеки відведення та поломки свердла | ||
| Те саме | ||
| Те саме | ||
| Можливість застосування нормального інструменту меншої довжини | ||
| Виключення різання зі швидкістю, близькою до нуля на ділянці поблизу осі обертання |
Для скорочення витрат на програмування бажано спрощувати геометричні образи елементів в деталі і типізувати елементи, що повторюються, використовувати симетрію і дзеркальне відображення. Часто при кріпленні деталей на столах верстатів для нихчіткої орієнтації вздовж координатних осей використовують координатно-фіксуючі отвори. Міжцентрова відстань між цими отворами має бути кратною 100 мм (для малогабаритних деталей – 50мм).
3. Для деталей, що обробляються на багатоцільових верстатах з ЧПУ:
- інструментальна доступність конструкції, що забезпечує вільний доступ інструменту до максимально можливої кількості поверхонь при обробці з однієї установки;
- застосування консольної обробки, так як борштанги не можна використовувати через незручність їх зміни та зберігання у магазині;
- обмеження максимального діаметра отвору - він не повинен перевищувати діаметр висувного шпинделя більш ніж у 2,5 рази.
Конструкторам, які розробляють креслення деталей, що обробляються на верстатах з ЧПУ, необхідно виконувати такі вимоги:
- розміри в кресленнях необхідно ставити у прямокутній системі координат, яка надалі прив'язується до системи координат верстата;
- базові поверхні деталі, особливо настановні, повинні бути поєднані з координатними площинами;
- отвори, розташовані на діаметрі і зазвичай задаються центральним кутом між осями і діаметром D, необхідно задавати координатами осей кожного отвору (рис. 1.);
Мал. 1. Приклад постановки розмірів на кресленні деталі для обробки деталі на верстаті з ЧПУ (ліворуч, праворуч неправильно)
- розміри отворів можна пов'язувати з початком координат (рис. 1);
- за наявності великої кількості отворів застосовують табличний метод вказівки розмірів, що також зручно для програмування;
- по довжині обробки можлива лінійна ув'язка розмірів;
- при нанесенні розмірів на кресленнях слід прагнути позбавитися необхідностізайвого їхнього перерахунку. Розміри слід наносити ланцюговим методом, обумовивши допуск, що відповідає отриманню необхідного результату;
- форма завдання контуру деталі зручніша аналітичним описом, особливо для систем АСТПП.