Конструкторская и технологическая подготовка производства

Освоение новых высокопроизводительных, долговечных, надежных в эксплуатации и экономичных машин, приборов, инструментов и другой сложной техники требует хорошо организованной подготовки производства, проведения исследовательских и экспериментальных работ. Многочисленные мероприятия по подготовке производства могут быть разделены на конструкторскую и технологическую подготовку.

Задачи и этапы конструкторской подготовки производства. Основными задачами конструкторской подготовки производства (КПП) являются создание новых и совершенствование имеющихся изделий с высокими параметрами качества в заданные сроки и с наименьшими затратами.

КПП включает следующие этапы:

1. Техническое задание. Основная задача ТЗ – обоснование технической возможности создания изделия с высокими техническими параметрами качества при максимальной экономической эффективности производства и его эксплуатации. Состоит из разделов:

1) Наименование, назначение и область применения изделия;

2) Технические характеристики изделия;

3) Конструктивные требования и состав изделия;

4) Требования к технической документации и ее состав;

5) Особые требования (по надежности, стандартизации, унификации и др.);

2. Техническое предложение. При разработке технического предложения обосновывается целесообразность создания изделия в целом. Уточняются и рассчитываются себестоимость, показатели эксплутационной надежности, технико-экономические данные и общий технический уровень изделия.

3. Эскизный проект. Эскизное проектирование заключается в разработке первоначального наброска будущей конструкции изделия. Содержание эскизного проекта:

1) Разработка принципиальной, кинематической, электрической, пневматической и гидравлической схем изделия;

2) Общая компоновка изделия;

3) Разработка эскизных чертежей общих видов;

4) Составление спецификаций сборочных единиц;

5) Оценка экономической эффективности конструкции;

4. Технический проект. Разработка окончательного технического решения, дающего полное представление об устройстве изделия. Содержание технического проекта:

1) Расчеты на прочность, жесткость и долговечность;

2) Разработка компоновочных чертежей, чертежей агрегатов, сборочных единиц и важнейших деталей;

3) Макетирование;

4) Составление технических условий на эксплуатацию и спецификации;

5) Экономическое обоснование проекта;

5. Рабочий проект. Он состоит в разработке по результатам испытаний опытного образца полного комплекта конструкторской документации на изделие. В рабочий проект входят:

1) Разработка рабочих чертежей общих видов, сборочных единиц и всех оригинальных деталей, уточнение спецификаций;

2) Разработка компоновочных, установочных и фундаментальных чертежей;

3) Создание паспорта, рабочих чертежей, упаковки и тары для транспортировки;

4) Стандартизационный контроль рабочих чертежей;

5) Изготовление опытных образцов;

6) Корректировка чертежей;

7) Разработка рекомендаций и инструкций по эксплуатации;

8) Уточненный технико-экономический анализ конструкции;

Разрабатываемая конструкция должна быть технологична. Под технологичностьюследует понимать придание любому изделию такой формы и выбор для него таких материалов, которые обеспечивают, при условии выполнения изделием заданных функций, наиболее простое, экономичное его изготовление. При обеспечении технологичности необходимо учитывать все предъявляемые к конструкции конструктивные, технологические и эксплутационные требования.

Среди основных конструктивных требований необходимо выделить:

1. Соответствие выбранных параметров конструкции условиям ее эксплуатации;

2. Выбор рациональной схемы конструкции, основанный на анализе существующих схем;

3. Взаимное расположение сборочных единиц и агрегатов конструкции, обеспечивающее наилучшие условия сборки машины, а также удобство монтажа и регулировок;

4. Выбор простейших форм деталей, унификацию материалов, деталей, сборочных единиц и агрегатов;

Основными технологическими требованиями следует считать выбор технологических процессов, оптимальных для запланированных объемов производства машины; выбор рациональных методов контроля; назначение минимально допустимых припусков на обработку.

Среди эксплутационных требований важнейшими являются: обеспечение необходимой надежности и долговечности машины; простота и безопасность обслуживания и ремонта; стабильность эксплутационных качеств, минимум эксплутационных расходов.

Комплексную оценку экономичности нового изделия осуществляют на основе расчета показателей экономической эффективности.

Содержание технологической подготовки производства. После утверждения рабочего проекта начинается развернутая технологическая подготовка. Она включает следующие этапы:

1. Разработка технологического процесса;

2. Проектирование оснастки, которая необходимо для выполнения технологического процесса;

3. Отладка техпроцесса непосредственно на рабочих местах;

4. Организация выпуска изделия;

Конструкторская и технологическая подготовка тесно связаны между собой и должны осуществляться параллельно во взаимной увязке при постоянной совместной работе конструктора и технолога. Только при этом условии можно добиться технологичности и экономичности конструкции нового изделия.

Уровень внедрения технологической подготовки можно проанализировать с помощью ряда показателей:

Ø Уровень механизации и автоматизации производственных процессов;

Ø Степень охвата рабочих механизированным трудом;

Ø Уровень механизации труда;

Ø Вооруженность рабочих орудиями труда – фондовооруженность;

Ø Электровооруженность;

Выбор наиболее эффективного варианта технологического процесса.На современном этапе развития машиностроения одна и та же деталь может обрабатываться разными способами. Предлагаемые способы обработки могут в равной степени обеспечивать заданную точность и удовлетворять техническим условиям.

Однако они могут резко отличаться друг от друга уровнем эксплутационных затрат, т.е. себестоимостью обработки.

При выборе варианта техпроцесса необходимо определить степень его технической прогрессивности и экономической эффективности. Экономичность вариантов техпроцессов можно определить путем сравнения сопоставимых затрат, на которые оказывает влияние выбранный метод обработки. К ним относятся стоимость основных материалов и покупных полуфабрикатов, заработная плата основных рабочих с отчислениями на социальное страхование, затраты на технологическое топливо, амортизацию и эксплуатацию оснастки.

Стоимость каждого вида основных материалов определяется по формуле:

Мn = Аn * mn – Ln * bn, (18)

где Аn – цена 1 кг каждого вида материала, руб;

mn – норма расхода каждого вида материала, кг;

Ln – цена 1 кг отходов, руб;

bn – масса отходов материалов, кг;

Стоимость основных материалов рассчитывается только в том случае, если в сравниваемых вариантах используются разные виды материалов, заготовок.

Основная заработная плата производственных рабочих на обработку детали на данной операции определяется по формуле:

ЗПосн = Тст * t шт, (19)

где Тст – тарифная ставка в минуту, руб;

t шт – норма времени на штуку, мин;

Дополнительная заработная плата определяется по формуле:

ЗПдоп = (ЗПосн * 10) / 100 (20)

Процент отчислений на социальное страхование установлен от общей заработной платы:

Ос.с = ((ЗПосн + ЗПдоп) * %Ос.с.) / 100, (21)

где %Ос.с. – процент отчислений на социальное страхование, %;

Основная заработная плата наладчиков определяется по формуле:

ЗПосн(н) = (Тст(н) * Тн) / n, (22)

где Тн – время наладки, мин;

n – количество деталей в партии, шт;

Дополнительная заработная плата и отчисления на социальное страхование рассчитываются по формулам (3) и (4).

Затраты на силовую электроэнегрию при обработке детали определяются по формуле:

[ kх * Nэ * (t шт – Тм) + kр * Nэ * Тм] * СкВт_*ч

Cwсил = ------------------------------------------------------------- (23)

где kх – коэффициент, учитывающий использование эффективной мощности двигателя в период холостого хода;

kр – коэффициент, учитывающий использование эффективной мощности двигателя в рабочего хода;

Nэ – эффективная мощность двигателя, кВт;

t шт – норма времени на деталь, шт;

Тм – машинное время, мин;

СкВт_*ч – стоимость 1 кВт_*ч силовой энергии;

Затраты на амортизацию оборудования производится по формуле:

А = (Со * На * t шт) / (100 * Fg * 60 * Кн) (24)

где Со – первоначальная стоимость станка, руб;

На – норма амортизации, %;

Fg – полезный фонд времени работы станка, ч;

Кн – коэффициент выполнения норм;

Затраты на эксплуатацию оборудования определяется по формуле:

Сэ.об. = [(Рм * Км + Рэ * Кэ) * t шт] / Fg * 60 * Кн (25)

где Рм – затраты в год на единицу ремонтной сложности по механической части оборудования;

Рэ – затраты в год на единицу ремонтной сложности по электрической части оборудования;

Км – категория ремонтной сложности станка по механической части оборудования;

Кэ – категория ремонтной сложности станка по электрической части оборудования;

Затраты вспомогательных материалов на 1 деталь определяются по формуле:

См.всп = (Мвсп * t шт) / (Fg * 60 * Кн) (26)

где Мвсп – затраты по вспомогательным материалам на 1 станок в год;

Расчет затрат на эксплуатацию оснастки следует производить по каждому виду инструмента и приспособлений, затем найти их общий итог.

Сэ.о. = Смин * Тм (27)

где Смин – стоимость 1 минуты работы инструмента или приспособления;

После расчета отдельных затрат по каждому сравниваемому варианту результаты заносятся в таблицу и выбирается более дешевый результат.