Обеспечение технологичности конструкций изделий

Технологичность- это совокупность свойств конструкций изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объема выпуска и условиях выполнения работ. Чем меньше трудоёмкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.

Обеспечение технологичности конструкции изделия -комплекс взаимосвязанных мероприятий по управлению технологичностью и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, техническом обслуживании и ремонте изделий.

Основные задачи, решаемые при выполнении указанной функции ТПП (рис. 1.1), относятся к наиболее трудно-формализуемым задачам ТИП. Для их решения нет доста­точно разработанного математического аппарата, строгих формальных методик. Результат решения в значитель­ной мере зависит от опыта, знаний и творческой интуиции формирующих его специалистов.

Каждую из указанных на рис. 1 задач можно решать для конструкции заготовки, детали, сборочной единицы и изделия в целом.

Рис. 1. Информационная структура функции ТПП "Обеспечение технологичности конструкции изделия":

I1, I2 - конструкторская документация на изделие и директивную заготовку соответственно; I3 - программа выпуска изделий; I4 - информационное обеспечение; O11 - конструкторская документация, прошедшая технологический контроль; O21 - результаты оценки уровня технологичности конструкции; O31 - предложения об изменении конструкции изделия; O41 - чертежи изделия с внесенными изменениями; O1 - чертежи изделия, отработанного на технологичность.

Технологический контроль конструкторской документации на изделие имеет целью выявление степени ее соответствия . реальным производственно-технологическим условиям изготовления изделия.

Для оценки уровня технологичности конструкции в информационном обеспечении должны быть представлены выбранные показатели технологичности. Формирова­ние их номенклатуры является самостоятельной, сложной и неоднозначно решаемой задачей.

Базовые значения показателей, необходимые для оценки уровня технологичности разрабатываемой конструкции, указывают в техническом задании на разработку из делия, а для отдельных видов изделий, номенклатура которых установлена по отраслям, - в отраслевых стандартах. Существует два способа задания таких показателей. Во-первых, базовые значения могут быть заданы как множество предельных нормативов, обязательных для выполнения в разрабатываемом изделии. Конкретного (базового)изделия, обладающего набором значений показателей технологичности, при этом не задают. Во-вторых, базовые значения показателей можно взять с конкретного (базового) изделия, принятого за ближайший прототип разрабатываемого изделия.

Число и состав показателей технологичности кон­струкции разрабатываемого изделия, используемых для определения уровня технологичности, и состав базовых по­казателей должны полностью совпадать. Технологичной считается конструкция, значения показателей технологич­ности которой совпадают с базовыми показателями или превосходят их. Если желательным направлением изменения показателя Ki технологичности является его минимизация, тодолжно соблюдаться условие

K_iб ≥ К_iр

если же желательным направлением изменения показателя K_i является его максимизация, то

K_iб ≤ К_iр

где K_iб, _р - значения показателя К_i у базового и разрабатываемого изделия.

Уровень технологичности К_уi разрабатываемого изделия по показателю К_i будет

К_уi= К_iр/ K_iб

Значение K_yi при подготовке к отработке конструкции на технологичность в относительных единицах показы­вает требуемое направление проведения конструкторско-технологнческих мероприятий.

Базовое изделие, принимаемое за ближайший прото­тип для сравнения с разрабатываемым должно отвечать следующим требованиям:

а) быть возможно более близким к разрабатываемому изделию по времени разработки, служебному назначению, основным эксплуатационным показателям;

б) по возможности отвечать последним достижениям (мировому уровню) техники.

В отличие от функций ТПП, выполняемых до начала непосредственного производства изделия, указанная функция реализуется при производстве изделия в реальном масштабе времени.

В соответствии с перечисленными функциями структура системы ТПП имеет вид, представленный на рисунке 2, и отражает основные информационно-функциональные связи.

Рис. 2 Системы ТПП

Входными данными системы являются: конструкторская документация на изделие, конструкторская документация на директивную заготовку, программа выпуска изделий, информационное обеспечение.

Выходными данными системы ТПП являются соответствующие технологические и конструкторские документы, к основным из которых относятся:

1) чертежи изделий (деталей, сборочных единиц), отработанных на технологичность;

2) чертёж заготовки;

3) технологический процесс изготовления заготовки;

4) заказ на изготовление заготовки;

5) технологический процесс изготовления деталей и сборки;

6) изменения конструкций деталей и сборочных единиц;

7) заказ на СТО;

8) чертежи СТО;

9) изменения технологического процесса изготовления деталей и сборки.

Информационное обеспечение ТПП делится на две группы: инвариантное функциям ТПП и функционально-ориентированное.

Первая группа содержит:

1) данные об имеющемся технологическом оборудовании, используемых технологических методах и процессах, производственных площадях и их загрузке, технологической оснастке и других имеющихся в наличии ресурсах производства;

2) текущие технико-экономические показатели предприятия и данные об экономической ситуации на рынке выпускаемой предприятием продукции;

3) данные о реальных конструктивно-технологических параметрах поступивших заготовок и уже выпущенных изделий, полученные по результатам входного контроля заготовок и приёмочного контроля изделий (например, опытной партии);

4) оперативную информацию о ходе реализованных технологических процессов, включающую данные операционного контроля технологического процесса или обрабатываемой заготовки после завершения определённой технологической операции;

5) общие методы принятия технологических решений и их оптимизации.

Ко второй группе относятся:

1) правила выбора показателей и обеспечения технологичности конструкции изделий, сборочных единиц, деталей – для функции обеспечения технологичности конструкции изделий;

2) правила выбора вида, метода изготовления и конструирования исходных заготовок – для функции выбора и подготовки заготовок;

3) правила разработки, организации и применения технологического процесса, правила выбора СТО – для функции разработки технологического процесса;

4) правила проектирования – для функции проектирования СТО;

5) методы выявления причин отклонений хода технологического процесса, методы и правила принятия и реализации технологических решений по ликвидации отклонений в ходе технологического процесса – для функции контроля и управления.

Работы по ТПП на уровне предприятия обычно сосредоточены в отделе главного технолога (ОГТ) и технологических бюро цехов.

Составление технологической документации входит в обязанности специализированных технологических бюро ОГТ. Планирование технической (конструкторской и технологической) подготовки производства осуществляет специальная группа (бюро), подчиняющаяся непосредственно главному инженеру (техническому директору). Цеховые технологические бюро продолжают работу ОГТ, занимаясь в основном внедрением переданной им технологии в производство, инструктируя рабочих при её освоении, помогая совершенствовать приёмы и методы работы, выявляя степень экономической целесообразности применяемой оснастки и т.п.

Распределение работ по ТПП между ОГТ и цеховым технологическим бюро зависит прежде всего от типа производства.

На заводах единичного и мелкосерийного производства технологическая подготовка ведётся децентрализовано. Общее методическое руководство ТПП осуществляет ОГТ или ОГМЕТ (отдел главного металлурга). Проведение работ по ТПП полностью возлагается на технологические бюро цехов.

На заводах крупносерийного и массового производства все работы ведут централизованно в ОГТ и ОГМЕТ, а цеховым технологическим бюро осуществляется внедрение разработанных технологических процессов, их корректировка и контроль, последующая рационализация.

На заводах со среднесерийным выпуском продукции при её различных объёмах встречается смешанная система организации ТПП, при которой для объектов устойчивой номенклатуры ТПП ведут централизованно, а для часто сменяемых изделий – децентрализовано (в цехах).

При централизованной организации ТПП службы ОГТ, как правило, специализируются по видам работ: бюро механической обработки, бюро покрытий и термической обработки и т.п.

В зависимости от типа производства, сложности изготовляемых изделий и уровня предъявляемых к ним требований ТПП проводят с различной степенью детализации. В условиях массового и крупносерийного производства, а также при изготовлении единичных экземпляров сложных, ответственных изделий, ТПП необходимо вести особенно тщательно. При серийном, мелкосерийном и единичном типах производства простых и недорогих изделий ТПП может быть ограничена предварительной разработкой минимально необходимых технологических и конструкторских документов и данных, а их конкретизация и детализация поручается работникам цеховых технологических служб.

Насколько грамотно будет организована ТПП и широко будут использоваться современные достижения в области техники и технологии, а также применяться современные средства механизации и автоматизации инженерного труда, настолько эффективна будет сама ТПП.

С целью поднятия уровня организации, качества и эффективности ТПП была создана Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП).

ЕСТПП – это установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологической подготовки производства, предусматривающая применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ. В ЕСТПП изложены единые правила, по которым должна осуществляться ТПП, знание которых позволяет эффективно организовывать и управлять ТПП.

Документации на методы и средства ТПП разрабатывают в соответствии с требованиями Государственной системы стандартизации, ЕСТПП, в том числе:

Единой системы конструкторской документации (ЕСКД);

Единой системы технологической документации (ЕСТД);

единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации;

единой системы государственного управления качеством продукции (ЕСГ УКП) и др.

Порядок формирования и применения документации на методы и средства ТПП определяется отраслевыми стандартами, стандартами предприятий и документацией, разработанной в соответствии со стандартами ЕСТПП.