Технологічність конструкції

Технологі́чність констру́кції — це сукупність властивостей конструкції виробу, які проявляються у можливості оптимальних (найвигідніших техніко-економічних) витрат праці, коштів, матеріалів і часу при технологічній підготовці виробництва, виготовленні, експлуатації та ремонті виробу.

Технологічність конструкції виробу характеризує можливість його виготовлення, експлуатації та зберігання за умов використання наявних у виробника та споживача виробу трудових, матеріальних, енергетичних та інших ресурсів. Будь-який виріб повинен бути технологічно раціональним для заданих конкретних умов підготовлення його виробництва, виготовлення, експлуатації та ремонту. Ці вимоги слід знати конструктору до початку розробки конструкції виробу.

Види технологічності

Вид технологічності визначається ознаками, що характеризують область прояву технологічності конструкції виробу. За цією ознакою розрізняють такі види технологічності:

• технологічність у проєктуванні, що може бути оцінена кількістю уніфікованих вузлів, уніфікацією поверхонь деталей (наприклад, різі, рівців для виходу інструмента тощо), уніфікацією матеріалів, що використовуються;
• виробнича технологічність конструкції виробу виражається в скороченні витрат коштів і часу на: конструкторську підготовку виробництва; технологічну підготовку виробництва; процеси виготовлення, в тому числі контролю та випробувань, а також монтажі за межами підприємства виробника;
• експлуатаційна технологічність конструкції виробу виражається в скороченні витрат часу та коштів на його підготовку до використання, технічне обслуговування, поточний ремонт та утилізацію виробу;
• ремонтна технологічність — технологічність конструкції виробу при всіх видах ремонту, крім поточного.

Технологічність конструкції деталі, що обробляється різанням

На технологічність конструкції деталі, що підлягає обробці різанням, впливають як технічні фактори (оброблюваність матеріалу, вибір баз і розмірних зв’язків, форма і розміри деталей, вимоги точності й шорсткості поверхонь), так й організаційні фактори (серійність виробництва, періоди повтору серій, кількість модифікацій).

Оброблюваність різанням – здатність матеріалу деталі ефективно піддаватися обробці ріжучим інструментом. У задачі забезпечення технологічності конструкції деталі найбільший інтерес викликає визначення відносного рівня швидкостей різанням, при якому можна ефективно виконувати обробку даного матеріалу, а також мати можливість отримати необхідну шорсткість оброблених поверхонь на опоряджувальних операціях.

Для деталей, що мають складні фасонні поверхні, необхідно також враховувати і сили різання. А для деталей, що планують обробляти на верстатах-автоматах важливими критеріями є характер і форма стружки.

Рівень оптимальних швидкостей різанням оцінюється спеціальним коефіцієнтом К, який виражає відносну швидкість різання, що відповідає 60-хвилинній стійкості різців, визначеною порівнянням з еталонним матеріалом.

Загальні технологічні вимоги до деталей, що обробляються різанням:

- максимально використовувати уніфіковані форми деталей;

- забезпечувати нормальний вхід та вихід ріжучого інструмента;

- враховувати, що між параметрами шорсткості та полями допусків поверхонь, що обробляються, немає прямої залежності.

Технологічність конструкції складальної одиниці

Складальна одиниця повинна бути технологічною при складанні, монтажі, контролі та випробуваннях. Для забезпечення технологічності конструкції виробу повинні бути виконані такі умови:

- повна взаємозамінність деталей і вузлів складальної одиниці;

- забезпечення підходу використання універсальних монтажно-складальних інструментів і пристосувань;

- забезпечення можливості застосовувати прогресивні засоби технологічного оснащення;

- можливість застосування диференційних схем складання за рахунок раціонального розподілу виробу на агрегати, секції, вузли та деталі.

Загальна кількість деталей у складальній одиниці повинна бути мінімальною. Важливим фактором підвищення технологічності виробу є унаслідування елементів інших конструкцій, що пройшли випробування часом на виробництві.

Показники технологічності

ГОСТ 14.202-83 виділяє основні і додаткові показники технологічності. До основних показників відносять:

• трудомісткість виготовлення виробу (сумарні витрати праці на здійснення технологічних процесів виготовлення виробу);
• технологічну собівартість виробу (частина собівартості виробу, яка визначається сумою витрат на здійснення технологічних процесів виготовлення виробу).

Додаткові показники технологічності поділяють на такі:

• техніко-економічні — відносна трудомісткість видів робіт: заготівельних, механічних, складання тощо;
• технічні, що оцінюють конструкцію як виробу в цілому, наприклад: коефіцієнт уніфікації вузлів/деталей, коефіцієнт стандартизації деталей, коефіцієнт точності та ін.

Технологічність конструкції може бути оцінена і на підставі рекомендацій щодо конструкції заготовок (товщина стінки для виливків, перепад діаметрів при куванні тощо).

Шляхи забезпечення технологічності

Для всіх видів виробів за ГОСТ 14.201-83 при відпрацюванні конструкції на технологічність ставляться завдання зниження трудомісткості виготовлення виробу. Вона залежить від багатьох факторів, головними з яких слід вважати:

• стандартизацію,
• уніфікацію складових частин виробів та їх елементів,
• типізацію технологічних процесів виготовлення, технічного обслуговування та ремонту виробу.

Технологічність складальних одиниць забезпечується дотриманням наступних вимог:

• конструкція машини повинна дозволяти незалежне, паралельне складання вузлів 1-го, 2-го та інших порядків, що скорочує цикл загального складання;
• конструкція машини повинна дозволяти складання без необхідності повного або часткового демонтажу уже встановлених елементів;
• за необхідності забезпечення однозначності розміщення елементів, що складають, треба використовувати контрольні штифти, несиметричне розміщення болтів тощо;
• в умовах автоматизованого складання конструкція деталі повинна забезпечувати просте орієнтування у просторі та можливість використання механізованих інструментів (викруток тощо);
• при автоматизованому складанні конструкція виробу повинна дозволяти складання за допомогою нескладних прямолінійних рухів без додаткових обертальних рухів.

При цьому доцільно нерозбірні з'єднання виконувати методами клепання, розвальцювання, склеювання тощо.

Див. також

• Технологічність
• Технологічні властивості матеріалів
• Промисловий дизайн

Джерела

• Захаркін О. У. Технологічні основи машинобудування : Навч. посібник для студ. вищих навч. закл. / О. У. Захаркін ; Сумський держ. ун-т. — Суми : Видавництво СумДУ, 2004. — 98 с
• Бучинський М.Я., Горик О.В., Чернявський А.М., Яхін С.В. ОСНОВИ ТВОРЕННЯ МАШИН / [За редакцією О.В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. – Харків : Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл. ISBN 978-966-2989-39-7
• Орлов П.И Основы конструирования: Справочно-методическоепособие. В 2-х кн.. /Под ред.. П.Н.Учаева. – М.: Машиностроение 1988. Кн.1 – 560 с., Кн. 2 – 544 с.
• Таленс Л.Ф. Работа конструктора - Л.:Машиностроение, 1987. - 225 с.
• Технологичность конструкции изделия: Справочник/Ю.Д.Амиров и др. Подобщ. ред. Ю.Д.Амирова – М.: Машиностроение, 1990. – 768 с.