ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВАРИАНТОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Рахмилевич Евгений Георгиевич

аспирант ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин», г. Москва

Е-mail:

RATIONAL CHOICE OF METHODS FOR PRODUCING BLANKS IN MODELING DESIGN-MANUFACTURING TECHNOLOGY OPTIONS DETAILS

Evgeniy Rakhmilevich

postgraduate student of MSTU «Stankin», Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена проблема выбора рационального метода получения заготовки при моделировании конструкторско-технологических вариантов изготовления детали. Показана необходимость решения проблемы комплексно с учетом структуры технологического процесса механообработки.

ABSTRACT

The article considers the problem of selecting the rational method for producing blanks in modeling design-manufacturing technology options details. The necessity of solving the problem comprehensively, taking into account the structure of the technological process of machining.

Ключевые слова:производственная технологичность; заготовка.

Keywords: manufacturability; blank.

Необходимость экономии дефицитных материалов, снижения технологической себестоимости и трудоемкости изготовления деталей машиностроения, как одни из основных факторов повышения конкурентоспособности продукции в современных рыночных условиях предъявляет высокие требования к рациональному выбору заготовок, к уровню их технологичности, определяющему возможность достижения оптимальных затрат на стадии производства. Так при механической обработке технологичность детали во много зависит от рационального выбора заготовки. Выбрать метод получения заготовки — значит наложить ограничения на технологический процесс ее изготовления (планы обработки поверхностей и последовательность выполнения переходов)с учетом материала детали, норм точности, технических требований, эксплуатационных характеристик и серийности выпуска. Конфигурация детали может накладывать определенные ограничения и на вид заготовки, что обуславливает необходимость детальной отработки конструкции на производственную технологичность.

В выбор технологичной заготовки заложено условие определения наиболее высокого уровня технологичности из сопоставляемых вариантов ее получения. Отсюда следует, что количественные показатели технологичности метода получения заготовки должны определяться по удельным или нормативным показателям себестоимости или непосредственным определением себестоимости по сравниваемым вариантам. В основе выбора рационального способа получения заготовки должен лежать технико-экономический анализ возможных вариантов технологических процессов изготовления детали. Вариант технологического процесса с его параметрами и выбором метода получения заготовки, учитывающий влияние конструкции детали будем называть конструкторско-технологическим вариантом (КТВ).

Для принятия оптимального решения необходим анализ технико-экономической эффективности рассматриваемых КТВ, при сравнении которых следует учитывать достижение тех показателей, которые наиболее важны для предприятия. Перед решением о постановке детали на производство принятый КТВ изготовления должен быть экономически обоснован.

Развитие науки, масштабы промышленного использования ее результатов в современных условиях становятся важнейшими факторами повышения эффективности машиностроительного производства. Поэтому основной прирост производительности труда обеспечивается путем внедрения в промышленность новых технических средств и прогрессивных технологических процессов, автоматизации проектирования и производства. Это приводит к тому, что все более часто в процессе своей деятельности конструкторам и технологам приходится принимать технические решения, в том числе и совместные, путем выбора оптимальных решений. На этапе проектирования изделия, когда такое решение должно быть принято, часто они не располагают необходимой исходной информацией. Несмотря на не полное наличие информации должен быть выбран тот предпочтительный вариант конструкции изделия или технологического процесса с укрупненно-рассчитанными параметрами, который затем будет разрабатываться для внедрения в производство.

Решение задачи максимального приближения геометрический форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали стало одной из главных тенденций технического прогресса в заготовительном производстве. Решение этой задачи часто ограничивают сферой технологии производства, не учитывая того, что заданные конструктором геометрия, размеры и марка материала детали во многом предопределяют технологию ее изготовления. Выбор вида заготовки для детали частично уже определен в конструкторской документации, так как при расчете деталей на прочность, износостойкость или при учете других показателей эксплуатационных характеристик проектируемой детали конструктор исходит из физико-механических свойств применяемого материала с учетом, влияния на них метода получения заготовки. Следовательно, уже на стадии конструкторской проработки необходимо проводить сравнительный технико-экономический анализ различных КТВ изготовления детали, в том числе вариантов получения заготовки, пользуясь хотя бы укрупненными показателями [1], в результате чего должен быть выбран оптимальный способ получения заготовки и в дальнейшем с учетом его технологических особенностей должна быть спроектирована деталь.

Физико-механические свойства отдельных конструкционных материалов (пластмасс, спеченных порошковых материалов и др.) и условия специальных видов обработки накладывают дополнительные требования к технологичности конструкции деталей.

Факторы, влияющие на себестоимость производства в машиностроении, можно разделить на три группы [2]:

1-я      группа — конструктивные факторы, т. е. конструктивное решение самой детали, обеспечивающее приемлемость ее для изготовления обработкой давлением, литьем, сваркой; выбор марки материала и технических условий;

2-я      группа — производственные факторы, т. е. характер и культура производства, технологическая оснащенность, техно-логический и организационный уровни производства;

3-я      группа — технологические факторы, характеризующие способ формообразования заготовки, выбор самой заготовки, оборудования и технологического процесса получения детали.

В статье рассматривается 3-я группа факторов. Все три группы факторов взаимосвязаны и оказывают существенное влияние на технологическую себестоимость изготовления детали, так как способ получения заготовки в значительной мере предопределяется конструкцией, ее материалом, а также характером производства, его технологическим и организационным уровнем, и то, насколько полно в заготовке учтено влияние факторов первой и второй групп, позволяет судить о технологичности заготовки. Под технологичностью заготовки принято понимать, насколько данная заготовка соответствует требованиям производства и обеспечивает долговечность и надежность работы детали при эксплуатации. Выпуск технологичной заготовки в заданных масштабах производства обеспечивает минимальные производственные затраты, себестоимость, трудоемкость и материалоемкость.

Определение наиболее рационального КТВ детали с точки зрения приспособленности к производственной системе предприятия может быть обеспечено только на основании анализа результатов оценки количественных показателей конструкции.

Технико-экономический анализ основан на одновременном анализе себестоимости и трудоемкости, как в заготовительных, так и в механических цехах, т. е. необходимо определить себестоимость и трудоемкость изготовления детали по всем выбранным КТВ, сопоставить их между собой и на основании этого выбрать способ получения заготовки с минимальной себестоимостью готовой детали при условии обеспечения технических требований. Если при выбранных способах объем механической обработки одинаков, можно ограничиться подсчетом себестоимости только в заготовительных цехах.

Нормативные материалы, используемые в сопоставительных расчетах, во многом зависят от объемов выпуска и серийности производства. Именно эти факторы больше всего влияют на нормы затрат времени, труда и материалов, поскольку связаны с технологией. Они же предопределяют условия для разумного выбора оборудования, размеры его оптимальной загрузки, экономически оправданного оснащения процесса и т. п.

Способ получения заготовки по своим техническим возможностям не должен рассматриваться в отрыве от технологии последующей механической обработки. В противном случае успехи, достигнутые в заготовительном производстве, могут быть вредны с точки зрения увеличения затрат и трудоемкости при механической обработке и как в итоге в общей трудоемкости изготовления. Поэтому для достижения максимальной эффективности эти задачи следует решать комплексно на основе развернутого технико-экономического анализа всех факторов производства.

В условиях мелкосерийного производства одной из главных задач является выбор наилучшего технологического процесса, т. е. определение такого технически допустимого сочетания технологических параметров или технологических процессов, которые отвечали бы заданным требованиям выполнения производственной программы с наименьшими затратами труда, материалов, рациональным использованием оборудования и т. д. Особенностью этапа принятия решения об оптимальном методе получения заготовки, является наличие большого числа вариантов. Сравнительную оценку возможных вариантов получения заготовки необходимо производить по определенному показателю — критерию. В качестве основного критерия, по которому можно судить об эффективности принимаемых решений, рекомендуется использовать показатель технологической себестоимости изготовления партии деталей.

Выбор способа получения заготовки — очень сложная, иногда трудноразрешимая задача, так как часто различные способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали.

Задача выбора заготовки должна решаться комплексно со смежными задачами технологической подготовки производства. За счет рационального выбора метода получения заготовки и назначения экономически обоснованных припусков на механообработку можно снизить такие важнейшие технико-экономические показатели изготовления как трудоемкость и технологическую себестоимость изготовления.

Список литературы:

1.Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1987.— 256 с.

2.Моисеев М.П. Экономика технологичности конструкций. М.: Машиностроение, 1981.—253 с.