- на стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов;
- на стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность: конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или изготавливаемого оборудования.
Показатели технологичности конструкции делят на две группы:
- технологическая рациональность конструкторских решений;
- преемственность конструкции.
Технологическую рациональность характеризуют:
- трудоемкость изготовления;
- удельная материалоемкость;
- коэффициент использования материалов;
- технологическая себестоимость;
- удельная энергоемкость изготовления изделия;
- удельная трудоемкость подготовки изделия к функционированию;
- коэффициент применяемости материалов;
- коэффициент применения групповых и типовых технологических процессов и др.
Преемственность конструкции характеризуют:
1) коэффициент применяемости Кпр:
Кпр = (m ‑ mор)/m , (3.16)
где m ‑ общее количество типоразмеров (наименований) деталей (элементов, микросхем и т.п.);
mор ‑ количество оригинальных деталей;
2) коэффициент повторяемости Кп:
Кп = mоб/m, (3.17)
где mоб ‑ общее количество деталей;
3) коэффициент унификации Ку:
Ку = mу/m, (3.18)
где mу ‑ число унифицированных стандартных и заимствованных деталей, выпускаемых предприятиями отрасли;
4) коэффициент стандартизации Кст:
Кст = mст/m, (3.19)
где mст ‑ число стандартных деталей.
Коэффициенты Кпр, Кп, Ку, Кст целесообразней рассчитывать по отношению к трудоемкости элементов.
Основными этапами ТПП являются:
1) разработка технологических процессов;
2) проектирование технологической оснастки и нестандартного оборудования;
3) изготовление средств технологического оснащения (оснастки и нестандартного оборудования);
4) выверка и отладка запроектированной технологии и изготовленного технологического оснащения.
На первом этапе осуществляют выбор рациональных способов изготовления деталей и сборочных единиц, разработку новых технологических процессов. Эта работа выполняется на основе: чертежей на вновь спроектированное изделие; ГОСТов, отраслевых и заводских стандартов на материалы, инструмент, а также на допуски и припуски; справочников и нормативных таблиц для выбора режимов резанья; планируемых размеров выпуска изделий.
Содержание работ по проектированию технологических процессов складывается из следующих элементов: выбора вида заготовок; разработки межцеховых маршрутов; определения последовательности и содержания технологических операций; определения, выбора и заказа средств технологического оснащения; установления порядка, методов и средств технического контроля качества; назначения и расчета режимов резания; технического нормирования операций производственного процесса; определения профессий и квалификации исполнителей; организации производственных участков (поточных линий); формирования рабочей документации на технологические процессы в соответствии с ЕСТП.
На втором этапе ТПП, во-первых, проектируют конструкции моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента и нестандартного оборудования, а во-вторых, разрабатывают технологический процесс изготовления технологического оснащения, который должен быть достаточно универсальным, но в то же время прогрессивным, совершенным и обеспечивающим высокое качество изготовляемых деталей.
Разработка конструкций технологической оснастки осуществляется конструкторскими бюро по оснастке и инструменту в тесной взаимосвязи с технологами, которые проектируют технологические процессы обработки деталей нового изделия.
На третьем этапе ТПП изготавливают всю оснастку и нестандартное оборудование. Это наиболее трудоемкая часть технологической подготовки (60 – 80 % труда и средств от общего объема ТПП). Поэтому, как правило, эти работы проводят постепенно, ограничиваясь вначале минимально необходимой оснасткой первой необходимости, а затем повышая степень оснащенности и механизации производственного процесса до максимальных экономически оправданных пределов. На этом этапе осуществляют перепланировку (если это необходимо) действующего оборудования, монтаж и опробование нового и нестандартного оборудования и оснастки, поточных линий и участков обработки и сборки изделий.
На четвертом этапе ТПП выверяют и отлаживают запроектированную технологию; окончательно отрабатывают детали и узлы (блоки) на технологичность: выверяют пригодность и рациональность спроектированной оснастки и нестандартного оборудования, удобство разборки и сборки изделия; устанавливают правильную последовательность выполнения этих работ; проводят хронометраж механообрабатывающих и сборочных операций и окончательно оформляют всю технологическую документацию.
Технологическая документация для различных типов производства (единичного, серийного и массового) отличается глубиной разработки технологических процессов и степенью их детализации. Сначала разрабатываются маршрутные межцеховые карты на технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц. Маршрутные карты указывают последовательность прохождения заготовок, деталей или сборочных единиц по цехам и производственным участкам предприятия. Для изготовления деталей и сборки изделия в единичном или мелкосерийном производствах достаточно иметь конструкторскую документацию, маршрутное или маршрутно-операционное описание технологического процесса либо перечень полного состава технологических операций без указания переходов и технологических режимов. Для серийного и массового производств кроме маршрутной технологии разрабатывается технологический процесс с операционным описанием формообразования, обработки и сборки. При этом для единичных технологических процессов разрабатывается операционная технологическая карта, для типовых (групповых) технологических процессов – карта типовой (групповой) операции. В них указываются все переходы по данной конкретной операции и способы выполнения каждого, технологические режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и затратах труда. Обычно в операционных картах помещают эскизные чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие те размеры и указания на обработку, которые необходимы для выполнения данной операции (способ закрепления деталей на станке, расположение инструмента, приспособление и др.).
Кроме того, для определенных изделий разрабатываются карты типовых технологических процессов нанесения электролитических покрытий, химической обработки, нанесения лакокрасочных покрытий, ведомости удельных норм расхода растворителей, анодов, химикатов, ведомости подетальных отходов и другие документы.
Исходная информация для разработки технологических процессов может быть базовой, руководящей и справочной. Базовая информация включает наименование объекта, а также данные, содержащиеся в конструкторской документации. Руководящая информация – это отраслевые и заводские стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам, оборудованию, оснастке, документация на действующие типовые и групповые технологические процессы, производственные инструкции, документация для выбора нормативов по технике безопасности и промышленной санитарии. Справочная информация включает документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, справочники, альбомы компоновок, планировок и др.
Выбор оптимального варианта технологического процесса. В различных вариантах технологических процессов изготовления новых изделий могут применяться различные заготовки, оборудование, технологическая оснастка и т.д., что приводит к различной трудоемкости, производительности и использованию рабочих различной квалификации. Сопоставление вариантов технологической себестоимости дает представление об экономичности каждого из них.
Следует отметить, что величина технологической себестоимости изготовления отдельных изделий (деталей узлов) в значительной мере зависит от объема производства. Следовательно, все затраты на изготовление изделий по степени их зависимости от объема производства целесообразно подразделять на переменные (Упер.), годовой размер которых изменяется прямо пропорционально годовому объему выпуска продукции (Q), и условно-постоянные (Упос.), годовой размер которых не зависит от изменения величины объема производства.
К переменным затратам относятся: затраты на основные материалы за вычетом реализуемых отходов; затраты на топливо, предназначенные для технологических целей; затраты на различные виды энергии, предназначенные для технологических целей; затраты на основную и дополнительную заработную плату основных производственных рабочих с отчислениями в социальные фонды; затраты, связанные с эксплуатацией универсального технологического оборудования; затраты, связанные с эксплуатацией инструмента и универсальной оснастки.
К условно-постоянным затратам относятся: затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, оснастки и инструмента, специально сконструированных для осуществления технологического процесса по данному варианту; затраты на оплату подготовительно-заключительного времени.