Качество машин и их элементов. Общие сведения

Под качеством промышленной продукции понимают совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии со своим назначением.

Показатели качества изделия, установленные ГОСТ 15467-79, обычно разделяют на три группы: определяющие технический уровень, эксплуатационные и производственно-технологические.

К показателям, определяющим технический уровень, относят мощность, точность работы и производительность (например станка), КПД, удельный расход горюче-смазочных материалов (например двигателя), степень механизации и автоматизации, экономичность, экологичность и т.д.

Однако в машиностроении известно множество случаев, когда изделие стареет морально прежде, чем промышленность освоит его выпуск. Это значит, что показатели качества такого изделия уступают аналогичным показателям изделий-аналогов, производимых другими предприятиями и фирмами.

Относительными показателями качества изделий, характеризующими их технический уровень, считают количество энергии, расходуемой на выпуск единицы продукции, отношение массы транспортного средства к его грузоподъемности, удельный расход горючего (отношение объема истраченного топлива к пройденному пути) и др.

Показатели качества изделия с течением времени изменяются. В длительно работающем двигателе, например, возрастает расход топлива, а мощность его при этом падает; снижается точность металлорежущих станков, появляются утечки в гидроагрегатах и т. п.

Важнейшим эксплуатационным показателем качества изделия является надежность. Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных пределах в течение требуемого промежутка времени или наработки. Например, отечественные заводы гарантируют бесперебойную работу холодильников в течение трех лет; автомобилей - в течение одного года эксплуатации или 20 тыс. км пробега и т.д. Это значит, что в процессе наработки или в указанные периоды эксплуатации все показатели качества изделия должны находиться в пределах, указанных в гарантийных обязательствах.

Надежность машин во многом определяется прочностью и жесткостью их конструкций: правильным выбором схемы нагружения, рациональной расстановкой опор, приданием конструкциям жестких форм и т.п.

Надежность - это комплексный показатель, который в зависимости от назначения изделия и условий его эксплуатации может включать в себя безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность и долговечность изделия и его частей.

Безотказность - свойство изделия сохранять работоспособность в заданных условиях эксплуатации в течение некоторого времени или при выполнении определенного объема работы без вынужденных перерывов. В технологии машиностроения под работоспособностью понимают состояние изделия, при котором в данный момент времени его основные (рабочие) параметры находятся в пределах, установленных требованиями технической документации.

Сохраняемость - свойство изделия сохранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Ремонтопригодность - свойство изделия, заключающееся в его приспособленности к предупреждению, отысканию и устранению в нем отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность характеризуется затратами труда, времени и средств на поддержание и восстановление работоспособности машин и оборудования. Например: нормальная работа современных ЭВМ быстро восстанавливается, путем замены отказавших блоков; колесо автомобиля с проколотой шиной тут же заменяют другим. Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии на машиностроительных предприятиях составляют, а затем строго выполняют график планово-предупредительных ремонтов и т.д.

Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Понятию долговечности тождественно понятие ресурса машины (изделия), т. е. общее время работы в часах до первого капитального ремонта.

К основным факторам, снижающим долговечность и надежность изделий, относятся: износ трущихся поверхностей; повреждение поверхностей в результате действия контактных напряжений; наклеп, коррозия и старение; пластическое деформирование деталей, вызываемое местным и общим переходом напряжения за предел текучести или ползучести (при повышенных температурах).

Качество и надежность изделий непосредственно зависят от точности их изготовления. Под точностью в технологии машиностроения понимают степень соответствия производимых изделий их заранее установленным эталонам или образцам. Точность - понятие комплексное, которое характеризует не только геометрические параметры изделий и их элементов, но и единообразие различных свойств: упругих, динамических, электрических и т.д. Одним из основных показателей, определяющих точность машины, является точность относительных движений рабочих органов, т.е. максимальное приближение действительного характера движения исполнительных поверхностей к теоретическому закону движения, выбранному исходя из служебного назначения изделия.

Точность характеризует единообразие и многих других качественных показателей машин, например, развиваемой мощности, давления, производительности, КПД, и чем уже разброс этих показателей, тем точнее они выдерживаются.

За меру точности принимают величину отклонений отдельных показателей (параметров) от их заранее установленных значений.

Разность между действительными (фактическими) и теоретическими (расчетными) значениями каких-либо показателей называют погрешностью.

Сокращение погрешностей или повышение точности изготовления часто способствует повышению надежности и долговечности изделий. Например, установлено, что повышение точности изготовления деталей подшипника и сокращение зазора между телами качения и беговыми дорожками с 20 до 10 мкм способствует увеличению срока службы подшипника почти вдвое (с 740 до 1 210 ч). Одновременно всякое повышение точности влечет за собой рост производственных затрат. Поэтому подход «чем точнее, тем лучше» в общем случае считается ошибочным, свидетельствующим об отсутствии знаний действительных условий эксплуатации изделия.

Задача установления показателей точности решается конструктором на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований с учетом опыта эксплуатации прототипов и экономически обосновывается. Обширный материал с необходимыми требованиями к точности изделий, соединений и отдельных деталей машин приводится в справочниках для конструкторов и в другой технической литературе. Технологи на всех этапах изготовления изделий должны стремиться к последовательному достижению точности и выполнению всех других технических требований, определенных технической документацией.

К прочим эксплуатационным показателям качества изделия относят эргономические показатели, характеризующие степень учета антропометрических, биохимических, физиологических и других свойств человека в системе человек - машина - среда (удобство, простота и безопасность обслуживания, уровень шума, вибраций и др.), и эстетические показатели (композиция, внешнее оформление и пр.).

Производственно-технические показатели, или показатели технологичности конструкции, устанавливают эффективность конструктивных решений с точки зрения обеспечения оптимальных затрат труда и средств на изготовление изделия, его эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт.

Качество изделия, заложенное в конструкцию на стадии проектно-конструкторских разработок, обеспечивается на заданном уровне при производстве и поддерживается в течение определенного времени при эксплуатации. Каждый показатель качества должен тщательно прорабатываться методически. Всякое ужесточение допусков показателей качества вызывает увеличение затрат на изготовление и эксплуатацию изделий. Рациональное значение допуска устанавливают на основе технико-экономических расчетов.

Например, исследование работы компрессора ГАВ-8 показало, что зазор между поршнем и цилиндром должен быть 0,093... 0,7 мм. Меньший зазор не позволяет компенсировать тепловые деформации поршня и цилиндра, имеющих различную температуру, их силовые деформации, порождаемые нагрузками и др. При зазоре более 0,7 мм компрессор теряет производительность. Была установлена посадка поршня в цилиндр диаметром 80H8/d8 с наименьшим зазором 100 мкм, что близко к расчетной величине. При этих условиях на увеличение зазора, связанного с износом деталей, остается около 0,5 мм. Если за год эксплуатации компрессора зазор возрастает на 0,08...0,12 мм, то это значит, что до максимально допустимого зазора компрессор должен проработать 5 - 6 лет вместо 3 - 4 лет при существовавшей практике назначения допусков. Экономичность такого решения не вызывает сомнений. Заметим, что часть допуска может идти на изготовление, сборку и регулирование, а другая - на компенсацию износа.

Следует отметить, что требования к точности в последние годы резко возросли. Ужесточение параметров точности деталей машиностроения постепенно становится нормой. При конструировании прецизионных деталей допуски на различные геометрические параметры изделий назначают в микрометрах и долях микрометра. В работе [15] приводятся примеры, когда для таких деталей, как золотники, роторы, подпятники и прочие, допуски формы (круглость, прямолинейность, плоскостность и др.) и расположения поверхностей (параллельность, перпендикулярность, соосность и т.д.) назначают в пределах 1 ...5 мкм. Еще меньшие допуски устанавливают на размеры и показатели шероховатости поверхностей (Ra, Rz) прецизионных деталей.

Указанную точность все труднее обеспечивать резанием. Дело в том, что режущий клин инструмента (лезвийного и абразивного) имеет скругления режущей кромки с радиусами в единицы и десятки микрометров, и не может обеспечить требуемой точности. При изготовлении прецизионных деталей все чаще отказываются от резания, связанного с удалением материала, и все чаще для достижения точности размеров, форм и расположения прибегают к наращиванию поверхностей.

Наращивание выполняют разными методами. В одном случае на подложку наносят тонкий слой жидкого материала, который затем затвердевает, в другом - слой порошка, который преобразуется в монолит под действием лазерного излучения. Входит в обиход термин «выращивание». Проблему размерной точности решают с помощью ионной обработки: напыление на деталь тончайших слоев изменяет размер, исчисляемый с точностью до тысячных долей микрометра. Такие процессы составляют суть нанотехнологии.

Производство прецизионных деталей требует особой организации производства и больших материальных затрат. Окончательную доводку таких деталей производят в термоконстантных помещениях (цехах) со среднегодовой температурой (20 ± 0,5) °С, как правило, при отсутствии дневного света, и при повышенных требованиях к содержанию пыли в воздухе и т. п.

Основные показатели качества изделия вместе с техническими условиями и нормами точности на приемку изделий могут утверждаться в виде государственных стандартов, например государственные стандарты на подшипники, электродвигатели, металлорежущие станки и др. Качество изделий во многом определяется качеством деталей и сборочных единиц, а также качеством сборки.

Качество деталей машин

В отличие от качества изделий качество отдельной детали квалифицируют по степени ее соответствия чертежу, техническим требованиям и условиям на ее приемку. При этом в самом общем случае используют следующие показатели качества: точность изготовления; рельеф поверхностей (микрогеометрию); физико-химическое и физико-механическое состояние материала; действительное состояние поверхностных слоев всех функциональных (в первую очередь) и прочих поверхностей.

Под точностью изготовления понимают степень приближения действительных (фактических) параметров детали к их теоретическим (расчетным) значениям. Точность изготовления детали по геометрическим параметрам оценивают величиной расхождения ее действительных размеров, форм и взаимного расположения поверхностей с их заданными значениями, указанными на рабочем чертеже и в технических требованиях или установленными эталоном (эталонной деталью). Отступление геометрических параметров реальных деталей от проектных (теоретически необходимых) значений называют погрешностями. Погрешности могут возникать на всех стадиях изготовления, хранения и эксплуатации деталей в результате структурных превращений материала, его старения, износа и других причин.

Достичь абсолютной точности при обработке не удается, поэтому в целях ограничения предельных значений погрешностей конструкторы устанавливают допуски размеров и отклонений форм и расположения поверхностей, соответствующие требуемым квалитетам и степеням точности.

Шероховатость поверхностей согласно ГОСТ 2789-73 характеризуется высотой профиля R_i (Ra, Rz, R_max), шагом неровностей S_i (рис. 5.1, в) и другими параметрами.

Волнистостью называют совокупность периодически повторяющихся неровностей поверхности, которые образуются главным образом из-за вибраций или относительных колебательных движений в технологической системе станок - приспособление - инструмент - заготовка. Волнистость измеряют в сечениях, перпендикулярных к поверхности.

Рельеф поверхностей часто оказывает решающее влияние на долговечность, износостойкость и несущую способность поверхностей деталей машин. В ответственных случаях наряду с нормированием шероховатости ограничивают допусками и волнистость поверхностей, а также указывают требуемые направления неровностей. В других случаях волнистость рассматривают как часть отклонения формы поверхностей, а рельеф поверхности в целом - как элемент геометрической точности детали.

Физико-химические свойства материала, например состав сплава, т.е. число и процентное содержание входящих в него компонентов и их взаимосвязь в кристаллической решетке, жидкотекучесть, красноломкость и др., определяются техническими требованиями, установленными государственными стандартами на соответствующую марку используемого материала.

Физико-механическое состояние материала (прочность, твердость, упругость или хрупкость и другие характеристики) во многом зависит от вида термической обработки, применяемого к данной марке материала, и определяется главным образом назначением и условиями работы детали. Например, корпуса редукторов, отлитые из серого чугуна или алюминия, термообработке, как правило, не подвергают; оси, валы, зубчатые колеса из конструкционных сталей 45 или 40Х обязательно подвергают термообработке, добиваясь нужного физико-механического состояния сплава (твердость 40...45 HRC и более и т.д.).

Особое значение для длительной и надежной работы детали в изделии имеет состояние ее поверхностей. Механические свойства поверхностного слоя любой детали чаще всего отличаются от свойств основного материала.

В результате выполнения различных заготовительных технологических процессов, таких как литье, горячая и холодная штамповка, ковка, волочение и др., на поверхностях заготовок могут оставаться следы формовочной земли, отбел, перлитная корка, окалина, обезуглероженные зоны и др. После механической обработки на поверхностях детали образуется слой измененной структуры с повышенной или пониженной твердостью, остаются растягивающие или сжимающие напряжения, возникают наклеп (уплотненный слой) и прижоги, существенно изменяющие свойства металла.

Возможные изменения свойств металла в поверхностных слоях по-разному сказываются на работоспособности детали: одни способствуют повышению долговечности и циклической прочности, увеличивают износостойкость; другие снижают предел усталости и несущую способность, приводят к увеличению потерь на трение и т.д.

Обоснование комплекса технических требований к состоянию функциональных и других поверхностей деталей при проектировании и строгое их выполнение при изготовлении позволяют существенно повысить показатели качества многих деталей.

Таким образом, для получения детали с заданными показателями качества нужно правильно выбрать материал, научиться управлять точностью обработки и формированием рельефа поверхности с необходимыми физико-механическими свойствами.

15 Технологичность конструкций изделий

Основные понятия. Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность свойств конструкции, обеспечивающих изготовление и эксплуатацию изделия (в том числе ремонт и техническое обслуживание) по наиболее эффективным технологиям с наименьшими производственными затратами.

Рассматривая технологичность изделия как один из показателей качества, всегда связывают ее с конкретными условиями производства: типом и формой организации труда; наличием соответствующих условий и оборудования; программой, продолжительностью и повторяемостью выпуска изделий и другими факторами.

Принято различать производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность.

Производственную технологичность конструкций изделий связывают с сокращением средств и времени:

на конструкторскую подготовку производства, включающую в себя разработку (изготовление) всей проектно-конструкторской и рабочей документации к изделию;

на технологическую подготовку производства, предусматривающую проектирование всех видов технологических процессов, а также разработку, изготовление или приобретение необходимого

оборудования и технологической оснастки (приспособлений, режущих, сборочных, контрольно-измерительных инструментов и др.) для их выполнения;

на изготовление, контроль и испытания изделий.

Под эксплуатационной технологичностью конструкции изделия понимают сокращение средств и времени на подготовку к использованию изделия по назначению, его техническое обслуживание, текущий ремонт и утилизацию (по окончании срока эксплуатации).

Ремонтная технологичность проявляется в сокращении средств и времени на все виды ремонта изделия, кроме текущего (планово-предупредительного).

Далее рассматриваются вопросы, преимущественно связанные с обеспечением производственной технологичности конструкций изделий.

Существует два вида оценки технологичности конструкции изделия: качественная и количественная.

Качественные оценки технологичности конструкции изделия субъективны. Оценки этого вида распространены на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего варианта конструкции изделия.

Качественные оценки «хорошо - плохо», «допустимо - недопустимо» и пр., как правило, предшествуют количественным оценкам и при этом совершенно необязательно определять степень технологичности сравниваемых вариантов. Иногда преимущества конструкции, выявленные в результате качественного анализа технологичности, столь очевидны, что полностью исключают необходимость количественных оценок.

Количественные оценки технологичности конструкции изделий устанавливают по показателям, числовые значения которых характеризуют степень удовлетворения требований к технологичности по существенным для конкретного изделия показателям (подробнее этот вид оценки качества изделия рассматривается далее).

Оценки технологичности конструкции обычно устанавливают в результате анализа выполнения комплекса технологических требований, предъявляемых к изделиям и сборочным единицам, к деталям и отдельным их поверхностям, к конструкциям исходных заготовок деталей.

Технологические требования к изделиям машиностроения. Производственная технологичность конструкции изделий и сборочных единиц проявляется в возможности построения высокопроизводительных технологических процессов общей и узловой сборки.

Технологический анализ конструкции (изделия) выполняют на стадии проектирования, при составлении технического задания, разработке технического проекта и рабочей документации, в период технологической подготовки производства, а также во время изготовления и испытаний опытных и серийных образцов.

Для повышения производительности сборочных работ и снижения их себестоимости к изделиям и сборочным единицам предъявляют комплекс технологических требований, основные из которых приводятся далее.

Изделие должно иметь простую компоновку и состоять из минимального числа деталей и сборочных единиц; конструктивные решения также должны быть простыми. Следует максимально использовать стандартные, нормализованные и унифицированные детали и сборочные единицы, что способствует сокращению их общей номенклатуры и типоразмеров, повышению серийности изготовления, снижению общей трудоемкости и себестоимости, созданию возможностей приобретения их по кооперации у специализированных производств.

Для повышения точности сборки желательно ограничить кинематические и сборочные размерные цепи, совместить технологические базы с измерительными, от которых Задаются размеры, выдерживаемые при сборке. Соблюдение этих требований повышает уровень взаимозаменяемости изделий, сокращает объем ручных пригоночных работ и исключает необходимость применения компенсаторов.

Конструкция изделия должна позволять выполнять общую сборку из предварительно собранных составных частей и одновременную параллельную их сборку, в результате чего значительно сокращается цикл сборки изделия, появляется возможность тщательного контроля качества каждой сборочной единицы и исключается необходимость разборки.

При сборке должны быть обеспечены удобный подвод инструмента к местам соединения деталей и последующая быстрая и точная его установка. Приспособления, используемые в процессе сборки, не должны быть сложными. Сборка должна производиться без поворотов базовой детали, путем осуществления простых движений для относительной установки сопряженных деталей и сборочного инструмента.

Для серийного и массового производства должна быть предусмотрена возможность механизации и автоматизации сборочных работ.

Для быстрой и точной фиксации при сборке единственно верного положения составных частей друг относительного друга на входящие детали наносят контрольные метки, предусматривают на них штифты (их конфигурации могут быть асимметричны).

Отдельные технологичные конструкции сборочных соединений показаны на рис. 1. Другие специфические требования, повышающие технологичность сборки резьбовых, заклепочных, прессовых, клеевых, паяных, сварных и прочих соединений, приводятся в разделе «Основы технологии сборки в машиностроении».

Технологические требования к деталям машин. Прорабатывая конструкцию детали, стремятся обеспечить возможность ее изготовления в определенных организационно-технических условиях производства наиболее производительными способами и с наименьшими затратами. Это удается, если конструктор сумеет учесть комплекс производственно-технических требований, повышающих технологичность детали, среди которых отметим следующие.

Материал детали должен обеспечивать получение заготовок заданной точности наиболее дешевыми и эффективными методами; он должен хорошо обрабатываться с помощью имеющихся средств производства.

В целях снижения материалоемкости и объема механической обработки желательно, чтобы конфигурация заготовки максимально соответствовала формам и размерам детали или приближалась к ним. В условиях серийного и массового производства детали иногда конструируют с учетом имеющихся видов проката (специального, профильного и периодического), что обеспечивает при дальнейшей обработке значительный экономический эффект и минимальный расход материала.

Заготовки деталей машин должны иметь поверхности, обеспечивающие их удобное и надежное базирование при обработке; при отсутствии таковых предусматривают возможность создания искусственных технологических баз в виде бобышек, платиков, поясков, отверстий и т.п.

Конструкция детали должна обеспечивать ее надежное удобное и быстрое закрепление на станке или в приспособлении. Жесткость крепления должна быть достаточной для выполнения обработки одним или одновременно несколькими инструментами с использованием интенсивных режимов.

Размеры на чертеже детали проставляют так, чтобы в процессе обработки соблюдался принцип постоянства и единства баз и чтобы учитывались предполагаемая последовательность выполнения и содержание технологических операций.

В условиях серийного и массового производства конструкция детали должна позволять одновременно устанавливать и обрабатывать несколько заготовок.

Конструкция детали должна учитывать возможность ее обработки высокопроизводительным инструментом, обеспечивая его удобный подвод, врезание и выход, а также эффективное охлаждение с помощью СОЖ или другими способами.

Требования к точности и шероховатости функциональных поверхностей детали должны соответствовать требованиям, установленным на основе аналитических и экспериментальных исследований, опыта эксплуатации аналогичных деталей и зафиксированным в стандартах, указанным в машиностроительных справочниках и рекомендуемым в научно-технической литературе. Для того чтобы уменьшить объем механической обработки, сокращают число и протяженность обрабатываемых поверхностей. Все не-сопрягаемые («свободные») поверхности оставляют без обработки с точностью размеров, соответствующих 16-17-му квалитетам.

Конфигурация детали должна быть образована из элементов простых геометрических форм (цилиндров, плоскостей, конусов и т.п.), что позволяет использовать высокоэффективные типовые технологические процессы обработки, применять высокопроизводительное оборудование, оснастку, средства механизации и автоматизации производства.

Количественная оценка технологичности конструкции. Объективно оценить технологичность конструкции изделия можно путем расчета количественных показателей технологичности.

Отработка конструкции изделия на технологичность начинается с выбора базовых показателей, относительно которых определяют уровень технологичности при разработке изделия и сравнении различных вариантов его конструкции. Одновременно допускается продолжать анализ и отработку технологичности по другим показателям, не являющимся базовыми, но влияющими на технологичность конкретного изделия или его составных частей.

К базовым показателям относят трудоемкость изделия (нормо-ч), его материалоемкость (кг) и технологическую себестоимость (руб.); а также ряд показателей, учитывающих степень унификации конструкции, точность обработки, шероховатость поверхности деталей и др.

Для определения значений базовых показателей за основу принимают статистические данные о ранее созданных конструкциях, имеющих общие конструктивно-технологические признаки с проектируемым изделием, или о типовых представителях, а также аналитические данные[1]. Значения базовых показателей технологичности конструкции изделия могут приводиться в техническом задании на проектирование.

Уровень технологичности конструкции изделия К определяют как отношение достигнутого проектного уровня технологичности Ад к базовому К6 (или наоборот):

К = Кд/Кб.

Обычно принимают 0 ≤ К ≤ 1.

Уровень технологичности определяют по одному или нескольким частным и комплексным показателям, принятым в качестве критериев оценки технологичности конструкции в техническом задании на изделие.

Ниже приводятся формулы для расчета некоторых показателей технологичности конструкции изделия.

Уровень технологичности конструкции изделия по абсолютной трудоемкости изготовления характеризуется отношением абсолютной достигнутой (проектной) трудоемкости Ти.д к базовой Ти.б:

КТи = Ти.д /Ти.б

Абсолютную трудоемкость изготовления Ти любого изделия, нормо-ч, рассчитывают по формуле

,

где: Ti – трудоемкость i -й сборочной единицы в изготовлении;

Tj - трудоемкость j -й детали, не вошедшей при подсчете в состав Ti;

ni, nj - число i -х сборочных единиц и j -х деталей соответственно;

Тсб, Тис - трудоемкость изделия в общей сборке и в испытании соответственно.

Относительная трудоемкость изготовления изделия - отношение двух величин: в знаменателе - абсолютная трудоемкость Т„ как общая трудоемкость изготовления, в числителе - некоторая часть от общей, например, относительная трудоемкость, нормо-ч, всех заготовительных работ в изделии:

То.з.р = Тз.р/Ти,

где: Тз.р = Тл + Тк-п + Тс + ... - трудоемкость заготовительных работ: литейных Тл, кузнечно-прессовых Тк-п, сварочных Тс и др.

Материалоемкость Ми изделия характеризует общее количество затраченного материала (кг) на производство одного изделия.

Уровень технологичности изделия по материалоемкости определяется отношением достигнутой проектной материалоемкости изделия Мил к базовой Л/иб:

КМи = Ми.д/Ми.б.

При оценке технологичности заготовки применяется коэффициент использования материала - отношение массы детали Мдет к массе заготовки Мзаг:

Ки.м = Мдет/Мзаг.

Массу заготовки рассчитывают после выбора способа ее получения и определения общих припусков на механическую обработку.

Степень унификации материалов изделия оценивают по коэффициенту применяемости материала

Кпр.мi = Hi/H,

где: Hi, Н - норма расхода i-го материала и всех материалов на изготовление изделия соответственно, кг (Н = Mи).

Сумма значений Кпр.мi для всех i-x материалов равна единице:

∑ Кпр.мi = 1.

Анализ значений Кпр.мi позволяет принимать решения по отдельным группам материалов. В целях повышения технологичности изделия стремятся к сокращению номенклатуры используемых материалов, т.е. к максимально возможному увеличению значений Кпр.мi.

Технологическая себестоимость изделия Ст складывается из суммы затрат на материалы и осуществление технологических процессов изготовления единицы изделия. В расчетах значение Ст часто принимают равной цеховой себестоимости.

Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости

КСт = Ст.д/Ст.б,

где: Ст.д, Ст.б - достигнутая (проектная) и базовая технологическая себестоимость изделия соответственно, руб.

Дополнительные показатели технологичности конструкции изделия. Коэффициент унификации деталей изделия определяется как отношение числа Ду этих деталей к общему числу деталей в изделии Д:

Куд = Ду/Д.

Величину, обратную Куд, называют степенью унификации. Конструкции изделий с более высокой степенью унификации деталей признаются более технологичными в производстве. Коэффициент унификации конструктивных элементов

Ку.э = Qу.э / Qэ,

где: Qу.э - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов (резьб, галтелей, фасок, проточек, отверстий и др.);

Qэ - общее число типоразмеров конструктивных элементов в изделии. Целесообразность повышения значения Ку.э решают в каждом конкретном случае.

Коэффициент применения типовых технологических процессов Кт.п определяют как отношение числа типовых технологических процессов изготовления (сборки) Qт.п к общему числу применяемых при этом технологических процессов Qп:

Kт.п = Qт.п/Qп.

Уровень технологичности конструкции по точности обработки

Ктч = Ктч.б/Ктч.д,

где: Ктч.б, Ктч.д - базовый и достигнутый коэффициенты точности обработки соответственно.

Коэффициент точности обработки определяют по формулам:

а) для деталей

,

где: Тср - средний квалитет точности обработки изделия: Тср = ∑Tni/∑ni;

ni - число размеров соответствующего квалитета точности;

Т ≡ IT - квалитет точности обработки;

б) для изделий и сборочных единиц

Ктч = 1 - (Дтч/Д),

где: Дтч - число деталей (без учета крепежа) с точностью не выше 10-го квалитета;

Д - общее число деталей в изделии (точность устанавливают по среднему квалитету Тср).

Уровень технологичности конструкции по шероховатости поверхности

Кш = Кш.б / Кш.д,

где: Кш.б, Кш.д - базовый и достигнутый коэффициенты шероховатости поверхности соответственно.

Коэффициент шероховатости поверхности

Кш = 1/Шср,

где: Шср - среднее числовое значение параметра шероховатости:

Шср = ∑Шki/∑ki;

ki - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости;

Ш - числовое значение параметра шероховатости по ГОСТ 2789-73: Ш= Ra.

Значения достигнутых уровней технологичности конструкции по точности обработки и шероховатости определяют после завершения технологического контроля чертежа детали (изделия) и внесения в него рациональных изменений. Если чертеж изделия после завершения технологического контроля не подвергался пересмотру и изменению, то Ктч и Кш равны единице.