Технологичность конструкций изделий в условиях автоматизированного производства

Основная цель анализа всей номенклатуры изделий, изготовляемых в цехе или на участке, заключается в проверке на технологичность изделий с точки зрения автоматизации производства.

Под технологичностью изделий понимают изделий, заложенные в них при конструировании и позволяющие в полной мере использовать все возможности и особенности экономичного производственного процесса, обеспечивающего их требуемое качество при надлежащем объеме выпуска.

То есть основным показателем оценки технологичности изделия является себестоимость его изготовления и обеспечивается следующим образом:

1. снижением номенклатуры изготовляемых изделий путем унификации и стандартизации.

2. развитием конструктивного подобия и унификацией поверхностей и комплектов поверхностей с целью типизации техпроцессов.

3. проработкой конструктивных форм деталей для обеспечения необходимой точности, устойчивости и жесткости при установке заготовок в процессе механической обработки, сборки, транспортировании, контроля качества и т.п.

4. целенаправленным конструктивным оформлением единых технологических баз, позволяющих изготовить детали при минимальном чисел операций;

5. конструированием деталей с учетом использования стандартного инструмента (не допускать наличия крепежных отверстий диаметром менее 6 мм), унифицированной технологической оснастки, унифицированных транспортных, складских и других средств и обеспечения условий собираемости без дополнительных пригонок по месту;

6. конструированием сборочных единиц с учетом возможности автоматической сборки.

На стадии предварительной оценки технологичности изделий необходимо установить ряд частных критериев и через весовые коэффициенты связать их с интегральным критерием.

В качестве частных критериев могут быть использованы следующие:

- серийность выпуска изделий (коэффициент серийности Кс).

Объем партии Коэффициент серийности (Кс)
1-50 1,0
51-100 0,86
101-200 0,76
201-400 0,67
401-800 0,59
801-1600 0,52
1601-3200 0,45
3201-6400 0,40
6401-12800 0,35
12801-∞ 0,30


- степень унификации изделий (Ку) оценивается коэффициент унификации Ку.пр., который характеризует число оригинальных поверхностей изделия-представителя:

Ку.пр.=Пор. пр./Пт.пр.,

Пор.пр. – число оригинальных поверхностей у изделия представителя;

Пт.пр. – число типовых поверхностей у изделий представителя.

- уровень точности изделия (Кт), коэффициент, характеризующий точность изготовления изделия представителя (Кт.пр.).

Кт.пр.=1,0 – нормальная;

=1,1 – повышенная;

=1,2 – высокая.

- коэффициент использования материала (Ким.):

Ким.пр.=Мз.пр./Мд.пр.;

Где Мз.пр. – масса заготовки для изделия-представителя, кг;

Мд.пр. – масса готового изделия-представителя, кг.

Имея набор коэффициентов серийности, унификации, точности и использования материалов приступают к оценке технологичности других изделий, находящихся в соответствующей группе по следующей эмпирической зависимости:

Ктех.=(Кс.пр./Кс)^m*(Ку.пр./Ку)ⁿ*(Кт.пр./Кт)^i*(Ки.м.пр./Ки.м)^к;

Ктех. – уровень технологичности изделий в соответствующей группе;

m, n, i, k – показатели степеней при соответствующих отношениях коэффициентов.

Показатель уровня технологичности изделия может быть использован на стадии проектирования участков и цехов при подборе номенклатуры изготовляемых на них изделий, обеспечивающий эффективное использование технологических возможностей производства.

Предварительная оценка производственной технологичности изделий в многономенклатурным производстве производят следующим образом:

- на первом этапе производится разбивка всей номенклатуры изделий на группы с учетом общности оборудования, оснастки и техпроцесса изготовления.

При формировании групп принимают во внимание габаритные размеры и материал, их геометрическую форму поверхностей, их точность и шероховатость, серийность выпуска.

При проектировании автоматизированных механических участков и цехов следует ориентироваться:

1. заготовки в виде отливок желательно получать, используя прогрессивные методы;

- плавку чугуна в вагранке, образование мелких отливок на автоматических линиях, крупные и средние по выполняемым моделям, путем вакуум - процесса, в оболочные формы и центробежное литье.

- заготовки в виде поковок и штамповок – на кривошипных горячештамповочных процессах, на радиально-обжимных машинах с ЧПУ.

2. при выборе технологического оборудования учитывают серийность выпуска. В ГПС широко используют многоцелевые станки с многошпиндельными насадками из унифицированных элементов и с поворотным шпинделем. С целью повышения производительности используют двухсторонние, двухшпиндельные станки с инструментальным магазином с ЧПУ.

Все основное оборудование на автоматизированном участке должно обеспечивать:

- полную автоматизацию цикла обработки или сборки;

- надежную установку заготовки в рабочей зоне оборудования, замера и снятие их со станков;

- своевременное удаление стружки из зоны резания и со станка;

- возможность обслуживания оборудования с помощью промышленных роботов;

- безопасность и удобный доступ к рабочей зоне и органом управления оборудованием оператором.

Одним из этапов проектирования цехов и участков является определение состава и количества основного оборудования, которое должно обеспечивать высокую эффективность производственного процесса.

Критерием является минимум приведенных затрат.

После определения состава количества основного оборудования в цехе переходят к формированию производственных участков и построению схемы расположения технологического оборудования на участках.

Схема расположения основного вспомогательного оборудования на площадях цехов и участков, называемая топологией производства – важный этап проектирования нового и реконструкция существующего производства.

На этом этапе происходит формирование системы материальных связей, на базе которых проектируют информационные и энергетические потоки.

При размещении технологического оборудования должны быть соблюдены нормы технологического проектирования механических и механосборочных цехов, регламентирующие ширину проходов и проездов (не магистральных), расстояние между станками и станков от стен и колонн.

Магистральные проезды предназначены для осуществления межцеховых перевозок всеми видами начального транспорта при двустороннем движении.

Нормы ширины магистральных проездов в механосборочных корпусах.

  Транспортные средства     Ширина проезда А, мм   Расстояние между станками Б, мм   Эскиз
    Электрокары, электропогрузчик            
    Автомашины, автопогрузчики, тягачи, уборочные машины и другие.            

Нормы и ширины проездов между линиями станков и рядами рабочих мест сборщиков при механизированном верхнем и напольном транспорте.