а 1РАВ0ЧНИК ш ['ЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЙ
БИБЛИОТЕКА
КОНСТРУКТОРА
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИЙ
ИЗДЕЛИЙ
БИБЛИОТЕКА КОНСТРУКТОРА
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИЙ
ИЗДЕЛИЙ
СПРАВОЧНИК
Под редакцией Ю.Д. АМИРОВА
Gi МОСКВА « МАШИНОСТРОЕНИЕ » 1985
Scan AAW
ББК 34.42
Т38
УДК 621.658.512 (035)
Авторы: канд. техн, наук Т. К. Алферова, канд. техн, наук Ю. Д. Ами-
ров, д-р техн, наук П. Н. Волков, канд. техн, наук В. Ф. Гаранин,
д-р техн. н£ук В. И. Ершов, канд. техн, наук В. П. Зайцев, канд.
техн, наук В. П. Купрович, канд. техн, наук В. Н. Мымрин, канд.
техн, наук А. И. Николаенко, канд. техн, наук Г. Д. Тимонин,
Г. А. Яновский
Рецензент д-р техн, наук В. И. Радин
Т38 Технологичность конструкций изделий: Справоч-
ник/?. К. Алферова, Ю, Д. Амиров, П. Н. Волков
и др.; Под ред. Ю. Д. Амирова. — М.: Машино-
строение, 1985. — 368 с., ил. — (Б-ка конструк-
тора)
В пер.: 1 р. 60 к.
Даны сведения по обеспечению, оценке и расчету основных пока-
зателей технологичности конструкций изделий машиностроения, по
технологическому контролю конструкторской документации. Приве-
дены требования к производственной, эксплуатационной и ремонтной
технологичности конструкций изделий применительно к различным
условиям их прои?^’олства и эксплуатации. Материал справочника
основывается на передовом опыте промышленных предприятий и произ-
водственных объединений различных отраслей машиностроения.
Для инженеров-конструкторов и технологов машиностроения,-
может быть полезен студентам втузов
^2702000000-062	ББК 34.42
038 (01)-85	6П5.1
© Издательство «Машиностроение», 1985 г*
ПРЕДИСЛОВИЕ
Разработка нового изделия — сложная конструкторская задача,
связанная не только с достижением требуемого технического уровня
этого изделия, но и с максимально возможным снижением затрат
труда, материалов и энергии на его разработку, изготовление, тех-
ническое обслуживание и ремонт. Решение этой задачи определяется
деловым творческим содружеством создателей новой техники — кон-
структоров и технологов, и их взаимодействием на этапах разработки
конструкции изделия с его изготовителями и потребителями. Первосте-
пенная роль в обеспечении технологичности конструкции изделия
принадлежит конструктору, который должен руководствоваться со-
ображениями как технической, так и экономической целесообразности
проектируемой конструкции, уметь использовать такие инженерные
решения, которые обеспечивают достижение необходимых технических
показателей изделия при рациональных затратах ресурсов, выделяе-
мых на его создание и применение.
Справочник призван помочь конструктору решать эту задачу в по-
вседневной практической деятельности в тесном сотрудничестве с тех-
нологами и потребителями новой техники.
При подготовке справочника использованы широко апробирован-
ные в промышленности общесоюзные стандарты и руководящие доку-
менты по проблеме технологичности, учтен опыт разработки и внедре-
ния Единой системы технологической подготовки производства
(ЕСТПП) изделий машиностроения, приборостроения и средств автома-
тизации и прежде всего опыт обеспечения технологичности конструк-
ций изделий передовыми в этом отношении предприятиями и организа-
циями.
Авторы выражают признательность всем специалистам, предоста-
вившим возможность использовать при подготовке справочника накоп-
ленный ими опыт отработки конструкций изделий на технологичность,
в том числе В. А. Семенову, В. Г. Журавскому, В. В. Павлову,
М. И. Басову, А. П. Колотушкиной, П. А. Шалаеву, специалистам в об-
ласти стандартизации в машиностроении А. И. Голуб, Т. А. Романюк,
оказавшим большую помощь при подготовке справочника.
1*
4
П редисловие
Перечень общетехнических стандартов, применяемых
при обеспечении технологичности конструкций изделий
Наименование стандарта	Обозначение стандарта
Система разработки и постановки продукции на производство
(СРПП)
СРППс Общие положения
СРПП. Основные положения
I ГОСТ 15.000—82
| ГОСТ 15.001 — 73
Единая система технологической подготовки производства
(ЕСТПП)
ЕСТПП. Общие правила обеспечения технологичности
конструкции изделия
ЕСТПП. Правила выбора показателей технологично-
сти конструкции изделий
ЕСТПП. Правила обеспечения технологичности кон-
струкции сборочных единиц
ЕСТПП. Правила обеспечения технологичности кон-
струкции деталей
ЕСТПП. Технологичность конструкции изделий. Тер-
мины и определения
ЕСТПП. Нормирование расхода материалов. Основ-
ные положения
Оборудование технологическое. Общие монтажно-тех-
нологические требовани-я
ГОСТ 14.201 — 83
ГОСТ 14.202—73
ГОСТ 14.203—73
ГОСТ 14.204—73
ГОСТ 14.205—83
(СТ СЭВ 2063—79)
ГОСТ 14.322—83
ГОСТ 24444 — 80
Единая система конструкторской документации (ЕСКД)
ЕСКД. Виды изделий
ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских доку-
ментов
ЕСКД. Стадии разработки
ЕСКД. Нормоконтроль
ЕСКД. Карта технического уровня и качества продук-
ции
ЕСКД. Технологический контроль конструкторской
документации
ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхности
ЕСКД. Правила внесения изменений
ЕСКД. Внесение изменений в эксплуатационную и
ремонтную документацию
ГОСТ 2.101 — 68
ГОСТ 2.102 — 68
ГОСТ 2.103—68
ГОСТ 2.111 — 68
ГОСТ 2.116—71
ГОСТ 2.121 — 73
ГОСТ 2.309—73
(СТ СЭВ 1632 — 79)
ГОСТ 2.503—74
ГОСТ 2.603—68-
Система технического обслуживания и ремонта техники
(СТОИРТ)
СТОИРТ. Ремонтопригодность. Общие требования ГОСТ 19152 — 80
СТОИРТ. Требования к эксплуатационной техноло- ГОСТ 21624^=81
гичности и ремонтопригодности изделий
СТОИРТ. Методы расчета показателей ремонтопри- ГОСТ 22952»78
годности по статистическим данным
Техническая диагностика (ТД)
ТД. Контролепригодность объектов диагностирова-
ния
ТД. Показатели диагностирования
ГОСТ 23563—79
ГОСТ 23564 — 79
П редисловие
5
Продолжение табл.
Наименование стандарта
Обозначение
стандарта
Система государственных испытаний продукции (СГИП)
СГИП. Испытания и контроль качества продукции. I ГОСТ 16504 — 81
Основные термины и определения	|
У правление качеством продукции (У КП)
УКП. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ 15467—79
Выбор номенклатуры показателей качества промыт- ГОСТ 22851 — 77
ленной продукции. Основные положения	|
Единая система допусков и посадок (ЕСДП)
ЕСДП. Поля допусков и рекомендуемые посадки ГОСТ 25347 — 82
(СТ СЭВ 144—75)
ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основных ГОСТ 25346 — 82
отклонений	(СТ СЭВ 145 — 75)
ЧАСТЬ 1
ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Глава 1
ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ (ТКИ)
Общие сведения. Изделия, как и любой продукт труда, предназначен-
ный для удовлетворения определенных потребностей, обладает свой-
ствами \ образующими его качество.
Конструктор, придавая конструкции изделия в процессе ее разра-
ботки необходимые свойства, выражающие полезность изделия, при-
дает ей и такие конструктивные свойства, которые предопределяют
уровень затрат ресурсов на создание, изготовление, техническое об-
служивание и ремонт изделия.
Совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность
его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при
производстве и эксплуатации для заданных показателей качества,
объема выпуска и условий выполнения работ, представляет собой
технологичность конструкции изделия (ТКИ).
ТКИ выражает не функциональные свойства изделия, а его кон-
структивные особенности. Конструкцию изделия характеризуют в об-
щем случае состав и взаимное расположение его составных частей,
схема устройства изделия в целом, форма и расположение поверхно-
стей деталей и соединений, их состояние, размеры, материалы и ин-
формационная выразительность. Поэтому для изделий следует приме-
нять термин «технологичность конструкции изделия».
Свойства, характеризующие качество изделия. Качество изделия,
наряду с технологичностью конструкции, характеризуется в общем
случае также его функциональностью (способностью реализации ос-
новных функций), экономичностью, надежностью, эргономичностью,
эстетичностью, патентоспособностью, транспортабельностью, безопас-
ностью и экологичностью.
Перечисленные грани качества изделия обусловлены в значитель-
ной мере его конструктивным исполнением, которое, в свою очередь,
определяет технологичность конструкции изделия в целом.
Связь технологичности с другими свойствами конструкции изделия
реализуется в сферах ее проявления в форме разрешения противоречий
между активными элементами технологического процесса — челове-
ком и используемыми им орудиями труда, с одной стороны, и противо-
действующим элементом — предметом труда (изделием, его моделью
или заготовкой), с другой.
Субстантные противодействия изделия прежде всего проявляются
в элементарных сопротивлениях: силы его тяжести — различным пере-
1 Здесь под свойством понимается объективная способность изделия про-
являть в определенной степени его качество по отношению к другим объек-
там, с которыми оно вступает во взаимодействие.
Технологичность конструкции изделия
7
мещениям; свойств его материала — резанию или давлению; его массы,
через инерционные силы, — выполнению некоторых механических и
сборочных работ и т. п.
Структурные противодействия изделия активным элементам про-
цессов изготовления, эксплуатации и ремонта обусловлены сложностью
конструкции и ее элементов, расположением и доступностью для обра-
ботки, жесткостью конструкции, числом составных частей и т. п.
Функциональные противодействия изделия условиям выполнения
работ в различных сферах определяются объемом выпуска изделий и
типом производства, его регулярностью и стабильностью, эстетиче-
скими и эргономическими требованиями к конструкции изделия, тре-
бованиями техники безопасности, производственной санитарии и ох-
раны окружающей среды.
При анализе процессов разработки конструкции изделия учиты-
ваются их взаимосвязи со сферами проявления ее свойств, включая
научные исследования и разработки новых процессов и технологиче-
ских методов, технологические процессы изготовления изделий и
процессы эксплуатации и ремонта изделий (рис. 1).
ТКИ и функциональность изделия. Показатели назначения харак-
теризуют соответствие изделия условиям реализации его основных
функций. Их соотношение с затратами всех видов ресурсов определяет
эффективность создаваемой и эксплуатируемой техники. В ряде слу-
чаев способность изделия выполнять свои основные функции непо-
средственно определяется его конструктивным исполнением. Это на-
кладывает существенное ограничение на выбор технологически рацио-
нальных инженерных решений, принимаемых по конструкции изделия
в период его разработки. Но и в этих случаях возможна многовариант-
ность решений, а следовательно, и выбор наиболее рационального
из них.
ТКИ и экономичность изделия. Под экономичностью изделия сле-
дует понимать способность изделия выполнять заданные функции
при использовании выделенных для его функционирования материаль-
ных, энергетических и других ресурсов в объемах, соответствующих
установленным для этой цели нормам. В состав этих ресурсов не вклю-
чаются оперативные затраты на техническое обслуживание и ремонт
изделия, характеризующие эксплуатационную технологичность его
конструкции. В этом состоит существенное отличие экономичности из-
делия от эксплуатационной ТКИ. Однако ресурсы, затрачиваемые
в первом и втором случаях, входят в сумму общих эксплуатационных
затрат на функционирование изделия и поддержание его в работоспособ-
ном состоянии, что важно учитывать при расчете обобщенного показа-
теля качества изделия.
В то же время для качественной характеристики ТКИ не следует
применять термин «экономичность конструкции изделия», поскольку
экономичность является общей характеристикой функционирующего
изделия.
ТКИ и надежность изделия. Требования к надежности (безотказ-
ности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости) направ-
лены на обеспечение выполнения изделием заданных функций в экс-
плуатации путем сохранения во времени и в установленных пределах
значений всех параметров, характеризующих способность выпол-
нять эти функции в определенных режимах и условиях применения,
Выдвижение требований по совершенствованию
Рис, 1, Структура взаимосвязи процессов разработки конструкции изделия со сферами проявления ее свойств
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Технологичность конструкции изделия
9
технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Реализация этих требований в конструкции изделия влечет за собой
трудовые, материальные и энергетические затраты на производство
изделия, поддержание и восстановление его работоспособности в про-
цессе технического обслуживания и ремонта и поэтому должна сопровож-
даться мероприятиями по обеспечению ТКИ.
Следует также учитывать непосредственную связь показателей на-
дежности с показателями ТКИ. Например, коэффициент нормирова-
ния надежности зависит от затрат на планово-профилактические ра-
боты за срок службы изделия, общая величина затрат связана с числом
отказов изделия в процессе его функционирования и т. п.
ТКИ и эргономичность изделия. Эргономические свойства конструк-
ции изделия аналогично свойствам, образующим ТКИ, проявляются
как при производстве, так и при эксплуатации изделия в результате
функционирования сложной эрготической системы вида человек—пред-
мет труда или человек—изделие.
При проектировании также учитывается необходимость взаимо-
связанного выполнения мероприятий по приданию конструкции из-
делия свойств эргономичности и технологичности.
ТКИ и эстетичность изделия. Художественно-конструкторское
решение формы исполнения изделия органически связано с обеспече-
нием ТКИ, поиском оптимального (по уровню затрат) сочетания ра-
циональных в эстетическом отношении конструктивных форм изделия
и технологически рационального конструктивного исполнения из-
делия и его составных частей.
Придание конструкции изделия эстетически и технологически ра-
циональных форм — двуединая задача процесса конструирования.
Мероприятия по обеспечению ТКИ в данном случае проводятся в объ-
еме, продиктованном необходимостью придания конструкции изделия
эстетических свойств.
ТКИ и патентоспособность изделия. Патентоспособность изделия
характеризует одну из сторон преемственности конструкции изделия,
а именно наличие в конструкции определенной части новых техниче-
ских решений, на которые поданы (или могут быть поданы) заявки
на изобретения, а также технических решений, защищенных авторскими
свидетельствами в СССР или патентами в странах предполагаемого
экспорта, либо подпадающих под действие патентов исключительного
права, выданных в СССР, и патентов, выданных в странах предполагае-
мого экспорта. В то же время преемственность конструкции изделия
является важнейшей характеристикой ТКИ.
ТКИ и транспортабельность изделия. Транспортабельность из-
делия характеризует его приспособленность к перемещению в про-
странстве, не сопровождающемуся использованием изделия, а также
к подготовительным и заключительным операциям, связанным с транс-
портированием изделия в сферах его производства, эксплуатации и
ремонта. Факторы, определяющие транспортабельность изделия (масса
и объем изделия, его габаритные размеры, режимы перемещения, вос-
приимчивость к внешним воздействиям), существенно влияют на раз-
меры затрат труда, материала и энергии при заданных условиях вы-
полнения работ во всех сферах проявления ТКИ. Поэтому решение
о транспортабельности изделия должно приниматься одновременно
с обеспечением ТКИ.
10
Обеспечение технологичности конструкции изделия
ТКИ и безопасность изделия. Техника, разрабатываемая человеком,
находится с ним в постоянном взаимодействии, поэтому наряду с удов-
летворением его потребностей по рассмотренным выше свойствам она
должна быть безопасной при изготовлении, транспортировании, хра-
нении, монтаже, подготовке к функционированию, техническом обслу-
живании, ремонте и утилизации, т. е. во всех сферах, в которых прояв-
ляется и ТКИ. Придавая конструкции изделия свойства, составляющие
ее технологичность, необходимо учитывать, что конструкция является
одновременно носителем свойств безопасности изделия.
ТКИ и экологичность изделия. Уровень вредных воздействий тех-
ники на окружающую среду, возникающих при ее производстве, экс-
плуатации и ремонте, зависит от принимаемых при разработке кон-
струкции изделия инженерных решений по используемым для его
изготовления, функционирования и восстановления рабочим материа-
лам, способам их переработки, применению в конструкции защитных
устройств и т. п. Эти решения непосредственно воздействуют на за-
траты ресурсов во всех областях проявления ТКИ, поэтому обеспече-
ние ТКИ и устойчивости экологической системы, во взаимодействии
с которой изделие должно проявлять свои свойства, следует также рас-
сматривать как комплексную задачу создания изделия высокого ка-
чества.
Учет технологических требований в конструкции изделия. Взаимо-
связь ТКИ с другими свойствами, характеризующими качество изде-
лия, отражает единство противоречивых сторбн в изделии как про-
дукте труда, обусловленных противоречиями между активными элемен-
тами производства и эксплуатации и противодействующим элементом —
изделием. Эти внутренние противоречия выступают источником непре-
рывного развития и совершенствования конструкции йзделия, учиты-
ваются при его проектирований и разрешаются (минимизируются)
реализацией конкурентного равновесия между техническими требова-
ниями к качеству изделия и технологическими требованиями к усло-
виям его производства и эксплуатации в условиях оптимальности по
Парето. Такая оптимизация является обязательной при определении
базрвых показателей ТКИ.
Общая классификация ТКИ. Классификация ТКИ по методу воз-
действия на конструкцию изделия, области проявления ТКИ и виду
затрат приведена на рис. 2.
Виды ТКИ по методу воздействия на конструкцию изделия выра-
жают ее техническую сущность, т. е. те существенные черты конструк-
ции изделия, воздействуя на которые, разработчик разрешает противо-
речия между активными элементами технологического процесса и из-
делием.
Технологическая рациональность и преемственность конструк-
ции изделия — две грани одного и того же комплекса свойств, образую-
щих ТКИ. Различие между ними состоит в том, что конструкция из-
делия рассматривается в разных ракурсах.
Технологическая рациональность конструкции изделия представ-
ляет собой совокупность тех свойств изделия, которые выражают тех-
нологичность его конструкции с точки зрения соответствия принятых
конструктивных решений условиям производства, эксплуатации и
ремонта.
Технологичность конструкции изделия
И
Уровень технологической рациональности конструкции изделия
регулируется посредством целесообразного (по условиям производства,
эксплуатации и ремонта) выбора состава конструктивных элементов
и материалов, схем соединения составных частей изделия и т. п.
Технологическая рациональность характеризует возможность из-
готовления и эксплуатации данного изделия или группы его испол-
нений при использовании имеющихся в распоряжении производителя
и потребителя продукции трудовых, материальных и других видов ре-
сурсов.
Рис. 2. Классификация ТКИ на виды и разновидности
Всякое изделие, рассматриваемое как объект производства, экс-
плуатации и ремонта, должно быть технологически рационально по
своему составу и конструктивному исполнению. Исключение состав-
Обеспечение технологичности конструкции изделия
ляют содержащиеся в отдельных изобретениях технические решения,
которые на данном этапе развития производства по технико-экономи-
ческим соображениям не могут быть воплощены в образцы новой тех-
ники при применении имеющихся технических средств и материалов
(научно-техническая революция резко сокращает сроки освоения в про-
изводстве подобных технических решений).
Изделие может рассматриваться как технологически рациональ-
ное только в конкретных условиях подготовки производства, изготов-
ления, технического обслуживания и ремонта. Следовательно, для
обеспечения требуемого уровня технологичности конструкции изделия
эти условия должны быть сформулированы к началу его разработки
с достаточной степенью точности.
Условия производства и эксплуатации высоко динамичны, поэтому
технологическая рациональность конструкции изделия должна рас-
сматриваться и оцениваться применительно к определенной ограничен-
ной зоне изменения этих условий.
Уровень технологической рациональности конструкции изделия
непрерывно меняется соответственно изменяющимся условиям и сред-
ствам производства, эксплуатации и ремонта. Эта особенность обуслов-
ливает необходимость применения методов количественной оценки тех-
нологической рациональности конструкции как по абсолютным значе-
ниям соответствующих показателей, так и по отношению значений этих
показателей к оптимальным значениям базовых (исходных, плановых)
показателей, установленным для данных условий производства, экс-
плуатации и ремонта и корректируемым по мере изменения этих ус-
ловий.
Преемственность конструкции изделия представляет собой совокуп-
ность тех свойств изделия, которые выражают технологичность его
конструкции с точки зрения единства повторяемости и изменяемости
принятых в ней инженерных решений. Эти свойства, в частности, ха-
рактеризуют:
единство повторяемости составных частей в данном исполнении
изделия или рассматриваемом множестве его исполнений и применяе-
мости в них новых составных частей, обусловленных новизной требо-
ваний к изделию или множеству его исполнений по их функциональ-
ному назначению, условиям производства или эксплуатации (конструк-
тивная преемственность изделия);
единство повторяемости и изменяемости технологических методов
выполнения, поддержания и восстановления элементов конструкции
изделия, учитываемых при его конструировании (технологическая пре-
емственность конструкции изделия).
Преемственность конструкции изделия становится одним из глав-
ных принципов наиболее целесообразной технической подготовки
производства. Использование этого принципа позволяет обеспечить
преемственность технологических процессов и средств технологического
оснащения, наилучшим образом организовать процесс ’ конструктор-
ского и технологического проектирования, максимально использовать
все лучшее, что создано ранее в процессах научно-исследовательских,
опытно-конструкторских и опытно-технологических разработок, ос-
воено в производственных условиях и всесторонне проверено в усло-
виях эксплуатации и ремонта.
В этом смысле преемственность конструкции изделия равнозначна
Технологичность конструкции изделия
13
ее технологической рациональности, поскольку характеризует много-
кратную применяемость таких решений, которые обеспечены в сферах
производства, эксплуатации и ремонта соответствующими материалами
и орудиями труда. Тем самым преемственность конструкции, как и ее
технологическая рациональность, предопределяет возможность раз-
работки и освоения новой техники.
Виды ТКИ по области ее проявления определяются основными сфе-
рами общественного производства, в которых проявляется качество
изделия. Они характеризуют приспособленность конструкции изделия
к сокращению затрат ресурсов и времени: на техническую подготовку
производства, процессы изготовления, сборки и монтажа изделия
вне предприятия-изготовителя (производственная ТКИ); на техниче-
ское обслуживание, текущий ремонт, хранение и транспортирование,
диагностирование и утилизацию изделия (эксплуатационная ТКИ);
на все виды ремонта, кроме текущего (ремонтная ТКИ).
Виды ТКИ по производимым затратам выражают ее экономиче-
скую сущность, которая проявляется в одной или нескольких кон-
кретных областях. Как виды ТКИ трудоемкость, материалоемкость и
энергоемкость изделия представляют собой свойства его конструкции,
определяющие соответствующие затраты ресурсов (труда, материалов
Придание конструк-
ции комплекса
свойств
Достижение опти-
мальных трудовых,
материальных и
энергетических
затрат
Совершенствование
условий выполнения
работ в различных
сферах проявления
ТКИ
Рис. 3, Схема связей работ по обеспечению ТКИ
14
Обеспечение технологичности конструкции изделия
и энергии) при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных
показателей качества изделия, объема его выпуска и условий выполне-
ния работ. Одновременно с этим трудоемкость, материалоемкость и
энергоемкость выступают как количественные характеристики указан-
ных свойств, являясь показателями ТКИ (см. гл. 2).
Хроноемкость изделия как вид ТКИ охватывает совокупность
свойств конструкции, характеризуемых затратами ресурсов в еди-
ницах времени.
Взаимосвязь видов ТКИ. Отработка конструкции изделия на тех-
нологичность осуществляется непосредственным воздействием на ее
техническую сущность путем придания конструкции комплекса свойств,
обеспечивающих ее технологическую рациональность и преемственность.
Следствием этого воздействия является изменение трудоемкости, ма-
териалоемкости, энергоемкости или других возможных видов ресурсо-
емкое™ изделия (рис. 3). Эти виды ТКИ, в свою очередь, проявляются
в одной или нескольких конкретных областях, образуя разновидности
ТКИ по области проявления. Конструктор, придавая конструкции из-
делия технологическую рациональность и преемственность в* процессе
отработки ее на технологичность, должен учитывать одновременно воз-
можные области проявления ТКИ, влияние принимаемых им инженер-
ных решений на снижение ресурсоемкости и повышение уровня ТКИ
по каждой области ее проявления с учетом результатов совершенство-
вания условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ре-
монте изделия.
ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИКА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТКИ
Термины и определения основных понятий при обеспечении ТКИ.
В области обеспечения ТКИ для организационных мероприятий, коли-
чественной оценки и показателей ТКИ установлены следующие термин^.
Термины в области организации работ:
обеспечение ТКИ — функция подготовки производства, включаю-
щая комплекс взаимосвязанных мероприятий по управлению процес-
сом обеспечения технологичности и совершенствованию условий вы-
полнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте изделия;
отработка конструкции изделия на технологичность — часть ра-
бот по обеспечению ТКИ, направленная на достижение заданного уровня
технологичности и выполняемая на всех стадиях разработки из-
делия;
технологический контроль конструкторской документации (КД) —
контроль КД, при котором проверяется соответствие конструкции
изделия требованиям технологичности.
Термины в области количественной оценки ТКИ:
показатель ТКИ — количественная характеристика технологич-
ности конструкции изделия (Q);
базовый показатель ТКИ — показатель, принятый за исходный
при оценке технологичности (Qg);
частный показатель ТКИ — показатель технологичности,* характе-
ризующий одно из входящих в нее свойств (q)\
комплексный показатель ТКИ — показатель технологичности,
характеризующий несколько входящих в нее частных или комплекс-
ных свойств (Qs — Я1, ...» Чы)}
Организация и экономика обеспечения ТКИ
15
уровень ТКИ — показатель, выражаемый отношением значения
показателя данного изделия к значению соответствующего базового
показателя ТКИ.
Общие показатели ТКИ:
материалоемкость изделия — воплощенные в конструкции затраты
материальных ресурсов, необходимых для производства, эксплуатации
и ремонта изделия;
металлоемкость изделия — воплощенные в конструкции затраты
металла, необходимого для производства, эксплуатации и ремонта из-
делия;
энергоемкость изделия — воплощенные в конструкции затраты
топливно-энергетических ресурсов, необходимых для производства,
эксплуатации и ремонта изделия;
удельная материалоемкость изделия — отношение материалоем-
кости изделия к номинальному значению основного параметра или по-
лезному эффекту, получаемому при использовании изделия по назна-
чению.
Производственные (ремонтные)1 показатели ТКИ:
трудоемкость изделия в изготовлении (ремонте) — воплощенные
в конструкции суммарные затраты труда на выполнение технологиче-
ских процессов изготовления (ремонта) изделия;
удельная трудоемкость изделия в изготовлении (ремонте) — от-
ношение трудоемкости изделия в изготовлении (ремонте) к номиналь-
ному значению основного параметра или к полезному эффекту, полу-
чаемому при использовании изделия по назначению;
технологическая себестоимость изделия в изготовлении (ремонте) —
воплощенные в конструкции суммарные затраты средств на осуществле-
ние технологических процессов изготовления (ремонта) изделия;
коэффициент применяемости материала — отношение нормы рас-
хода данного материала к сумме норм расхода всех материалов на из-
готовление (ремонт) изделия.
Эксплуатационные показатели ТКИ:
средняя оперативная трудоемкость изделия в техническом обслу-
живании (текущем ремонте) данного вида — математическое ожидание
оперативной трудоемкости изделия в техническом обслуживании (те-
кущем ремонте) данного вида за определенные периоды эксплуатации
или наработку;
средняя оперативная продолжительность технического обслужи-
вания (текущего ремонта) данного вида — математическое ожидание
продолжительности технического обслуживания (текущего ремонта)
данного вида за определенные периоды эксплуатации или нара-
ботку.
Цели и задачи обеспечения ТКИ. Цель обеспечения ТКИ заклю-
чается в придании конструкции изделия такого комплекса свойств,
при котором достигаются оптимальные значения затрат всех видов
ресурсов при производстве, эксплуатации и ремонте изделия для
заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполне-
ния работ.
i Все виды ремонта, кроме текущего.
16
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Целевая функция управления процессом разработки изделия по
заданным показателям ТКИ Должна обеспечивать возможность экстре-
мального управления
У (Q, Qt>) extr,	(1)
QGs
где Q, Qq — значения соответственно достигнутого на данном этапе
разработки и базового показателя ТКИ; S — область допустимого
изменения показателя ТКИ.
Принципиальная блок-схе-
ма системы управления про-
цессом разработки изделия
в соответствии с целевой функ-
цией (1) приведена на рис. 4.
Орган управления разработкой
конструкции оказывает упра-
вляющее воздействие U на
разработку по результатам по-
лучения информации о базо-
вых Y Qq и достигнутых Уф
показателях ТКИ.
Обеспечение ТКИ заклю-
чается в таком воздействии
на множество параметров кон-
струкции X = (х1? ..., хм),
которое приводит к достиже-
нию экстремальной цели, при
Рис. 4. Блок-схема системы управле-
ния разработкой изделия по заданным
Qg и достигнутым Q показателям ТКИ
соблюдении сформулированных ограничений * вида gt (X) = 0 ' и
Q (X) -> extr,
x£s
(2)
s. | St (X) = 0, f=l, /;
l/z7(X)>o, / = T77,
где функции Q, g и h определяются исходя из конструктивных осо-
бенностей изделия, а также разнообразных производственных, эксплуа-
тационных и ремонтных факторов, влияющих на значения показателей
ТКИ.
Ограничения определяются с учетом принятых на предприятии
или отрасли предельных норм и требований к числовым характеристи-
кам ТКИ, установленных в стандартах или других документах.
Достижение экстремальной цели (2) связано с решением следую-
щих основных задач обеспечения ТКИ:
прогнозирование, установление и применение базовых показате-
лей ТКИ для данного вида изделий;
отработка конструкции изделия на технологичность при техниче-
ской подготовке производства и, в обоснованных случаях, при изготов-
лении изделия;
совершенствование условий выполнения работ при производстве,
эксплуатации и ремонте;
количественная оценка ТКИ;
Организация и экономика обеспечения ТКИ
17
технологический контроль конструкторской документации;
подготовка и внесение в конструкторскую документацию измене-
ний, обеспечивающих достижение базовых показателей ТКИ, в соответ-
ствии с результатами технологического контроля.
Повышение уровня ТКИ является одним из главных направлений
повышения эффективности промышленного производства при незначи-
тельных дополнительных затратах на его осуществление.
Обеспечение ТКИ направлено на экономию всех видов ресурсов
(трудовых, материальных, энергетических, финансовых и времени)
на всех стадиях жизненного цикла изделия. Основные мероприятия,
способствующие экономии ресурсов на различных стадиях, приведены
в табл. 1.
Обеспечение ТКИ является составной частью работ по проектиро-
ванию и принятию решений по совершенствованию конструкции из-
делия, технологии его производства, эксплуатации и ремонта (рис. 5).
Главные факторы, определяющие требования к обеспечению ТКИ.
Главными факторами, влияющими на обеспечение ТКИ, являются:
1. Мероприятия по обеспечению ТКИ
Объект воздей- ствия	Разработка	Производств	Эксплуатация и ремонт
Предмет	Систематизация и	Применение рацио-	Сокращение номен-
труда	стандартизация (унификация, ти- пизация и др.) ис- ходных конструк- тивных решений	нальных заготовок	клатуры быстросмен- ных и запасных ча- стей
Средства	Применение техни-	Унификация, агре-	Унификация, агре-
труда	ческих средств ме- ханизации и авто- матизации инже- нерно-технических работ	гатирование и стан- дартизация средств технологического оснащения произ- водственных про- цессов. Внедрение прогрессивных тех- нологических ме- тодов изготовления	гатирование и стан- дартизация средств технологического ос- нащения процессов, а также внедрение прогрессивных тех- нологических мето- дов технического об- служивания и ре- монта
Человек	Взаимодействие	Взаимодействие	Взаимодействие по-
(разра-	разработчика кон-	производителя с	требителя с разработ-
ботчик,	струкции изделия	разработчиком и	чиком и производите-
произво-	с производителем	потребителем. По-	лем. Повышение ква-
дитель	и потребителем.	вышение квалифи-	лификации потреби-
или по- треби- тель)	Повышение квали- фикации разработ- чика в области тки	кации производи- теля в области тки	теля в области ТКИ
Органи-	Специализация	Применение груп-	Применение рацио-
зация	опытно-конструк-	повой и поточной	нальных форм орга-
труда	торских работ	форм организации труда	низации техническо- го обслуживания и ремонта изделия
Резуль-	Каталогизация ре-	Корректировка ба-	Корректировка ба-
тат	зультатов инженер-	зовых показателей	зовых показателей
труда	но-технических ра- бот	производственной ТКИ с учетом дан- ных прогнозирова- ния	эксплуатационной ТКИ с учетом данных прогнозирования
18
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Разработка
Разработка
Разработка
и изготовле-
ние СТО
и ремонта
Разработка
процессов ТО
конструкции
Разработка
процессов про-
изводства
Рис. 5. Контуры принятия реше-
ний при обеспечении ТКИ:
1 — по конструкции изделия;
2 — по совершенствованию тех-
нологии производства изделия;
3 — по совершенствованию экс-
плуатации и ремонта
вид изделия, его конструк-
тивная сложность, новизна
конструкции изделия, харак-
теристика исходных матери-
алов, стадия разработки.
Вид изделия определяет
исходные конструктивные и
технологические признаки,
обусловливающие основные
требования к обеспечению
ТКИ. К этим признакам,
например, относятся: способ изготовления или сборки изделия, усло-
вия комплектации изделия, группирование изделий по общим кон-
структивным признакам, полнота и завершенность конструктивного
исполнения, тип производства.
Состав и структура изделия, в соответствии с которыми выполняют
конструкторскую документацию, являются основными признаками
деления изделий на виды в сферах проектирования и производства.
По этим признакам все многообразие разрабатываемых и производимых
изделий (от простых деталей до сложнейших технических систем)
может быть разделено в соответствии с ГОСТ 2.101—68 на четыре вида:
детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. В зависимости
от наличия или отсутствия составных частей эти изделия могут быть
отнесены к специфицированным (сборочные единицы, комплексы, ком-
плекты) или неспецифицированным (детали).
Деталь — изделие, изготовленное из материала одной марки без
применения сборочных операций или с использованием местных соеди-
нительных операций (сварки, пайки, склеивания и т. п.).
Сборочная единица — изделие, составные части которого подле-
жат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными
операциями. К сборочным единицам может быть отнесено большинство
разрабатываемых и выпускаемых изделий, а также входящих в них
составных частей. В отдельных случаях сборочные единицы перед от-
правкой потребителю монтируют укрупненно или демонтируют по ус-
ловиям транспортирования или иным соображениям и затем подвер-
гают монтажу вне предприятия-изготовителя.
Комплекс — изделие, состоящее из нескольких специфицирован-
ных изделий взаимосвязанного назначения, не соединяемых на пред-
приятии-изготовителе сборочными операциями. Такие изделия, как
правило, монтируют непосредственно на месте эксплуатации.
Комплект — несколько изделий общего функционального назна-
чения вспомогательного характера, не соединяемых на предприятии-
изготовителе сборочными операциями.
При организации опытно-конструкторских работ часто классифи-
цируют изделия по условиям их комплектации. К комплектующим
Организация и экономика обеспечения ТКИ
19
относят изделия, предназначенные для сборки другого изделия в ка-
честве его составных частей. При этом широко используют термины
«покупное изделие» и «кооперированное изделие».
Покупными являются изделия (составные части), получаемые пред-
приятием в готовом виде по конструкторской документации предприя-
тия-поставщика.
К кооперированным относят изделия (составные части), получае-
мые предприятием в готовом виде по его конструкторской докумен-
тации.
На изделия, обладающие общими конструктивными признаками,
выпускают групповые конструкторские документы, содержащие дан-
ные и двух изделиях и более. По признаку общности конструктивных
исполнений различают:
изделие однотипного исполнения — изделие, не взаимозаменяемое
с другими изделиями, обладающими общими с ним конструктивными
признаками, и оформленное общим основным групповым конструктор-
ским документом;
изделие основного исполнения — однотипное изделие первого ис-
полнения, условно принятого за основное;
изделие неосновного исполнения — однотипное изделие любого
исполнения, за исключением основного.
На различных стадиях разработки конструкторской документации
и освоения производства изделий, установленных ГОСТ 2.103—68,
используют несколько понятий видов изделий, образованных по приз-
наку полноты и завершенности конструктивного исполнения;
макет — изделие, воспроизводящее разрабатываемое изделие или
его составные части в объеме, необходимом для проверки принципов
их работы при создании экспериментального образца, выполнении
проектной или рабочей документации;
экспериментальный образец изделия — изделие, изготовленное
при проведении научно-исследовательских работ для проверки основ-
ных технических решений, параметров и характеристик, подлежащих
использованию при разработке изделия;
модель изделия — изделие, воспроизводящее разрабатываемое из-
делие полностью в другом масштабе или частично (упрощенно) в лю-
бом масштабе для иллюстрации внешнего вида изделия и взаимосвязи
его составных частей, либо для проверки принципа работы изделия на
стадиях его разработки;
опытный образец изделия — изделие, изготовленное по вновь
разработанной рабочей конструкторской документации для проверки
его соответствия техническому заданию, последующей необходимой
корректировки" документации и подготовки технологического про-
цесса изготовления основных составных частей изделия (в отдельных
случаях для этой цели изготовляют опытную партию изделий);
изделие установочной серии — изделие, изготовленное по докумен-
тации, уточненной по результатам изготовления и испытания опытного
образца или опытной партии для контроля его соответствия техниче-
скому заданию, проверки технологического процесса изготовления из-
делия и последующей необходимой корректировки документации;
изделие головной серии — изделие, изготовленное по документа-
ции, уточненной по результатам изготовления и испытания установоч-
ной серии, для контроля соответствия его техническому заданию и
20
Обеспечение технологичности конструкции изделия
принятия решения о дальнейшем выпуске изделий в серийном (массо-
вом) производстве.
В зависимости от типа производства, определяемого объемом,
регулярностью повторения и непрерывностью выпуска изделий, ста-
бильностью номенклатуры изделий, специализацией рабочих мест,
соответствующей технологической оснащенностью и методами органи-
зации производства, различают:
изделие единичного производства, изготавливаемое в условиях еди-
ничного производства в количестве одной или нескольких штук (изде-
лие, изготовленное единожды без каких-либо предпосылок дальнейшего
изготовления, называют изделием разового изготовления);
изделие серийного производства, изготавливаемое в условиях се-
рийного производства периодически повторяющимися сериями по еди-
ной конструкторской документации;
изделие массового производства, изготавливаемое непрерывно
в условиях массового производства по единой конструкторской доку-
ментации.
В соответствии с ГОСТ 2.101—68 существуют два вида изделий раз-
личной сферы потребления (по отношению к производителю);
изделие основного производства, предназначенное для поставки
предприятием-изготовителем потребителю;
изделие вспомогательного производства, предназначенное для соб-
ственных нужд предприятия, изготовляющего его.
Одно и то же изделие может быть изделием как основного, так и
вспомогательного производства. Между изделиями этих двух видов
существенных различий нет, поскольку порядок формирования кон-
структорской документации на них, стадии (последовательность) их
разработки и освоения по существу являются одинаковыми и по мере
развития специализации и кооперирования в промышленности и ор-
ганизации централизованного изготовления грани между ними исче-
зают. Поэтому порядок организации опытно-конструкторских работ
и отработки конструкций на технологичность является, по сути,, еди-
ным для изделий основного и вспомогательного производств.
Конструктивная сложность изделия — относительная характе-
ристика его состава и структурного исполнения, определяющая допол-
нительные конструктивные признаки и соответствующие требования
к обеспечению технологической рациональности конструкции из-
делия.
Конструктивная сложность изделия существенно влияет на сле-
дующие факторы:
интенсивность нарастания информации о разрабатываемом объекте
(по мере перехода к новым стадиям разработки), необходимой для
последующего освоения его в производстве и эксплуатации, и, в конеч-
ном счете, на сроки технической подготовки производства;
условия комплектации изделий, организацию и затраты труда в про-
цессах изготовления, технического обслуживания и ремонта.
Сложность конструкции изделия часто выражают числом образую-
щих составных частей или конструктивных элементов изделия. Для
определения коэффициента конструктивной сложности изделия в этом
случае используют зависимость
ксл = М/Ма,
Организация и экономика обеспечения ТКИ
21
где М, Л4а — число составных частей (элементов) в исполнении соот-
ветственно разрабатываемого образца и аналога. Если Ма равно пре-
дельно допустимому числу составных частей (элементов), 0 < КСл^ 1*
Сложность конструкции существенно влияет на ресурсоемкость
изделия, поэтому она часто учитывается при расчетах трудоемко-
сти разрабатываемого изделия по данным аналога.
Пример. Определить трудоемкость нового изделия, коэффициент слож-
ности которого Ксл — 0,5, при условии сохранения характера зависимости
трудоемкости от числа составных частей изделия, полученной на основании
статистических данных, вида Т — где X = 2. Трудоемкость аналога
?а равна 500 нормо-ч.
Используя исходные зависимости:	Т — М\ находим
Т/Т^М/М^-К^.
Следовательно
Т = ТаКсл ~ 500-0,5^ — 125 норме-ч
На конструктивную сложность изделия можно воздействовать
методами агрегирования его составных частей и блочно-модульного
построения структуры исполнения изделия.
Эти методы упрощают проектирование изделия и отработку его
конструкции на технологичность, улучшают условия его изготовления
на основе специализации и кооперирования, облегчают процессы мон-
тажа, технического обслуживания и ремонта.
Новизна конструкции изделия определяет дополнительные кон-
структивные признаки, обусловливающие требования к обеспечению
преемственности конструкции изделия.
Новизна конструкции изделия существенно влияет на выбор ра-
ционального состава стадий и этапов технической подготовки произ-
водства, обязательных для их прохождения при создании и освоении
изделия, а также на возможность сокращения номенклатуры состав-
ных частей изделия и необходимых для их изготовления и ремонта
средств технологического оснащения, развития специализации основ-
ного и ремонтного производства, снижения расхода материалов на за-
пасные части и т. п.
Являясь абсолютной характеристикой изделия, новизна его кон-
струкции может быть выражена относительным показателем
ка = м„/м,
где /14 и — число новых составных частей (элементов) в исполнении
разрабатываемого образца изделия. Коэффициент новизны конструк-
ции изделия Ка изменяется от нуля до единицы.
На новизну конструкции изделия можно воздействовать методами
унификации его составных частей (элементов), типизации структурных
компоновок, группового или базового проектирования и т. п
Эффективность этих методов проявляется на всех стадиях жизнен-
ного цикла изделия в сокращении сроков проектирования и освоения
новой техники, повышении гибкости и мобильности производства, сок-
ращении всех видов ресурсов, расходуемых на изготовление, техниче-
ское обслуживание и ремонт изделия.
22
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Характеристика исходных материалов, выбираемых для изготов-
ления деталей, является основным фактором, определяющим требо-
вания к обеспечению технологической рациональности и преемствен-
ности конструктивных элементов деталей.
От характеристики исходных материалов существенно зависят
выбор рациональных технологических методов и высокопроизводитель-
ных средств технологического оснащения процессов изготовления, тех-
нического обслуживания и ремонта, рациональное сокращение
сортамента и марок используемых материалов и необходимых для
их обработки видов средств технологического оснащения, возмож-
ность применения прогрессивных технологических процессов и опе-
раций.
Для упорядочения сортамента и марок исходных материалов мо-
гут быть использованы ограничительные перечни, регламентирующие
те из них, которые могут быть применены в данном изделии. Этому же
способствует унификация сортамента и марок материалов, проводимая
непосредственно в процессе проектирования изделия.
Стадия разработки играет существенную роль в определении тре-
бований к обеспечению ТКИ, поскольку для каждой стадии характерны
своеобразная целевая установка, отличные от других стадий глубина
конструкторской проработки технических решений и степень укруп-
нения их технико-экономических оценок.
Разработка изделия — сложный, многоступенчатый процесс, для ко-
торого характерны три четко выраженные фазы:
первая фаза (разработка технического задания) — процесс установ-
ления исходных требований и формирования предварительных (возмож-
ных и желательных) очертаний объекта разработки;
вторая фаза (разработка проектной конструкторской докумен-
тации) — процесс последовательно углубляемой технико-экономиче-
ской проработки инженерных решений, осуществляемый исходя из
данных технического задания, результатов научно-исследовательских
работ и практического опыта;
третья фаза (разработка рабочей конструкторской документации) —
процесс материального воплощения результатов инженерного поиска,
систематизации опытно-промышленных данных и сопоставления их
с техническим заданием, внесения необходимых уточнений в докумен-
тацию.
Ко второй фазе в зависимости от новизны и сложности конструк-
ции изделия могут быть отнесены:
многократное (многовариантное) моделирование объекта в доку-
ментации, сопоставление и анализ различных моделей, основанных
на сочетании различных по новизне, сложности и другим признакам
составных элементов, и выделение оптимального варианта (разработка
технического предложения);
проработка и изучение основных составляющих элементов опти-
мального варианта модели объекта и принципов их взаимодействия
(разработка эскизного проекта);
всесторонняя проработка модели объекта, всех ее элементов и их
взаимосвязей, позволяющей получить полное представление об устрой-
стве и принципе работы объекта и принять окончательные технические
решения по исходным материалам, составу и структуре изделия (раз-
работка технического проекта).
Организация и экономика обеспечения ТКИ
23
Система обеспечения ТКИ должна предусматривать возможность
принятия решений как по конструкции изделия, так и по условиям
его производства, эксплуатации и ремонта уже на ранних стадиях про-
ектирования. Конструктор не может перейти от одного этапа конструи-
рования к другому, не обеспечив требования ТКИ. Однако обеспечение
конструктивной и технологической преемственности облегчает задачу
создания конструкции, так как упорядочивает состав этапов и сокра-
щает сроки подготовки производства.
Преемственность конструкции изделия неизбежно влечет за собой
преемственность методов и средств производства. Это позволяет пере-
смотреть структуру традиционного цикла подготовки производства:
проектирование изделия — разработка технологических процессов —
проектирование и изготовление средств технологического оснаще-
ния, и представить его в виде задач, решаемых во взаимосвязи практи-
чески параллельно, максимально используя все ценное, что накоплено
Рис. 6. Блок-схема технической подготовки производства и эксплуатации
нового изделия:
О КТ — отработка конструкции изделия на технологичность; СТМ — совер-
шенствование технологических методов изготовления, эксплуатации и ре-
монта; ССО — совершенствование средств технологического оснащения ТО;
*=• конструкторская документация; ТД — технологическая документация
24
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Содержание и последовательность работ по обеспечению ТКИ.
В состав работ по обеспечению ТКИ входят разнообразные мероприятия
по достижению технологической рациональности и оптимальной пре-
емственности конструкции изделия, преимущественно направленные
на следующие цели:
снижение трудоемкости и технологической себестоимости изделия
в изготовлении и монтаже вне предприятия-изготовителя;
снижение трудоемкости, технологической себестоимости изделия
в эксплуатации и ремонте и продолжительности технического обслужи-
вания и ремонта изделия;
снижение материалоемкости и энергоемкости изделия, прежде
всего их важнейших составляющих — расхода металла и топливно-
энергетических ресурсов при изготовлении, монтаже вне предприя-
тия-изготовителя, техническом обслуживании и ремонте.
Комплекс работ по снижению трудоемкости и технологической себе-
стоимости изделия в изготовлении и монтаже вне предприятия-изготови-
теля в общем случае включает:
повышение серийности выпуска изделия и его составных частей
на основе их стандартизации, унификации и обеспечения конструктив-
ного подобия;
ограничение номенклатуры составных частей, конструктивных эле-
ментов и применяемых материалов;
применение в разрабатываемых конструкциях освоенных в произ-
водстве конструктивных решений, соответствующих современным тре-
бованиям;
разработку конструктивных решений, позволяющих применить
высокопроизводительные и малоотходные технологические методы,
основанные на типизации процессов и прогрессивных формах их орга-
низации, а также стандартные средства технологического оснащения,
обеспечивающие оптимальный уровень механизации и автоматизации
труда в производстве;
использование конструктивных решений, позволяющих снизить
затраты на обеспечение доступа к составным частям, установки и съема
составных частей изделия;
использование конструктивных решений, обеспечивающих возмож-
ность транспортирования изделия в собранном виде или в виде закон-
ченных составных частей, не требующих при монтаже разборки для
расконсервации, контроля, а также операций по подгонке;
использование конструктивных решений, облегчающих и упро-
щающих условия изготовления и монтажа вне предприятия-изготови-
теля для ограничения требований к квалификации изготовителей и
монтажников.
Комплекс работ по снижению трудоемкости, технологической
себестоимости изделия в эксплуатации и ремонте и продолжительности
технического обслуживания и ремонта изделия в общем случае вклю-
чает:
использование конструктивных решений, позволяющих снизить
затраты на подготовку к работе по назначению, технический кон-
троль, техническое диагностирование и транспортирование из*
делия;
Организация, и экономика обеспечения ТКИ
25
Рис. 7. Основное содержание работ по обеспечению ТКИ на ранних стадиях
разработки конструкторской документации
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис. 8. Основное содержание работ по обеспечению ТКИ на стадии разработки рабочей конструкторской документации
Общие требования к ТКИ
28
Обеспечение технологичности конструкции изделия
применение конструктивных решений, уменьшающих затраты ре-
сурсов на обеспечение доступа к составным частям, замену составных
частей изделия такими же частями при сохранении установленного ка-
чества изделия в целом, установку и съем составных частей изделия,
восстановление геометрических характеристик и качества поверхности
детали;
повышение уровня унификации и стандартизации составных ча-
стей изделия;
ограничение числа сменяемых составных частей изделия, номен-
клатуры материалов, инструмента, вспомогательного оборудования и
приспособлений;
использование конструктивных решений, облегчающих и упро-
щающих условия технического обслуживания и ремонта для ограниче-
ния требований к квалификации персонала, осуществляющего техни-
ческое обслуживание и ремонт.
Комплекс работ по снижению материалоемкости и энергоемкости
изделия в общем случае включает:
применение рациональных сортаментов и марок материалов, ра-
циональных способов получения заготовок, методов и режимов упроч-
нения деталей;
разработку и применение прогрессивных конструктивных реше-
ний, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоот-
ходные и безотходные технологические процессы;
разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей
сокращение расхода материала и энергии при монтаже вне предприя-
тия-изготовител;
внедрение обоснованных запасов прочности металлоконструкций,
типовых методов расчетов и испытаний изделия.
В состав работ по обеспечению ТКИ при разработке технического
задания на разработку изделия входят:
сбор информации о технологичности конструкций изделий-анало-
гов;
выбор номенклатуры и расчет значений базовых показателей тех-
нологичности;
установление требований к технологичности разрабатываемой кон-
струкции изделия.
Основное содержание работ по обеспечению ТКИ на стадиях
разработки проектной и рабочей конструкторской документации из-
ложено на схемах, приведенных на рис. 7 и 8.
При обеспечении ТКИ значение решаемых задач на разных ста-
диях разработки конструкции различно. Наибольшее значение имеют
конструктивные решения на ранних стадиях, когда определяются ос-
новные конструктивные и технологические признаки изделия, харак-
теризующие технологичность его конструкции. Статистические данные
в машиностроении позволяют наглядно представить распределение
объема и эффективности работ по обеспечению ТКИ на стадиях разра-
ботки изделия (рис. 9).
Методы и приемы отработки конструкции изделия на технологич-
ность. Отработку конструкции изделия на технологичность при выпол-
нении опытно-конструкторских работ целесообразно проводить на ос-
нове комплексного использования специальных методов и приемов кон-
струирования, обеспечивающих технологическую рациональность и
Организация и экономика обеспечения ТКИ
29
2. Методы и приемы, используемые при отработке
конструкции изделия на технологичность
Метод (прием)
Краткая характеристика
Рекомендации
по применению
Обеспечение технологической рациональности
конструкции изделия
Блочно-модуль-
ное построение
систем
и устройств
Агрегатирование
составных
частей
Оптимизацион-
ный метод
выбора и на-
значения кон-
структивных
элементов де-
талей и мате-
риалов
Размерный
анализ
Выделение функционально
законченной части системы
или устройства с образо-
ванием блока-модуля, т, е.
части изделия, представ-
ляющей собой совокуп-
ность функционально объ-
единенных элементов
Объединение взаимосвязан-
ных составных частей из-
делия в более крупную
составную часть — агрегат
для применения как неде-
лимого целого
Выбор наилучших вариан-
тов конструктивных эле-
ментов и материалов из
множества возможных с ис-
пользованием современных
математических средств,
включая математическое и
динамическое программи-
рование, оптимальное уп-
равление, векторный ана-
лиз. Выбор метода опти-
мизации зависит от вида
целевой функции и харак-
тера ограничений
Совокупность приемов рас-
членения объекта на эле-
ментарные поверхности и
связи между ними
Наиболее эффективен при
монтаже вне предприятия-
изготовителя и необходимо-
сти частой смены модулей как
составных частей целого в
процессе эксплуатации
Функциональ-
но-стоимостной
анализ
Минимизация затрат для
обеспечения основных функ-
ций изделия
Экономико-
математическое
моделирование
Описание объектов (про-
цессов) посредством эко-
номических моделей с при-
менением математических
средств
Метод является основой раз-
вития специализации произ-
водства составных частей и
внедрения высокопроизводи-
тельных агрегатных методов
ремонта
Целесообразные области при»
менения: выбор физико-хи-
мических и механических
свойств материалов и видов
исходных заготовок; устано-
вление точности и шерохова-
тости поверхностей; выбор
формы и расположения по-
верхностей деталей и видов
соединений их с сопрягаемы-
ми деталями; выбор методов
изготовления, в том числе
сборки
Применение метода целесо-
образно при простановке
размеров и их предельных
отклонений при условии уче-
та оптимальности затрат на
изготовление и взаимозаме-
няемости составных частей
конструкции при сборке,
монтаже, техническом обс-
луживании и ремонте
Применим независимо от ти-
па производства. Наиболь-
ший эффект дает на ранних
стадиях проектирования кон-
струкции изделия
Применение целесообразно
при установлении взаимо-
связей основных функцио-
нальных, конструктивных
и технологических характе-
ристик изделия, влияющих
на затраты труда, материа-
лов и энергии при изготовле-
нии, техническом обслужива-
нии и ремонте, с эффектив-
ностью проектируемой тех-
ники в народном хозяйстве
30
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Продолжение табл. 2
Метод (прием)	Краткая характеристика	Рекомендации по применению
Обеспечение конструктивной преемственности изделия
Типизация
конструкции
изделия
Унификация
составных ча-
стей изделия,
конструктив-
ных элементов
и материалов
Взаимозаменяе-
мость состав-
ных частей
Заимствование
Симплификация
Создание типового образа
изделия для множества его
исполнений, обеспечиваю-
щего применение при их
разработке унифицирован-
ных составных частей и
связей между ними
Сокращение разнообразия
перечисленных объектов
при сохранении (или уве-
личении) разнообразия
сфер (объектов), в которых
они применяются
Наиболее эффективен при
многократной повторяемо-
сти конструктивных схем и
компоновок изделия и его
составных частей
Придание составным  а-
стям изделия способности
взаимной замены в данном
изделии или группе изде-
лий
Выбор составных частей
или конструктивных эле-
ментов изделия и материа-
лов из числа существую-
щих для применения в
разрабатываемой конструк-
ции
Ограничение или .простое
сокращение числа типораз-
меров выпускаемых изде-
лий и их составных частей
однотипного исполнения,
номенклатуры конструк-
тивных элементов, сорта-
мента а марок применяе-
мых материалов
Применяется на всех стади-
ях создания конструкции из-
делия и подготовки его про-
изводства в том случае, если
в сфере производства и экс-
плуатации повышает произ-
водительность труда и каче-
ство работы, снижает себе-
стоимость продукции и про-
изводимых работ при техни-
ческом обслуживании и ре-
монте
Наиболее эффективен для со-
ставных частей изделия, ча-
сто сменяемых в процессе их
эксплуатации и ремонта
Целесообразен при наличии
освоенного производства со-
ставных частей, конструк-
тивных элементов и материа-
лов
Применим в случаях, когда
технически и экономически
целесообразно уменьшение
числа принятых конструк-
тивных решений и материа-
лов
Обеспечение технологической преемственности конструкции изделия
Типизация тех-
нологических
процессов про-
изводства,
эксплуатации
м ремонта
изделия
Систематизация, анализ и
синтез возможных техно-
логических решений с
целью разработки техноло-
гических процессов, опти-
мальных для данных ус-
ловий производства, тех-
нического обслуживания
и I емонта
Применяется при любом ти-
пе производства. Целесооб-
разен при единстве техноло-
гической последовательно-
сти и общности элементов
процесса
Организация и экономика обеспечения ТКИ
31
Продолжение табл. 2
Метод (прием)	Краткая характеристика	Рекомендации по применению
Унификация технологиче- ских операций Стандартиза- ция средств технологическо- го оснащения	Сокращение разнообразия операций, обеспечивающее изготовление или ремонт группы изделий различной конфигурации на специа- лизированных рабочих ме- стах в условиях групповой обработки Совокупность приемов уни- фикации, агрегатирования и	взаимозаменяемости средств технологического оснащения, обеспечиваю- щих многократное исполь- зование стандартных ком- понентов и на этой основе минимизацию затрат на раз- работку и производство спе- циальных средств оснащения	Применяется в целях резко- го повышения загрузки средств технологического ос- нащения Наиболее эффективен в еди- ничном и мелкосерийном производстве, а также при создании гибких автомати- зированных производствен- ных систем
Рис. 9. Схема примерного распределения объема и эффективности работ
ио обеспечению ТКИ на стадиях проектирования изделия
преемственность конструкции изделия. Краткая характеристика наи-
более распространенных методов и приемов, используемых при отра-
ботке конструкции изделия на технологичность, и общие рекомендации
по их применению приведены в табл. 2.
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТКИ
Ниже изложены общие требования к технологичности конструк-
ций сборочных единиц и деталей, носящие универсальный характер.
Разнообразные примеры обеспечения ТКИ с учетом видов обработки
и сборки приведены в гл. 5—7.
32
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Технологичность конструкции сборочной единицы. Конструкция
сборочной единицы должна удовлетворять требованиям изготовления,
эксплуатации и ремонта наиболее производительными и экономичными
способами при заданных условиях производства, эксплуатации и ре-
монта.
Технологичность конструкции сборочной единицы рассматривается
относительно всего изделия и его составных частей с учетом условий
сборки, испытания, монтажа вне предприятия-изготовителя, техниче-
ского обслуживания и ремонта.
Конструкция сборочной единицы отрабатывается на технологич-
ность комплексно, учитывая взаимозависимость производственной,
эксплуатационной и ремонтной технологичности составных частей
сборочной единицы, а также изделия, в которое данная сборочная еди-
ница входит как составная часть.
При обеспечении технологичности сборочных единиц следует учи-
тывать их функциональное различие в составе изделия.
Сборочные единицы могут быть составной частью изделия и
не выполнять самостоятельных функций (например, корпус клапана
с запрессованной втулкой), либо выполнять самостоятельные функции
(например, редукционный клапан насоса в отдельном корпусе; насос
в отдельном корпусе относительно двигателя и т. д.).
Уровень технологичности конструкции определяют для всех сбо-
рочных единиц, для которых в техническом задании установлены ба-
зовые показатели технологичности.
Состав показателей технологичности, используемых для отработки
конструкции сборочной единицы и определения уровня ее техноло-
гичности, и состав базовых показателей должны полностью совпадать.
Требования к составу сборочной единицы. Сборочная единица должна
расчленяться на рациональное число составных частей с учетом прин-
ципа агрегирования, а ее конструкция компоноваться из стандартных
и унифицированных частей и исключать необходимость применения
сложного технологического оснащения.
Виды используемых соединений, их конструктивное оформление
и месторасположение выбирают с учетом требований механизации и
автоматизации сборочных работ.
В конструкции сборочной единицы и ее составных частей, имеющих '
массу более 16 кг, необходимо наличие конструктивных элементов для
удобного захвата грузоподъемными средствами, используемыми в про-
цессе сборки, разборки и транспортирования.
В конструкции сборочной единицы предусматривается базовая
составная часть, которая является основой для расположения осталь-
ных составных частей изделия. Форма базовой составной части должна
быть удобной для правильной установки ее на рабочем месте сборки:
в стапеле, приспособлении, на рабочем столе, сборочной площадке и т. д.
В конструкции базовой составной части необходимо предусматри-
вать возможность использования конструкторских баз в качестве тех-
нологических и измерительных.
Компоновка конструкции сборочной единицы должна обеспечи-
вать сборку изделия при неизменном базировании составных частей и
исключать их промежуточные разборки и повторные сборки.
В компоновке составных частей сборочной единицы предусматри-
вают удобный доступ к местам, требующим контроля, регулирования
Общие требования к ТКИ
33
и проведения других работ, регламентированных технологией подго-
товки изделия к использованию по назначению, технического обслужи-
вания и ремонта.
Компоновка сборочной единицы и способы соединений должны
обеспечивать легкосъемность быстросменных составных частей.
При выборе компоновки сборочной единицы необходимо преду-
сматривать рациональное расположение такелажных узлов, монтажных
опор и других устройств для обеспечения транспортабельности изделия.
Требования к конструкции соединений составных частей. Число
поверхностей и мест соединений, составных частей должно быть по
возможности минимальным, а места соединений составных частей до-
ступными для механизации сборочных работ и контроля качества со-
единений.
В конструкции соединений составных частей следует исключать
сложную и необоснованно точную обработку сопрягаемых поверхно-
стей и необходимость дополнительной обработки в процессе сборки.
Требования к точности и методу сборки. Точность расположения
составных частей должна быть обоснована и взаимосвязана с точностью
их изготовления.
Метод сборки для данного объема выпуска и типа производства
выбирают на основании расчета и анализа размерных цепей. Расчет
размерных цепей следует проводить, используя метод максимума-
минимума или вероятностный. Метод максимума-минимума применяют
при расчете коротких размерных цепей (с числом звеньев менее пяти)
с высокой точностью замыкающего звена или многозвенных размерных
цепей с малой точностью замыкающего звена.
При выборе метода сборки следует учитывать трудоемкость изделия
в сборочных работах и затраты на изготовление составных частей с точ-
ностью, необходимой для данного метода сборки. Методы сборки рас-
полагаются по убывающей производительности труда сборочных работ
в следующем порядке: с полной взаимозаменяемостью; с неполной вза-
имозаменяемостью; с групповой взаимозаменяемостью; с регулирова-
нием, компенсаторами; с пригонкой.
В конструкции необходимо предусматривать устройства, обеспечи-
вающие заданную точность относительного расположения составных
частей (центрирующие, фиксирующие, компенсирующие и др.).
Пределы регулирования и параметры компенсаторов рассчитывают
на основе теории размерных цепей.
Компенсирующие, центрирующие и фиксирующие устройства
должны иметь простую конструкцию и свободный доступ для рабочего
и контрольного инструментов.
Требования к конструкции при автоматизированном процессе
сборки. При разработке сборочной единицы необходимо стремиться
к простоте ее конструкции, блочности построения, возможности при-
соединения деталей к базовой простейшим движением (по возможности
вдоль одной оси), обеспечению полной взаимозаменяемости деталей по
сопрягаемым поверхностям, выполнению точностных требований к де-
талям для осуществления правильного их базирования, возможности
автоматического ориентирования и загрузки деталей.
Технологичность конструкции сборочной единицы определяется
возможностью узловой последовательной сборки, технологичностью
видов соединений и точностными показателями. При этом технологич-
2 П/р Ю. Д, Амирова
34
Обеспечение технологичности конструкции изделия
ностъ конструкции деталей рассматривается по группам признаков,
характеризующих устойчивость формы и поверхности деталей к раз-
личным воздействиям, удобство ориентирования и загрузки, возмож-
ность базирования и собираемость.
Технологичность конструкции детали. В зависимости от принад-
лежности следует различать взаимосвязанные детали и самостоятель-
ные. Взаимосвязанными считают детали, являющиеся составными ча-
стями других изделий. Самостоятельными являются детали, не входя-
щие в состав других изделий (например, гаечный ключ, сверло, фреза
и др.).
Технологичность конструкции взаимосвязанной детали должна
удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к изделию, в со-
став которого она входит, и частным требованиям, связанным непо-
средственно с ее технологичностью. Технологичность конструкции
самостоятельной детали следует обеспечивать на всех стадиях ее раз-
работки, исходя из базовых показателей технологичности, указанных
в техническом задании.
Конструкцию детали следует отрабатывать на технологичность
комплексно, учитывая зависимости от технологичности исходной заго-
товки детали, от каждого вида обработки в технологическом процессе
изготовления, от технологичности сборочной единицы, в которую эта
деталь входит как составная часть.
Конструкция детали должна состоять из стандартных и унифици-
рованных конструктивных элементов или быть в целом стандартной.
Состав конструктивных элементов выбирают с учетом ограничительных
перечней, стандартов и картотек применяемости.
Формы и габариты детали, основные и вспомогательные базы и их
сочетания, схемы простановки размеров, конструктивные элементы,
материалы, покрытия, требования к упрочнению должны максимально
соответствовать принятым для типовой конструкции детали.
Для изготовления деталей следует применять стандартные или
унифицированные заготовки. Размеры и поверхности детали должны
иметь соответственно оптимальные (экономически и конструктивно
обоснованные) точность и шероховатость, обеспечивающие точность
установки, обработки и контроля.
Физико-химические и механические свойства материала, жесткость
детали, ее форму и размеры выбирают с учетом требований технологии
изготовления и ремонта (включая процессы упрочнения, коррозион-
ной защиты и др.), хранения и транспортирования.
Заготовки должны быть получены рациональным способом с уче-
том заданного объема выпуска и типа производства. При выборе метода
изготовления заготовок следует исходить из возможности одновремен-
ного изготовления нескольких деталей.
Конструкция детали должна обеспечивать возможность примене-
ния типовых и стандартных технологических процессов ее изготовле-
ния и ремонта.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТКИ
Процесс обеспечения ТКИ представляет собой совокупность
взаимосвязанных действий по последовательному формированию и
преобразованию конструкции изделия вплоть до достижения планируе-
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
35
мых показателей в соответствии с установленной целевой функцией
с учетом принятых ограничений.
- V Для его формализованного представления и реализации могут быть
использованы различные виды моделей. Выбор вида модели зависит
прежде всего от ее назначения и используемых средств отображения и
реализации процесса обеспечения ТКИ.
Виды моделей и особенности их применения. Модели процессов
обеспечения ТКИ подразделяют по их назначению на типовые и рабо-
чие, а по используемым средствам отображения процесса — на инфор-
мационные и математические.
Типовая модель отражает взаимосвязь типовых задач и процедур
обеспечения ТКИ и разрабатывается для множества (группы, семейства
и т. п.) однотипных исполнений изделия определенного вида; предназна-
чена для разработки на ее основе рабочей модели процесса обеспече-
ния ТКИ конкретного исполнения. При разработке типовой модели
предусматривают прогрессивные проектные решения по выбору мето-
дов и средств обеспечения ТКИ, рациональные связи задач и процедур,
возможность изменения уровня автоматизации решения задач обеспе-
чения ТКИ.
Типовая модель должна содержать набор типовых проектных
решений задач обеспечения ТКИ, алгоритмов и программ для автомати-
зированного решения задач и рекомендаций по их применению при раз-
работке рабочих моделей процесса обеспечения ТКИ.
Рабочая модель отражает взаимосвязь всей совокупности задач и
процедур, реализуемых при обеспечении технологичности конструк-
ции конкретного изделия в соответствии с принятой целевой функцией.
Рабочая модель предназначена для организации процесса обеспечения
ТКИ в данных условиях функционирования организации — разработ-
чика изделия во взаимодействии с заказчиком, изготовителем и потреби-
телем. Она должна быть ориентирована на оптимальный для этих ус-
ловий уровень автоматизации решения задач обеспечения ТКИ.
Информационная модель отражает состав задач, решаемых в про-
цессе обеспечения ТКИ на всех стадиях разработки, информационные
связи и последовательность выполнения процедур, входную и выход-
ную информацию, виды носителей и технические характеристики ин-
формации, состав исполнителей и технических средств, используемых
при решении задач. Данные, отражаемые в информационной модели,
детализируют в зависимости от ее назначения (типовая или
рабочая).
Математическая модель отражает процесс обеспечения ТКИ на
параметрическом уровне.
Внедрение математических моделей в процессы обеспечения ТКИ
связано с интенсивным развитием работ по созданию и вводу в действие
в проектно-конструкторских организациях систем автоматизированного
проектирования (САПР).
Применение математических моделей способствует значительному
уменьшению общего потенциала информации об изделии, так как они
отражают наиболее существенные его признаки с точностью, достаточ-
ной для достижения оптимального уровня затрат ресурсов на произ-
водство, эксплуатацию и ремонт изделия. Кроме того, создаются пред-
посылки для широкого внедрения средств вычислительной техники в про-
цесс обеспечения ТКИ2 что уменьшает объем нетворческого труда раз-
2*
36
Обеспечение технологичности конструкции изделия
а та
Рис. 10. Блок-схема .задач определения базовых показателей ТКИ при раз»
работке технического задания;
7 — заявка на разработку и освоение изделия; 2 — паспорт предприятия-
изготовителя; 3 — ГОСТ 14.201—83; 4 — ГОСТ 14.202—73; 5 — отраслевая
НТД по ТКИ; 6 — РД 19—74
работчиков, существенно меняет содержание и повышает эффективность
творческой части труда.
Информационное моделирование. Наиболее эффективным является
блочно-модульный принцип построения информационной модели про-
цесса обеспечения ТКИ.
Модульный принцип построения информационной модели позво-
ляет представить модель в виде набора стандартных модулей, т. е. та-
ких относительно самостоятельных информационных элементов, для
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
37
которых определены правила функционирования, параметры входных
и выходных сигналов, способы взаимодействия со смежными элемен-
тами. Создаются благоприятные условия для постоянного совершенство-
вания и оперативного обновления элементов, а также применения ме-
тода автоматизированного синтеза рабочей модели из стандартных мо-
дулей на базе типовой модели.
В зависимости от степени детализации процесса применяют блок-
схемы задач и блок-схемы процедур.
Блок-схема задач отражает номенклатуру задач, их информацион-
ные связи и последовательность решения, состав входной и выходной
информации по каждой задаче, а также виды носителей информации,
служит для информационной увязки задач и используется для оптими-
зации состава информации, информационных связей и последователь-
ности решения задач, а также для построения схем документооборота
и сетевых моделей управления обеспечением ТКИ. Блок-схемой задач
пользуются при разработке рациональной организационной структуры
подразделений, занятых обеспечением ТКИ.
Блок-схема процедур отражает состав и последовательность выпол-
нения отдельных специализированных процедур по обработке инфор-
мации при решении одной или нескольких задач, а также состав исполь-
зуемых технических средств и исполнителей, участвующих в их реше-
нии. Блок-схемой процедур пользуются при формировании требований
к методам решения задач, при выборе конкретной номенклатуры тех-
нических средств, используемых для сбора, хранения и обработки ин-
формации, и области их использования, а также для определения вре-
менных параметров решения отдельных задач при формировании сете-
вых моделей управления обеспечением ТКИ.
Примеры блок-схемы задач определения базовых показателей ТКИ
при разработке технического задания и задач обеспечения ТКИ на ста-
диях разработки конструкторской документации по ГОСТ 2.103—68
приведены на рис. 10—14. При этом приняты следующие условные обоз-
начения:
ВО — чертеж общего вида;
ВП — ведомость покупных изделий;
ВР — ведомость расцеховкй;
ГЧ — габаритный чертеж;
Д — чертеж детали;
ЖЗ — журнал замечаний;
ИЭ — инструкция по эксплуатации;
КД — конструкторская документация;
КО; СО — общее руководство по ремонту соответственно капиталь-
ному и среднему;
КПП — конструкторская подготовка производства;
КУ — карта технического уровня и качества продукции;
КЭ — конструктивный элемент;
МК — маршрутная карта;
О — стадия разработки КД «Разработка рабочей докумен-
тации опытного образца (опытной партии) или изделия
единичного производства (кроме разового изготовле-
ния)»;
ОК — операционная карта;
П — стадия разработки КД «Техническое предложение»;
38
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис. И. (Продолжение рисунка и пояснение к нему см. с. 39)
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
39
Рис. 11. Блок-схема задач обеспечения ТКИ при разработке технического
предложения:
7 альбомы типовых конструкций; 8 — стандарты на конструкцию и размеры;
9 в стандарты на материал и СТО; 10 — ГОСТ 2.121—73
ПИ — предварительное извещение;
ПЗ — пояснительная записка;
ПР — предложение об изменении;
ПТ — ведомость технического предложения;
С — схемы;
СБ — сборочный чертеж;
Сп — спецификация;
СТО — средства технологического оснащения;
СЧ — составная часть;
Т — стадия разработки КД «Технический проект»;
ТЗ — техническое задание (разработка технического задания);
ТП — ведомость технического проекта;
ТПП — технологическая подготовка производства;
ТТП — типовой технологический процесс;
ТЧ — теоретический чертеж;
Э — стадия разработки КД «Эскизный проект»;
'. ЭЗ — экспертное заключение;
ЭП — ведомость эскизного проекта.
Индекс «а» в названии документов означает изделие-
аналог.
40 Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис. 12, (Продолжение рисунка см, с, 41)
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
41
Рис. 12. Блок-схема задач обеспечения ТКИ при разработке эскизного проекта
Математическое моделирование. Исходным этапом построения
математической модели является формирование целевой функции уп-
равления процессом обеспечения ТКИ и установление функций огра-
ничения.
Изделие как объект производства, эксплуатации и ремонта пред-
ставляет собой сложную техническую систему (И-систему), для которой
характерны определенные внутренние признаки и связи с внешней сре-
дой — производственной системой (П-системой) или системами экс-
плуатации (Э-системой) и ремонта (Р-системой).
Каждая из перечисленных систем обладает внутренними призна-
ками: составом (И, П, Э, Р), структурой (| И |, | П [, |Э |, | Р |) и пове-
дением (И, П, Э, Р), т. е.
И — (И, | И |, И),
П=(П, |П|, П),
Э= (Э, I Э |, Э),
р = (Р, |РI, Р).
42
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис. 13, (Продолжение рисунка и пояснения к нему см. е. 43)
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
43
1 э '	*о 1
Рис. 13. Блок-схема задач обеспечения ТКИ при разработке технического
проекта:
11 — ГОСТ 16319 — 80; 12 — ГОСТ 16320—80; 13 — НТД на ТТП; 14 — НТД
на перспективные разработки
Центральной задачей при обеспечении ТКИ является такой под-
бор состава и структуры И-системы, при котором достигаются наи-
более целесообразные параметры внешней среды, характеризующие
ее поведение. Решение этой задачи находится определением экстре-
мальной цели при обеспечении ТКИ:
производственной	__
Zn: (И, | И |, n)->extr;
эксплуатационной	_
Z3: (И, | И |, 3)->extr;
44
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис» 14 (начало)
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
Рис. 14 (продолжение)
Снабжение
46 Обеспечение технологичности конструкции изделия
Проверка
90
Проверка
30
1 Заказчик ’
Разработка
\ ПР I
Расчет
показателей^
I ТКИ I
Обеспечение
ТКИ
по опытному
образцу I усовершенство-
вание условий
i выполнения 1
д работ I
Рис. 14 (пояснение к рисунку см. с. 47)
Проверка
60
Проверка
10
Проверка
80
Проверка
90
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
47
ремонтной
Zp: (И, |И|, P)->extr.
В качестве параметров, характеризующих поведение внешней
среды (П-системы, Э-системы или P-системы), принимают затраты ре-
сурсов (трудовых, материальных, энергетических и др.) на производ-
ство, эксплуатацию и ремонт изделия.
Параметрами, характеризующими состав и структуру проектируе-
мого объекта (И-системы), являются показатели технологической ра-
циональности и преемственности его конструкции.
Математическое моделирование обеспечения ТКИ — сложный
процесс, предусматривающий разработку и комплексное применение
математических моделей различных объектов, с которыми разработчик
имеет дело во всех сферах проявления ТКИ (рис. 15).
Математические модели должны описывать структуру каждого
объекта моделирования, включая состав его элементов и их взаимо-
связи, и количественные характеристики объекта. Для описания струк-
туры моделируемого объекта используют структурные модели, а для
расчета количественных характеристик — количественные модели х.
Разработка математической модели в общем случае включает сле-
дующие этапы: отбор компонентов (элементов, количественных ха-
рактеристик) объекта моделирования; установление отношений между
компонентами объекта моделирования; группирование компонентов и
отношений между ними; выбор класса типовой математической модели;
разработка рабочей математической модели.
Автоматизированное решение задач обеспечения ТКИ на основе
математических моделей включает: установление состава математиче-
ских моделей; разработку математических моделей; расчет показателей
и оценку ТКИ по моделям; разработку рекомендаций по содержанию
и порядку изменения моделей с целью улучшения показателей ТКИ
и повышения эффективности КПП, ТПП, производства, эксплуатации
и ремонта изделия.
При автоматизированном решении задач обеспечения ТКИ матема-
тическое моделирование выполняется согласно блок-схеме, приведен-
ной на рис. 16.
Рис. 14. Блок-схема задач обеспечения ТКИ при разработке рабочей докумен-
тации опытного образца (опытной партии) или изделия единичного произ-
водства (кроме разового изготовления):
15 — ГОСТ 14.204—73; 16 — ГОСТ 8032 — 56; 17 — ГОСТ 6636 — 69; 18 —
ГОСТ 8908 — 81; 19 — акт приемки изделия; 20—90 — обозначение проверок
(20 — соответствия членения конструкции организационной структуре пред-
приятия при расцеховке изделия; 30 — соответствия конструкции деталей
рациональным способам получения заготовок и их обработки; 40 — соответ-
ствия заданной точности изготовления изделия техническим данным СТО;
50 — применяемости нормальных рядов размеров, стандартного режущего
и измерительного инструмента; 60 — возможности использования конструк-
торских баз в качестве технологических и их увязка; 70 — возможности сокра-
щения обрабатываемых поверхностей, совмещения (расчленения) деталей;
80 — взаимозаменяемости, удобства и быстроты регулирования расположе-
ния СЧ; 90 — соответствия конструкции требованиям контролепригодности
и ремонтопригодности изделия)
1 Правила разработки и инженерные методы организации применения
структурных и количественных математических моделей обеспечения ТКИ
разработаны д-ром техн, наук В. В, Павловым.
оо
Математические
модели
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис, 15. Состав типовых математических
моделей обеспечения ТКИ
процессов
разработки
рекомендаций
по содер-
жанию
и порядку
изменения
моделей
КПП, ТПП,
производства,
эксплуатации,
ремонта
и включен-
ных в них
моделей II
уровня
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
О
50
Обеспечение технологичности конструкции изделия
Рис. io. принципиальная схема математического моделирования при авто*
матизированном решении задач обеспечения ТКИ
Моделирование процесса обеспечения ТКИ
51
। Оценка ТКИ осуществляется на основе сравнения вариантов
модели изделия при разных вариантах моделей КПП, ТПП, производ-
ства, эксплуатации и ремонта. При отсутствии вариантов оценка ТКИ
проводится на основе заданных для сравнения базовых показателей.
Разработка рекомендаций по содержанию и проведению изменения
моделей включает: отбор показателей ТКИ, подлежащих улучшению;
установление отношений между значениями показателей ТКИ и харак-
теристиками моделей; группирование свойств элементов и характери-
стик моделей; разработку рекомендаций по изменению моделей.
На основе разработанных рекомендаций осуществляют корректи-
ровку моделей.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТКИ
Эффективность автоматизации процессов обеспечения ТКИ в зна-
чительной мере зависит от правильного выбора объектов, уровня и оче-
редности автоматизации, а также соответствующих по мощности тех-
нических средств.
Выбор объекта автоматизации. Объектами автоматизации в обла-
сти обеспечения ТКИ могут быть: система обеспечения ТКИ, форми-
руемая как функциональная подсистема автоматизированной системы
подготовки производства в виде совокупности взаимосвязанных задач
обеспечения ТКИ х; отдельные задачи или группы взаимосвязанных
задач обеспечения ТКИ, решаемых при подготовке производства.
Выбор объектов автоматизации сопровождается технико-экономи-
ческим обоснованием по одной из целевых функций: временной, тех-
нологической или стоимостной. Минимизируемыми параметрами со-
ответственно являются:
время преобразования входной информации в выходную при ре-
шении отдельной задачи или их совокупности;
число этапов переподготовки информации, вызванных несоответ-
ствием уровней автоматизации решения задач (например, когда тре-
буется перенесение результатов решения задачи немеханизированным
способом на перфоноситель в связи с использованием их для решения
какой-либо задачи на ЭВМ, изменения уровня автоматизации приема
и контроля документов, программирования и т. д.);
затраты на преобразование входной информации в выходную при
решении отдельной задачи или их совокупности.
Выбор объекта автоматизации проводится в два этапа: 1) проверка
для каждой отдельной задачи выполнения условий «необходимости»
автоматизации; 2) проверка для выбранных по условию необходимости
задач выполнения условия «достаточности».
Условие необходимости автоматизации представляется для целевых
функций в виде отношений: а) для временной функции при автома-
L
тизации решения отдельной задачи Г3аД/п Г/, где Т33дт— за-
/=1
данное время преобразования /л-ой задачи в соответствии с ди-
1 Под задачей обеспечения ТКИ в данном случае понимается пре-
образование информации в виде законченной совокупности и значе-
ний параметров при подготовке определенного массива информации
или документа.
62
Обеспечение технологичности конструкции изделия
рективными сроками; Ti — время преобразования информа^
ции на Z-ом этапе (с учетом совмещения этапов), определяемое режимом
работы, частотой поступления данных и длительностью цикла обработки
данных; L — число этапов преобразования информации (регистрация,
ввод, обработка, выдача результатов);
при автоматизации решения совокупности задач
м
Z] ^задт<^кр,
т=1
М
где У ^задт — заданное время преобразования информации совокуп-
т=1
ности взаимосвязанных задач в соответствии с директивными сроками;
Ткр — продолжительность критического пути при получении резуль-
татов решения совокупности задач; М — количество взаимосвязанных
задач;
б) для технологической функции
L
5пер/ <
1=1
L
где У 3nepz — суммарные затраты, необходимые на переподготовку
1=1
информации m-ой задачи; 3&т— затраты на автоматизацию решения
m-ой задачи;
в) для стоимостной функции
Сер + ЕНКО, ср = min,
где Сср — стоимость решения задачи по сравниваемым вариантам;
Ло. ср — единовременные затраты по сравниваемым вариантам.
Условие достаточности автоматизации представляется в виде не-
равенств:
£р.
где i — порядковый номер целевой функции (i == 1 — временная;
i = 2 — технологическая; i = 3 — стоимостная); Е^., Еп — расчетный
и нормативный коэффициенты эффективности; Трр Тн — расчетный
и нормативный сроки окупаемости единовременных затрат.
Исходные расчетные зависимости для вычисления показателей,
определяющих условия необходимости и достаточности автоматизации
следующие:
5р. = ДЗ(./К0,
где — общая экономия текущих расходов и дополнительные до-
ходы (экономический эффект); /Co — единовременные затраты;
Т’р^^о/Д^;
Автоматизация процесса обеспечения ТКИ
53
где ЬЭП. — прямой экономический эффект; &ЭК. — косвенный эконо-
мический эффект;
>.	м
~ S (^1
т=1
где Сх — затраты на выполнение полного объема работ по базовому
варианту; С2 — затраты на выполнение полного объема работ по авто-
матизированной обработке;
д5п2 = Е Зпер( - Зат;
Д^п8 =	— с2‘,
Kq == Кп 4* Кк,
где Кп — предпроизводственные затраты (стоимость научных разра-
боток, создания проекта и привязки его к объекту, разработки машин-
ных программ обработки информации; затраты на проектирование,
изготовление и отладку оборудования и устройств, опытное опробова-
ние объекта автоматизации); Кк — капитальные вложения;
кп = £кП/0+
/=1 7
где Т — период времени проектирования объекта, год; /<П/- — предпро-
изводственные затраты на j-ый год периода Т, считая с начала проекти-
рования, руб.; Ен. п — норматив для приведения разновременных за-
трат (принимается равным 0,08):
Кк = Кс + КИ + Коб,
где Кс — стоимость действующего автоматизируемого оборудования;
Л'н — новые капитальные вложения; КОб — изменения оборотных фон-
дов.
При укрупненных расчетах
Ко = (1 + Р/100)Ко,
где Р— 14-Ю % —резерв затрат на непредвидимые расходы.
Определение целесообразности уровня автоматизации. Определение
уровня автоматизации в общем случае включает четыре этапа: опреде-
ление времени обработки информации; выбор критерия оптимизации
уровня автоматизации; определение целевых функций по выбранному
критерию; выбор целесообразного уровня автоматизации.
Время обработки информации определяется по нормативам или,
если применение таковых невозможно, по прямой экспертной оценке,
по задаче-аналогу или по алгоритму задачи. Прямую экспертную оцецку
рекомендуется использовать там, где отсутствуют данные по объему
вводимой или выводимой информации, а оценку по задаче-аналогу —
если также отсутствуют данные и по объему перерабатываемой инфор-
мации. При определении времени обработки информации обязательно
должно учитываться время кодового описания обрабатываемой инфор-
мации, а также время ее перфорации и контроля.
54
Обеспечение технологичности конструкции изделия
В качестве критериев, выбираемых для оптимизации уровня авто-
матизации, используют при наличии средств вычислительной техники
стоимость обработки информации Фъ при отсутствии этих средств —
приведенные затраты на обработку информации Ф2. Стоимость обработки
информации
ф(О = £ С(О
П-]
где — стоимость n-го этапа работ при автоматизации решения i-ой
задачи; N — число этапов работ по автоматизации.
Приведенные затраты на обработку информации
= 3#
определяют с учетом эксплуатационных расходов на обработку инфор-
мации, капитальных затрат (в том числе производственных затрат, стои-
мости средств вычислительной техники и вспомогательного оборудова-
ния), нормативного коэффициента экономической эффективности капи-
тальных затрат, годового фонда полезной работы средств вычислитель-
ной техники, времени обработки информации.
Целевая функция автоматизации решения i-ой задачи обеспечения
ТКИ имеет вид
min»
где — минимальное значение показателя при принятых ограниче-
ниях. Целесообразным уровнем автоматизации является уровень,
для которого Ф<1) = 0min.
При разработке целевой функции следует учитывать информацион-
ную мощность задач, периодичность их решения и многовариантность.
Определение очередности автоматизации. При передаче в ЭВМ
решения нескольких десятков и сотен задач для их автоматизации часто
возникает потребность в установлении наиболее эффективной очеред-
ности автоматизации. В этом случае каждая задача оценивается ин-
тегральным значением показателя очередности
/=1
где — коэффициент очередности /-го обозначения решения f-ой
задачи по g-му критерию обеспечения ТКИ; -----весомость коэффи-
циента очередности; J — число обозначений принятых коэффициентов
очередности.
В качестве критериев обеспечения ТКИ принимаются время авто-
матизированного решения задач Т (g = 1), затраты на автоматизиро-
ванное решение задач За (g = 2), значение комплексного технического
показателя качества решения задач К (g = 3).
Коэффициентами очередности являются: степень взаимосвязи
задач /в; степень принадлежности задач к критическому пути /к; сте-
пень сложности алгоритма решения задач /сл; степень принадлежности
Автоматизация процесса обеспечения ТКИ
55
задач к «опорным» /0; коэффициент трудоемкости задач /т; коэффи-
циент частоты решения задач 1Ч.
Распределение коэффициентов очередности и их весомостей по кри-
териям обеспечения ТКИ приведено в табл. 3 и 4.
3. Распределение коэффициентов очередности по
рассматриваемым критериям обеспечения ТКИ
Критерий обеспе-	£ Коэффициенты очередности					
чей ия тки		I,	/а	/4	^5	Ze
Т			^сл	^в	/ч	lQ
За	^сл	/т	^0	^в	ZK	1Ч
К	^сл	^0		/ч	/т	
4, Распределение весомостей коэффициентов очередности по рассматриваемым критериям функционирования ТПП						
Критерий обеспе-		Весомости	коэффициентов очередности			
чей и я ТКИ	V1		^3	1>4	У5	ve
Т За	0,342 0,352	0,274 0,259	0,182 0,184	0,113 0,125	0,061 0,054	0,028 0,026
К	0,385	0,237	0,165	0,115	0,067	0,031
Критический путь рассматривается по сети задач обеспечения ТКИ.
К «опорным» относят задачи в сети взаимосвязанных задач обеспе-
чения ТКИ, завершающие расчеты и являющиеся базой для расчетов
других задач.
Коэффициенты очередности вычисляют по формуле
Л . = rl .м
I, / I, // max, />
где г/,/’ rmax, / ~ текущее и максимальное значения параметров оп-
ределяющих /-ой коэффициент очередности по рассматриваемым кри-
териям.
Параметры определяют по построенной сети или матрице задач,
подлежащих автоматизации, в которой обозначены «критические»
и «опорные» задачи и показана взаимосвязь задач.
Для коэффициента степени взаимосвязи задач параметры задач
определяют по формуле
ri,f=ri,b==(y'i + y'i)a',
56
Оценка технологичности конструкции изделия
где а' — обозначение оценок входных и выходных связей анализируе-
мых задач; #'• — число входных связей анализируемых задач; у'[
число выходных связей анализируемых задач.
Для коэффициентов степени принадлежности задачи к критическому
пути или к «опорным» задачам соответствующие параметры определяют
по формуле
Vi— 1
ri, j = ri (к, О) = aza 9
где vi— степень связи анализируемой задачи с «критическими» или
«опорными» задачами сети обеспечения ТКИ. Значения Vi определяют
по порядковому номеру анализируемой задачи при обозначении первой
«критической» или «опорной» задачи; az — обозначение оценок автомати-
зируемых задач; z — обозначение места анализируемой задачи в
сети (для задач, лежащих на критическом пути, z3 = 1, для
«опорных» г2 — 2, для остальных задач = 3); а — обозначение
оценок задач, связанных с анализируемой задачей. При значе-
ниях а' = 1 и а — 0,5, значения а2 соответственно равны = 3;
а2, = 2; аг, = 1.
Очередность автоматизации решения задач определяют по значе-
ниям показателя очередности, подсчитанным для всех задач обеспече-
ния ТКИ, подлежащих автоматизированному решению.
В соответствии с учитываемым критерием задачи, включаемые
в первую и последующие очереди, выбирают последовательно по наи-
большим значениям показателя очередности, расположенным в порядке
убывания:
[I fl fl fl fl
ь2, Ь3, , .	Ь£., . . Ьп
при условии
L\z>	• * * Z> * •' >
где Lf, L|,	— показатели очередности, определенные по
рассматриваемому критерию обеспечения ТКИ.
Окончательный выбор числа очередей и состава задач по каждой
очереди осуществляют на основе расчета технико-экономической эф-
фективности внедрения автоматизированных методов решения задач
обеспечения ТКИ.
Глава 2
ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
виды оценки тки
Под оценкой ТКИ подразумевается комплекс взаимосвязанных
мероприятий, включающих последовательное выявление ТКИ в целом
или отдельных рассматриваемых ее свойств, сопоставление выявлен-
ных свойств данного изделия со свойствами изделия, конструкция
которого принята в качестве базы для сравнения, и представление ре-
зультатов сопоставления в форме, приемлемой для принятия управлен-
ческих решений по совершенствованию конструкции разрабатываемого
изделия.
Виды оценки ТКИ
57
В зависимости от используемых средств оценки различают инже-
нерно-расчетные и инженерно-визуальные методы оценки ТКИ. В за-
висимости от используемых методов оценки различают количествен-
ную и качественную оценку ТКИ.
Количественная оценка ТКИ. Эта оценка основана на инженерно-
расчетных методах и проводится по конструктивно-технологическим
признакам, которые существенно влияют на выполнение основных
требований к ней.
Рис. 1. Схема количественной оценки технологичности конструкции изделия
Количественная оценка ТКИ может производиться по планируе-
мым показателям, когда изделие разрабатывается по самостоятельному
техническому заданию, которым установлены базовые показатели
ТКИ, и по непланируемым показателям — при возникновении альтер-
нативы ТКИ для выбора лучшего конструктивного решения из ряда
равноценных по рассматриваемым свойствам.
Принципиальная схема оценки приведена на рис. 1.
Необходимость количественной оценки технологичности конструк-
ции проектируемого изделия, а также номенклатура показателей
и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изде-
лия, типа производства и стадии разработки конструкторской докумен-
тации отраслевыми стандартами или стандартами предприятий. При
этом число показателей должно быть минимальным, но достаточным
для оценки технологичности.
Количественная оценка производственной ТКИ проводится не-
зависимо от абсолютной величины затрат на изготовление изделия,
обусловленных его конструкцией. Количественная оценка эксплуата-
ционной и ремонтной ТКИ проводится при затратах на эксплуатацию
и ремонт, сопоставимых с затратами на его производство или превы-
шающих их
Оценке ТКИ предшествует комплекс мероприятий, основанных на
стандартизации (упорядочении) множества инженерных решений.
К таким решениям относятся оптимизация параметрических и типо-
58
Оценка технологичности конструкции изделия
размерных рядов изделий как объектов производства и эксплуатации,
типизация конструктивных компоновок изделий, классификация издег
лий и их составных частей по конструктивным и технологическим при-
знакам, группирование однотипных объектов классификации и уста-
новление для каждой классификационной группы базовых показателей
ТКИ.
Инженерно-расчетный метод оценки ТКИ представляет собой
совокупность приемов, посредством которых разработчик конструкции
определяет и сопоставляет расчетным путем численные значения пока-
зателя ТКИ проектируемого изделия К и соответствующего показателя
конструкции изделия, принятой в качестве базы для сравнения Kq.
Результатом количественной оценки ТКИ с использованием инже-
нерно-расчетных методов оценки является формирование целевой
функции Z и алгоритма обеспечения ТКИ, пригодных для принятия
решений по совершенствованию конструкции изделия.
Наиболее распространены методы абсолютной, относительной и
разностной оценки ТКИ, т. е. оценки, выполняемой по результатам
вычисления следующих показателей:
абсолютного показателя ТКИ
К = (kb ..., ад;
сравнительного показателя (уровня) ТКИ
= К/Кб;
разностного показателя ТКИ
ДК' = |К-/<б|;
Д/С" = |1 — ку|.
Целевая функция обеспечения ТКИ для рассматриваемых случаев
ее количественной оценки соответственно имеет вид:
Za:K->/<6;
Zc:Ky->l;
Zp : КК' 0;
Zp: д/Г->о.
Укрупненная блок-схема алгоритма обеспечения ТКИ с учетом
результатов количественной оценки приведена на рис. 2.
Качественная оценка ТКИ Качественная оценка ТКИ основана
на инженерно-визуальных методах оценки и проводится по отдельным
конструктивным и технологическим признакам для достижения вы-
сокого уровня ТКИ. Она, как правило, предшествует количественной
оценке, но вполне совместима с ней на всех стадиях проектирования.
Качественной оценке могут быть подвергнуты одно исполнение изделия
или совокупность его исполнений.
Качественная оценка одного конструктивного исполнения изде-
лия («хорошо—плохо», «допустимо—недопустимо» и т. д.) дается на
основании анализа соответствия его основным требованиям к произ-
водственной, эксплуатационной и ремонтной ТКИ.	: ,
Виды оценки ТКИ
59
При сравнении вариантов конструктивных исполнений изделия
в процессе проектирования качественная оценка («лучше—хуже»
ит. п.) часто позволяет выбрать лучший вариант исполнения или уста-
новить целесообразность затрат времени на определение численных
значений показателей ТКИ всех сравниваемых вариантов.
Рис. 2. Блок-схема алгоритма обеспечения ТКИ по результатам ее количест-
венной оценки
Инженерно-визуальный метод оценки ТКИ представляет собой
совокупность приемов, посредством которых разработчик конструкции
визуально оценивает конструктивные и технологические признаки
изделия.
60
Оценка технологичности конструкции изделия
Разновидностями инженерно-визуальных методов оценки ТКИ
могут быть разнообразные методы, основанные на использовании
информации, получаемой в результате восприятий органов чувств,
например, на стадии разработки конструкторской документации
опытного образца или серийного производства. Эти методы широко
используются для оценки качества продукции.
В отдельных случаях для качественного описания конструктивных
и технологических признаков изделия могут быть применены шкала
интенсивности этих признаков и, следовательно, переход к количе-
ственной их оценке посредством введения баллов.
показатели тки, классификация, номенклатура
И ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА
Показатели ТКИ характеризуют те свойства конструкции, которые
определяют ее приспособленность к достижению оптимальных затрат
при производстве, эксплуатации и восстановлении для заданных зна-
чений показателей качества изделия, объема его выпуска и условий
выполнения работ.
В процессе разработки и количественной оценки конструкции
изделия используют разнообразные показатели ТКИ. Многообразие
номенклатуры и видов показателей ТКИ обусловлено потребностями
упрощения процессов обеспечения ТКИ и вместе с тем достижения
наибольшей объективности оценки в целях получения наилучших
конечных результатов.
Классификация и номенклатура показателей ТКИ. Показатели
ТКИ классифицируют на виды в зависимости от исходного признака
классификации.
В зависимости от характеризуемых свойств различают показатели
технологической рациональности конструкции изделия, преемствен-
ности конструкции изделия, ресурсоемкости (трудоемкости, материало-
емкости, энергоемкости и т. п.) изделия, производственной ТКИ,
эксплуатационной ТКИ, ремонтной ТКИ, общей ТКИ (по всем обла-
стям проявления).
По числу характеризуемых свойств показатели делятся на частные
(единичные), групповые и комплексные.
По способу выражения свойств различают размерные и безразмер-
ные показатели.
В зависимости от формы представления свойств показатели делятся
на общие (суммарные), структурные, удельные, относительные и срав-
нительные.
В зависимости от стадии определения характеристик показатели
могут быть прогнозными, базовыми и достигнутыми.
По значимости для оценки различают основные и дополнитель-
ные показатели.
Все многообразие показателей ТКИ может быть сведено к семи
группам, которые соответствуют перечисленным видам показателей по
характеризуемым свойствам. Различают следующие группы показа-
телей ТКИ: технологической рациональности конструкции изделия;
преемственности конструкции изделия; ресурсоемкости изделия (по
одной или нескольким областям проявления ТКИ); производственной
ТКИ; эксплуатационной ТКИ; ремонтной ТКИ; общей ТКИ.
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура
61
i Показатели технологической рациональности конструкции изделия
отражают рациональность состава и структуры исполнения изделия,
принятых конструктивных форм и материалов. К ним, например, отно-
сятся следующие коэффициенты: сложности конструкции изделия Ксл;
сборности Keg; легкосъемности составных частей К л. с', доступности
мест обслуживания Кд, контролепригодности Кк; разновесности эле-
ментов при монтаже вне предприятия-изготовителя Крв; распределе-
ния допуска между изготовлением и монтажом Крд.
Показатели преемственности конструкции изделия отражают
конструктивную и технологическую преемственность изделия, изме-
няемость и повторяемость его составных частей и их компоновок,
его конструктивных элементов и материалов. К ним, например, отно-
сятся коэффициенты: новизны конструкции изделия Кп\ применяе-
мости унифицированных или стандартных составных частей изделия
[деталей и (или) сборочных единиц] К^рч; применяемости унифици-
рованных конструктивных элементов детали (резьб, креплений, гал-
телей, фасок, проточек, отверстий и т. п.) К*’р э; применяемости ма-
териала в изделии повторяемости составных частей изделия Кспр’;
повторяемости конструктивных элементов детали Кпоь’ повторяе-
мости материалов в изделии К™ов; типизация конструктивного испол-
нения /(“йп •
Показатели ресурсоемкости изделия отражают комплексную (об-
щую) или частную (единичную) ресурсоемкость, т. е. воплощенные
в конструкции изделия затраты ресурсов определенного вида. К ним
относятся, например, общая, структурная, удельная и относительная
трудоемкость (материалоемкость, энергоемкость и т. п.) изделия.
Показатели ресурсоемкости используют преимущественно для
определения величины затрат ресурсов (труда, материалов, энергии,
времени и др.) в той или иной области проявления.
Показатели ТКИ по областям ее проявления объединяются в группы,
образованные исключительно показателями ресурсоемкости с учетом
рассматриваемых областей проявления. Номенклатура показателей
ресурсоемкости изделия, систематизированная с учетом областей про-
явления ТКИ, приведена на рис. 3.
Согласно рис. 3 в группы показателей ТКИ, образованные с уче-
том областей (или отдельных зон внутри областей) ее проявления,
входя г перечисленные ниже показатели ТКИ, группируемые по области
проявления.
Показатели производственной ТКИ: трудоемкость изделия в тех-
нической подготовке производства Ттпп; трудоемкость изделия в изго-
товлении Ти; трудоемкость изделия в монтаже вне предприятия-
изготовителя Тм; материалоемкость изделия в изготовлении Л4И; энер-
гоемкость изделия в изготовлении Эи; продолжительность техни-
ческой подготовки производства изделия ттпп; продолжительность
изготовления изделия ти; технологическая себестоимость изделия
в технической подготовке производства Стпп; технологическая себе-
стоимость изделия в изготовлении Си.
Показатели эксплуатационной ТКИ: трудоемкость изделия в экс-
плуатации Тэ; трудоемкость изделия (разовая оперативная) в техни-
62
Оценка технологичности конструкции изделия
ческом обслуживании Тт. 0; трудоемкость изделия в монтаже (демон-
таже) Тэм; трудоемкость изделия в утилизации Тут; материалоемкости
изделия в эксплуатации Л4Э; энергоемкость изделия в эксплуата-
ции Ээ; продолжительность (разовая, оперативная) технического об-
служивания изделия тТе 0; технологическая себестоимость изделия
в эксплуатации Сэ.
Показатели ремонтной ТКИ: трудоемкость изделия в ремонте Тр;
материалоемкость изделия в ремонте Л4р; энергоемкость изделия в ре-
монте Эр* продолжительность ремонта изделия тр; технологическая
себестоимость изделия в ремонте Ср.
Рис. 3. Показатели ресурсоемкое™ изделия
Показатели общей ТКИ (по всем областям проявления): удельная
трудоемкость изделия Туд; удельная материалоемкость изделия /Иуд;
удельная энергоемкость изделия Эуд; удельная технологическая себе-
стоимость изделия Суд.
Частные (единичные) показатели характеризуют отдельные, част-
ные свойства, входящие в ТКИ. Применяются в случаях, когда необ-
ходим дифференцированный подход к выявлению и изучению отдель-
ных свойств, оказывающих существенное воздействие на уровень
ТКИ. Например, при оценке шероховатости поверхности, оказыва-
ющей решающее влияние на величину затрат труда в процессе изго-
товления.
Групповые показатели характеризуют группу родственных свойств,
входящих в ТКИ. Применяются при оценке ТКИ по совокупности
различных частных свойств, выражающих единый вид затрат ресур-
сов, как правило, в пределах одной области проявления ТКИ. Напри-
мер, при оценке технологичности конструкции детали, изготавливав^
мой с применением различных видов обработки (литье, сварка, обра-
ботка резанием, термообработка и т. д.).
Комплексные показатели характеризуют совокупность однород-
ных свойств, рассматриваемых в различных областях проявления ТКИ,
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура
63
либо совокупность разнородных свойств, рассматриваемых в одной
области проявления ТКИ. Применяются при необходимости комплекс-
ной оценки ТКИ с использованием совокупности частных и (или)
групповых показателей. Например, при оценке материалоемкости
в сферах производства и ремонта изделия.
Размерные показатели выражают ТКИ в определенных единицах
измерения (нормо-час, киловатт и др.). Размерными являются, на-
пример, общие, структурные и удельные показатели ТКИ. Приме-
няются в большинстве случаев для оценки ТКИ показателями всех
видов, кроме сравнительных и относительных.
Безразмерные показатели выражают ТКИ посредством безразмер-
ных величин. Безразмерными являются, например, относительные
и сравнительные показатели ТКИ. Применяются для определения
степени соответствия достигнутых показателей базовым или доли
какого-либо вида затрат в общем ее количестве, т. е. в тех случаях, где
размерность не играет никакой роли.
Общие (суммарные) показатели характеризуют ТКИ по сумме
однородных затрат ресурсов в одной области проявления ТКИ. Приме-
няются при необходимости выразить в абсолютных показателях общую
величину затрат, как правило, по всей рассматриваемой области про-
явления ТКИ. Например, при определении общей трудоемкости изде-
лия в изготовлении в нормо-часах.
Структурные показатели характеризуют ТКИ по сумме однородных
затрат ресурсов в одной или нескольких зонах данной области прояв-
ления ТКИ. Применяются при необходимости дифференцированного
анализа затрат ресурсов внутри области проявления ТКИ. Например,
при определении суммы однородных затрат на выполнение слесарных
работ во всех цехах и на всех рабочих местах в процессе изготовления
одного изделия в абсолютных показателях.
Удельные показатели характеризуют общую ТКИ в целом, т. е.
по всем областям ее проявления. Применяются для обеспечения сопо-
ставимости свойств и показателей однотипных изделий, обладающих
различными значениями главных параметров или реализующих раз-
личный полезный эффект. Например, при сравнительной оценке общей
материалоемкости проектируемого образца и аналога машины, отне-
сенной к величине производимых ими работ.
Относительные показатели характеризуют ТКИ по сумме однород-
ных затрат ресурсов в одной области проявления в относительном
их выражении. Применяются при необходимости сопоставительного
анализа отдельных затрат ресурсов внутри области проявления ТКИ
по отношению к общим затратам. Например, при определении доли
трудоемкости изделия в сборочных работах в общей трудоемкости
изделия в изготовлении.
Сравнительные показатели характеризуют ТКИ по отдельным
или общим затратам ресурсов в сравнении с соответствующими затра-
тами, характерными для конструкции изделия, принятой в качестве
эталона для сравнения. Применяются для оценки степени соответствия
достигнутых показателей значениям базовых в определенных допу-
стимых пределах, например 0 < К 1.
Прогнозные показатели определяются на стадии инженерного
прогнозирования. К ним могут быть отнесены любые, рассмотренные
выше показатели ТКИ. Применяются при необходимости учета тен-
64
Оценка технологичности конструкции изделия
денций развития техники, технологии и организации производства,
эксплуатации и ремонта.
Базовые показатели определяются на стадии планирования опытно-
конструкторских работ исходя из значений прогнозных показателей.
Применяются в качестве исходных для ограничения различных видов
затрат ресурсов в процессе проектирования. Вносятся в техническое
задание на разработку изделия и используются при оценке для сравне-
ния с ними достигнутых показателей.
Достигнутые показатели определяются на стадиях разработки
конструкции изделия с учетом номенклатуры базовых показателей.
Применяются для определения сравнительных показателей при оценке
уровня ТКИ и разработки в необходимых случаях мероприятий по
совершенствованию конструкции изделия и условий его производства,
эксплуатации и ремонта.
Основные показатели характеризуют наиболее важные, самые
существенные свойства, входящие в ТКИ и, как правило, выражающие
ее в целом. К ним относятся показатели трудоемкости, материалоем-
кости, энергоемкости, продолжительности изготовления (ремонта,
эксплуатации), себестоимости изделия.
Основные показатели ТКИ, особенности их укрупненной оценки,
методы и примеры расчета см. в гл. 3.
Дополнительные показатели характеризуют технологическую ра-
циональность и преемственность конструкции изделия применительно
к отдельным областям проявления ТКИ. Применяются для детального
анализа свойств конструкции изделия в рассматриваемой области
проявления ТКИ с целью выявления возможностей принятия рацио-
нальных конструктивных решений и последующего улучшения основ-
ных показателей ТКИ. Дополнительные показатели позволяют эффек-
тивно и целенаправленно совершенствовать конструкцию в процессе
проектирования.
Основные расчетные зависимости. Выбор математической модели
для расчета показателей ТКИ зависит от формы представления харак-
теризуемых свойств.
В общем случае для определения показателей ТКИ используют
следующие расчетные зависимости:
общий (суммарный) показатель ТКИ
1
к = *1+... + ^= kf,
1=1
структурный показатель ТКИ
N
^СТ = Vi &П>
П=1
удельный показатель ТКИ
Яуд = К/Р\
относительный показатель ТКИ
Котн -
сравнительный показатель ТКИ
Лср = К/Кб,
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура 65
где I — общее число рассматриваемых свойств, образующих ТКИ;
N — выборочное число свойств из общей совокупности свойств, обра-
зующих ТКИ; Р — главный (определяющий) параметр изделия или
реализуемый им полезный эффект; Кб — базовый показатель ТКИ.
Эти -зависимости пригодны для расчета показателей ресурсоем-
кое™ различных видов.
Пример. Для расчета общей (суммарной), структурной,- относительной
и сравнительной трудоемкости изделия в изготовлении могут быть использо-
ваны следующие зависимости:
общая (суммарная) трудоемкость изделия в изготовлении (нормо-ч или
машино-ч)
Т = S tt,
1=1
где — трудоемкость по f-му цеху, участку или виду работ, входящему в тех-
нологический процесс изготовления;
I — число цехов, участков или видов работ;
структурная трудоемкость изделия в изготовлении (нормо-ч или ма-
шино-ч)
N
Т’ст = 5 *П»
П=1
где tn — трудоемкость по рабочим местам, аппаратам или агрегатам, входя-
щим в состав однородных в технологическом отношении отдельных цехов,
участков или видов работ;
относительная трудоемкость изделия в изготовлении
^отн = *i/T*
Относительная трудоемкость в данном случае выражает долю затрат труда
йа изготовление изделия, относящуюся к i-му цеху, участку или виду работ;
сравнительная трудоемкость изделия в изготовлении
7'cp = W
где Tq — базовая трудоемкость изделия в изготовлении.
Показатели технологической рациональности и преемственности
конструкции изделия рассматриваются, как правило, в виде относи-
тельных показателей ТКИ. Для их расчета используют следующие
зависимости.
1. Показатели технологической рациональности конструкции из-
делия.
Коэффициент сборности определяется как отношение числа спе-
цифицируемых составных частей изделия (равное числу сборочных
единиц) к общему числу его составных частей:
KC6 = E/(E + D),
где Е — число сборочных единиц в изделии; D — число деталей в из-
делии.
Коэффициент легкосъемности составных частей определяется
по формуле
^лс = 2 ^г/^т.о ср)»
/=1
3 П/р Ю. Д. Амирова
66
Оценка технологичности конструкции изделия
где tf — трудоемкость i-ой составной части изделия в демонтажно-
монтажных работах при техническом обслуживании (ремонте); I —
число составных частей изделия, требующих технического обслужи-
вания (ремонта); Тт. о (р) — общая трудоемкость изделия в техниче-
ском обслуживании (ремонте).
Коэффициент разновесности элементов при монтаже вне предприя-
тия-изготовителя определяется по формуле
/
Крв —
t=l
где mt — масса i-той поставляемой составной части (элемента) изделия;
mmax — масса наибольшей составной части изделия; / — число по-
ставляемых составных частей изделия.
Коэффициент доступности мест обслуживания определяется по
формуле
— Т0/(Т0 + ТВСп),
где То — трудоемкость изделия в основных операциях изготовления
(технического обслуживания, ремонта); Твсп— трудоемкость изделия
во вспомогательных операциях изготовления (технического обслужи-
вания, ремонта).
Коэффициент контролепригодности определяется по формуле
Кк =	к/(^о. к 4“ ^всп. к),
где То, к — трудоемкость изделия в основных операциях техниче-
ского контроля (диагностирования); Твсп>к—трудоемкость изделия
во вспомогательных операциях технического контроля (диагности-
рования).
Коэффициент распределения допуска между изготовлением и мон-
тажом определяется по формуле
Кр. д = 1 — ^п/Дм,
где £)м — монтажный допуск; бп — погрешность изготовления (сум-
марный допуск на отклонение формы и расположения) поверхностей
оборудования, выносных площадок и элементов, используемых в каче-
стве выверочных баз.
Показатель используется для оценки технологичности конструк-
ции оборудования, поставляемого частями (при 6П >DM показатель
условно считается равным нулю).
2. Показатели преемственности конструкции изделия
Коэффициент применяемости унифицированных составных частей
изделия определяется по формуле
/<с- 4 —
Лпр E+D ’
где £у = Еу, з + £у. п + Ест — число унифицированных сбороч-
ных единиц в изделии; Dy = Dy. 3 + £)у, п + DCT — число унифи-
цированных деталей, являющихся составными частями изделия и не
вошедших в £у (стандартные крепежные детали не учитываются);
£у, з и £у. з — соответственно число заимствованных унифициро-
ванных сборочных единиц и деталей; £у, п и £>у. п — соответственно
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура
67
число покупных унифицированных сборочных единиц и деталей; Ест
и DCT — соответственно число стандартных сборочных единиц и де-
талей; Е = Еу + Еор — число сборочных единиц в изделии; D =
= Dy4-DOp — число деталей, являющихся составными частями из-
делия и не вошедших в Е; Еор и Рор — соответственно число ориги-
нальных сборочных единиц и деталей.
Зависимость для определения /С^р4 является исходной для полу-
чения ряда дополнительных зависимостей после подстановки в исход-
ную формулу выражений Еу, Dy, Е и D и последовательного учета
отдельных слагаемых. При необходимости аналогично могут быть
получены формулы для определения применяемости покупных, заим-
ствованных и других составных частей изделия, выражающие преем-
ственность его конструкции.
Коэффициент применяемости унифицированных сборочных единиц
изделия (Кпр) определяется как отношение унифицированных сбороч-
ных единиц к общему числу сборочных единиц в изделии:
С = £у/£-
Коэффициент применяемости унифицированных деталей изделия
определяется как отношение унифицированных деталей к общему
числу деталей в изделии, кроме крепежных:
KnP = VD-
Коэффициент применяемости стандартных составных частей изде-
лия определяется по формуле
гл С. ч. ст _ ^ст 4~ Рст
Лпр —	£_(_£)	’
где Ест = ЕСТе з + ECTt п + Ест. и — число стандартных сбороч-
ных единиц в изделии; DCT = DCT, 3 + DCT. п + DCT. и — число
стандартных деталей, являющихся составными частями изделия и не
вошедших в Ест (стандартные крепежные детали не учитываются);
Ест. з и DCT> з — соответственно число заимствованных стандартных
сборочных единиц и деталей; Ест> п и DCT. п — соответственно число
покупных стандартных сборочных единиц и деталей; Ест. и и DCT. и —
соответственно число сборочных единиц и деталей, стандартизация
которых осуществлена при разработке данного изделия.
При расчете стандартные сборочные единицы и детали, входящие
в другие стандартные сборочные единицы, не учитываются. Если со-
ставной частью изделия является учитываемая сборочная единица
(например, насос), то не учитываются имеющиеся в ней стандартные
составные части в виде сборочных единиц (редукционные и предохрани-
тельные клапаны, подшипники и др.) или деталей (шпонки, крышки,
рым-болты и др.).
Стандартные сборочные единицы и детали, входящие в состав
нестандартной сборочной единицы, являющейся составной частью изде-
лия, учитываются при определении числа стандартных сборочных еди-
ниц и деталей. Например, если в нестандартном насосе используются
стандартные составные части (сборочные единицы и детали), то они
учитываются при определении Ест и DCT.
3*
68
Оценка технологичности конструкции изделия
Коэффициент применяемости стандартных сборочных единиц
изделия определяется как отношение числа стандартных сборочных
единиц к числу сборочных единиц в изделии:
К^тр = £ст/£.
Коэффициент применяемости стандартных деталей определяется
как отношение числа стандартных деталей к общему числу деталей
(кроме крепежных), которые являются составными частями изделия:
k^ = djd.
Коэффициент применяемости унифицированных или стандартных
конструктивных элементов детали определяется по формуле
к“/ = С(эс7<?к.э.
где — число унифицированных (стандартных) конструктивных
элементов; э — число конструктивных элементов в изделии.
Коэффициент применяемости материала в изделии определяется
как отношение суммарной массы данного материала к общей массе
конструкции изделия:
Л“р = Л4,/Л1.
Коэффициент повторяемости составных частей изделия опреде-
ляется по формуле
^Cno’ = l-Qc. 4/(E + D),
где Qc. ч — число наименований составных частей; (£ + D) — общее
число составных частей в изделии.
Коэффициент повторяемости конструктивных элементов детали
определяется по формуле
^пов = 1 Qk. э/Qk. Э’
где Q* э — число типоразмеров конструктивных элементов в изделии.
Коэффициент повторяемости материалов в изделии определяется
по формуле
где DM — число материалов, входящих непосредственно в изделие
и перечисленных в разделе «Материалы» его спецификации; Q* — число
наименований (марок, сортаментов) материалов, применяемых в изделии.
Коэффициент типизации конструктивного исполнения характери-
зует преемственность данного исполнения изделия по отношению к мно-
жеству его исполнений по составу и структуре и определяется как отно-
шение
к™ =<2о.к/«
где Qc, к — число структурных компонентов (элементов и связей
между ними) в данном исполнении изделия, соответствующих компо-
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура
69
нентам типового представителя группы исполнений; Q*’ ” — общее
число компонентов типового представителя группы однотипных испол-
нений изделия. Для типового представителя группы исполнений
If К. И _ 1
Атип
Порядок и методы определения показателей ТКИ. Процесс опре-
деления показателей ТКИ реализуется в общем случае в следующей
последовательности: определение исходных данных; анализ исходных
данных; обработка результатов анализа исходных данных; выбор
номенклатуры показателей ТКИ; расчет численных значений показа-
телей ТКИ.
Типовая схема определения показателей ТКИ приведена на
рис. 4.
При выборе номенклатуры показателей необходимо руководство-
ваться следующими положениями:
номенклатура показателей должна быть минимальной, но достаточ-
ной для объективной оценки ТКИ и принятия решений, необходимых
для совершенствования конструкции изделия;
состав показателей ТКИ, используемых для обеспечения ТКИ
в процессе проектирования изделия, должен соответствовать составу
базовых показателей ТКИ, принятых на исходных этапах проекти-
рования.
Для определения показателей ТКИ используют методы, различа-
ющиеся по способу и источнику получения информации. Характерные
особенности этих методов приведены в табл. 1.
Применяемость показателей ТКИ. Применяемость основных и до-
полнительных показателей ТКИ в процессе разработки конструкции
изделия зависит от разнообразных факторов. К основным из них отно-
сят вид изделия и стадию разработки.
Перечень показателей ТКИ, рекомендуемый ГОСТ 14.201—83 для
применения в зависимости от вида изделия и стадии разработки, при-
веден в табл. 2. В таблицу включены показатели, широко используе-
мые в конструкторской практике.
Необходимость определения показателей, отмеченных в табл. 2
знаками применяемости, устанавливается для каждого конкретного
изделия стандартами отрасли или предприятия.
Система показателей ТКИ. ТКИ оценивают количественно с по-
мощью системы показателей, которая включает: базовые (исходные,
плановые) показатели технологичности представителя группы изделий
с общими конструктивно-технологическими признаками, являющиеся
предельными нормативами технологичности, обязательными для вы-
полнения при разработке изделия; показатели технологичности, достиг-
нутые при разработке изделия; показатели уровня технологичности
конструкции разрабатываемого изделия.
Состав базовых показателей, их оптимальные значения и предель-
ные отклонения устанавливаются отраслевыми стандартами с учетом
тенденций развития данной и смежных областей техники и потреб-
ностей народного хозяйства, данных научного и инженерного прогно-
зирования, показателей аналогов составных частей изделия, данных
различных достоверных источников информации. Оптимальные значе-
ния базовых показателей технологичности указывают в техническом
задании на разработку изделия.

Определение	Определение	Определение	_
Определение	Определение	новизны	типовых	объема выпуска	Определение
исходных	*	вида изделия	и сложности	конструкций	и типа	предприятия —
данных	конструкции	и аналогов	производства	изготовителя
изделия	t

1			!	

,	Анализ	Анализ целесообразности	Анализ
Анализ	Анализ исходных	статистических	применения новых	возможностей
исходных	* требований к ТКИ	данных по типовым	материалов,	предприятия —
данных	конструкциям	конструктивных решений и	изготовителя
и аналогам	технологических процессов

__1	1	


результатов	Определение времени и затрат	Определение времени	Определение времени и затрат
анализа	—►	на техническую подготовку	и затрат на изготовление	на техническое обслуживание
исходных	производства (ТПП)	изделия	и ремонт изделия
данных
Выбор номенклатуры показателей тки	—>							
			Анализ технологичности в областях ее проявления		Установление сфер наибольшего проявления ТКИ		Выбор номенклатуры показателей ТКИ	
								
1	:	1									
Расчет численных значений показателей ТКИ		>							
			Выбор методов определения показателей ТКИ		Установление структуры формул расчета показателей ТКИ		Расчет показателей ТКИ	
								
Рис» 4» Типовая блок-схема определения показателей ТКИ
Оценка технологичности конструкции изделия
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура 71
1. Классификация и характеристика методов определения
показателей ТКИ
Признак классифи- кации	Метод	Особенности метода
Способ получения информации	Измеритель- ный	Основан на информации, получаемой с приме- нением технических средств измерений (напри- мер, измерение массы изделия)
	Регистра- ционный	Основан на информации, получаемой путем подсчета числа определенных событий, затрат и т. п. (например, затрат на техническое обслу- живание или ремонт изделия)
	Органолеп- тический	Основан на информации, получаемой в резуль- тате анализа восприятий органов чувств и формализованного представления данных
	Расчетный	Основан на информации, получаемой с помо- щью теоретических или эмпирических зависи- мостей (например, при расчете удельной мате- риалоемкости)
Источник получения информации	Традицион- ный	Значения показателей определяются специа- листами специализированных эксперименталь- ных и расчетных подразделений предприятия или организации
	Экспертный	Значения показателей определяются эксперт- ными способами группами специалистов-экс- пертов (например, определение показателей, которые в данное время не могут быть опреде- лены другими методами)
	Социологи- ческий	Значения показателей определяются фактиче- скими или потенциальными потребителями из- делия, при этом используют, например, устные опросы или специальные анкеты-вопросники
Отношение факторов к объекту	Экзогенный	Основан на учете внешних по отношению к ТКИ факторов: изменения в технологических методах, программе производства, резкое со- кращение сроков освоения и др.
	Эндогенный	Основан на учете исключительно внутренних по отношению к ТКИ факторов: число состав- ных частей, конструктивных элементов, при- меняемых материалов; типизация конструктив- ных схем и компоновок; блочно-модульное по- строение устройств и др.
	Смешанный	Основан на взаимосвязанном учете внешних и внутренних по отношению к ТКИ факторов
Способ мо- делирова- ния инфор- мации	Имитацион- ный	Многократное повторение расчета модели в различных условиях выполнения работ во всех сферах проявления
	Аналоговый	Заимствование данных по изделию-аналогу
2. Применяемость показателей ТКИ в зависимости от вида изделия и стадии разработки
Показатель ТКИ	Вид изделия				Стадия разработки конструкторской документации				
	Де- таль (1)	Сбороч- ная еди- ница (2)	Комп- лекс (3)	Комп- лект (4)	Техни- ческое предло- жение	Эскизный проект	Техни- ческий проект	Рабочая документация	
								Литера «О»	Литера «Б»
Трудоемкость изделия в изго- товлении	Т	Т	Т	Т	н2,3	п2,3	п2,3	п2,3	Т1-4
Трудоемкость изделия в мон- таже	—	Т	т	—	—	—	Н	I	Т
Трудоемкость изделия в тех- ническом обслуживании (сред- няя оперативная)	н	Т	т	—	—	—	—	И	т
Трудоемкость изделия в ре- монте (средняя оперативная)	н	Т	т	—	—	—	—	п	т
Удельная трудоемкость изде- лия	—	Т	т	—	—	П2,3	п2,3	п	т
Удельная материалоемкость (металлоемкость) изделия	—	Т	т	—	Н	П	г:	1	т
Удельная энергоемкость изде- лия	—	Т	т	—	Н	И	п	т	т
Технологическая себестоимость изделия в изготовлении	т	т	т	I	п	н	Н2,3	п2,3	Т1-4
Оценка технологичности конструкции изделия
П р о-д-ол-же-н не  т а б л. 2
Показатель ТКИ	Вид изделия				Стадия разработки	1 конструкторской документации				
	Де- таль (1)	Сбороч- ная еди- ница (2)	Комп- лекс (3)	Комп- лект (4)	Техни- ческое предло- жение	Эскизный проект	Техни- ческий проект	Рабочая документация	
								Литера «О»	Литера «Б»
Технологическая себестоимость изделия в техническом обслу- живании (средняя оперативная)	Н	Т	Т	—	—	—	—	п	т
Технологическая себестоимость изделия в ремонте (средняя опе- ративная)	Н	Т	Т	—	—	—	—	п	т
Продолжительность техниче- ского обслуживания изделия (средняя оперативная)	н	Н	Н	Н	—	—	Н	н	Н
Продолжительность ремонта изделия (средняя оперативная)	н	Н	Н	Н	—	—	Н	н	Н
Коэффициент сборности	—	Т	Т	—	—	П	п	п	Т
Коэффициент применяемости унифицированных конструктив- ных элементов	т	Н	Н	н	—	Н	п	т	Н
Коэффициент применяемости материала	—	Т	Н	н	—	—	н	т	Т
Обозначения: Т — обязательное определение значения показателя точными методами; П — обязательное опре-
деление приближенного значения показателя укрупненными методами; Н — необязательное определение показателя в общем
случае. Индексы указывают, для какого вида изделия определяется значение показателя на данной стадии разработки конструк-
торской документации.
Показатели ТКИ, классификация,номенклатура
СО
74:
Оценка технологичности конструкции изделия
Базовые и достигнутые показатели, а также показатели уровня
ТКИ вносят в карту технического уровня и качества изделия в соот-
ветствии с ГОСТ 2.116—71.
Данные об уровне ТКИ используют в процессе оптимизации кон-
структивных решений на стадиях разработки конструкторской доку-
ментации, при принятии решения о производстве изделия, анализе
технической подготовки производства, разработке мероприятий по
повышению уровня ТКИ и эффективности его производства и эксплуа-
тации, при государственной, отраслевой и заводской аттестации каче-
ства изделия и определении технико-экономических показателей про-
изводства, эксплуатации и ремонта изделия.
БАЗОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТКИ
Базовые показатели ТКИ, устанавливаемые и применяемые для
оценки технологичности конструкции разрабатываемого изделия, ди-
намичны и в своем развитии отражают постоянное совершенствование
объектов, методов и средств производства, эксплуатации и ремонта тех-
ники в соответствии с потребностями ускорения научно-технического
прогресса. В общем случае они проходят стадии прогнозирования, уста-
новления, применения и совершенствования.
Прогнозирование показателей ТКИ. При прогнозировании пока-
зателей ТКИ учитывают следующие факторы: постоянный рост требова-
ний к качеству изделия; перспективные объемы производства и мас-
штабы применения изделия; сложность и новизну конструкции изде-
лия к моменту освоения его в производстве и эксплуатации; опережа-
ющие требования к совершенствованию материально-технической базы
и форм организации производства, эксплуатации и ремонта изделия.
В результате прогноза выявляют области изменения значений пока-
зателей технологичности конструкции перспективного образца изделия
и других показателей, характеризующих его полезностные свойства и
выступающих при оптимизации показателей ТКИ в качестве ограни-
чений.
Принципиальный подход к оптимизации прогнозируемых пока-
зателей ТКИ основан на комплексном учете полезностных свойств и
технологических особенностей конструкции изделия и заключается
в разрешении противоречий между ними на основе конкурентного рав-
новесия в условиях оптимальности по Парето.
Пример. Конструкция изделия разрабатывается с учетом возможностей
ее изготовления на Р предприятиях и исходя из Т-множества требований X
возможных сфер эксплуатации. Набор показателей качества изделия, отра-
жающих его потребительную стоимость, характеризуется вектором-столбцом
К»{КП|П = ЬЛГ}.
а показателей,- отражающих его стоимость (затраты),- вектором-строкой
С = {СП |П=ьл},
где Кп и Сп — соответственно потребительная стоимость и стоимость п-го
свойства изделия; N — общее число рассматриваемых свойств, образующих
качество изделия.
Таким образом,- общий вектор затрат-полезности содержит компоненты
двух видов: вектор потребительских свойств изделия и вектор соответствую»
Базовые показатели ТКИ
75
щих им затрат в сферах производства, эксплуатации и ремонта. Эти затраты
характеризуют ТКИ в перечисленных областях ее проявления.
Разработчик конструкции изделия должен выбрать из некоторого замкну*
того U7P-множеств а допустимых для р-го предприятия векторов затрат-полез-
ности такой вектор W^, который наилучшим образом соответствует условиям
этого предприятия-изготовителя и удовлетворяет требованиям любой х-й
сферы эксплуатации:
{«'«I " = !“)•
При постановке изделия на производство одновременно на нескольких
предприятиях, использующих различные технологические методы и распола-
гающих различными орудиями труда, общепроизводственный вектор затрат-
полезности с учетом требований всех X сфер эксплуатации
Р	Р	___
w = 2 wP = 5 I«= ь
Р=1	Р=1
где WP £ W g W; W — общепроизводственное множество допустимых
векторов затрат-полезности. При этом учитывается Т-множество векторов
требований всех сфер эксплуатации к полезности изделия, определяемое как
пересечение Т’^.-множеств векторов требований
т = Л Тх.
х х
Конкурентное равновесие (или оптимум по Парето) определяется как
ситуация, при которой векторы показателей стоимости С, затрат-полезности
wj и требований Тх находятся на таком уровне
С* С С; Wx* € W; Г* С Т,
при котором множество векторов требований (Pf, Т%, .... согласуется
с производственными возможностями BP (С) предприятия-изготовителя
вр (С) = {wp* |х = ГТ}
*	n*	*
и бюджетными ограничениями. Здесь С , W х и Тх — фиксированные па-
раметры.
Бюджетное ограничение определяется соотношением допустимых за-
трат ЗР (Т) на реализацию всех требований эксплуатации предприятием-
изготовителем, фиксированных затрат ЗР (Ка)> произведенных им ранее на
формирование потребительной стоимости Ка изделия-аналога, и экономиче-
ской целесообразности ЦР выпуска изделия на этом предприятии-изготови-
теле. Это соотношение имеет вид
3Р (Т) с Зр (Ка) + цр,
где элементы неравенства определяются скалярными произведениями векто-
ров затрат (С, Са) и полезности (Г, WP):
3Р (7) = СТ‘
3Р* (Ка) =С*К*;
ЦР = CWP.
76
Оценка технологичности конструкции изделия
Пусть показатели полезности изделия К для любого предприятия-изго-
товителя, ремонтного производства и сферы эксплуатации определяются как
положительные составляющие, показатели затрат производства и эксплуата-
ции изделия С как отрицательные, a WP содержит начало координат (гранич-
ное условие, при котором каждый создатель конструкции изделия с техноло-
гической точки зрения может отказаться от ее производства, т. е. не произ-
водить затраты). Тогда в качестве оптимума по Парето выступает точка каса-
ния границы множества производственных возможностей и максимально до-
стижимой кривой безразличия (рис. 5), где вектор требований обозначен Т*,
а вектор затрат-полезности предприятия-изготовителя через WP*.
Рис. 5. Графическое представление
оптимума по Парето (конкурентного
равновесия):
А — кривые безразличия; Б — мно-
жество предпочтений; В — множество
производственных	возможностей;
Г — разделяющая	гиперплоскость
(линия затрат);	—• показатель по-
лезности (например, надежности); Кг —
показатель затрат (например, метал-
лоемкости)
Множество производственных возможностей лежит по одну сторону
разделяющей гиперплоскости (линии затрат), а предпочтения, связанные с мак-
симально достижимой кривой безразличия, — по другую сторону. Гипер-
плоскость представляет собой набор векторов WP,~ находящихся в зависимости
п • Ж
СУГ^С т ,
приводящей к оптимуму по Парето (конкурентному равновесию). Реализация
максимально возможных требований Г* сфер эксплуатации изделия к его
конструкции достигается движением вдоль линии затрат, а поиск наивысшего
уровня экономической целесообразности в векторе затрат-полезности WP —
движением вдоль границы множества производственных возможностей.
Аналогично формулируется постановка задачи отыскания оптимума
при необходимости учета всех предприятий-изготовителей, одновременно
выпускающих данное изделие.
Оптимальные показатели ТКИ, выявленные в результате прогно-
зирования, являются основой для установления базовых показателей
ТКИ. При наличии целевой функции и ограничений они определяются
методами линейного и нелинейного программирования, динамического
программирования, теории игр и статистических решений, теории опти-
мального управления и другими математическими методами.
Типовая схема оптимизации значений показателей ТКИ включает
блоки, приведенные на рис. 6.
Установление базовых показателей ТКИ. Значения базовых по-
казателей ТКИ устанавливают на основе значений показателей перспек-
тивного образца, выявленных при прогнозировании, либо при отсут-
ствии данных прогнозирования — на основе показателей аналога.
Установление значений базовых показателей ТКИ на основе пока-
зателей перспективного образца является предпочтительным, так как
Базовые показатели ТКИ
77
ориентирует разработчика конструкции изделия на принятие наилуч-
ших инженерных решений, наиболее полно соответствующих перспек-
тивным потребностям в изделиях и условиях йх применения.
Установление значений базовых показателей ТКИ на основе пока-
зателей аналога часто связано с необходимостью использования стати-
стических данных по изделию-аналогу и последующей их обработки.
Рис. 6. Блок-схема оптимизации показателей ТКИ
Определение значений базовых показателей ТКИ по показателям
аналога может быть осуществлено с использованием методов прямых
аналогий, корреляционных связей и корректирующих коэффициентов.
Метод прямых аналогий предполагает вычисление значений базо-
вого показателя ТКИ непосредственно по значению показателя аналога.
Пример. Определить значение базового показателя трудоемкости Tq
изделия, проектная мощность которого составляет Р = 100 кВт, если изве-
стен аналог однотипной конструкции, соответствующие показатели которого
равны ^а= Ю ООО нормо-ч и Р& — 80 кВт.
При условии равенства удельных трудозатрат находим Tq = Т^Р/Р^ «
= 10 000*100/80 == 12 500 нормо-ч.
Метод корреляционных зависимостей эффективен в случаях,
когда на основе статистических данных аналога выведены корреляцион-
ные связи технических характеристик изделия (Хх, Х2, ...» Xn) и пока-
зателей ТКИ вида
А-.	%*,
/<б = XqATj XJf22 . . . х/
или
*6 = % + Mi + М2 + • • ’ + ЧЛр
78
Оценка технологичности конструкции изделия
где Хо, Х,2, ...,	— показатели, выявленные в результате статисти-
ческой обработки эмпирических данных.
Метод корректирующих коэффициентов предусматривает вычис-
ление значений базового показателя ТКИ по значению показателя
типового представителя группы изделий, обладающих общими с проек-
тируемой конструкцией конструктивными и технологическими при-
знаками.
Для определения базового показателя с использованием метода
корректирующих коэффициентов необходимо основываться на статисти-
ческих данных о ранее созданных конструкциях изделий группы.
При этом следует учитывать отличие проектируемого изделия от раз-
работанных ранее изделий по сложности, оригинальности и перспек-
тивности конструкции и другим признакам, соответствующим виду изде-
лия, а также принимать во внимание ожидаемый рост производитель-
ности труда в сфере проявления ТКИ к периоду изготовления нового
изделия.
Корректирующие коэффициенты должны характеризовать проек-
тируемую конструкцию по отмеченным отличительным признакам.
Численные значения коэффициентов определяются отношением основ-
ных технических параметров сравниваемых изделий или других фак-
торов, характерных для конструкции, подготовки производства, изгото-
вления, технического обслуживания и ремонта проектируемого изделия.
Применение методов прямых аналогий, корреляционных зависи-
мостей и корректирующих коэффициентов создает предпосылки для
решения задач с использованием средств вычислительной техники.
При расчете и установлении базового показателя ТКИ по ресурсо-
емкое™ с использованием метода корректирующих коэффициентов
учитывается динамика изменения условий производства, эксплуатации
и ремонта и соответствующий рост эффективности функционирования
этих сфер путем применения корректирующих коэффициентов. Для
этого используются нормативные данные по снижению трудоемкости,
материалоемкости, энергоемкости и другие, принятые в отрасли на
планируемый период выпуска и применения данного вида изделий.
Тогда базовый показатель ТКЙ по ресурсоемкое™
где — базовый показатель, принятый для данного момента про-
изводства и эксплуатации изделия; — корректирующий коэффи-
циент, выражающий снижение ресурсоемкое™ к моменту установив-
шегося выпуска изделия.
Пример. Определить базовый показатель трудоемкости изделия в изго-
товлении Tq. Выпуск изделия намечается через три года от момента начала
проектирования,- т. е. t = 3 года. Исходная базовая трудоемкость Т& =
— 3000 нормо-ч. Коэффициент снижения трудоемкости определяется зави
симостыо
_ /	100 у
Р “ М00 + Кп.т/ 
где КПд т — планируемый рост производительности труда к моменту про-
мышленного выпуска изделия, Кп> т — 35 %
По номограмме (рис. 7) определяем коэффициент — 0,4. Тогда ®
= TgKp = 3000.0,4 = 1200 нормо-ч.
Базовые показатели ТКИ
79
Если разрабатываемое исполнение изделия отличается от типового
представителя группы его исполнений новизной и сложностью кон-
струкции, для определения корректирующего коэффициента ис-
пользуют матрицу «конструктивная сложность — новизна конструкции
изделия», принятую для данного вида изделий в отрасли. Принципиаль-
ная схема определения коэффициента Кр с использованием данных
о новизне и сложности конструкции изделия приведена на рис. 8.
1,0
0,7
Рис. 7. Номограмма для опре- 0,5
деления численных значений 0,4
корректирующего коэффициен- gj
0,1
10 20 30 405060 80 100120 160 КЛТ
В общем случае корректирующий коэффициент Кр для i-ой группы
новизны и /-ой группы сложности конструкции изделия определяется
зависимостью
Кр.. = а^Лсл
г J
где показатели а, Ь, с — определяются для конкретных видов изделий
на основе статистических данных.
Коэффициенты новизны Кн и сложности /<сл определяются по
формулам, приведенным в гл. 1. В зависимости от] вида изделия, целей
и условий проведения оценки ТКИ и использования ее результатов
для определения этих коэффициентов могут применяться и иные за-
висимости. Например, для сложных изделий типа комплексов Ксл мо-
жет определяться по формуле
'<сл = Кел + S аЛслГ
где К*л — коэффициент сложности базовой части изделия (например,
механической); Кел. t — коэффициент сложности i-ой части изделия
(например, электрической, гидравлической, акустической и т. п.);
«7 — коэффициент приведения сложности i-ой части изделия к слож-
ности базовой части, определяемый по статистическим данным.
Применение базовых показателей ТКИ. Основными факторами,
определяющими особенности применения базовых показателей ТКИ,
являются вид изделия, стадия разработки конструкторской докумен-
тации, вид показателя ТКИ.
Эти факторы воздействуют на применяемость основных и допол-
нительных показателей ТКИ с учетом вида изделия и стадии разра-
ботки согласно табл. 2, что должно учитываться при назначении вида
соответствующих базовых показателей ТКИ и стадий разработки кон-
структорской документации, на которых их следует применять.
80
Оценка технологичности конструкции изделия
В общем случае базовые показатели ТКИ целесообразно приме-
нять на всех этапах разработки конструкторской документации, на ко-
торых проводится ее технологический контроль по ГОСТ 2.121—73
блок расчета
Кщ
Группа сложности	Группа ,				..	f новизны			
	1	2	• • •	I			• • •	1-1	I
1	КРИ	KPiz	• • •	KPn			• • •	KP1,I-1	Kp1I
2	%,	KPZ2	• • •	KPzt			• • •	КРг,1-1	KPzi
• • •	• • •	• • •	• • •	• • •			• • •	• • •	• • •
J	%	KPjZ	• • •	KPJL			• • •	Kpj>I-1	KPJI
• • •	• • •	• • •	• • •				• • •	• • •	• • •
J-1	KPJ-1,1	KPj-1fZ	• • •				• • •	KPJ-1,I-1	
J	KPj1	kPjz	• • •				• • •		KPJI
Блок расчета
R-RfiKp
Рис» 8. Схема определения корректирующего коэффициента по значениям
показателей новизны Ян и сложности Я“Сл конструкции изделия
и экспертиза проектов по ГОСТ 15.001—73. Этапы, на которых про-
водится технологический контроль проектной и рабочей конструктор-
ской документации, показаны на рис. 7 и 8, гл. 1.
Существенное значение для определения стадии и этапа разработки
конструкторской документации, на которых следует применять базовые
показатели ТКИ, имеет вид показателя по наименованию, количеству
Базовые показатели ТКИ
81
и форме представления характеризуемых свойств. Например, базовые
показатели технологической рациональности конструкции изделия и
частные (единичные) показатели целесообразнее использовать на этапах
разработки рабочей конструкторской документации, применение ба-
зовых удельных показателей ТКИ наиболее рационально на стадиях
разработки технического предложения и эскизного проекта и т. д.
Принципиальная схема оценки уровня ТКИ, основанной на при-
менении базовых показателей, приведена на рис. 9.
Рис. 9. Схема оценки уровня ТКИ
Совершенствование базовых показателей ТКИ. На стадиях проек-
тирования, производства, эксплуатации и ремонта изделия постепенно
накапливаются информация и опыт, позволяющие определить пути
дальнейшего улучшения качества разработки, совершенствования
конструкции изделия и условий выполнения работ во всех областях
проявления ТКИ. Одновременно возрастают требования к интенсив-
ному ведению работ и непрерывному повышению эффективности раз-
работок. Следовательно, создаются объективные предпосылки для
систематического, периодического обновления базовых показате-
лей ТКИ.
Обновление базовых показателей ТКИ осуществляется исходя из
плана развития данной отрасли техники с учетом опыта установления
и применения базовых показателей ТКИ при технической подготовке
82
Оценка технологичности конструкции изделия
производства и данных о проявлении ТКИ в условиях производства,
эксплуатации и ремонта (рис. 10).
В необходимых случаях по результатам применения базовых
показателей ТКИ на стадиях разработки конструкторской докумен-
тации производят корректировку (уточнение, дополнение) их номен-
План развития отрасли
Рис. 10. Схема формирования, применения и совершенствования базовых
показателей ТКИ
клатуры и численных значений, регламентированных в техническом
задании или нормативно-техническом документе отрасли, в установ-
ленном порядке.
МНОГОФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ТКИ
Технико-экономический анализ ТКИ по конечному народнохозяй-
ственному эффекту. Решая главные задачи конструирования с учетом
технологических возможностей и ресурсных ограничений, следует
всегда исходить из конечного народнохозяйственного эффекта.
Единым критерием ТКИ является ее экономическая целесообраз-
ность при заданном качестве и принятых условиях производства,
эксплуатации и ремонта. При такой оценке конструкции необходимо
рассматривать весь комплекс требований к ней в целом, чтобы, напри-
мер, обеспечение требований к изготовлению не приводило к экономя*
Многофакторный анализ ТКИ
83
чески невыгодному увеличению затрат на техническое обслуживание
или ремонт.
Напротив, создатели конструкции должны, комплексно оценивая
эффект, смелее идти в необходимых случаях на некоторое обоснованное
удорожание изделия в производстве в целях резкого снижения затрат
в эксплуатации.
Технологичность конструкции не является единичным свойством,
оцениваемым каким-либо частным (единичным) показателем. Следова-
тельно, необходимость комплексной оценки ТКИ диктуется сложностью
Отдельные
частные свойства
Частные (единичные) показатели ТКИ
Группы /.изственныс
свойств
Совокупность групп
(комплексы) свойств
Комплексный показатель ТКИ
А
Рис. 11. Схема формирования комплексных показателей ТКИ:
А — выявление направлений совершенствования конструкции; Б — оценка
влияния ТКИ на конечный народнохозяйственный эффект
£
комплекса свойств, формирующих технологичность. Оптимальный
вариант конструкции определяется при проектировании, поэтому на
каждой стадии проектирования необходимы показатели, характери-
зующие выполнение различных требований к ТКИ.
Комплексные, групповые и частные (единичные) показатели ТКИ,
несмотря на различные условия их применения, взаимосвязаны, при-
чем эта взаимосвязь обусловлена деревом целей (оцениваемых свойств),
для которого характерны одновременно дифференциация комплексных
и интеграция частных показателей в соответствии со схемой (рис. И).
Обобщение частных показателей в один показатель или малое их
число и одновременная детализация последних являются важными
методическими принципами количественной оценки ТКИ.
Переход от частных показателей к комплексным необходим для
более полной и объективной оценки влияния ТКИ на конечный народно-
хозяйственный эффект, который может быть получен в результате соз-
дания и применения данного изделия (стрелка Б, см. рис. 11).
Детализация комплексных показателей с переходом к групповым,
а затем и к частным показателям необходима для выявления тех кон-
структивных решений, совершенствование которых целесообразно и
наиболее эффективно для повышения уровня ТКИ в целОхМ (стрелка Л,
см. рис. 11).
Частными являются показатели, расположенные на низшем уровне
деления.
84
Оценка технологичности конструкции изделия
Групповые показатели бывают различных уровней (1-го уровня,
2-го уровня и т. д.), поэтому могут быть классифицированы по ним.
Обобщение групповых показателей на высшем уровне образует комп-
лексный показатель ТКИ.
Методы определения комплексных показателей ТКИ. Комплекс-
ные показатели ТКИ определяются на разных стадиях разработки,
для которых характерны различная детализация проработанных тех-
нических решений, переменный состав выявленных и подвергаемых
анализу свойств и параметров, изменчивость математических моделей
комплексных показателей (в связи с различным назначением стадий
разработки) и соответственно используемых методов их формирования
и определения.
При определении комплексных показателей ТКИ используют раз-
нообразные методы. Наиболее простым является метод, позволяющий
выражать искомый показатель средним арифметическим значением:
К= 2 Kn/N,
п—1
где Кп — значение n-го частного (группового) показателя; N — число
частных (групповых) показателей, образующих комплексный показа-
тель.
Однако в большинстве случаев исходные показатели неравно-
ценны с точки зрения степени их воздействия на комплексный пока-
затель. В этом случае можно использовать зависимости (математические
модели), позволяющие учитывать весомость (значимость, эквивалент-
ность) отдельных исходных показателей, вида
N
2 Ьп^п
П=1
п=1
где Ьп — коэффициент весомости n-го частного (группового) показа-
теля, определяемый экспертным или другими методами. Обычно при-
нимают bn = 1.
/2=1
Часто для технико-экономического анализа объекта используют
многопараметрические корреляционные модели различных видов (сте-
пенные и гиперболические функции, полиномы различных степеней
и др.), например степенную функцию вида
= ...
где Хп — коэффициент эластичности фактора КП9 характеризующий
степень влияния n-го единичного (группового) показателя на исследуе-
мый комплексный показатель ТКИ. Вычисление коэффициентов эла-
стичности производят на основании статистических данных.
Трудоемкость изделия
85
Однако в любом случае вид выбранной математической модели
должен наиболее полно и точно отражать взаимосвязь частных и груп-
повых показателей и степень их влияния на исследуемые комплексные
показатели, а для выбора вида модели и вычисления коэффициентов
эластичности должно быть в наличии достаточное количество ста-
тистических данных.
Глава 3
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
ТРУДОЕМКОСТЬ ИЗДЕЛИЯ
Трудоемкость изделия как показатель ТКИ характеризует коли-
чество труда, затрачиваемого на одно изделие с учетом его конструк-
тивных особенностей в сферах производства, эксплуатации и ремонта.
Разновидностями этого показателя, определяемыми затратами труда
в конкретных областях проявления ТКИ, являются:
трудоемкость изделия в технической подготовке производства
(ТПП);
трудоемкость изделия в изготовлении;
трудоемкость изделия в техническом обслуживании (ТО);
трудоемкость изделия в ремонте;
трудоемкость изделия в утилизации;
общая трудоемкость изделия.
Требования к укрупненной оценке трудоемкости вариантов кон-
струкции изделия. При сравнительном анализе вариантов конструк-
ции изделия необходимо обеспечивать выполнение следующих тре-
бований:
существующие или предполагаемые условия выполнения работ
в производстве, эксплуатации и ремонте для сравниваемых вариантов
конструкции должны быть одинаковыми или приведены к одинаковому
организационно-техническому уровню;
технологические процессы выполнения работ во всех сферах их
реализации должны быть прогрессивными, т. е. отвечать требованиям
лучших показателей действующей системы их аттестации;
сравниваемые варианты конструкции должны иметь примерно
равные абсолютные, а также удельные массы, однотипную характери-
стику применяемых материалов;
трудоемкость изделий анализируемых конструктивных исполнений
должна быть тем меньше, чем меньше их масса;
значения показателей трудоемкости изделия следует определять
одним и тем же методом.
В случае невозможности принятия однозначного решения по кон-
струкции на основе данных о трудоемкости изделия требуется обяза-
тельное применение других показателей ресурсоемкости. На практике
показатель трудоемкости изделия чаще всего применяют совместно
с показателем материалоемкости изделия.
Пример. При анализе технологичности трех вариантов конструкции
изделия (Л, Б и В) установлено, что значения трудоемкости изделия для них
соотносятся следующим образом: Тд < Tg < Tg. Сделать вывод о техно-
86
Показатели технологичности конструкции изделия
логичности конструкции изделия по этим данным нельзя, так как наиболее
трудоемкий вариант обладает наименьшей материалоемкостью М, причем
< Мд < Afg. Поскольку конкурирующими являются варианты А и
Б, для каждого из них определяют суммарный технико-экономический пока-
затель ресурсоемкости, например, себестоимости Сд =	М а) и =
~ f2 (Т'Б’	Предпочтительнее окажется тот вариант, у которого показа-
тель С меньше.
Основные конструкторские документы и информационные данные,
необходимые для определения трудоемкости изделия, а также методы
учета конструктивно-технологических особенностей изделия в зависи-
мости от стадии разработки конструкторской документации приведены
в табл. 1.
1. Информация и методы, используемые для определения
трудоемкости изделия
Стадия разработки конструк- торской документа- ции	Основные конст- рукторские доку- менты, необходимые для расчета трудо- емкости изделия	Основная ин- формация, полу- чаемая из конст- рукторского документа	Методы учета конструктивно- технологических особенностей изделия, определя- ющие его трудоем- кость *
Техническое предложение Эскизный проект Технический проект Рабочая конструк- торская до- кументация	Ведомость техни- ческого предложе- ния Пояснительная за- писка Схемы Чертеж общего ви- да Теоретический чер- теж Габаритный чертеж Ведомость эскизно- го (технического) проекта схемы Чертеж детали Сборочный чертеж Спецификация Ведомость специ- фикаций Технические усло- вия	Масса изделия Параметры на- значения Число элемен- тов Масса изделия Параметры на- значения Число составных частей Число элемен- тов Масса изделия Масса деталей Число деталей Технические требования Число сбороч- ных единиц	Метод учета масс Метод удельного нор- мирования Метод элементокоэф- фициентов Метод учета масс Метод удельного нор- мирования Метод учета сложно- сти Метод элементокоэфн фицинтов Метод учета масс Метод удельного нор- мирования Метод учета сложно- сти Метод учета значимо- сти составных частей Моделирование тру- доемкости на основе корреляционно-рег- рессионного анализа
* Описание указанных методов дано ниже.
Обязательным условием применения любого метода укрупненного
определения трудоемкости изделия является предварительная класси-
фикация разрабатываемых машин, приборов и их составных частей,
осуществляемая по минимальному, но достаточному числу признаков.
К выбираемому методу укрупненного определения трудоемкости
изделия должны предъявляться следующие требования:
Трудоемкость изделия
87
метод должен быть объективным, погрешность получаемых с его
помощью результатов должна быть в допустимых пределах (табл. 2);
метод должен быть общедоступным, т. е. любой исполнитель дол-
жен иметь возможность осуществлять с его помощью необходимые
расчеты в обычных условиях выполнения конструкторских проработок.
При этом должна быть исключена необходимость разработки каких-
либо технологических документов;
2. Допускаемая погрешность укрупненного расчета
трудоемкости изделия
Предполагаемо'- производство	Допускаемая погрешность	Виды расчетных работ	Допускаемая погрешность
Массовое	±10 %	Машинные	±10 %
Крупносерийное	±15 %	Машинно-ручные	±15 %
Среднесерийное	±20 %	Ручные	±20 %
Примечание. Приведенные диапазоны погрешностей носят реко-
мендательный характер и по мере выполнения исследований и применения
укрупненных методов определения трудоемкости могут уточняться.
метод должен учитывать характерные особенности предполага-
емого производства и ориентироваться на типовые конструкции изделий.
Основной критерий, определяющий выбор метода укрупненного
определения трудоемкости, — точность результатов применения метода.
Если в конструкции нового изделия используются узлы й детали
ранее освоенных изделий, то трудоемкость следует определять по их
отдельным составным частям.
Если конструкция изделия меняется в результате различного
сочетания и компоновки деталей, трудоемкость целесообразно рассчи-
тывать по группам типовых деталей (например, отдельно по валам,
рабочим колесам, корпусным деталям, деталям топливной аппаратуры,
ходовой части и т. д.).
Укрупненные методы определения трудоемкости изделия должны
быть основаны на предварительно разработанных расчетных пара-
метрах, представляющих собой затраты рабочего времени на ТПП,
изготовление, в том числе монтаж вне предприятия-изготовителя,
техническое обслуживание, утилизацию и ремонт типовых конструкций
и их составных частей.
Эта информация должна быть дифференцирована по видам работ
(производств) с учетом типовых условий их выполнения и представлена
в удобной для пользования форме: таблицы, графики, эмпирические
формулы и т. п.
Методы определения трудоемкости изделия. В процессе опытно-
конструкторских работ (ОКР) для определения трудоемкости изделия
применяются все методы, перечисленные в табл. 1 гл. 2.
Наиболее часто используют расчетный метод и разновидность
измерительного метода — хронометраж.
Применение расчетного метода для определения трудоемкости
изделия основано на использовании ряда других методов, главным
88
Показатели технологичности конструкции изделия
образом аналогового, имитационного и экспертного в зависимости от
способов получения и моделирования информации. Изделие рассматри-
вается как представитель множества подобных. Трудоемкость изделия
в этом случае прогнозируют по трудоемкости другого, аналогичного
изделия. Для обеспечения гарантии подобия вводятся специальные
ограничительные условия и допущения.
; Расчетный метод предусматривает применение широко известных
математико-статистических методов, для которых характерна опре-
деленная степень недостоверности. Даже при соответствующей статин
стической обработке данных результаты расчета представляют не
истинные значения, а их математическое ожидание. Для повышения
степени достоверности получения результатов должен применяться
измерительный метод определения трудоемкости изделия.
Учитывая, что трудоемкость изделия является многофакторной
функцией, для ее определения целесообразно использовать метод
многофакторного анализа.
В процессе реализации расчетного метода, основанного на при-
менении аналогового, имитационного, экспертного и других методов
моделирования и получения информации, рекомендуется использовать
также следующие методы: учета масс, учета сложности конструкции
изделия, учета значимости составных частей, элементокоэффициентов,
регрессионного анализа и удельного нормирования.
Хронометраж представляет собой метод изучения затрат рабочего
времени на выполнение ручных и машинно-ручных элементов работ
путем наблюдения и измерения их продолжительности; применяется
для определения трудоемкости изделия на стадии разработки рабочей
конструкторской документации для изготовления и испытания опытного
образца или опытной партии изделий и изделий серийного производства.
Метод многофакторного анализа. Трудоемкость изделия опреде-
ляется зависимостью
т= ТйКо,
где Ти — исходный показатель трудоемкости изделия базовой (харак-
терной) конструкции в определенных условиях выполнения работ;
Kq — корректирующий коэффициент, учитывающий влияние кон-
кретных условий выполнения работ;
Ко = КууКг. о (Кс/Кт),
где Kn — коэффициент, учитывающий изменение Т в зависимости
от программы выпуска изделий (числа одновременно обслуживаемых
в эксплуатации машин, программы их ремонта); Кг. 0 — коэффициент,
учитывающий изменение Т в зависимости от продолжительности вы-
пуска изделий, определяемой от года освоения изделия в производстве
(ремонте, эксплуатации); Кс — коэффициент, учитывающий изменение
Т в зависимости от серийности производства (ремонта) изделий; Кт —
коэффициент, учитывающий технологическую оснащенность выпол-
нения работ.
Учет программы выпуска изделий. С увеличением программы вы-
пуска изделий происходят изменения технологических факторов, влия-
ющих на величину Т. Для определения пользуются эмпирической
зависимостью

(1)
Трудоемкость изделия
89
Рис. 1. Определение значений а
графическим путем при учете про-
граммы выпуска
где Nq и N$ — соответственно базовая и фактическая программы
выпуска; значения а определяют следующими способами:
а)	используют специальные таблицы, в которых логарифмы зна-
чений трудоемкости аналогичных изделий наносят на логарифмическую
сетку (рис. 1). Получаемые точки будут располагаться вдоль прямой,
тангенс угла наклона которой и
дает искомое значение а;
б)	для подобных изделий про-
водят анализ данных за несколько
лет. Результаты анализа обрабаты-
вают так же, как указано в п. а);
в)	в тех случаях, когда подоб-
ных изделий с резко выраженными
программами выпуска нет, можно
сравнивать имеющиеся статистиче-
ские данные по трудоемкости от-
дельных изделий за несколько лет.
Средние значения а, например,
для станкостроения 0,4; для само-
летостроения 0,2; для приборостроения 0,5. Если принять Nq ==
= 10 тыс. изделий, то значения Kn могут быть определены непосред-
ственно по значениям
Выпуск изделий N^t	тыс. штук	1	5	10	15	20
Кф..........................  2,5	1,5	1	0,8	0,65
Выпуск изделий N&,	тыс. штук	25	30	50	100
Кф.......................... 0,55	0,5	0,45	0,4
Для укрупненного определения трудоемкости изделия, когда
в расчетной формуле (1) используется отношение программ, рекомен-
дуется определять Км из табл. 3.
3. Значения коэффициента Kn в зависимости
от отношения программ выпуска
/Уб Л/ф	Kn	Мф	KN	*6 ^Ф	KN	^б	Kn
						ЛГф	
0,2	0,80	2,5	1,15	11,0	1,38	30,0	1,57
0,3	0,88	3,0	1,17	12,0	1,40	40,0	1,62
0,6	0,92	4,0	1,21	14,0	1,42	50,0	1,66
0,8	0,96	5,0	1,25	16,0	1,46	60,0	1,70
1,0	1,00	6,0	1,28	18,0	1,48	70,0	1,72
1,2	1,03	7,0	1,32	20,0	1,50	80,0	1,75
1,4	1,06	8,0	1,33	22,0	1,52	90,0	1,77
1,6	1,08	9,0	1,35	24,0	1,53		
2,0	1,12	10,0	1,37	26,0	1,55		
Пример. Трудоемкость изделия в изготовлении при программе выпу-
ска Nq — 60 тыс. шт. в год составляет 125 нормо-ч. Определить трудоемкость
изготовления этого изделия на предприятии,' где годовая программа плани-
руется N$ » 15 тыс, шт. в год,
90
Показатели технологичности конструкции изделия
По табл. 3 для отношения	= 4,0 устанавливаем значение =
= 1,21. При условии учета только одного коэффициента находим
Т = 125-1,21 = 151,25 нормо-ч.
Учет продолжительности выпуска изделий. При определении Т
учитывается порядковый номер каждого года изготовления (ремонта,
эксплуатации).
Если обозначить порядковый номер года выпуска, эксплуатации
или ремонта изделия ng, а соответствующее ему значение трудоемкости
изделия Тп, то для порядкового номера п (п > ng)
Лг. о = ("б/и)₽-
Соответственно, если учитывать только /<г> 0,
т = ТЛ (Пб/П)*.
Для сложных изделий (самолетов, турбин и т. п.) значение пока-
зателя степени (3 принимают в пределах 0,28—0,38.
При небольшом числе изделий, для которых закономерно заметное
снижение трудоемкости изделия в процессе производства, эксплуатации
и ремонта (изделия тяжелого машиностроения, авиастроения и т. п.)
трудоемкость n-го изделия определяют по формуле
Т = т„/п^.
При укрупненных расчетах используют коэффициент года осво-
ения, показывающий, во сколько раз уменьшается трудоемкость изде-
лия при удвоении порядкового номера:
Кг. о = [п/(2п)]р.
При ₽= 0,28ч-0,38 Кг. 0= 0,824-0,77.
Приведенные эмпирические формулы показывают характер изме-
нения трудоемкости в зависимости от года освоения, которое в общем
случае имеет вид гиперболы. Для установления характера изменения
трудоемкости конкретного типа изделий рекомендуется проводить спе-
циальные разработки.
Учет серийности производства и ремонта изделия. Влияние типа
производства на трудоемкость изделия с технической стороны объяс-
няется тем, что при изменении объема выпуска изделия в определенных
интервалах возникает необходимость перехода от одних вариантов
процессов изготовления или ремонта к другим, более производитель-
ным. С увеличением программы выпуска становится экономически
целесообразным использовать в качестве заготовок специальные про-
грессивные профили проката с минимальными припусками на обра-
ботку, более производительные средства технологического оснащения
процессов изготовления и восстановления изделий.
При укрупненном определении трудоемкости изделия может быть
введено понятие расчетной серийности Ср, учитывающее влияние
таких факторов, как уровень технологической оснащенности, повто-
ряемость и унификация деталей. В этом случае формула расчета коэф-
фициента Кс имеет вид
*c = i/q,
Трудоемкость изделия
St
где для изделий легкого, пищевого и полиграфического машиностро-
ения у = 0,2.
Расчетная серийность с учетом повторяемости и унификации дета-
лей определяется по формуле
Cp=N„Kn+Y,K N(,
i=\	1
где Аи — программа выпуска изделия в год, шт.; Кп — коэффициент,
учитывающий повторяемость деталей; Кущ — коэффициент унифика-
ции с i-ым изделием (i = 1, 2, ..., /);	— программа выпуска /-го
изделия (i = 1, 2, ..., /) в год, шт.
Повторяемость деталей определяется как отношение всех деталей
в машине (оригинальных, унифицированных и стандартных, изготавли-
ваемых на предприятии, без крепежа) к числу их наименований. Зна-
чения коэффициента повторяемости Кц при определении расчетной
серийности находят по значениям повторяемости:
Повторяемость, до ...............
...........................
Повторяемость, до , .............
7<п	...........................
1,5	2,5	4
1	1,5	2
30	40	50
7	8	10
7	10	16
3	4	5
70	85	100
13	15	16
О 0,1 0,2 0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 КТ
Рис. 2. Характер изменения
значений коэффициента Кт в
зависимости от года освоения
(ось ординат)
Введение поправки на расчетную серийность при укрупненном
определении трудоемкости изделия исключает необходимость учета
программы выпуска при помощи отдельного коэффициента.
Учет технологической оснащенности выполнения работ. Трудо-
емкость (чаще всего удельную) опытного образца, изготавливаемого
и испытуемого при минимальной осна-
щенности, принимают за базу. Харак-
тер изменения значений К? Для раз-
личных видов изделий (по данным
К. А. Терентьевой) показан на рис. 2,
где римские цифры обозначают типо-
вую группу изделия. Реализуя прин-
цип технологической преемственности,
можно повысить числовые значения Кт
за счет использования типовых тех-
нологических процессов выполнения
работ и применения универсальных
и переналаживаемых стандартных
средств технологического оснащения.
Для определения значений /Сг конкретных изделий рекомендуется
провести статистические исследования, так как на момент определения
базовых показателей ТКИ они должны быть известны. Это необходимо
для того, чтобы при разработке технического задания на проектиро-
вание изделия была рационально выбрана специализация выполнения
работ для проектируемого изделия.
Метод учета масс. Этот метод основан на положении, что значения
исходных показателей трудоемкости изделия в изготовлении и ремонте
изменяются в основном по мере изменения массы изделия:
такм,
(2)
92
Показатели технологичности конструкции изделия
где Та — трудоемкость изделия, являющегося аналогом проектиру-
емого, или полученная статистически для изделий, имеющих общие
конструктивные и технологические признаки с анализируемым изде-
лием; /См— коэффициент, учитывающий различия размеров или массы
сопоставляемых конструкций.
Учитывая влияние массы детали, определяемой размерами ее
обрабатываемых поверхностей, на величину машинного и вспомогатель-
ного времени, рекомендуется значения коэффициента Км определять
по формуле
где См и Св — соответственно коэффициенты, определяющие долю
машинного и вспомогательного времени в штучном; МИ и J] Ма -г
суммарные массы анализируемого изделия и изделия-аналога.
Для определения значений См и Св в зависимости от массы детали
и типа производства рекомендуется пользоваться номограммой (рис. 3).
Средняя масса одной детали машины тД определяется без учета кре-
пежных деталей по следующей формуле:
тд = У*» МИ/(Г>Ор 4" Dv),	(4)
где Dop — число оригинальных деталей, которые предполагается
изготавливать (восстанавливать); Dy — число унифицированных (вклю-
чая стандартные) деталей без крепежа, изготавливаемых (восстанавли-
ваемых) на предприятии.
Рис. 3. Номограмма для определения коэффициентов См и Св (по Л. В. Барз
ташеву) в зависимости от типа производства деталей;
1 единичного и мелкосерийного; 2 — серийного; 3 — крупносерийного
При определении средней массы деталей рекомендуется из общей
массы изделия исключать массу отдельных деталей (сборочных единиц),
искажающих значение средней массы (например, детали очень большой
массы и малой трудоемкости). Формула (4) справедлива в тех случаях,
когда масса сравниваемых деталей (изделий) не отличается более чем
в 2—3 раза; при больших расхождениях значения Км получаются
несколько завышенными.
Трудоемкость изделия
93
Пример. Необходимо определить трудоемкость измельчителя ПУН-5,
имеющего в серийном изготовлении массу 812,2 кг. В качестве аналога при-
нят измельчитель ИСН-3,5 с массой 496,6 кг и трудоемкостью в изготовлении
Та= 54,7 нормо-ч.
Расчет Т ведется по массе изготавливаемых на данном предприятии де-
талей. Все входящие в • анализируемую конструкцию детали предполагается
изготавливать на одном предприятии. Следовательно, М & = 496,6 кг;
= 812,2 кг.
Учитывая, что анализируемая машина относится к продукции среднего
машиностроения, производство серийное и средняя масса детали = 2,06 кг#
по номограмме (см. рис. 3) находим:	= 0,5, Св = 0,45. Тогда
/(S7+»- ЛёГ-'-
Для деталей простой формы типа валов, втулок, шестерен реко-
мендуется упрощенный подход к определению значения Км, выража-
емый формулой
Км = >/(Л1и/Л1а)2.	(5)
применяемой также при определении трудоемкости геометрически
подобных изделий. При этом сопоставляются масса изделий или пло-
щади их обрабатываемых поверхностей (FH и Fa):
т = Та (Fu/Fa) = ТаУ(Мн/Ма)\	(6)
Пример. Требуется определить значение исходного показателя трудоём-
кости в изготовлении цилиндрической зубчатой шестерни (рис. 4, а), имею-
щей массу МИ = 2,1 кг. Известно, что геометрически подобная по конструк-
ции деталь (рис. 4, б) имеет массу = 3,3 кг и требует для полного изго-
товления Та = 0,324 нормо-ч. По формуле (6) получаем искомое значение
3 Г 2 1 2
Т ==0,324 у	= 0,24 нормо-ч.
Значения дм, вычисленные по формуле (5), приведены в табл. 4
В общем случае трудоемкость изделия в изготовлении рекомен
дуется определять по формуле
T = Ta(MH/Ma)v, (7)
где для изделий турбостроения
v = 0,84-0,9; для грузовых
автомобилей v = 1; для простых
деталей v = 0,67.
В станкостроении целесо-
образно применение формулы
Т = Та(№а/300)(^л/<>3)Л10-3.
где /<сл — коэффициент, харак-
теризующий группу сложности
Рис. 4. Конструкции шестерен:
а — анализируемая; б » аналог
94
Показатели технологичности конструкции изделия
4. Значения коэффициента /См в зависимости
от отношения масс изделия и его аналога
Ми	Км	J £ СО s	км	S га 3 р	Км	X I га 3	км
ма							
0,2	0,34	1,2	1,13 1,19	2,2	1,69	3,2	2,13
0,3	0,45	1,3		2,3	1,74	3,3	2,22
0,4	0,54	1,4	1,25	2,4	1,82	3,4	2,26
0,5	0,63	1,5 1,6	1,31	2,5	1,86	3,5	2,31
0,6	0,71		1,37	2,6	1,91	3,6	2,35
0,7	0,78	1,7	1,42	2,7	1,96	3,7	2,39
0,8	0,86	1,8	1,48	2,8	2,01	3,8	2,43
0,9	0,93	1,9	1,53	2,9	2,06	3,9	2,46
1,0	1,00	2,0	1,58	3,0	2,08	4,0	2,52
U	1,05	2,1	1,64	3,1	2,13		
данного типа станков; 7Va, — месячная программа выпуска ана-
лога и проектируемого изделия, шт.
Обоснование возможности и целесообразности применения того
или иного вида расчетной зависимости осуществляют путем детального
изучения значений получаемых погрешностей.
Пример. Требуется определить возможность достоверной оценки трудоем-
кости грузовых автомобилей в изготовлении по формуле (7) при v = 1, исходя
из данных анализа основных технических характеристик и статистических
данных о производстве грузовых автомобилей с бортовым кузовом грузоподъем-
ностью 2,5 — 5 т. Возможность проведения такого анализа для грузовых авто-
мобилей определяется примерно одинаковыми объемами их выпуска, конструк-
тивной общностью и наличием необходимых статистических данных, позво-
ляющих приближенно привести трудоемкости их изготовления и другие,
необходимые при анализе, данные в состояние относительной сопоставимости.
На рис. 5 представлены зависимости сухой массы грузовых авто-
мобилей с бортовым кузовом, общей Т и удельной Ту их трудоемкости в изго-
товлении вместе с двигателем от грузоподъемности Г. Значения трудоемкостей,
укрупненно рассчитанные по формуле (7) при V = 1,0 (где за Т& принята
трудоемкость автомобиля грузоподъемностью 2,5 т), а также удельные тру-
доемкости в сравнении с фактическими, приведены в табл. 5. Анализ данных
таблицы показывает, что определение трудоемкости грузовых автомобилей
грузоподъемностью 2,5 — 5 т по фор-
муле (7) npnv = 1 возможно и дает
удовлетворительные результаты.
Метод учета сложности кон-
струкции изделия. Этот метод
основан на положении, что
усложнение конструкции про-
порционально изменению тру-
Рис. 5. Зависимость сухой массы
и трудоемкости грузовых автомоби-
лей от их грузоподъемности:
удельная трудоемкость, мин/кг су-
хой массы: Ту д м — прогнози-
руемая; Ту *м *— фактическая;
Ту г — удельная трудоемкость,-
мин/кг грузоподъемности; Л4у< г —
соотношение сухой массы и грузо-
подъемности, кг/кг
Трудоемкость изделия
95
5. Значения трудоемкости изделия в зависимости
от его массы
Грузоподъ- емность, т	Сухая масса 7Ии, кг	^и	Тк Та	Трудоемкость на 1 кг сухой массы, мин/кг	
				расчетная [по формуле (7)]	фактическая
2,5	2615	1,000	1,000	2,007	2» 007
4,0	3050	1,166	1,157	2,007	2,013
5,0	4000	1,530	1,543	2,008	2,0235
доемкости изделия по сравнению с изделием-аналогом. Для изде-
лий одной типовой группы причинами усложнения могут быть
увеличение параметров изделия, ужесточение технических требований
к конструкции (точности, шероховатости поверхности, коррозионной
стойкости, обрабатываемости материала и др.).
Трудоемкость изделия определяется по формуле
Т = Таксл.
Когда усложнение конструкции вызвано увеличением размерных
характеристик, необходимые при этом расчеты следует выполнять по
формулам (2) и (3) по аналогии с методом учета масс.
В других случаях значения КСл определяют экспертным путем
из практических соображений, сопоставляя для анализируемого изде-
лия и аналога квалитеты точности и классы шероховатости, удобство
изготовления, обрабатываемость материала и т. п. Рекомендуется
использовать таблицы сопоставления изделий по массе, соотношений
размеров высоты изделия к длине или ширине, суммарной площади
поверхностей, протяженности длины стенок для литья, сварных швов
для сборочных единиц, соединяемых сваркой, и т. п.
Для изделий одной типовой группы и примерно равных размеров
в качестве главного признака сложности принимают допустимые по-
грешности изготовления. В этом случае коэффициент сложности
^сл ~ ^ш^т>
где и Кт — коэффициенты, показывающие изменение трудоемкости
в зависимости от изменения требований соответственно по шерохова-
тости и точности размера.
Для определения значений Кт при обработке резанием, рекомен-
дуется применять следующие специальные нормативы:
Квалитет точности ............. 6	7	8	11	12	13
Кт	............... 1,3	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8
Значения при обработке резанием определяются по следующим
нормативам:
Пар метр шероховатости поверхности , , , Rz = 80 Rz = 40 Rz — 20
..............................  0,95	0,95	1,0
Параметр шероховатости поверхности , , , Ra = 2,5 7^а=1,25 /?а=0,63
.................................  1,1	1,2	1,4
96
Показатели технологичности конструкции изделия
Рис. 6. Ось
Пример. Необходимо учесть изменение
технических требований по точности изгото-
вления и параметрам шероховатости по-
верхности детали при укрупненном опре-
делении ее трудоемкости в изготовлении.
Для конструкции оси, изображен-
ной на рис. 6, значение трудоемкости
Та — 0,0263 нормо-ч рассчитано на получение заданных чертежом требова*
ний по точности (8-й квалитет) и шероховатости (Ra — 0,63). Определить зна-
чение трудоемкости Т, если точность изготовления будет повышена до 6-го
квалитета, а шероховатость изменена до Ra = 1,25.
Значения корректирующих коэффициентов: для аналога Кт. а = 1,1
Кш. а = Ь4; для анализируемого изделия КТа и = 1,3; и = 1,2. Рас-
считывают значение трудоемкости:
т « Та	и. == 0,0263 -рр = 0,0266 нормо-ч.
При других условиях значения Кт и Кш могут быть несколько отличными от
приведенных, но принцип учета точности и шероховатости остается тем же.
Для преодоления трудностей, связанных с учетом требований
параллельности, плоскостности, перпендикулярности обрабатываемых
или восстанавливаемых поверхностей, используют прием, основанный
на взаимосвязи различных видов технических требований.
Пользуясь данными табл. 6, устанавливают значения Кт.
Основными критериями оценки сложности конструкций одной
типовой группы и разной размерности выступают их параметры (или
факторы, непосредственно с ними связанные) и уровень технических
требований к ним, а учет их должен производиться раздельно по видам
производства или ремонта.
Коэффициент сложности определяется на основе членения кон-
струкции на составные части:
rz /х тЮТН • V1 V тОТН
Асл — Лсл. сб7 сб -Г 2j ДСЛ/ . »
/=1 1 1
где J — число составных частей изделия, образованных при членении;
, Т?тн — коэффициент сложности и относительная трудоемкость
wij j
изготовления / <-й составной части изделия-аналога; Ксл сб, —
коэффициент сложности и трудоемкость сборки изделия.
Составляющая Ксл сб учитывает трудовые затраты, необхо-
димые для выполнения работ по общей сборке изделия из составных
частей.
В общем случае, когда усложнение является следствием увеличе-
ния габаритов конструкции и ужесточения технических требований,
учет сложности следует проводить по формуле
— V	тотн
Ксл-£1 РаЛа / а/'
где Pj — параметр, определяющий значение трудоемкости изделия
в изготовлении или ремонте по /-ой составной части; /<7- — коэффи-
(8)
Трудоемкость изделия
97
6. Предельные отклонения (мкм) номинальных размеров деталей
Показатели технических требований	Номиналь- ные размеры, мм	Условный квалитет точности					
			6	7	8	10	11
Отклонения от пло-	До 10	1,6	2,5	4	6	10	16
скостности и прямо-	10—25	2,5	4	6	10	16	25
линейности	- 25—60	4	6	10	16	25	40
	60—160	6	10	16	25	40	60
	160—400	10	16	25	40	60	100
	400— 1000	16	25	40	60	100	. 160
Отклонения от парал-	До 10	2,5	4	6	10	16	25
лельности, перпен-	10-25	4	6	10	16	25	40
дикулярности, до-	25—60	6	10	16	25	40	60
пуск на торцовое бие-	60—160	10	16	25	40	60	100
ние	160—400	16	25	40	60	100	160
	400—1000	25	40	60 1	100	160	250
Допуск на радиаль-	До 6	8	12	20	30	50	80
ное биение	6—18	10	16	25	40	60	100
	18—50	12	20	30	50	80	120
	50—120	16	25	40	60	100	160
	120—260	20	30	50	80	120	200
	260—500	25	40	60	100	160	250
	500—800	30	50	80	120	200	300
Допуски на свобод-	До ю	0,016	0,022	0,03	0,056	0,10	0,20
ные линейные разме-	10—30	0,020	0,030	0,04	0,076	0,14	0,28
ры	30—50	0,027	0,039	0,05	0,100	0,17	0,34
	50—80	0,030	0,046	0,06	0,120	0,20	0,40
	80—120	0,035	0,054	0,07	0,140	0,23	0,46
	120—180	0,040	0,063	0,08	0,160	0,26	0,53
	180—260	0,045	0,073	0,09	0,185	0,30	0,60
	260—360	0,050	0,085	0, 10	0,215	0,34	0,68
	360—500	0,060	0,095	0,12	0,250	0,38	0,76
циент, определяющий изменение трудозатрат в зависимости от техни-
ческих требований к выбранным факторам. Индексы «и» и «а» указывают
на принадлежность факторов соответственно к рассматриваемой кон-
струкции изделия и конструкции его аналога.
Пример. Необходимо определить предполагаемую трудоемкость моло-
тильного агрегата самоходного зерноуборочного комбайна СК-5 в изготов-
лении. В качестве аналога выбран молотильный агрегат самоходного зерно-
уборочного комбайна СК-4А,- значение трудоемкости которого Т& =
= 190,108 нормо-ч. Условия изготовления обоих изделий одинаковы, при-
ведения значения Та в сопоставимый вид не требуется.
Прежде всего определяют сложность конструкции по формуле (8). В ка-
честве определяющих параметров Р принимают: для литейных работ, обработки
резанием, кузнечно-прессовых работ,' термической обработки -® массу обраба-
тываемых деталей: для сварочных работ —- протяженность сварного шва
и число точек для контактной сварки; для окрасочных работ площадь
покрываемой поверхности.
Требования к точности штампуемых деталей,- сборочных работ и терми-
ческой обработки признаны одинаковыми,- в расчетной формуле для соответ*
4 П/р Ю. Д. Амирова
98
Показатели технологичности конструкции изделия
ствующих видов обработки принято К — 1, /С. — 1. Требование
и/ az
и шероховатости поверхности деталей, обрабатываемых резанием,
коэффициентом "
к точности
оценивают

Значения относительной трудоемкости конструкции аналога Тя	уста-
.,7
навливают по отчетным данным предприятия-изготовителя: лнтеиные ра-
боты — 0,0613; обработка резанием — 0,1508; кузнечно-прессовые работы —•
0,1447; электродуговая сварка — 0,0739; контактная сварка — 0,0903; тер-
мическая обработка — 0,0125; сборка — 0,-3170; окраска — 0,0749; прочие
работы — 0,0743.
Все необходимые для прогноза данные сведены в табл. 7.
7. Значения различных факторов, учитываемых при расчете 7Ссл
Вид работ	У чптываемый фактор	Категория Изделие-ана- пог	конструкции Диализи- руемое изделие
Литейные	Масса, кг	534,48	768,60
Обработка резанием		1242,00	1793,80
Кузнечно-прессовые		2784,00	3647,00
Термическая обработка		247,85	353,33
Дуговая сварка	Протяженность шва, м	158,00	174,40
Контактная сварка	Число точек	375 354	503 160
Сборка	Сопрягаемый эле- мент, шт. Площадь поверхно- сти, м?	10 133	И 166
Окраска		438,5	936,7
Согласно формуле (8) получаем1
г, - Shr ""|3 + -таг"- 1  ™ +
4-	0,0903	0’3170 + -^-0,0749 = 1,2623.
875 354	101 38	43о,5
Таким образом, по учтенным видам производств ?и = 190,108. 1,2623 =
= 240,0 нормо-ч.
Учет данных по упаковочным и прочим работам следует вести
методом учета доли их в общем объеме работ. Погрешность прогноза,
выполненного по формуле (8), составляет не более 5 %.
Метод учета значимости составных частей. Если в качестве фак-
тора Рj, учитываемого в формуле (8), принять число составных частей
изделия (деталей, сборочных единиц, отнесенных к определенной типо-
вой группе), то отношение P^j/Paj будет отражать в определенной сте-
пени изменение трудоемкости по видам производств. Однако характер
этого изменения по каждому виду производств и внутри каждой группы
может быть неодинаков. Поэтому в расчетную формулу необходимо
Трудоемкость изделия
90
Рис. 7. i идроцилиндр муфты вклю-
чения
типовым или групповым техноло-
ввести коэффициент значимости /С3/-
типовых групп составных частей
внутри / -го вида производства,
сравнивая их с типовой группой,
принятой за единицу:

где ТГ/. — число составных частей
г-го наименования, входящих в ти-
повую группу внутри /-го вида
производства; lj— число типовых
групп составных частей изде-
лия внутри j-го вида производства,
( Nj — lj) — число оригинальных
деталей и сборочных единиц, пред-
полагаемое к изготовлению по еди-
ничным технологическим процессам
по видам производств (N j — число
составных частей изделия, проходя-
щих обработку в /-м виде произво-
дства; lj — число составных частей
изделия, проходящих обработку по
гическим процессам в /-м виде производства); Jo — число видов произ-
водств для изготовления оригинальных составных частей по единичным
технологическим процессам; К0/ — коэффициент относительной значи-
мости трудоемкости оригинальных составных частей изделия в /-м виде
производства по сравнению с видом производства, принятым за еди-
ницу.
Описанный метод наиболее эффективен в условиях широкого при-
менения типовых и групповых технологических процессов.
Пример. Требуется определить трудоемкость гидроцилиндра муфты вклю-
чения сцепления, показанного на рис. 7, при изготовлении с программой
выпуска Nt = 150 тыс. шт. в год. Применяя для расчета метод учета зна-
чимости составных частей, предварительно устанавливают ориентировочные
значения массы деталей и узлов, входящих в гидроцилиндр. Затем опреде-
ляют виды заготовок деталей, виды производств, необходимые для изготовле-
ния изделия и его составных частей. Все данные сводят в ведомость величин
значимостей (табл. 8). В соответствии с принятым решением по видам произ-
водств для групп изделий определяют величина значимости обработки по
специальным нормативам. Если эти нормативные величины рассчитаны на
иную программу выпуска (допустим, на 40 тыс. шт. в год), то необходимо
определить коэффициент К дг, характеризующий изменение трудоемкости
изделия при изменении программы его выпуска:
к
KN~ \ N.
|а = 0s27a,
4*
8. Ведомость значимостей 3j видов работ в процентах изготовления деталей гидроцилиндра
№ поз.	Деталь	Масса, кг, не бо- лее	Материал	Число		Значения 3-	по видам	работ
на рис. 7				на машину	Литей- ные	Обработка резанием	Сборка	Термическая обработка
1 2 3 4 5 <6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	Гидроцилиндр в сбо- ре Сильфон Крышка Поршень Кольца поршневые Корпус Прокладка Кольца пружинные Винт клапана Толкатель Болт Ml4 Пружина Шайба 10 Гайка М10 Болт М10 Кольцо стопорное	5,0 0,1 3,0 0,1 0,1 3,0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1	Сталь Чугун серый Сплав алюминия ' Пластмасса Чугун серый Резина Сталь пружин- ная Сталь » » » »	1 1 1 1 2 1 1 3 1 1 1 1 2 2 2 1	8,1 3,2 8,1	3,5 16,0 3,5 Покупное изделие 17,8 Покупное изделие 5,4 1,8 4,6 1,8 1,8 3,6 3,6 3,6 1,8		1,02 1,02 0,15 0,04
Итого				21	19,4	68,8	32,3	2,23
Примечание. Сумма значений 3. для всех видов работ
J
составляет	~ 122,73.
/=1 ‘
Показатели технологичности конструкции изделия
Трудоемкость изделия
101
Из табл. 3 находим К^-^0,85.
Согласно принятым нормативам значимости трудоемкость изделия в изготов-
лении, приходящаяся на единицу значимости, Т3 0,0046.
Трудоемкость изделия в изготовлении определяем из формулы
J
t = Vn 23л
7=1
J
где У1, 3. сумма всех значимостей на изделие согласно табл, 8,
Трудоемкость гидроцилиндра
Т = 0,0046-122,73-0,85 = 0,48 нормо-ч.
Метод элементокоэффициентов. Этот метод применяют для оценки
трудоемкости изделия на ранних стадиях разработки конструкции,
когда использование метода учета значимости практически исключено
вследствие отсутствия рабочих чертежей. Метод элементокоэффициен-
тов целесообразен для укрупненной оценки трудоемкости изделия
при наличии конструктивных проработок кинематических, гидравли-
ческих, оптических и других схем и укрупнения факторов Ру, в ка-
честве которых выступают не детали, а элементы схем. Значимость для
элемента целесообразно устанавливать суммарную, а не раздельную
по видам производств.
В качестве измерителя сложности при методе элементокоэффи-
циентов принимается число элементов и их сложность. При этом один
из элементов схемы (как правило, основной) принимается за исходный,
а все остальные оцениваются по отношению к нему специальным коэф-
фициентом, который и называют элементокоэффициентом:
хэ = тэ/гг.
Кроме указанных значений элементокоэффициентов, необходимо
также знать зависимости трудоемкости от размеров, точности, шерохо-
ватости, материала и других параметров. С этой целью строится спе-
циальная шкала элементокоэффициентов на основе анализа трудо-
емкости изделия, характерной для данного типового элемента. В ка-
честве объекта нормирования выбирается средний по размерам и другим
параметрам элемент, называемый исходным. Далее нормируют другие
элементы, отличающиеся по тем же параметрам.
Различие в технических требованиях к деталям учитывают попра-
вочными коэффициентами, методика определения которых аналогична
описанной.
Зная К9 и параметры элемента (определенные непосредственно
по схеме или оцененные по опыту конструктора), можно рассчитать
сложность и предполагаемую трудоемкость изделия в изготовлении:
= 2
i=l 1	1
Т=Т"схКсп=Т™х У K3.Na.,
a	а £	а^'
1 = 1
102
Показатели технологичности конструкции изделия
где Л/э. — число одинаковых элементов в z-й группе; 1 — число групп
элементов,
В табл. 9 приведены значения /Сэ, для широко распространенного
элемента кинематических схем — ступенчатого вала,
9. Значения элементокоэффициентов ступенчатого вала
L/d	Длина вала L, мм			
	100—200	201 — 300	301 — 400	401 — 50Г
4,5	1,0	1,3	1,5		
6,0	0,9	1,2	1,4	1,5
8,0	0,9	1,1	1,3	1,4
12—15	0,7	0* 8	i,b	ii
Особенность элеменгокоэффициентов заключается в том, что фак-
торы Рj с одинаковыми значениями /С3 и могут иметь различную,
отклоняющуюся от среднего значения трудоемкость в изготовлении.
Это не дает возможности оценивать трудоемкость отдельной детали,,
но позволяет прогнозировать трудоемкость машины в изготовлении
в целом.
Значения поправочных коэффициентов Км зависят от величины
партии элементов /V:3:
1.................................. 1
2—7	............................. 0,7
8—31	........ ................ 0,6
Рекомендуется проводить уточнение коэффициента /Qy в зависимо-
сти от марки стали. При использовании для изготовления вала стали 45
значение /<д/ сохраняется, для стали 40Х приведенное значение Км
следует умножить на 1,1.
Значение КШп определяют по числу шпоночных пазов:
Число шпоночных пазов , ................
^Шп ........................    •	• • •
Число шпоночных пазов ................
^ШП -	.............................
0	12	3
1	1,16	1,26	1,35
4	5	6	7
1,41	1,47	1,52	1,56
Пример. Требуется определить трудоемкость коробки подач горизон-
тально-фрезерного станка по кинематической схеме (рис. 8).
Расчет выполняется по методу элементокоэффициентов в следующем
порядке: составляется таблица элементов; в таблицу заносятся из схемы все
основные конструктивные характеристики элементов; выбираются значения
элементокоэффициентов выбираются необходимые поправочные коэффи-
циенты; рассчитывается сложность оцениваемой схемы; результаты оценки
сводятся в таблицу (табл. 10).
Общая сложность оцениваемой конструкции представляет сумму эле-
ментокоэффициентов и по данным таблицы Ксл = 86,-05.
Принимая трудовое содержание единицы элементокоэффициента Г^СХ и
» lf8 нормо-ч,- находим искомую трудоемкость изделия
Т «= 1,8’86,05 = 154,895 нормо-ч,
Трудоемкость изделия
103
Рис. 8. Кинематическая схема коробки подач горизонтально-фрезерного
станка
Метод регрессионного анализа. Этот метод основан на использова-
нии корреляционной связи между учитываемыми конструктивными
факторами и трудоемкостью изделия при определенных условиях вы-
полнения работ в производстве и ремонте.
Корреляционную связь представляют в виде уравнения регрессии,
для чего используется уравнение множественной регрессии:
Т=АР^Рр . . . Р*п\
Т = А «А + ^2^2 + • • • +
где А — некоторая постоянная, зависящая от принадлежности анали-
зируемой конструкции к соответствующей классификационной группе;
Plt Р2, Рп — технические параметры, учтенные в модели; аь
а2, •••, ап — показатели (коэффициенты), указывающие на степень
влияния параметров Рп на величину трудоемкости.
Метод имеет ограниченные возможности, так как достоверен только
в условиях, подобных исходным, т. е. принятым в период его создания.
Процесс разработки моделей длителен и трудоемок. Рекомендуется
применять метод в условиях относительной стабильности условий
производства или ремонта.
Пример. Необходимо определить трудоемкость заглушки в изготовлении
(рис. 9) ио моделям, полученным на основании корреляционно-регрессион-
ного анализа. Исходные данные по чертежу детали: масса = 0,115 кг,
материал — сталь 08пс.
104
Показатели технологичности конструкции изделия
10. Элементы конструкции коробки нодач
горизонтально-фрезерного станка (см. рис. 8) и элементокоэффициенты
		Основные кон-				a
№ поз.	Элемент	структивные характеристики	s	7<э		
		элемента				
						
/	Вал со шлицами	2 = 6: 5 = 7	1	0,7			0,7
		/г = 6;	= 168				
2	То же	2=6; 5=5	1	0,7			0J
		h = 4; Ьш = 170				
3		2=8; 5 = 7	1	0,8			0,8
		h = 6;	= 100				
4	Вал ступенчатый	4d = 13; L = 297	1	0,9	—	0,9 2,0
5	То же	4d = 3,3; L = 66	1	1,0	2,0	
6	Колесо цилиндрическое прямозубое	tn = 2,5; z = 40 т = 2,5; z — 13	3	3,6	0,5	5,4
7	То же		6	2,6	0,5	7,8
		z = 18; z = 24				
8	»	tn — 2,5; z = 36 2 = 43; z = 45	5	3,6	0,5	9,0
9		m — 2,6; z = 27	4	3,0	0,5	6,0
		z = 34				
10	То же	m = 2; z = 24	1	3,3		3,3
11	»	tn = 2; z = 26	1	3,9	—	3,9
12	»	tn = 2; z = 44	1	4,8		4,8
13	»	tn = 2; z = 64	1	5,4		5,4
14	»	tn = 2,5; z = 57	I	4,0	—	4,0
	Муфта:					
15	фрикционная	L = 75; d = 80	1	1,9		1,9
16	зубчатая	L = 40; d = 64	1	2,8	—	2,8
17	шарнирная Опора:	L = 50; d = 15 d = 62; L = 15	1	9,8		9,8
18	качения		2	3,5	0,5	3,5
19	скольжения	Тип «втулка»	7	0,32	0,9	2,01’
20	Корпус коробки	V = 50 дм3	1	11,88	—	11,88
Итого:						85,59
Обозначения: L — длина; Ьш — длина шлицевого участка; т ш
модуль;- z s-- число зубьев; d — диаметр; V — условный объем; 5 — ширина
шлица; h — высота шлица.
Пользуясь зависимостью для определения трудоемкости детали при
изготовлении из листового материала методом вытяжки,- трудоемкость за*
глушки выражаем формулой^
Т = 0,021/Пд*51 = 0,021.0,115°*51 =
= 0,00697 нормо-ч.
1 См.: Справочник конструктора
сельскохозяйственных машин. М.: Маши*
построение, 1969, т. 4/ с, 178 —186,
Рис, 9, Заглушка
Трудоемкость изделия
105
При укрупненном определении трудоемкости пользуются специаль-
ными нормативами, выраженными в форме таблиц, содержащих резуль-
таты табулирования математических моделей. Пример пользования
нормативами для сборочных единиц типовой группы — соединений,
образуемых с помощью крепления болтами, — приведен в табл. 11.
11. Значения трудоемкости изделия (нормо-ч)
в зависимости от его массы
Масса сГ срочной единицы, кг	Число сопрягаемых элементов в сборочной единице			
		4		20
0,10	0,0203	0,0283		0,0611
0,50	0,0283	0,0394	...	0,0849
10,00	0,0522	0,0727	...	0,1570
150,00	0,0910	0,1267		0,2735
200,00	0,0965	0,1344	...	0,2901
		Число сопрягаемых элементов		
Масса		в сборочной единице		
сборочной				
единицы, кг				
	| 40		2 00	240
0,10	0,0851		0,1836	0,2003
0,50	0,1183		0,2553	0,2786
	1	...	...	...
10,00 |	|0,2186 |		0,4719	0,5148
150,00	0,3809		0,8*2*21	0,8969
200,00	0,4040		0,8720	0,9514
Примечание. Стрелками показан порядок пользования нормати-
вами.
Различие значений затрат труда, обусловленное включенными
в модели факторами, следует учитывать при проведении сравнительного
анализа трудоемкости изделий. Практически это осуществляют за счет
группирования изделий и специальных организационно-технических
условий, а при отсутствии такой возможности — посредством учета
этих различий при установлении значений индивидуальных нормативов.
Если различие значений расчетной и нормативной трудоемкости не
превышает допустимого предела (5—10 %), считают, что условия
изготовления изделий приблизительно одинаковы. Если же сгруппи-
106
Показатели технологичности конструкции изделия
ровать организационно-технические условия изготовления невозможно,
вводят коэффициенты, учитывающие различия условий производства.
В целях увеличения информации, учитываемой при укрупненных
расчетах, следует стремиться к детализации учитываемых факторов
Например, трудоемкость любого изделия в обработке резанием’ Тр
рекомендуется определять как сумму ее составляющих:
+ 7\ + То, 0 + ТА. р + Тф. п,
где TR — трудоемкость в обработке наружных поверхностей тел вра-
щения с учетом длины, диаметра, квалитета точности и шероховатости
поверхности; Тт — трудоемкость в обработке торцовых поверхностей
и прорезки канавок с учетом длины, диаметра и глубины; Тв — трудо
емкость в обработке внутренних поверхностей тел вращения с учетом
длины, диаметра, квалитета точности и шероховатости; TOt 0 — трудо
емкость в обработке отверстий в зависимости от диаметра и длины;
Тн> р — трудоемкость в нарезании резьбы с учетом шага резьбы,
длины и диаметра; Тф. п — трудоемкость во фрезеровании пазов
и лысок с учетом глубины, ширины и длины фрезерования
Здесь в качестве учитываемых факторов Pj выступают не только
масса и технические требования, но и размеры поверхностей (длина,
диаметр, глубина, шаг и др.).
Дальнейшая детализация факторов производится за счет выделения
значений трудоемкости изделия в основных Тосн и вспомогательных
Твои работах:
Т__	( ^0CHi /	1 Т' \ -L.T"
1	у Joo Ч всп I i 1 всп»
1=1
где Т^сп — трудоемкость изделия в контрольно-измерительных работах;
Т"сп — трудоемкость изделия в установке и снятии со средств техно-
логического оснащения; 100 — значение коэффициента, указывающего
на то, что соответствующие нормативы разработаны на типовую поверх-
ность, длина обработки которой равна 100 мм.
Практическая реализация метода регрессионного анализа связана
с предварительной разработкой нормативов для каждого типа изделий
с учетом типа их производства или ремонта, отнесением конструкции
к определенной типовой группе и членением ее на элементарные по-
верхности.
Метод удельного нормирования. Определение трудоемкости изде-
лия методом удельного нормирования основано на предварительном
определении, нормировании и регламентации удельной трудоемкости
конструктивных аналогов изделия. Принимают, что удельный норма-
тив Туд одинаков для аналога и анализируемого изделия. Трудоемкость
нового изделия определяют по формуле
где Туд — удельная трудоемкость изделия-аналога; Р — значение
главного технического параметра изделия, или полезный эффект, реа-
лизуемый изделием при его использовании по назначению.
Трудоемкость изделия
107
При установлении удельного норматива раздельно по видам произ-
водств
Т = S T™Pf
i=i 3
Значения Г™ и устанавливают на основе сравнения нового
изделия с подобным, ранее выпускавшимся или выпускаемым в данное
время. При этом изделия группируют по признакам их конструктивной
и технологической однородности.
В качестве примера Р может выступать масса изделия М, если
она непосредственно определяет функциональные, динамические или
другие эксплуатационные свойства изделия (например, летательного
аппарата, автомобиля и т. п.).
Укрупненный расчет трудоемкости изделия методом удельного
нормирования на основе массы предполагает использование формул
(7) при v = 1 и (8) с заменой в них соответствующих факторов на 7УД
и 7^д, где
ГУД = 7а/Ра;
Метод удельного нормирования удобен и прост, широко распро-
странен в создании изделий радиоэлектронной аппаратуры (РЭА),
особенно многоблочных РЭА, включающих рабочие места, шкафы
и стойки, пульты управления. Каждое из этих изделий имеет свой
основной фактор, который может быть положен в основу определения
трудоемкости определенного класса изделий. При определении трудо-
емкости изделий РЭА в изготовлении учитывают следующие основные
виды работ: производство несущей конструкции (получение заготовок,
механическую обработку, сборку, нанесение покрытий и т. п.); внутри-
блочный и межблочный монтаж; настройку и регулирование аппара-
туры; прочие работы (изготовление тары, консервация, транспортиро-
вание и др.).
Пример. Шкаф укомплектован функционально законченными сбороч-
ными единицами с электро-, радиоэлементами (ЭРЭ) на печатных платах
(типовой элемент замены — ТЭЗ). От числа ТЭЗ зависит функциональная
емкость изделия, что определяет его сложность по объему настроечных и ре-
гулировочных работ, а также объем монтажных, внутриблочных и межблоч-
ных работ. В качестве основного фактора для укрупненного определения тру-
доемкости изделия может быть принят ТЭЗ.
Удельную трудоемкость изделия-представителя в изготовлении по t-му
УД
основному виду работ определяют как отношение суммы трудоемкостей
по данному виду работ Т*.. к числу элементов Nхарактеризующих соответ-
ствующий фактор.
J
ТУД= V T../N.
*	*// I’
где i — вид работы; / — порядковый номер изделия-представителя; J число
изделий-представителей, отнесенных к одному классуг
108
Показатели технологичности конструкции изделия
Трудоемкость нового изделия по всей совокупности основных видов ра-
б,от рассчитывают по формуле
Г “ " rcpz’
где — средняя удельная трудоемкость изделий-представителей одного
класса в изготовлении по основным видам работ;

Фактором, характеризующим трудоемкость, является число конструктивных
элементов изделия,- зависимых от его класса. Для наиболее часто применяемых
классов изделий рекомендуется выбирать следующие конструктивные эле-
менты:
Электронные изделия (рабочие места операторов,
шкафы, стойки, блоки) .....................
Радиотехнические изделия (шкафы питания, бло-
ки питания)................................
Пульты управления .........................
Табло отображения	.
Коммутационные . , . .................,	. .
ТЭЗ
ЭРЭ и микросхемы
Кнопки
Ячейки отображения
Провода или соед нения
Пример. По данным анализа структурного состава трех пультов управ-
ления (П-1, П-2, П-3), отнесенных к одному классу, и статистическим данным
предприятий-изготовителей известны трудоемкость изделия по основным ви-
дам работ Г. и фактор, максимально влияющий на трудоемкость изделия, —
число кнопок Njf j = (1,- 2,- 3). По этим данным могут быть определены удель-
уд
ная трудоемкость каждого пульта управления по основным видам работ Т^- =>
= ТtjjN j и средняя удельная трудоемкость трех пультов управления по основ-
УД
ным видам работ Т^р^табл. 12). По конструкторской документации нового
изделия — пульта управления П — установлено N = 108. Необходимо опре-
делить трудоемкость этого изделия в изготовлении.
12. Значения трудоемкости в зависимости от вида работ,
нормо-ч
Основные зиды работ	П — 1; (1 — 1) П= 2; (X = 2)		П = 3; (1 = 3)	ТУД cPf
	Число кнопок		N	
	161	152	121	
Изготовление несущих конструкций (i = 1)	765,6 (4,75)	553,0 (3,64)	511,85 (4,23)	4,2
Монтажные работы {i в = 2)	366,8 (2,28)	352,0 (2,32)	288,2 (2,38)	2,32
Регулирование (t = 3)	70,0 (0,43)	65,0 (0,43)	65,2 (0,51)	0,46
Прочие (i — 4)	107,25 (0,67)	56,35 (0,37)	60,1 (0,50)	0,51
Примечание, В скобках приведены значения удельной трудоем*
УД
кости T/i , без скобок «=* Т...
if
Трудоемкость изделия
109
Используя данные табл. 12, находим
т = N (Т™ + Г™ + 7™ + 7™) =
= 108 (4,20 + 2,32 + 0,46 + 0,51) = 808,92 нормо-ч.
При необходимости повышения точности полученных результатов
расчета трудоемкости изделия по методу удельного нормирования
целесообразно постоянно уточнять удельные нормативы трудоемкости.
Для деталей, например, можно рекомендовать выразить ТуД как функ-
цию от сложности, серийности и средней массы детали:
т __ СК
УД лл0,56Г0,2’
Мд Ср
где С — постоянный коэффициент, зависящий от группы сложности;
К — коэффициент, учитывающий год выпуска; 7ИД — средняя масса
одной детали данного выпуска; Ср — расчетная серийность, шт/год.
Предварительно разработанные уточненные нормативы для удоб-
ства их применения целесообразно сводить в таблицы. Порядок поль-
зования такими таблицами показан стрелками в табл. 13.
Использование методов корреляционно-регрессионного анализа
позволяет разрабатывать модели удельных нормативов трудоемкости
с привлечением большого числа факторов. Например, для сборочных
единиц, получаемых сваркой, в качестве характеристик сложности
можно принять среднюю массу 7ИСр, общую массу М сборочной еди-
ницы, относительную массу q наплавленного металла в общей массе
сборочной единицы и средневзвешенную толщину b листового проката
деталей, входящих в сборочную единицу. Тогда уравнение регрессии
принимает следующий вид:
ууд __ 364,27W°’o587W“ °’462<70,2856—°’56.
Оценка трудоемкости изделия по сложности его конструкции.
По определенным видам производства устанавливают значения коэф-
фициента сложности по трудоемкости «условного изделия» и его /-й
составной части, равные единице Ксл = 1; КСЛ/- = 1 (/ = 1, 2, ..., J).
Общую сложность изделия выражают суммой частных коэффициентов
сложности К с учетом их значимости Tj :
/<сл = 2	Т0^.
7=1	1
Частные коэффициенты сложности /<Сл/ определяются через кор-
ректирующие коэффициенты А^, значения которых зависят от уровня
технических факторов, например обрабатываемости материала, формы
изделия, размерности и прогрессивности конструктивного решения.
Решающим при выборе факторов является их влияние на изменение
величины трудоемкости. Принимается, что 0	1. Наиболее
предпочтительным значением фактора является Д^ = 1, наименее пред-
почтительным А^ = 0. Достаточно поставить еще один эксперимент,
позволяющий найти третью точку на графике, характеризующем изме-
13. Значения трудоемкости в зависимости от массы детали и группы сложности, нормо-ч
Средняя масса дета- ли, кг	Расчетная серийность, тыс.						, шт/год				
0,71	5	8	13	20	32	51		80	127	200	315
I 1,00 |	1—	5	8	13	20	| 32		51	80	127	?.&)
1,40	—	—	5	8	13	20		32	51	80	127
2,20	—	—	—	5	8	13		20	32	51	30
и т. д.									. . .	• . .	
Г руппа сложности	Удельная трудоемкость, нормо-ч										
1	267 0	24 3(	2280	2000	1820	1660 |		1510	1370	1250	ИЗО
1 1	2210	2000	1820	1660	1510	_>| 1370 1		1250	ИЗО	1030	940
12	330	300	27 0	245	225	205		185	170	155	140
Примечание. Табличные данные умножают на поправочный коэффициент К, который находят в зависимости от
числа лет выпуска:
Число лет	выпуска .......	1	2	3	4	5	6
К..............................  .	1,3	1,1	1,0	0,92	0,86	0,82
Показатели технологичности конструкции изделия
Трудоемкость изделия
111
нение kq в зависимости от фактора, чтобы установить характер изме-
нения &q и подготовить все необходимые нормативные данные. По мере
изменения в анализируемой конструкции учитываемых факторов от
наиболее предпочтительных к менее предпочтительным частная слож-
ность изделия /(СЛу уменьшается:
^сл . = ^сл 2 N q
J	а q=\
Но так как КСл = 1, то
Q
*ел,= 1- S Nq\q,	(9)
1	<7=1
где N — число аналогичных факторов (q = 1, 2,	Q).
Учет значений Д предусматривает также учет их значимости, что
целесообразно при анализе влияния Д^ на общее значение Ксл7- При
определении значения Д^ не для одного фактора, а для их совокупно-
сти, учет значимости проводить нецелесообразно.
Кроме перечисленных условий необходимо в качестве факторов
выбирать характеристики, не зависящие (или слабо зависящие) друг
от друга.
Пример. Оценить ТКИ корпуса вкладыша (рпс. 10) по сложности в изго-
товлении. Для изготовления детали необходимо применять процессы литья,
обработки резанием и нанесения покрытия.
По каждому из них по формуле (9) рассчитывают значения частных
коэффициентов сложности. Факторы и соответствующие им значения прини-
мают по чертежу детали и предварительно разработанным нормативным таб-
лицам.
Литье. Технические требования к заготовке предопределяют необхо-
димость применения литья под давлением, для которого по специальной про-
грамме в зависимости от формы поверхности, числа поднутрений и наличия
элементов,' затрудняющих формообразование, устанавливают группу слож-
ности литья и соответствующее ей значение Дх = 0,25.
Металлоемких участков в детали нет; Д.? = 0. Радиусы закруглении и
литейные уклоны соответствуют нормативам; Д3 = 0. Следовательно, ~
= 1—0,25. 1 = 0,75.
Обработка резанием. Учитываемые факторы следующие:
максимальная точность размеров обработки. В анализируемой детали
она менее 12-го квалитета точности. Этому соответствует Дх = 0;
требования к перпендикулярности, параллельности и плоскостности,
В анализируемой детали они отсутствуют; Д2 = 0;
длина обрабатываемых отверстий, здесь Д3 = 0;
шероховатость обрабатываемых поверхностей. В анализируемой детали
она на уровне требований Rz = 20. Этому соответствует Д4 = 0.
Следовательно, КеЛ2 — 1—0—0—0—0 = 1.
Нанесение покрытий. Учитываемые факторы следующие:
класс покрытия и шероховатость; At = 0,075;
влияние углублений и выступов на стабильность процесса нанесения
покрытия; Д2 = 0;
наличие поверхностей, подлежащих изоляции при покрытии, =э 8 от-
верстий; Д3 = 0,15.
Отсюда имеем КСЛз = 1 “ (0,0754-04г0,15) = 0^77,
По специальным нормативам для той типовой группы,- к которой отно*
сится анализируемая конструкции принимаем значения ^отн = 0,34, ТОТН =
= 0,63 и готн = 0,-03 Тогда коэффициент сложности детали в изготовлении
в целом
= 0,75-0,34 4- Ь0,ба+ 0,77’0,03 = 0,90.
с л
112
Показатели технологичности конструкции изделия
Рис, 10. Корпус вкладыша
в-в
1.	Корпус изготовить литьем
под давлением.
2	Литейные уклоны не более 1 °.
3.	Пустоты, рыхления,ракови-
ны на наружной поверхности
не допускаются.
6. На внутренних поверхнос-
тях допускаются:
раковины и забоины до
1/3 толщины стенки;
заусенцы от разгара
прессрормы до 1мм.
S.	Неуказанные литейные ра-
диусы не более 1мм.
6,	Покрыть наружную повер-
хность эмалью ЗМ МЛ-165
серия IIА.
7.	Неуказанные предельные
отклонения размеров: от-
верстий Н12, Валов h 12,
остальных ±
Оценка точности результатов укрупненного определения трудоем-
кости изделия с Применяя в практической работе расчетные методы
определения трудоемкости изделия, разработчик конструкции изделия
часто использует статистические данные, полученные в условиях
ограниченного числа опытов. В этом случае необходимо проводить
оценку точности получаемых результатов с учетом следующих поло-
жений:
при изготовлении изделия на различных предприятиях оценку
точности и соответствующие ей значения поправок нужно определять
дифференцированно применительно к условиям каждого предприятия;
при оценке точности укрупненного определения трудоемкости на
основе членения изделия по видам производств, суммарную ошибку
следует вычислять квадратическим сложением ошибок всех составных
частей;
с увеличением числа оцениваемых составных частей точность
суммарного результата повышается, так как при этом неизбежно взаим-
ное исключение ошибок с разными знаками.
Укрупненная блок-схема определения трудоемкости изделия с уче-
том точности получаемых результатов, рекомендуемая для всех стадий
его разработки, приведена на рис. 11.
Оценка точности определения трудоемкости изделия может быть
проведена одним из трех способов.
Трудоемкость изделия
113
Оценка точности построением и сопоставлением интегральных
и дифференциальных законов распределения относительной погреш-
ности метода. На рис. 12 показана сравнительная оценка точности
результатов определения трудоемкости, получаемых тремя различными
методами (каждая кривая характеризует относительные ошибки 6
определенного метода).
Чем круче подъем кривой, тем меньшую точность может обеспечить
соответствующий метод. Например, при частоте случаев Р — 22 %
63 >- б2 >- 61, т. е. третий метод по точности предпочтительнее
остальных.
Приведенный способ оценки точности рекомендуется применять
при сравнении нескольких различных методов укрупненного определе-
ния трудоемкости и выборе из них предпочтительного.
Оценка точности определения погрешности при вычислении значе-
ний функции, аргументы которой заданы приближенно с помощью
дифференциала этой функции. Оценка производится по формуле
Рис. 11. Укрупненная блок-схема определения трудоемкости изделия с учетом
точности полученных результатов
114
Показатели технологичности конструкции ивделия
Рис. 12. Сравнительная оценка точно-
сти результатов определения трудоем-
кости изделия, полученных тремя раз-
личными методами (Р — частота слу-
чаев; 6 = погрешность метода>
где dFtdXq — значение производ-
ной функции, лежащей в основе
математической модели; ДХ^ —
предельная абсолютная погреш-
ность аргумента.
Способ имеет ограниченное
применение и целесообразен при
условии адекватности сравни-
тельно несложной математической
модели трудоемкости процессу
технического нормирования (опре-
деления трудоемкости), а также
в случае моделирования трудоем-
кости аппроксимацией, позволя-
ющей ликвидировать получающую-
ся систематическую ошибку.
Оценка точности на основе определения статистических оценок
погрешности. Для группы изделий по принятому методу укрупненного
определения их трудоемкости определяют ее значения и рассчитывают
значения относительной ошибки:
е т-тъ
т — Ю0%,
где Т — трудоемкость изделия, полученная укрупненным нормирова-
нием; Тф — фактическая трудоемкость изделия
Полученная выборка значений рассматривается как часть гене-
ральной совокупности, для нее строится закон распределения, про-
веряется соответствие фактического закона распределения теорети-
ческому, определяется точечная оценка ошибки 6 и значения довери-
тельных интервалов [615 62]. Определяя значения Т для анализиру-
емого изделия, достаточно в первом приближении принимать полу-
ченные значения 6 и 62] за априорную оценку точности и вводить
соответствующие ей поправки в результаты.
Для определения погрешности 67-, которую допускает /-й вид произ-
водства по относительной трудоемкости Т°тн, можно пользоваться
следующей формулой:
s =——	(10)
СР> готику-	>
где ботн — общая относительная погрешность.
Допустим, относительные трудоемкости аналога следующие: Тотн =
= 0,12; Тотн = 0,4736; Тотн = 0,056; Тотн = 0,0507;	= 0,092.
Тогда по формуле (10) для литейных работ получают 74 %, для обра-
ботки резанием — 19 %, для листовой штамповки — 166 %, для горя-
Материалоемкость изделия
115
чей объемной штамповки — 175 %, для сборочных работ — 98 %
Чтобы получить суммарную погрешность в допустимых пределах
(не более 20 %), можно определить соответствующие составляющие
с точностью от 74 до 175 %, и только одну составляющую — трудоем
кость в обработке резанием — надо определять с точностью не более
19 %. Сопоставляя значение со статистическими данными по значе
ниям ошибок и рассеяния результатов по всем видам производства, надс
убедиться, что условие выполняется.
Способы статистической оценки точности результатов могут при-
меняться и для анализа влияния ошибок, которые обычно имеют место
при определении значений исходных факторов согласно конструктор
ским документам.
Выбор метода укрупненного определения трудоемкости изделия
должен сопровождаться разработкой программных средств, позволя
ющих производить необходимые расчеты с помощью вычислительной
техники, так как высокий уровень погрешности при определении
значений исходных данных, полученных из конструкторской докумен-
тации, может существенно исказить действительное соотношение
между коэффициентами уравнения регрессии. Цель анализа влияния
этих ошибок — выяснить, насколько существенно получающееся иска
жение, и при необходимости внести соответствующую корректировку
коэффициентов, чтобы получить уравнение регрессии, свободное от
искажающего влияния ошибок исходной информации.
МАТЕРИАЛОЕМКОСТЬ ИЗДЕЛИЯ
Материалоемкость изделия как показатель ТКИ характеризует
количество материальных ресурсов, необходимых для создания и при-
менения одного изделия с учетом его конструктивных особенностей
в сферах производства, эксплуатации и ремонта. Разновидностями этого
показателя, определяемыми затратами материалов в конкретных
областях проявления ТКИ, являются: материалоемкость изделия в из-
готовлении; материалоемкость изделия в техническом обслуживании
(ТО); материалоемкость изделия в ремонте; общая материалоемкость
изделия.
Как правило, показателями ТКИ не могут быть масса изделия,
определяемая совокупностью масс деталей и сборочных единиц, входя-
щих в изделие и удельная масса изделия, определяемая отношением его
сухой массы к номинальному значению основного параметра или к по-
лезному эффекту, получаемому при использовании изделия по назна-
чению.
Эти показатели характеризуют степень технического совершенства
и рациональность конструкторского замысла изделия значительно
больше, чем его технологическую рациональность. Однако изучение
структуры массы изделия позволяет влиять на технологичность кон-
струкции, изменяя ее габаритные размеры, число составных частей
и покупных изделий, свойства применяемых материалов и т. п.
При разработке направлений моделирования и применения моде-
лей ТКИ масса только косвенно выступает в качестве характеристики
технологичности через материалоемкость, трудоемкость и себестоимость
изделия в изготовлении.
116
Показатели технологичности конструкции изделия
Особенности оценки ТКИ по материалоемкости. Наряду с приме-
нением абсолютных значений материалоемкости изделия в качестве
показателей ТКИ часто применяют показатели удельной материало-
емкости-
Удельную производственную материалоемкость изделия в общем
случае рассчитывают по формуле
м^ = мп!(рх),	(И)
где 7ИП — расход материала на изготовление изделия; т — установлен-
ный срок службы изделия в эксплуатации; Р — номинальное значение
основного параметра изделия или полезный эффект от его использо-
вания, определяемые по результатам научных исследований для кон-
кретных видов изделий.
Выбранные характеристики и параметры должны удовлетворять
условию тесной связи с расходом металла, т. е. изменения значений
параметра, характеризующего потребительские свойства изделия,
должны вызывать соответствующие изменения расхода металла.
Примером полезного эффекта от эксплуатации грузового автомо-
биля является его пробег в тонно-километрах за срок службы до капи-
тального ремонта. Примерами основных параметров машины являются
мощность, производительность, отношение скорости к мощности и т. д.
Учет ресурса работы изделия обеспечивает более объективный
подход к определению материальных затрат. Введение в расчетную
формулу (11) параметра т дает возможность при необходимости коли-
чественно обосновать увеличение расхода материала на изделие для
увеличения ресурсных показателей. Чем ниже значение показателя
7ИУД, тем выше уровень ТКИ.
Удельную эксплуатационную материалоемкость изделия в об-
щем случае рассчитывают по формуле
М™ = Мэ/(Рт),	(12)
где Мэ — расход материала на эксплуатацию изделия, определяемый
суммированием норм расхода материала на составные части изделия
(детали и сборочные единицы), сменяемые за полный срок его службы.
Показатели 7ИУД и М?Д должны иметь одинаковую размерность для
определения общей удельной материалоемкости изделия:
Муд = Муд + Муд	(13)
При достаточно малом значении Муд (например, не превышает
10 % от 7ИУД), практически можно допустить, чтоМуд = /Иуд. Оценка
эксплуатационной ТКИ по материалоемкости обязательна при сопо-
ставимости значений 7ИЭ и 7ИП, т. е. при Мэ 0,17Ип.
При необходимости конкретизировать вид определяющих матери-
альных затрат (металл, дерево, пластмасса и т. п.) целесообразно
оценивать отдельные свойства изделия, такие, как металлоемкость,
пластмассоемкость и другие, соответствующими удельными показа-
телями, которые можно определить, используя формулы (11)—(13).
Материалоемкость изделия
117
Анализ показателей удельной материалоемкости (иногда массы)
изделия позволяет установить на всех стадиях разработки конструк-
торской документации общее направление лучшего использования
материалов. Иногда для этого целесообразно использовать дополни-
тельные показатели ТКИ, связанные с унификацией и рациональным
использованием материалов.
Для оценки материалов используют коэффициент применяемости
материала
^пр. м ~ ^н./^н»
где Л4И. — норма расхода Z-ro материала данной марки и (или) профиля
на изготовление изделия; — норма расхода всех материалов на
изготовление изделия.
Учет коэффициента Адр. м позволяет применять в перспективе
прогрессивные марки и профили, обеспечивая при этом необходимый
баланс потребности в материалах.
Применяемость материала целесообразно регламентировать
для изделия в целом. Пример такой регламентации приведен
в табл. 14.
14. Нормы расхода и применяемости материалов на изделие
Материал
Отливки:		
из серого чугуна	698,3	0,101
из ковкого чугуна	378,9	0,055
из стали	47,1	0,007
из алюминия	19,9	0,003
Листовой прокат	2225,8	0,323
Сталь сортовая	1745,6	0,254
Стальные ленты, полосы	196,7	0,028
Трубы стальные	363,9	0,053
Крепежные детали	127,9	0,019
Покупные и прочие материалы	1076,9	0,157
Сумма значений коэффициентов КПр. Для всех материалов
X ^пр. м. =
i=i	1
Анализ применяемости материалов должен совпадать с работами
по контролю рационального использования в конструкторской доку-
ментации ограничительных номенклатур марок материалов, профилей
и размеров проката0 Соответствие достигнутых показателей /(др, м
заданным (базовым) проверяют при нормоконтроле.
Для оценки степени рационального использования материалов
применяют коэффициент использования материала
^.м = Ч-Ян.,
где Mi — номинальное значение массы i-го материала в изделии.
118
Показатели технологичности конструкции изделия
Введение показателя Л1Н. означает, что уже на стадиях разработки
конструкции изделия должна производиться объективная и досто-
верная оценка не только самой конструкции изделия, но и технологи-
ческого процесса предполагаемого производства.
Коэффициент использования материала по существу является
показателем совершенства технологии производства и может приме-
няться для оценки ТКИ в случаях невозможности установления для
изделий значений полезного эффекта или основного технического пара-
метра, а также изделий, являющихся самостоятельными деталями
(например, болт, штифт, ложка, гаечный ключ, сковорода и др.).
Во всех случаях, когда для изделий можно установить значения
полезного эффекта или основного технического параметра, ТКИ следует
оценивать по удельным показателям материалоемкости, наиболее
полно характеризующим технологическую рациональность конструк-
ции по затратам материала как в производстве, так и в эксплуатации
изделия.
Результаты оценки ТКИ по материалоемкости могут быть исполь-
зованы для совершенствования условий работ в сферах проявления
ТКИ осуществлением таких мероприятий, как:
разработка новых и совершенствование известных конструкцион-
ных материалов;
создание и применение прогрессивных технологических процессов
изготовления, включая выбор рационального способа получения
заготовок, повышение качества и точности изготовления, применение
рационального раскроя, использование отходов;
повышение надежности и долговечности конструкции, широкое
внедрение в конструкторские работы расчетов на прочность средствами
вычислительной техники;
улучшение условий эксплуатации изделий их рационализацией,
обеспечением сохранности машин (изделий), нормирование (сокраще-
ние) расхода запчастей;
создание и применение рациональных методов контроля и испыта-
ния материалов с учетом контролепригодности конструкции по мате-
риалоемкости;
вторичное использование изделия и его составных частей.
Требования к укрупненной оценке материалоемкости изделия.
При сравнительном анализе вариантов конструкции изделия по затра-
там материалов необходимо обеспечивать выполнение следующих
обязательных условий:
существующие или предполагаемые условия выполнения работ
в производстве, эксплуатации и ремонте для сравниваемых вариантов
конструкции должны быть одинаковыми или приведены к одинаковому
организационно-техническому уровню;
условия выполнения работ во всех сферах проявления ТКИ должны
быть прогрессивными, т. е. отвечать требованиям лучших показателей
действующей системы их оценки;
сравниваемые варианты конструкции должны иметь примерно
равные трудоемкости в изготовлении, эксплуатации и ремонте;
материалоемкость изделия анализируемых конструктивных испол-
нений должна изменяться в том же направлении, что и изменение его
трудоемкости;
Материалоемкость изделия
119
значения показателей материалоемкости изделия следует опре-
делять одним и тем же методом.
В случае невозможности принятия однозначного решения по кон-
струкции на основе данных о ее материалоемкости требуется обяза-
тельное применение других показателей ресурсоемкости изделия. На
практике показатель материалоемкости изделия чаще всего применяют
совместно с показателем его трудоемкости.
Оценка ТКИ по материалоемкости должна быть основана на дан-
ных нормативных материалов, позволяющих определить ее значение
по основным конструктивным и технологическим признакам изделия.
Конструктор должен располагать разработанными применительно
к виду проектируемых изделий методами определения материалоем-
кости.
В табл. 15 приведены основные конструкторские документы и
основная информация, необходимые для определения материалоемко-
сти изделия, и методы учета конструктивно-технологических особен-
ностей изделия в зависимости от стадии разработки конструкторской
документации.
Обязательными условиями применения любого метода укрупнен-
ного определения материалоемкости являются классификация раз-
рабатываемых изделий и их составных частей, осуществляемая по
наиболее существенным признакам для задач определения материало-
емкости, и предварительная разработка исходных расчетных параме-
тров, определяющих искомые показатели материалоемкости изделия.
Допускаемые погрешности укрупненного расчета материалоемкости
рекомендуется определять по табл. 2.
Методы определения материалоемкости изделия. Для определения
материалоемкости изделия применяются все методы, перечисленные
в гл. 2. Наиболее распространены расчетный метод и такая разновид-
ность измерительного метода, как взвешивание.
Расчетный метод определения материалоемкости изделия осно-
ван на использовании ряда других методов, главным образом аналого-
вого, имитационного и экспертного в зависимости от способов получе-
ния и моделирования информации. При укрупненном определении
материалоемкости изделия целесообразно учитывать показатели его
аналогов.
Разновидности расчетного метода, применяемые на стадиях раз-
работки эскизного и технического проектов, основаны на определении
массы:
М = pV,
где V — объем изделия; р — плотность его материала.
Расчеты должны обеспечивать получение достоверных результа-
тов без учета погрешностей формы, размеров, шероховатости поверх-
ности, погрешностей расположения, колебаний плотности материала
и выявление номинальных значений массы по номинальным размерам,
указанным на чертеже.
К разновидностям расчетного метода, применяемым при опре-
делении материалоемкости изделия, относятся методы аналогий,
учета масс, удельного нормирования, элементокоэффициентов, учета
сложности конструкции изделия, учета значимости составных
частей.
120
Показатели технологичности конструкции изделия
15. Информация и методы, используемые для определения
материалоемкости изделия
Стадия раз- работки кон- структорской документа- ции	Основные конструк- торские документы, необходимые для расчета материало- емкости изделия	Основная информация, получаемая из конструк- торского документа	ЛАетоды учета конструктивно- технологических особенностей, определяющих материалоемкость изделия *
Техническое	Ведомость техни-	Л'асса из-	Метод аналогий
предложение	ческого предложе- ния Пояснительная за- писка Схемы	делия. Параметры назначения Число элементов	Метод учета масс Метод удельного норми- рования Метод элементокоэффи- циентов Метод учета значимости составных частей
Эскизный	Чертеж общего ви-	Масса из-	То же, что и на предыду«
проект	да	делия	щей стадии
Технический	Теоретический чер-	Параметры	Метод учета сложности
проект	теж Габаритный чертеж Ведомость эскиз- ного (техническо- го) проекта Схемы	назначения Число со- ставных частей Число элементов	конструкции изделия
Рабочая	Чертеж детали	Масса из-	То же, что ина предыду»
конструк- торская до- кументация опытного образца (опытной партии)	Сборочный чертеж. Спецификация Ведомость специ- фикаций Технические усло- вия	делия Масса дета- лей Число дета- лей Число сбо- рочных единиц Материал детали	щей стадии
Рабочая	То же, что и на предыдущей стадии	То же, что	Применение укрупненв
конструк- торская до- кументация серийного (массового) производ- ства		и на пре- дыдущей стадии Технические требования	ных методов недопусти« МО Должны использоваться результаты технологи- ческого проектирования
* Описание указанных методов дано ниже.
Взвешивание представляет собой метод определения массы мате-
риалов, расходуемых на производство, эксплуатацию и ремонт изделия
с помощью весов. Взвешивание применяют на стадиях изготовления
опытного образца или изделий серийного производства. Для взвешива-
ния отбирают изделия, изготовленные в полном соответствии с тре-
бованиями технической документации и принятые отделом техниче-
ского контроля. Комплектность взвешиваемых изделий или заготовок
определяется технической документацией.
Перед взвешиванием изделия должна быть проверена его комплект-
ность. На изделиях и заготовках не должно быть загрязнений и по-
сторонних тел. Изделия с ненормируемыми значениями допускаемого
Материалоемкость изделия
121
отклонения массы должны взвешиваться на весах для статического
взвешивания по ГОСТ 23676—79 с числом делений не менее 2000 или
на лабораторных весах четвертого класса по ГОСТ 24104—80.
Значение взвешиваемой массы не должно быть менее 0,2 наиболь-
шего предела взвешивания для весов по ГОСТ 23676—79 или 500 зна-
чений поверочной цены деления для весов по ГОСТ 24104—80.
Изделия и заготовки с нормируемыми значениями допускаемого
отклонения массы могут взвешиваться на весах, абсолютное значение
допускаемой погрешности которых при соответствующей нагрузке
не превышает х/3 абсолютного значения указанного отклонения массы
изделия.
Метод аналогий. Метод заключается в прогнозировании массы
изделия на основе данных статистических исследований по аналогам
и прототипам, результаты обработки которых с определенной степенью
погрешности применяются для укрупненного определения массы из-
делия или заготовки в условиях отсутствия разработанной конструк-
торской документации и невозможности применения измерительных
методов.
Пример. Проектируется двигатель автотракторный двурядный, восьми-
цилиндровый с изменением числа цилиндров i по сравнению с базовой шести-
цилиндровой моделью, имеющей массу = 820 кг. Необходимо определить
массу 2ИП проектируемого двигателя.
По данным статистических исследований весовых характеристик 150 ав<
тотракторных и других двигателей (стационарных, судовых, тепловозных)*
входящих в 53 семейства и отличающихся только числом цилиндров, установ-
лена следующая зависимость массы двигателя от числа цилиндров для се-
мейства двигателей с одним размером цилиндра:
Мп » 0,1185inM6 4 0,29Мб,
где	масса шестицилиндровой модификации.
Масса двигателя с числом цилиндров i'n = 8 составит М= 820 (0,1 185 • 8-{-
4- 0,29) » 1015 кг,
Метод учета масс. Этот метод основан на предположении линейной
зависимости изменения материалоемкости изделия от изменения массы
материала в изделии:
Л4И = ^а^и,	(14)
где Ди — коэффициент изменения исходного показателя.
Для материалов с одинаковой плотностью
/<И = И/Уа,
где V и 7а — соответственно объем проектируемого изделия и объем
изделия-аналога.
Для ускорения практических расчетов рекомендуется пользо-
ваться данными, приведенными в табл. 16 для деталей или их эле-
ментов, имеющих круглое или близкое к круглому сечение диаметра Dt
длиной
№
*\ц-- ----
122
Показатели технологичности конструкции изделия
16. Значения коэффициента Кт, учитывающего изменения размеров круглого или близкого к нему сечения
17.	Значения коэффициента учитывающего изменения размеров прямоугольного или
близкого к нему сечения
а	Значения Хи при bfb^ и постоянной L																				
	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0
1,0	1,0	1,1 1,2	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2, 1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0
1,1	I, I		1,3	1,4	1,5	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,3
1,2	1,2	1,3	1,4	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,2	2,3	2,4	2,5	2,6	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,4	3,5	3,6
1,3	1,3	1,4	1,5	1,7	1,8	2,0	2,1	2,2	2,3	2,5	2,6	2,7	2,9	3,0	3, 1	3,3	3,4	3,5	3,6	3,8	3,9
1,4	1,4	1,5	1,7	1,8	2,0	2,1	2,2	2,4	2,5	2,7	2,8	2,9	3,1	3,2	3,4	3,5	3,6	3,8	3,9	4,1	4,2
1,5	1,5	1,7	1,8	2,0	2,1	2,3	2,4	2,6	2,7	2,9	3,0	3,2	3,3	3,5	3,6	3,8	3,9	4,1	4,2	4,4	4,5
1,6	1,6	1,8	1,9	2,1	2,2	2,4	2,6	2,7	2,9	3,0	3,2	3,4	3,5	3,7	3,8	4,0	4,2	4,3	4,5	4,6	4,8
1,7	1,7	1,9	2,0	2,2	2,4	2,6	2,7	2,9	3,1	3,2	3,4	3,6	3,7	3,9	4,1	4,3	4,4	4,6	4,8	4,9	5,1
1,8	1,8	2,0	2,2	2,3	2,5	2,7	2,9	3,1	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,1	4,3	4,5	4,7	4,9	5,0	5,2	5,4
1,9	1,9	2,1	2,3	2,5	2,7	2,9	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	4,9	5,1	5,3	5,5	5,7
2,0	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5,0	5,2	5,4	5,6	5,8	6,0
2,1	2,1	2,3	2,5	2,7	2,9	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5, 0	5,3	5,5	5,7	5,2	6,1	6,3
2,2	2,2	2,4	2,6	2,9	3,1	3,3	3,5	3,7	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8	5,1	5,3	5,5	5,7	5,9	6,2	6,4	6,6
2,3	2,3	2,5	2,8	3,0	3,2	3,5	3,7	3,9	4,1	4,4	4,6	4,8	5,1	5,3	5,5	5,8	6,0	6,2	6,4	6,7	6,9
2,4	2,4	2,6	2,9	3,1	3,4	3,6	3,8	4, 1	4,3	4,6	4,8	5,0	5,3	5,5	5,8	6,0	6,2	6,5	6,7	6,8	7,2
2,5	2,5	2,8	3,0	3,3	3,5	3,8	4,0	4,3	4,5	4,8	5,0	5,3	5,5	5,8	6,0	6,3	6,5	6,8	7,0	7,3	7,5
2,6	,2,6	2,9	3,1	3,4	3,6	3,9	4,2	4,4	4,7	4,9	5,2	5,5	5,7	6,0	6,2	6,5	6,8	7,0	7,3	7,5	7,8
2,7	2,7	3,0	3,2	3,5	3,8	4,1	4,3	4,6	4,9	5,1	5,4	5,7	5,9	6,2	6,5	6,8	7,0	7,3	7,6	7,8	8,1
2,8	2,8	3,1	3,3	3,6	4,0	4,2	4,5	4,8	5,0	5,3	5,6	5,9	6,2	6,4	6,7	7,0	7,3	7,6	7,8	8,1	8,4
2,9	2,9	3,2	3,5	3,8	4,1	4,4	4,6	4,9	5,2	5,5	5,8	6,1	6,4	6,7	7,0	7,3	7,5	7,8	8,1	8,4	8,7
3,0	3,0	3,3	3,6	3,9	4,2	4,5	4,8	5,1	5,4	5,7	6,0	6,3	6,6	6,9	7,2	7,5	7,8	8,1	8,4	8,7	9,0
Материалоемкость изделия
124
Показатели технологичности конструкции изделия
либо табл. 17 для деталей или их элементов, имеющих прямоугольное
или близкое к нему сечение со сторонами а и Ь\
„ abL
Аи = —777—•
Метод применяется для определения материалоемкости деталей и дает
удовлетворительные результаты по точности.
Пример. Требуется рассчитать металлоемкость М шестерни (см. рис. 4, б).
Известно, что металлоемкость аналогичной шестерни (см. рис. 4,- а) М& —
== 2,9 кг (при массе 2,1 кг). Находим отношения: £>/£>а = 182/136 «== 1,3;
L/La = 48/52 = 0,92. По табл. 16 с учетом L/La = 0,92 находим К' =
= 1,7.0,92 = 1,56. По формуле (14) Л1и = 2,-9.1,56 = 4,52 кг.
Метод удельного нормирования. Этот метод применяется для опре-
деления материалоемкости (а не массы) и учитывает не только резуль-
таты анализа конструкции, но и тенденции ее развития. Для реали-
зации такого метода необходимо установить закономерность изменения
удельной материалоемкости изделия от какого-либо параметра за
длительный период времени и ее устойчивость, а также на-
правление изменения параметра, выбранного для установления зави-
симости.
Нормативное прогнозирование удельной материалоемкости осно-
вано на статистической обработке данных связи между /С^д и основным
параметром Р (рис. 13). При разработке технологических нормативов
для определения материалоемкости изделия в изготовлении предусма-
тривают применение прогрессивных профилей материалов и металло-
заменителей, малоотходной технологии, композиционных материалов.
При разработке технологических нормативов для определения мате-
риалоемкости изделия в техническом обслуживании и ремонте учиты-
вают также усовершенствование конструкций изделий и повышение
их надежности.
Материалоемкость изделия в из-
готовлении рассчитывают по формуле
= S	(15)
f=l	1
vwMi — масса деталей, относящихся
к i-й группе заготовок; 7СИ, — коэф-
фициент использования материала
в i-й группе.
УД
Рис. 13. Зависимости	(кг/кг) от
главного параметра машины (грузоподъем-
ности):
/ — грузовой автомобиль типа 4X2 с
бортовым кузовом; 2 — самосвал 4X2;-
3 —• грузовой автомобиль повышенной
проходимости 6X6
Материалоемкость изделия
125
Пример. Требуется определить металлоемкость транспортной тележки
грузоподъемностью 3 т. Известны масса деталей (без покупных) и среднее зна-
чение КИе м достигнутое заводом-изготовителем. Ежегодное снижение ме-
таллоемкости 1,5 %. Исходные данные и расчет по формуле (15) сведены
в табл. 18.
18.	Значения Ки. м и Л4И в зависимости от массы детали
и вида заготовки
Заготовка	Масса детали	и. м	ми
Отливки из ковкого чугуна Прокат горячекатаный:	8,7	и,6	14,5
из конструкционной стали	12,8	0,7	18,3
из низколегированной стали Прокат холоднокатаный:	0,3	0,7	0,4
из углеродистой стали	6,5	0,8	8,1
из конструкционной стали	24,3	0,8	30,4
Трубы горячекатаные из конструкционной стали	171,3	0,75	228,4
Тонкий лист, полоса горячекатаная	12,6	0,7	18,0
Толстый лист, лента, полоса горячеката- ная	41,7	0,7	59,6
Итого:	278,2		377,7
В приведенном примере удельным нормативом является расход
металла на единицу массы изделия. Когда удельным нормативом вы-
бран полезный эффект от использования изделия Ри, расчет целесо-
образно вести по формуле
Л4И = РИМУА,
где Л1уд — удельный норматив расхода материала на единицу полез-
ного эффекта.
Метод элементокоэффициентов. Расчет материалоемкости изделия
по этому методу не имеет принципиальных отличий от расчета по методу
элементокоэффициентов трудоемкости изготовления изделия.
Метод учета сложности конструкции изделия. Усложнение кон-
струкции принимается пропорциональным материалоемкости проекти-
руемого изделия в сравнении с аналогом. Для изделий типовой группы
Ми = 7Иа/(сл,	(16)
1
где =	V	(17)
i—1 i
Здесь N — число деталей, сгруппированных по t-му признаку или
виду заготовки (i = 1,2,...,/); КР— коэффициент, учитывающий
габариты изделия; Кп — коэффициент применяемости деталей данной
группы.
Формулы (16) и (17) целесообразно применять для определения
материалоемкости сборочных единиц. Если известно процентное со-
126
Показатели технологичности конструкции изделия
держание деталей, изменяющих габаритные размеры изделия, значение
Дг принимают по табл. 19. Значениями 7<г. находящимися в верхней
части табл. 19, отделенной жирной линией, можно пренебречь
Пример. Необходимо определить значение исходной металлоемкости
коробки перемены передач ходовой части комбайна «Дон-1500». В качестве
конструкции аналога выбрана коробка перемены передач ходовой части ком-
байна СК-5 «Нива» с Л1а = 201,93 кг. /<сл определяют по формуле (17). Опре-
деляющим параметром является число деталей, группируемых по видам за-
готовок. Значения нс учитывают (по табл. 19 они стремятся к единице).
Значения Кп устанавливают по данным завода-изготовителя изделия-аналога.
Все данные для расчета 7<_ сводят в таблицу (табл. 20)
ЬЛ
ЛСЛ =-4г ’0,5543 + 2- .0,056+-!- -0,00097 +	-0,04952 + 2! -о.0071 +
+ ~ -0,31114 +-1! -0,01277+ -21 •0,01829 = 1,25684
107	о	оо
Материалоемкость нового изделия Л4И по укрупненным видам заготовок
М=Л1 + .П = 201,93-1,25684 = 256,13 кг.
И 3 с л
Метод учета сложности конструкции изделия для определения его
материалоемкости рекомендуется применять при тех же условиях,
которые изложены для расчета трудоемкости его в изготовлении с уче-
том следующих уточнений: значения Pi и Ра. не должны отличаться
более чем в 2 раза; однотипность структуры заготовок увеличивается
по мере приближения отношения Рк единице и при значении
Кг < 2,0.
Метод учета значимости составных частей изделия. Этот метод
основан на предварительной классификации изделий по конструктив-
ным элементам и установлении для каждого из них численных значений
массы Alj.
Пример. В схеме механизма машины предусмотрено применение гладкого
цилиндрического вала длиной L = 250 мм и D = 35 мм, имеющего два шпо-
ночных паза. Определи ь укрупнен о массу вала. Чертеж вала отсутствует.
Используем нормативы, приведенные в табл. 21. В зависимости от L и L/D
с учетом поправочного коэффициента Кш при числе пазов i = 2 получаем
значение массы вала
М = М./Сш = 1,8-0,96 = 1,73 кг.
Значения Кш определяют в зависимости от числа пазов в детали:
Число пазов ................................ 0	1	2	3
Кш .	............................. 1,0	0,99	0,96 0,93
Выбор метода укрупненного определения материалоемкости изде-
лий должен сопровождаться разработкой решений, позволяющих
производить необходимые расчетные работы с применением вычисли-
тельной техники.
Анализ материалоемкости изделия в изготовлении. Анализ вклю-
чает оценку комплекса конструкция — технология. Условно выделяют
три этапа предполагаемого процесса изготовления разрабатываемой
конструкции: I — преобразование исходного материала в заготовку;
II — преобразование заготовки в законченную деталь; III — компо-
новка сборочных единиц (агрегатов, машин).
19.	Значения коэффициента Кг, учитывающего изменения объемов изделий и их унификацию
с изделием-аналогом
Значение К при унификации изделия с изделием-аналогом, %
v/va	100	95	90	85	80	75	70	65	60	55	50	45	40	35	30	25	20	15	10	5
1,05	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0 1,1	1,0	1,1
1,10	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1									1,1	1,1
f, 15	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1, 1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,15
1,20	1,0	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,3	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2
1,25	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1,1	1, 1	1,1	1,1	1,1	1,2 '	1,2 '	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3
1,30	1,0	1,0	1,0	1,1	1,1	1, 1	1,1	1,1	1,1	1,2 ’	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3
1,35	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1, 1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4
МО	1,0	1,0	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2 '	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1.3	1,3	1,3	1,4	1,4	1.4
1,45	1,0	1, 1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2 '	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	I,1	1,4	1,4	1.5
1,50	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1.2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5
1,55	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2 '	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5	1,6
1,60	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1.3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5	1,5	1,6	1,6
1,65	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5 1, .	1,6	1,6	1,6	1,7
1,70	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5		1,6	1,6	1,7	1,7
1,75	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6	1,7	1,7	1,8
1,80	1,1	1,2	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,°	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6	1,7	1,7	1,7	1,8
1,85	1,2 1,2	1,2	1,2 1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6	1,7	1,7	1,7	1,8	1,9
1,90		1,2		1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,6	1,6	1,7	1,7	1,8	1,8	1,9
1,95	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,6	1,7	1,7	1,8	1,8	1,9	1,9	2,0
Материалоемкость изделия
128
Показатели технологичности конструкции изделия
Значение Кт при унификации изделия с изделием-аналогом, %
	2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0	г-1 СЧСО ф LO СО Гн 00 СП сосососососо'сососо	4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9	о LO
		О —> СЧ СО Ф Ю СО Гн 00	CnC>»-HC4C4C0TfL0<O)rH	00
<	СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ	СОСОСОСОСОСОСОСОСО	СО Tt<	'Ф	тг
	о>о;-<счсоффю<омоо	О^О’-'СЧСОСОфЮСО	МОООО-НСЧООФ1Л1Л	со
—<	—' сч сч сч' сч' OI сч' сч сч' сч' сч	счсосососососососо	ООООСОтГ'Ф ’ф’ф’ф'ф'ф	-ф
o	СП СП О —< сч со ф1 -ф Ю СО Гн	О0 О) О~н —i СЧ СО Ф LO	<0<0(^00<71О’-'’-<СЧС0	ф
СЧ	—' —' Сч' О1' С J сч сч” С 1 сч' сч'	СЧ* СЧ СО СЪ со СО СОСО со	СОСОСОСОООтГ'Ф'Ф’Ф'Ф'	тг
m	СО СП СП О СЧ 'П -ф >ф U0	СнСООООО—«СЧСЧСО	ф1ЛЮ(ОЬн®СОО)Огн	сч
СЧ	— СЧ* TI С’ сч сч сч сч сч	сч' сч' сч со со со со со со	сбсососбсбсососо^'Ф	
	СО О0 О) О - -< СЧ СО -ф ф1 Ю	ЮЫнОООООн< сч	СОтГьОьОьО<0<ОС^ООСП	о
CO	—' 1 — с • сч с?сч' сч сч' сч' сч	сч'сч'счсчсчсбсососо	сососососбоососососо	тг
| Q	Ь- 00 00 СП о г-н —1 СЧ СО СО	LOCOCOt^COQOOO—<	—'СЧСО-фьОкОСО^ГнОО	00
co	—< —< -н ни сч' СЧ* СЧ* сч' сч' О’ СЧ	'ч* сч сч сч сч сч со со со	сосососососососоеосо	со
о	ГнОСООСНСПОСОн-1 сч сч со	ФЮЮСОСОГнООООО)	ООгнгнСЧООМФФЮ	СО
	сч сч* сч о; сч' сч	счсчсч'счсчсчсчсчсч	сосбсосососбсо'сбсосб	со
LG	CONQOOOOOO^-» 4—*СМ	СО Ф Ф Ф Ю СО СО Г» 00	00000101О — СМСЧСОтГ	•ф
	СЧ сч' <М сч СЧ	сч’ сч' сч сч* сч сч” сч сч сч	сч сч сч сч со со со со со со	со
	сосогнг- ооооспспоо—	С СО СО СО Ф ф LQ LO СО	МС0010)0000-<сч	сч
LO	СЧСчСЧ	сч' сч” сч сч' сч' сч сч сч' сч”	СЧСЧСЧСЧСОСОСОСОСОСО	со
1O	LO Ю СО Гн (-Н. SC 00 СП СП О о	— СЧСЧСЧСОСОФФЮ	Ю<ОГнС^00000000СТ>СТ>	о
LO	_н^н_4т_1_4___ннСчО1	г» сч” сч” сч сч' сч’ сч” сч” сч”	сч' сч' сч' СЧ СЧ >1 сч сч сч' сч	со
О	ЮЮЮСО(ОГ-МСОООО)СП	Q—.—.HH—«СЧСЧСОСО	'ф'фкОкОЮсОСОсОС^Гн	00
CO	^н^^Нг-н^н^^нниннн^н	сч сч' сч' сч” сч” сч' сч' сч' сч'	сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч	сч
CO	1,4 1,5 1,5 1,5 1,6 1,6 кб 1,7 1,7 1,8 1,8	СПОСООО-1Н<(М -7 СЧ сч сч сч сч сч сч сч	2,2 2,2 2,3 2,3 2,3 2,4 2,4 2,5 2,5 2,6	со сч”
	ФФ'Ф'ЮЮЮСОСОСОГнГн	СО ф О) Ф О1Ф о о гн	гчСЧСЧСЧСЧСЧСОСОтГтГ	
	—	„ С? N Г1”	сч сч сч сч сч сч сч сч сч' сч'	сч
lO	СОф'ффф'ЮЮСОсОсО^	ГН.ООООСОООООООООСП	CTidCnOO—<-нннСЧСЧ	сч
r~	т-Н »-Н нН г-Н г—4 *"Н г^И г^И г^И г^И	^H^H_W-_^^HHhH	^н Г-н —, СЧ сч” сч сч сч сч' сч'	сч
о	Mrf^^^TfiCLOiOiClO	СОСн-СнГнСнГнСнГнОО	ООСПФОЮООООО	о
00	Г-Н г-Н 4-Н г-Н Г-Н г-Н г-Н г-Н 4-Н г-Н **<	г-Н г-Н 4-Н г-Н 4—1 4-Н г—С 4—4 г-Н	^н он г-н 1-н >—< г—' сч СЧ СЧ СЧ	сч
LO	СО СО СО СО Ф ф ф Ю Ф Ю	lso ф (D ф ф ф ф ф	СОГнГнГнГнГ^СОСОООСО	00
oo	____________	,—4 ,—4 ,—4 г-н *"Н •—4 г-н ’—4 1—4	Г-Н г-н гЧ Т-Н 4-Н 4—4 Н »-Н г—4 V-H	
	СОСОСОСОСОФФФФФ^	1Л НО Ю Ю Ю LO Ю LO LO	юсососо<осо^сн.сн.Гн	
cn	_г_^Н_^г__г_-_-_Г-Н		он —, он —, —«он-нон—,-.	
	СЧСОСОСМСОСОСОфФФ^	^r^xr^f^r^LOLOLO	ЮсООСОСОчОСО^Гн^н.	(н.
s			он он г-н —,	он он он он „	’ч
о о	1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,4 1,4	Т—1 Т-Н Г-Н Г-Н 4—4 Г-н 4—< »—( Г-Н	фиОЮЮЮЮЮсОСОСО	<О
				
ООООООООООо	ооооооооо	оооооооооо	о
О —I СЧ СО Ф1 Ю СО О- 00 СП О	•—• СЧ СО Ф1 Ю <О Гн 00 СП	о —< сч со Ф1 ш о Гн со	о
СЧ* СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ Сч” Сч” Сч” Сч” CQ	00 СО СО СО СО СО со” СО СО	-Ф чф” ’ф” XT Th Th -ф ф" чф” Th	LQ
Материалоемкость изделия
129
20.	Значения коэффициента ЛГП в зависимости от вида заготовки
и числа деталей
Заготовки, детал	Число деталей на изделие Д7, шт		Ап
	Изделие- аналог	Новое изделие	
Отливки: из серого чугуна	12	15	0,5543
из ковкого чугуна	9	7	0,056
из стали	3	4	0,00097
Детали: из листовых заготовок	24	43	0,04952
из полосы и ленты	21	12	0,0071
из сортового проката	107	134	0,31114
из т^у	8	16	0,01277
Прочие	86	1 18	0,00829
21.	Нормативы значений массы (кг) вала в зависимости
от его размеров
L D	/И при L, мм					
	100—150	150—200		200—250		250—300
4	0,38—1,2	1,2 —3,0		3,0-	-5,9	5,9—10,0
5	0,24—0,8	,0,8—1,9		1,9-	-3,7	3,7—6,4
6	0,17—0,57	0,57—1,35		1,35-	-2,6	2,6—4,5
7	0,12—0,4	0,4 — 0,95		0,95-	-1,8	1,8—3,3
8	0,095—0,3	0,3—0,75		0,75-	-1,48	1,48—2,5
		М- при L		, мм		
L						
D						
	300—350		350—400		400—450	
4								
5	6,4—10,0					
6	4,5—7,2		7,2—10			——
7	3,2—5,0		5,0—7,6			7,6—10,0
8	2,5—3,8		3,8—6,0			6,0—8,1
Анализ материалоемкости изделия М должен сопровождаться
анализом трудоемкости изделия Т. При этом проводят качественную
оценку Т и М при условии уменьшения М, выделяя один-два варианта.
Этап I. Вариант А — увеличивается Т; вариант Б — умень-
шается Т.
Этап II. Вариант В — увеличивается Т; вариант Г — умень-
шается Т.
Этап III. Вариант Д — уменьшается Г.
5 П/р Ю. Д. Амирова
130
Показатели технологичности конструкции изделия
При варианте А предусматривается использование высокоточной
заготовки и более сложного метода ее получения (точное литье, литье
под давлением, горячая штамповка, холодное выдавливание и др.).
При варианте Б достигается наибольшее подобие детали заго-
товке, применяются облегченные материалы, используются прогрес-
сивные способы получения заготовок (холоднотянутый и периодический
прокат, гнутые профили, штампосварные конструкции, металлокера-
мические заготовки и т. п.), уменьшаются технологические отходы.
При варианте В объем обработки очень велик и направлен на сни-
жение массы (например, высверливание отверстий для облегчения
детали).
При варианте Г добиваются дальнейшей реализации вариан-
тов А и Б.
При варианте Д выбираются рациональные кинематические схемы
и компоновки.
Основные задачи снижения материалоемкости изделия. К основным
задачам снижения материалоемкости изделия относятся снижение массы
материалов, идущих в отходы, применение облегченных экономичных
материалов, снижение конструктивной массы за счет исключения потен-
циально «лишних» деталей, уменьшения массы расчетных сечений,
размеров на основе расчетов прочности.
Рекомендации приносят положительный результат при осуще-
ствлении выбора и количественной оценки вариантов. Такая работа
носит творческий характер и представляет собой ответственный момент
взаимодействия конструктора, технолога, специалистов по техни-
ческому обслуживанию, ремонту и утилизации изделия на всех ста-
диях разработки его конструкции.
ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ИЗДЕЛИЯ
Основные понятия. Энергоемкость изделия как показатель ТКИ
характеризует количество топливно-энергетических ресурсов, необ-
ходимых на одно изделие с учетом его конструктивных особенностей
в сферах производства, эксплуатации и ремонта. Разновидностями
этого показателя, определяемыми затратами топлива и энергии в кон-
кретных областях проявления ТКИ, являются: энергоемкость изделия
в изготовлении; энергоемкость изделия в техническом обслуживании;
энергоемкость изделия в ремонте; энергоемкость изделия в утилизации;
общая энергоемкость изделия.
Понятие энергоемкости изделия не следует смешивать с понятием
экономичности энергопотребления, характеризующей степень тех-
нического совершенства и рациональности конструкторского замысла
по уровню потребляемых топлива и (или) энергии в процессе работы
изделия по назначению (например, КПД электрического генератора,
холодильный коэффициент, расход топлива на единицу произведенной
электроэнергии и др.).
Особенности оценки ТКИ по энергоемкости изделия. В зависимо-
сти от вида топлива и энергии (электроэнергия, топливо, тепло, пар,
вода, сжатый воздух или газ, атомная энергия и т. п.), потребляемых
на производство, техническое обслуживание, ремонт и утилизацию,
различают показатели энергоемкости по каждому виду топлива и энер-
гии: электроемкость, нефтеемкость и др.
Энергоемкость изделия
131
Суммарную энергоемкость изделия определяют, складывая за-
траты топлива и энергии и последовательно укрупняя элементы затрат
(например, технологическая операция, процесс изготовления детали,
процесс изготовления всего изделия в целом):
’-SSW+3.? + 4)'
z=l /=1	lJ
где / — число сборочных единиц в изделии; Ji — число деталей (частей)
в i-й сборочной единице; — количество расходуемого топлива
и энергии на изготовление /-й детали f-й сборочной единицы; —
количество расходуемых вторичных энергетических ресурсов на изго-
товление j-й детали i-й сборочной единицы, поступающих от других
технологических процессов; Эвт.у — количество вторичных энергети-
ческих ресурсов, не используемых за пределами данного технологи-
ческого процесса.
При расчете суммарной энергоемкости изделия, учитывающей
затраты всех энергоресурсов, ведут пересчет на условное топливо, т. е.
топливо с теплотой сгорания 29 300 кДж/кг, или 7000 ккал/кг.
Пересчет натурального топлива на условное осуществляют по
формуле
<?н
Ву — Вв 29 300 ’
где Вн — количество натурального топлива; — удельная теплота
сгорания натурального топлива, Дж/кг.
Пересчет электрической и тепловой энергии условного топлива
производится по их физическим эквивалентам.
Абсолютная энергоемкость изделия характеризует затраты топлива
и энергии на единицу продукции и выражается в абсолютных единицах.
Например, энергоемкость 1 т, 1 м2, 1 м материалов, 1 шт. изделий
и т. д.
Удельную производственную энергоемкость изделия рассчитывают
по формуле
Эуд = Эп/(Рт),
где Эп — расход топлива или энергии на изготовление изделия; т —
установленный срок службы изделия в эксплуатации; Р — номинальное
значение основного параметра изделия или полезный эффект от эксплу-
атации изделия, определяемые по результатам научных исследований
для конкретного вида изделия.
Удельную эксплуатационную энергоемкость изделия определяют
по формуле
ЭУ«=Ээ/(Рт),
где Э3 — расход топлива или энергии на эксплуатацию изделия за
полный срок его службы.
Особо следует обратить внимание, что в данном случае имеются
в виду затраты топлива и энергии на техническое обслуживание из-
5*
132
Показатели технологичности конструкции изделия
делия, его ремонт и утилизацию, но не на их потребление для функцио-
нирования изделия (работы его по назначению). Показатели Эуд и Эуд
должны иметь одинаковую размерность. Тогда можно определить об-
щую удельную энергоемкость изделия
5УД = Эуд + Эуд.
При достаточно малом значении Эуд (например, не более 10 %
от Эуд) практически можно допустить Эуд = 5УД. Оценка эксплуата-
ционной ТКИ по энергоемкости обязательна при сопоставимости зна-
чений Эп и Ээ, т. е. при Ээ>0,1Эп.
При расчете значений энергоемкости изделия учитывают расход
топлива и энергии только на технологические цели, не включая в рас-
четную формулу затраты на отопление и освещение производственных
помещений и различные хозяйственные нужды.
Во всех случаях, когда для изделий можно установить значения
полезного эффекта или основного технического параметра, ТКИ сле-
дует оценивать по удельным показателям энергоемкости, наиболее объ-
ективно характеризующим технологическую рациональность конструк-
ции по затратам топлива и энергии. Удельные показатели являются
наиболее удобными объектами нормирования и прогнозирования их
значений.
Требования к укрупненной оценке энергоемкости изделия. При
сравнительном анализе вариантов конструкции изделия по затратам
топлива и энергии необходимо обеспечивать выполнение следующих
условий:
существующие или предполагаемые условия выполнения работ
в производстве, эксплуатации и ремонте для сравниваемых вариантов
конструкций должны быть одинаковыми или приведены к одинаковому
организационно-техническому уровню;
условия выполнения работ во всех сферах проявления ТКИ должны
быть прогрессивными, т. е. отвечать требованиям лучших показателей
действующей системы их оценки;
сравниваемые варианты конструкции должны иметь примерно
равные трудоемкость и материалоемкость во всех сферах проявле-
ния ТКИ.
Оценка ТКИ по энергоемкости должна быть основана на данных
нормативных документов, позволяющих определить ее значения по
основным конструктивным и технологическим признакам изделия.
Укрупненные методы определения энергоемкости изделия эффективны
при использовании предварительно разработанных исходных расчетных
значений по аналогии с разработкой параметров, определяющих по-
казатели трудоемкости и материалоемкости изделия. Допускаемые
погрешности укрупненного расчета энергоемкости следует определить
по табл. 2.
Для укрупненного определения энергоемкости изделий реко-
мендуется использовать расчетные методы, применяемые для
укрупненного определения трудоемкости и материалоемкости
изделия.
Технологическая себестоимость изделия
133
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ ИЗДЕЛИЯ
Основные понятия. Технологическая себестоимость изделия как
показатель ТКИ характеризует в стоимостном выражении ресурсоем-
кость изделия с учетом его конструктивных особенностей в сферах про-
изводства, эксплуатации и ремонта. Разновидностями этого показателя,
определяемыми затратами ресурсов в конкретных областях проявления
ТКИ, являются: технологическая себестоимость изделия в технической
подготовке производства (ТПП); технологическая себестоимость изде-
лия в изготовлении; технологическая себестоимость изделия в техниче-
ском обслуживании; технологическая себестоимость изделия в ремонте;
технологическая себестоимость изделия в утилизации.
Технологическую себестоимость изделия выражают в рублях —
наиболее универсальном эквиваленте при сложении всех статей за-
трат и применяют как показатель ТКИ в случаях, когда стоимостные
показатели являются основными при расчете экономической эффектив-
ности техники. Главным образом, это относится к тем машинам, для
которых текущие затраты определяются себестоимостью их в произ-
водстве, эксплуатации и ремонте при обязательном взаимосвязанном
учете себестоимости продукции, производимой этими машинами.
Особенности оценки ТКИ по технологической себестоимости изде-
лия. В общем виде технологическая себестоимость изделия рассчиты-
вается по формуле:
Ст = См + С3 + Сн. р,
где См — стоимость материалов, затраченных на изготовление (техни-
ческое обслуживание, ремонт) изделия; С3 — заработная плата ра-
бочих с начислениями; Сн. р — накладные расходы, включающие рас-
ходы на электроэнергию, потребляемую оборудованием, на амортиза-
цию оборудования, инструмента и приспособлений, на смазочные,
охлаждающие, обтирочные и другие материалы, предусмотренные про-
цессом проведения работ.
На различных этапах проектирования технологическая себесто-
имость изделия определяется различными способами, основанными
на укрупненном методе расчета. Например, в общем случае
Ст = Е (н(к, + С“) + 2 Mi (*сЛЛ + су),
1=1	/=1
где i— 1, 2, ..., /; I — число заимствованных составных частей из-
делия; /= 1, 2, ..., J; J — число оригинальных составных частей
изделия; Ст — технологическая себестоимость изделия в изготов-
лении, руб.; Mj — сухая масса соответственно заимствованных
и оригинальных составных частей (без покупных), кг; Hi, Нj — за-
траты на производство соответственно заимствованных и оригиналь-
ных составных частей без стоимости материалов, приходящихся на
1 кг массы (норматив), руб.; С™, С™ — стоимость 1 кг массы мате-
риалов, входящих в изделие; /<сл — коэффициент конструктивной
сложности нового изделия по сравнению с аналогом (Кел 1,5);
Kty Kj — коэффициенты изменения Н в зависимости от объема вы-
пуска.
134 Показатели технологичности конструкции издел^
При наличии разработанной спецификации материалов и уровне
заимствования составных частей нового изделия в сравнении с анало-
гом не менее 60 % технологическую себестоимость изделия можно рас-
считывать по формуле
Ст = S M{HiK{ + 2 MjKCBHjKj + с“б,
1=1	/=1
где С“б — общая стоимость сырья и материалов, руб.
При заимствовании 80 % составных частей изделия и применении
традиционных технологических методов изготовления оригинальных
составных частей рекомендуется рассчитывать технологическую себе-
стоимость изделия в изготовлении по формуле
Ст =100 + сн,
ЯКов
где Ст— стоимость традиционных материалов, руб.; Сн — стоимость
новых материалов, не требующих для обработки значительных затрат
руб.; q — удельный вес затрат на материалы в себестоимости, %;
/Сов — коэффициент изменения <«?» в зависимости от объемов выпуска.
На стадии разработки рабочей конструкторской документации
опытного образца и серийного производства рекомендуется определять
технологическую себестоимость изделия в изготовлении на основе пря-
мого нормирования трудоемкости и материалоемкости изделия:
Р
Ст = Соб+ S О+к/100),
Р=1
где tp — трудоемкость изделия в р-ом виде производства (р — 1, 2, ...
Р), нормо-ч; Зр — средняя часовая оплата труда рабочего для соот-
ветствующего вида производства, руб.; Р — число видов производств;
/С—средние накладные расходы, %.
Пример расчета технологической себестоимости по установленным
параметрам приведен в табл. 22.
Наряду с абсолютной технологической себестоимостью изделия
в качестве показателя ТКИ применяют удельную технологическую
себестоимость по области ее проявления.
Удельную производственную технологическую себестоимость из-
делия рассчитывают по формуле
С™ = СП/(РТ),
где Сп — производственная технологическая себестоимость изделия,
руб.; т — установленный срок службы изделия в эксплуатации; Р —
номинальное значение основного параметра изделия., или полезный
эффект от его эксплуатации.
Характеристики и параметры должны удовлетворять тем же тре-
бованиям, что и при расчете материалоемкости изделия.
Удельную эксплуатационную технологическую себестоимость из-
делия рассчитывают по формуле
Сэ^ = Сэ/(Рт),
Содержание и последовательность проведения ТК
135
22. Данные для расчета технологической себестоимости
агрегатов комбайна
Данные для расчета	Агрегат комбайна	
	Ходовая система	Основной рабочий аппарат
Масса деталей собственного изготовления, кг В том числе:	429,5	6397
унифицированных	—	1279
оригинальных	429,5	514 8
Удельная стоимость материалов, руб/кг	0,2754	0,2754
Стоимость материалов, руб. Удельная заработная плата на изготовление деталей, руб/кг:	118,28	1761,73
унифицированных	—	0,0582
оригинальных	0,0845	0,0845
Заработная плата на изготовление деталей,руб. В том числе:	36,29	506,91
унифицированных	——	74,44
оригинальных Накладные расходы:	36,29	432,47
% заработной платы	503,25	503,25
руб.	182,63	2550,97
Технологическая себестоимость изделия, руб.	337,20	4819,61
где Сэ — эксплуатационная технологическая себестоимость изделия,
руб.
Оценка ТКИ по удельной эксплуатационной технологической себе-
стоимости при Сэ^0,1Сп обязательна.
При сравнительном анализе вариантов конструкции изделия
по технологической себестоимости необходимо выполнять те же тре-
бования, что и для оценки трудоемкости и материалоемкости изделия.
Расчетные методы определения трудоемкости и материалоемкости изде-
лия рекомендуются также для использования при укрупненном опре-
делении технологической себестоимости изделия.
Глава 4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ
конструкторской документации
СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ и ЕГО СВЯЗЬ
С НОРМОКОНТРОЛЕМ
Особенности технологического контроля. Технологическим кон-
тролем называется контроль конструкторской документации, при
котором проверяется соответствие разрабатываемой конструкции из-
делия требованиям ее технологичности.
Конструкторская документация — это графические и текстовые
документы, которые в отдельности или в совокупности определяют
136
Технологический контроль КД
состав и устройство изделия. Выделяют проектную и рабочую кон-
структорскую документацию.
Проектная конструкторская документация (техническое пред-
ложение, эскизный и технический проекты) содержат данные, необхо-
димые для разработки изделия, рабочая конструкторская документа-
ция — данные, необходимые для его изготовления.
Конструкторская документация не регламентирует методы и спо-
собы изготовления изделия, а также последовательность их применения.
Это задача технологической документации. Но данные, содержащиеся
в конструкторской документации, в значительной степени влияют на
их выбор и применение. Поэтому взаимная увязка и согласование кон-
структорской и технологической документаций необходимы и обя-
зательны.
Учет в конструкторской документации технологических требований
должен производиться разработчиком задолго до начала проектирования
технологических процессов. Проверка исчерпывающего и точного учета
конструктором этих требований и составляет задачу технологического
контроля.
В зависимости от организации работ различают следующие основ-
ные формы технологического контроля:
внутренний — выполняется во время разработки конструкторской
документации специалистами организации, занимающейся этой раз-
работкой;
внешний — выполняется задолго до окончания рабочего проекти-
рования специалистами предприятия-изготовителя во время раз-
работки конструкторской документации;
входной — выполняется после завершения рабочего проекта спе-
циалистами предприятия-изготовителя, которое не разрабатывает,
а получает конструкторскую документацию.
Кроме этих форм в зависимости от объема контроля (охвата конт-
ролем проверяемых объектов) на практике выделяют еще две формы
технологического контроля: сплошной — при котором предусматри-
вается проверка всей конструкторской документации; выборочный —
проверяется только некоторая ее часть. При выборочном контроле при-
меняется самоконтроль, т. е. конструкторские документы проверяет
сам разработчик.
Содержание технологического контроля зависит от стадии раз-
работки конструкторской документации и определяется по
ГОСТ 2.121—73.
При разработке проектной конструкторской документации про-
веряются данные, необходимые для последующего проектирования
изделия и определяющие направления реализации конструктивных
решений в производственных условиях.
При разработке рабочего проекта технологическому контролю
подвергают все данные, предназначенные для изготовления и контроля
изделия, содержащиеся в рабочей конструкторской документации,
а также соблюдение технологических требований к составным частям
изделия с учетом вида и типа производства.
Основными методами технологического контроля проектной и ра-
бочей конструкторской документации являются методы сравнительных
оценок: качественной и количественной.
Содержание и последовательность проведения ТК
137
Конструкторские документы на технологический контроль следует
предъявлять комплектно. Комплектность документов для каждой ста-
дии разработки определяют по ГОСТ 2.102—68.
•Результаты технологического контроля подписываются лицом,
осуществляющим контроль: на чертеже и схеме — в графе «Т. конт-
роль» основной надписи, а в остальных документах — в месте, уста-
навливаемом отраслевыми стандартами или стандартами предприятия
(например, в свободной строке граф основной надписи, заполнение ко-
торой по ЕСКД производится по усмотрению разработчика).
Методы сравнительной качественной оценки. Эти методы состав-
ляют основу технологического контроля на всех этапах разработки ра-
бочей конструкторской документации. Сущность их сводится к простому
сравнению (сопоставлению) контролируемого конструкторского реше-
ния с некоторым решением, принятым за эталон. На основе такого срав-
нения в первом приближении делается оценка «хуже» или «лучше».
При наличии достаточной информации эта оценка может быть углублена
до оценочных характеристик типа «хорошо», «плохо» или «рационально»,
«нерационально». В нее могут вноситься элементы и количественной
оценки.
Если на технологический контроль предъявляются несколько ва-
риантов одного конструктивного решения, отличных от эталона и рав-
нозначных по выполняемым функциям, необходимо сначала опреде-
лить вариант, обладающий наилучшими (или оптимальными по опре-
деленному критерию) экономическими показателями, а уже затем
проводить сравнительную качественную оценку только этого ва-
рианта.
Если эталон для сравнения отсутствует, то для сравнительной
качественной оценки следует прибегнуть к оценке технологичности
по заранее выбранным оценочным критериям. Роль оценочных крите-
риев достаточно высока. До начала сравнения, независимо от наличия
эталона для сравнения, четко устанавливают оценочные критерии.
Удовлетворение требований, предъявляемых к оценочным критериям,
будет свидетельствовать о соответствии технологичности оцениваемого
решения установленным требованиям. При отсутствии оценочных
критериев любая оценка будет иметь субъективный характер.
В качестве эталона для сравнительной оценки принимаются:
конструкция изделия-аналога из числа находящихся в производстве;
типовая и комплексная конструкция; нормативно-технологические тре-
бования к изделию; личный опыт исполнителя, осуществляющего конт-
роль.
Возможна сравнительная качественная оценка с использованием
нескольких эталонов.
Сравнение с изделием-аналогом. Изделие-аналог следует, как пра-
вило, подбирать из числа изделий, находящихся в серийном произ-
водстве. При этом следует стремиться к тому, чтобы изделия (анализи-
руемое и аналог) были подобны по геометрической форме и размерам.
На рис. 1 показан пример подбора изделий-аналогов для конструк-
ции полого вала редуктора комбайна. В качестве аналогов приняты
вал отбора мощности трактора, вал хлопкоуборочной машины и вал
редуктора. Как следует из рисунка, при подборе изделия-аналога не
обязательно должно удовлетворяться требование подобия (или общности)
в функциональном отношении.
Технологический контроль КД
Рис. 1. Пример подбора аналогов при сравнении анализируемой конструкции с изделием-аналогом:
а — анализируемый вал после отработки его на технологичность; б—г — ко 'струкции валов, выбранные в качестве ана-
лога при проведении технологического контроля
Содержание и последовательность проведения ТК
139
Полезность использования справочной информации об изделиях,
подобных анализируемому по выполняемым функциям, при принятии
решений в процессе технологического контроля иллюстрирует рис. 2.
Из трех исполнений рычагов со сферическими опорами, идентичных по
выполняемым функциям, наиболее рапиональной по условиям изго-
товления следует признать конструкцию а, затем б и, наконец, в.
При отсутствии изделий-аналогов, подобных анализируемому
изделию по геометрической форме иногда достаточно ограничиться
подбором аналога, имеющего подобие по отдельным элементам. Заклю-
чения по технологичности одного элемента может быть достаточно
для принятия решения по конструкции изделия в целом. Например,
при оценке технологичности конструкции сателлита бортового редук-
тора (рис. 3) возникли затруднения вследствие наличия в центральном
отверстии сферы, сочетаемой с зубчатым венцом. В качестве изделия-
аналога было взято кольцо самоустанавливающегося подшипника
типа ШС, анализ процесса изготовления которого позволил не только
сделать определенные выводы о технологичности выбранной конструк-
ции, но и определить перспективный технологический процесс для
будущего производства. Дальнейшее проектирование сателлита было
проведено с ориентацией на выработанную концепцию развития тех-
нологического процесса.
Сравнение с изделием-аналогом не всегда удается осуществить
прямым сопоставлением конструкций. В таком случае приходится при-
бегать к помощи технологического процесса изготовления и дополнять
сравнительный анализ составлением балансовых таблиц (см. с. 148).
Сравнение с типовой и комплексной конструкцией. Понятия типо-
вой и комплексной конструкции широко используют при проектирова-
нии технологического процесса. Типовая конструкция — это кон-
струкция представителя определенной классификационной группы
140
Технологический контроль КД
изделий, близких по своему конструктивному исполнению. Комплекс-
ная конструкция — это конструкция изделия (детали), объединяющая
группу изделий (деталей) таким образом, что любое из них имеет оди-
наковые с ней форму, поверхности и базы.
Типовым конструкциям соответствуют типовые технологические
процессы, комплексным — групповые технологические процессы.
Рис. 3. Пример отработки на технологичность конструкции сателлита пла-
нетарного редуктора
Сравнение проектируемой конструкции с типовой аналогично
сравнению ее с конструкцией изделия-аналога. Отличие состоит в том,
что типовая конструкция является представителем некоторой класси-
фикационной группы — ограниченного (по установленным признакам)
множества конструктивных исполнений деталей. Эта ограниченность
должна быть учтена при отнесении анализируемой конструкции к дан-
ной классификационной группе исполнений. Тем самым исполнитель
по существу делает конструкцию технологически подобной с типовым
решением, чего нет при сравнении с изделием-аналогом.
Аналогично при сравнении с комплексной конструкцией предпо-
лагается не простое сопоставление конструкции, а вписывание анали-
зируемой конструкции в комплексную с соблюдением заранее заданных
требований.
Сравнение с комплексной конструкцией наиболее эффективно при
мелкосерийном производстве, так как, включая изделие при его раз-
Содержание и последовательность проведения ТК
141
работке в ту или иную группу, исполнитель тем самым способствует
повышению серийности его производства.
Если конструктор при разработке включил новое изделие в оп-
ределенную классификационную группу по результатам сравнения
его с типовой или комплексной конструкцией, он тем самым определил
основы технологического проектирования этого изделия. Однако эффект,
запланированный при технологическом контроле, будет достигнут,
если в последующем технолог будет разрабатывать технологический про-
цесс на этой основе. Для этого должны быть выполнены следующие
требования.
1.	До начала разработки конструкции, должна быть проведена
(на уровне отрасли или предприятия) классификация изделий и соот-
ветствующая ей рационализация технологических процессов с обяза-
тельным учетом развития производства во избежание увековечивания
технологических несовершенств.
2.	Перед началом проектирования конструктор должен иметь
готовые принципиальные технологические решения для определенных
групп (классов) изделий, образованных по признакам тождества или
подобия, и учитывать эти решения при разработке конструкции.
3.	Факт учета признака тождества или подобия при конструиро-
вании изделия должен быть зафиксирован при технологическом контроле
и сообщен службе, разрабатывающей технологические процессы.
Сопоставление конструктивного исполнения изделия с нормативно-
технологическими требованиями к нему. Технологический контроль
сводится к проверке соблюдения в конструкторской документации
технологических требований, регламентированных в действующих
нормативно-технических Документах. Применение таких нормативно-
технических документов пбзволяет упростить процесс конструирования,
своевременно и задолго до представления рабочих конструкторских
документов на технологический контроль учитывать в них действующие
технологические нормы и требования к конструкции изделия, а также
систематизированные данные прошлых проверок и типовые рекомен-
дации специалистов, осуществляющих технологический контроль.
В этих условиях возможна организация выборочного технологического
контроля.
Оценка на основе опыта исполнителя. На этом методе основывается
практически весь входной технологический контроль. Такой метод
требует высокой квалификации исполнителя. К недостаткам оценки
на основе опыта исполнителя следует отнести высокую субъективность
принимаемых решений. Поэтому наряду с такой оценкой следует до-
полнительно проводить сопоставление конструктивного исполнения
изделия с рекомендациями, содержащимися в справочной и нормати-
вно-технической документации. Прибегать к подбору изделия-аналога
следует только в тех случаях, когда другим путем невозможно повы-
сить объективность технологического контроля.
При входном технологическом контроле конструкторская докумен-
тация должна быть передана предприятию-изготовителю только после
того, как разработчик на основании испытаний опытного образца или
партии изделий убедится, что изделие соответствует техническому
заданию. Результаты выходного контроля, особенно связанные с из-
менениями конструкции и проведением испытаний, должны быть учтены
в рабочем проекте до его утверждения.
142
Технологический контроль КД
Входной технологический контроль должен обеспечить объектив-
ную оценку фактической приспособленности конструкции к серийному
производству и вместе с тем исключить ухудшение качества изделия.
Для этого необходимо использовать все описанные методы качественного
анализа в условиях делового сотрудничества разработчиков и контро-
леров.
Методы сравнительной количественной оценки. Эти методы по-
дробно рассмотрены в гл. 2 и 3. Методы сравнительной количественной
оценки применяют при технологическом контроле в случаях, когда не-
обходимо дополнить качественную оценку ТКИ сравнением контроли-
руемого конструкторского решения с решением, принятым за эталон,
по основным показателям ТКИ или по отдельным показателям, выра-
жающим технологическую рациональность и преемственность конст-
рукции изделия.
Связь технологического контроля с нормоконтролем. Нормокон-
троль — это проверка исчерпывающего и точного соблюдения в кон-
структорской документации требований и норм действующих норматив-
но-технических документов и использования в ней принципов конструк-
тивной и технологической преемственности, унификации и стандарти-
зации.
Технологический контроль, как и нормоконтроль, является эффек-
тивным средством проверки соблюдения требований стандартов на си-
стему подготовки производства, определяющих порядок и методы
обеспечения технологичности конструкций изделий, а также всех стан-
дартов и нормативно-технических документов, регламентирующих кон-
структивно-технологические нормы и требования. Различие между этими
видами контроля состоит лишь в том, что при нормоконтроле проверя-
ется применение в конструкторской документации всех действующих
стандартов, а при технологическом контроле — только тех, которые
имеют отношение к конструктивно-технологическим нормам и требова-
ниям.
При технологическом контроле, как и при нормоконтроле, прове-
ряют использование в документации принципа конструктивной и тех-
нологической преемственности. Это естественно, так как преемственность
конструкции, наряду с ее технологической рациональностью, определяет
технологичность конструкции изделия.
При нормоконтроле проверяют соблюдение правил оформления
чертежей деталей и сборочных единиц, установленных стандартами
ЕСКД. Однако многие из этих правил прямо или косвенно затраги-
вают различные аспекты технологичности.
При организации работ по технологическому контролю на пред-
приятии следует четко разграничить функции нормоконтролера и спе-
циалиста, осуществляющего технологический контроль. Этому способ-
ствуют следующие организационные меры.
1. Технологический контроль может рассматриваться как выбо-
рочный нормоконтроль с ограниченной сферой действия. Он выступает
как нормоконтроль по стандартам и нормативно-техническим докумен-
там, регламентирующим технологические нормы на конструирование.
Перечень таких стандартов для технологического контроля должен быть
четко определен, а возможность дублирования проверки их соблюде-
ния нормоконтролем полностью исключена.
Содержание и последовательность проведения ТК
143
2. Сферу приложения принципа конструктивной и технологической
преемственности для нормоконтроля и технологического контроля
определяют, исходя из следующих возможных результатов:
конструкция оригинальна и не имеет никакого сходства (подобия)
с ранее разработанными;
конструкция подобна ранее разработанным (находящимся в про-
изводстве, примененным в других изделиях, стандартным) и может
быть отнесена к определенной классификационной группе изделий.
Такие конструкции разрабатывают на основе типовых конструктивных
компоновок и базовых моделей;
конструкция тождественна уже известным конструкциям и может
быть без ущерба для качества заменена ими. Такие тождественные
решения обычно называют унифицированными. Возможны промежу-
точные решения (унификация по отдельным элементам, частичное по-
добие и т. д.).
Работы по унификации (изделий в целом, материалов, конструк-
тивных элементов, линейных размеров и т. д.) относятся к одной из
эффективных областей конструкторской деятельности. Их часто выде-
ляют в самостоятельное направление конструирования. Поэтому
контроль унификации относят, как правило, к сфере деятельности
нормоконтролера.
Унификация существенно влияет на уровень технологичности,
однако наибольший эффект дает типизация изделий, выполненная при
их конструировании. Типизация, как и унификация, уменьшает мно-
гообразие конструктивных решений, но по сравнению с унификацией
является менее жесткой в отношении ограничения числа типов со-
ставных частей изделий, завершенности их конструкций и, следова-
тельно, возможности замены применяемого оборудования и технологи-
ческих процессов более прогрессивными. Поэтому контроль за типиза-
цией конструкций относят, как правило, к сфере деятельности тех-
нологического контроля.
Для исключения случаев, когда требования нормоконтроля будут
снижать уровень технологичности конструкций, обязательна четко на-
лаженная взаимосвязь специалистов, осуществляющих нормо- и тех-
нологический контроль, а в необходимых случаях одновременное
проведение нормо- и технологического контроля, подготовка совместных
рекомендаций, объединение служб нормо- и технологического контроля
под единым руководством и т. п.
Особенности размерного анализа при технологическом контроле.
Под размерным анализом понимается совокупность специальных спо-
собов выявления и фиксации связей размерных параметров изделий и
расчета этих параметров.
В зависимости от направленности размерного анализа по отноше-
нию к конечному результату и других признаков можно выделить не-
сколько его категорий (рис. 4).
На стадиях разработки конструкторской документации конструк-
тор выполняет в основном функциональный размерный анализ: выяв-
ляет и фиксирует размерные связи, исходя из назначения изделия и
его требуемой работоспособности, а исполнитель технологического
размерного анализа должен выявить и зафиксировать взаимосвязь
всех размерных параметров изготовления изделия. Функциональный
размерный анализ первичен по отношению к технологическому и метро-
РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ
Рис. 4. Классификация размерного анализа
ехнологическии контроль
Содержание и последовательность проведения ТК
145
логическому размерному анализу. Это проявляется, в частности, в том,
что размеры, включенные в размерные связи при функциональном
анализе, являются обязательными для остальных видов размерных свя-
зей (принцип обязательности), что предполагает взаимосвязь функ-
циональных размерных связей со всеми остальными. Поскольку при кон-
струировании такая взаимосвязь не всегда достигается, ее приходится
обеспечивать при технологическом размерном анализе путем непос-
редственного включения размеров функциональных размерных связей
Рис. 5. Пример преобразования функциональной размерной связи в техно-
логическую
в технологические, применения различного рода компенсаторов (под-
гонки), при сборке, создания новых размерных цепей с размерами, вы-
полнение которых гарантирует получение размеров функциональных
размерных связей. В последнем случае допускаемые отклонения на раз-
меры ужесточаются, так как размерная функциональная связь должна
обеспечиваться размерами вновь созданной технологической размерной
цепи и выступает как замыкающее звено по отношению к остальным
звеньям этой цепи.
Пример функциональной размерной цепи приведен на рис. 5, а,
соответствующие ей технологические размерные связи — на рис. 5, б
и в, а взаимосвязь функциональной и технологических размерных
цепей — на рис. 5, г. Размеры х± и х2 (см. рис. 5, г) являются за-
мыкающими звеньями технологических размерных цепей, причем раз-
мер х2 является одновременно составляющим звеном функциональной
размерной связи, его точность определяет точность исполнения звеньев
50 и 5 технологической размерной цепи. Так как точность звена 5
оговорена функциональной размерной связью, при изготовлении при-
146
Технологический контроль КД
дется ужесточить допуск на размер 50, в результате чего он станет
трудновыполнимым.
Возможна ситуация, когда отдельные размеры, оговоренные функ-
циональной размерной связью, при технологическом проектировании
превратятся в трудновыполнимые и даже совсем невыполнимые. К со-
жалению, нередко это выясняется только при технологическом проек-
тировании. В этом случае первой и основной задачей размерного ана-
лиза при технологическом контроле является определение таких труд-
новыполнимых размеров. Решая ее, следует иметь в виду, что нельзя
сводить технологический контроль к пересчету размерных цепей. Ра-
боты по выявлению и анализу размерных связей должны выполняться
до того, как конструкция уже создана. Конструктор должен учиты-
вать влияние функциональных размерных связей на взаимосвязанные
с ними технологические, а специалист, осуществляющий технологиче-
ский контроль — оценивать, насколько удовлетворительно это учтено
в созданной конструкции.
При технологическом контроле подлежат обязательному учету
следующие основные требования:
точность изготовления изделия должна быть экономически обос-
нованной;
при назначении допусков необходимо максимально использовать
зависимые допуски, являющиеся резервом расширения полей допусков
при изготовлении изделия;
выбираемые функциональные связи должны учитывать требования
функционального и технологического характера.
Поскольку требования функционального и технологического ха-
рактера могут быть противоречивы, их совместное удовлетворение на
основе оптимальных решений затруднено, а порой и невозможно. Поэ-
тому при разработке конструкции целесообразно идти по одному из
следующих направлений:
поиск компромиссных решений на базе типовых схем размерных
связей. На рис. 6 приведены типовые схемы формирования техноло-
гических размерных связей и простановки размеров для отдельных
видов изделий, получаемых обработкой резанием. Понятия «рациональ-
но» и «нерационально» имеют здесь относительный характер. Их необхо-
димо соотносить с конкретными условиями будущего производства.
Задача специалиста, осуществляющего технологический контроль,
состоит в своевременной помощи разработчику в проведении такого
анализа в процессе формирования функциональных размерных связей;
выявление и фиксирование размерных связей с максимально допу-
стимыми предельными отклонениями составляющих звеньев. Для лю-
бой конструкции в процессе разработки может быть образовано не-
сколько размерных связей, равноценных в функциональном отноше-
нии. Из этого множества конструктор должен выбрать только ту раз-
мерную связь, для которой составляющие звенья будут иметь наиболь-
шие допускаемые отклонения. Подобную задачу целесообразно ре-
шать оптимизационными методами, при этом в качестве критерия опти-
мальности лучше всего принимать себестоимость изделия при его из-
готовлении.
Если при технологическом проектировании возникает необходи-
мость изменения размерных цепей, эта задача может быть решена
путем пересчета необходимых размеров с применением методов теории
Метод балансов, балансовые таблицы
147
Рис. 6. Типовые размерные связи (7 — нерационально; 77 — рационально)!
а — ступенчатых валов; б — деталей типа крепежных, изготовляемых из
прутка; в — деталей, получаемых обработкой резанием из отливок и поковок;
г — поперечных пазов; д — точно обработанных несквозных отверстий
в валах, корпусах и т. д.; е — деталей, получаемых гибкой или вытяжкой из
листового и профильного материала
размерных цепей. Учитывая сложность фиксирования функциональных
связей и поиска компромиссных решений при практических разработ-
ках, подобную задачу целесообразно решать с помощью ЭВМ.
МЕТОД БАЛАНСОВ, БАЛАНСОВЫЕ ТАБЛИЦЫ
В экономике балансом называется два сопоставляемых перечня
ценностей, вошедших в данную экономическую систему и вышедших
из нее за некоторый период.
148
Технологический контроль КД
Составление балансов полезно и при технологическом контроле
для полного понимания и оценки взаимосвязи между конструкцией
изделия и технологией его изготовления.
Баланс при технологическом контроле. Баланс, составляемый при
технологическом контроле, представляет собой сопоставляемые перечни
всех оценочных признаков конструкции изделия и технологического
процесса его изготовления на определенный период и применительно
к определенным производственным условиям.
При составлении балансов необходимо иметь признаки конструкции
изделия и их оценочные критерии. Критерии оценки могут иметь коли-
чественное и качественное выражение. Количественное выражение
оценки может быть представлено оценками типа «да» или «нет», «хо-
рошо» или «плохо» и т. п.; качественное выражение оценки — «лучше —
хуже» и др. По форме представления балансы делятся на балансовые
матрицы и балансовые списки. Балансовые матрицы представляют
собой усовершенствованную форму балансовых таблиц. Инвентарные
списки — это упрощенная форма балансовых таблиц, т. е. перечни,
в которых приведены признаки анализируемой конструкции без со-
поставления их с оценочными признаками.
При технологическом контроле проектной конструкторской доку-
ментации целесообразно составлять балансовые матрицы; при техно-
логическом контроле рабочей конструкторской документации — ин-
вентарные списки. Инвентарные списки также необходимы при эксперт-
ной оценке технологичности конструкции изделия.
Особенности балансов. Первая особенность балансов, составляе-
мых при технологическом контроле, состоит в том, что для техноло-
гически рациональной конструкции они должны соответствовать ней-
тральному сальдо (равновесию, взаимоувязке признаков конструкции
и технологического процесса ее изготовления).
Вторая их особенность в том, что статьи, входящие в систему
(баланс), имеют точечную оценку, а статьи, выходящие из нее ин-
тервальную. Следовательно, для получения нейтрального сальдо
в этом,случае достаточно, чтобы интервальная оценка на выходе системы
обязательно покрывала точечную на входе. Например, если при оценке
технологичности конструкции вала (табл. 1) значения балансируемых
признаков (800 и 60 мм) покрываются интервалами (соответственно
0—1500 и 0—200 мм), т. е. 800 С [0,500] и 60 С Ю, 200], то здесь
имеет место нейтральное сальдо.
При разработке балансовых таблиц можно руководствоваться ре-
комендациями, приведенными в табл. 2. Как следует из таблицы, для
1. Балансовая таблица для оценки технологичности
конструкции вала
Балансируемый признак
(размер вала)
Соответствующий
технологический признак
(размер станка)
Длина 800 мм
Диаметр 60 мм
Расстояние между 0—1500 мм центрами
Высота центров 0—200 мм
Метод балансов, балансовые таблицы
149
2. Исходные данные для составления балансовой таблицы
Обязательные статьи баланса	Оценочный признак	Условия получения нейтрального сальдо
Форма детали	Геометрическая фи- гура	Геометрическое подобие форме типовой конструкции
Габариты детали	Размеры	Соответствие интервалу разме- ров, обусловленному возмож- ностями оборудования, приме- няемого в типовом технологи- ческом процессе
Исполнение базовых поверхностей	Форма и положение	Геометрическое подобие типовой детали
Размерные цепи	Схема	Соответствие типовой схеме раз- мерных цепей
Шероховатость по-	Параметр шерохова-	Соответствие экономически це-
верхности	тости	лесообразной и принятой для типовой конструкции
Точность обработки	Квалитет	То же
Элементы конструк- ции (шлицы, шпон- ки, резьбы, канавки и Др.)	Тип	Для стандартных элементов со- ответствие ограничительным стандартам, а для нестандарт- ных — аналогичным элементам типовой конструкции
Материал	Обрабатываемость, штампуемость, сва- риваемость Марка и размеры	Соответствие ограничительным стандартам и материалу типово- го изделия
Покрытие	Тип	Соответствие примененному в типовой конструкции

Рис. 7,^Конструкция вала, анализируемая с применением метода балансов
150
Технологический контроль КД
составления этих таблиц необходима определенная справочная и нор-
мативная информация. Наиболее простой формой представления баланса
является инвентарный список.
Пример. Необходимо оценить технологичность конструкции вала, обра-
батываемого резанием (рис. 7, а), сопоставлением конструкции вала с техно-
логическими требованиями к нему. Обработка вала ведется на базе типового
технологического процесса.
В анализируемой конструкции выделяют все поверхности (элементы)?
подлежащие обработке резанием, и присваивают им порядковые номера
(рис. 7, б).
Составляют инвентарный список, куда вносят все операции, предусмо-
тренные типовым технологическим процессом (табл. 3). Все обрабатываемые
поверхности анализируемой конструкции разносят по соответствующим гра-
фам инвентарного списка. Против каждой графы уточняют номера поверх-
ностей, которые могут быть обработаны на данной операции. Это позволяет
установить, что почти все обрабатываемые поверхности анализируемой кон-
струкции могут быть обработаны по типовому технологическому процессу.
Исключение составляют поверхности 16 и 17, для которых в типовом техноло-
гическом процессе не предусматриваются оборудование и соответствующие
операции.
Возможен второй вариант инвентарного списка, где последняя графа,
содержащая номера поверхностей, которые можно обрабатывать на данной
операции, заменяется графой «Допускает ли анализируемая конструкция обра-
ботку на данной операции?», в которой проставляются ответы: «Да» или «Нет».
3. Инвентарный список технологического контроля
шлицевого вала с применением типового технологического
процесса
Шифр операции	Наименование операции	Рекомендуемое оборудование	Номера поверх- ностей, обраба- тываемых на дан- ной операции
001	Заготовительная	В графу записы-	—
005	Фрезерно-центровальная	вается наименова-	7; 18
010	Токарная	ние оборудова-	2; 4; 5; 6
015	То же	ния исходя из	19; 20; 13; 11;
		условий произ-	8; 10; 9; 14;
		водства	15; 21
020	»		2; 5
025	»		10; 11; 20
030	Формообразование шлицев		3
035	То же		12
040	Формообразование резьбы		17
045	Моечная		Все поверхности
050	Контрольная		•—
051	Транспортная		
055	Термическая обработка		Анализируется
056	Транспортная		Uv UvU
060	Шлифовальная		10
065	То же		5
070	»		И
075	»		2
080	Шлицешлифовальная		3
585	То ке		12
090	Моечная		Все поверхности
095	Клеймение		—
100	Контрольная		—
101	Транспортная		—
102	Консервация и упаковка		Анализируется
			особо
Учет замечаний, выполненных при ТК
151
УЧЕТ ЗАМЕЧАНИЙ, ВЫЯВЛЕННЫХ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ
КОНТРОЛЕ
В зависимости от числа и содержания разрабатываемых конструк-
торских документов технологический контроль может производиться
одним или несколькими контролерами. На всех проверяемых докумен-
тах контролеры наносят карандашом условные пометки к элементам,
которые необходимо исправить. Сделанные пометки сохраняются до.
подписания подлинников.
По каждому проверенному документу составляется перечень за-
мечаний (предложений), в котором против каждой пометки кратко и
ясно излагают содержание замечаний и предложений технологического
контроля. В перечне предусматривается специальная графа, в которой
конструктор — разработчик документации делает пометки о своем сог-
ласии с полученными замечаниями и предложениями.
Вместо перечня замечаний может быть составлен журнал замеча-
ний: перечень следует считать более предпочтительным При необ-
ходимости перечень замечаний может быть вручен непосредственно
конструктору для принятия конкретных решений.
Предложения технологического контроля, касающиеся различных
аспектов изменения конструкции и направленные на улучшение пока-
зателей технологичности, вносят в документацию при условии согласо-
вания их с разработчиком этой документации. Если разработчик не
согласен с предложениями, то возникшие разногласия рассматриваются
техническим руководителем предприятия.
При проведении входного технологического контроля завод-изго-
товитель рассматривает полученную им документацию, подготавливает
свои замечания и передает их организации-разработчику. После рас-
смотрения этих замечаний организация-разработчик сообщает свое ре-
шение заводу-изготовителю и т. д.
Если подобные работы проводятся на заводе-изготовителе с непо-
средственным участием специалистов конструкторской организации,
процесс подготовки замечаний и согласования предложений, а также
форма документа, составляемого при входном технологическом конт-
роле, могут быть значительно упрощены, так как окончательные реше-
ния принимаются сторонами непосредственно в ходе совместного рас-
смотрения конструкторской документации.
Внесение изменений в конструкторскую документацию выполняют
по правилам, установленным ГОСТ 2.503—74.
В связи с тем что при обсуждении вопросов в ходе входного тех-
нологического контроля могут возникнуть разногласия, рекомендуется
сторонам подробно пояснять свои позиции по нерешенному вопросу.
Эти пояснения целесообразно заносить в специальный документ, обычно
называемый «Протокол разногласий». Форма протокола разногласий
предусматривает принятие вышестоящей организацией окончательных
решений. Можно ограничиться принятием окончательных решений
техническим руководителем предприятия (объединения;, если конструк-
торская организация входит в состав этого предприятия (объединения).
До принятия окончательного решения рекомендуется провести техни-
ческую экспертизу тех вопросов, по которым возникли разногласия.
Такая экспертиза может осуществляться специально созданными груп-
пами специалистов или отраслевыми институтами.
152
Технологический контроль КД
После утверждения взаимосогласованных решений и заключений
по «Протоколу разногласий» в конструкторскую документацию должны
быть внесены соответствующие изменения.
Подписание контролером конструкторских документов, проверен-
ных при внутреннем технологическом контроле, производится следую-
щим образом:
если документ по всем показателям проверяет один контролер,
то он и подписывает эти документы в графе «Т. контроль» основной
надписи;
если документ последовательно проверяют несколько специали-
зированных контролеров, то подписывает эти документы в графе «Т. кон-
троль» основной надписи исполнитель наиболее высокой (в группе конт-
ролеров) должностной категории. Остальные контролеры ставят свои
подписи на поле для подшивки.
Исправлять и изменять подписанные контролером подлинники,
не сданные в отдел бюро) технической документации, без его согласия
нельзя
Аналогичные требования должны соблюдаться и при проведении
входного технологического контроля. Для исключения необходимости
подписания каждого конструкторского документа контролерами завода-
изготовителя рекомендуется составлять обобщающий документ, отра-
жающий результаты проведения входного технологического контроля.
Учитывая, что между технологическим контролем и нормоконтро-
лем осуществляется определенная взаимосвязь, рекомендуется одно-
временно с входным технологическим контролем производить входной
нормоконтроль. В тех случаях, когда входной нормоконтроль не про-
изводится, участие нормоконтролера в работах по входному техно-
логическому контролю обязательно.
Результаты технологического контроля и рассмотрения разногла-
сий отражают в документах, оформляемых по стандартам предприя-
тий.
ЧАСТЬ II
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Глава 5
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
При конструировании детали исключительное значение имеет
правильный выбор метода изготовления. В этом случае часто удается
успешно разрешать противоречивые требования функционального и
технологического характера. Например, чем ответственнее деталь, тем
предпочтительнее ее изготовление методами обработки давлением,
особенно, когда прочность детали должна сочетаться с ее легкостью.
Литье, как способ придания детали необходимой формы, по срав-
нению с другими видами изготовления более предпочтительно, так как
позволяет получить детали более сложных конфигураций и обраба-
тывать более широкий ассортимент сплавов.
Обработка резанием как наиболее дорогой способ изготовления
деталей не является абсолютно неизбежной: чем совершеннее методы
литья и обработки давлением, тем меньше материалоемкость детали.
При рассмотрении вариантов конструктивного решения проекти-
руемого изделия необходимо осуществить их всесторонний технико-
экономический анализ возможных последствий применения того или
иного способа изготовления и остановиться на наиболее рациональном
варианте.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ЛИТЬЕМ
Литейное производство—одно из основных заготовительных про-
изводств в машиностроении. По сравнению с другими способами полу-
чения заготовок деталей машин (прокатка, ковка, сварка) оно обладает
возможностью изготовления заготовки практически любой конфигура-
ции с минимальными припусками на обработку резанием, способствует
снижению металлоемкости и трудоемкости деталей в изготовлении.
Классификация металлических отливок. Отливки классифицируют
по массе, сложности конфигурации и точности размеров.
В зависимости от массы чугунные и стальные отливки подразде-
ляют на мелкие (до 100 кг), средние (100—1000 кг), крупные (1000 —
5000 кг), тяжелые (5000—20000 кг) и особо тяжелые (свыше 20000 кг),
а отливки из цветных сплавов на девять групп (табл. 1).
По сложности конфигурации отливки подразделяют на следующие
группы.
1.	Преимущественно плоскостные отливки общего назначения;
наружные поверхности с наличием невысоких ребер, буртов, бобышек,
фланцев и отверстий. Типовые отливки — различные крышки, руко-
ятки, маховики без спиц, грузы, диски, втулки и др.
154
Технологичность конструкции детали
1. Классификация отливок из цветных сплавов по массе, кг
Группа	Бронза, латунь и цинковые сплавы	Алюминиевые и магниевые сплавы
1	До 0,25	До 0,2
2	0,25—1,0	0,2—0,4
3	1 — 4	0,4—0,8
4	4—10	0,8—1,6
5	10—20	1,6 —3,2
6	20-50	3,2 —0,3
7	50— 03	6,3—12,5
8	200—500	12,5—25
9	Св. 500	Св. 25
2.	Отливки преимущественно открытой коробчатой формы; наруж-
ные поверхности прямолинейные и криволинейные с ребрами, буртами,
бобышками, отверстиями и углублениями, внутренние — с прямолиней-
ными поверхностями, со свободным широким выходом наружу. Ти-
повые отливки — проставки, плиты, колпаки, маховики со спицами,
барабаны для мельниц, буксы, железнодорожные колеса и др.
3.	Отливки открытой коробчатой или цилиндрической формы
ответственного назначения, служащие для получения шкивов диамет-
ром свыше 1 м, блоков шпинделей, ребристых цилиндров, зубчатых
колес с литыми или нарезными зубьями диаметром до 3 м, фигурных
кронштейнов, тройников и др.
4.	Отливки закрытой и частично открытой коробчатой или цилинд-
рической формы ответственного назначения, служащие для производства
станин, столов, оснований прессов, молотов, корпусов насосов и др.
5.	Отливки закрытой коробчатой и цилиндрической формы особо
ответственного назначения, а также комбинированные, служащие
для производства станин специальных металлорежущих станков, фа-
сонных стальных цилиндров крупных дизелей и др.
С учетом размерной точности фасонные отливки из серого чугуна
и стали подразделяют на три класса (табл. 2).
Литейные сплавы, выбор материалов и способов литья. Выбор
литейного сплава при конструировании детали зависит прежде всего
от характера нагрузок, которым она подвергается в процессе эксплу-
атации, ее конфигурации, определяющей технологию изготовления,
условий кристаллизации жидкого металла, физических, механиче-
ских, литейных свойств сплава, а также его стоимости.
Применяемые в литейном производстве сплавы можно разделить
на пять групп: 1) чугуны и стали; 2) бронзы и латуни; 3) сплавы
алюминия с различными элементами; 4) магниевые сплавы; 5) сплавы
на основе титана, хрома, молибдена, цинка, олова и других металлов.
К наиболее распространенным сплавам для изготовления отливок
относятся сплавы 1-й группы: около 75 % всех отливок (по массе)
изготовляются из чугуна и около 20 % — из стали. Однако применение
цветных сплавов (сплавы 2-й—4-й групп) имеют важное значение для
авиационной, автомобильной, судостроительной, приборостроительной
и других отраслей промышленности. Наиболее полные сведения о фи-
Детали, получаемые литьем
155
2.	Характерные признаки классов точности фасонных отливок
из серого чугуна и стали
Класс точности отливок	Допускаемые отклонения по размерам, мм	Способ получения отливки
I	Св. ±0,2 до ±5	В постоянных формах, по выплавляемым моделям, в песчаных формах, изготовляе- мых машинной формовкой по металличе- ским моделям
II	Св. ±0,5 до ±12	В постоянных формах, литьем по выплав- ляемым моделям, в песчаных формах, из- готовляемых машинной формовкой по де- ревянным моделям
III	Св. ±1,0 до ±20	В песчаных формах, изготовляемых вруч- ную по деревянным моделям
зических, механических, литейных свойствах сплавов, технологии их
изготовления, подготовке к заливке и стоимости можно найти в специ-
альной литературе \
При выбо^р способа литья необходимо учитывать влияние осо-
бенностей фо^ лирования структуры металла отливки, технологиче-
ских, физико-механических, литейных свойств сплава на конструкцию
литой заготовки. Характеристики и области применения различных
способов литья приведены в табл. 3.
Технико-экономические показатели процесса литья зависят от
типа производства, массы отливок и их конструктивных особенностей
(габаритных размеров, конфигурации, точности размеров, шерохова-
тости поверхности и др.), а также уровня механизации и автомати-
зации производства.
Общие технологические требования к литым металлическим заго-
товкам. При обеспечении технологичности конструкции литой детали
необходимо прежде всего учитывать выбранный способ литья, исходные
механические и эксплуатационные свойства (стойкость к абразивному
изнашиванию, агрессивным средам, жаропрочность и др.), влияющие
на уровень производственных и эксплуатационных затрат. Отливки
должны иметь очень близкую к очертаниям готовых деталей конфигу-
рацию, высокую размерную точность, обусловливающую минимальные
припуски на механическую обработку и малую шероховатость поверх-
ности. Конструкция детали должна отвечать следующим основным тех-
нологическим требованиям:
детали должны иметь простое внешнее очертание — без резких уг-
лов, поворотов, высоких ребер и выступов, а также минимальное число
внутренних полостей;
1 См.: Справочник металлиста. В 5-ти т. М.; Машинострое-
ние, 1976—1978 г.
156
Технологичность конструкции детали
3.	Области применения и краткая характеристика
способов литья
Способ литья	Область применения	Характеристика
В песча- ные фор- мы	От опытного до крупносе- рийного производства отли- вок массой от 0,2 кг до до десятков тонн	Универсальный способ литья дета- лей практически из любых сплавов. Большой расход формовочных мате- риалов, необходимость больших производственных площадей и вы- сококвалифицированных рабочих
Под дав- лением	В массовом и крупносерий- ном производстве сложных по конфигурации отливок массой до 50 кг	Высокопроизводительный способ, хорошо автоматизирован и механи- зирован. Отливки изготовляют из цветных сплавов и стали очень точ- ными, с высоким качеством поверх- ности. Большая трудоемкость при изготовлении пресс-форм
В кокиль	В массовом и крупносерий- ном производстве разнооб- разных несложных по кон- фигурации отливок массой до 5 т	Способ литья деталей из чугуна, стали и цветных сплавов. Отливки имеют мелкозернистую структуру, повышенные механические свойства, минимальные припуски на механи- ческую обработку
В оболоч- ковые формы	В крупносерийном и мас- совом производстве отли- вок массой до 100 кг	Позволяет получать тонкостенные отливки (толщина стенки 6—8 мм) из любых сплавов. Очень хорошо автоматизирован и механизирован. Отливки используют практически без механической обработки
По вы- плавляе- мым мо- делям	В крупносерийном и по- точном массовом производ- стве отливок массой 0,02— 100 кг, а также в мелко- серийном	производстве, когда литую заготовку дру- гим методом получить не- возможно	Позволяет получать отливки из лю- бых сплавов, в том числе из жаро- прочных недеформируемых, с мини- мальными припусками на механичес- кую обработку (0,2 — 0,7 мм) и вы- соким качеством поверхности. Дает возможность снизить трудоемкость изготовления деталей, уменьшить отходы дорогостоящих и дефицит- ных металлов, а также объединить отдельные детали в целые неразъем- ные литые узлы
Детали, получаемые литьем
157
конструкция отливки должна обеспечивать направленное затвер-
девание металла и достаточную сопротивляемость усадочным и терми-
ческим напряжениям;
литые детали следует изготавливать по возможности небольшой
массы, подвергать минимальной механической обработке. Необходимо
предусматривать конструктивные уклоны, обеспечивающие легкое из-
влечение отливки из формы или стержня из них. Стенки должны быть
оптимальной толщины, удовлетворяющей условиям заливки металла
в соответствии с выбранным способом литья;
Рис. 1. Конструкции отливок (верхние—рациональные, нижние—нерацио-
нальные)
конструкция детали должна обеспечивать технологичность моделей,
а также возможность изготовления и применения простой и дешевой
оснастки.
Технологичность конструкции детали, получаемой литьем в песча-
ные формы. Изготовление литых металлических деталей в разовых
песчаных формах — наиболее распространенный и универсальный спо-
соб, отличающийся возможностью получения отливок практически из
любых сплавов, разнообразной конфигурации и массы, а также широ-
кой механизацией процессов изготовления разовых форм и стержней.
Конструкция отливок, изготовляемых в песчаных формах,
должна обеспечивать минимальное число поверхностей разъема модели
или формы, исключать отъемные части и по возможности стержни.
Необходимо стремиться к одной плоскости разъема. Возможность ее
создания определяется по правилу световых теней, согласно которому
теневые участки при воображаемом освещении детали параллельными
лучами в направлении, перпендикулярном к плоскости разъема формы
или стержневого ящика, должны отсутствовать (рис. 1). Наличие боль-
шого числа стержней приводит к увеличению трудоемкости, а следо-
вательно, и себестоимости изготовления отливки, появлению брака
по перекосу и искажениям размеров их внутренних полостей в резуль-
тате неточностей при установке стержня. Для облегчения формовки и
уменьшения числа стержней вертикальные ребра жесткости и полки
для упора и крепления других деталей необходимо располагать пер-
пендикулярно к плоскости разъема формы, горизонтальные — в пло-
158
Технологичность конструкции детали
4.	Основные правила отработки конструкции отливки
на технологичность
Условия получения
рациональной
конструкции
Схема конструкции
Нерациональная
Рациональная
Для упрощения изго-
товления модели и фор-
мы разъем модели сле-
дует осуществлять в од-
ной плоскости с плоско-
стью разъема формы
Внутренние полости ли-
тых деталей следует вы-
полнять без применения
стержней, открытыми и
без поднутрений
Верхние (по положению
при заливке) горизон-
тальные поверхности еле.
дует заменять наклон-
ными
Стержень, оформляю-
щий внутреннюю по-
лость, должен крепиться
с обоих концов; приме-
нения жеребеек следует
избегать
Элементы, выступаю-
щие на поверхности де-
тали и выполняемые в
моделях объемными (на-
пример, бобышки Б),
следует объединять и
соединять с выступаю-
щей неотъемной частью
Внутренней полости,
оформляемой стержнем,
следует придавать про-
стейшие очертания —
без поперечных перего-
родок и глубоких впадин
Детали, получаемые литьем
159
Продолжение табл. 4
Схема конструкции
Условия получения
рациональной
конструкции
Нерациональная
Рациональная
Ребра жесткости следу-
ет располагать в плоско-
сти разъема формы и пер-
пендикулярно к ней
Бобышки на стенках де-
тали, подлежащие свер-
лению, необходимо рас-
полагать с одной сторо-
ны, учитывая возмож-
ность их относительно-
го смещения
При оформлении вну-
тренней полости стерж-
нем и наличии с наруж-
ной стороны бобышек и
приливов целесообразно
переносить их на вну-
треннюю поверхность
Стенкам литых деталей
необходимо придавать
равномерные сечения
Усадочная
раковина
Особое внимание следу-
ет обращать на принцип
направленного затвер-
девания
160
Технологичность конструкции детали
Продолжение табл. 4
Условия получения
рациональной
конструкции
Схема конструкции
Нерациональная
Рациональная
Для снижения трудоем-
кости формовки и умень-
шения расхода формо-
вочных материалов де-
тали должны иметь ком-
пактную конфигурацию
и по возможности не-
большие габариты (осо-
бенно по высоте)
В конструкциях круп-
ных шестерен, шкивов
и маховиков нужно при-
менять изогнутые спицы
Обрабатываемые взаим-
но перпендикулярные
поверхности , следует
располагать так, чтобы
припуски П на обработ-
ку не создавали участ-
ки, не выполнимые п^и
формовке
Обрабатываемые бобыш-
ки следует располагать
на одном уровне, обес-
печивающем обработку
их за один проход
Бобышки и приливы,
расположенные на на-
ружных стенках и под-
лежащие обработке, ре-
комендуется заменять
выточками, если это до-
пустимо при заданной
толщине тела отливки
Летали, получаемые литьем
161
Продолжение табл. 4
Условия получения
рациональной
конструкции
Схема конструкции
Нерациональная
Рациональная
Конструкция отливки не
должна иметь стержней
с одним знаком
Кромки стенок и отвер-
стий должны быть окан-
тованы для придания им
жесткости
скости разъема. В табл. 4 приведены основные правила отработки
конструкции отливки на технологичность при проектировании.
Для удаления модели из формы без разрушения последней необ-
ходимо предусматривать конструктивные уклоны (табл. 5). Правильный
выбор величины и направления уклона позволяет устанавливать раци-
ональную толщину стенок отливки, обеспечивающую минимальный рас-
ход и направленное затвердевание металла,
5. Значения углов в зависимости от высоты детали
Эскиз		h, мм	a/h	b
				
. g		До 25	1 6 5	11? 30'
				
		25—500	1 1 10	5° 30'
			1 8 20	3°
	ш	Св. 500	1 : 50	1° -
Угол конструктивного уклона местных невысоких утолщений сте-
нок (бобышек, приливов, платиков? планок) рекомендуется увеличи-
вать до 30—50°.
6 П/р Ю, Д, Амирова
162
Технологичность конструкции детали
Минимальные толщины стенок литых деталей из различных спла-
вов, получаемых в песчаных формах, приведены в табл. 6.
6.	Минимальная толщина стенки отливки при литье
в песчаные формы
Материал	Масса отливки, кг	Максимальная длина стенки, мм	Минимальная толщина стенки, мм
Сталь	До 100	До 200	8—10
	100—1000	200—800	12—14
	Св. 1000	Св. 800	20—22
Чугун серый	До 100	До 200	3 — 4
	100—1000	200—800	6—8
	Св. 1000	Св. 800	10—20
Чугун ковкий	До 100	До 100	2,5—3,5
	100—300	100—200	4 — 5,5
	Св. 300	Св. 200	6—8
Бронза оловянная	До 10	До 50	3—4
	10—50	50—100	5—6
	Св. 50	Св. 100	7—8
Бронзы и латуни спе*	До 0,25	До 50	6—7
циальные	0,25—4,00	50—100	8—10
Сплавы алюминиевые	До 2,00	До 200	3—5
	2,00—10,00	200—500	6—8
Сплавы магниевые	До 2	До 200	3,5—4,5
	2—8	200—400	6-7
Сплавы цинковые	До 10	До 500	3—5
Стенки отливки необходимо делать по возможности без резких
переходов от тонких сечений к толстым, так как в противном случае
в узлах скопления металла возможно появление литейных дефектов
и коробление стенок. Качественная отливка получается за счет обе-
спечения плавных переходов от тонких сечений к сечениям большей
толщины и правильных сопряжений стенок. При правильно сконстру-
ированной детали отношение толщин стенок при переходе от одного
сечения к другому должно быть не больше 4:1. При соотношении со-
прягаемых толщин s : sx 2 переходы от одного сечения к другому вы-
полняются с помощью радиусов скруглений. Для отливок из чугуна,
магниевых и алюминиевых сплавов R — 0,3 (s — sx), для отливок из
стали и медных сплавов R — 0,4 (s — sx). Такие же радиусы принимают
и для деталей, не испытывающих при эксплуатации ударных нагрузок,
но имеющих соотношение s : sx > 2.
Если на деталь действуют ударные нагрузки, то при s : sx > 2
переходы выполняют в виде клинового сопряжения (рис. 2, а). Длину
Рис. 2, Схемы выполнения односторонних а) и двусторонних (б) клиновых
сопряжений
Детали, получаемые литьем
163
= участка перехода от одной толщины к другой принимают для отливок
из чугуна, магниевых и алюминиевых сплавов I 4 (s — sx);
для отливок из стали и медных сплавов I 5 (s — st).
Переход от толстого сечения к тонкому при s : Sj > 4 (рис. 2, б)
осуществляют с помощью участка, длину которого принимают равной:
для отливок из чугуна и цветных сплавов
/>3
sli
s + l-l
S1^2
. + ^2
для стальных отливок
/>4
/ sli
\ s + /1
S1^2 \
S1 + ^2 /
При соотношении толщин стенок s : sx > 2 : 3 радиус скруглений
при одностороннем сопряжении допускается принимать г — s (рис. 3, а),
а при двустороннем сопряжении г ~ 0,5s (рис. 3, б). Во избежание
образования трещин и надрывов на острых кромках отверстий и окон
литых деталей необходимо предусматривать специальные технологи-
ческие приливы. Размеры технологических приливов для станочных
чугунных отливок приведены в табл. 7.
Рис. 3. Схема выполнения односторонних (а) и двусторонних б) сопряжений
при соотношении толщин сопрягаемых стенок л: > 2 : 3
Технологичность конструкций деталей, получаемых специальными
способами литья. Литье под давлением. Сущность этого метода литья
заключается в том, что расплав металла подается в стальные пресс-
формы под давлением до 700 МПа. Для литья под давлением исполь-
зуют специальные машины: с холодной камерой прессования (тигель
с расплавом отделен от машины) и горячей камерой прессования (ти-
гель с расплавом встраивается в машину). Подача жидкого металла
в камеру прессования производится автоматически магнитодикомиче-
скими и другими заливочно-дозирующими устройствами. Этим методом
получают отливки с высокой точностью размеров, низкой шерохова-
тостью поверхности и минимальными припусками на механическую
обработку.
Важнейшая задача, при конструировании отливок — определение
рациональной плоскости разъема пресс-формы и возможности формиро-
вания отверстий с помощью подвижных или неподвижных стержней.
При установлении плоскости разъема целесообразно использовать
правило световых теней, описанное выше.
6*
164
Технологичность конструкции детали
7.	Размеры технологических приливов для станочных
чугунных отливок, мм
Двусторонние
Односторонние
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
7
10
14
16
20
22
25
28
30
32
35
38
10
10
12
15
18
20
22
25
28
30
32
35
5
5
8
10
12
15
16
16
20
20
20
20
1
2
3
3
5
5
6
6
8
8
10
10
8
12
16
18
22
25
28
30
32
35
38
40
1U
14
18
20
25
28
30
32
32
35
35
36
3
3
5
6
8
8
8
8
8
10
10
10
При этом способе литья соблюдение принципа направленности за-
твердевания затрудняется в связи с высокими скоростями кристаллиза-
ции, поэтому конструкция отливки должна быть такой, чтобы металл
затвердел по всем ее сечениям одновременно. Этому требованию удов-
летворяют равностенная конструкция с минимально возможной толщи-
ной стенки. Рекомендуемые толщины стенок приведены в табл. 8.
8.	Толщина стенок отливки в зависимости от площади
ее внешней поверхности, мм
Материал	Площадь внешней поверхности отливки, см2				
	До 25	25—100	100—250	250—500	Св. 500
Цинковые сплавы	0,5	0,8	1,0	1,5	2,0
Алюминиевые сплавы	0,8	1,2	1,5	2,5	3,Q
Магниевые сплавы	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Медные сплавы	2,0	2,5	3,0	3,5	999
Сталь	2,0	3,0	5,0	•—	
Величина конструктивных уклонов зависит от вида сплава и тол-
щины стенки отливки. Уклоны внутренних и наружных поверхностей
определяют по табл. 9.
Детали, получаемые литьем
165
9. Уклоны стенок отливок
Сплавы	Толщина стенок отливки, мм	Уклоны стенок отливки	
		наружных	внутренних
Цинковые	До 2	0° 15’	0° 30'
	Св. 2	0° 10'	1°
Алюмийиевые и магниевые	До 2	0° 30'	0° 30'
	Св, 2	0° 20'	0° 30' — 1?
Мсдчьп	До 2	0° 20'	0° 30'
	Св. 2	0° 15'	1°—
Минимальный диаметр отверстий, получаемых в отливках для
цинковых сплавов, 1,5 мм при длине 6—10 мм, алюминиевых и магни-
евых 2,5 мм при длине 3—4 мм, медных 5 мм при длине до 10 мм.
В отливках из медных сплавов литьем можно получать отверстия диа-
метром до 2,5 мм при глубине не более 2,5 диаметров. При этом кон-
структивный уклон подвижных стержней должен быть в пределах
2°—3°30', а неподвижных 4—5°.
Литье в кокиль. Сущность этого метода состоит в том, что жидкий
металл подается в металлическую литейную форму, называемую ко-
килем, под действием гравитационных сил. Преимуществами его по
сравнению с литьем в песчаные формы являются повышенные механи-
ческие свойства сплавов (на 10—20 %), более низкая себестоимость
процесса (на 15—20 %) и меньшая трудоемкость механической обра-
ботки отливок (в 1,5—2 раза), более высокая производительность
труда. Недостаток этого метода — высокая трудоемкость изготовления
металлических форм и стержней и отделки поверхности чугунных от-
ливок.
При конструировании отливок минимальную толщину их стенок
в зависимости от сплава рекомендуется принимать по табл. 10.
Толщина стенок алюминиевых отливок также зависит от марки
сплава (табл. 11).
Толщина внутренних стенок и ребер должна быть равна 0,6—
0,7 толщины наружных стенок.
Рекомендуемые конструктивные уклоны стенок отливок приведены
в табл. 12. Уклон ребер жесткости назначают 8—10°, а уклон внутрен-
них полостей, образуемых металлическими стержнями — не менее 6°.
Предельные значения диаметров и длин отверстий в отливках при-
ведены в табл. 13.
Литье по выплавляемой модели. Особенностью этого метода является
получение отливок по разовым моделям (выплавляемым, выжигаемым
растворимым), в многослойных, неразъемных огнеупорных формах,
подвергнутых прокаливанию и заливаемых в горячем или охлажденном
состоянии. Метод позволяет изготавливать отливки очень сложной
конфигурации, с высоким качеством поверхности.
При конструировании отливок учитывают следующие их особен-
ности. Наименьшая толщина стенок отливок по выплавляемым моделям,
которая может быть выполнена без применения специальных условий
валивки (вакуумное всасывание, центробежное литье, литье под низ-
166
Технологичность конструкции детали
10. Минимальная толщина стенок отливок
Материал	Площадь поверхности стенки, сМ®	Минимальная толщина стенки, мм
Чугун	До 5	4-«
	25—125	6^7
Сталь кислая	25—125	8
Магниевые сплавы	До 30	3
Алюминиевые сплавы	До 30	3—4
Бронза	До 30	4 — 6
11. Минимальная толщина стенок отливки из алюминиевого
сплава, мм
Площадь стенки, см2	АЛ2	АЛ9, АЛ 11	АЛ8, АЛ 13
100—250	2,2	3,0	4,0
250—900	2,5	3,5	4,5
Св. 900	3,5	4,0	5,0
12. Конструктивные уклоны стенок отливки
Сплавы	Высота стенки, мм			
	наружной		внутренней	
	До 50	Св. 50	До 50	Св. 50
Чугун Сталь углероди* стая Алюминиевые Магниевые Медные	0° 40' — 0? 20' 0? 30' 3° зо'в1°4О' 2° 20* 3? 30'	1? 10' — 0° 17' 0° 20' 1° 50’ 1° 20' 3? 15»	0° 30' 0° 45' 0° 20'	«5* 1° 10' —0° 55' * 1° ю —0° 45» 0° 45' —0° 40' *
* Для тонкостенных отливок.
13. Диаметры отверстий в отливках и их глубина
Сплавы	Минимальный диаметр, мм	Максимальная глубина отверстий, мм	
		глухих |	| сквозных
Алюминиевые, магниевые,	ь	16	24
цинковые Меди ые	1(>	15	40
Детали, получаемые литьем
167
ким давлением), 1—2 мм. Наиболее часто встречаемая толщина 2—
5 мм. Тонкие стенки могут выполняться только при определенной их
поверхности (не более 75x75 мм), так как в противном случае в резуль-
тате деформации происходит коробление стенок формы.
Минимальную толщину стенок отливок, получаемых литьем по
выплавляемым моделям из различных сплавов, выбирают по табл. 14.
14. Минимальная толщина стенок отливок
(литье по выплавляемым моделям), мм
иплавы	Размеры отливки, мм				
	10—50	50—100	100—200	200—350	Св. 350
Сталь углеродистая					2,5	3,0	4,0
Чугун	1.0	1,5	2,0	2,5	3,5
Алюминиевые	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
Магниевые	—.	—	2,5	3,0	3,5
Медные		—	2,5	3,0	3,5
Цинковые	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
В длинных плоских стенках, имеющих площадь более 100 см2,
следует предусматривать технологические отверстия диаметром 10—
20 мм (рис. 4). При конструировании пазов в отливках необходимо,
Рис.
Рис. 4. Отливка с литниковой системой
чтобы расстояние между выступами или ребрами, образующими ши-
рину d и глубину Н паза (рис. 5) для цветных сплавов было не менее
1 мм, для стали — не менее 2,5 мм, в общем случае должно выполняться
условие d^ 0,5Н. Необходимо избегать внутренних полостей, кар-
манов, поднутрений, усложняющих изготовление моделей и требующих
изготовления стержней.
168
Технологичность конструкции детали
Внутренняя полость отливки должна иметь выходные отверстия,
достаточные для прочного соединения внешней и внутренней стенок
формы. В рациональном варианте конструкции отливки (рис. 6)
полости А и В соединены и образуют общую полость С, что обеспе-
чивает необходимую устойчивость внутренней стенки формы
путем связи ее с наружной. Внутренние полости должны иметь вы-
Нерационально
Рационально
Рис. 6, Конструкции полостей
в отливках
ботку назначают меньшими,
ходные отверстия для удаления остат-
ков формы при очистке отливок.
Литье в оболочковую форму. При
этом методе литья заливку металла
производят в оболочковые песчано-
смоляные формы, которые позволяют
устранить недостатки, свойственные
толстостенным песчано-глинистым фор-
мам (большой расход формовочных
материалов, низкая скорость затвер-
девания и др.). Эти формы имеют не-
большую толщину стенок (6—8 мм),
высокий предел прочности (до 6 МПа),
что объясняется использованием в ка-
честве связующего материала термо-
реактивных смол, которые в процессе
нагрева полимеризуются и прочно
связывают кварцевый песок.
При литье в оболочковые формы
припуски на механическую обра-
чем при литье в песчаные формы, что
способствует значительной экономии металла. Разъем формы должен
быть прямолинейным, поверхности отливок по возможности плоскими
или цилиндрическими. Следует избегать конструирования отливок
большой длины при малой ширине или толщине, так как это ведет к их
короблению при охлаждении в форме и при термической обработке.
Толщина стенок отливок должна быть равномерной, чтобы обеспе-
чить последовательную кристаллизацию металла. Наименьшую воз-
можную толщину стенок отливок можно выбрать по табл 15.
При толщине стенок 10—12 мм отверстия можно выполнять диа-
метром 6 мм и более по модели без стержней.
15. Наименьшая толщина стенок, отливок при литье в оболочковую
форму, мм
Сплавы	Наибольший габаритный размер отливок, мм				
	50—100	| 100—200	200—350	350—500	До 15Q0
Чугуны	2,5—3,5	2,5—4,0	3,0—4,5	4,0— 5,0	
Стали	2,5—4,0	3,0—3,5	3,5—6,0	5,0—7,0	8,<ММ
Алюминиевые	2,5—4,0	3,0-5,0	4,0—6,0	4,0—7,0	7.0—10,0
Магниевые	2,5—4,0	3,0—4,0	3,5—5,0	4,0— 6,0	Ki
Цинковые	2,0—4,0	2,5—3,5	3,0—4,0	3,5-5,0	
Медн ые	2,5—4,0	3,0—4,0	3,5— 5,0	4,0—6,0	5,0^7,0
Бронзы оловянные	1,5—2,0	2,0—3,0	2,5—3,5	3,0—4,0	4,0—6,0
Детали, получаемые листовой штамповкой
169
Оценка технологичности конструкций литых деталей. Сравнитель-
ную качественную оценку технологичности конструкций литых деталей,
получаемых различными методами, проводят по точности размеров,
шероховатости поверхности, отсутствию литейных дефектов, связанных
с конструкцией отливок.
Технологичность конструкций отливок можно оценивать коли-
чественно коэффициентом габаритности, дм3/кг:
Kv = V/M,	(1)
где V — объем отливки, дм3; М — масса отливки, кг.
Чем меньше коэффициент габаритности, тем технологически рацио-
нальнее конструкция литой детали.
Технологическую рациональность тонкостенных отливок можно
оценивать неравенством
200Впр/Л>1,	(2)
где Впр — приведенная толщина отливки (отношение ее объема к пло-
щади поверхности); L — наибольший размер отливки.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ
ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКОЙ
Технологическая характеристика материалов и их выбор. Мате-
риалы, используемые для изготовления деталей штамповкой листовых,
трубных и профильных полуфабрикатов, должны отвечать не только
требованиям эксплуатации (по прочности, коррозионной стойкости
и др.), но и требованиям производства (по пластичности и невысокому
сопротивлению деформированию при определенных условиях формо-
изменения).
Пластичность материала меняется в зависимости от условий его
деформирования: температуры, скорости нагружения, характера дей-
ствующих сил и т. д. Качественной характеристикой пластичности мо-
гут служить относительное (или истинное) равномерное удлинение 6В,
общее относительное (или истинное) удлинение 65, 610, относительное
сужение поперечного сечения ф, определяемые при испытаниях на
Одноосное растяжение. Использование последней характеристики пред-
почтительнее. Показатели пластичности могут быть использованы
для предварительного определения числа штамповых переходов.
Прочностные свойства материала определяются пределом теку-
чести от, пределом прочности ов, истинным напряжением ои = оу X
X (F/Fq) (оу — условное напряжение, F и FQ — фактическая и исход-
ная площадь сечений, перпендикулярных к направлению действия
силы), а также отношением от/ов. С уменьшением последнего, как
правило, пластичность повышается. Упрочнение материала в про-
цессе деформирования характеризуется модулем упрочнения П (при
линейной аппроксимации us = oSo + где oSo — условный пре-
дел текучести, 6$ — интенсивность деформаций), или показателем
упрочнения п (при степенной аппроксимации os = Се", где С —
констацта материала). В большинстве случаев предпочтительным
является применение материалов с малыми значениями П и п, При
высокоскоростной штамповке (взрывом, магнитоимпульсной и др.)
170
Технологичность конструкции детали
а также в режиме сверхпластичности важным является показатель
скоростного упрочнения q, определяемый по результатам испытаний
на одноосное растяжение при различных температурно-скоростных ре-
жимах. При штамповке в режиме сверхпластичности показатель q
должен быть не менее 0,3. Уменьшение сопротивлению деформирования
позволяет снизить требования к штамповой оснастке в связи с относи-
тельно малыми усилиями деформирования, что дает возможность
использовать в штампах низкоуглеродистую сталь, балинит, порошко-
вые и другие материалы при достаточной их стойкости.
Все применяемые металлы и сплавы условно можно разделить
на четыре группы: низкопластичные (ф < 0,1), среднепластичные
(ф = 0,1 0,2), пластичные (ф = 0,24-0,3), высоко пластичные
(ф > 0,3).
Сложными в технологическом отношении являются композицион-
ные материалы, в особенности армированные бериллиевыми, углерод-
ными, борными волокнами, подвергаемые, в основном, гибке по большо-
му радиусу.
Кроме указанных основных требований к материалу могут предъ-
являться такие дополнительные требования, как отсутствие склонности
к адгезии к материалу штампа и склонности к газонасыщению при по-
вышенных температурах. Эти требования важно учитывать при штам-
повке сплавов титана.
Общие технологические требования к листоштампуемым деталям.
При штамповке необходимо учитывать, что допуск на толщину стенки
оказывает влияние на точность и качество деталей, стойкость штампов
и силовые параметры процессов. Допуск на толщину стенки детали
должен быть больше допуска на толщину стенки заготовки.
Для листовой горяче- и холоднокатаной стали удовлетворитель-
ными являются следующие отклонения размеров: ±(0,08 4-0,10) при
толщине стенки заготовки 0,54-1,5 мм; ±(0,064-0,08) при толщине
(1,54-3,5) мм; ± (0,034-0,06) для ленточной стали.
Для листов из алюминиевых и магниевых сплавов фактический
диапазон изменения толщины составляет (+0,05 мм 4-—0,1 s). Еще
больший диапазон наблюдается у прессованных профилей, толщина
стенки которых изменяется в диапазоне ± (0,084-0,10 s).
Простановка размеров на чертежах штампуемых деталей должна
подчиняться следующим основным правилам:
базовый размер должен обеспечивать дальнейшее изготовление
детали с заданной точностью;
требуемые размеры детали должны обеспечиваться размерами ин-
струмента (например, на чертеже детали, согнутой из листа, следует
проставлять радиус сгиба вогнутой, а не внешней поверхности
и т. п.).
Технологические требования к деталям, подвергаемым разделитель-
ным операциям. Основными разделительными операциями являются
отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, обрезка. Для разделительных
операций используют гильотинные и дисковые ножницы, штампы,
фрезерные станки, пилы, установки для плазменного раскроя и раскроя
электронным лучом, газорезательные установки.
Раскрой методами пластического деформирования является более
производительным по сравнению с другими способами и применяется
при толщине листового материала 0,05—25 мм.
Детали, получаемые листовой штамповкой
171
Наибольший коэффициент использования материала обеспечива-
ется при контуре детали, ограниченном прямыми, и форме, приближа-
ющейся к прямоугольной.
Наименьшие размеры для деталей, получаемых вырубкой, состав-
ляют: для углеродистых и легированных сталей h > 2,0ч-2,25s, для
меди, латуни и алюминиевых сплавов h > 1,15ч- 1,20s, где s — тол-
щина материала (рис. 7). Радиус сопряжения при 40° должен
быть не менее 0,25s; при __________ 
а < 90° R > 0,5s.
Минимальные относитель-
ные размеры пробиваемых от-
верстий в штампах обычной точ-
ности приведены в табл. 16.
Наименьшие расстояния между
пробиваемыми отверстиями, а
также между контуром дета-
ли и отверстиями, приведены
на рис. 8. В табл. 17—20 ука-
Рис. 7. Минимальные размеры выру-
баемых деталей
заны предельные отклонения
размеров деталей при вырубке
и пробивке.
Отклонение смещений отверстий от наружного контура зависит
от максимального в плане размера детали:
До 30 мм
30—100
100—200
±0,0154-^0,200
±0,020 4- ± 0,300
±0,025 4-±0,400
При резке на гильотинных ножницах допуски на ширину полосы
не должны быть меньше приведенных в табл. 21.
При вырубке, пробивке и резке на поверхности среза образуется
блестящий поясок (зона смятия с Rz = 6,3ч-1,6) и конусный участок
(зона скола с Rz — 80ч-10). Для повышения точности получаемых
деталей и улучшения качества поверхности среза применяют зачистку
в штампах. В этом случае шероховатость поверхности среза Rz =
=6,34-1,6, а точность размеров соответствует приведенной в табл. 22.
16. Минимальные относительные размеры отверстий
Материал детали	Форма отверстия			
	круглая, d/s	квадрат- ная, a/s	прямо- угольная, b/s	оваль- ная, c/s
Сталь: коррозионно-стойкая	1,5	1,4	1,2	1,1 0,9
тзердая	1,3	1,2	1,0	
мягкая и латунь	1,0	0,9	0,8	0,7
Алюминий	0,8	0,7	0,6	0,5
Обозначения:; а длина стороны квадрата; b минимальный
размер прямоугольника; d —» диаметр круга; с«— минимальный диаметр
овале:; s — толщина детали.
172
Технологичность конструкции детали
Рис. 8. Минимальные расстояния между пробиваемыми отверстиями, а также
между контуром детали и отверстиями:
а— т > s; б — т > (0,7-4- 0,8) s; в — т > (1,5-4- 2,0) s; г — /и > (0,84- 0,9) s;
д - d	— 2г; Ds di -Ь 2s -j- 2гj	4- 3 s4-
> 0,5rf + г
Зачистку деталей из высокоуглеродистых, жаропрочных сталей
вследствие их высокой прочности и склонности к налипанию не произ-
водят.
17.	Предельные отклонения размеров контура плоских деталей
при вырубке и пробивке, мм
Толщина материала, мм	Размеры		детали, мм	
	До 50	50—120	120—260	260—500
0,2— 0,5	=1=0,10	±0,15	±0,20	±0,30
0,5—1	=1=0,15	±0,20	±0,30	±0,40
1 — 2	±0,20	±0,30	±0,40	±0,50
2—3	±0,30	±0,40	±0,50	±0,60
3—4	±0,40	±0,50	•4-0,60	±0,80
4—6	±0,50	±0,60	±0,80	±1,00
Детали, получаемые листовой штамповкой
173
18.	Предельные отклонения размеров отверстий при вырубке
и пробивке, мм
Толщина материала, мм	Диаметр отверстий, мм		
	До Ю	|	10—50	50—100
До 2	4-о, Об	4-0,08	4-0,10
2—4	4-0,08	4-0,10	4-0,12
Св. 4	4-одо	4-0,12	4-0,14
19.	Предельные отклонения размеров между центрами отверстий
при пробивке, мм
Толщин а материала, мм	Расстояние между центрами, мм		
	До 120	120—220	220—360
До 2	±0,15	=1=0,20	=1=0,25
2—4	±0,20	=1=0,25	=1=0,30
Св. 4	. =1=0,25	=1=0,30	±0,40
20.	Предельные отклонения размеров от базовых поверхностей
до отверстий при вырубке и пробивке, мм
Толщина материала, мм	Размеры от	базовых поверхностей до отверстий, мм		
	До 50	50—120	120—220	220—360
До 2	=1=0,5	±0,6	±0,7	±0,8
2—4	=1=0,6	±0,7	±0,8	±1,0
Св. 4	±0,7	±0,8	±1,0	±1,2
21.	Предельные отклонения ширины полосы,
отрезаемой на гильотинных ножницах, мм
Ширина полосы, мм
Толщина полосы, мм	До 50	50—100	100— 200	200— 400	400— 700	700— 1000	1000— 1500
До 1	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5	1,5
1 — 3	0,6	0,8	1,0	1,2	1,5	1,8	2,0
3—6	0,8	1,0	1,2	1,5	1,8	2,0	2,5
6—10	1.1	1,3	1,5	2,0	2,2	2,7	3,3
10—15	1,5	1,8	2,0	2,3	2,5	3,0	3,5
15—20	1,5	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
174
Технологичность, конструкции детали.
22. Предельные отклонения размеров деталей, мм
Толщина детали, мм	Размеры детали, мм		
	До 10	10—50	50—180
До 1,0	0,015	0,020	0,025
1,0—2,0	0,020	0,025	0,035
2,0—4,0	0,025	0,030	0,045
4,0—6,0		0,040	0,055
6,0—10	—	0,055	0,065
Технологические требования к деталям, получаемым гибкой.
В зависимости от размеров, формы и материала деталей, требований
к их точности, характера производства гибку осуществляют в штампах
на прессах, на специализированных гибоч-
Рис» э. Деталь, получа-
ных и профилировочных станках. Высота
прямой части полки должна быть не менее
удвоенной ее толщины h 2s (рис. 9).
Важнейший параметр процесса гибки —
минимальный радиус сгиба, при котором
происходит разрушение материала по вы-
пуклой поверхности. Минимальный радиус
может быть определен по получаемым в ре-
зультате испытаний на одноосное растяже-
емая гибкой	ние относительным равномерному и сосре-
доточенному удлинениям бв и бк и их отно-
шению е = 6к/бв. Графики для определения относительного минималь-
ного радиуса (r/s)min и относительного допустимого радиуса r/s при
различных углах сгиба а приведены на рис. 10.
Значения минимальных относительных радиусов для некоторых
материалов приведены в табл. 23.
Рис. 10. Зависимость относительных радиусов сгиба от и 0к
Детали, получаемые листовой штамповкой
175
23. Допустимые относительные радиусы сгиба при гибке на 90°
Материал	r/s
Сталь конструкционная;
08кп, 10кп
15, 20
25, 30
40, 50
ЗОХГСА
Сталь;
12Х18Н10Т
09Х15Н8Ю
нормализованная
полунагартованная
нагартованная
08Х17Н5МЗ
нормализованная
полунагартованная
нагартованная
10Х15Н5Д2Т
12Х17Г9АН4
ХН67МВТЮ
Титановые сплавы?
ВТ1 —0
ОТ4—0
ОТ4— 1
ВТ5—1
В Тб (закаленный)
ВТ14
0,3/1,0
0,5/1,3
0,8/3,0
1,2/3,0
0,8/3,0
1,0/2,0
2,0/4,0
3,0/7,0
4/10
1,5/3,0
3,0/6,0
4,0/8,0
1,8/3,0
0,45/1,0
1/3
2,5; 1,5*
3,5; 2,0*
5,0; 4,0*
7,0; 3,0 •
6,0
Латуни:
ЛС59
ЛС62
Л 68
Медь
0,8/2,0
0,8/2,0
0,8/2,0
0,25/0,7
Алюминиевые сплавы?
АД1
Д16
закаленный и состаренный
отожженный
0,35/1,0
2,0/4,0
1,5/3,5
Магналии;
AMf3M
АМгбМ
Магниевые сплавы?
МА1
МАЯ
1,2/3,5
1,2/3,5
6,0
4,0
* Гибка с нагревом.
Примечание. В числител<
радиусов при гибке поперек воль-ин,
рьведены значения относительных,
знаменателе ₽- вдоль волокон.
176
Технологичность конструкции детали
Размер утонения листовой заготовки в зоне сгиба находят • по
рис. 11.
Минимальный радиус сгиба может быть уменьшен при гибке с тан-
генциальным сжатием и гибке с осадкой в 2,5—3,0 раза. При исполь-
зовании этих способов толщина в зоне сгиба не уменьшается, а увели-
чивается ь 1,2—1,4 раза, что значительно повышает жесткость деталей.
Однако штамповая оснастка при этом значительно усложняется, а тре-
буемое усилие пресса возрастает в несколько раз по сравнению с обыч-
ной гибкой.
ной толщины Si/s0 в зоне сгиба от
относительного радиуса (<s0 — тол-
щина заготовки; — минимальная
толщина заготовки в зоне сгиба)
При гибке прессованных профилей минимальный радиус опреде-
ляется исходя из предельной пластичности материала или из условия
потери устойчивости стенки. Минимальный радиус сгиба профилей,
определенный из условия разрушения растянутой полки,
г (Л уц, т)/6р,
где h — высота полки профиля (рис. 12); г/ц, т — координата центра
тяжести сечения профиля; бр — относительное равномерное удлинение
при одноосном растяжении.
Если процесс гибки ограничивается потерей устойчивости сжа-
того элемента профиля, то минимальный радиус
r>l,12/i2/&,
где Ь — толщина полки.
Значения минимальных относительных радиусов сгиба профилей
из некоторых материалов приведены в табл. 24—26.
Радиус сгиба трубных заготовок ограничивается одним из сле-
дующих факторов: разрушением материала по выпуклой поверхности,
максимально допустимым утонением стенки, максимально допустимой
овальностью поперечного сечения, максимально допустимой волни-
стостью стенки на вогнутой поверхности. Эти факторы могут изменяться
в широком диапазоне в зависимости от условий эксплуатации (макси-
мального давления рабочей среды, наличия вибраций и др.). Минимально
допустимый радиус зависит также от способа гибки (свободная гибка,
гибка наматыванием, протягиванием по рогообразному сердечнику,
Летали, получаемые листовой штамповкой
177
24. Минимальные относительные радиусы сгиба r/h^ определяемые
условиями разрушения
Материал профиля	, У и, l/fl		
	0,1 —0,2	0,2—0,3	0,3—0,4
Д16М	7—9	6—8	5—7
В95М	7—9	7—9	5-8
AM г 6	7—9	6—8	4—6
АК4-1М	8—9	7—8	6 — 7
ОТ4— 0	6—9	5—8	4 — 5
	2,5—3,0	2,0—2,5	2,0—2,5
ВТ20	И—15	10—1-	7 — 9	*
	5 — 6	4,5—5	3,Ь —4,0
ВТ22	9—10	7-9	6—7
	3,0—2,5	2,0—2,5	2,0—2,5
Примечание. Числитель =» гибка без нагрева, знаменатель —
с нагревом.
25. Минимальные относительные радиусы сгпба r/h, определяемые
условиями потери «устойчивости»
Материал профиля	^Ц. 1/^								
	0,1 —0,2 |			0,2—0,3	|			0,3—0,4		
	8, мм								
	1,5	2	3	1,5	|	2		1,5	2 1	3
Д16М В95М АМгб АК4—*1М ОТ4-0 ВТ20 ВТ22	10 10 9 10	9 9 8 9	7 7 7 8	9 10 8 9 8 2,5—3,0 8 8 3,5	8 9 7 8 7 2,5—3,0 7 5,5 5,0 3,0	6 7 5 7 7 2,5—3,0 7 5 4,5 2,5	7 7 7 8	6 6 6 7	6 6 5 6
Примечание. Числитель — гибка без нагрева, знаменатель »
с нагревом.
178
Технологичность конструкции детали
28. Минимальные относительные радиусы сгиба профилей
из низкоуглеродистой стали
Сечение профиля
Направление гибки
относительно осей
r/h (r/hj,
не менее
без нагрева, с общим или местным нагревом, с наполнителем или оп-
равкой, либо без них).
Минимальные относительные радиусы сгиба по оси трубы при
гибке без наполнителя или оправки при относительной толщине стенки5
s/D	..............	0.02	0,05	0,10	0.15
ЩВ  ............... 4.0	3,6	3,0	2.0
Детали, получаемые листовой штамповкой
179
При гибке с наполнителем минимальные относительные радиусы
определяются следующими зависимостями:
для трубопроводов, работающих при давлении до 15 МПа,
А = 3,79 -0,6 ±- 814 (±)2 4- 10 510 (-1-)3 - 35 500 (А)4; (3)
для трубопроводов, работающих при давлении до 22 МПа,
А = 3,72 4- 28,3	- 728	4- 6 510 (4)’ - 18 700 (4/.
(4)
При гибке протягиванием по рогообразному сердечнику при от-
носительной толщине s/D 0,016 может быть получен относительный
радиус R/D = 1ч-1,5. Однако при протягивании на заготовке отсут-
ствуют концевые прямолинейные участки. Минимальный радиус опре-
деляется по формуле
R = (r/DH + 0,5) Do + ОМ,	(5)
где г — радиус вогнутой образующей рогообразного сердечника; DH—
наружный диаметр детали; Е>0 — наружный диаметр трубы; dQ — вну-
тренний диаметр трубы
Если определяющим фактором является минимально допустимая
толщина sniin стенки, то минимальный радиус сгиба определяется
зависимостью
/?/Р=~27Г~/о/Р/5 > 	<6>
Технологические требования к деталям, изготавливаемым вытяж-
кой. Вытяжка представляет собой процесс получения полой детали
любой формы из плоской заготовки. Основным технологическим пара-
метром здесь является относительное изменение наружных размеров
заготовки за один переход. При осесимметричной форме детали возмож-
ности процесса характеризуются коэффициентом вытяжки
т = D/Daav,	(7)
где Озар — диаметр заготовки; D — диаметр детали.
Коэффициент вытяжки зависит от материала, размеров рабочих
частей штампа (радиусов матрицы 7?м и пуансона Rn), смазочного ма-
териала, условий деформирования и других факторов. Основное тре-
бование, предъявляемое к де-
талям, получаемым вытяжкой,—
минимальное число операций
вытяжки, зависящее от отно-
сительной высоты Н/D (рис. 13).
При вытяжке прямоуголь-
ных коробок (рис. 14) их отно-
сительная высота определяется
по данным табл. 27.
Рис. 13. Заготовка и готовая де-
таль с фланцем
180
Технологичность конструкции детали
Рис. 14. Прямоугольная коробка, получаемая вытяжкой:
а — готовая деталь; б — элемент заготовки
Радиусы сопряжений 7?м и зависят от толщины и свойств
материала. Радиусы закругления Яп = (1^0,5) /?м; значения относи-
тельного радиуса сопряжения Z?M/s при вытяжке деталей с фланцем
при относительной толщине заготовки:
(s/D3ar) 100	................... 2,0—1,0	1,0-0,2	0,2—0,06
........................... 10—15	15—20	20—30
27. Относительная высота прямоугольных коробок, вытягиваемых
за одну операцию (стали 08 и 10)
Относительный радиус угло- вых закругле- ний г/В	Относительная толщина заготовки (s/7)3ar) 100			
	2—1,5	1,5—1,0	1,0—0,5	0,5— 0,2
0,3	1,10	1,0	0,95	0,87
0,2	0,95	0,86	0,77	0,75
0,15	0,80	0,75	0,70	0,65
0,10	0,70	0,62	0,57	0,52
0,05	0,6	0,52	0,47	0,42
0,025	0,45	0,40	0,35	0,30
Допуски на размеры вытянутой детали не должны быть меньше
отклонений, приведенных в табл. 28, 29.
Технологические требования к деталям, получаемым рельефной
формовкой. Рельефной формовкой получают различные элементы
жесткости. Формообразование осуществляется исключительно в ре-
зультате уменьшения толщины материала в очаге деформации. Поэтому
с увеличением глубины формуемых элементов их толщина непрерывно
уменьшается. Положение зоны максимального утонения зависит от
формы получаемого углубления (рельефа). Обычно максимальное уто-
нение не должно превышать 0,2s.
В табл. 30 приведены размеры рифлей в деталях из алюминиевых
и титановых сплавов (рис. 15, а). Обычно допуски на размеры риф-
лей составляют ±0,5 мм.
При формовке рифлей трапециевидного сечения (рис. 15, б) ли-
митируется относительное увеличение длины контура сечения:
материал .... сталь 20 12Х18Н10Т Д16М В95М АМцМ
N
У, 1п/В............. 1,20	1,25	1,17	1,15	1,25
п=Л
Детали, получаемые листовой штамповкой
181
28. Отклонения по диаметру цилиндрических полых деталей, мм
Толщина мате- риала, мм	Диаметр детали, мм		
	До, 50	50— 120	120—260
0,5	±0,12				
0,6	±0,15	±0,2	•—
0,8	±0,2	±0,25	±0,3
1,0	±0,25	±0,3	±0,4
1,2	±0,3	±0,35	±0,5
1,5	±0,35	±0,4	±0,6
2,0	±0,4	±0,5	±0,7
2,5	±0,45	±0,6	±0,8
3,0	±0,5	±0,7	±0,9
4,0	±0,6	±0,8	±1,0
5,0	±0,7	±0,9	±1,1
6,0	±0,8	±1,0	±1,2
29. Отклонения по высоте цилиндрических полых деталей, мм
Высота детали, мм
Толщина стенки, мм	До 18	18—30	30—50	50—80	80 — 120	120—180	CN i о со
Без фланца
До 1	±0,5	±0,6	±0,8	±1,0	±1,2	±1,5	±1,8
1 — 2	±0,6	±0,8	±1,0	±1,2	±1,5	±1,8	±2,0
2—4	±0,8	±1,0	±1,2	±1,5	±1,8	±2,0	±2,5
4—6	±1,0	±1,2	±1,5	±1,8	±2,0	±2,5	±3,0
С фланцем
До 1	±0,3	±0,4	±0,5	±0,6	±0,8	±1,0	±1,2
1 — 2	±0,4	±0,5	±0,6	±0,7	±0,9	±1,2	±1,4
2—4	±0,5	±0,6	±0,7	±0,8	±1,0	±1,4	±1,6
4—6	±0,6	±0,7	±0,8	±0,9	±1,2	±1,6	±1,8
30. Размеры рифлей в деталях из алюминиевых и титановых
сплавов, мм
S	Н	R	г
0,5—0,6	2	4	3/2,5
0,5—0,8	3	6,5	4/3,5
0,5—1,0	4	9	5/4,0
0,5—1,2	5	11,5	6/5,0
0,8—1,5	7	15	8/6,0
1,0—1,8	9	19	10/8,0
1,2—2,0	11	23	12/9,0
Примечание. В числителе — значение для алюминиевых сплавов;
в знаменателе — для титановых сплавов.
182
Технологичность конструкции детали
Размеры ребер жесткости в деталях из пластичных сталей типа
08кп приведены в табл. 31.
31. Размеры ребер жесткости в деталях из пластичных сталей
Размеры ребер	Н	R	r
Рекомендуемые	3s	4s	2s
Наименьшие	2s	3s	s
При штамповке рифлей в деталях из пластичных сталей их длина
и радиус сопряжения сторон не регламентируются. В том случае, когда
штампуются несколько параллельных рифлей, расстояние между ними
не должно быть меньше 2 В (см. рис. 15).
При формовке углублений круглой формы в плане (рис. 16), их
размеры следует выбирать по табл. 32. Радиусы сопряжения г
3,5s;	10s. Расстояние между осями смежных углублений
должно быть не менее (1,1-т-1,2)
Рис. 16. Отформованное углубление
круглой формы в плане
Рис. 17. Сечение отбортованной
горловины
Технологические требования к деталям, получаемым отбортовкой.
Отбортовкой получают такие детали, как горловины, сечение которых
показано на рис. 17. Высота отбортовки Н равна
Н = 0,5 (D — d) + 0,43г + 0,72s,	(8)
где d — диаметр отверстия до отбортовки.
Детали, получаемые листовой штамповкой
183
,32. Размеры формуемых углублений круглой формы в деталях из
алюминиевых и магнитных сплавов, мм
частей инструмента, способа получения отверстия и др.
Ориентировочные значения коэффициентов отбортовки следую-
щие: 0,72 — сталь для глубокой вытяжки (6 = 0,25—0,3); 0,78 — сталь
для вытяжки (б = 0,24-0,25); 0,68 — латунь. Радиус сопряжения г
(2-i-4)s. Толщина стенки горловины переменна, ее минимальное зна-
чение на кромке	_
smin — s .	(9)
Большую высоту горловины за одну операцию можно получить при
отбортовке с утонением стенок. В этом случае высота горловины
= Н + 0,5 (s/S1 — 1) (Я - hx),	(10)
где Sj — толщина стенки горловины; hx — часть высоты борта, не под-
вергаемая утонению.
Относительная толщина стенки
горловины, полученной за одну опе-
рацию, может быть s/s’i = 2 4-2,5.
Технологические требования к
деталям, получаемым обжимом, раз-
дачей, осадкой и выворотом из труб-
ных заготовок. Использование труб-
ных заготовок вместо листовых во
многих случаях позволяет снизить
расход материала и трудоемкость их
изготовления. На рис. 18 в качестве
а)
<9
Рис* 18* Изготовление колпачка
184
Технологичность конструкции детали
33. Значения коэффициентов отбортовки
Относительная толщина (°/^) '00
Материал	2	3		5			8	
Низкоуглеродистая сталь 12Х18Н10Т Сталь 20 АМгбМ АМгбТ Д16АМ Д16АТ В95 ОТ4-0 ОТ4-1 08Х17Н5МЗ Медь ЛС59-1	0,6—0,75 0,65 0,84 0,68 0,78 0,75 0,8	0,52—0,65 0,48 0,63 0,68 0,73 0,756 0,682 0,704 0,535 0,725		0,45—0,60 0,42 0,54 0,703 0,65 0,7 0,813 0,69 0,625			0,40—0,55 0,40 0,52 0,635 0,64 Й й 6—й	
Материал		Относительн ая		толщина		(s/rf) Ю0		
	10	12	15		20			30
Низкоуглеродистая сталь 12Х18Н10Т Сталь 20 АМгбМ АМгбТ Д16АМ Д16АТ В95 ОТ4-0 ОТ4-1 08Х17Н5МЗ Медь ЛС59-1	0,36—0,52 0,40 0,52 0,631 0,69 0,776	0,33—0,50 0,40 0,52	0,31 — 0,50 0,38 0,50 0,63		0,30—0,48 0,37 0,48 0,63 0,68 0,772			0,20—0,25 0,37 0,47 «-^4
примера показана последовательность вытяжки детали типа кол-
пачка из плоской листовой заготовки (рис. 18, а) и обжима трубной
заготовки (рис. 18, б). В данном случае одна операция обжима с диф-
ференцированным нагревом заменяет три-четыре операции вытяжки.
Коэффициент использования материала повышается с 0,6—0,7 при
использовании листовой заготовки до 0,9—0,95 при использовании
трубной заготовки.
При обжиме трубной заготовки (рис. 19, а) предельные возмож-
ности характеризуются коэффициентом обжима /(обж = d/D, значе-
ние которого зависит от марки материала и относительной толщины
заготовки, угла а, смазочного материала и др. При обжиме при 20 °C
коэффициент обжима сравнительно невысок (табл. 34).
В табл. 35 приведены значения КОбж при различных углах ко-
нусности а.
Детали, получаемые листовой штамповкой
185
Значение углов конусности а, при которых усилие деформирования
минимально, зависит от относительной толщины заготовки; при s/D =
= 0,024-0,03 а = 15°, при s/D = 0,034-0,04 а = 20°, при s/D = 0,04
и более а = 30°.
34. Коэффициенты обжима
труб из материалов Д16Т,
Д1Т, ЗОХГСА
35. Предельные значения коэффициента
обжима /Собж в конической матрице
трубы 40X1,0 из материала Д16Т
Размеры трубы D X s,	^обж	а,	^обж	
мм				
		10	0,73	
25Х 1,5	0,92	15	0,70	
		20	0,69	
25Х 1,0	0,88	30	0,71	
27Х 1,0	0,81	45 60	0,73 0,79	
ЗОХ 1,5	0,765			
ЗОХ 1,0 35Х 1,5	0,733 0,657	36. Значения коэффициентов обжима		
				
35Х 1,0	0,63	Материал		^обж
38Х 1,5	0,58			
40Х 1,5	0,576	Сталь низкоуглеродист		0,7—0,75
			ая	
40Х 1,0	0,55	Латунь		0,65—0,70
45Х 1,5	0,515	Алюминий Дуралюмин:		0,70—0,75
50Х 1,5	0,424	отожженный		0,73 — 0,78
		закаленный		0,75—0,80
. 50Х 1,0	0,446	Сплав АМг		0,70—0,75
186
Технологичность конструкции детали
При относительной толщине заготовки более 2% могут быть
получены значения коэффициентов обжима, приведенные в табл. 36»
При обжиме с дифференцированным нагревом значения коэффици-
ента обжима могут быть уменьшены (рис. 20). Толщина стенки в об-
жатой части увеличивается по сравнению с исходной и ориентировочно
составляет
si = so У^/^обж*	(Н)
При обжиме в сферической и эллиптической матрицах с местным
нагревом обжим может осуществляться до смыкания стенок (см.
рис. 18, б) с обеспечением герметичности обжатой части без дополни-
тельных средств.
Кобж
Рис. 20. Зависимость от темпе- Рис. 21. Зависимость от темпе-
ратуры нагрева материала	ратуры нагрева пуансона (труба
40Х 1, а = 15°)
При раздаче без нагрева возможности процесса характеризуются
коэффициентом раздачи Кр = d/D (см. рис. 19, 6), который зависит
от размеров и материала заготовки, угла конусности и других факторов.
Значения Кр для труб из сплавов АМгМ, М2, сталей 20А, 12Х18Н10Т
при а = 45° приведены в табл. 37.
При относительной толщине (s/d) 100	2,0 могут быть получены
коэффициенты раздачи, приведенные в табл. 38.
При раздаче с дифференцированным нагревом значения коэффици-
ента 7<р могут быть уменьшены (рис. 21). Минимальная толщина стенки
на кромке детали	Кр.
37. Значения коэффициентов раздачи для труб при а = 45°				38. Значения коэффициентов раздачи	
dXs, мм	«р	j dXs, мм		Материал	1 Р
3X0,5	0,52	18X1,0	0,78		J 85
4X0,5	0,53	20X1,0	0,79	Д16Т	
6X1,0	0,66	24X1,0	0,80		0,80
8Х 1,0	0,725	24X1,0	0,83	Д16М	
10Х 1,0	0,74	27X1,0	0,835	АМгМ	0,75 0,73
12 X 1,0	0,74	30X1,0	0,840	12Х18Н10Т	
14Х 1,0	0,745	33X1,5	0,845		
16Х 1,0	0,77	35X1,5	0,85	Сталь 20	0,70
		38X1,5	0,86		
Детали, получаемые листовой штамповкой
187
Возможности процесса осадки концов труб определяются коэффи-
циентом Kq = Si/s, зависящим от материала и размеров заготовки, вы-
соты утолщенной зоны, способа ведения процесса. Получение внутрен-
них утолщений (см. рис. 19, в) значительно проще, чем наружных (см.
рис. 19, е), которые получают с нагревом заготовки в штампах с раз-
движными прижимами. Предельные значения Ко при осадке внутрь
приведены в табл. 39.
39.	Предельные значения коэффициента (для материала Д16Т)
Размеры трубы d X s, мм	к(,	Размеры трубы dXs, мм	Ко
10Х 1,0	3	ЗОХ 1,0	5,5
20Х 1,0	4,5	40Х 1,0	6,5
25Х 1,0	5,0	50Х 1,0	7,5
С увеличением высоты Н утолщенной части значение Ко изменя-
ется (табл. 40).
40.	Значения коэффициента в зависимости от высоты Н
(труба 20X1 из материала Д16Т)
H/d	К	H/d	Ко
0,5	3,0	2,0	4,0
1,0	3,5	2,5	3,8
1,5	4,7	3,0	3,5
Данными табл. 39 и 40 можно пользоваться при проектировании
деталей из труб из титановых сплавов ОТ4-0.
При проектировании деталей с наружными утолщениями следует
иметь в виду, что без нагрева могут быть достигнуты значения Ко =
= 2,04-3,0 только на трубах, с s/d 0,1. Для получения больших
значений на тонкостенных трубах (s/d 0,02) требуются сложная
штамповая оснастка и нагрев очага деформации. При этом могут быть
образованы внешние утолщения без складок. Например, на трубах
28 X 1 и 28 X 1,5 из сплава АМгб получены утолщения с размера-
ми: Н = 4ч-10; st = 1,54-20 (см. рис. 19).
Двустенные детали (см. рис. 19, 5) могут быть получены выворотом
внутрь и наружу.
Наиболее простым является выворот без ограничения, когда радиус
свободного изгиба г = (24-4) s. При необходимости увеличения ра-
диуса г приходится использовать ограничивающие вкладыши, что
усложняет применяемую оснастку и снижает производительность про-
188
Технологичность конструкции детали
цесса. Возможности процессов ограничиваются в зависимости от спо-
соба выворота предельными коэффициентами обжима Коб ж или раздачи
Кр, приведенными на рис. 20 и 21
Качественная оценка технологичности конструкций ли сто штам-
пуемых деталей. На себестоимость штампуемых деталей влияют коэф-
фициент использования материала, трудоемкость операций, последу-
ющая механическая обработка, стоимость штамповой оснастки при
заданной ее стойкости и сроки подготовки производства, а также произ-
водительность отдельных операций.
При проектировании деталей должны быть выполнены следующие
основные требования: ,
материал детали должен обладать максимально возможной пла-
стичностью, что позволяет использовать традиционные способы штам-
повки;
не следует назначать допуски на размеры штампуемых деталей,
меньшие достижимых при традиционных способах штамповки;
коэффициенты формоизменения должны быть такими, чтобы деталь
могла быть изготовлена за один штамповый переход;
допуски по толщине детали в различных зонах не следует лимити-
ровать;
при невозможности обеспечения заданного коэффициента формо-
изменения рационально использовать сварные заготовки, или узлы
сваренных из нескольких деталей простой формы;
размеры деталей должны быть заданы с учетом возможностей
оборудования;
при конструировании следует предусматривать максимальное
использование материала;
конструкция детали должна давать возможность использования
универсального инструмента;
унификация и стандартизация элементов конструкции детали
должны обеспечивать сокращение номенклатуры технологической
оснастки и многократное использование ее компонентов;
целесообразно, чтобы форма детали была симметричной относи-
тельно одной или нескольких осей;
при деформировании отдельных зон заготовки следует предусма-
тривать участки для установки инструмента вне деформируемой
зоны;
при проектировании штампосварных деталей разъем должен быть
плоским и проходить через ось симметрии.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ОБЪЕМНОЙ
ШТАМПОВКОЙ И ковкой
Технологическая характеристика и выбор материалов. Особенно-
стями штампованных и кованых заготовок являются не только их
высокие механические свойства, но и возможность применения высоко-
производительных процессов ковки и штамповки, низкая себестоимость
их в изготовлении. Часто поверхности поковок и штамповок, сопряга-
емые с поверхностями других деталей при сборке, обрабатывают реза-
нием. Обработкой резанием удаляют также избыточный материал
(напуск). Поэтому при выборе материала поковки учитывают не только
его эксплуатационные характеристики (прочность, коррозионную
Детали, получаемые объемной штамповкой и ковкой
189
стойкость, жаропрочность и др.), но и его пластические свойства и об-
рабатываемость резанием.
Материал заготовки должен обладать высокой пластичностью
(относительное сужение при одноосном растяжении ф > 0,2). При
использовании схемы штамповки, при которой в материале создаются
большие сжимающие напряжения, без нагрева можно штамповать
и менее пластичные материалы. В основном штамповку низкопластич-
ных материалов осуществляют с нагревом заготовки, что не только
вызывает удлинение технологического цикла, но и ведет к дополни-
тельным трудностям, связанным с предотвращением окисления или
газонасыщения материала, изменением его микроструктуры особенно
в зонах критических деформаций.
Для кованых и штампованных деталей и заготовок следует при-
менять материалы, хорошо освоенные в производстве. К ним относятся:
углеродистая сталь марок от 08 до 45;
конструкционная легированная сталь марок 15Г2, 20Г, 35Г2,
15Х, 20Х, ЗОХ, 35Х, 40Х, 40ХН, 15ХФ, 20ХФ, 18ХНВА, 25ХНВА,
40ХФА, 40ХНМ, ШХ15, ЗОХ, ЗОХГСА, ЗОХГСНА;
коррозионно-стойкая сталь марок 12Х18Н10Т, 09Х15Н8Ю,
08Х17Н5МЗ;
алюминиевые сплавы АК4, АК6, АК8, Д1, Д16, В95, АМгб;
магниевые сплавы марок МА2, ВМ65-1;
титановые сплавы марок ВТ 1, ВТЗ, ВТЗ—1, ВТ5, ВТ6, ВТ 14, ОТ4-0;
латуни ЛС59; Л68;
медь;
монель-металл.
Масса поковок, получаемых штамповкой и ковкой, может коле-
баться от нескольких граммов до нескольких тонн.
Элементами поковок являются (рис. 22):
полотно 1 — тонкая стенка поковки, расположенная в плоскости
разъема штампа;
ребро 2 — тонкая стенка или выступ, расположенный в плоскости,
перпендикулярной к плоскости разъема штампа;
бобышка 3 — выступ, длина которого равна ширине, а высота
составляет 0,15 длины;
припуск — слой металла, удаляемый при последующей обработке
для получения требуемых размеров и шероховатости детали;
напуск — необходимый избыток металла, вызываемый особен-
ностями процесса формообразования поковки. К напускам относятся
штамповочный уклон 4 (внешний а, внутренний |3), необходимый для
свободного извлечения поковки из штампа; залив 5 — элемент, необ-
ходимый для упрощения формы ручья штампа и повышения его стой-
кости, а также для создания участков, из которых вырезают пробы для
определения механических свойств; радиусы переходов, нужные для
предотвращения поверхностных дефектов и облегчения течения металла;
вакругления, необходимые для уменьшения концентрации напряжений
в углах дна полости чистового ручья.
Технологичность конструкции поковки и штамповки. Рациональ-
ной формой детали обычно считают такую, при которой все элементы
конструкции имеют простую геометрическую форму и плавно сопря-
жены друг с другом. Размеры конструктивных элементов должны
соответствовать возможностям технологического процесса.
190	Технологичность конструкции детали
Технологически рациональную форму штампуемой детали вы-
бирают с учетом следующих основных положений:	;
рационально одностороннее расположение ребер, бобышек и дру-
гих выступающих элементов (рис. 23);
при проектировании деталей с закрытой формой сечения (дву-
таврового и швеллерного) в полотне следует предусмотреть отверстия
Рис, 22, Элементы поковки
Рис. 23. Расположение ребер в
штампуемой детали
облегчения, служащие приемниками избыточного металла при штам-
повке. Площадь отверстий облегчения должна быть более 50 % пло-
щади полотна. Если отверстия нежелательны, то на полотне предусма-
тривают определенные зоны для приема избыточного металла, под-
вергаемые последующей обработке резанием;
следует избегать резких переходов по сечению детали. Площадь
поперечного сечения по длине детали не должна изменяться более чем
в 3 раза;
нежелательно, чтобы деталь имела переменную по длине толщину
ребер. Если высота ребер переменна, то необходимо применять пере-
менный радиус сопряжения ребер с полотном;
при переменном расстоянии между ребрами толщину ребер следует
оставлять постоянной. То же самое относится и к случаю переменной
высоты ребер;
штамповочный уклон, зависящий от отношения толщины ребра
к его высоте, при переменной высоте ребра следует брать постоянным
и равным среднему;
Детали, получаемые объемной штамповкой и ковкой
191
выступы и ребра не должны располагаться близко друг к другу,
так как затрудняется течение металла в выступы и снижается стойкость
штампов;
толщину полотна не следует делать очень малой, так как в против-
ном случае происходит быстрое остывание поковки, ведущее к сниже-
нию стойкости штампа;
деталь не должна иметь длинных узких отростков в плоскости
полотна, так как это приводит к большому расходу металла и браку
по незаполнению фигуры;
бобышки, в которых предполагается сверление отверстий, для
обеспечения минимально допустимой толщины стенки следует делать
овальными в направлении их возможного смещения. На деталях с двумя
и более бобышками, у которых трудно определить направление сме-
щения, следует увеличивать диаметр бобышек на размер, гарантиру-
ющий получение толщины стенки, не меньшей минимально допу-
стимой^
взамен цельноштампованных деталей сложной формы со значитель-
ными выступами в различных направлениях следует использовать свар-
ные из нескольких частей, расчленяя сложную поковку на отдельные
части простой формы, свариваемые между собой;
при штамповке (высадке) утолщений на концах стержней диаметр
высаженной части не должен быть больше четырех диаметров исходной
заготовки, а высота высаженного утолщения должна быть более 0,05—
0,125 диаметра утолщения.
Если высаживается утолщенная часть сложной формы, то ее объем
не должен быть больше 6d3, где d — диаметр заготовки.
Выбор поверхности разъема. При штамповке на прессах, молотах
и высадочных машинах для свободного извлечения детали из штампа
площадь любого сечения поковки выше и ниже поверхности разъема
штампа должна уменьшаться по мере удаления от этой поверхности.,
Это обеспечивается выбором соответствующих штамповочных уклонов.
Желательно, чтобы поверхность разъема была плоскостью или макси-
мально к ней приближалась. Не рекомендуется, чтобы след от разъема
штампов на штампованной детали имел вид ломаной или кривой линии,
так как в этом случае конструкция штампа усложняется. В некоторых
случаях ломаная поверхность разъема позволяет избежать напусков,
необходимых для обеспечения свободного извлечения детали, что дает
возможность уменьшить объем обработки резанием и расход ме-
талла (рис. 24).
Угол наклона ломаной поверхности разъема (рис. 25) не должен
быть больше 60°, так как в противном случае увеличивается изнашива-
ние штампа и повышается шероховатость среза облоя.
Площадь проекции штамповки на поверхность разъема должна
быть максимальной. Это необходимо для того, чтобы уменьшить глу-
бину полостей штампа и напуски. Если деталь имеет двусторонние
выступы, то поверхность разъема должна проходить через середину
боковой поверхности наибольшего периметра детали. В деталях с реб-
рами желательно, чтобы поверхность разъема проходила через вершины
ребер, что обеспечивает хорошее расположение волокон.
Если деталь имеет круглое поперечное сечение, то штамповку
целесообразно производить при расположении оси детали в направле-
нии движения инструмента. В этом случае обеспечиваются более высо-
192
Технологичность конструкции детали
кие механические характеристики материала и упрощается конструк-
ция штампа.
Рекомендуется, чтобы форма штампуемой части детали была сим-
метрична относительно поверхности разъема, так как при этом улуч-
шается заполнение штампа, уменьшается его изнашивание, повы-
шается производительность штамповки.
Рис. 24. Деталь с плоской (а) и сту-
пенчатой (б) поверхностью разъема
Рис. 25. Ступенчатая поверхность
разъема
Выбор штамповочных уклонов. Как правило, на чертеже детали
указываются размеры уклонов только на необрабатываемых поверх-
ностях.
Размер уклона зависит от многих параметров, главным из которых
является отношение высоты h элемента детали к его ширине b
(рис. 26, а). Внутренние уклоны (3 (см. рис. 22) должны быть больше /
Рис. 26. Элементы штамповки:
а—с уклоном; б—в двойным уклоном
наружных а для облегчения извлечения детали из штампа при измене-
нии ее линейных размеров при остывании (табл. 41).
На поковках, имеющих форму тел вращения, для экономии мате-
риала используются двойные штамповочные уклоны: входной е и
основной а (рис. 26, б и табл. 42).
В тех случаях, когда оборудование включает выталкивающие
устройства, штамповочные уклоны могут быть меньше (табл. 43).
Выбор толщины полотна {наименьшей толщины поковки в пло-
скости разъема штампов). Толщина полотна не должна быть меньше
Детали, получаемые объемной штамповкой и ковкой
193
41.	Значения одинарных наружных а, внутренних |3
штамповочных уклонов (...°) для деталей из некоторых материалов
ч/ь		Сталь		Алюминиевые и магниевые сплавы		Титановые сплавы	
		а	3	а	3	а	3
Св. 0,5	До 1,0	5	7	3 — 5	5				
» 1,0	» 2,5	7	10	3 — 5	5	7	7
» 2,5	» 5,5	7	10	5	7	7	10—12
» 5,5		7—10	12	7	10	7	15
42.	Значения двойных штамповочных уклонов (...°) для деталей из
некоторых материалов при использовании выталкивающих устройств
	Сталь		Алюминиевые и магниевые	
h/d			сплавы	
	“ 1	е	а	8
Св. 0,5 до 1,0	3	7		
» 1,0 » 2,5	3	7		
» 2,5 » 4,0	3	7	3	7
» 4,0 » 5,5	5	10		
» 5,5	5	12		
43.	Значения штамповочных уклонов (...°) для деталей
из некоторых материалов
Ч/Ь	Сталь		Алюминиевые и магниевые сплавы		Титановые сплавы	
	а	6	а	3	с/	3
До 2,5 Св. 2,5 до 5 Св. 5	1 2 3	1,5 3 5	1 2 3	1,5 3 5	2 — 3 5	3—5 7
значений, приведенных в табл. 44, так как при чрезмерно малой тол-
щине стойкость штампа резко уменьшается. Минимальное значение
толщины полотна зависит от абсолютных и относительных размеров
заготовки, материала детали.
Выбор размеров ребер и расстояний между ними. Расстояние между
соседними ребрами имеет ограничение сверху и снизу. С одной стороны,
с увеличением высоты ребер расстояние между ними должно увеличи-
ваться, так как при малом расстоянии затрудняется течение материала
и заполнение полости штампа. С другой стороны, с уменьшением тол-
щины полотна расстояние между ребрами должно уменьшаться, так как
7 П/р Ю. Д. Амирова
194
Технологичность конструкции детали
44. Толщина (мм) полотна для деталей с отверстиями облегчения
Площадь проекции детали на плоскость разъема, см2	Сталь кон- струкцион- ная	Алюминие- вые сплавы	Магниевые сплавы		Титановые сплавы
			МА2	МА5	
До 25 Св.	25	до	80 »	80	»	160 »	160	»	250 »	250	»	500 >	500	»	850 »	850	»	1	180 »	1180*2 000 »	2	000	»	4	500 »	4	500	»	8	000 »	8	000	»	12	500 »	12	500	»	20	000 »	20	000	»	25	000	1,5 2,5 3,5 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0	1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 5,5 7,0 8—9 10,5—11,5 12,5—13,5 15,0—16,5 18,0	1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 5,5 7,0 8—9 10,5—11,5 12,5—13,5 15,0—16,5 18,0	|	|	|	|	| ’	1	1	1	*	О О СП СП СП спело	1,5 2,5 3,5 4,5 5,0 6,0 8,0 10,0
45. Расстояния между ребрами, мм
Высота мм	ребра,	Сталь кон- струкцион- ная	Алюминие- вые сплавы	Магниевые сплавы	Титановые сплавы
До 5		10	10	10	10
Св. 5	До 10	12	10	12	12
» 10	» 16	20	15	20	20
> 16	» 25	30	25	30	30
» 25	» 35,5	45	35	50	45
» 35,5	» 50	60	50	70	60
з> 50	» 71	80	65	100	80
» 71	» 100	—	80	—	—
в противном случае значительно возрастает усилие деформирования,
а стойкость штампа уменьшается. Оптимальные значения расстояний
между ребрами приведены в табл. 45.
Максимальное расстояние а между ребрами для всех марок мате-
риалов зависит от высоты ребра: при высоте ребра h 16 мм а =
= (30ч-35) s; при h 35,5 мм а = (25—30) s; при h 71 мм а =
= (204-25) s, где 6— толщи-
на полотна.
К основным размерам
поковок (рис. 27) относятся
радиусы сопряжений R, ра-
диусы закруглений R±i вы-
сота ребра h, толщина ребра,
равная 22?х» углы наклона у
полотна (табл. 46).
Рис. 27. Сечение штампов ан»
ной детали
46. Основные размеры поковок, мм
*				Расстояние			а между ребрами,			мм			
h, мм	До 40			Св. 40 до 80							Св	. 80 до 125	
	R			R				V		R		Ri	V
До 5	3/4	1,5/1,5		5/8		1	,5/1,5				10/10	4/2	2°
Св. 5 до 10	4/5	1,5/1,5		8/8			2/2			12,5/12,5		2/2	2°
>10	» 16	6/6	2/2		10/10		2,5/2,5			2°		15/12,5	2,5/2,5	2°
» 16	» 2 5	10/8	2,5/2,5		12,5/12,5			3/3		2°		15/15	3/3	2°
» 25	» 35,5	-/10	-/з		15/15			3,5		2°		15/15	4/4	2°
» 35,5 » 50	-/12	—/4		15/15			4/4		2°		20/15	5/5	2°
у> 50	» 71	—			—	/20		-/4,5		—		25/20	6/6	2°
					Расстояние		а между ребрами,			мм			
h, мм		Св. 125 до	180			Св. 180 ;		jo 250			Св. 250		
	« 1		V		R		Ri		V		R	1	
До 5													
Св. 5 до 10	20/12,5	2/2,5	Г	□	—		—						—	—
» 10	» 16	20/15	3/3	Г	р	20/15		3/3		1° 30		—	—	—
>16	» 25	20/15	3,5/3, 5	Г	3 30'	20/15		4/4		1° 30	/	—	—	—
» 25	» 35,5	20/15	4,5/4	Г	0 30'	20/20		5/4,5		1° 30		25/20	6/5	1° 30'
» 35,5 » 50	20/20	6/4	г	3 30'	25/20		6/5		1° 30	/	30/25	8/6	1° 30'
» 50	» 71	25/20	8/5	г	3 30'	25/2'	5	10/6		1° 30	г	30/30	10/7	1° 30'
Примечание. В числителе — значения для сталех! и титановых сплавов, в знаменателе — для алюминиевых
и магниевых сплавов.
Детали, получаемые объемной штамповкой и ковкой
196
Технологичность конструкции детали
припуска.
Рис. 28. Сопряжение элемен-
тов контура сечения
Выбор радиусов закругле-
ний и перехода. С целью по-
вышения стойкости инстру-
мента и улучшения заполне-
ния полости штампа эле-
менты контура сечения детали
должны плавно сопрягать-
ся по дугам окружности
(рис. 28). В табл. 47 приве-
дены значения радиусов за-
круглений г и переходов R в зависимости от отношения высоты поков-
ки к ее ширине. Радиусы закруглений должны быть равными размеру
47. Значения радиусов закруглений г и перехода R, мм
Высота h, мм
h/b	До 25		Св. 25 до 45		Св. 45 до 80		Св. 80 до 1 00	
	г	R	г	R	г	R	г	R
До 2	1,5		2	8	3	12	4	15
2—4	2	6	3	10	4	15	4,5	20
Св. 1	2,5	8	3,5	J5	4,5	20	5	25
При проектировании деталей типа стержень с утолщением
(рис. 29) значения радиусов (мм) определяют по следующим формулам:
г1== 0,2/г + 1;
r2 = 0,l/i + 1;
г3= 0,2/i + 1.
На наружных углах внутреннего контура (рис. 30) радиусы за-
круглении должны быть не менее 1—1,5 мм, на внутренних углах —
определяются по формулам
Рч = 0,07 (D + Я);
Я2 = 0,07 (d+h).
Качественная оценка технологичности конструкции детали, полу-
чаемой объемной штамповкой и ковкой. При изготовлении деталей
сложной пространственной формы расходуется много металла в резуль-
тате его отхода в облой. Кроме этого, штамповка сложных деталей
отличается относительно низкой производительностью, так как для
заполнения полости штампа требуется несколько ударов молота. Этого
можно избежать, если проектировать деталь с учетом технологических
Детали, получаемые объемной штамповкой и ковкой
197
возможностей процессов ковки и штамповки (например, если площадь
сечения детали по длине будет постоянна, т. е. резкие изменения пло-
щади отсутствуют).
Конструкцию детали можно считать технологически рациональ-
ной, если она соответствует конструкции стандартизованной или
унифицированной детали, изготовление которой уже освоено. Раци-
ональными являются такие изделия, когда их правая и левая детали
(рис.31) изготавливаются из одинаковых заготовок.
Нерационально
Рис. 31. Пример выпол-
нения правой и левой
деталей
198
Технологичность конструкции детали
Более рациональной можно сделать конструкцию детали, если
возможно расчленить ее на два или более элемента (рис. 32), штамповка
которых с последующей сваркой проще, чем изготовление цельноштам-
пованной детали.
Форма детали должна быть такой, чтобы при штамповке не проис-
ходило бокового смещения штампов. Это обеспечивается в случае сим-
метричности детали относительно одной, двух или трех осей.
Рис. 32. Рациональная конструкция,
полученная сваркой двух штампован-
ных элементов
Не рекомендуется проектировать детали с удлиненными отростками
малого сечения, которые располагаются или в плоскости разъема
штампа (рис. 33) или перпендикулярно к ней, а также деталей с высо-
кими гонкими ребрами.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕТАЛИ, ПОДВЕРГАЕМЫЕ УПРОЧНЕНИЮ
Технологическая характеристика и выбор видов упрочнения. Основ-
ными технологическими приемами упрочнения деталей машин с целью
повышения их долговечности являются методы термической обработки,
а также методы поверхностного упрочнения пластическим деформиро-
ванием. Применение этих методов обусловлено возрастающей интен-
сивностью нагружения машин при одновременной тенденции к умень-
шению их массы.
Выбор вида термической обработки предопределяется маркой ма-
териала, требованиями к физико-механическим свойствам детали,
а в ряде случаев и сложностью ее конструкции. Технологические про-
цессы термической обработки можно разделить на три класса:
I класс — смягчающая или гомогенизирующая термическая об-
работка. Применяется для придания заготовкам определенных техно-
логических свойств или снятия напряжений и включает отжиг, не-
полный отжиг, нормализацию, нормализацию с высоким отпуском;
П класс — упрочняющая термическая обработка. Применяется
для получения окончательных физико-механических свойств детали
и включает закалку, закалку с отпуском, закалку с обработкой холодом
Металлические детали, подвергаемые упрочнению
199
и отпуском, закалку со старением, закалку со старением и стабили-
зирующим отпуском;
III класс — упрочняющая химико-термическая обработка. Вклю-
чает цементацию, нитроцементацию, азотирование, алитирование.
Химико-термическая обработка позволяет создавать в детали рабочий
поверхностный слой, обладающий высокой твердостью, износостой-
костью при относительно мягкой и непрочной сердцевине. Обычно
этот процесс дополняется упрочняющей термической обработкой, вы-
полняемой по процессам II класса.
Технологические требования к деталям, подвергаемым термиче-
ской обработке. При проектировании деталей необходимо учитывать
следующие требования.
1.	Геометрические формы деталей должны быть предельно про-
стыми. Идеальной является форма детали, в которой каждая точка
любого сечения или поверхности получает при нагреве или отдает при
охлаждении одинаковое количество тепла с одинаковой скоростью.
Необходимо избегать острых углов, резких переходов от толстых к тон-
ким элементам, большой разницы в сечении, консольных выступов
и глухих отверстий, а на деталях, имеющих отверстия (сквозные или
глухие) не допускать тонких перегородок, так как это приводит к де-
формации и образованию трещин. Выполнение этих требований осо-
бенно важно для деталей, изготавливаемых из высокопрочных мате-
риалов и подвергаемых химико-термической обработке, так как с по-
вышением предела прочности материала и твердости его поверхностного
слоя возрастает чувствительность к концентрации напряжений, при
этом резко понижается предел выносливости. Кроме того, на острых
кромках и гранях наблюдается перенасыщение материала диффунди-
рующими элементами, что может приводить к скалыванию поверх-
ностного слоя детали и преждевременному разрушению всей детали.
2.	Излишнее ужесточение* допусков на коробление и завышение
требований на механические свойства не допустимы, так как это по-
вышает стоимость изготовления детали и усложняет ее термическую
обработку, но не всегда улучшает качество.
3.	В конструкции изделия необходимо широко применять унифи-
цированные и стандартные детали и узлы, стремиться к унификации
марок материалов, их механических свойств, глубин слоев цементации,
азотирования, нитроцементации, цианирования и т. д. Это способствует
сокращению видов и режимов термической обработки и позволяет
применять унифицированные и типовые процессы термической обра-
ботки и сокращать сроки подготовки производства детали.
Технологичность конструкции детали, упрочняемой пластическим
деформированием. Обработка деталей пластическим деформированием
поверхности значительно повышает их несущую способность. Наиболее
распространенными способами упрочнения деталей пластическим де-
формированием являются следующие: струйный (пневматический,
гидравлический или механический); обкатка роликом или раскатка;
алмазное выглаживание; ультразвуковой; вибрационный.
Струйные методы позволяют качественно обрабатывать детали
сложной формы и из различных материалов. Эффективность упрочнения
тем выше, чем выше исходная шероховатость деталей. Например,
упрочнение алюминиевых сплавов и сталей с исходной шероховатостью
поверхности Rz — 20ч-40 мкм повышает предел выносливости на 30—
200
Технологичность конструкции детали
40 %, с исходной шероховатостью Ra = 0,634-1,25 мкм— на 15—
17 %. В ряде случаев поверхностное упрочнение для деталей из сталей
и алюминия частично может заменить финишные операции чистовой
обработки. Наибольшая эффективность в этом случае достигается при
обработке микрошариками. Обработке микрошариками подвергают
детали с малыми радиусами переходов, пазы, проточки, мелкомодулъ-
ные шестерни, профили лопаток и др. Хотя обработка микрошариками
обеспечивает получение более высоких параметров шероховатости
поверхности в сравнении с обработкой крупной дробью, однако время
обработки, обеспечивающее получение максимальных значений остаточ-
ных напряжений сжатия, значительно увеличивается по сравнению
с обработкой крупной дробью.
Подача рабочего тела на обрабатываемую деталь при струйных ме-
тодах обработки осуществляется струей сжатого воздуха или жидкости,
а также дробеметными колесами или роторами. Струйно-гидравли-
ческий способ обработки обеспечивает несколько меньшую шерохова-
тость поверхности (Rz 0,63 мкм) по сравнению со струйно-пневма-
тическим методом. Это объясняется тем, что при струйно-гидравличе-
ском способе соударение рабочего тела с рабочей поверхностью проис-
ходит через масляную пленку. Температура обрабатываемой поверх-
ности в этом случае практически не изменяется, в то время как при
струйно-пневматическом способе обработки температура может по-
вышаться до 600 °C.
К деталям, обрабатываемым струйными методами упрочнения,
предъявляются следующие требования: исходная шероховатость по-
верхности перед упрочнением должна быть не ниже Rz — 20 мкм; при
использовании в качестве рабочего тела дроби диаметром d, радиусы
переходов, подвергаемые упрочнению, должны быть более 0,5d; радиусы
скругления кромок должны быть не менее 1 мм.
Методы обкатывания (шариком или роликом) и раскатывания
применяют для создания в поверхностном слое напряжений сжатия,
повышения твердости и сглаживания микрорельефа. Эти методы осно-
ваны на вдавливании твердого инструмента в обрабатываемую поверх-
ность. Этими методами обрабатывают детали типа тел вращения (валы,
оси, цапфы, конусные поверхности, отверстия различной формы,
а также плоские поверхности и пазы замков типа «елочка»). В качестве
оборудования могут быть использованы универсальные металлообраба-
тывающие станки (токарные, сверлильные, расточные и др.) или спе-
циально разработанное и изготовленное оборудование.
При конструировании деталей, подвергаемых данным видам упроч-
нения, необходимо учитывать следующие факторы:
исходная шероховатость поверхностей, подлежащих обкатыванию,
должна быть не более Ra = 2,5 мкм, а раскатываемых — Rz — 2 мкм;
необходимо устанавливать соответствующие припуски на обкатку,
так как этот процесс сопровождается изменением размеров (вала и от-
верстия);
глубина раскатываемого отверстия при диаметре шарика или
ролика d > 50 мм должна быть не более 1000 мм, а при d 50 мм —
не более 15d;
толщина стенки деталей типа труб при диаметре труб d = 6-н
20 мм должна быть не менее 2 мм; при d = 204-50 мм — не менее
4 мм; при d = 504-100 мм — не менее 5 мм;
Детали, получаемые из пластмасс
201
раскатываемые отверстия должны иметь фаски, а отверстия, оси
которых не перпендикулярны к торцовым поверхностям, должны
иметь выточки на входе и выходе.
Контроль операций упрочнения включает следующие меропри-
ятия: визуальное выявление непрерывности нанесения на обработан-
ные поверхности отпечатков и соответствия их утвержденным эталонам;
проверку соблюдения параметров технологического процесса упроч-
нения; замер степени упрочнения на образцах-свидетелях.
ДЕТАЛИ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ ПЛАСТМАСС
Технологическая характеристика и выбор материалов. Для изго-
товления деталей используют разнообразные марки пластмасс и ме-
тоды их переработки. В зависимости от характера процессов,
сопутствующих формованию, пластмассы делят на термопласты и ре-
актопласты.
Реактопласты — материалы, при формовании которых протекают
химические реакции превращения связующего в полимер сетчатой
(трехмерной) структуры (отверждение). При этом необратимо утрачи-
вается способность материала вновь переходить в вязкотекучее состо-
яние. Полимеры сетчатой структуры выгодно отличаются от линейных
значительно большей деформационной устойчивостью, теплостойкостью,
менее резкой зависимостью свойств от температуры.
Термопласты — материалы, при формовании которых химический
состав полимера не изменяется и материал при нагревании способен
вновь переходить в вязкотекучее состояние. Термопласты обладаю)
в ряде случаев уникальными сочетаниями свойств — легкостью, стой-
костью к действию агрессивных сред, отличными диэлектрическими,
оптическими, фрикционными свойствами.
Полимерные материалы обычно состоят из нескольких компонен-
тов и могут быть однофазными (гомогенными) и многофазными (гетеро-
генными). Материалы с высокодисперсными наполнителями (порошок,
короткие волокна) относятся к изотропным, хотя при их переработке
возможно возникновение некоторой анизотропии свойств вследствие
ориентации наполнителя при заполнении формы.
Пластмассы, наполненные длинноволокнистыми наполнителями,
относятся к анизотропным композиционным полимерным материалам,
при их переработке сохраняется заданная ориентация волокнистого
наполнителя.
Основную массу деталей из пластмасс в заготовительном произ-
водстве составляют детали, изготовленные из изотропных пластмасс
на основе термо- и реактопластов методами прессования, литьевого
прессования и литья под давлением
При выборе марки пластмассы руководствуются ее конструктивно-
технологическими свойствами, условиями эксплуатации и назначением,
а также конструктивными особенностями изделия
Особенности конструирования деталей из пластмасс. Пластмассы
по сравнению с металлами характеризуются более низкой теплопровод-
ностью. Процесс охлаждения термопластов или отверждения реакто-
пластов вследствие этого протекает неравномерно и распространяется
от слоев, контактирующих со стенками формы, вглубь по мере вы-
равнивания температуры. Это вызывает неоднородность усадки и отвер-
202
Технологичность конструкции детали
ждения материала и различие термоупругих свойств по толщине стенки.
При этом растет уровень остаточных напряжений и дефектность стенки,
снижается прочность материала детали. Эти особенности проявляются
при увеличении толщины стенки детали, степени ее разнотолщинности.
Увеличение несущей способности стенок детали достигается не уве-
личением их толщины, а введением в конструкцию детали ребер же-
сткости.
Значительно высокие значения коэффициентов линейного термиче-
ского расширения большинства пластмасс, по сравнению с материалами
формообразующих элементов пресс-форм, приводят к возникновению
значительных усилий съема деталей с элементов оснастки, оформля-
ющих внутренние полости. Это вызывает необходимость назначения
технологических уклонов.
Текучесть материала в вязкотекучем состоянии определяет способ-
ность к заполнению формы. Из материалов с низкой текучестью не-
возможно изготовить изделия с большой высотой стенок малой
толщины.
Усадка пластмасс не является постоянной величиной и колеблется
в определенных пределах, поэтому слишком жесткие допуски на раз-
меры изделий, назначенные без учета возможности их получения,
недопустимы.
Обеспечение технологичности конструкций деталей из пластмасс.
Высокий уровень технологичности деталей из пластмасс при одновре-
менном обеспечении требуемых эксплуатационных качеств достигается
соблюдением правил их конструирования, правильным выбором марки
исходного материала с учетом условий эксплуатации изделия и тех-
нических требований к его изготовлению, выбором метода формования,
обеспечивающего получение необходимой конфигурации и характе-
ристик детали, ориентацией на использование рациональной конструк-
ции технологической оснастки.
При конструировании деталей из пластмасс необходимо устранить
поднутрения, препятствующие извлечению детали из пресс-формы;
предусмотреть технологические уклоны; обеспечить минимальную
разнотолщинность и рациональный выбор толщины стенок; использо-
вать ребра жесткости; устранить острые углы (предусмотреть радиусы
закруглений); правильно оформить и расположить отверстия, резьбу
ит. п.; правильно выполнить рифления, надписи и знаки маркировки;
выбрать рациональный материал и конструкцию армирующих элемен-
тов; назначить допуски на размер с учетом возможности их обеспече-
ния При этом необходимо учитывать производственные возможности
данного предприятия, имеющегося на нем оборудования.
Форма детали Наиболее рациональной является такая конфигура-
ция детали, которая позволяет извлечь ее из формы с использованием
неразъемных матриц и пуансонов Использование разъемных форму-
ющих элементов резко повышает стоимость пресс-форм и увеличивает
трудоемкость детали. Недопустимы поднутрения на внутренних вер-
тикальных поверхностях, на внешних поверхностях поднутрения
допустимы, но нежелательны. На рис. 34 показаны примеры различных
конструкций деталей: деталь (рис. 34, а) нерациональна, так как ее
конструкция не позволяет извлечь формующий элемент из внутренней
полости детали; деталь (рис. 34, б) может быть изготовлена, но в этом
случае необходимо использовать матрицу с дополнительной, вертикаль-
Детали, получаемые из пластмасс
203
ной плоскостью разъема; деталь (рис. 34, в) наиболее рациональна
и может быть изготовлена в пресс-форме с одной горизонтальной пло-
скостью разъема. Наличие в деталях отверстий, оси которых располо-
жены под углом больше или меньше 90° к направлению разъема
(рис. 35, а, б), резко повышает стоимость пресс-формы за счет при-
менения специальных подвижных (механизированных) формующих
элементов. Это ведет к увеличению себестоимости детали и уменьшению
Рис. 34. Конструкции де-
талей:
а и б — с поднутрениями;
в — без поднутрения
точности ее размеров. Поэтому при разработке детали следует стре-
миться к максимальному упрощению ее формы без ухудшения ее экс-
плуатационных свойств. На рис 34, в, 36 показаны примеры таких
решений.
В случаях, когда форму детали нельзя упростить, более предпочти-
тельным может оказаться применение сборных конструкций. Вместо
одного сложного изделия (рис. 37, а) используются несколько более
простых в технологическом отношении деталей (рис. 37, б), которые,
Рационален# Нерационален#
Рис. 35. Элементы деталей
с отверстиями, расположен-
ными под углом к направле-
нию разъема
сопрягаясь друг с другом с использованием различных методов соеди-
нения, придают изделию необходимую конструктивную форму. Упро-
щение конструкций деталей приводит к снижению их себестоимости
за счет увеличения производительности труда, снижению себестоимости
пресс-форм, увеличению их стойкости.
Технологические уклоны. Уклоны назначают на вертикальных
внешних и внутренних поверхностях, параллельных направлению
съема детали или совпадающих с направлением извлечения из детали
формующих элементов (рис. 38).
Уклоны не назначают на плоских монолитных деталях толщиной
5—6 мм и менее, на тонкостенных деталях высотой 10—15 мм, на наруж-
ных поверхностях полых деталей высотой до 30 мм, на конусных дета-
лях, где уклон имеет конструктивное назначение.
Уклон внутренних поверхностей детали должен быть больше ук-
лона наружных поверхностей детали. Величина уклона оказывает
204
Технологичность конструкции детали
Рис. 36. Примеры
нерациональной и ра-
циональной конструк-
ции детали
существенное влияние на размерную точность элементов детали, по-
этому уклоны выполняют в пределах допустимой погрешности размера
детали в пределах заданного допуска, не превышая обычно 50 % его
значения. Оптимальный уклон определяется с учетом механической
прочности и усадки материала, способа выталкивания и шероховатости
поверхности формующих элементов.
Рис. 38. Технологические ук-
лоны на различных поверх-
ностях (стрелкой указано на-
правление съема изделия)
Рис. 37. Пример перехода от нерациональ-
ной цельной (а) к рациональной сбор-
ной (6Л конструкции детали
Значение погрешности, вносимой технологическим уклоном /\ук,
зависит от высоты Н и угла уклона а (рис. 39).
Полную погрешность размеров ДПОлт!» на которую влияет техноло-
гический уклон, определяют по формуле
Аполн — ^2	(12)
где
&yB = 2#tga;	(13)
5Т — погрешности, возникающие при изготовлении детали и ее охлаж-
дении до 20 °C.
Детали, получаемые из пластмасс
205
Рекомендуются следующие углы уклона:
Наружные поверхности..................................... 15';	30'; 1°
Внутренние поверхности .................................  30';	1°; 2°
Отверстия глубиной до l,5d	,	15'; 30'; 45'
Ребра жесткости, выступы..............................2°;	3°; 5°; 10°; 15°
Толщины стенок деталей. Толщина стенки детали зависит от ее
механической прочности, кон-
длины (высоты), текучести материала,
фигурации элемента детали.
Рис. 39. Схемы технологических уклонов
о — для внутреннего размера; б — для
(Di и di — номинальные размеры):
наружного размера
Из пластмасс, имеющих низкую текучесть, можно получать детали
небольшой высоты с толстыми стенками, а из пластмасс, имеющих
большую текучесть, более высокие тонкостенные конструкции. При
большей механической прочности возможно получение более тонко-
стенных деталей, при низкой прочности получение таких стенок воз-
можно, но, как правило, недопустимо по эксплуатационным причинам.
При изменении значений этих факторов изменяется и размерное соот-
ношение между высотой стенки и ее толщиной.
Для определения наименьшей допускаемой толщины стенки (s, мм)
можно использовать следующие формулы:
для деталей из термореактивных пластмасс
_ 2h 1
S - Z.-20 + lg аа’
для деталей из термопластов
s = 0,8(|ЛТ— 2,1),
где h — предполагаемая высота стенки, мм; L — текучесть (по Рашигу),
мм; а — ударная вязкость пластмассы, кДж/м2.
Ориентировочно толщину стенок деталей принимают по табл. 48, 49.
Для деталей из прессованных порошков на основе фенолформаль-
дегидных смол рекомендуются стенки толщиной не менее 1,5 мм, из
полиэтилена 0,5; из этролов 0,7—0,9; из полиметилметакрилата и поли-
амидов 0,7; полистирола 0,75; поливинилхлорида 2,3 мм.
206
'ехнологичность конструкции детали
48. Минимальные толщины стенок деталей из реактопластов, мм
Высота	Наполнитель	
стенки, мм	порошкообразный	волокнистый
До 40 Св. 40 до 80 Св. 80	0,7—1,5 2,0—2,5 3,0—6,5	1,5 2,5—3,5 4,0—10,0
49. Минимальные толщины стенок деталей из термопластов, мм
Высота стенки, мм, не более	Толщина стенки	Высота стенки, мм, не более	Толщина стенки
20	0,5	160	2,3 —2,7
40	0,5—1	250	2,7—3,3
80	1—1,5	300	3,3 —3,8
120	1,8—2,3	400	3,8—4,2
Наибольшие рекомендуемые значения толщин стенок деталей из
реактопластов 12—16 мм, из термопластов 4—6 мм.
При конструировании деталей необходимо соблюдать условие
равнотолщинности ее стенок. Нарушение этого правила приводит
к появлению следующих дефектов: коробление, растрескивание, обра-
зование внутренних или поверхностных раковин (рис. 40). Разно-
толщинность стенок, вводимая по конструктивным соображениям, не
должна превышать при прессовании 2 : 1, при литье под давлением —
не более 2,5 : 1. Примеры проектирования деталей со стенками разной
толщины показаны на рис. 41.
Ребра жесткости. В конструкциях деталей из пластмасс увеличе-
ние прочности и жесткости стенок рационально достигать не за счет
увеличения их толщины, а введением ребер жесткости В зависимости
от назначения различают
следующие ребра жесткости:
усиливающие — для увели-
чения прочности детали в
определенных сечениях,
уменьшения коробления тон-
костенных деталей; разво-
дящие — для восприятия со-
средоточенной нагрузки и
распределения ее на большей
площади стенки детали; обе-
спечивающие равностенность
детали; конструктивные, име-
ющие целевое назначение.
Рис. 40. Конструкции пласт-
массовой шестерни
Нерационально Рационально
Раковина
Детали, получаемые из пластмасс
207
Рис. 41. Примеры оформления деталей со стенками различной толщины
Ребра жесткости должны быть меньшей толщины, чем стенка,
к которой они примыкают. Отношение толщины ребра к толщине стенки
зависит от величины усадки материала и составляет для реактопластов
0,6—0,8; для полистиролов и поликарбоната 0,5; для полиамидов
0,15—0,35; для полипропилена 0,3—0,6. Желательно, чтобы ребра
жесткости по всей длине плавно примыкали к стенкам детали, имели
постоянную форму сечения, закругления при вершине и наибольшее
допустимое значение технологического уклона (рис. 42). Необходимо
Рис. 42. Рекомендуемые соотношения элементов ребер жесткости:
а — b = (0,74-0,8) s; /г = (14-3)s; R > 1,5; г = (0,254- 0,35) s; б — b =
= (0,84-l)s; h = (0,74-1) s; R = (0,254- 0,3) s; r = (0,34-t),35) s; в — b »
= (14-1,2) s; h = 2,5s‘ R = (0,54-0,6) s; r = R; г — b = (0,54- 0,7)s;
h = 1,5s; r = 0,“; r. = 1
208
Т ехнологичность конструкции детали
50. Номинальные радиусы закруглений внутренних углов, мм
Материал	Толщина стенки, мм	Радиус закругле- ния, мм
Прессованные порошки типа 03—010—02; Э2 —330—02	1,0 2,5 3,0—4,0	0,5 1,0 1,6 —3,0
Типа Э8-^-361 — 63	1,6 2,5	0,8 1,6—2,0
Термопласты	2 4 6	1,2 2,4 3,6
избегать скопления массы (разнотолщинности) в узлах сопряжения
ребер с деталью.
Радиусы закруглений. Плавные закругления на наружных и вну-
тренних поверхностях деталей из пластмасс облегчают течение рас-
плава в форме в процессе литья или прессования, повышают прочность
изделий, уменьшая внутренние напряжения (острые углы являются
$1
*)
Рис. 43. Радиусы закруглений
наружных (/?) и внутренних (г)
поверхностей пластмассовых
деталей:
а — s — sx; г = s; R = 2s; б —
s > s'; г = (s + s')/2; Д = s-j-s'
концентраторами напряжений). При этом упрощается изготовление
формы, уменьшается ее износ, облегчается извлечение изделия из
формы.
Радиус по всей длине закругления должен быть одинаковым, число
радиусов на одном изделии должно быть минимальным.
Без закруглений выполняются поверхности детали, находящиеся
в плоскости разъема формы и наружные кромки деталей или кромки
отверстий, образующиеся в местах соединения оформляющих элементов.
Острые кромки на детали, необходимые по конструктивным соображе-
ниям, также должны быть закруглены. Радиус закругления выбирается
в этом случае минимальным (для пресс-материалов 0,5—0,8 мм, для
термопластов 1—1,5 мм). В табл. 50 приведены номинальные размеры
радиусов закруглений деталей из некоторых материалов.
На рис. 43 приведены примеры оформления радиусов с наружной
и внутренней поверхностей детали.
Отверстия. Оформление отверстия в деталях может быть полным,
частичным (с последующим сверлением) и сверлением в отпрессованной
детали. При использовании прессования в отверстии, как правило,
Детали, получаемые из пластмасс
209
51. Рекомендуемые соотношения размеров при выполнении отверстий
в деталях из реактопластов, мм
	dt	мм	d/h для отверстий		Размеры перемычки		(tt-'Dmir
			по краям	по центру	b	1	
До	2,5		2,0	3,0	0,5—0,7	1,0	1,0
Св.	2,5 ,	ДО 3	2,3	3,5	0,8—1,0	1,25	1,о
»	3 »	4	2,5	3,8	0,8—1,0	1,50	1,25
»	4 »	5	2,8	4,2	1,0—1,2	1,75	1,5
	5 »	6	3,0	4,7	1,0—1,2	2,0	1,5
»	6 »	8	3,4	5,1	1,2—1,5	2,25	2,0
»	8 »	10	3,8	5,5	1,2—1,8	2,75	2,5
	10 '	» 12	4,2	6,0	2,0—2,2	3,25	2,5
>	12	» 14	4,6	6,5	2,2—2,5	3,75	3,0
	14	» 18	5,0	7,0	2,5—3,0	4,0	3,0
	18	» 30	—-	«—	4,0	4,0	4,0
»	30	» 50	—	—	5,0	5,0	5,0
остается пленка облоя, требующая удаления при последующей меха-
нической обработке. Полное оформление отверстий без облоя возможно
при изготовлении деталей литьевым прессованием и литьем под давле-
нием. Наиболее рациональной является конструкция детали, при
которой возможно полное оформление отверстия. Это зависит от рас-
положения отверстий, их разновидности (сквозные, глухие, ступенча-
тые и др.) и конфигурации в сечении (круглые, овальные, квадратные
и др.), в значительной степени определяющих величину остаточных
напряжений в материале детали, усадку и точность размеров самих
отверстий и межосевых расстояний. Допустимая глубина отверстий
определяется механической прочностью оформляющих их знаков
При выборе положения отверстия в детали необходимо учитывать,
что расстояние между соседними отверстиями или отверстием и краем
детали должно быть не менее диаметра отверстий.
Для предотвращения коробления, повышения точности деталей
из реактопластов отношение диаметров отверстий к их глубине, размер
перемычек и толщину дна глухих
отверстий (рис. 44) следует назна-
чать в соответствии с табл. 51.
Для термопластов размеры
перемычек между смежными отвер-
стиями можно определить, поль-
зуясь табл. 52 и рис. 44. Перемыч-
ка между дном глухого отверстия
а > 5 мм и торцом детали Н—h
должна составлять не менее l,6d.
Наибольшую глубину цилин-
дрических глухих отверстий, распо-
ложенных в направлении, перпен-
дикулярном к направлению формо-
вания, можно определить по фор-
муле
. у Елы .
l==d F ST’
52. Минимальная толщина
перемычек между смежными
отверстиями в деталях
из термопластов, мм
d, мм, не белее	Размеры перемычки	
	b	
4	2,5	3,5
5	3,0	4,0
6	3,5	4,5
10	4,0	5,0
12	5,0	6,0
14	6,0	7,0
30	6,0	7,0
210
Технологичность конструкции детали
где I — длина отверстия, см; d — диаметр отверстия, см; Е — модуль
упругости материала знака, МПа; (о — наибольший допустимый прогиб
знака, см; р — давление прессуемого материала, МПа.
Для отверстий диаметром 4—50 мм принимают со — 0,004->
0,006 см. Наибольшую длину цилиндрических сквозных отверстий, рас-
положенных перпендикулярно к направлению прессования, можно
определить по формуле
У 6£лш
l = dV ~5Г-
Для отверстий, расположенных параллельно направлению прес-
сования, в формулы вместо р подставляем р'. Для наибольшей дли-
ны глухих отверстий р' = 0,5/7, для сквозных р' — 0,1р.
Армирование. Армирование пластмассовых деталей используют
для повышения их механической прочности, точности посадочных
мест, износостойкости и надежности крепления, а также для придания
электрической проводимости.
В качестве арматуры применяют детали из металлов (сталей, ла-
туни, бронзы), керамики и стекла. Арматуру закрепляют либо в про-
цессе изготовления детали, либо в уже готовую деталь. Выбор способа
крепления определяется требованиями прочности и технологичности
конструкции.
При креплении арматуры в процессе изготовления детали значи-
тельное различие в температурных коэффициентах линейного расшире-
ния а материала и арматуры детали, приводит к возникновению оста-
точных напряжений вокруг арматуры, которые снижают прочность
закрепления и могут вызвать появление трещин вокруг арматуры.
Снижение остаточных напряжений достигается выбором материала
детали и арматуры с возможно близкими значениями а.
Для крепления арматуры ей тем или иным способом придают
форму, препятствующую ее извлечению из детали (рис. 45). Дополни-
тельно на поверхность арматуры можно наносить прямую или сетчатую
накатку, рифления. Для фиксации арматуры в форме, для предотвра-
щения ее смещения потоком расплава арматуру оформляют выступами
или углублениями цилиндрической формы (рис. 45, б) высотой h
1 мм при квалитете точности изготовления не менее 8.
Рекомендуемые соотношения размеров втулочной арматуры
приведены в табл. 53.
Арматуру не следует располагать близко к поверхности, внутрен-
ней стенке и краю детали для предотвращения образования дефектов
Детали, получаемые из пластмасс
211
(трещин, вздутий, короблений). Толщина материала под арматурой
должна быть не менее 2 мм (при диаметре арматуры до 5 мм). Для арма-
туры большего диаметра толщина материала приведена в табл. 54, 55.
Рис. 45. Варианты закрепления арматуры:
а, б — втулочной; в, г — стержневой; д — плоской листовой; е — кольце-
вой внутренней; ж — кольцевой; з — кольцевой наружной
Минимальная толщина слоя пластмассы вокруг арматуры при-
ведена в табл. 56.
При наличии нескольких армирующих элементов следует стре-
миться равномерно распределять их по детали во избежание ее коробле-
53. Рекомендуемые соотношения размеров втулочной арматуры, мм
Эскиз						d	О	Di	Н	h		с
	£						М2 *	4,0		4,0			0,2
												
						М2,5 *	5,0	—	4,5	—	—	0,3
• | 77 z				5:		М3 *	6,0	—	6,0	—	—	0,4
												
			\< Т,			М4	9,0	7,6	8,0	3,5	1,75	0,4
		d				М5	10,0	8,4	8,0	4,0	2,00	0,5
	'2 ср ас к а					Мб	11,0	9,5	10,0	5,0	2,50	0,6
* Рекомендуется сетчатая накатка.
212
Технологичность конструкции детали
54. Средняя толщина слоя пластмассы вокруг металлической
арматуры при прессовании порошков со средней усадкой 0,8 %, мм
Эскиз		d	b	$	bi
		До 3	1,5	2,0	2,0
-	- _ т	/ХХх\		Св. 3 до 6	2,5	3,0	3,0
		»	6 » 10	3,5	4,5	4,0
Кх [		» 10 » 18	5,0	5,5	5,0
У [	 [	5	1	»	18 » 30	6,0	7,0	6,0
55. Толщина слоя пластмассы вокруг металлической арматуры
для волокнитов (см. эскиз к табл. 54), мм
Метод изготовления	Диаметр арматуры, мм	Толщина слоя пластмассы
Прессование	Tf СЧ СП сч со 1 1 1 СО О со сч сч	оою сч со со 1 1 1 1СОЮ
Литьевое прессование	9—15 28—32	1,0—4,0 1,0—3,0
56. Минимальная толщина слоя пластмассы вокруг арматуры, мм
Диаметр арматуры,	АГ-4С	Волокнит	03-010-02,
мм		ДСВ	СП1-342-02
4—6	1 — 2	2,5	2,5
Св. 6 до 10	1,5—2,5	3,5	3,5
» 10 » 2 0	2 — 3		6
'> 20	3 — 4	6	7
ния В объеме материала, насыщенного арматурой, усадка по сравне-
нию с неармированной частью меньше. Одностороннее расположение
арматуры по толщине изделия (см. рис. 45, ж) может вызвать коробле-
ние детали вследствие различной усадки по толщине.
Резьбы. Резьбы в пластмассовых деталях получают в основном
непосредственно при формовании детали (массовое и серийное произ-
водство) или механической обработкой (единичное производство, вы-
полнение ремонтных работ).
Изготовление на деталях резьбы резанием целесообразно при
оформлении резьб диаметром до 3 мм для обеспечения высоких точно-
стей (б-го и 7-го квалптетов) при больших и нормальных длинах свин-
чивания. Резьба в этом случае или нарезается полностью или калиб-
руется после формования.
Детали, получаемые из пластмасс
213
Резьба для деталей из пластмасс может иметь принципиально
любой профиль. Метрические резьбы для диаметров 1—180 мм регла-
ментированы ГОСТ 11709—71 и стандартом СТ СЭВ 1158—78 «Основ-
ные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая для деталей из
пластмасс», в котором нормируются профиль, основные размеры, до-
пуски и обозначения резьб.
Диаметры и шаги резьб деталей из пластмасс принимаются
по ГОСТ 8724—81 (СТ СЭВ 181—75), при этом не рекомендуется при-
менять резьбы с шагами 0,5; 0,75; 1 мм для диаметров свыше 16, 18
и 36 мм соответственно. СТ СЭВ 1158—78 не допускает также при-
менения мелких шагов для диаметров менее 4 мм. Такие резьбы имеют
низкую прочность на срез.
Основные размеры резьб с крупными и мелкими шагами не отли-
чаются от стандартных и принимаются по ГОСТ 9150—81
(СТ СЭВ 182—75). Основные положения системы допусков, обозначения
полей допусков, числовые значения допусков и основных отклонений,
длины свинчивания и форма впадины резьбы принимаются по
ГОСТ 16093—70 (СТ СЭВ 640—77), как и поля допусков металлических
деталей, сопрягаемых с пластмассовыми. Однако для диаметров 3—
8 мм допускается применение особо крупных шагов, причем в равной
степени в парах металл — пластмасса и пластмасса — пластмасса.
Для. резьб всех видов обязательно наличие фаски или выточки на
конце резьбы.
Точность размеров деталей. Точность размеров деталей из пласт-
масс зависит от свойств материала, способа и режима его переработки,
особенностей конструкций детали и пресс-формы, условий хранения
и эксплуатации. Факторы, вызывающие неточность размеров деталей
из пластмасс при их изготовлении: рассеяние технологических свойств
(например, колебание усадки), условия предварительной подготовки
пластмасс, неточность формы (неточность изготовления, изнашивание
формующих элементов, неточность сборки), условия механической
обработки (при ее применении). При хранении и эксплуатации деталей
из пластмасс на их .точность влияют условия окружающей среды,
напряженное состояние детали, старение материала.
Деталь технологически рациональна в тех случаях, когда назна-
ченный по ГОСТ 25349—82 (СТ СЭВ 179—75) конструкторский допуск
не больше технологического, определяемого пределами рассеяния раз-
меров детали при ее изготовлении с учетом экономически достижимой
точности для данного материала и данного метода изготовления
детали.
В табл. 57 приведены квалитеты точности для размеров деталей
из пластмасс простой геометрической формы. Они могут назначаться
либо по колебанию усадки As материала, определяемой на стандартных
образцах по ГОСТ 18616—80, либо по усадке, определенной измерением
конкретных деталей.
Приведенные в табл. 57 квалитеты точности установлены для
размеров, оформляемых одним формующим элементом формы (Л]},
и размеров детали, оформляемых двумя подвижными относительно
друг друга элементами формы или составными частями формы (Д2, ^з)
(рис. 46). Размеры категории А2 и А3 могут быть получены меньшей
точности, чем Alf в результате влияния дополнительных погрешностей,
например, зазоров между перемещающимися частями формы.
214
Технологичность конструкции детали
_Aj_
А1
Ау
Рис. 46. Категории размеров пла-
стмассовых деталей
Допуски и посадки гладких
соединений из пластмасс назна-
чаются по ГОСТ 25349—82.
Проверка возможности вы-
полнения заданной чертежом
точности элементов детали про-
изводится расчетным путем с
учетом технологических укло-
нов, усадки.
Требуемое повышение точности размера достигается применением
механической обработки, либо ужесточением параметров технологи-
ческого процесса (стабилизацией режимов формования), подбором
партий материала с меньшим колебанием усадки, заменой материала
и т. д.
Точность детали зависит также от метода ее изготовления. Так,
литьевое прессование позволяет получать более точные размеры
(условно на один кв.алитет точности), чем обычное прессование. На-
пример, при прессовании точность детали по высоте зависит от толщины
слоя (0,1—0,3 мм); при литьевом прессовании детали не имеют облоя.
57. Квалитеты точности для размеров деталей из пластмасс
				As,	%			
Размеры, in	0,06	0,06 0,10	0,10 0,16	0,16 0,25	0,25 0,40	0,40 0,60	0,60 1,0	о
	о	Св. ДО	и о О «	Св. ДО	Св. ДО	Св. ДО	И о О st	« О
Размеры категории А1
До 3	8	9	10	11	12	13	14	15
Св. 3 до 30	8	9	10	11	12	13	14	15
»	30 » 120	9	10	И	12	13	14	15	16
» 120 » 250	10	11	12	13	14	15	16	16
» 250 » 500	11	12	13	14	15	16	17	18
До 3 Св. 3 до 30	Р 10 9	аямеры 11 10	кат его р 12 11	ии А 2 и 13 12	i А3 14 13	15 14	16 15	17 16
»	30 » 120	10	11	12	13	14	15	16	17
» 120 » 250	И	12	13	14	15	16	17	18
» 250 » 500	12	13	14	15	16	17	18	—
ДЕТАЛИ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ РЕЗАНИЕМ
Резание — это обработка металлов со снятием стружки для при-
дания изделию заданных формы, размеров и обеспечения определенного
технологией качества поверхности. На технологичность конструкции
детали, подвергаемой обработке резанием, влияют как технические
факторы (обрабатываемость материала, выбор баз и размерных связей,
Детали, обрабатываемые резанием
215
форма и размеры детали, требования точности и шероховатости обра-
батываемых поверхностей), так и организационные факторы (серийность
производства).
Обрабатываемость резанием — способность материала детали под-
даваться обработке режущими инструментами.
Применительно к задаче обеспечения технологичности конструкции
детали наибольший интерес представляет определение относительного
уровня скоростей резания, при котором целесообразно производить
обработку данного материала, а также возможности получения требу-
емой шероховатости обработанных поверхностей на отделочных опера-
циях. Для деталей, имеющих сложные фасонные поверхности необхо-
димо также учитывать и силы, затрачиваемые при обработке резанием.
Это определяет степень деформации как изделия, так и инструмента.
Для деталей, подвергаемых обработке на автоматах, важными крите-
риями обрабатываемости являются характер и форма образующейся
стружки.
Уровень целесообразных скоростей резания оценивается специаль-
ным коэффициентом Kv, который выражает относительную скорость
резания, соответствующую 60-минутной стойкости резцов, определен-
ную сравнением с эталонной сталью. В качестве эталонной стали при-
нимается сталь 45 (ов = 650 МПа, НВ 179).
Табл. 58 иллюстрирует связь между уровнем относительных
скоростей резания и возможностью и легкостью получения требуемой
шероховатости поверхности для сталей, условно разделенных по зна-
чениям коэффициента Kv на пять групп. Эта связь характерна для
большинства сталей, а также для ряда других конструкционных мате-
риалов (например, чугуна).
58. Возможность получения требуемой шероховатости поверхности
в зависимости от обрабатываемости стали
Обрабатываемость стали		Возможность получения требуемой шероховатости поверхности
Высокая Хорошая Удовлетворительная Пониженная Трудная	2,1 —1,5 1,4—1,0 1,0—0,8 0,8—0,5 Менее 0,5	Очень трудно Без особых затруднений Легко или без особых затруднений Легко Легко
На рис. 47 приведены графики обрабатываемости основных групп
сталей. Стали на графиках в пределах каждой группы расположены
в порядке возрастания содержания углерода.
При проектировании изделий, обрабатываемых резанием, необхо-
димо учитывать также следующие факторы:
обрабатываемость сталей зависит от их состава, т. е. содержания
углерода и легирующих элементов. С увеличением содержания углерода
обрабатываемость ухудшается. Одновременно увеличивается возмож-
ность получения более высоких пераметров шероховатости поверх-
ности, растут усилия резания;
содержание в стали 0,08—0,2 % S улучшает ее обрабатываемость.
216
Технологичность конструкции детали
Рис. 47. Кривые обрабатываемости основных марок сталей
Детали, обрабатываемые резанием
217
В стали образуется хрупкая составляющая, которая в виде множества
субмикроскопических включений нарушает сплошность феррита;
увеличение содержания марганца при 0,35—0,45 % С ведет к по-
вышению прочности стали и снижению ее пластичности, вследствие чего
обрабатываемость стали улучшается. Конструкционные стали повы-
шенной и высокой обрабатываемости резанием, например, содержат
0,6—1 % Мп;
содержание до 0,2 % РЬ снижает обрабатываемость стали, так как
субмикроскопические частицы свинца оказывают на инструмент сма-
зывающее воздействие;
содержание в стали алюминия и кремния снижает ее обрабатыва-
емость и уменьшает возможность получения требуемой шероховатости.
В сталях образуются А12О3 и SiO2, которые приводят к быстрому изна-
шиванию обрабатывающего инструмента;
содержание хрома в стали ухудшает ее обрабатываемость, но не
настолько, чтобы сделать хромосодержащие стали труднообрабатыва-
емыми. В коррозионно-стойких и жаропрочных сталях ухудшение
обрабатываемости в основном вызывает не наличие хрома, а содержание
в их составе алюминия, кремния, титана.
Никель, молибден, ванадий не ухудшают обрабатываемость стали,
но при их наличии стали перед обработкой резанием должны быть
подвергнуты соответствующей термической обработке;
особое влияние на обрабатываемость сталей оказывает кальций,
добавляемый в количестве 0,001—0,006 %. Кальций способствует
образованию в стали определенных оксидных включений, которые
в процессе резания откладываются на поверхности режущего инстру-
мента в виде легкоплавкого слоя и оказывают на него смазывающее
воздействие. Микролегирование кальцием повышает значения Kv
в 1,5—3 раза по сравнению с базовой маркой стали, полученной без
добавления кальция, и позволяет получать стали повышенной обраба-
тываемости. Из сталей повышенной обрабатываемости успешно изго-
тавливают такие детали, как сателлит дифференциала, шатуны двига-
теля, валы коробки перемены передач, шестерню заднего хода, вилку
карданного вала, червяк рулевого управления. Это свидетельствует
о больших возможностях применения сталей повышенной обрабатыва-
емости для улучшения технологичности конструкции деталей.
Решающее влияние на значения Kv оказывает структура стали,
которая может быть получена в результате той или иной термической
обработки. По влиянию на рост интенсивности затупления инструмента
структурные составляющие сталей следует располагать в последова-
тельности: феррит — точечный перлит — зернистый перлит — пластин-
чатый перлит — сорбитообразный перлит — сорбит-троостосорбит.
Шероховатость поверхности стальных деталей зависит от струк-
туры стали. По влиянию на эту характеристику структурные соста-
вляющие сталей располагаются следующим образом: троостосорбит —
сорбит — перлит — феррит. Чем больше содержится в стали свобод-
ного феррита, тем больше высота микронеровностей, полученных при
обработке резанием.
Характеристики обрабатываемости некоторых машиностроитель-
ных материалов приведены ниже.
Чугуны. Имеют пониженную по сравнению со сталями обрабатыва-
емость. На обрабатываемость резанием большое влияние оказывает
218
Технологичность конструкции детали
твердость чугуна. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом во
всем диапазоне твердости имеет лучшую обрабатываемость, чем серый.
(При переходе от высокопрочного чугуна с шаровидным графитом
и ферритной металлической основой к чугуну с перлитной металличе-
ской основой обрабатываемость ухудшается на 10—15 %.)
Алюминиевые сплавы. Обладают лучшей по сравнению со сталями
обрабатываемостью. На обрабатываемость литейных сплавов влияет
содержание кремния, повышенная твердость соединений которого может
отрицательно сказаться на стойкости инструмента.
Сплавы, как литейные, так и деформируемые, можно разделить на
три группы:
высокой обрабатываемости — нестареющие деформируемые
сплавы, стареющие деформируемые сплавы в отожженном состоянии;
удовлетворительной обрабатываемости — состаренные деформи-
руемые сплавы и литейные сплавы с содержанием Si< 0,10 %;
пониженной обрабатываемости — литейные сплавы с содержа-
нием Si > 0,10 %.
Титановые сплавы. Относятся к труднообрабатываемым матери-
алам. Титановые сплавы марок ВТ1—0, ВТЗ—1, ВТ5 имеют низкую
теплопроводность, высокую вязкость, склонность к наклепу,
большой коэффициент трения (0,5). Для их обработки применяют
инструмент из алмаза, эльбора, твердых сплавов и быстрорежущих
сталей.
Вследствие повышенной чувствительности этих сплавов к кон-
центраторам напряжений следует избегать применения шлифования,
заменяя его по возможности чистовой обработкой (точением или фре-
зерованием), так как при шлифовании на поверхности материала могут
образоваться микроцарапины, являющиеся концентраторами напря-
жений.
Полимерные материалы. Обработка резанием большинства поли-
мерных материалов (пластмасс) затруднена, так как присущая им
износостойкость вызывает быстрое затупление режущего инструмента.
Изделия из полимерных материалов обрабатываются твердосплавным
или алмазным инструментом. По качеству поверхности и прочности
изделия из полимерных материалов, обработанные резанием, уступают
прессованным или литым. Изделия из полимерных материалов — это
преимущественно изделия массового производства, где оправдано
применение дорогостоящих пресс-форм. Положительной особен-
ностью полимерных материалов является легкость включения в их
конструкцию металлической арматуры, что позволяет избежать обра-
ботки полимерных материалов резанием.
Технологические требования к конструкции типовых деталей.
Ниже приведены наиболее существенные технологические требования,
предъявляемые к деталям распространенных типов.
Корпусные детали. К конструктивному исполнению деталей этого
типа предъявляют следующие технологические требования:
нерабочие поверхности независимо от способа получения заготовки
должны везде, где это возможно, изготовляться без применения обра-
ботки резанием. Особенно существенно это требование для отливок.
Если деталь большой протяженности поверхности должна обрабаты-
ваться резанием, следует прерывать обработанные участки необрабо-
танными;
Детали, обрабатываемые резанием
219
Рис. 48. Введение прилива в конструк-
цию детали для улучшения ее техноло-
гичности (А — прилив)
заготовки должны иметь на-
дежные базы, обеспечивающие пра-
вильную ориентацию и требуемую
жесткость при их дальнейшей об-
работке. Для исключения деформа-
ций заготовки при ее закреплении
и обработке необходимо в ее кон-
струкции предусматривать ребра
жесткости. При отсутствии надеж-
ных баз в конструкции детали необходимо выполнять специальные
приливы (рис. 48). Желательно, чтобы эти приливы не удалялись
с детали после ее обработки;
для корпусных деталей, подвергаемых групповой обработке боль-
шим числом однолезвийных инструментов, а также на агрегатных
станках и автоматических линиях, простановка размеров должна вы-
полняться от единой технологической (настроечной) базы;
поверхности, подлежащие обработке резанием и находящиеся
с одной стороны детали, следует располагать так, чтобы можно было
производить обработку на проход (рис. 49',. Расположение обрабатыва-
емых поверхностей наклонно относительно основных осей детали не-
желательно, так как усложняет ее обработку;
Рис. 49. Детали, допускающие
1а) и не допускающие (б) обработку на проход
необходимо четко разграничивать обрабатываемые и необрабаты-
ваемые поверхности. Если на детали рядом располагаются две поверх-
ности разной высоты, то разность их высот должна быть больше при-
пуска на обработку данных поверхностей (рис. 50), при этом нужно
учитывать также допускаемые отклонения формы и расположения
поверхностей;
следует избегать отверстий глубиной L (8-г-10) d, особенно
если обрабатываемой детали нельзя сообщить вращение при обработке.
Вращением детали при обработке относительно оси обрабатываемого
220
Технологичность конструкции детали
отверстия можно повысить прямолинейность оси отверстия. Поэтому
особо точные отверстия должны быть сквозными. Соосные цилиндри-
ческие отверстия следует выполнять убывающими по диаметрам в одном
направлении, а если это невозможно, убывающими с обеих сторон
детали к ее средней части;
размеры и расположение отверстий на корпусной детали должны
допускать ее многошпиндельную обработку, для чего расстояние между
осями отверстий следует выполнять не менее 30—45 мм;
Рис. 50. Детали с четко {а) и нечетко (б) ограниченными обрабатываемыми
поверхностями
подрезка внутренних торцовых поверхностей нежелательна, но
если она необходима, следует обеспечить свободный доступ режущего
инструмента к месту обработки. Если расточка кольцевых канавок
в отверстиях стенок корпусов требует сложного инструмента и очень
трудоемка, необходимо применять специальные втулки с канавками,
которые запрессовываются в отверстие корпуса.
Рационально	Нерационально
HZ20	Rz20
~	А <	----
Рис. 51. Взаимное расположение обрабатываемых поверхностей
Рычаги, шатуны, кронштейны, серьги, вилки. Для обеспечения точ-
ного взаимного расположения рабочих поверхностей и точности поса-
дочных мест при проектировании деталей этого типа необходимо вы-
полнять следующие технологические требования:
предусматривать в конструкции детали опорные поверхности
(базы), обеспечивающие надежное крепление заготовки при обработке;
избегать ступенчатого расположения обрабатываемых поверхно-
стей (рис. 51). так как расположение их в одной плоскости допускает
обработку на проход;
предусматривать минимально необходимый объем обработки реза-
нием. Конструктивные формы деталей должны быть по возможности
прямыми, без изгибов.
Втулки, диски, кольца. Технологически рациональны конструк-
ции, заготовками которых является прокат, в частности, трубы. В круп-
носерийном и массовом производствах целесообразно применение
заготовок из порошковых материалов.
Летали, обрабатываемые резанием
221
К деталям данного типа предъявляют следующие требования:
конструкция втулки должна допускать обработку’ всех внутрен-
них поверхностей с одной стороны при одной установке. Это позволяет
обеспечить соосность внутренних поверхностей втулки;
соосные глухие отверстия, располагаемые с двух сторон детали,
нежелательны. Если отверстия глухие и должны выполняться с высо-
кой точностью, для выхода режущего инструмента следует предусма-
тривать канавки (рис. 52). Наличие таких канавок обязательно, если
деталь термически обработана;
Рис. 52. Канавка во втулке с Рис. 53. Втулки
глухим отверстием
в конструкции втулки, имеющей фланец, последний по возможности
должен иметь круглую форму;
поверхности, обрабатываемые на разных операциях, должны быть
четко разграничены;
внутренние выточки, особенно если их необходимо выполнять с вы-
сокой точностью, нежелательны. Втулки целесообразно конструиро-
вать со сквозными отверстиями (рис. 53);
втулку, закрепляемую в гнезде корпуса, необходимо центрировать
по ее поверхностям, расположенным возможно дальше один от другого.
При этом конструкция втулки должна допускать обработку центриру-
ющих поверхностей при одной установке детали на станке;
крепежные резьбы во втулке следует располагать таким образом,
чтобы их обработка была возможна с одной установки;
образование шлицев в глухих отверстиях затруднено. Желательно
отверстия со шлицами предусматривать открытыми, так как это поз-
воляет применять протягивание. Если применение сквозных шлицевых
отверстий невозможно, следует обязательно предусматривать канавки
для выхода режущего инструмента (рис. 54).
Валы и оси. К изготовлению деталей этого типа предъявляют сле-
дующие технологические требования:
изготовленный вал должен иметь центрирующие отверстия, что
упрощает его контроль и ремонт;
гладкие валы и оси небольших диаметров и длин целесообразно
изготавливать из чистого калиброванного проката. Для ступенчатых
валов, особенно большой длины, применение такого проката не всегда
оправдано, так как получение прямолинейной геометрической оси без
222
Технологичность конструкции детали
дополнительной обработки (рихтовки, упрочняющей обработки и т. п.)
технологически затруднено;
ступенчатые валы и оси должны иметь небольшие перепады диа-
метров, при этом на разных ступенях желательно иметь одинаковые
перепады. Это особенно важно, если деталь будет обрабатываться на
многорезцовых станках. Длины ступеней должны быть одинаковыми
или кратными; размеры длин следует выбирать из рядов нормальных
чисел;
в мелкосерийном производстве для более эффективного использо-
вания гидросуппортов на операциях токарной обработки целесообразно
d
Рис. 54. Канавка для выхода Рис. 55. Простановка линейных размеров
долбяка во втулке с закрытым на валу по координатному методу
зубчатым венцом
применять групповую обработку, т. е. выполнять обработку валов не-
скольких наименований, различающихся по размерам в пределах
группы, на одном станке с минимальной переналадкой. Наиболее
целесообразна при групповой технологии простановка линейных
размеров по координатному методу, от единой базы (рис. 55);
на поверхности детали следует избегать наличия гребней и шпонок.
Если это не представляется возможным, поверхности, обрабатываемые
на разных операциях, должны быть четко разграничены;
при конструировании валов и осей со шпоночными пазами по воз-
можности следует отдавать предпочтение пазам, образуемым дисковой
фрезой, так как обработка пазов пальцевой фрезой хотя и более точная,
но менее производительная (рис. 56). При наличии на поверхности вала
шпоночной канавки
предпочтительна
простановка размера согласно
рис. 57 (схема а обеспечивает
более точное получение раз-
мера т, схема б—размера Я);
при проектировании ва-
лов и осей со шлицами сле-
дует предусматривать воз-
можность свободного вы-
а)
<>)
хода режущего инструмента
(рис. 58), для чего диаметр
Рис. 56. Образование шпоноч-
ного паза:
а — дисковой фрезой; б
пальцевой фрезой
Детали, обрабатываемые резанием
223
мзз*!г5 8q	.°	m-conot
57. Базирование вала при фрезеровании шпоночного паза
Рис. 58. Валы со шлицевыми поверхностями:
а свободный выход инструмента; б — выход инструмента затруднен
224
Технологичность конструкции детали
вала, прилегающий к шлицевому участку, выполняют меньше внутрен-
него диаметра шлицев. Допустимо, но нежелательно, превышение
наружного диаметра шлицев буртом или шейкой, прилегающей
к шлицевому участку, более чем на 3—5 мм;
необходимо избегать отверстий, пересекающих закаленную зону
(особенно, закаливаемую ТВЧ). Такие отверстия чаще всего являются
причинами появления трещин и оплавления кромок.
Колеса зубчатые конические. При проектировании зубчатых кони-
ческих колес должны выполняться следующие технологические тре-
бования:
для обеспечения надежного базирования при зубонарезании де-
тали должны иметь опорный торец А (рис. 59). Этот торец служит базой
не только при обработке, но и при монтаже. На точность элементов
зубчатого венца оказывает влияние положение обрабатываемой по-
верхности относительно базовой. Для этого необходимо на чертеже
указывать размер К от опорного торца до зубчатого венца
(рис. 60); допуски на этот размер составляют: —0,05 мм для колес с мо-
дулем до 10 мм и 0,10 мм для колес с модулем свыше 10 мм. При
Рис. 59. Базирование при зубонарезании конических колес:
а — нерациональное; б,- в •— рациональное; г — рациональное при контроле
и сборке
Рис. 60. Простановка размера К на
чертеже конического зубчатого ко*
леса.
Рис. 61. Опорная кольцевая по-
верхность В
Детали, обрабатываемые резанием
225
несоблюдении данного требования заготовки при их базировании по
торцу А будут устанавливаться с различной точностью, что приведет
к значительным погрешностям элементов зубчатого венца;
изготовление больших плоских колес как одно целое со ступицей
нецелесообразно, так как при этом нерационально используется дорого-
стоящий металл. В необходимых случаях у цельных колес со ступи-
цей следует предусматривать опорную кольцевую поверхность В
(рис. 61) для использования ее в качестве вспомогательной базы. Ра-
циональнее изготавливать подобные колеса в виде колец, прикрепля-
емых к ступице. Обычно проектируют как одно целое со ступицей зуб-
чатые колеса диаметром менее 180 мм; переднюю и заднюю ступицу
колеса (рис. 62) следует располагать ниже продолжения образующих
внутреннего конуса;
число и длина зубьев должны быть технологически рациональными.
При большом числе зубьев их профили имеют малую кривизну, что
приводит даже при незначительных погрешностях изготовления к сме-
щению пятна контакта на кромку и, как следствие, к повышенному
шуму при работе. Если зубчатые колеса подвергают притирке, то
числа их зубьев не должны иметь общих множителей;
а)
<г)
Рис. 62. Формы конических колес с круговыми зубьями, у которых поверх-
ности отдельных элементов (а — базовой шейки детали; б *- ступицы колеса
и поверхности венца) перерезаются резцовой головкой
шестерни, выполненные как одно целое с валом, должны иметь
концевую часть с резьбой (рис. 63) или резьбовым отверстием для
закрепления. При массовом производстве допускается отступать от этого
правила, так как в этом случае крепление осуществляют цанговым за-
жимом; в конструкции конического зубчатого колеса, имеющего вну-
тренние шлицы, следует предусматривать цилиндрическую центриру-
ющую поверхность. Шлицы должны служить только для передачи
вращения при зубообработке, но не для центрирования. Располагать
их следует вблизи от зубчатого венца. Если конструктивно необходимо
центрирование именно по шлицам, то при закаленных шлицах лучше
применять центрирование по внутреннему диаметру, а при незакален-
ных — по наружному диаметру. Для открытых шлицевых отверстий
максимально допустимое отношение длины шлицев к их диаметру
с точки зрения осуществления рационального процесса протягивания
на проход, должно находиться в пределах (1,7-М,5) d. Нижний предел
относится к углеродистым сталям, верхний — к легированным.
3 П/р ю, д, Амирова
226
Технологичность конструкции детали
При проектировании колес с круговыми зубьями параметры зуб-
чатого венца следует согласовывать с параметрами стандартного режу-
щего инструмента. Обязательно должна производиться проверка
нарезаемого зуба на вторичное резание и повреждение резцами йн-
струмента, выходящими из обрабатываемой впадины (рис. 64)
Рис. 63. Типовое исполнение резьбового конца вала-шестерни, позволяющее
обеспечить надежное крепление детали при обработке
Рис. 64. График для проверки возможности вторичного резания (по В. Н. Кед-
ринскому)
Пример. Проверить возможность вторичного резания при изготовлении
конической ортогональной передачи с круговым зубом. Геометрическим рас-
четом установлены следующие значения параметров колеса: угол спирали
|3 = 40°; средняя длина образующей начального конуса L — 159,2 мм; диа-
метр резцовой головки d- = 315 мм; число зубьев плоского колеса zc = 41,23;
угол начального конуса f = 75° 58'.
! 59 2
По левому графику при |3 == 40° и К. —	 = 0,505 находим, что
& olo
е = 0,58.
По графикам черновой и чистовой обработки находим значения О', 0".
При zc = 41,-23 и f = 75° 58' по графику черновой обработки 0' е= 47,
по графику чистовой обработки 0" = 34. Так как 47 < 58 и 34 < 58, вторич-
ное резание буде) отсутствовать как при чистовом, так и при черновом резании.
Если’ вторичное резание возникает при черновой обработке, то
данное колесо можно изготовить только методом врезания. Если же
оно имеет место и при чистовой обработке, то колесо можно нарезать
только строганием одним резцом.
Колеса зубчатые цилиндрические. При проектировании цилиндри-
ческих зубчатых колес должны быть учтены следующие технологиче-
ские требования:
Детали, обрабатываемые резанием
227
Рис. 65. Базирование цилиндрических зубчатых колес при зубонарезании а
станке с вертикальной осью стола:
(а — при фрезеровании; б — при зубодолблении) и на станке с горизонтальной
осью стола (в — при шевинговании; г — при зубошлифовании)
Рис. 66. Схема токарной обработки
зубчатого колеса с утопающим тор-
цом ступицы
конструкция детали должна обеспечивать надежное ее базирование
при зубонарезании (рис. 65). Торцовая поверхность, являющаяся ба-
зой, должна быть перпендикулярной
к оси отверстия. Радиальное биение
торца относительно оси отверстия
может быть рассчитано по формуле
Frj, = 0,5 (d/b) Fp,
где/i—диаметр делительной окруж-
ности; b — ширина зубчатого
венца; F$ — допуск на направление
зуба. Для узких колес, устанавли-
ваемых на станке пакетом, значе-
ние радиального биения, получа-
емое расчетом по приведенной фор-
муле, следует уменьшать в 2 раза;
все взаимосвязанные обрабаты-
ваемые поверхности зубчатого ко-
леса следует располагать таким
образом, чтобы была возможность
их обработки за одну установку.
Например, боковые поверхности
ступицы и обода следует распола-
гать не в одной плоскости, что
позволит вести обработку этих поверхностей одновременно (рис. 66)
проектирование зубчатых колес как одно целое с валом или втулкой
целесообразно для условий крупносерийного или массового типов
производства. В мелкосерийном и единичном производстве для сокра-
щения расхода металла и уменьшения объема обработки резанием этого
делать не следует;
необходимо избегать применения блоков, затрудняющих выход
режущего инструмента (шевера, долбяка, фрезы, шлифовального
круга). Это достигается применением составной конструкции, соединя-
емой, например, электронно-лучевой сваркой (рис. 67).
Закрытые венцы, обрабатываемые низкопроизводительными и точ-
ными методами, применяют только в исключительных случаях. Обра-
8*
228
Технологичность конструкции детали
ботка закрытых венцов зуоодолблением с канавками для выхода ин-
струмента шириной (мм), менее указанной, невозможна:
Модуль, мм
Минимальная ширина канавки
До 1,5
5
2—3 3,5—4,5	5—6
6	7	8
Модуль, мм .	.	8
Минимальная ширина канавки 10
10
11
12	14 — 20 Св. 20
12	15	18
проектирование зубчатых колес, точность которых может быть
обеспечена только зубошлифованием, допустимо лишь при невозмож-
ности другого конструктивного решения;
Рис. 67. Соединение блока шестерен электронно-лучевой сваркой
7
9
для улучшения условий обработки и обеспечения возможности
применения многозаходных червячных фрез на чистовой обработке
под шевингование без потери точности следует стремиться, чтобы число
зубьев детали не имело общих множителей с числом заходов фрезы,
а тем более было кратным последнему;
для повышения точности обработки зубчатого кодеса с внутренними
венцами и стойкости инструмента число зубьев долбяка следует вы-
бирать максимально возможным, так как при ограниченном числе
зубьев долбяка увеличение числа зубьев колеса zK может привести
к срезу вершин зубьев нарезаемого колеса. Минимальное число зубьев
zK может быть определено по графику, приведенному на рис. 68.
Во всех возможных случаях особенно для колес из цементуемых
или закаливаемых сталей, следует применять шлицевые соединения
с центрированием по внутреннему диаметру.
Звездочки. При проектировании звездочек необходимо учитывать
следующие технологические требования:
для одновременного нарезания зубьев в нескольких деталях с наи-
большей производительностью следует торцы ступицы располагать
в одной плоскости с венцом или проектировать деталь таким образом,
чтобы торец венца выступал над торцом ступицы. В тех случаях, когда
ступица должна иметь ширину, большую чем венец, ее следует смещать
Летали, обрабатываемые резанием
229
относительно венца, чтобы максимально сблизить венцы двух деталей,
устанавливаемых для одновременной обработки зубьев;
при конструировании звездочек применительно к условиям массо-
вого и крупносерийного производства следует исключать необходимость
формообразования зубьев обработкой резанием, в том числе и такими
совершенными методами, как обкатка (огибание), предпочитая накатку
и радиальную штамповку.
Рис. 68. График ориентировочного
выбора числа зубьев нарезаемых ко-
лес zK в зависимости от числа зубьев
долбяка 2п (высота головки нарезае-
мого зуба: 1 — 0,8/и; 2 — 1т)
Вариант 7
Рис. 69. Армирование ступицы
шкива из сплавов на основе алюми-
ния
Шкивы. При проектировании шкивов необходимо учитывать сле-
дующие технологические требования:
конструктивное исполнение шкива следует определять в зависи-
мости от материала, из которого он изготовлен. Шкивы из легких спла-
вов и пластмасс следует применять при жестких требованиях к массе
детали. При этом ступицы шкивов должны быть армированы стальными
или чугунными втулками. Пример армирования ступицы шкива при-
веден на рис. 69, а размеры втулки и ступицы — в табл. 59;
для обеспечения возможности обработки шкивов клиноременных
передач на многошпиндельных токарных автоматах по дну канавки
необходимо предусматривать углубление (рис. 70). Это вызывается
тем, что вследствие погрешностей обработки весьма затруднительно
получить впадину цилиндрической формы. Обычно (см. рис. 70) A/i =
= 0,5 мм;
следует по возможности предпочитать балансировку, выполня-
емую клепкой, балансировке, выполняемой со снятием стружки. Если
230
Технологичность конструкции детали
59. Основные размеры втулки и ступицы шкива, мм (см. рис. 69)
	d,	da	at	d.	d'e
18—22	1,8^	16	45—65	i,6^	d24-20
22 — 35 36—42	1,7^	rf2-f-20	70—100	1,5^	</2+зо
применяется балансировка со снятием стружки, следует балансировку
сверлением предпочитать балансировке другими методами обработки
резанием;
применение шлицевых поверхностей в посадочных местах шкивов
нерационально вследствие повышенного изнашивания шкивов при их
эксплуатации;
при необходимости обработки наружных поверхностей ступицы
нужно обеспечивать свободный доступ режущего инструмента.
Пружины. При проектировании пружин следует стремиться к тому,
чтобы обработка резанием была исключена. Если обработка резанием
необходима, учитывают следующие технологические требования:
концевые витки пружин сжатия, обрабатываемые резанием, должны
быть осажены до соприкосновения друг с другом (рис. 71). Утоненный
конец осаженного витка следует удалять на дуге 90° от конца витка
(рис. 72);
для правильной заправки торца витка пружины сжатия с него
снимают фаски на внутренней или наружной стороне пружины в зави-
симости от способа ее центрирования (рис. 73);
тарельчатые пружины даже при небольших деформациях воспри-
нимают значительные силы, поэтому они должны обладать высокими
упругими свойствами, что обеспечивается применением для их изгото-
вления специальной высокоуглеродистой стали^ термической обработ-
Рис. 70. Канавка шкива с углублением во
впадине
Рис, 71„ Концевые витки пружины для их
обработки резанием
Детали, обрабатываемые резанием
231
Рис, 72. Концевой виток пружины
Вид А
Рис, 73, Фаски на концевых витках пружины
232
Технологичность конструкции детали
кой (закалка + отпуск, специальная закалка без отпуска или с низко-
температурным отпуском) и обязательной обработкой резанием абра-
зивным инструментом для снятия обезуглероженного слоя, толщина
которого по существу является припуском на обработку и поэтому
должна строго регламентироваться чертежом. Снятие при шлифовании
большего слоя недопустимо, так как это нарушит основные характе-
ристики пружины.
Общие технологические требования к деталям, обрабатываемым
резанием. Общими для всех или большинства существующих классов
деталей, обрабатываемых резанием, являются следующие’ требования:
при конструировании следует максимально использовать унифи-
цированные элементы формы деталей (резьбы, канавки, выточки, диа-
метры, модули, размеры шлицев, шпоночных пазов и т. д.). При отсут-
ствии норм на подобные элементы (например, радиусов выхода в шпо-
ночных пазах, фрезеруемых дисковой фрезой) их размеры следует
назначать в соответствии с размерами применяемого стандарт-
ного инструмента.
Унификация элементов деталей и их размеров создает предпосылки
для унификации применяемого при изготовлении деталей режущего
и измерительного инструмента, а также необходимого инструмента при
их техническом обслуживании и ремонте;
конструкция детали должна обеспечивать нормальный вход и выход
режущего инструмента;
при назначении параметров шероховатости обрабатываемой по-
верхности и точности изготовления следует учитывать, что прямой за-
висимости между полем допуска и параметрами шероховатости нет,
однако примерные соотношения между ними могут быть устано-
влены (табл. 60).
Указанные в табл. 60 параметры шероховатости могут быть полу-
чены следующими методами.
Rz — 40 мкм:
для наружных цилиндрических поверхностей —предварительное
и чистовое обтачивание;
для внутренних цилиндрических поверхностей — предваритель-
ное и чистовое растачивание, сверление, черновое (по корке) и чистовое
зенкерование;
для плоских поверхностей — предварительное и чистовое строга-
ние, предварительное фрезерование, предварительное и чистовое тор-
цовое точение.
Rz — 20 мкм:
те же методы, что и для обеспечения параметра шероховатости
Rz = 40 мкм, кроме предварительных обтачивания, растачивания
и строгания.
Ra = 2,5 мкм:
для наружных цилиндрических поверхностей — чистовое обтачи-
вание и предварительное шлифование;
для внутренних цилиндрических поверхностей — чистовое раста-
чивание, зенкерование и протягивание;
Детали, обрабатываемые резанием
23?
60 Соотношения между полями допусков предпочтительного
применения и параметрами шероховатости поверхности
234
Технологичность конструкции детали
для плоских поверхностей — чистовые строгание, фрезерование,
торцовое точение, тонкое цилиндрическое фрезерование и предвари-
тельное плоское шлифование.
Ra — 1,25 мкм:
для наружных цилиндрических поверхностей — чистовое и тонкое
обтачивание, предварительное шлифование;
для внутренних цилиндрических поверхностей — чистовое и тонкое
растачивание, чистовое зенкерование, развертывание и протягивание;
для плоских поверхностей — чистовое и тонкое строгание, фрезе-
рование, торцовое точение, предварительное плоское шлифование.
Ra= 0,63 мкм:
для наружных цилиндрических поверхностей — тонкое обтачива-
ние, чистовое шлифование, грубая притирка и отделка абразивным
полотном;
для внутренних цилиндрических поверхностей — гонкое растачи-
вание, развертывание, чистовое шлифование, грубая притирка, хонин-
гование;
для плоских поверхностей — тонкое строгание, фрезерование,
торцовое точение, плоское чистовое шлифование и грубая притирка.
Рекомендации табл. 60 приведены для случая, когда отклонения
формы и расположения поверхностей допускаются в пределах поля
допуска размера и особо не оговариваются. Для случаев, когда допуски
на отклонения от геометрической формы оговариваются особо, данные
табл. 60 следует корректировать. Если эти допуски составляют 50 %
и более допуска на размер, параметры шероховатости, приведенные
в табл. 60, следует уменьшать.
Во всех случаях необходимо рекомендации табл. 60 соотносить
с характеристиками обрабатываемости материала изделия.
В современных условиях организации производства конструкция
деталей должна отвечать требованиям обработки на станках с ЧПУ
и с применением роботов, обработки в непрерывном автоматическом
режиме, обработки заготовок с применением быстросменных групповых
наладок, а также изготовления в условиях гибкого автоматизирован-
ного производства (ГАП). В этом случае критериями технологичности
могут выступать технические параметры средств технологического
оснащения (назначение, тип зажима, точность обработки, шерохова-
тость обрабатываемых поверхностей и др.), а также форма организации
обработки резанием.
Например, габаритные размеры деталей и точность их обработки
следует ограничивать возможностями станков с ЧПУ и станочного
робота.
Современные участки ГАП обработки .резанием оснащаются
робототехническими комплексами (РТК), состоящими, как правило,
из токарного станка, станочного робота, приемно-передающего устрой-
ства, транспортирующего тару из зоны действия транспортной ма-
гистрали в зону действия робота. Эрготические возможности РТК
определяются его моделью, системой ЧПУ станка и компоновкой робота.
При конструировании детали необходимо учитывать технические
характеристики (параметры) средств технологического оснащения по
их основным параметрам. Для станков с ЧПУ к таким параметрам мо-
Сварные соединения
235
гу'з быль отнесены следующие: тип зажима заготовки; диапазоны длин
и Диаметров обрабатываемых заготовок; возможность обработки в цен-
трах; точность обработки; размеры наружных и внутренних поверх-
ностей; допуски на радиальное и торцовое биение; отклонения от соос-
ности; параметры шероховатости обрабатываемых ^поверхностей; сисле
маЧПУ; вид интерполяции; число устанавливаемых инструментов; сисле-
ма отсчета; число управляемых координат, в том числе одновременно.
Нанесение размеров на чертежах. В целях облегчения подготовки
управляющей программы для станков с ЧПУ простановка размеров
на чертежах детали должна удовлетворять требованиям программиро-
вания и исключать необходимость их пересчета при подготовке про-
граммы. Простановка размеров должна производиться в прямоугольной
системе координат от единой конструктивной базы делали Направление
координатных осей детали по возможности должно совпадать с осями
координатной системы станка. Не допускаются указания об обработке
детали резанием по размерам сопряженной с ней детали или по сбороч-
ному чертежу. Симметричные детали (левые и правые, верхние и ниж-
ние и др.) следует выполнять по возможности без нарушения симме-
трии по форме и расположению обрабатываемых поверхностей. Это
упрощает составление программ обработки их на станках с ЧПУ.
Форма и конструктивные элементы детали. Необходимо упрощать
геометрическое очертание детали и типизировать ее основные повторя-
ющиеся конструктивные элементы. При проектировании поверхности
детали необходимо исходить из того, что управляющая программа
должна соответствовать контурной системе с линейно-круговым интер-
полятором, где нет необходимости дополнительного математического
описания поверхности.
Поверхности захвата. В конструкции детали необходимо предусма-
тривать возможность захвата ее роботом для установки на станок и
снятия с него. Форма поверхности захвата должна соответствовать
используемым типам захватов. Расположение поверхности захвата
должно обеспечивать доступность захвата детали и извлечения ее из
ориентированной тары (кассеты, палеты или призмы). Поверхность
захвата должна обладать достаточной жесткостью, предотвращающей
появление в детали остаточных деформаций после захвата ее роботом.
Необходимо также учитывать ограниченный диапазон хода механи-
ческих захватов. Точку приложения захватов следует выбирать в за-
висимости от конфигурации и массы заготовки так, чтобы центр тяжести
заготовки был расположен как можно ближе к захватам.
Глава 6
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ СОЕДИНЕНИЯ
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
При проектировании новых сварных конструкций необходимо
стремиться к тому, чтобы они были по возможности конструктивно
технологически подобны ранее освоенным конструкциям. В этом случае
для их изготовления, как правило, не требуется создания нового техно-
логического оборудования и разработки новых технологических про-
цессов. Следует отметить, что конструктивно подобные соединения не
236
Технологичность конструкции соединения
всегда могут быть технологически подобными. Например, несмотря
на то что полусферические днища резервуаров геометрически подобны',
они могут отличаться радиусами кривизны, поэтому для их изготовления
(штамповка, сборка, сварка) требуется различное технологическое
оборудование.
Для повышения уровня технологичности сварной конструкции
изделия необходимо при ее проектировании предусматривать макси-
мально возможный объем механизации технологических процессов
(сварки, контроля качества сварных соединений, испытаний на проч-
ность и герметичность и т. п.). Для этого конструкция сварного изделия
должна позволять применение современных средств механизации техно-
логических процессов.
Важное значение имеет правильный выбор способов обработки
деталей под сварку и их сварки, методов контроля качества сварных
соединений, соблюдение требований к точности изготовления, проч-
ности и герметичности сварных соединений, предопределяющих их
надежность и долговечность.
Выбор материалов. При выборе материалов для сварных конструк-
ций необходимо учитывать влияние химического состава на их поведение
при сварке, возможность их соединения тем или иным способом сварки.
Например, для соединения элементов из низкоуглеродистой марте-
новской спокойной стали может быть успешно применен любой из
существующих способов сварки, однако наиболее рациональным будет
наименее трудоемкий и более экономичный способ. Соединение элементов
из сплава алюминия типа АМгб может быть получено контактной,
аргонодуговой (плавящимся и неплавящимся электродами), атомно-
водородной и газовой сваркой. Для соединений ответственного назначе-
ния с высокими требованиями к герметичности способом сварки явля-
ется аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Контактная
сварка (точечная или шовная) может быть применена только при невы-
соких требованиях к герметичности соединений и при толщине металла
до 4 мм (суммарная толщина двух свариваемых листов не более 8 мм).
При сварке некоторых низколегированных сталей повышенной
прочности высокие прочностные характеристики сварного соединения
могут быть достигнуты только при последующей термической обработке
сварного соединения (нормализация, закалка и последующий отпуск
до заданной прочности).
Сварка тантала, ниобия, молибдена, вольфрама возможна в ней-
тральной среде или вакууме. Сварку элементов из ниобия лучше про-
изводить на электронно-лучевой установке или аргонодуговым способом
в камере с контролируемой атмосферой. Сварка молибдена и вольфрама
возможна только в вакууме, при этом лучшей свариваемостью обладает
молибден.
Свариваемость сталей перлитного класса. Качество сварных соеди-
нений сталей перлитного класса зависит от их химического состава
и в первую очередь от процентного содержания в их составе углерода.
Приближенно свариваемость стали перлитного класса может быть
оценена по эквиваленту углерода (массовые доли), который определяют
из следующего выражения, %:
п п , Мп , Ni , Cr + Mo + V + B
10	1
Сварные соединения
237
где символ каждого элемента означает его процентное содержание
в стали.
Чем выше эквивалент углерода, тем труднее технологически осу-
ществить сварку данной стали.
Классификация сталей перлитного класса по свариваемости при-
ведена в табл, 1.
1 Классификация сталей перлитного класса по свариваемости
Сэ, %	Группа сваривае- мости	Характеристика и условия свариваемости
До 0,27	I	Хорошая, без предварительного подогрева
0,28—0,39	И	При толщине металла до 20 мм необходим подогрев до 100—120 °C; свыше 20 мм — до 120—150 °С
0,4—0,5	III	Необходим предварительный подогрев до 200— 300 °C; при многослойной сварке температура предыдущего слоя должна быть не ниже 200— 300 °C
0,51 — 0,66	IV	Затруднена
Св. 0,66	V	Неудовлетворительн а я
Примечание. В отдельных случаях оптимальные условия сварки
необходимо определять экспериментально.
Свариваемость коррозионно-стойких сталей (табл 2) Большая
группа сталей ферритного, мартенситного и аустенитного классов,
а также некоторых переходных классов объединена в группу корро-
зионно-стойких сталей, куда входят не только стали с высокой корро-
зионной стойкостью, но и жаропрочные и жаростойкие стали.
Свариваемость титана и его сплавов. Сплавы титана обладают
удовлетворительной свариваемостью. При сварке титана и его сплавов
плавлением необходима тщательная защита сварочной ванны и затвер-
девшего сварного шва от соприкосновения с окружающим воздухом,
что вызывается большой активностью этих материалов по отношению
к кислороду и азоту воздуха. Применяют дуговую сварку в инертном
газе вольфрамовым электродом и контактную сварку сопротивлением.
Возможна также дуговая сварка под флюсом, конденсаторная сварка,
сварка электронным лучом.
Химический состав и механические свойства основного металла и
сварных соединений некоторых сплавов титана приведены в табл. 3
Свариваемость сплавов алюминия и магния. Механические свойства
некоторых сплавов алюминия, применяемых в сварных конструкциях,
приведены в табл. 4. Кроме указанных в табл. 4 сплавов алюминия
в промышленности используются так называемые термически упрочняе-
238
Технологичность конструкции соединения
2. Свариваемость и область применения коррозионно-стойких сталей
Класс стали	Область применения	Свариваемость, способ сварки
Мартенсит-	Трубы, работающие при	Удовлетворительная. Аргоно-
ный	температуре до 600—650 °C, задвижки и опоры котлов, внутренние элементы неф- теперерабатывающей аппа- ратуры, крекинговые тру- бы, колонны	дуговая сварка; перед сваркой стабилизирующий отжиг, после сварки отжиг при 820 °C или отпуск при 730—760 °C с мед- ленным охлаждением
Мартенсит-	Лопатки турбин, работа-	Удовлетворительная. Аргоно-
но-феррит-	ющие при температуре до	дуговая сварка с предваритель-
ный	550 °C, роторы, диски, бол- ты для газовых турбин, работающие при 550— 580 °C	ным подогревом до 200—300 °C, после сварки отжиг (720—780 °C)
Ферритный	Оборудование химических заводов	(адсорбционные башни,	теплообменники, трубопроводы) и пищевой промышленности	Удовлетворительная. Аргоно- дуговая сварка с подогревом 200 °C. После сварки отжиг (720—780 °C) с последующим бы- стрым охлаждением
Аустенитно-	Детали, работающие в аг-	Удовлетворительная. Аргоно-
ферритный	рессивных средах (раство- рах органических и фос- форных кислот; средах, содержащих фтористые со- единения, борную кислоту при температурах до 40 °C)	дуговая сварка. Прочность со- единений более высокая, чем соединений из сталей аустенит- ного класса
Аустенита о-	Детали силовых конструк-	Удовлетворительная. Аргоно-
мартенсит-	ций, работающие при тем-	дуговая сварка -с последующей
ный	пературах 450—500 °C, а также изделия, работаю- щие в растворах солей и слабых кислот, клапаны поршневых двигателей	нормализацией (900—975 °C)
Аустенитный	Детали, работающие в аг- рессивных средах, трубы и детали печей с рабочей температурой 500—550 °C	Хорошая. Аргоно-дуговая свар- ка, сварка под флюсом, ручная дуговая и контактная сварка; после сварки термическая обра- ботка (1050—1 150 °C) для пред- упреждения межкристаллитной коррозии в сварных швах
мне сплавы. Эти сплавы обладают наибольшей прочностью после за-
калки и естественного или искусственного старения. Большинство
термически упрочняемых сплавов алюминия относится к ограниченно
свариваемым сплавам (Д16, Д19, Д20) вследствие очень низкой пластич-
ности металла зоны термического влияния (по границе сплавления)
и склонности к образованию трещин при сварке, эти сплавы могут быть
успешно сварены контактной точечной сваркой
Сварные соединения из сплавов магния можно выполнять аргоно-
дуговой, контактной и газовой сваркой. Наиболее распространены арго-
нодуговая сварка вольфрамовым электродом и контактная сварка.
Свариваемость меди и ее сплавов. Медь и многие ее сплавы поддаются
сварке плавлением с использованием газовой сварки, дуговой сварки
угольной дугой, аргонодуговой сварки вольфрамовым или плавящимся
электродом, электронно-лучевой сварки. При газовой и дуговой сварке
угольной дугой используют специальные флюсы.
Сварные соединения
239
3. Химический состав и механические свойства некоторых
сплавов титана
Марка сплава	Химический состав, %					ов, Mild	6, %
	Мп	1 Мо	1 Сг	AI	|	V		
ВТЗ—1	—	2 — 3	0,8 — 2,3	5,5—7,0	—	950—1200	10—16
ВТ5	—	—	—	4,3—6,2		700—950	12—25
ВТ6 **	—	—	—	5,3—8,0	3,5— 5,0	900—1200 *	10—15 *
ОТ4-0	0,8 — 0,2	—	—	3,5—5,0	—	700 — 900	12 — 20
* После старения.
* Термически упрочняемые сплавы.
4. Механические свойства некоторых сплавов алюминия
Сплав	Отожженный сплав			Горячекатаные листы		
	Ов, МПа	от, МПа	б, %	ав, МПа	ат, МП и	о, %
АМц	100—150	50	20	110		13
АМг	230		16	180		7
АМгЗ	2 00	100	15	190	80	15
АМг5	280	150	15	280	130	15
АМгб	320	160	15	320	160	12
Трудность сварки меди и ее сплавов обусловлена высокой тепло-
проводностью этих материалов, высокой активностью жидкой меди по
отношению к кислороду, а также высокой растворимостью в ней водо-
рода.
Основные дефекты сварных швов при сварке сплавов меди плавле-
нием — поры, горячие трещины, включения окислов.
Свариваемость тугоплавких металлов и сплавов. К тугоплавким
металлам относят вольфрам, тантал, молибден, ниобий и др.
Тугоплавкие металлы сваривают в основном на электронно-лучевых
установках в камерах с разрежением порядка 1,3* 10~4 Па. Некоторые
металлы (ниобий, тантал) успешно соединяют аргонодуговой, контакт-
ной и конденсаторной сваркой. Тонкие листы молибдена могут быть
сварены контактной точечной сваркой через тонкую прослойку из
ниобия.
Свариваемость разнородных материалов. Возможность образования
металлической связи между частицами соединяемых сваркой металлов
и сплавов определяется в первую очередь строением их атомов, типами
и параметрами их кристаллических решеток, а также другими факто-
рами, обусловливающими сродство материалов, Наиболее легко сварные
240
Технологичность конструкции соединения
соединения образуют металлы и сплавы, в состав которых входят эле-
менты, обладающие неограниченной взаимной растворимостью как
в жидком, так и в твердом состояниях.
Неограниченной растворимостью обладают следующие сочетания
металлов:
железо—никель, железо—ванадий (выше 1234 °C), железо—хром
(выше 920 °C), у-железо—[3-кобальт;
никель—вольфрам, никель—у-марганец, никель—медь, никель—
кобальт;
хром—молибден, хром—р-титан — выше 1350 °C, хром—ванадий,
хром—вольфрам;
у-марганец—медь, у-марганец—р-кобальт;
титан—цирконий, р-титан—вольфрам, Р-титан—ванадий, р-ти-
тан—тантал, р-титан—ниобий, Р-титан—молибден;
ниобий—молибден, ниобий—тантал, ниобий—вольфрам;
молибден—тантал, молибден—вольфрам;
вольфрам—тантал.
Ограничения в выборе способов сварки этих металлов и сплавов
определяются в основном такими свойствами этих материалов, как их
активность по отношению к атмосферным газам, высокая температура
плавления, низкие пластические свойства при температурах образования
сварного соединения, а также склонность к понижению пластичности
вследствие собирательной рекристаллизации (роста зерна).
При сварке разнородных материалов необходимо учитывать, что
разность температурных коэффициентов объемного расширения соеди-
няемых материалов более чем на 20 % может явиться причиной образо-
вания трещин на границе соединения. Сварные соединения из разнород-
ных металлов, имеющих не близкие по значениям коэффициенты объем-
ного расширения, не могут быть применены в изделиях, предназначен-
ных для работы в условиях термоцикличности.
Сваркой плавлением удается соединить следующие сочетания ста-
лей и сплавов:
коррозионно-стойкие стали аустенитного класса с низкоуглероди-
стыми, углеродистыми и теплоустойчивыми легированными сталями;
низкоуглеродистые и углеродистые стали с серым чугуном;
свариваемые сплавы алюминия с технически чистым алюминием;
сплав ковар с коррозионно-стойкой сталью аустенитного класса
типа 12Х18Н10Т (электронно-лучевая сварка деталей малой тол-
щины);
никель с коррозионно-стойкими и углеродистыми сталями;
сплавы на основе никеля с коррозионно-стойкими сталями аусте-
нитного класса;
ниобий с танталом (электронно-лучевая сварка);
армко-железо с никелем;
ванадий с коррозионно-стойкой и углеродистой сталью.
Для успешного соединения разнородных материалов часто прибе-
гают к применению промежуточных прокладок или покрытий сваривае-
мых материалов металлами, обладающих неограниченной взаимной
растворимостью с каждым из соединяемых материалов. Например,
соединение титана с коррозионно-стойкой или углеродистой сталью
можно осуществить через прокладку (или покрытие) ванадия или через
две прокладки (или двустороннее покрытие) из тантала (со стороны
Сварные соединения
241
титана) и никеля (со стороны стали). Медные сплавы с титаном можно
। соединить через тантал.
Некоторые разнородные материалы, которые не могут быть соеди-
нены сваркой плавлением, удается соединить точечной контактной свар-
кой давлением, конденсаторной, точечной контактной сваркой, ультра-
звуковой сваркой, диффузионной сваркой в вакууме, сваркой трением,
а также пайкой.
На практике получил применение способ изготовления сварно-
паяных конструкций, где наряду со сваркой применяют пайку в опре-
деленной последовательности.
Сварочные материалы. К сварочным материалам относят присадоч-
ную и электродную проволоку, флюсы, электроды для ручной сварки,
горючие газы, защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и др.),
припои.
В соответствии с ГОСТ 2246—70 для сварки сталей плавлением
применяют электродную проволоку 56 марок диаметром 0,3—12 мм.
Типы электродов для ручной дуговой сварки предусмотрены
ГОСТ 9467—75.
Для сварки жаростойких высоколегированных сталей, предназна-
ченных для работы при высоких температурах, применяют специальные
электроды следующих марок: Э-05Х2М; Э-10Х1М1НФБ; Э-09МХ;
Э-10Х5МФ и др.
Для сварки коррозионно-стойких сталей, предназначенных для
изготовления изделий, работающих в агрессивных средах, применяют
электроды следующих марок: Э-12Х13; Э-10Х17Т; Э-10Х16Н4Б;
Э-06Х22Н9 и др.
Выбор видов и способов сварки. Все методы сварки по своему физи-
ческому характеру подразделяют на две группы: сварка плавлением и
сварка с применением давления.
При сварке плавлением механизм образования сварного соединения
состоит в оплавлении кромок свариваемых деталей с одновременным
расплавлением электродного или присадочного металла, взаимной диф-
фузии соединяемых металлов и образовании после затвердения расплав-
ленного металла сварного соединения. Сварку плавлением можно про-
изводить как с применением, так и без применения присадочного ме-
талла.
При сварке с применением давления основной металл, как правило,
не доводят до плавления, а нагревают до температуры его размягчения.
Последующее контактное давление приводит к глубокому пластическому
деформированию и к взаимной диффузии соединяемых металлов, в ре-
зультате чего возникает сварное соединение. При холодной сварке
давлением свариваемые металлы не нагревают совсем или нагревают
до температуры, существенно не влияющей на пластические свойства
свариваемых металлов. Холодная сварка имеет ограниченное распро-
странение и служит для соединения таких высокопластичных металлов,
как алюминий, медь, свинец.
В процессе всего термического цикла сварки в металле шва и в основ-
ном металле, примыкающем к шву (зоне термического влияния), проте-
кают следующие процессы, обусловливающие конечные свойства свар-
ного соединения и влияющие на его качество:
металлургические процессы в жидком металле сварочной ванны
(диффузия, дегазация, взаимодействие с окружающей средой, растворе-
242
Технологичность конструкции соединения
ние избыточных фаз и примесей, разбавление присадочного металла
основным и т. д.);
процессы в затвердевающем металле сварочной ванны (кристалли-
зация; выделение избыточных фаз, растворимость которых резко умень-
шается при переходе металла из жидкого состояния в твердое; диффу-
зионные процессы, сегрегация примесей и легирующих элементов,
образование карбидов и т. д.);
структурные и фазовые превращения в отвердевшем металле шва
и околошовной зоне (образование нестабильных структур, старение
и т. д.);
усадочные явления и образование сварочных напряжений.
При проектировании толстостенных конструкций следует учиты-
вать возможность их сварки электрошлаковым способом как наиболее
экономичным для стальных конструкций большой толщины.
Контактная сварка наиболее производительна, однако ее примене-
ние ограничивается геометрическими размерами конструкции и толщи-
ной металла. Следующей по производительности является дуговая
сварка. Ее особенностью является широкая возможность автоматизации
процесса сварки.
Типы и конструктивные формы сварных соединений. Выбор типа
сварных соединений и формы сварных конструкций оказывает сущест-
венное влияние на технологичность сварного изделия. Типы сварных
соединений из листовой стали и подготовка кромок под дуговую сварку
показаны на рис. 1, 2.
Рис. 1. Типы сварных соединений листовых деталей
Для дуговой сварки плавлением наиболее рациональным является
стыковое соединение. При всех видах нагрузок такое соединение обла-
дает наибольшей экономичностью и работоспособностью Технологич-
ность конструкции стыкового соединения обусловлена геометрией кро-
мок, зависящей от толщины металла и способа сварки. Нерациональная
подготовка кромок может быть причиной ухудшения качества сварного
соединения.
Конструктивные элементы стыкового соединения при контактной
сварке. При контактной стыковой сварке без оплавления кромок торцы
свариваемых деталей должны плотно прилегать друг к другу и иметь
равные сечения, для чего необходима их тщательная пригонка и точная
установка в сварочной машине. Контактную сварку обычно применяют
для соединения деталей небольших сечений (прутки диаметром до
15 мм), так как с увеличением сечения свариваемых деталей трудно
обеспечить плотное и равномерное прилегание их торцов.
Контактной сваркой давлением можно получить стыковые Т-образ-
ные соединения деталей разных сечений. На стыковых или точечных
машинах практически трудно получить провар по всему сечению стыка,
Сварные соединения
243
поэтому для изделий, подвергаемых динамическим, вибрационным и
повторяющимся нагрузкам Т-образное сечение не рекомендуется. Такие
соединения применяют для крепления на листах шпилек, платиков
и т. п.
Стыковую сварку плавлением применяют значительно чаще, так
как она не требует точной механической обработки и пригонки торцов
стержней, а качество сварных соединений по сравнению со стыковой
сваркой давлением выше. При сварке плавлением необходимо, чтобы
свариваемые детали вблизи стыка имели одинаковые или близкие по
3t


Рис. 2. Соединения деталей:
а — трубопроводов с листовыми деталями; б — трубопроводов; в — врезка
труб в днища
о
форме и размерам сечения. Отклонение от соосности деталей не должно
превышать 15 % при сварке цилиндрических стержней и труб и 10 % —
при сварке стержней прямоугольного сечения.
При проектировании деталей для контактной стыковой сварки
необходимо, чтобы форма и размеры деталей обеспечивали необходимую
по величине контактную поверхность деталей в зажимах машины и тре-
буемый вылет электродов из зажимов. Эти параметры зависят от разме-
ров сечения деталей, от материала и конструктивных особенностей
сварочной машины.
Типы соединений при контактной тачечной и шовной сварке. Для
контактной точечной и шовной сварки, как правило, применяют нахле-
сточное соединение. Качество и надежность сварных соединений зависят
от рационального выбора параметров сварной точки (ширины ролико-
244
Технологичность кочстпикции соединения
вого швал расстояния между точками (шага) и расстояния от центра
точки до кромки листа
Схемы сварки и примеры конструктивных форм соединений при
точечной и шовной сварке приведены на рис. 3, 4. Шовную и точечную
сварку применяют обычно для изготовления тонколистовых сварных
конструкций из низкоуглеродистой, углеродистой, низколегированной
и коррозионно-стойкой стали, а также из сплавов алюминия, магния,
титана.
Точечную сварку наиболее удобно применять при соединении
открытых плоских или слегка изогнутых панелей, обечаек и трубчатых
конструкций диаметром не менее 400 мм. Располагать сварные точки
на поверхности деталей из легких сплавов с радиусом кривизны менее
10 мм не рекомендуется.
Рис. 3. Схемы сварки коробчатых конструкций:
а — внутренняя сварка: б — наружная сварка по отбортовке кромок
При проектировании сварных соединений труб следует учитывать
возможности сварочной машины. Возможности сварки изделий на кон-
тактных шовных и точечных сварочных машинах ограничены техниче-
скими данными машины: полезным вылетом сварочных консолей, их
высотой от пола, расстоянием между верхней и нижней консолями и
т. д. Нижняя консоль сварочных машин съемная. Поэтому технологи-
ческие возможности сварочного оборудования можно расширить уста-
новкой специальной консоли или фигурных (изогнутых) электродов.
Обычно универсальные стандартные сварочные машины имеют
полезный вылет консолей до 1 м. На точечных и роликовых машинах
с расположением осей роликов перпендикулярно к станине машины
можно еваривать плоские элементы неограниченной длины шириной не
более размера двойного вылета консоли.
Конструкция изделия должна допускать возможность применения
наиболее рациональной последовательности сварки, сводящей к мини-
муму образование сварочных деформаций (обратноступенчатый метод
сварки, симметричное наложение швов и т. д.). Для снижения сварочных
деформаций свариваемые детали должны плотно прилегать друг к другу..
Соотношение толщин свариваемых деталей рекомендуется задавать,
не более 3:1. Фигурные электроды повышают технологические возмож-
ности точечной машины.
Сварные соединения
245
в)
Рис. 4. Схема сварки
труднодоступных мест:
а — специальными элек-
тродами; б — скошен-
ными электродами; в —
дополнительным вынос-
ным электродом
б)
Число сварных точек в конструкции должно быть по возможности
минимальным.
Если наряду с точечной сваркой применяют клепку, то заклепки
рекомендуется ставить в начале и конце шва, в местах пересечения про-
дольных и поперечных соединений; через каждые 400—500 мм при
длинных швах; в пакетах, где число свариваемых деталей три и более;
в сое ди нениях, где толщина одной из деталей превышает толщину другой
более чем в 2 раза. Установка заклепок в сварных узлах предотвращает
возможность вырыва точек при правке деталей из легких сплавов и
может служить также креплением для сборки узла под сварку.
Основные недостатки контактной точечной и роликовой сварки
следующие: сложность сварочного оборудования и его высокая стои-
мость; сварка сложных узлов и сварка при монтажных работах невоз-
можны. Этот недостаток устраняют применением дуговой точечной
сварки в защитных газах плавящимся или неплавящимся элек-
тродом.
Технологичность сварных конструкций по видам сварки. Кон-
тактная сварка. Соединения точечной сваркой разнородных материалов
с помощью технологических проставок показаны на рис. 5. На рис. 6
приведена схема точечного сварного соединения с герметизацией пастой.
В этом случае детали сваривают через узкую полоску металла. После
сварки между деталями остается зазор, который заполняют герметизи-
рующей пастой.
246
Технологичность конструкции соединения
Дуговая сварка. Соединения, показанные на рис. /, применяют для
обеспечения герметичности сварных соединений только в том случае,
когда они не несут больших нагрузок.
Рис. 5. Соединения точечной сваркой разнородных или несваривающихся
материалов с помощью проставок
Рис. (>. Точечное сварное
соединение с герметизацией
пастой:
1 — проставка; 2 — уплотни-
тельная паста
Рис. 7. Соединения сталь-
ных деталей с помощью дуго-
вой сварки
На рис. 8 показаны узлы элементов конструкций балок и ферм,
подвергаемых в процессе эксплуатации знакопеременным часто повто-
ряющимся нагрузкам.
При дуговой сварке Т-образных соединений из тонколистового
металла оптимальное расстояние от кромки полки до стенки стойки при
Рис. 8. Узлы мостовых конструкций
Сварные соединения
247
толщине листов более 3 мм должно быть на 3—5 мм больше катета угло-
вого шва во избежание оплавления кромок полки; при толщине листов
менее 3 мм — не менее 20—25 мм. В тех случаях, когда необходимо
соединить лист толщиной менее 3 мм с листом большей толщины, следует
применять нахлесточное соединение.
Рационально
Рис. 9. Сварка усилительных пакетов листов для тяжело нагруженных балок
Для увеличения жесткости сварных балок усиливающий пояс
балки целесообразно изготовлять из толстых полос со скосом (рис. 9);
применять усиливающие пояса из пакетов листов одинаковой толщины
не рекомендуется. Для обеспечения плотного прилегания полос к пол-
кам балок следует применять дополнительные пробочные и прорезные
соединения (рис. 10)
Рационально
Нерационально
х\\\\\\\\\\\\^3

Рис. 10. Способы расположения усилений
При изготовлении сварных балок с накладками целесообразно
применять типы соединений, показанные на рис. 11, а, если толщина
накладок превышает 6 мм (двусторонняя сварка); при меньшей толщине
следует применять одностороннюю сварку.
Втулки опорных подшипников, воспринимающих значительные
нагрузки, целесообразно соединять по схемам, показанным на
рис. И, б.
При соединении труб, втулок и бобышек с цилиндрическими или
сферическими поверхностями торцы бобышек, труб и втулок должны
быть обработаны по форме сопрягаемой поверхности (рис. 11, в). На
прямоугольных бобышках следует сделать фаски в направлении,
совпадающем с осью цилиндра. При соединении труб под углом их
сопрягаемые торцы следует обрабатывать под тем же углом в соответ-
ствии с сопрягаемой поверхностью, не допуская утонения стенок эле-
248
Технологичность конструкции соединения
ментов. Соединение фланцев, фитингов и усилительных ребер на трубах
следует производить в соответствии с рис. 11, г.
Сварку окончательно обработанных деталей можно применять
только в исключительных случаях при толщине деталей более 20 мм,
когда последующая механическая обработка невозможна. При сварке
Рис. 11. Схемы усилений конструкций:
а — врезное усиление с одно и двусторонней сваркой для балок; б — врезное
усиление для оконных подшипников; в — сопряжение усилений при сварке
круглых поверхностей с прямолинейными и скругленными деталями; г —•
конструктивное оформление усилений трубопроводов
конструкций из листов малой толщины, при соединении ребер жесткости,
при изготовлении тавровых или двутавровых балок целесообразно при-
менять сварку прерывистыми швами. Такая схема сварки может быть
применена в том случае, если к сварным соединениям не предъявляют
требований герметичности и высокой прочности. Длина прерывистого
шва должна составлять 10—20 толщин металла, но не менее 20 мм.
Расстояние между прерывистыми швами должно быть не менее 0,5 длины
прерывистого шва. Прерывистые швы могут быть как односторонние,
так и двусторонние.
Сварные соединения
249
В тяжелом машиностроении и судостроении широко применяют
сварно-литые, сварно-штампованные и сварно-кованые конструкции.
Это снижает расходы на изготовление поковок, отливок, штамповок.
На рис, 12 показаны сварно-литой ахтерштевень корабля и сварно-
штампованный зубчатый сектор, при изготовлении которых применяли
электрошлаковую сварку.
При сварке сплавов алюминия и магния наиболее рационально
стыковое соединение. Ввиду особых свойств сплавов алюминия и
магния сваривать листы стыковой сваркой следует на удаляемой под-
кладке, изготовленной из меди или коррозионно-стойкой стали. При
Рис. 12. Литые и штампованные конструкции, соединяемые сваркой:
а — сварно-литая конструкция; б — сварно-штампованная конструкция
стыковой сварке листов из сплавов алюминия толщиной до 6 МхМ при-
меняют однопроходную аргонодуговую сварку вольфрамовым электро-
дом на удаляемой подкладке, имеющей канавку для формирования
обратного валика. При толщине 7—10 мм применяют однопроходную
аргонодуговую сварку неплавящимся электродом высокоамперной
дугой или трехфазной дугой, Во всех перечисленных случаях разделка
кромок не обязательна.
При аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом листов из
сплавов алюминия толщиной свыше 6 мм необходима односторонняя
V-образная разделка кромок (угол разделки 70°).
Для обеспечения заданного качества сварного соединения необхо-
димо не только правильно выбрать вид и способ сварки, но и правильно
подготовить кромки свариваемых элементов, а также выбрать наиболее
рациональную схему соединения элементов (табл. 5—8).
Обеспечение технологичности сварной конструкции. Технологич-
ность сварной конструкции обеспечивается прежде всего выбором
рациональной схемы конструкции. Под этим подразумевают не только
определение взаимного расположения узлов, но и конструктивное
5. Швы стыковых соединений
Подготовка кромок
Выполненный шов
С отбортовкой
Односторонние
Без скоса кромок
Двусторонние

Односторонние
сл
	Обозначение	Размеры, мм			
		‘=St	h	d	b
	С1	1 — 2	—	0+1	2s-f-3
		3	—	о+1,8	2s4-3
	С7	S=Sj	а	b	h
		3—3,5	, +0» 5 1-0» 5	<8 zt	0+«
		4—4,5	1.518:1		0+’
		5—5,5			
		6	211:8	9±4	
		7			
		8			
	С2	1	0,5 Ito, 5	5dz2	C+l»5
		1,5			
		2	1 ± 1,0	6d=2	
Технологичность конструкции соединения
Односторонние
с подкладкой

С4
Односторонние
с подкладкой
СЮ
	2,5	2+3	9±4	0+2.3 0+8
	3 — 3,5			
	4—6	о 4-2,0 2-0.5		
	S	ь	h	s2
	3—7	s+ 12	0+8	14-1,0
	8—11	$4- 14	0+4	2iJ
	12—17	4-16	0+*	til
	18—26	s4- 19		
Сварные соединения
Подготовка кромок
Выполненный шов
К-образные с двумя скосами одной кромки
			Двусторонние симметричные
			
			
			Односторонние несимметричные
4 2±2~	И1 \Ч5±5°		гГ6 |т
Х-образные с двумя сг осами двух кромок
4515°
Двусторонние
симметричные
ND
Продолжение табл. 5
	Обозначение	Размеры, мм			
	С15	S	b	h	
		12—15	$4-4	0+8	
		16—23	$4“ 2	0+4	
		24—33	$		
		34 — 40	S—2		
	С39	S	h		
		12—15	о+?		
		16—23	о+*		
		24 — 33			
		34 — 40			
		Размеры bt, Ъ, у ориентировочные			
	С25	S	ъ	h	
		12—17	$4-3	( + 2	
		18—29	s4-1	c+*	
		30 — 41	s—3		
		42	}	8	0+3	
		51 — 60	s—11		
Технологичность конструкции соединения
NO
45 ±5° ♦ II 1 \45±5°	Двусторонние несимметричн ые		С27	Размеры в мм			
				S		h	
		. ъ		12—17		0 + 2	
				18—25		0+4	
		1 2>	<4		26 — 41			
				42 — 60		0 + 8	
V-образные со ск 45±5°	осом двух кромок Двусторонние		С21	S	b	h	S1
				3—8	s+ 1 1	0+2	1 ± 1,0
1	( <о	Эдносторонние	С17	9—14	£+13	0 + 4	n + 1 2-2
45 ±5° 03 i	1/3 1	Односторонние с подкладкой		С18	15 — 21 22—26	f+15 Ч-г		
Примечание. В таблице даны в качестве примера наиболее употребляемые диапазоны толщин листов.
Сварные соединения
6. Швы угловых соединений
Подготовка кромок
Выполненный шов
Обозн ачение
Без скоса кромок
Односторонние
впритык
Размеры, мм		
r=s1	а	b
1 — 2	0+1	5-7
2.5	0+0.2	8
S	Я-	Ъ		h
2—2,5	2—8	6±2	3	0+
3 — 4,5		8±3		0+8
5 — 6			10±4		0+3
7—8		12± 4		
Размер Kt ориентировочный
s	si	t	h
1 — 2,5	2-6	6=fc3	0+
3-5		8d=4	0+s
6		1 0±4	0+s
Технологичность конструкции соединения
Продолжение табл. 6
Подготовка кромок Выполненный шов
Без скоса кромок
„	. S
При I =	- 4-5
Двусторонние
Обозначение	Размеры, мм			
У5	S	S,	К	
	2—30	2 — 30	0,5s—Sj	3
	Размер	ориентировочный			
У 4	S	si	К	Л,
	1 — 30	2—30	0,5s—s.		3
	Размер Ki ориентировочный			
Швы с двумя скосами одной кромки, двусторонние (с ручной подваркой)
"	Обозначение на чертежах:
Видимый шов
Ар-У8 и Пр-У8
Подготовка кромок
Выполненный шов
Невидимый шог
Арк
АрК
st > 0,5s
s	1	20	|	22	1	24	|	26	|	28	|	1 32 |	34	|	36	I	38	| 40
f	1	7±1	1	8±1		1	10±l	1		12 =t 1	
И	1	3±2	I	4=t2		1		5=t2			
b	1	20±3	1	25±4		1	30±4	1		40±4	
Примечание. Конструктивные элементы подготовки кромок и размеры выполненных швов распространяются на
соединения при угле наклона между стенками 60—120°.
Сварные соединения
7. Швы Т-образных соединений
Подготовка
кромок
Выполненный шов
Без скоса кромок

I
Односторонние

	Обозначение	Размеры, мм				
		<(	Sj	1 к	1	t
—	ТЗ	2—2,5	>s	3	20	40—79
		3 — 4,5		3	40	80—99
		5—6		4		
		7 — 9		5		
		10—30		6 — 8	60	100—200
	Т1	Допускаемые отклонения по размеру катета К при отсутствии зазора Д-2 мм При наличии зазора размер катета принимают кНОм "Ь зазоР + 2 мм. Размеры /С, /, t относятся				
NJ
СП
Технологичность конструкции соединения
П/р Д» Амирова
Одностор-лние прерывистые
ft нерасчетным швам
В случае расчетных швов размеры К, Z, t устанавли-
вают при проектировании
Швы без скоса кромок односторонние точечные и двусторонние точечные П-Т6 и П-Т7
Подготовка кромок

Выполненный шов
tiO.1t
S	2	3	4	5
а	o+°>6	o+°>3	o-M	
^min	6	7	8	
^max	7	10		
^min	2			
^max	50	60	70	
d и t выбирают при проектировании
Сварные соединения
Продолжение табл. 7
Швы со скосом одной кромки двусторонние (с ручной подваркой) Ар-Т8 и Пр-Т8
Под 2±1\	8 я м	говка кромок	Выпо; 45±2° \/\J 2±2	1не	нный шов	Обознг видимый А	ачение шов	; на чертежах: невидимый г АрК	* 1	нов 1
				ж			
S	10	12	14	16	18	20	22	24
h	5			6			7	
Ki	6		7	8		о	10	
Швы с двумя скосами одной кромки двусторонние (с ручной сваркой с другой стороны) Ар-Т11 и Пр-Т11
Подготовка кромок
Выполненный шов
Обозначение на чертежах:
видимый шов невидимый шов
Технологичность конструкции соединения
S	.20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	40
f 1	7±1			8±1		Ю±1			12± 1	
h I	6 1	7		8		10			12	
hx	|	3			4		5				
Примечания: 1, Для швов тавровых соединений, выполненных без скоса кромок (Т1 -~-Т5), катет Л шва выби-
рают по большей толщине свариваемых деталей.
2. См. примечание к табл. 6.
3. В случаях аиб (см. эскиз ниже) за катет /С принимают меньший катет вписанного в сечение шва треугольника, а
в случае в — катет вписанного равнобедренного треугольника.
а)	6)	в)
Толщина более тонкого листа, мм	2—3	4 — 30	32—40	42—50
Допустимая наибольшая разность толщин sx—s, мм	1	2	4	6
Если разность толщин листов, стыковых соединений, превышает указанные значения, то на более толстом листе дол-
жен быть сделан скос с одной или с двух сторон листа длиной L = 5 (s< — s) до толщины более тонкого листа согласно
эскизу.
Сварные соединения
4. Допускается смещение одной свариваемой кромки относительно другой не более 0,5 мм для толщин до 4 мм; 1,0 мм —
для толщин 4—10 мм; 10 % — для толщин более 10 мм.
8. Швы нахлесточных соединений
Подготовка кромок	Выполненный шов	Обозначение
Без скоса кромок
Одностороннее
прерывистые
Hl
С круглыми отверстиями
Односторонние


Размеры, мм				
S	St	К	1	а
2 — 5		S 4- 2	> 2 (s + sx)	о-м
6—10				0+
12 — 60				о+<
Размеры 1, t устанавливают при проектировании				
			d	
>2			>2	
Размеры с, о, я, t устанавливают при проектировании				
Технологичность конструкции соединения
Подготовка кромок	Выполненный шов	Обозначение	Размеры, мм.				
			S	S1	К	1	а
С удлиненным отверстием
Односторонние
S	К	т	г
>2	0,8s — s	>2	0,5/п
Размеры s, v, L устанавливают при проектировании
Допускается полное заполнение по  внутреннему кон-
туру отверстий
Сварные соединения
Примечания. 1. При d>30 мм допускается проверка по внутреннему контуру отверстий без полного его запол-
нения (К = 0,8s 4-s); при этом для толщин листа менее 8 мм раззенковка отверстий необязательна; для s = 8 4-16 раззенковку
выполняют на всю толщину; для s > 16 мм раззенковку производят на величину, обеспечивающую провар. Швы можно вы-
полнять со сквозным проплавлением.
2.	См. приложение к табл. 5.
262
Технологичность конструкции соединения
оформление всех ее элементов, распределение металла в элементах,
членение конструкции на агрегаты, блоки, секции, узлы.
Весьма эффективно применение метода блочно-модульного построе-
ния сварных соединений, предназначенных для изготовления сложных
конструкций. В результате удается осуществить комплексное проекти-
рование конструкции изделия с учетом рациональной технологии и
организации производства. Например, разработка схемы блочного и
крупноблочного строительства сварных корпусов кораблей исключает
подетальную стапельную сборку и сварку и позволяет перенести боль-
шой объем сборочно-сварочных работ со стапелей в цеха. Применение
этого метода перспективно также при создании конструкций из алюми-
ниевых сплавов, отличающихся высокой склонностью к деформирова-
нию в процессе сварки.
Важным резервом повышения технологичности является создание
типовых и стандартизованных сварных деталей и узлов. Это позволяет
осуществить массовое механизированное и автоматизированное про-
изводство стандартных сварных конструкций и не только снизить их
стоимость, но и сократить затраты на проектные работы.
При проектировании сварной конструкции необходимо учитывать
следующиё факторы.
1.	Число сварных соединений должно быть по возможности наи-
меньшим, так как прочность сварных соединений, как правило, ниже
прочности основного металла детали.
2.	Для обеспечения равнопрочности сварных соединений и основ-
ного металла и для удаления сварочных напряжений очень часто тре-
буется последующая термическая обработка. Поэтому габариты сварных
узлов должны соответствовать возможности их обработки в термических
печах. В тех случаях, когда последующая термическая обработка не
дает должного эффекта, невозможна или экономически невыгодна, рав-
нопрочность сва{ ных соединений может быть достигнута за счет утолще-
ния кромок элементов конструкции на ширине, не менее зоны термиче-
ского влияния.
3.	Для предотвращения образования чрезмерных сварочных дефор-
маций в конструкции следует стремиться к симметричному расположе-
нию сварных соединений. Режим сварки должен обеспечивать симме-
тричность сечения шва в зоне термического влияния. При сварке тонко-
листовых конструкций нужно обеспечить жесткое закрепление сваривае-
мых элементов вблизи стыка. В некоторых случаях (например, при
изготовлении сварных балок) целесообразно применять предварительный
изгиб деталей перед сваркой с таким расчетом, чтобы после сварки изде-
лие приняло заданную форму.
Сварочные деформации тем больше, чем больше сечение шва. По-
этому при проектировании сварной конструкции необходимо предусма-
тривать минимально возможные сечения швов.
4.	В процессе сварки вследствие усадочных явлений в шве про-
исходит укорочение конструкции и ее искривление.
5.	В местах перекрещивания сварных швов чаще всего возникают
трещины, поэтому таких конструкций следует избегать.
Располагать сварные швы вблизи параллельных угловых швов
элементов жесткости не следует, так как наличие сварочных напряжений
и высокой жесткости соединения может привести к образованию трещин
в сварном соединении.
Паяные соединения
263
6.	В цилиндрических емкостях продольные стыки обечаек не
должны располагаться на одной прямой.
7.	Там, где к сварным швам не предъявляют высоких требований
к прочности и плотности соединений, рекомендуется применять преры-
вистые симметричные швы или электрозаклепочные соединения.
8.	В сварной конструкции не должно быть резких (ступенчатых)
переходов по толщине металла, отклонению от симметричности располо-
жения элементов по толщине; не должно быть резких переходов форм
конструкции (малых радиусов закругления вырезов). В противном
случае возможно разрушение конструкции в результате концентраций
напряжений. Это особенно важно для конструкций, работающих в усло-
виях знакопеременных нагрузок и вибрации. Для такого типа конструк-
ций необходимо предусмотреть плавные переходы от металла шва к ос-
новному металлу.
ПАЯНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Пайка является процессом соединения деталей в твердом состоянии
специальным сплавом — припоем. Припой в жидком состоянии смачи-
вает паяемые поверхности, заполняет капиллярный зазор между ними
и при кристаллизации образует паяный шов. Пайка дает возможность
соединять между собой не только однородные, но и разнородные ме-
таллы, стекло, керамику, графит.
Способы пайки металлов весьма разнообразны и могут применяться
для соединения почти всех углеродистых и легированных сталей,
а также цветных и легких сплавов. Пайка не оказывает существенного
влияния на свойства соединяемых металлов и сплавов.
Одним из главных условий получения качественных паяных соеди-
нений является правильный выбор припоя. Наиболее подходят для
припоя сплавы эвтектического состава, обладающие, помимо понижен-
ной температуры плавления, минимальным интервалом температур
начала и конца плавления, что способствует получению гладкой по-
верхности соединения.
Основные требования к припоям. Припоями называются легко-
плавкие металлы или сплавы, которые применяются для заполнения
зазора между соединяемыми деталями. Температура плавления припоя
должна быть ниже точки плавления наиболее легкоплавкого из соеди-
няемых материалов не менее чем на 50 °C. Припой должен хорошо
смачивать паяемые металлы и заполнять соединительные зазоры, хорошо
сплавляться с соединяемыми материалами и образовывать прочные и
коррозионно-стойкие соединения. Температурные коэффициенты терми-
ческого расширения припоя и паяемого материала должны быть близ-
кими по значениям.
Наиболее рациональными из соображений прочности конструкции
и снижения себестоимости паяных соединений являются припои ПОС 61
и ПОС 10. Вместо этих припоев часто используют припои ПОС 40 и
ПОС 10, поскольку прочностные характеристики для указанных трех
припоев примерно одинаковы, а содержание олова в первых двух на-
много больше, чем в последних. В табл. 9 приведены характеристики
оловянно-свинцовых припоев.
Широко применяются припои на основе серебра, которые по сравне-
нию с оловянно-свинцовыми имеют более высокую температуру плавле-
ния и более высокую прочность.
9. Технические характеристики оловянно-свинцовых припоев
Марка припоя	Температура, °C		СТВ’ МПа	0, %	у, г/см3	Р, Ом- мм2/м	Область применения
	начала плавле- ния	полного расплав- ления					
ПОС 90	183	220	49	40	7,6	0,120	Внутренние швы пищевой посуды и медицинской аппаратуры
ПОС 61	183	190	43	46	8,5	0,139 1	Пайка электро- и радиотехники, при- боров
ПОС 10	268	299	32	44	10,8	0,200	Герметичные швы С
ПОС 40	183	238	38	52	9,3	0,159	Пайка меди, латуни, сталей, оцинко- ванного железа
ПОССу 4—6	244	270	65	15	10,7	0,208	Негерметичные неответственные швы (швы крепления)
Технологичность конструкции соединения
Паяные соединения
265
10. Технические характеристики некоторых серебряных припоев
Марка припоя	Температура, °C		г/см9	Р, мкОм* см	Область наибольшего применения
	начала плавле- ния	полного расплав- ления			
ПСр 72	779	779	10,0	2,1	Пайка медных прово- дов и деталей приборов
ПСр 50	779	860	9,3	2,5	Пайка медных проводов при высоких темпера- турах
ПСр 70	715	770	9,8	4,1	Пайка меди, латуни и сталей
ПСр 65	695	722	9,4	8,6	Пайка сталей, меди, ни* келя и их сплавов
ПСр 45	665	730	9,1	10,7	То же
ПСр 25	740	775	8,7	7,7	»
ПСр 40	590	610	9,25	7,0	Пайка закаленных, кон* струкционных и корро- зионно-стойких сталей
ПСр 37,5	725	810	8,9	37,2	Пайка стальных и мед- ных деталей, работаю- щих при повышенных температурах
ПСр 25Ф	645	72 5	8,3	18,6	Пайка сталей, медных и никелевых сплавов
ПСр 12М	793	830	8,3	7,4	Пайка сталей, меди, бронзы и латуни
ПСр 10	822	850	8,4	7,1	
Основные характеристики серебряных припоев приведены в табл. 10.
Конструкции, паянные серебряными припоями, обладают высокой
прочностью и эксплуатационной надежностью, а процесс пайки, вслед-
ствие сравнительной легкоплавкости этих припоев, является экономич-
ным. Для пайки ответственных конструкций, которые нежелательно
нагревать до высоких температур, экономически целесообразно исполь-
зовать серебряные припои.
Медно-цинковые припои ЛОК 62—0,5—0,4, ЛНМц 68—4—2 для
пайки ответственных конструкций применять нецелесообразно вслед-
ствие низкой пластичности и прочности этих припоев. Из медно-цинко-
вых сплавов для пайки сталей целесообразно применять только латуни
Л62 и ЛОК 59-1-0,3, которые при температуре пайки около 950 °C
обеспечивают высокую прочность паяных соединений. Для пайки кон-
струкционных сталей и инструмента целесообразно применять припой
ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2.
Общие технологические требования к конструкциям паяных соеди-
нений, выбор способов пайки. Прочность паяного соединения в боль-
шой степени зависит от площади соединения и взаимной подгонки соеди-
няемых деталей.
Наиболее распространенным видом соединения является пайка
внахлестку. Швы внахлестку обеспечивают прочное соединение, доста-
266
Технологичность конструкции соединения
точно технологичны и не требуют подгоночных операций, как это
имеет место при пайке встык или вскос. Пайку встык обычно применяют
для деталей, изготовление которых из целого куска металла нерацио-
нально, а также в тех случаях, когда из конструктивных соображений
нежелательно удваивать толщину металла.
Рис. 13. Типовые паяные соединения
Для более плотного прилегания друг к другу соединяемые поверх-
ности перед пайкой подвергают механической обработке. Типовые
паяные соединения показаны на рис. 13.
Качество и прочность пайки в значительной степени зависят от
применяемого припоя. При выборе припоя рекомендуется учитывать
следующие факторы: свойства материалов соединяемых деталей
Паяные соединения
267
11. Механические свойства паяных соединений
Припой	Соединя- емые ма- териалы	Предел прочности, МПа				Ударная вязкость, Дж/см2
		на срез	на отрыв	на разрыв	на кру- чение	
Медь Ml	Сталь 20	200—210	340—180	200—100	220—210	12—30
Латунь Л63	Сталь 20	260—220	360—280	200—100	260—220	12—30
(табл. 11), требуемые параметры шероховатости поверхности и прочности
шва, последующую обработку (например, термическую обработку) и
условия эксплуатации паяного изделия.
Большое влияние на прочность соединения оказывает ширина
зазора, определяемая типом применяемого припоя. При выборе зазоров
необходимо также учитывать термический коэффициент объемного рас-
ширения металлов соединяемых деталей, а также направление распро-
странения нагрева во время пайки. При конструировании деталей под
пайку следует заранее решить вопрос о наиболее рациональном методе
пайки и размещении припоя, в значительной степени влияющих на
качество пайки. Способ нанесения припоя зависит от расположения
соединяемых деталей.
При проектировании деталей для соединения пайкой не рекоменду-
ется делать выточки на соединяемых деталях, а также снимать галтели
и углы в местах соединения, так как это может явиться причиной
неполного пропаивания соединения.
При выборе конструктивной схемы соединения рекомендуется при-
менять рациональные соединения, показанные на рис. 13.
При соединении труб с фланцами высотой до 20 мм необходимо
выполнять посадочный бортик. Для лучшего распределения припоя не
рекомендуется совмещать кромки фланца с кромками трубы; более
целесообразно опускать кромку фланца или кромку трубы (рис. 14).
Для обеспечения высокой герметичности соединения, показанного
на рис. 15, заглушки нужно выполнять с бортиками.
Рис. 14. Паяное соединение труб
с фланцами
Рис. 15. Впаивание заглушки в
отверстие
268
Технологичность конструкции соединения
При выполнении глухих соединений следует делать дренажные
отверстия для выхода воздуха, что обеспечивает лучшее затекание
припоя. Соединение втулки со стержнем следует выполнять путем
установки втулки в специально просверленные в стержне отверстия. При
соединении двух деталей с большой разностью толщин по кромке детали
большей толщины рекомендуется снимать фаску (рис. 16).
Рационально
Нерационально


Рис, 16. Паяное соединение деталей разной толщины
Соединения вскос рекомендуется выполнять, обеспечивая напуск
кромок в зависимости от толщины материала, мм:
Толщина листа
Напуск . . . .
1—1,5
ю
2—3	3,5—5
15	20
5-8
25
При сборке деталей под пайку для плотной посадки соединяемых
деталей, необходимо предусматривать канавки шириной до 0,2 мм и
глубиной 0,3 мм для подведения припоя ко всей поверхности соединения.
При конструировании паяных соединений выбор паяемого металла
производят одновременно с выбором способа пайки и припоя.
При разработке конструкции паяного изделия необходимо стре-
миться к уменьшению числа паяных соединений, располагая их в менее
нагруженных местах.
Припой выбирают в зависимости от физико-химических свойств
паяемого металла, условий прочности соединения, технологии пайки и
специальных требований к жаропрочности, коррозионной стойкости,
электропроводности и др.
Если пайка ступенчатая, то припои и температура пайки должны
быть выбраны так, чтобы при получении последующих швов не про-
изошло расплавления предыдущих.
Выбор припоя для пайки стальных конструкций следует произво-
дить так, чтобы в момент пайки материал изделия не был в напряженном
состоянии во избежание образования трещин в паяемом материале.
В тех случаях, когда после пайки следует процесс сварки необхо-
димо применять припои на никель-хромовой основе.
При конструировании паяных соединений из разнородных металлов
необходимо прежде всего учитывать различие в их температурных коэф-
фициентах линейного расширения, так как при пайке могут образоваться
недопустимые зазоры. Кроме того, следует учитывать, что при пайке
некоторых разнородных металлов невозможно получить пластичные и
прочные паяные соединения. Например, при высокотемпературной
пайке титана с медью и никелем, алюминия с магнием и медью, магния
со сталью невозможно получить качественные паяные соединения без
предварительного нанесения на них покрытий, предохраняющих разно-
родные металлы от активного взаимодействия и, следовательно, от
возникновения в паяемом шве фаз хрупких интерметаллидов. В качестве
покрытия наносят слой такого металла, который легко паяется и обра-
зует прочные связи с покрываемыми конструкционными материалами.
Клееные соединения
269
При проектировании паяного изделия необходимо также выбрать
наиболее эффективные способ и режимы пайки, от которых во многом
зависит качество паяного соединения. Способ пайки определяют, исходя
из требований, предъявляемых к паяному изделию, с учетом состава и
свойств паяемого металла и припоя, характера производства и наличия
на предприятии соответствующего оборудования для пайки.
КЛЕЕНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Особенности клееного соединения. Высокопрочные клеи позво-
ляют надежно соединять между собой детали из металлов, неметалли-
ческих и разнородных материалов. В ряде случаев клееное соединение
металла с неметаллическим материалом является единственно возмож-
ным технологическим решением, обеспечивающим необходимую проч-
ность (клееные соединения металлов с текстолитом, стеклотекстолитом,
дельта-древесин ой, пенопластом и другими неметаллическими мате-
риалами, имеющими широкое применение в различных конструкциях).
Преимущество клееных соединений состоит в том, что они обеспе-
чивают прочные соединения в конструкциях, где используются очень
тонкие листовые материалы. Это позволяет уменьшить массу конструк-
ции, улучшить качество изделия, например, исключить необходимость
сверления отверстий под заклепки и болты и снизить трудоемкость его
в изготовлении. Равномерность распределения напряжения по всей
площади склеивания повышает усталостную прочность конструкции.
Применение трехслойных клееных соединений с сотовым заполнителем
позволяет увеличить прочность конструкции и значительно сократить
число деталей, входящих в нее. Склеенные изделия обладают хорошей
герметичностью и высокой коррозионной стойкостью.
Недостатком клееных соединений считается их относительно невы-
сокая прочность на неравномерный отрыв.
Склеивание металлических деталей и узлов, если оно удовлетворяет
требованиям прочности и эксплуатации, рекомендуется применять,
когда клепка или сварка не дают высокого качества поверхности соеди-
нения и необходимой материалоемкости, когда этот вид соединения
является единственно возможным или технологически более рациональ-
ным.
Выбор рациональных материалов и видов клееных соединений.
Выбор клеевых материалов. Выбор марки клея необходимо увязывать
с конструкцией конкретного узла, требованиями к его прочности,
условиями эксплуатации и технологическими возможностями данного
производства. Клеи должны удовлетворять следующим требованиям:
быть способными образовывать пленку, дающую равномерный по тол-
щине клеевой слой; обеспечивать простоту технологии подготовки по-
верхностей перед склеиванием; иметь низкую температуру полимериза-
ции; не выделять вредных летучих составляющих.
В табл. 12 приведены данные о статической прочности клееных
соединений дуралюмина с другими материалами. Технические данные
клеев приведены в табл. 13.
Выбор конструкционных материалов. При изготовлении клееных
конструкций применяют различные металлические и неметаллические
материалы, такие, как дуралюмцн марок Д16, Д18, Д19, Д20, высоко-
прочный алюминиевый сплав В95 и др.
270
Технологичность конструкции соединения
12. Предел прочности при сдвиге клееных соединений, МПа
Марка клея	Температура, °C					Склеиваемые материалы
	— 60	20	60	100	150	
БФ-2; БФ-4; БФ-6	7,0	20,0	9,5	4,0	1,3	Алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, стали различных марок, пластмассы, органическое стекло, дерево, фибра, кожа, фар- фор, керамика
ВС-10-Т	12,0	13,0			10,0	Алюминий и его сплавы, стали, стеклотекстолит, типа КАСТ, пе- нопласты типа ПС-1
13. Технические характеристики некоторых клеев
Марка клея	Режим клейки			
	Темпера- тура, °C	Давление, МПа	Выдержка, ч	Жизнеспо- собность клея, сут.
БФ-2; БФ-4; БФ-6	140—160	0,5—2,0	1	180
ВС-ЮТ	180±5	0,06—0,2	2	180
Алюминиевые сплавы для клееных конструкций применяют в виде
листов толщиной от 0,3 мм и более; их склеивают с плакирующим слоем
или без него. Сплавы алюминия применяют в конструкциях, склеивае-
мых с подогревом выше 160 °C только в искусственно состаренном состоя-
нии. Склеивание дуралюмина толщиной менее 0,8 мм производится
клеями, требующими выдержку более 30 мин при температуре не менее
150 °C и только при наличии утолщенной плакировки.
Клееные соединения из магниевых сплавов используют, главным
образом, для деталей несиловых конструкций, поскольку прочность
таких соединений невысока. Вследствие недостаточной стойкости к кор-
розии эти сплавы склеивают только при наличии предварительного
оксидного или лакокрасочного покрытия.
Для клееных конструкций используют также коррозионно-стойкие
стали 12Х28Н9Т, 110Х14В13Ф2, 06Х19Н10МЗТ в виде тонкого листо-
вого проката, а также профилей, применяемых для слоистых конструк-
ций. Для клееных конструкций, работающих при высоких температурах
(до 300—350 °C и выше), используют также титановые сплавы марок
ВТ-16 и др.
В последнее время создано большое число клееных конструкций из
неметаллических материалов и комбинации их с металлами. Широко
применяют различные стеклопластики, текстолиты, пенопласты, дре-
весно-слоистые пластики и сотовые заполнители из стеклоткани и поли-
амидной бумаги, пропитанной смолой.
В конструкциях, не подвергающихся нагреванию выше 80—90 °C,
применяют стеклотекстолиты марок КАСТ-В, СТ-911 и др.
В слоистых клееных конструкциях широко применяют пенопласты
(ПС-1 и др.).
Клееные соединения
271
Выбор видов клееных соединений. Прочность клееных соединений
металлов и других конструкционных материалов в большой степени
зависит от конструкции соединения и вида воздействующих на него
нагрузок. Наибольшую прочность имеют клееные соединения, которые
работают только на отрыв и только на сдвиг. Не следует применять
клееные соединения в конструкциях, не удачных в отношении вида
распределения нагрузок. Например, недопустима замена клепаного
соединения, работающего на неравномерный отрыв, клееным соедине-
нием без какой-либо конструктивной доработки, так как неравномерный
Рис. 17. Типовые клееные соединения листов
отрыв является самым опасным видом нагружения клееного соединения
и применение клея в этом случае приведет только к отрицательным
результатам. Соединение встык при нагрузке на растяжение имеет
исключительно высокие показатели прочности, особенно при примене-
нии жестких клеев, обладающих малым удлинением при разрыве.
При нагружении на изгиб клееного соединения, выполненного
встык, наблюдается резкое снижение прочности, особенно заметное при
больших площадях склеивания жесткими, неэластичными клеями.
Поэтому клееные соединения встык рекомендуется применять только
с дополнительными накладками, увеличивающими площадь склеивания.
К основным типам клееных соединений относят соединения листо-
вых материалов между собой (по длине, ширине и толщине); листовых
материалов с элементами жесткости (кронштейны, накладки и т. п.);
трубопроводов; листовых материалов с неметаллическими материалами;
уплотнительные соединения.
Типовые клееные соединения листов между собой показаны на
рис. 17. Наиболее широко применяют соединения в одинарную нахлестку
(рис. 17, а). Соединения внахлестку выполняются в конструкции так,
чтобы воспринимаемые ими нагрузки действовали только в плоскости
клеевого слоя.
Соединение вскос (рис. 17, г) применяют обычно по конструктивным
соображениям, как и соединение с одной и двумя накладками (рис. 17, б,
в). Наиболее прочным соединением листовых материалов является соеди-
нение вскос. При таком соединении меньше сказывается концентрация
272
Технологичность конструкции соединения
напряжении, возникающая у концов склеиваемого материала, однако
соединения такого типа листовых материалов весьма трудоемки и трудно
выполнимы.
Возможные варианты соединений листов с элементами жесткости
показаны на рис. 18,
Рис. 18. Клееное соединение листов
с элементами жесткости:
а и б — клиновая законцовка соответ-
ственно тавровой и швеллерной балок?
в— плоское соединение тавровой балки
Рис. 19. Клееное соединение труб
Клееные соединения труб с наружными разъемными накладками
(рис. 19, а) имеют высокую прочность и технологически легко выпол-
нимы. На рис. 19, б показан способ склеивания труб на конус вскос,
который обеспечивает высокую прочность соединения.
Общие технологические требования к конструкциям клееных со-
единений. В конструкции клееного соединения необходимо преду-
сматривать свободный двусторонний подход к местам расположения
клеевых швов. Клееные конструкции не должны иметь деталей, для
которых нагрев до температуры отверждения является неприемлемым.
Если узел включает две или несколько клееных подсборок, то в таком
узле целесообразно предусмотреть технологические разъемы, которые
позволяли бы производить отдельно сборку и склеивание входящих
подсборок.
В клееных соединениях между поверхностями, прижатыми друг
К другу с оптимальным давлением, до нанесения клея не допускаются
Клепаные соединения
273
зазоры более 0,1 мм. Это требование вызывается уменьшением прочности
соединения при увеличении толщины клеевого слоя.
При проектировании клееных соединений следует стремиться
к тому, чтобы значения температурных коэффициентов термического
расширения склеиваемых материалов и клея были близки. В противном
случае в шве возникают внутренние напряжения, величина которых
может оказаться достаточной, чтобы сделать шов ненадежным или
вызвать его разрушение.
Если в клепано-клееных соединениях заклепки выполняют техно-
логические функции, то при расчете таких соединений на прочность
повышение прочности швов за счет заклепок не учитывается.
Для повышения сопротивления клеевых швов силам, направленным
на отдирание склееных поверхностей, концы швов следует закреплять
заклепками, точечной или роликовой сваркой.
Клееные узлы должны иметь по возможности упрощенную кон-
структивную схему с наименьшим числом образующих деталей.
Защита клеевых швов от проникновения влаги осуществляется
обычно созданием так называемых закрытых конструкций, что повышает
стоимость изделий и увеличивает их массу. Вместо этого рекомендуется
простой, более технологичный способ повышения водостойкости клеевых
швов — заделка кромок швов лаками, пастами или замазками. Выбор
одного из этих материалов для заделок кромок следует производить
с учетом особенностей соединения, характера его поверхности и условий
эксплуатации.
КЛЕПАНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Общие технологические требования к проектированию клепаных
конструкций. Клепаные соединения, основные типы которых пока-
заны на рцс. 20, широко применяют при изготовлении различных
инженерно-строительных сооружений, в судостроении, самолетострое-
нии, ракетостроении, сельскохозяйственном машиностроении и др.
Рис. 20. Основные виды клепаных соединений
В практике производства клепаных конструкций нашли применение
как горячая, так и холодная клепка. Горячую клепку применяют в слу-
чае расклепывания стальных заклепок диаметром свыше 8 мм. С по-
мощью холодной клепки расклепывают заклепки из алюминиевых
сплавов независимо от их диаметра, а также стальные заклепки диа-
метром менее 8 мм.
274	Технологичность конструкции соединения
Плотность соединения при горячей и холодной клепке достигается
различными приемами. При горячей клепке закладная и замыкающая
головки заклепок плотно стягивают соединяемый пакет за счет продоль-
ного сокращения стержня заклепки во время ее остывания. При холод-
ной клепке плотность клепаного соединения зависит от степени предва-
рительного прижима соединяемых деталей.
При горячей клепке зазор между стержнем заклепки и стенками
отверстия увеличивается после остывания заклепки. При холодной
клепке стержень заклепки лучше заполняет отверстие. Холодная клепка
не снижает механических свойств материалов и значительно облегчает
клепальные работы.
При формировании замыкающей головки стержень заклепки запол-
няет отверстие в соединяемых деталях. При этом он деформируется
неравномерно, поэтому диаметр стержня со стороны закладной головки
будет меньше, чем со стороны замыкающей головки.
Заклепки из алюминиевых сплавов диаметром до 12 мм деформиру-
ются легко, а свыше 12 мм — при значительных силах осаживания замы-
кающей головки. При ударном деформировании заклепок диаметром
свыше 16 мм формирование полукруглых замыкающих головок усложня-
ется еще тем, что длительный процесс их расклепывания приводит
к образованию в них трещин. В этих случаях для получения качествен-
ного клепаного соединения изготовляют замыкающие головки специаль-
ной формы, так называемые головки с центральным углублением. Полу-
потайные и потайные головки способствуют лучшему заполнению закле-
почных отверстий и поэтому применяются при выполнении прочно-
плотных соединений.
Углубление в торце стержня заклепки уменьшает объем расклепы-
ваемого металла. Формирование замыкающих головок с центральным
углублением уменьшает деформацию соединяемых деталей. Работо-
способность клепаного соединения при этом не снижается.
Для лучшего заполнения заклепочных отверстий, а также увеличе-
ния прочности соединения, со стороны замыкающих головок с цен-
тральным углублением кромки заклепочного отверстия обязательно
подзенковывают на глубину 2—3 мм.
Перечисленные стержневые заклепки расклепываются при наличии
двустороннего доступа к соединению. При одностороннем доступе целе-
сообразно применять специальные конструкции заклепок для одно-
сторонней клепки, например, гайки-пистоны, трубчатые заклепки
с сердечником и взрывные заклепки. Широкое применение находят
болты-заклепки, особенностью которых является возможность одно-
сторонней постановки их в отверстия с противоположной стороны соеди-
няемого пакета (табл. 14).
Основными видами клепаных соединений являются соединения
встык и внахлестку. При соединении внахлестку элементы конструкции
сборочной единицы накладываются один на другой. Соединение встык
выполняется с помощью одной или двух накладок.
Расположение заклепок в швах может быть цепным (параллельным)
и шахматным. Цепное расположение заклепок бывает однорядным,
-двухрядным и многорядным, а шахматное — двухрядным и многоряд-
ным (рис. 21).
Основными конструктивными характеристиками клепаного шва
являются: d — диаметр стержня заклепки; t — расстояние между
кпндт-тддоэ dnmusv^
хшше—/ы^*»в..
szs
276
Технологичность конструкции соединения
центрами заклепок в одном ряду (шаг заклепок); /0 — расстояние
между рядами заклепок (поперечный шаг); с — расстояние от края
соединяемых листов до первого ряда заклепок; В — ширина листа
(детали); 6 — толщина накладки; 6Х, 62 — толщины соединяемых
деталей.
В зависимости от эксплуатационных характеристик клепаные
соединения бывают плотными, прочно-плотными и прочными (табл. 15).
Шаг заклепок, число их рядов и расположение в соединениях
выбирают в зависимости от назначения клепаного соединения.
Рис. 21. Типовые схемы клепаных соединений с симметричным (сверху)
и шахматным (внизу) расположением заклепок:
а — внахлестку без подсечки; б — внахлестку с подсечкой; 8 — с одной на*
кладкой; г — с двумя накладками; д — с профилем
Размещение заклепок в соединении должно обеспечивать плотное
прилегание деталей, и в то же время наличие отверстий под заклепки не
должно уменьшать жесткости детали. Обеспечение этих требований
приводит к определенным соотношениям между размерами клепаного
соединения. В общем случае имеют место следующие соотношения:
диаметр заклепки d — (1,5ч-2) df, шаг заклепок t= (Зч-12) d\ попереч-
ный шаг /0 = (0,54-0,8) /; расстояние заклепок от края детади с =
= (1,54-4) d.
15. Эксплуатационные характеристики клепаных соединений
Вид соединения	Водо- и газоне- проницаемость	Максимальная прочность
Плотное	4-	
Прочно-плотное	4-	4-
Прочное	—	4-
Клепаные соединения
277
При сравнительно небольших толщинах соединяемых листов
диаметр заклепки d = 2	шаг заклепок t — (4-?-8) d\ поперечный
шаг /0 — 0,8/; расстояние заклепок от края детали с = (2 4-2,5) d или
с — 0,78Qd2l§i (8} — толщина одного листа в пакете).
Независимо от вида клепаного соединения рекомендуется при-
менять шахматное расположение заклепок на соединении. Если на
клепаное соединение не накладывается дополнительных требований
(к герметичности, прочности и т. д.), то возможно применение располо-
жения заклепок последовательно в ряд (цепное).
. Диаметр заклепки определяется по формуле
где оСм — напряжение смятия в заклепочных отверстиях; тСР— сопро-
тивление срезу; — толщина листа.
В конструкциях клепаных соединений из алюминиевых сплавов
диаметры заклепок для соединения пакетов из деталей разной толщины
должны быть: не менее максимальной толщины любой из соединяемых
деТалей; не более утроенной толщины самой тонкой детали; не более
чем в 5 раз меньше толщины соединяемого пакета (табл. 16).
16. Рекомендуемые диаметры заклепок в зависимости от толщины
соединяемых деталей, мм
Наименьшая толщина детали в соедине- нии, мм	Рекомен- дуемый	Допу- стимый	Наименьшая толщина детали в соедине- нии, мм	Рекомен- дуемый	Допу- стимый
1,0	2	2 — 3	5	10	8—13
1,5	3	2 — 4	7	10	10—13
2	4	3—5	10	16	10—16
2,5	5	4 — 6	15	19	13—19
3	6	5—8	20	22	19—22
4	8	7—10			
Размер перекрытия соединяемых деталей может быть определен по
формуле b = 2с (п — 1) /0, где с — расстояние от края соединяемых
листов до первого ряда заклепок; п — число рядов заклепок; /0 —
поперечный шаг, т. е. расстояние между рядами заклепок.
Ширина Ь± и толщина b накладок, применяемых при соединениях
встык, зависят от конструкции соединения; как правило, bt = 2b.
Толщины накладок для соединения встык находятся в прямой
зависимости от толщин склепываемых деталей, их материала и т. д.
Для алюминиевых деталей, соединяемых встык, толщину накладок
при односторонней постановке рекомендуется выбирать равной самой
тонкой детали; при двусторонней постановке — половине самой тонкой
детали. При наличии зенкованных отверстий, толщина накладки выби-
рается равной половине диаметра заклепки.
При соединении встык алюминиевых и стальных деталей с помощью
стальных накладок толщину последних при односторонней установке
278 Технологичность конструкции соединения
накладки рекомендуется выбирать равной толщине стальной детали; при
двусторонней установке накладок—не менее 0,7 толщины стальной детали.
Выбор материалов для клепаных конструкций. Для изготовления
клепаных конструкций применяют самые разнообразные материалы:
сплавы на основе алюминия, стали, пластмассы и др. Выбор марки мате-
риала должен способствовать снижению массы конструкции и повыше-
нию ее прочности и надежности.
Для изготовления стальных клепаных конструкций используют
различные сортаменты прокатной стали — листовой, уголковой, дву-
тавровой, швеллерной и других профилей.
При проектировании ряда конструкций (строительных и др.)
рекомендуется применение сплавов на основе алюминия типа Д16Т
коробчатого сортамента.
Сплавы на основе алюминия широко применяются в строительстве,
так как наиболее полно удовлетворяют требованиям, предъявляемым
конструктивными формами зданий и сооружений: их масса в 3 раза
меньше, чем у равнопрочных конструкций из стали; они имеют повышен-
ную стойкость к коррозии в атмосферных условиях и в некоторых агрес-
сивных средах, возможность получения необходимой формы как прес-
сованием, так и холодной гибкой из листового проката, хороший внеш-
ний вид, соединяются со многими материалами и др.
Выбор заклепок. Основной конструктивной особенностью за-
клепки является форма закладной головки. В зависимости от требова-
ний, предъявляемых к клепаному соединению по прочности, плотности,
состоянию поверхности, применяют заклепки с закладными головками
различной формы: полукруглой, конической, полупотайной, потайной
и др.
Замыкающие головки заклепок выполняют также различной формы.
Они могут выступать над поверхностью соединяемых деталей или
утапливаться в гнездах. Выступающие головки заклепок (полукруглая,
коническая, плоская и др.) дают прочные соединения; обратный метод
клепки дает возможность получения плотных соединений.
При применении утапливаемых головок заклепок (полупотайная,
потайная и др.) получают плотные и прочно-плотные соединения,
а также соединения с гладкой поверхностью. При формировании утапли-
ваемых головок заклепочные отверстия заполняются лучше, что повы-
шает плотность клепаного шва. Трудоемкость клепки находится в пря-
мой зависимости от выбранной формы замыкающей головки заклепки.
Если принять усилие формирования плоской замыкающей головки
заклепки за единицу, то необходимые усилия для образования других
форм замыкающих головок заклепок равны следующим значениям: для
потайной головки 1,6—17; для конической—1,8; для полукруглой—2,0.
В клепаных соединениях сравнительно невысокой прочности
для обеспечения плотности соединения применяют заклепки из алюми-
ниевых сплавов диаметром свыше 16 мм (замыкающие головки кольцевой
формы). Для формирования головок кольцевой формы требуется сила
в 1,4—1,6 раз меньше, чем для головок с центральным углублением.
Для уменьшения силы клепки на заклепках из алюминиевых сплавов
диаметром свыше 16 мм применяют замыкающие головки уменьшенного
размера, так называемые малоразмерные головки. Они имеют полукруг-
лую или коническую форму с соотношениями размеров несколько мень-
шими, чем у обычных замыкающих головок.
ТКИ при сборке
279
17. Материалы, применяемые для изготовления заклепок
и их характеристики, МПа
Марка материала	тср		Марка материала	тср	
АМц	100	130	СтЗ	220	330—470
АМгбП	160	270	Сталь 15А	320	
Д18П	190	300	Сталь 10	340	
В65	250	400	Сталь 12Х18Н9Т	440	
Д16П	250		' таль 20Г А	550	
Д19П	280		Сталь ЗОХГСА	700	1250
Ст2	210	340—420			
Качество формирования замыкающих головок заклепок зависит от
правильного назначения длины заклепочного стержня, которая должна
обеспечивать не только образование замыкающей головки необходимой
формы и размеров, но и качественное заполнение заклепочных отвер-
стий. При недостаточной длине стержня заклепки у замыкающей
головки не получаются требуемая форма и размеры заклепки; при
избыточной — формируемая замыкающая головка смещается в сторону.
Качество образования замыкающих головок заклепок также зависит
от обеспечения перпендикулярности торца стержня к оси заклепки.
В табл. 17 приведены наиболее употребительные марки материала,
из которых изготавливаются заклепки.
Для обеспечения необходимой прочности заклепки из алюминиевых
сплавов их перед клепкой закаливают. При этом используют особенно-
сти алюминиевых сплавов приобретать максимальную прочность
только после определенного периода естественного старения при тем-
пературе около 20°.
Заклепки из алюминиевых сплавов В65 и Д18П термически обрабаты-
вают один раз и применяют только после окончания процесса естествен-
ного старения. Заклепки из сплава Д18П имеют хорошую пластичность
в закаленном виде, применяют их не ранее, чем через четверо суток
с момента термической обработки. Заклепки из стали ЗОХГСА приме-
няют в соединениях, подвергаемых пластическому разрушению при
сдвиге; заклепки из сплавов АМц и АМгб в малонагруженных
соединениях. Заклепки из стали 15А ставят в отпущенном состоянии,
а высокопрочные заклепки из стали ЗОХГСА — в закаленном состоянии;
заклепки из более мягкой стали СтЗ применяют для соединения деталей,
изготовленных соответственно из стали СтЗ.
/
Глава 7
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ
СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ
тки ПРИ СБОРКЕ
Общие технологические требования к конструкции изделия, под-
вергаемого сборке. Сборка является заключительным этапом произ-
водственного процесса, на котором формируется изделие с параметрами
качества, определяемыми требованиями конструкторской документации.
На технологичность конструкции изделия влияют разнообразные фак-
торы, важнейшими из которых являются:
280
Технологичность конструкции сборочной единицы
конструктивно-технологические особенности изделия как объекта
производства;
тип, техническая и энергетическая вооруженность производства,
программа выпуска и характер производства (серийность).
Конструктивно-технологические особенности изделия, определяю-
щие основные технологические требования к конструкции в связи с его
сборкой, приведены ниже.
Габаритные размеры изделия. Они должны быть по возможности мини-
мальными. Большие габаритные размеры изделия Смогут вызвать трудно-
сти транспортирования его с завода-изготовителя на место эксплуатации.
В табл. 1 приведены данные, определяющие связь габаритов изделия
с нормативами допустимых габаритов для транспортирования по
железной дороге.
1. Допустимые габаритные размеры подвижного состава
для железной дороги, мм
Шифр габарита	а	6	в
1-Т	3400	5300 '	330
Т	3750	5300	330
0—Т	3400	4700	430
01 —Т	3250	4650	430
02 —Т	3150	4650	430
03—Т	3150	4250	430
Число деталей в сборочной единице. Выбор простейшей схемы сбороч-
ной единицы, а также целесообразное объединение нескольких деталей
в одну соответствуют требованиям обеспечения технологичности ее
конструкции.
При этом необходимо учитывать возможности современного обору-
дования (применение станков с ЧПУ и т. п.), а также группового про-
изводства деталей.
Членение изделия на самостоятельные сборочные единицы. Само-
стоятельной является сборочная единица, допускающая независимую
сборку, контроль и испытание. Разделение конструкции изделия на
самостоятельные сборочные единицы может не приводить к сокращению
трудоемкости ее в изготовлении, но зато резко сокращает время изготов-
ления за счет параллельной сборки отдельных сборочных единиц. Это
способствует и повышению качества сборки. Такая дифференциация
конструкции является одним из основных мероприятий по повышению
ее технологичности в связи со сборкой. Степень дифференциации кон-
струкции изделия может быть оценена по следующим отношениям:
Л = Np/Nc.e,
где А — степень дифференциации конструкции изделия по числу дета-
лей и сборочных единиц; Мд — число деталей в изделии; Afc.e — число
сборочных единиц, объединяющих эти детали;
N
*отн=
П=1	"
ТКИ при сборке
281
где KjTH — степень дифференциации конструкции по соотношению
трудоемкостей; Тс.е — трудоемкость n-й самостоятельной сборочной
единицы; Тс§ — трудоемкость изделия.
Важнейшими конструктивными элементами, обеспечивающими
членение изделия на составные части являются разъемы (стыки) по
присоединительным поверхностям. Разъемы (стыки) разделяют на кон-
структивные, технологические и эксплуатационные.
Конструктивные разъемы назначают, исходя из конструктивных
соображений в связи с различным назначением составных частей изделия
(например, шасси и фюзеляж самолета, кузов и двигатель автомобиля
и т. п.). Наличие конструктивных разъемов может быть обусловлено
различием применяемых конструкционных материалов для изготовления
составных частей изделия, имеющих различные физико-механические
свойства (например сборочные единицы, изготовленные из легких
сплавов и соединяемые со сборочными единицами из стали, керамики
и т. п.).
Выполнение технологических разъемов обусловлено требованиями
производства и транспортирования, например, когда крупные габариты
изделия в нерасчлененном виде могут создать серьезные трудности при
сборке и транспортировании в связи с необходимостью иметь крупно-
габаритные оборудование и транспортные средства, а также большие
размеры производственного помещения сборочного цеха.
Не в меньшей мере на необходимость технологических разъемов
оказывает влияние значительное различие в продолжительности циклов
сборки и монтажных работ на различных участках сборочного цеха, что
может вызвать непроизводительное использование производственных
площадей и рабочей силы.
Эксплуатационные разъемы назначают, исходя из условий эксплуа-
тации и ремонта, например условий транспортирования на железно-
дорожном, автомобильном и других видах транспорта, возможности
которых регламентированы нормативами, или проведения регламентных
и ремонтных работ.
Конструктивные и эксплуатационные разъемы (стыки), как правило,
выполняют с использованием резьбовых, клиновых, шпоночных, замко-
вых и других видов разъемных соединений.
Разъемные соединения (стыки) по конструктивному оформлению
должны быть технологически рациональными и удовлетворять следую-
щим требованиям:
плоскости разъемов следует располагать перпендикулярно к глав-
ной базовой оси симметрии сборочной единицы;
места разъемов должны быть доступными для инструмента;
сборочные единицы в разъеме должны обладать высоким уровнем
взаимозаменяемости, дополнительная механическая обработка и сле-
сарно-пригоночные работы при сборке не допускаются;
членение коммуникаций кабельных систем, пневмогидравлических
систем необходимо производить в соответствии с требованиями монтаж-
ных чертежей;
конструктивное оформление элементов коммуникаций (электри-
ческих, пневматических, гидравлических и т. д.) должно допускать их
автономное испытание, без последующей повторной комплексной про-
верки.
282
Технологичность конструкции сборочной единицы
Выполнение этих технологических требований значительно сокра-
щает трудоемкость изделия, однако требует серьезной конструктивной
отработки мест соединения и входящих в него коммуникаций с точки
зрения их совместимости и безусловной надежности.
Геометрические формы изделия. Большое разнообразие геометри-
ческих форм составных частей, как правило, предопределяет появление
сложных форм изделия в целом. Этп усложняет процесс сборки изделия,
так как требует специализирован1 ого, а в ряде случаев и специального
нестандартного технологической оборудования как для изготовления
и сборки изделий, так и для их контроля.
Обеспечение простейших геометрических форм составных частей,
формирующих сборочную единицу, является одним из основных требо-
ваний к ее конструкции в связи со сборкой.
Конструкция изделия должна обеспечивать удобство и надежность
его сборки, монтажа и контроля, надежность баз, правильность фикса-
ции взаимного расположения соединяемых составных частей изделия
и возможность механизации и автоматизации сборочных работ.
Улучшению показателей технологичности конструкции сборочной
единицы способствуют обеспечение беспригоночной ее собираемости,
а там, где это требуется по условиям эксплуатации, и взаимозаменяе-
мость ее составных частей.
При контроле сопрягаемых размеров со строгими допусками следует
тщательно подходить к выбору методов и средств контроля с точки зре-
ния их точности. Вероятность выхода действительного размера за пре-
делы поля допуска может быть подсчитана по формуле
т = 2 £ Ф (?) —- Ф (?)
где Ф (?) — функция Лапласа; di, о и ок — средние квадратичные
погрешности измерения соответственно изделия в целом по рассматри-
ваемому размеру, измеряемого размера и метода измерения. Чем выше
точность измерения, тем меньше значение т.
Соотношение между погрешностью метода измерения и допуском на
измеряемый размер рекомендуется принимать в пределах 1/10—1/5.
При этих соотношениях при условии, что погрешность обработки и
погрешности измерения подчиняются закону нормального распределе-
ния, выход размера за пределы поля допуска составляет только 0,004—
0,05 %.
Контрольно-измерительные базы по возможности должны быть
представлены в виде реальных элементов конструкций (плоскостей,
отверстий и т. п.) и обеспечивать непосредственное их использование
в работе без пересчета и без использования промежуточных баз.
Базы изделия должны быть по возможности совмещены или их
число сведено к минимуму.
Конструкция и расположение подъемно-компоновочных элементов
как отдельных составных частей, так и изделия в целом должны обеспе-
чивать применение ограниченного числа такелажных приспособлений
на всех этапах технологического процесса.
Преемственность конструкции изделия. Использование во вновь
создаваемой конструкции изделия отдельных составных частей ранее
созданных изделий, технологически освоенных в производстве и про-
ТКИ при сборке
283
веренных в эксплуатации^ существенно снижает трудоемкость изделия,
сокращает сроки его освоения в производстве и эксплуатации.
Эффективными методами повышения технологичности конструкции
сборочной единицы являются типизация конструктивных компоновок и
унификация узлов и деталей в пределах однотипных групп объектов
производства.
Унификация и стандартизация в области сборочных работ должны
охватывать и ограничивать применение в конструкциях типоразмеров
таких конструктивных элементов, как резьбы, шлицевые соединения,
болты, заклепки, модули зубчатых колес, диаметры отверстий и т. п.
Обеспечение технологичности конструкций сборочных единиц
при различных видах сборки. Ниже приведены практические рекомен-
дации по выбору технологически рациональных решений типовых кон-
структивных элементов изделий при их проектировании.
Рис. 1. Конструкции опор вала червяка:
а — усложненная; б — упрощенная
Число деталей в сборочной единице должно быть минимальным.
На рис. 1 приведен пример упрощения конструкции опор вала червяка.
Число деталей в узле значительно уменьшено путем замены упорных
подшипников в опорах червяка.
Сборка узлов изделия должна производиться независимо и парал-
лельно. На рис. 2 показан пример членения узла конической передачи на
самостоятельные подсборки. Конструкция узла состоит из двух стаканов
с установленными в них коническими зажатыми колесами, сборку кото-
рых, включая и регулирование подшипника прокладками 2, можно
выполнять параллельно и независимо. Общая сборка узла заключается
284
Технологичность конструкции сборочной единицы
лишь в постановке стаканов на место и регулировании прокладками 1
правильности зацепления.
Сборка должна быть удобной. Удобство сборки заключается в при-
менении простых производственных приемов, не требующих специаль-
ного инструмента и приспособлений. Места сборки и установки деталей
и узлов должны быть открытыми и доступными не только для осуществ-
ления самого процесса, но и для регулирования и контроля. При кон-
струировании узлов необходимо принимать во внимание элементарные
приемы, обеспечивающие простоту сборочных работ: на сопрягаемых
деталях следует предусматривать заходные фаски (рис. 3). Обычно доста-
точно сделать фаску на втулке (рис. 3, а) или на валу (рис. 3, б).
При напряженной посадке в отверстии желательно предусматривать
заходную часть (рис. 3, в). Фаски на резьбе (рис. 3, г) нужны как для
сборки, так и для улучшения условий работы резьбонарезного инстру-
мента. Установка деталей на разные посадочные базы должна быть не
одновременной (рис. 4, а), а последовательной (рис. 4, б). Размер А
должен быть достаточным для обеспечения направления диаме-
тра d.
ТКИ при сборке
285
Перемещение деталей по участкам с неподвижной посадкой должно
быть минимальным. Такое перемещение уменьшает усилия при сборке
и предотвращает нарушение посадки на перемещаемой детали.
Из трех вариантов, показанных на рис. 5, вариант в можно считать
более предпочтительным. Преимуществом варианта б является наличие
Рис. 3. Различные варианты выполнения заходных фасок на сопрягаемых
деталях
Рис. 4. Схемы установки деталей на разные посадочные базы
одинаковых диаметров на обоих обрабатываемых участках вала. Кроме
того, сопрягаемые детали в этом случае могут быть унифицированы.
В конструкции изделия должны быть предусмотрены сборочные
базы, обеспечивающие требуемое положение узлов и деталей при сборке.
Устанавливать и фиксировать их необходимо по определенным точкам,
линиям, базам, имеющимся на каждой из сопрягаемых деталей и взаимо-
286
Технологичность конструкции сборочной единицы
связанным между собой. Сборочной базой называют совокупность по-
верхностей, линий или точек, по отношению к которым определяется
положение рассматриваемой поверхности, линии или точки исходя
из условия правильного функционирования изделия.
На рис. 6, а показана база для установки зубчатого колеса. Отсут-
ствие сборочной базы (рис. 6, б) приводит к установке зубчатого колеса
по разметке и сверлению отверстия при сборке.
Рис. 5. Примеры постановки подшипников на вал
Рис, 6. Базирование зубчатого колеса на валу
В массовом и крупносерийном производстве целесообразно за счет
некоторого увеличения механической обработки создавать сборочные
базы в виде дополнительных фиксирующих элементов (шпонок, упоров
и т. п.), обеспечивающих при сборке требуемое положение узла без
подгонки (рис. 7, а).
Установка узла с помощью штифтов (рис. 7, б) не обеспечивает
взаимозаменяемости сопрягаемых деталей и требует трудоемкой сле-
сарно-сборочной работы, включающей ручную разметку, установку
в заданное положение, закрепление, сверление и развертывание отвер-
стий и т. д.
Способы фиксирования деталей на плоскости. Конструкция изде^
лия должна обеспечивать наиболее рациональные способы установки
и взаимного фиксирования деталей при сборке.
Посредством выступа на одной детали и соответствующего паза на
другой. Этот способ требует точной обработки выступа и паза преиму-
щественно строганием, т. е. сравнительно непроизводительным методом.
Наличие выступа у одной из деталей усложняет обработку баз сопря-
ТКИ при сборке
287
гаемых деталей и конструкцию применяемых приспособлений. В связи
с невозможностью обработки одним инструментом нескольких баз и
одной из деталей для точного прилегания этих деталей друг к другу при
сборке может потребоваться операция шабрения.
Достоинством этого способа является компактность получаемого
узла, что определяет возможность применения его для фиксирования
малогабаритных деталей.
б)
Рис. 7. Установка дополнительной сборочной базы
С помощью шпонки. Пазы у обеих деталей должны быть очень точно
обработаны мерной фрезой или протяжкой. Посадочная база шпонки
предварительно шлифуется. Стыковые поверхности сопрягаемых дета-
лей фрезеруются или шлифуются напроход, что обеспечивает их точное
прилегание. Наличие шпонки не усложняет конструкцию. Иногда
шпонку закрепляют винтом или цилиндрическим штифтом. Крепление
посредством шпонки следует применять в случаях, когда изделие в про-
цессе эксплуатации будет подвергаться большим нагрузкам.
Общим недостатком приведенных способов крепления является
возможность фиксирования деталей только в поперечном направлении.
Цилиндрическими штифтами. Способ прост и надежен, однако при
сборке отверстия под штифты обеих деталей необходимо развертывать
совместно, что предотвращает проворот одной детали относительно
другой.
Коническими штифтами; Способ менее экономичен, так как кони-
ческие развертки дороже, чем цилиндрические. Кроме того, изготовле-
ние конических штифтов сложнее.
Преимущество этого способа — более плотная посадка штифтов и
полное отсутствие зазоров.
Посадочными болтами (рис. 8). Болты служат одновременно и
для точного фиксирования, и для крепления деталей, что является
преимуществом этого способа.
Этот способ может быть рекомендован при отсутствии мест для
установки цилиндрических штифтов и тогда, когда соединение работает
при больших нагрузках. Обязательна обработка посадочных отверстий
напроход.
288
Технологичность конструкции сборочной единицы
Способы фиксирования деталей при посадке на вал. Фиксиро-
вание с/т осевого смещения. Посредством гаек рис. 9, а).
Этот способ требует нарезки резьбы на валу и в гайках и может быть
рекомендован только тогда, когда требуется отрегулировать положение
детали на валу или прочно поджать ее к уступу вала, или, наконец,
установить ее с определенным зазором.
Рис. 9. Способы фиксации деталей в центральных частях валов
С помощью установочного кольца с винтом (рис. 9, б). Способ
достаточно экономичен в отношении изготовления фиксирующей детали
(установочного, кольца). Целесообразно засверловку вала производить
до сборки. Этот способ рекомендуется при небольших осевых нагрузках
в направлении установочного кольца.
Установочным кольцом с коническим штифтом (рис. 9, в). При этом
способе требуется совместно развернуть отверстие под штифт в кольце
и на валу. Способ достаточно экономичен при свободном вращении детали
ТКИ при сборке
289
на валу с определенным осевым зазором и усилиями, действующими на
кольцо. При необходимости, штифт предохраняется от выпадания пру-
жинным кольцом.
Пружинным кольцом (рис. 9, г). Способ весьма рационален при
установке детали на валу с зазором и при наличии небольших осевых
усилий в сторону кольца из круглой пружинной проволоки или же из
специального профиля с ушками для удобства разборки.
Установочным винтом, входящим в канавку вала (рис. 9, д').
Способ весьма прост. Рекомендуется при необходимости обеспечить
свободное вращение детали на валу при отсутствии осевых нагрузок.
Рис. 10. Способ фиксации деталей на концах валов
Концевыми шайбами. Шайба должна быть не фасонной (рис. 10, а),
а плоской (рис. 10, б). Крепление шайбы от проворота цилиндрическим
штифтом (рис. 10, в) применяется при свободном вращении детали на
валу.
Конструкцию с двумя болтами (рис. 10, г), для которых менее
удобно сверлить и нарезать отверстия, следует выбирать только для
валов большого диаметра.
Специальным винтом (рис. 11). Способ нерационален, так как й^го-
товление винта требует большего объема механической обработки, кроме
того, при сборке необходимо сверление отверстий под стопорный винт.
Шайбой и разводным шплинтом (рис. 12). Очень простой и дешевый
способ. Рекомендуется для всех неответственных соединений. Отверстие
под шплинт следует сверлить до сборки. <
Рис. 11. Нерациональный способ фикса
ции детали на конце вала
Рис. 12. Фиксация детали
по валу с помощью шайбы
и разводного шплинта
10 П/р Ю. Д. Амирова
290
Технологичность конструкции сборочной единицы
Фиксирование от проворота. Посредством уста-
новочных винтов (рис. 13). Способ может быть рекомендован при отсут-
ствии значительных крутящих моментов и осевых усилий и только при
условии возможности сверления вала при сборке.
Коническим штифтом (рис. 14). Несмотря на необходимость сов-
местного развертывания отверстия под штифт в детали и валике этот
Рис. 13. Фиксация деталей с помощью
винтов при различных исполнениях
Рис. 14. Фиксация деталей
с помощью конического
штифта
Рис. 15. Фиксация деталей с помощью огранки вала
способ рационален, так какой достаточно прост, предотвращает проворот
и осевое смещение детали. Рекомендуется при возможности совместного
сверления деталей для крепления маховиков и ненагруженных шестерен
без применения шпонок.
Посадкой детали на квадрат (рис. 15, а). Вследствие низкопроизводи-
тельной и сравнительно неточной обработки квадрата на валике этот
способ следует применять лишь в крайних случаях; например, при
необходимости частого съема детали, если квадрат'находится на конце
вала, и при сравнительно больших допусках. Для уменьшения коли-
чества металла, снимаемого протягиванием, сечение отверстия жела-
тельно выполнять, как указано на рис. 15, а.
Посадкой детали на лыски валика (рис. 15, б, в). Оба варианта нера-
циональны, так как для точной посадки необходима ручная подгонка.
Способ, приведенный на рис. 15, в, несколько лучше, так как при обра-
ботке отверстия протягиванием инструмент нагружен равномерно.
ТКИ при сборке
291
Установку по этим способам (рис. 15) следует заменять установкой на
шлицы (см. рис. 19).
Посадкой детали на конус (рис. 16). Способ может быть рекомен-
дован только в случае необходимости плотного беззазорного соединения,
при условии применения нормальной конусности, так как обработка
конусов на валу и в отверстии и их взаимная подгонка затруднительны.
Рис. 17. Фиксация деталей с помощью шпонок
Призматическими и сегментными шпонками (рис. 17). Следует
предпочитать применение сегментных шпонок (рис. 17, б), для которых
обработка паза на валу более производительна; кроме того, отпадает
необходимость в ручной доводке при сборке.
Круглой шпонкой (рис. 18). Способ нерационален вследствие необ-
ходимости совместного сверления и развертывания отверстия под
шпонку в обеих деталях при ограниченном доступе инструмента. При-
менять способ можно только при крайней необходимости установки
детали на валу (по углу разворота) по месту или при обеспечении удоб-
ного сверления и развертывания отверстия под шпонку в обеих деталях
до окончательной сборки.
Шлицевым соединением (рис. 19). Способ весьма рационален и
применять его следует при передаче больших крутящих моментов.
10*
292
Технологичность конструкции сборочной единицы
Способы установки и крепления втулок. Крепление втулки
установочным винтом (рис. 20). К креплению втулок следует
прибегать только при крайней необходимости, отдавая пред-
почтение способу, показанному на рис. 20, а, где объем меха-
нической обработки при сборке незначителен.
Рис. 18. Фиксация деталей круглой
шпонкой
Рис. 19. Фиксация деталей с помощью
шлицевого соединения
Крепление втулки установочным винтом с торца (рис. 20, б).
Способ требует значительного объема совместной обработки (сверления
отверстия и нарезания резьбы) и не рекомендуется ввиду ограниченного
доступа инструмента.
Крепление втулки цилиндрическим штифтом (рис. 20, в) не реко-
мендуется из-за ограниченного доступа инструмента при обработке
отверстия под штифт. Разборка подобного соединения (извлечение
штифта) затруднительна, а в представленном на рисунке примере вообще
невозможна.
Крепление втулки от проворота цилиндрическим штифтом, входя-
щим в шпоночный паз (рис. 20, г). Способ не следует применять, так как
Рис. 20. Крепление втулок устаноч
вечными винтами
ТКИ при сборке
293
в этом случае необходимо обрабатывать паз, что весьма нежелательно,
особенно в корпусных деталях.
Крепление втулок от проворота цилиндрическим штифтом с торца
(рис. 20, д). Способ можно рекомендовать при необходимости пред-
отвратить проворот втулки с буртиком. Штифт устанавливается
заранее.
Установка втулки с двумя буртиками в разъемном корпусе (рис. 21).
Следует по возможности избегать применения корпусов с разъемом по
отверстию, так как при этом требуется совместное растачивание обеих
половин корпуса. При установке в таких корпусах втулок с двумя бурти-
ками необходимо точно выдерживать размер L в корпусе и втулке
(рис. 21, а).
Рис. 21. Установка двубортной
втулки
Нерационально Рационально
Рис. 22. Фиксация втулок с по-
#	мощью напряженных посадок
Установка вкладышей в разъемном корпусе (рис. 21, б). Необходимо
отказываться от применения разъемных опор, состоящих из двух
вкладышей, без зазоров по линии разъема, так как усложняется процесс
их обработки. Такая конструкция допустима, например, для установки
коленчатых валов или валов, съем деталей с которых при постановке
в корпус нежелателен.
Запрессовка гладкой втулки и втулки с буртиком без дополнитель-
ного крепления (рис. 22). С точки зрения сборки запрессовка втулки
с буртиком имеет преимущество, так как при этом легко выдерживается
определенная глубина запрессовки до упора буртика в корпус.
Способы стопорения регулировочных гаек. Посредством приверт-
ной планки (рис.23, а). Способ неудачен из-за необходимости фрезерова-
ния среза на валике и применения дополнительных деталей (планки,
двух винтов для стопорения гайки только через один оборот гайки, т. е.
через один шаг резьбы, чего в ряде случаев недостаточно).
Показанный на рис. 23, б способ стопорения резьбовой втулки кон-
структивно удачен. И все же применение резьбовых втулок нежела-
тельно, так как это связано обычно с необходимостью нарезания вну-
тренней резьбы большого диаметра в корпусных деталях.
С помощью пружинного кольца (рис. 24, а). Способ допустим только
в крайних случаях — в мелкосерийном производстве и только в условиях
хорошей допустимости сверления вала при сборке, а также, если не
294
Технологичность конструкции сборочной единицы
требуется последующей частой разборки узла. При регулировании
стопорной гайки приходится сверлить новое отверстие.
Разрезной гайкой (рис. 24, б). Регулирование такой гайкой очень
удобно, но допустимо только при небольших нагрузках на нее. Прорезь
выполняют наклонной для лучшего пружинения гайки. Недостаток —
изготовление такой гайки требует дополнительных операций.
Установочными винтами (рис. 25). Этот способ для каждого нового
положения гайки требует сверления при сборке. Вследствие необходи-
мости изготовления установочного винта и нарезки резьбы под винт
Рис. 23. Конструкция стопорных устройств
в гайке он хуже способа с применением пружинного кольца (см.
рис. 24, а).
Применение медной прокладки улучшает технологичность конструк-
ции, однако надежность стопорения при этом понижается.
Для изделий массового производства этот способ не рекомендуется.
Предохранительной шайбой (рис. 26). Способ может считаться
наилучшим по простоге, надежности, широкой возможности регулиро-
вания, отсутствию сверления при сборке и т. п.
Круглыми контргайками (рис. 27). Этот способ стопорения нежела-
телен, так как требуется вторая гайка. Точное регулирование при
затяжке круглой контргайки нарушается в результате выбора зазоров
в резьбе. При стопорении контргайкой требуется свободный доступ
ключа к контргайке и удержание от проворота фиксируемой гайки.
На рис. 27, а показана заведомо неправильная в этом отношении кон-
струкция.
ТКИ при сборке
295
Сверление отверстий в гайках под ключ (рис. 27, б) менее произво-
дительно, чем фрезерование, поэтому рекомендуется применять фрезеро-
вание гайки (рис. 27, в).
Способы установки и крепления подшипников качения в корпусах.
Жесткая установка. Упор наружного кольца подшипника
в корпус может быть осуществлен следующими способами.
В уступ расточки (рис. 28, а). С точки зрения сборки этот способ
самый простой и вполне приемлемый для малых валов и небольших
Рис. 25. Стопорение с помощью установки
винтов
Рис. 26. Стопорение предо-
хранительной шайбой
Рис. 27. Стопорение
круглыми контргайками
корпусов. Для средних и больших корпусов этот способ нежелателен
вследствие невозможности растачивания отверстия напроход, а также
необходимости проточки канавки и подрезки торца.
Во фланец (рис. 28, б). Упор кольца подшипника во фланец следует
применять взамен упора в уступ расточки.
В пружинное кольцо (рис. 28, в). Упор в пружинное кольцо является
более рациональным способом, чем предыдущий. Его целесообразно
применять во всех случаях установки радиальных шарикоподшипников,
а также упорных подшипников и подшипников с коническими роликами,
воспринимающих невысокие осевые нагрузки.
Пружинные кольца могут быть изготовлены как из проволоки
круглого сечения, так и из листового материала по конфигурации, пока-
занной на рис. 28, в.
В дальнейшем примеры жесткой установки подшипников качения
рассматриваются безотносительно к способам упора в корпусе, для
которых остается в силе сказанное выше.
Крепление подшипника фланцем (литым, штампованным или точе-
ным) (рис. 29). Необходимо применение сравнительно трудоемкой
296
Технологичность конструкции сборочной единицы
детали—фланца. Этот способ (рис. 29, а) нерациональный, его следует
применять только при больших нагрузках на фланец.
Затяжка кольца подшипника без зазоров достигается благодаря
точному выполнению соответствующих размеров или путем шлифования
по высоте направляющего буртика фланца или подбором прокладок 1.
Способ наиболее экономичен — не требуется выдерживания жестких
допусков и осуществления пригонки при сборке.
Рис. 28. Установка наружных колец подшипников
Рис. 29. Крепление наружных колец подшипника
Крепление подшипника штампованным фланцем (рис. 29, б).
Получение фланца холодной штамповкой весьма экономично. Его
можно применять во всех случаях установки радиальных шарикопод-
шипников, упорных и радиально-упорных подшипников, воспринимаю-
щих средние осевые нагрузки.
Зажим кольца подшипника может быть осуществлен в результате
некоторой упругой деформации фланца.
Крепление подшипника гайкой (рис. 29, в). Способ часто применя-
ется для валов малого диаметра, но при жесткой установке подшипника
в корпусных деталях не рекомендуется, так как такое крепление требует
нарезки резьбы в корпусе с применением специального инструмента.
Крепление подшипника пружинными кольцами (рис. 29, г). Способ
технологически рационален и рекомендуется во всех случаях, когда
допустима некоторая игра подшипника в осевом направлении.
ТКИ при сборке
297
Рис. 30. Крепление наружных
колец специальных подшипни-
ков
Крепление специальных
подшипников с пружинным
кольцом (рис. 30, а). Приме-
нение таких подшипников
очень выгодно с точки зре-
ния простоты механической
обработки корпуса и удоб-
ства сборки. Способ, пока-
занный на рис. 30, б пред-
почтительнее, так как обра-
ботка проточки под пружин-
ное кольцо подшипника во
фланце проще, чем в кор-
пусе.
Установка с ре-
гулированием. Регу-
лирование прокладками
(рис. 31). Способ заключает-
ся в применении набора про-
кладок различной толщины
или же нескольких тонких прокладок (толщиной 0,1—0,3 мм).
Рентабельность регулирования прокладками зависит от налажен-
ности их производства и организации сборочных работ. Обя-
зательна хорошая доступность регулирования, т. е. возможность уста-
новки прокладок без значительной разборки узла.
Конструкция, изображенная на рис. 31,6, более предпочтительна,
поскольку диаметры прокладок здесь меньше, и в них нет отверстий
для болтов, крепящих фланец. Такие прокладки могут быть стандарти-
зованы, так как наружные диаметры подшипников качения стандартны.
Регулирование гайкой (рис. 32, а). Хотя такое регулирование
удобно и может быть произведено очень плавно, его следует избегать
вследствие необходимости нарезания резьбы в корпусе. Применение
этого способа может быть оправдано только в крайних случаях: при
Нера ц и опально
Рационально
Рис» 31, Регулирование при установке подшипников с помощью прокладок
298
Технологичность конструкции сборочной единицы
необходимости частого регулирования подшипника во время эксплуа-
тации изделия и при установке подшипника в стакан с резьбой под
гайку, установленную с гарантированным натягом в гладкую расточку
корпуса.
Базирование нажимной гайки только по резьбе может, кроме того,
привести к перекосу наружного кольца подшипника.
Регулирование нажимным винтом и шайбой (рис. 32, б). Способ
рекомендуется при необходимости частого подтягивания подшипника
во время работы.
Рис. 32. Регулирование подшипников во время работы
Способы установки валиков на подшипниках качения. Уста-
новка на радиальных шарикоподшипниках.
С жесткой установкой обоих подшипников (рис. 33, а). Способ показан
как пример неправильной установки, при которой трудно обеспечивать
нормальную работу подшипников.
С распором наружных колец обоих подшипников (рис. 33, б). Этот
способ иногда применяется для устранения осевого зазора вала, что
достигается частичной перетяжкой подшипников; допустим только при
малых нагрузках и скоростях вращения и возможности установки под-
шипников только при близком между ними расстоянии, когда затяжка
подшипников в результате температурных расширений деталей незна-
чительна. При этом способе требуется тонкое регулирование положе-
ния наружных колец.
Следует по возможности избегать применения этого способа.
С жесткой установкой в осевом направлении одного подшипника при
свободном другом (рис. 33, в). Наиболее правильным и рациональным
является способ установки валиков на радиальных шарикоподшипни-
ках, не требующий регулирования и обеспечивающий нормальную ра-
боту их при любых условиях.
ТКИ при сборке
299
Установка на конических роликоподшип-
никах. При вращающемся вале (рис. 34, а). Как правило, одно из
колец подшипника (внутреннее или наружное) устанавливается с неко-
торым натягом, а другое — подвижно. Регулирование следует произво-
дить перемещением кольца, установленного подвижно.
При вращающемся вале, подвижно устанавливается наружное
кольцо подшипника, в результате чего и производится регулирование.
При вращающемся корпусе (рис. 34, б). Наружные кольца подшип-
ников устанавливаются неподвижно, регулирование осуществляется
Рис. 33. Установка вала на
радиальных подшипниках
перемещением одного из внутренних колец. В этом случае усложняется
форма расточек корпуса вследствие необходимости обеспечения упора
наружных колец подшипников в корпусе.
Установка на упорных шарикоподшипни-
ках. Основной ошибкой при конструировании опор с упорными шари-
коподшипниками является центрирование обоих колец; вращающе-
гося — на валу и неподвижного — в корпусе (рис. 35, а). Такое цен-
трирование совершенно излишне, так как одно из колец должно сво-
бодно фиксироваться канавкой по шарикам, которые, в свою очередь,
устанавливаются по канавке второго, центрированного (обычно по
валу) кольца. В этом отношении правильными являются конструкции
опор, показанные на рис. 35, бив.
При недостаточной длине хвостовой части вала в процессе сборки
может провиснуть сепаратор с шариками. Поэтому при конструирова-
нии необходимо предусматривать достаточную длину хвостовой части
вала, на которой устанавливается упорный подшипник (рис. 36).
300
Технологичность конструкции сборочной единицы
Рис. 35, Варианты установки вала на упорных подшипниках
ТКИ при сборке
301
Способы регулирования зацепления в червячных передачах. Пра-
вильное взаимное положение червяка и шестерни должно обеспечи-
ваться точной механической обработкой, так как их последующее ре-
гулирование исключительно затруднено (рис. 37). Для предотвращения
подгоночных работ при сборке в случае отсутствия регулирования
необходимо, чтобы при механической обработке были выдержаны за-
данные допуски на соответствующие размеры сопрягаемых деталей.
Нерационально
Рационально
Рис. 36. Конструкция хвостовой части вала при постановке упорного под-
шипника
Этот способ может быть рекомендован только тогда, когда размерная
цепь, определяющая правильность зацепления, имеет минимальное
число размеров, где точно должны быть выполнены только два размера;
расстояние А — от торца ступицы колеса до его середины и расстояние
С — от торца буртика втулки до оси расточки в корпусе. Получение
обоих размеров при механической обработке (корпус обрабатывается
в сборе со втулкой) не вызывает особых затруднений (рис. 37, а).
В случае, представленном на рис. 37, б, невозможно добиться над-
лежащего зацепления без подгонки, так как оно зависит не только от
размеров А и С, получаемых при механической обработке, но и от раз-
мера В подшипника, отклонение которого может составлять до 0,5 мм.
Регулирование перемещением вала. Этот способ рекомендуется при
расположении вала червячной шестерни на подшипниках качения.
302
Технологичность конструкции сборочной единицы
В конструкции, изображенной на рис. 38, а, регулирование зацепления
производится с помощью одной из прокладок /, вторая прокладка ис-
пользуется для регулирования подшипников.
Регулирование введением специальных деталей при расположении
вала в корпусе на одной опоре (рис. 38, б). Такой способ не рекомендуется
Рис. 38. Способы регулирования установки червячного колеса
Рис. 39. Способы регулирования с помощью перемещения червячного колеса
по салу
вследствие сложности конструкции. В этих случаях следует применять
регулирование перемещением шестерни с помощью прокладок, а не
вала.
Регулирование перемещением червячного колеса по валу (рис. 39).
Способ регулирования, представленный на рис. 39, а, удобен, если га-
бариты узла допускают установку гаек, к которым может быть обеспе-
чен свободный доступ.
Достоинством конструкции, показанной на рис. 39, б, являются
ее малые габариты. Если торец сменной прокладки 1 является поверх-
ТКИ при сборке
303
Рис. 40. Способ регулирования
правильности зацепления кони-
ческой передачи
ностью трения, то толщина
прокладки должна быть не
менее 3 мм. Этот способ
применим и при расположе-
нии вала червячного колеса
в корпусе на одном или двух
подшипниках качения (по
типу опор, показанных на
рис. 37, б, 38).
Способы регулирования
зацепления передач с кони-
ческими шестернями. Удо-
влетворительная работа кони-
ческой передачи достигается,
если размеры х и у (рис. 40)
как в корпусе передачи, так и
ности механической обработкой
выдержаны с достаточной точностью
в шестернях. Обеспечение этой точ-
значительно усложняет и удорожает
изготовление, поэтому в конструкции должны быть предусмотрены ком-
пенсаторы, позволяющие регулировать зацепление конических шесте-
рен.
Рис. 41. Способ регулирования положения консольно расположенной ше--
стерни прокладками
При малых скоростях и нагрузках (когда шестерни работают,
главным образом, от ручного привода) достаточно регулировать зацеп-
ление, смещая только одну из шестерен. Плавная и равномерная работа
даже ненагруженных конических передач с минимальными зазорами
достигается регулированием зацепления обеими шестернями по одному
из приведенных ниже способов.
Регулирование прокладками (рис. 41). Этот способ обеспечивает
надежное регулирование зацепления при сборке. Дополнительное
регулирование, которое может понадобиться вследствие изнашива-
ния при эксплуатации, затруднительно.
Этот способ регулирования может быть успешно применен, если
вероятность изнашивания невелика. Основным его недостатком является
304
Технологичность конструкции сборочной единицы
необходимость значительной разборки узла для установки прокладок,
поэтому при конструировании узла следует предусматривать возмож-
ность быстрой и удобной установки прокладок.
Если торец прокладки является поверхностью трения, необходимо
чтобы прокладка вращалась вместе с валом.
Регулирование резьбовой втулкой (рис. 42, а). Способ дает возмож-
ность плавно регулировать зацепление без разборки узла. К недостатку
следует отнести необходимость нарезки резьбы в корпусе, чего можно
избежать при запрессовке стакана с резьбой в корпус.
Рис. 42. Способ регулирования консольно расположенной шестерни
Регулирование втулкой с фланцем (рис. 42, б). Такое регулирование
осуществляется прокладками, помещенными под фланцем втулки.
Для установки прокладки иногда требуется значительная разборка
узла. Этот способ следует применять только при невозможности регу-
лирования резьбовой втулкой
Способы фиксирования гаек и болтов. Самоотвертывание и ослаб-
ление резьбовых соединений сверх допустимых пределов должны быть
исключены. Поэтому при их фиксировании необходимо выполнение
следующих требований:
обеспечение свободного доступа к резьбовым соединениям, требу-
ющим систематического осмотра;
узлы и агрегаты, снимаемые для проверки, должны иметь систему
крепления с минимальной трудоемкостью;
общее число типоразмеров болтов и гаек, используемых в изделии,
должно быть минимальным;
размеры головок болтов и гаек под ключ должны быть максимально
унифицированы;
крепежные детали должны быть преимущественно стандартными;
конструктивное оформление крепежных деталей (болтов, гаек
и т. п.) должно исключать их потери при выполнении работ в трудно-
доступных местах.
Стопорение контргайкой (рис. 43). Дополнительное осевое давле-
ние на резьбе создается за счет некоторой вытяжки резьбы при затяги-
вании контргайки. Обычно применяют специальные контргайки мень-
шей массы, штампованные из листовой стали.
В редких случаях в качестве контргайки используется обычная
гайка, но с уменьшенной высотой до (0,5-т-0,6) Н,
ТКИ при сборке
305
Контргайки применяют обычно для стопорения гаек, расположен-
ных снаружи.
Недостатком стопорения контргайкой является необходимость
применения дополнительной детали — второй гайки. Такой способ
целесообразен в следующих случаях: при необходимости частой раз-
борки соединения; когда застопоренная гайка находится на конце сво-
бодного стержня; при отсутствии значительных вибраций при работе
машины.
Стопорение разводным проволочным шплинтом (рис. 44). Способ
обеспечивает фиксирование гайки относительно болта или шпильки.
Рис. 43. Способы стопорения с по-
мощью контргаек
Рис. 44. Способы стопорения с по-
мощью разводных проволочных шплин-
тов
В этом случае применяют корончатую гайку обычного и облегченного
типов. В болте сверлят одно или два взаимно перпендикулярных от-
верстия диаметром, меньшим ширины прорези, под шплинт на корон-
чатой гайке. При затяжке гайки совмещают отверстие в болте с одной
из прорезей на гайке.
Совпадение отверстия и прорезей на гайке в осевом направлении
обеспечивается соответствующим подбором размеров и допусков со-
прягаемых деталей или регулированием положения гайки соответству-
ющей толщиной шайбы. После чего ставят стандартный шплинт. Отги-
бание усиков может быть выполнено двумя способами (см. рис. 44).
В обоих случаях зазор и поворот шплинта после отгибания усиков не-
возможны, что предупреждает поломку усиков от вибраций. При от-
гибании усиков шплинта надрывы не допускаются. Шплинты устанав-
ливают только один раз.
Применение корончатой гайки приемлемо при предварительном
сверлении отверстия в болте. Изготовление корончатых гаек трудоемко
и требует специального приспособления.
Стопорение проволокой (рис. 45). При стопорении проволокой необ-
ходимо следить за тем, чтобы ее натяжение содействовало затяжке
резьбового соединения. Проволоку пропускают через отверстия в го-
ловке болта (гайки) и стягиваемой детали. При закручивании концов
проволоки необходимо не допускать ее резких перегибов и надрывов.
Несмотря на большое распространение, этот способ мало рационален,
так как требует сверления сквозных отверстий в головке каждого болта;
работа по вязке проволокой трудоемка.
11 П/р Ю. Д. Амирова
306
Технологичность конструкции сборочной единицы
Стопорение пружинными шайбами (ГОСТ 10461—81 —
ГОСТ 10464—81). Пружинные шайбы применяют для стопорения кре-
пежных гаек, расположенных снаружи. Обычно их ставят на детали,
изготовленные из стали. На поверхности деталей, выполненных из дур-
алюминиевых и магниевых сплавов, пружинные шайбы ставить не ре-
комендуется, так как при сборке и разборке узла на поверхности таких
деталей в месте контакта с шайбой появляются задиры.
В этих случаях под пружинной шайбой устанавливают обычную
стальную шайбу. Применение стальной фасонной шайбы с внутрен-
ними, наружными или внутренними и наружными зубцами обеспечивает
Рис. 45. Способы стопорения с помощью проволоки
создание в резьбе повышенных и стабильных сил трения вследствие
упругой деформации зубцов. Одновременно острые твердые грани
зубцов шайбы, деформируя материал болта и гайки, создают между
ними дополнительную механическую связь. Такие шайбы могут уста-
навливаться и под коническую головку винтов. Коническая фасонная
шайба, обладающая повышенной упругостью за счет сочетания конус-
ной пружины и упругих зубцов, обеспечивает в резьбовом соединении
дополнительные силы трения, значительные по величине.
Стопорение шайбой с лапкой и усиками (ГОСТ 13463—77 —
ГОСТ 13466—77). Способ основан на применении шайбы, изготовлен-
ной из листовой мягкой стали штамповкой.
Зажатую под гайку шайбу фиксируют от проворачивания на стя-
гиваемой детали с помощью усиков шайбы. Фиксирующий шайбу усии
либо отгибают на грань стягиваемой детали, либо вставляют в спе-
циально просверленное отверстие. Такое стопорение наиболее рацио-
нально как по дешевизне изготовления шайб, так и по надежности спо-
соба. Когда болт установлен на большом расстоянии от края плоскости,
хвост шайбы заводится в высверленное отверстие.
Технологичность конструкций сборочных единиц и механизация
сборочных процессов. Механизация сборочных процессов на основе
современных средств технологического оснащения (робототехнических
комплексов и т. п.) в значительной степени зависит от обеспечения тех-
нологичности конструкций сборочных единиц.
Сложность и многообразие конструктивно-технологических реше-
ний сборочных единиц затрудняют, а иногда делают невозможной меха*
ТКИ при монтаже
307
низацию таких рабочих движений, как ориентация собираемых кон-
структивных элементов в сборочное положение, их фиксация (закреп-
ление) и др.
Многообразие рабочих движений и приемов, необходимых для осу-
ществления сборки (в отличие от простейших движений при механиче-
ской обработке) приводит к неоправданному усложнению и повышению
стоимости средств механизации, особенно при воспроизведении движе-
ния руки рабочего-сборщика.
При проектировании часто не представляется возможным учесть
такие факторы, как, например, упруго-пластический контакт и дефор-
мация реальных деталей и сборочных единиц, трудно поддаются учету
накопление погрешности в многозвенных размерных цепях и т. д.
Механизацию и автоматизацию процессов сборки существенно за-
трудняют систематические конструктивные изменения составных частей
изделия, связанные с улучшением их конструкции и совершенствова-
нием производства.
Переход к механизации процессов сборки связан с комплексным
решением основных задач в области обеспечения технологичности кон-
струкции изделия и технологического проектирования. К этим задачам
относятся:
тщательная отработка конструктивных решений с точки зрения
возможности и простоты механизации сборочного процесса (например,
придание деталям симметричных простых форм, применение специаль-
ных баз и направляющих элементов), отражающих специфику уста-
новки деталей на сборочных позициях и механизированного выполне-
ния сборочных операций;
выбор оптимальных методов сборки, обеспечивающих заданную
точность, технологические регулирования, подборы и пригонки;
классификация составных частей изделия по конструктивным и
технологическим признакам, отражающим возможность их механизи-
рованной сборки;
разработка типовых технологических процессов механизированной
и автоматизированной сборки для соответствующих классификацион-
ных групп изделия;
широкая дифференциация сборочных операций и приемов, умень-
шение числа перемен положения базовых деталей для упрощения кон-
струкций сборочных механизмов;
разработка типовых конструкций сборочных механизмов для
ориентации, установки, закрепления и сопряжения деталей;
применение легкопереналаживаемых на новые объекты произ-
водства и рациональных по схеме компоновок сборочных агрегатов,
машин и технологических линий.
ТКИ ПРИ МОНТАЖЕ
Общие технологические требования к изделию, подвергаемому
монтажу. Монтаж включает взаимосвязанные работы по установке
изделия или его составных частей на месте использования, в том числе:
сборку машин, агрегатов, металлоконструкций, трубопроводов; фикса-
цию и закрепление их в рабочем положении; соединение в технологиче-
ские линии; подготовительные и пригоночные операции перед началом
работ; испытания изделия под нагрузкой.
11*
308
Технологичность конструкции сборочной единицы
Выделяют два основных комплекса технологических требований
к конструкции изделия, подвергаемому монтажу: к габаритности и
к конструктивным элементам.
Требования к габаритности обусловлены условиями погрузки и
крепления грузов.
При проектировании тяжеловесной и негабаритной конструкции
изделия необходимо предусматривать возможность его транспортиро-
вания и крепления в собранном виде или законченными составными
частями транспортными средствами: железнодорожными, водными,
воздушными, автодорожными (табл. 2).
2. Максимальные габаритные размеры грузов, допускаемых к Перевозке
на транспортерах МПС сцепного типа грузоподъемностью 120 т
Поперечный размер с учетом выступа- ющих частей, м, не более	Масса, з	Длина, м, не более	Степень негаба- ритности	
			боковой	верхней
3,2	120	45,0	III	II
3,4	120	45,0	IV	III
3,4	120	37,0	III	II
3,6	120	43,6	IV	III
3,8	110	37,0	III	II
4,0	ПО	32,0	IV	
Примечание. С увеличением степени негабаритности стоимость
перевозки увеличивается.
Вспомогательное оборудование (пневматическое, гидравлическое,
смазочное, межступенчатое компрессорное) вместе с коммуникациями
и присоединительными деталями должно собираться в блоки на жест-
ких рамах.
При разработке технического проекта следует проводить деление
изделия на транспортируемые части с уточнением их массы и положе-
ния центра масс, разрабатывать схемы строповки составных частей и
выбирать стропы. Деление нетранспортабельного в сборке изделия на
транспортируемые части должно выполняться в техническом проекте на
чертежах общего вида, а в рабочей конструкторской документации —
на сборочных чертежах и при необходимости на чертежах сборочных
единиц — составных частей изделия.
При делении изделия на транспортируемые части на чертеже об-
щего вида и сборочном чертеже помещается таблица транспортируемых
частей в соответствии с ГОСТ 24444—80.
Вылет выступающих элементов конструкции (кронштейнов, шту-
церов, опор и др.) ограничивают его минимальным размером. Если вы-
ступающие элементы выходят за допускаемые габариты, предусматри-
вают такое их отделение от основной части конструкции изделия, кото-
рое гарантирует в дальнейшем точное присоединение их к изделию, со-
ответствующее состоянию его нормальной эксплуатации (работы по
назначению).
ТКИ при монтаже
309
Требования к конструктивным элементам изделия обусловлены
необходимостью ориентации их главных осей и контроля их положе-
ния в плане относительно осей фундамента базовой части изделия.
Это достигается нанесением монтажных рисок или иных знаков. На-
пример, на вертикальных сосудах и аппаратах для выверки при монтаже
должны быть предусмотрены две пары монтажных рисок: вверху и
внизу корпусной составной части под углом 90°. Изделия, подлежащие
наружной тепловой изоляции, должны иметь специальные детали, вы-
ступающие за изоляцию и несущие функцию монтажных рисок на кор-
пусе.
Разъемные соединения транспортируемых частей, снимаемых с из-
делия на период его транспортирования и хранения, должны быть
снабжены контрольными штифтами, шпильками, шпонками, обеспечи-
вающими монтаж без дополнительных разметочных и подгоночных
операций.
В конструкции изделия (и в каждой отдельно транспортируемой
части) должны быть предусмотрены и указаны места строповки и креп-
ления при транспортировании.
На машинах, подлежащих выверке при монтаже, должны быть пре-
дусмотрены площадки для установки уровней или других измеритель-
ных приборов без демонтажа составных частей изделия.
Сборочные единицы, положение которых определяется взаимной
соосностью и горизонтальностью, должны иметь общую фундаменталь-
ную раму (плиту).
Машины и аппараты технологической линии, не соединенные между
собой жестко, должны конструироваться в виде блоков, совместно
с коммуникациями и обслуживающими конструкциями и транспорти-
роваться в собранном виде.
Блочный метод монтажа изделия. В отличие от традиционной
домонтажной укрупнительной сборки блочный метод монтажа изделия
предусматривает укрупнение поставляемых узлов оборудования изго-
товлением монтажных блоков. Монтаж технологических линий и агре-
гатов должен осуществляться преимущественно из монтажных блоков
промышленного изготовления. В этом случае используют постоянные
базовые конструкции для предварительной сборки отдельных узлов,
механизмов и машин, трубопроводов и приборов. Монтажный блок
должен представлять собой конструктивно законченную составную часть
монтируемого изделия в целом, устанавливаться в проектное положе-
ние без подгонки, сварки и других вспомогательных процессов. Одним
из прогрессивных способов блочного метода монтажа является созда-
ние агрегированных блоков для целей крупноблочного монтажа из
блок-боксов и блок-контейнеров.
Степень укрупнения конструкций в монтажные блоки оценивается
по грузоподъемности транспортных средств. Экономическую целесооб-
разность транспортирования блоков, масса которых превышает грузо-
подъемность и габариты транспортных средств, проверяют зависи-
мостью
см — см >ст —ст
Mj М2 12 Ч»
где CW1 — затраты на монтаж при поставке блоками, перевозимыми
рядовыми транспортными средствами; СМ2 — затраты на монтаж при
310
Технологичность конструкции сборочной единицы
поставке блоками, по массе и габаритам выходящими за пределы воз-
можности их перевозки обычными железнодорожными транспортными
средствами; СТ1 — затраты на перевозку блоков обычными железно-
дорожными транспортными средствами; СТ2—затраты на транспорти-
рование блоков, по массе и габаритам выходящих за пределы воз-
можности их перевозки обычными транспортными средствами (желез-
нодорожным, водным, автомобильным и воздушным).
Оценка технологичности конструкции изделия, подвергаемого
монтажу. Оценка производится с использованием следующих показа-
телей: трудоемкости изделия в монтаже; удельной трудоемкости изде-
лия в монтаже; коэффициенту заводской готовности изделия.
Трудоемкость изделия в монтаже (человеко-час) характеризует
затраты труда на выполнение всех операций монтажа и определяется
по формуле
Ты = То +7’сб + Тп + Ти + £ Tit
1
где TQ — суммарная трудоемкость основных процессов при монтаже
(такелажных процессов, выполняемых в монтажной зоне, процессов
выверки оборудования и закрепления оборудования в проектном поло-
жении); ТСб — трудоемкость сборочных процессов при монтаже; 7П —
трудоемкость подготовительных процессов при монтаже; Ти — трудо-
емкость испытания и опробования оборудования при монтаже; Tt —
трудоемкость t-ro технологического процесса (операции) монтажа обо-
рудования; I — общее число технологических процессов (операций)
монтажа.
Удельная трудоемкость изделия в монтаже определяется как отно-
шение трудоемкости изделия в монтаже к номинальному значению ос-
новного технического параметра изделия или по его полезному эффекту
Р:
Ту = TJP.
Коэффициент заводской готовности изделия определяется по фор-
муле
1г __ о
з. г гр । /р >
1 о "Г 1 сб. м
где Тсб. м— трудоемкость сборочных процессов при монтаже, включая
пригоночно-доделочные процессы, чел.-ч.
Оценка монтажной ТКИ должна быть основана на действующей
нормативной базе затрат труда и времени на монтаж изделий определен-
ного типа.
ТКИ ПРИ КОНТРОЛЕ И ИСПЫТАНИИ
Технологичность конструкции изделия в процессах контроля и
испытания определяется принимаемыми конструктивно-технологиче-
скими решениями, направленными на обеспечение высокоэффективного
контроля и испытания с минимальными затратами труда, материалов и
времени. Под эффективностью контроля и испытания в данном случае
понимается их чувствительность или разрешающая способность при
заданном уровне надежности получаемых результатов.
ТКИ при контроле и испытании
311
Согласно ГОСТ 16.504—81 контроль — проверка соответствия
объекта установленным техническим требованиям, испытание — экс-
периментальное определение количественных и (или) качественных
характеристик свойств объекта.
Технологичность конструкции изделия в рассматриваемых про-
цессах в значительной мере предопределяет возможность применения
эффективных методов и средств его контроля и испытания.
Общие технологические требования к конструкции изделия. Кон-
струкция изделия, подвергаемого контролю и испытанию, должна
обладать следующими свойствами:
быть доступной для подхода к элементам, подвергаемым контролю
или испытанию, и для применения технических средств, соответству-
ющих целям и задачам контроля и испытания;
быть рациональной с точки зрения членения конструкции на зоны
(места) контроля и испытания, обеспечения преемственности методов
контроля и испытания, испытательного оборудования и контролиру-
ющей аппаратуры, а также возможности применения средств механи-
зации и автоматизации процессов контроля и испытания;
обеспечивать возможность полной или частичной имитации усло-
вий эксплуатации при проведении контроля и испытания.
Технологичность конструкции изделия при различных видах его
контроля и испытания. На технологичность конструкции изделия
в условиях контроля его геометрических параметров влияют следую-
щие факторы:
преемственность контролируемых конструктивных элементов,
определяющая соответственно преемственность методов и средств кон-
троля;
доступность элементов конструкции изделия в процессе контроля
их параметров;
условия проведения контроля.
При контроле геометрических параметров конструкции изделия
проверяют линейные и угловые размеры, шероховатость и состояние
поверхностей, форму и расположение поверхностей (осей), точность
элементов резьбовых и зубчатых соединений, точность изготовления
шлицев и шпонок и др.
Контроль геометрических параметров сборочных единиц включает
проверку плоскостности, параллельности, волнистости, эксцентриси-
тета, эллипсности, скрутки (разворота), искривления или излома осей
конструкции, а также отклонения их от заданных положений.
Доступность элементов конструкции позволяет использовать при
контроле универсальные и стандартизованные средства измерения и
тем самым сократить время и трудовые затраты на проведение кон-
троля.
Для сокращения трудоемкости контроля геометрических параме-
тров изделия в его конструкции применяют такие решения, которые
позволяют использовать оснастку и оборудование из унифицированных
и стандартных элементов.
К преимуществам универсально-сборных приспособлений для
контроля, универсально-сборных калибров и шаблонов, а также уни-
фицированных контрольных стендов относятся:
ускорение подготовки производства за счет сокращения трудоем-
кости и сроков изготовления оснастки в 1,5—3 раза;
312
Технологичность конструкции сборочной единицы
сокращение затрат на изготовление оснастки благодаря много-
кратному использованию ее элементов для контроля различных типов
изделий;
возможность комплексной стандартизации средств и механизации
процессов контроля.
Преемственность контролируемых конструктивных элементов поз-
воляет широко применять для контроля геометрических параметров
производительную неспециализированную аппаратуру для кон-
троля:
линейных размеров — малогабаритные измерительные головки
(микаторы) ИПМУ, измерительные пружинные головки (микрокаторы)
ИГП и ИГПА, индикаторы часового типа ИЧ-10, нутромеры индикатор-
ные, оснащенные твердым сплавом; толщиномеры индикаторные ТР-10
и ТР-25, глубиномеры индикаторные ГИ и ГМ, стенкомеры индика-
торные С-2 и С-10;
угловых размеров — угломеры УН, УМ и оптические уровни;
для измерения шероховатости поверхности — щуповые приборы
с пружинным механизмом ИПШ, щуповые профилографы, профило-
метры П-10 и др.;
формы — накладные оптические приборы типа сферометров, ша-
ровые сегменты, радиусомеры и др.;
геометрических параметров сборочных единиц — оптико-механи-
ческие приборы (нивелиры и теодолиты), визирные телескопы, юстиро-
вочные установки, оптические квадранты и оптико-электронные при-
боры (лазерные центрирующие измерительные системы).
Аналогично определяют особенности проявления и обеспечения тех-
нологичности конструкции изделия при других видах его контроля и
испытания.
Герметичность конструкции изделия — одно из основных ее свойств,
предопределяющих его надежное функционирование в процессе экс-
плуатации.
В процессе контроля и испытания изделия на герметичность про-
веряют степень герметичности его конструкции.
На технологичность конструкции изделия применительно к про-
цессам его контроля и испытания существенно влияют вид проверки
герметичности; габариты и конфигурация изделия; площадь контроли-
руемой поверхности и рациональное членение конструкции на зоны
(места) контроля; концентрация пробного (контрольного) вещества
в объекте испытания; доступность подхода к элементам конструкции
изделия.
Вид проверки герметичности зависит от площади контролируемой
поверхности изделия, подвергаемой разовой проверке на герметичность.
Различают два вида проверки герметичности: локальный и суммарный.
Локальный вид проверки предусматривает контроль герметичности
отдельной зоны объекта; суммарный — всей поверхности объекта.
При суммарном виде проверки используют вакуумные способы кон-
троля герметичности.
Выбор вида проверки герметичности во многом определяется мето-
дом контроля герметичности и его технологическими разновидно-
стями.
В табл. 3 приведены наиболее распространенные методы и способы
контроля герметичности.
ТКИ при контроле и испытании
313
3. Промышленные методы испытания на герметичность		
Метод испытания	Способ промышленной реализации метода	Чувствитель- ность, м3« Па/с
Радиоактивный	Газоаналитические Атмосферный	ю-«—ю-»»
Масс-спектрометриче -	Вакуумный Щупа	10-ю— 10”13 10-’—ю-»°
ский	Накопления при атмосферном	Ю-7—10-®
Галоидный	давлении (НАД) Вакуумирования с исполь- зованием стационарных, мест- ных, разъемных и гелиевых камер Баровакуумной камеры Принудительного накопления в вакууме Щупа	10-’-10-»1 Ю-’—10-»1 10-’—10“* 2. Ю-’—Ь 10-®
Электронного захвата	Вакуумный Щупа	io-8—10-* 10-ю—ю-»1
Химический	Остаточных устойчивых следов	10-7—10-*
Катарометрический	Щупа	10-®—5-10-®
Электроразрядный	Вакуумный Щупа	5- 10-®—10-* ю-®—ю-*
Плазменный	Вакуумный Щупа с использованием хро-	IO"2—10-® Ю-e— ю-»
Инфракрасного погло-	матографа Щупа с использованием высо- кочастотного детектора С использованием оптико-аку-	1 1
щения Акустический	стического детектора Щупа	10-1—10-*
Хемилюминесцентный	Атмосферный	10-2—10-*
Гидростатический	Визуальный	ю-4—ю-®
Химический	Фильтровальной бумаги Меловой обмазки Электроконтактн ый Дождевальный Гидроаналитические Хемосорбционн ый	О о>	о «я о а 1	1111 СИ О	1* ® 0»
Люминесцентный	Хромоэффекта Компрессионн ый Инфракрасного газоанализа- тора Температурно-люминесцентный	г ггг « а а »
	С использованием флюоресцент-	10-8-5.10-3
Капиллярный	ного индикатора течи ФИТ-1 Керосино-меловой обмазки	ю-«—ю-з
Диффузионный	Флюоресцентный Атмосферный	Ю-®_ ю-8 ю-<—10-®
Компрессионный	Вакуумный М анометрические Спада давления -	10-7— 10-3 ю-®—10-3
Вакуумный	Повышения давления в отва-	10-®—10-3
Дифференциальный	куумированной полости Сравнения с контрольной течью Терморезисторный	10-®—ю-3 10-4—10-®
314
Технологичность конструкции сборочной единицы
Продолжение табл. 3		
Метод испытания	Способ промышленной реализации метода	Чувствитель- ность, м3« Па/с
Пузырьковый Дисперсных масс	Газогидравлические Аквариума Бароаквариума Г идроакустический Мыльной эмульсии Обмыливания	f а » 1 1 1 — 1 ООО . о — —1 1Л — 1 1 1 1 1 и» из « сч сч
Габариты и конфигурация изделия не являются определяющими
параметрами при выборе метода проверки герметичности, однако они
влияют на трудоемкость и продолжительность производственного цикла
испытания изделия. При отработке конструкции изделия на техноло-
гичность производят оценку приемлемости испытательного оборудова-
ния и ориентировочный расчет цикла испытания. В тех случаях, когда
технологический цикл испытания не приемлем для условий производ-
ства (/исп — 12-7-14 ч), производят замену метода или вида испытания.
Пример. Изделие, степень герметичности которого составляет 10 ”8 м3« Па/с,
может быть надежно испытано на герметичность двумя масс-спектрометри-
ческими способами: способом накопления при атмосферном давлении (с после-
дующей локализацией мест течи способом щупа) и способом вакуумирования
с использованием стационарных вакуумных камер. При этом степень герме-
тичности задается по всей поверхности изделия.
Применение простого, не требующего существенных затрат способа
накопления при атмосферном давлении обусловливает необходимость
разбиения всей поверхности изделия на отдельные участки, на которых
проводится одновременный разовый замер фактической негерметич-
ности.
Испытания на герметичность изделия масс-спектрометрическим
способом вакуумирования позволяют получить информацию о герме-
тичности сразу со всей контролируемой поверхности, что очень важно
при сокращении трудоемкости испытаний. Однако затраты на создание
и эксплуатацию вакуумных камер, в особенности крупногабаритных,
могут быть настолько значительными, что применение последних может
стать в определенных условиях экономически нецелесообразным.
Если при предварительном рассмотрении выбор конкретного
метода не является очевидным, то в качестве критериев их сравнения
необходимо привлекать надежность и объективность способа проверки
герметичности.
Площадь контролируемой поверхности и рациональное членение
конструкции на зоны (места) контроля определяются при проектиро-
вании изделия. Число контролируемых участков поверхности опреде-
ляют по формуле
п = Г//,
где F — общая площадь поверхности, подлежащей проверке; f — пло-
щадь (зона) участка разового замера герметичности.
Увеличение габаритов проверяемого объекта приводит к увеличе-
нию числа участков проверки, а следовательно, и к увеличению вре-
ТКИ при контроле и испытании
315
мени испытаний или, в конечном счете, к технологически неприемле-
мому производственному циклу испытания изделия.
Концентрация пробного (контрольного) вещества в изделии за-
дается конструктором в зависимости от чувствительности выбранного
метода испытания, его погрешности, степени герметичности, характе-
ристик и режимов работы испытательного оборудования и течеиска-
тельной аппаратуры.
Доступность подхода к элементам конструкции изделия определяет
трудоемкость и затраты на проведение его контроля. Поэтому при
проектировании конструкции изделия компоновка его элементов должна
обеспечивать удобство подхода к ним, установку на них контрольной
аппаратуры и оснастки, а также возможность подвода к контролируе-
мым элементам специальных средств течеискания (щупы, контрольные
течи и т. п.) с целью снятия информации о степени герметичности.
При использовании способов локального течеискания (способ
щупа, накопления при атмосферном давлении, присосок и др.) в кон-
структорской документации указывают конкретную зону, поверхность
или участки поверхности, подлежащие проверке на герметичность и
степень герметичности для этих мест.
При использовании способов суммарного течеискания (вакуум-
ные, баровакуумные и гелиевые камеры) в конструкторской докумен-
тации указывают величину суммарной допустимой утечки (степень
герметичности) и конкретные методы локального течеискания в случае
обнаружения утечки.
Испытания на герметичность сложных по форме, разветвленных
и крупногабаритных конструкций при использовании методов локаль-
ного течеискания длительны по циклу и приводят к существенным за-
тратам. Поэтому для указанных конструкций методы суммарного тече-
искания наиболее предпочтительны.
Для обеспечения технологичности проверки на герметичность
разъемных соединений, монтажей трубопроводов и магистралей, крон-
штейнов, уступов, труднодоступных ниш, карманов и подобных кон-
струкций при их проектировании необходимо предусматривать возмож-
ность доступа к ним для визуального осмотра.
В табл. 4 представлены материалы по выбору методов (способов)
испытания на герметичность в зависимости от степени герметичности.
Качественная оценка технологичности конструкции изделия,
подвергаемого контролю и испытанию. Оценка производится на этапах
проектирования (разработки эскизного и технического проектов) по
критериям технологической рациональности и преемственности кон-
струкции.
При качественной оценке ТКИ по критериям технологической ра-
циональности различают конструкции двух видов:
нерациональная конструкция (конструкция с труднодоступными
элементами, неудобной конфигурации, использующая для контроля и
испытания специальные приспособления и оснастку: подставки, штанги,
стапеля, кинематические пары, переходники, оптические и электронные
преобразующие устройства и т. п.);
рациональная конструкция (конструкция с легкодоступным i эле-
ментами, удобной конфигурации, позволяющая осуществить непо-
средственный контроль и испытания без специальных приспособлений
И т. д.).
316
Технологичность конструкции сборочной единицы
4. Выбор методов (способов) испытания на герметичность
в зависимости от степени герметичности проектируемой конструкции
Степень герметичности, м3« Па/с	Методы (способы) испытания
	Разъемные соединения
ю-4	Накопления при атмосферном давлении (НАД) Щупа Обмыливая ия
Ю-e—ю-4	НАД Щупа Обмыливания
io-7— 10-с	НАД Стационарных вакуумных камер Местных вакуумных камер (присосок) Баровакуумной камеры Галогенный
Сварные (паяные) соединения и основной (паяемый) материал
в зоне шва
10-4	Аквариума Обмыливания
10-в-Ю-*	НАД Щупа Аквариума Обдувания Химический (остаточных устойчивых следов) Присосок с локализацией мест течей способом щупа Местных вакуумных камер
Ю-’—10-в	Щупа Баровакуумной камеры с локализацией мест течей спо- собом обдувания Обдувания НАД Бароаквариума Дисперсных масс
I0-B-10-’	Галогенный; масс-спектрометрический Масс-спектрометрический Химический Местных вакуумных камер Баровакуумной камеры НАД Галогенный
IO-*»— ю-8	Бароаквариума Местных вакуумных камер Масс-спектрометрический с использованием стационар- ных вакуумных и баровакуумных камер Радиоактивный Материал конструкции
ю-4	Аквариума Катарометрический Акустический
Ю-e-ю-4	Г идростатический Аквариума Остаточных устойчивых слщов Дисперсных масс Катарометрический Электроразрядн ый Гидростатический Хемосорбционн ый Диффузионный
ТКИ при контроле и испытании
- 317
Продолжение табл. 4
Степень
герметичности,
м3- Па/с
10~?—10~6
Ю-io-ю-8
Ю-1»—10-1°
Методы (способы) испытания
10“»—10-3
Масс-спектрометрический (присосок, щупа, местных ста»
ционарных камер)
Бароаквариума
Дисцерсных масс
НАД
Инфракрасного поглощения
Гидростатический
Химический
Люминесцентный
Капиллярный
Бароаквариума
Масс-спектрометрический
Манометрический
Пузырьковый
Диффузионный
Гидроакустический
Масс-спектрометрический с использованием стационар-
ных вакуумных (баровакуумных) камер
Радиоактивный
Масс-спектрометрический
При качественной оценке технологичности по критериям преемст-
венности конструкции учитывают многократную воспроизводимость
того или иного метода испытания и контроля при смене объектов,
а также повторяемость применяемых методов и средств при контроле и
испытании данного объекта производства.
ЧАСТЬ 111
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ И РЕМОНТНАЯ
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Эксплуатация представляет собой стадию жизненного цикла из-
делия, на которой реализуется, поддерживается и восстанавливается
его качество. Эксплуатация изделия включает следующие про-
цессы:
использование изделия по назначению (далее по тексту — исполь-
зование);
ожидание использования, представляющее собой нахождение из-
делия в состоянии готовности к использованию;
хранение — содержание неиспользуемого изделия в заданном со-
стоянии в отведенном для его размещения месте с обеспечением его со-
хранности в течение заданного срока;
транспортирование — перемещение изделия в заданном состоянии
с применением при необходимости транспортных и грузоподъемных
средств, начинающееся с погрузки и кончающееся разгрузкой на месте
назначения;
техническое обслуживание (ТО) — комплекс операций или опера-
ция по поддержанию работоспособности или исправности изделия при
использовании, ожидании, транспортировании и хранении;
ремонт — комплекс операций по восстановлению исправности или
работоспособности изделия и восстановлению ресурса изделия или его
составных частей; в некоторых случаях для специальных видов техники
отдельные виды ремонта могут не входить в состав эксплуатации,
что устанавливается в отраслевой нормативно-технической докумен-
тации.
Технологическое обслуживание (ТЛО) представляет собой комплекс
операций по подготовке изделия к использованию, транспортированию
и хранению, в процессе и после них. Эти операции не связаны с поддер-
жанием надежности изделия, что является принципиальным отличием
технологического обслуживания от технического. Технологическим
обслуживанием изделия, как правило, начинается и заканчивается
его использование.
К ТЛО относятся:
агрегатирование (например, подсоединение одной машины к тяго-
вому устройству другой, соединение их масло-, электро- и воздухопро-
водов и т. п.);
переналадка и технологическое регулирование изделий (например,
переналадка тягового прицепного устройства изделия для работы с при-
цепным оборудованием, замена колес с широкими шинами колесами
с узкими шинами и наоборот, изменение частоты вращения вала отбора
мощности и т. п.);
Общие положения
319
загрузка изделия перед использованием и разгрузка после него
(например, загрузка багажа в транспортные средства и его разгрузка,
загрузка семян в сельскохозяйственные машины, выгрузка из них
зерна, загрузка в самолет препаратов для обработки посевов и т. п.);
заправка изделия топливом, рабочими жидкостями и т. п.;
перевод изделия из стояночного положения в транспортное и наобо-
рот, например подъем и опускание стояночных опор, перевод рабочего
оборудования в транспортное положение и обратно и т. п.;
очистка рабочих органов изделия в процессе использования (на-
пример, очистка ковша экскаватора от налипшего грунта и т. п.).
Глава 8
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Эксплуатационная ТКИ проявляется при подготовке изделия к ис-
пользованию, при транспортировании, хранении, ТО и текущем ре-
монте. Ее следует рассматривать применительно к операциям ТЛО, ТО
и текущего ремонта, предусмотренным в эксплуатационной докумен-
тации, а также к операциям по поиску и устранению последствий отка-
зов, выполняемым в условиях эксплуатации при неплановом текущем
ремонте.
Эксплуатационная ТКИ тесно связана с другим важным свойством
конструкции изделия — ремонтопригодностью, которая, в свою оче-
редь, является важнейшей составляющей надежности.
Связь эксплуатационной ТКИ и ремонтопригодности изделия.
Области проявления эксплуатационной ТКИ и ремонтопригодности
пересекаются. Ремонтопригодность является как бы связующим звеном
между эксплуатационной ТКИ и его надежностью. Основными пока-
зателями этих свойств являются затраты времени и труда на выполне-
ние определенных комплексов профилактических и восстановительных
операций, осуществляемых в процессе эксплуатации изделия.
Эксплуатационная ТКИ характеризует только приспособленность
конструкции изделия к выполнению на нем определенных операций,
а ремонтопригодность — потребность изделия в конкретных операциях,
обусловленных требованиями надежности, и приспособленность его
к их выполнению.
Ремонтопригодность, будучи составляющей надежности, прояв-
ляется только в операциях, направленных на поддержание или восста-
новление работоспособного или исправного состояния изделия, т. е.
только при ТО и текущем ремонте (табл. 1).
Эксплуатационная ТКИ характеризуется средней оперативной
продолжительностью и средней оперативной трудоемкостью изделия
в ТЛО, ТО и ремонте данного вида. Использование термина «опе-
ративная» означает, что показатель характеризует только свойство
конструкции изделия и его техническое состояние в отличие от
аналогичных показателей системы технического обслуживания и
320
Эксплуатационная ТКИ
1. Области проявления эксплуатационной технологичности
конструкции и ремонтопригодности изделия
Свойства изделия, определяющие за- траты при его эксплуатации	Исполь- зование	Ожи- дание	Транс- портиро- вание *	Хране- ние *	ТО	Текущий ремонт
1	2	3	4	5	6	7
Потребность в опе- рациях Приспособленн ость к операциям	1	1	1	1	II III	II III
* ТО и ремонт при транспортировании и хранении изделия предусмо»
трены графами 6 и 7.
Обозначения: I — область проявления эксплуатационной ТКИ;
II — область проявления ремонтопригодности; III — область, в которой экс-
плуатационная ТКИ и ремонтопригодность проявляются одновременно.
ремонта, которые характеризуют общие затраты на ТО и ремонт изде-
лия и зависят также от организации применяемых технологических
процессов и материально-технического обеспечения ТО и ремонта.
Место оперативных затрат в общих затратах на ТЛО, ТО и ремонт
на примере времени показано на рис. 1.
Оперативное время		4-	 Подготовительно - заключительное время	<	 Дополнительное время	
Основное время	Вспомогательное время			
-4- 				 "	Суммарное время '			Время ожидания
Общее время
Рис. 1. Общие затраты времени на ТЛО, ТО и ремот
Вспомогательное время представляет собой часть оперативного
времени, затрачиваемую исполнителем на подготовку изделия к ТЛО,
ТО или ремонту и восстановление исходного положения частей изделия
после их окончания.
Часть оперативного времени, затрачиваемая исполнителем на вы-
полнение операций ТЛО, ТО или ремонта без учета вспомогательного
времени представляет собой основное время ТЛО, ТО или ремонта.
Под подготовительно-заключительным временем ТЛО, ТО или
ремонта понимают время, затрачиваемое исполнителем на подготовку
и приведение в порядок рабочего места и материальных средств (обору-
дования, инструмента, материалов и т. п.) перед началом ТЛО, ТО или
ремонта, в процессе их выполнения или после завершения, а также на
Общие положения
321
получение задания, инструктаж и ознакомление с технической доку-
ментацией; под дополнительным временем — время, затрачиваемое
исполнителем на личные надобности и отдых.
Понятие «время» используется, как правило, для характеристики
занятости каждого отдельного исполнителя ТЛО, ТО или ремонта,
а для характеристики занятости изделия работами по ТЛО, ТО или
ремонта используется понятие «продолжительность».
Оперативная продолжительность ТЛО, ТО и ремонта зависит от
приспособленности изделия к одновременному выполнению работ не-
сколькими исполнителями: при равномерной или одновременной за-
грузке всех исполнителей определяется минимальной продолжитель-
ностью, а в остальных случаях—интервалом времени от начала работы
первого исполнителя до завершения работы последним исполнителем
Связь показателей эксплуатационной ТКИ и показателей системы
технического обслуживания и ремонта изделия. Показатели эксплуата-
ционной ТКИ являются составной частью соответствующих показате-
лей системы ТО и ремонта изделия. Например, показатель эксплуата-
ционной ТКИ «средняя оперативная продолжительность ТО» является
составной частью показателя системы ТО и ремонта изделия «средняя
продолжительность ТО».
Эксплуатационная ТКИ определяется рядом частных свойств,
характеризующих приспособленность конструкции изделия к выполне-
нию отдельных операций. К этим свойствам относятся доступность,
легкосъемность, взаимозаменяемость, трудоемкость в обслуживании
и ремонте, технологическая сложность и преемственность (примени-
тельно к процессам обслуживания и ремонта), контролепригодность и
монтажепригодность изделия.
Доступность — свойство конструкции изделия, определяемое сле-
дующими факторами:
наличием рабочих зон для выполнения операций ТЛО, ТО и ре-
монта, а также свободного доступа к местам обслуживания и ремонта
с учетом требований эргономики;
возможностью использования необходимого инструмента, средств
механизации и автоматизации;
возможностью выполнения операций обслуживания и ремонта от-
дельных составных частей изделия без демонтажа других составных
частей;
возможностью выполнения операций одновременно несколькими
исполнителями;
рациональным размещением разъемов для внешних диагностиче-
ских средств.
По доступности места ТЛО, ТО и ремонта классифицируются сле-
дующим образом: доступные со всех сторон; для доступа к которым
необходимо переместить или провернуть некоторые детали, осуществить
переезд или подъем изделия; доступ к которым ограничивают составные
части изделия, положение которых изменить невозможно; доступные
только после снятия некоторых деталей изделия; доступные только
после снятия и разборки сборочных единиц.
Примерами конструкции изделий с хорошей доступностью яв-
ляются: откидывающиеся кабины, улучшающие доступ к элементам
трансмиссии машины; наличие площадок с рифленным покрытием, ру-
чек и захватов для элементов, доступ к которым с уровня земли затруд-
322
Эксплуатационная ТКИ
нен; полуоткрытые капоты, улучшающие доступ к двигателю
и т. п.
Коэффициент доступности
k _ s<°>
n S<°>4-S(B)’
где S<°> — основная трудоемкость изделия в ТЛО (ТО, ремонте); S(B) —
вспомогательная трудоемкость изделия в ТЛО (ТО, ремонте); 0 < &д
1 (чем совершеннее конструкция изделия, тем выше коэффициент
доступности).
Доступность имеет большое значение при выполнении практически
всех операций ТЛО и ТО, а также текущего ремонта. В связи с тем, что
при капитальном ремонте, как правило, производится полная разборка
изделия, это свойство при капитальном ремонте проявляется в значи-
тельно меньшей степени.
Легкосъемность — свойство конструкции изделия, определяемое
следующими факторами:
рациональным членением составных частей изделия, в том числе
использованием блочно-модульного принципа его компоновки;
использованием рациональных способов крепления и соединения
составных частей изделия, подлежащих демонтажу при ТЛО, ТО и ре-
монте, которые исключают при демонтаже необходимость в местных
нагревах, применении химических веществ, больших усилий, ударов,
сложной технологической оснастки, одновременного применения двух
и более инструментов;
обеспечением деталей посадками с гарантированным натягом и
демонтажными базами;
использованием на крышках люков замков, не требующих для
открывания и закрывания специального инструмента;
применением на составных частях, имеющих большую массу, при-
способлений, облегчающих их снятие с изделия (захватов, рым-болтов,
проушин и т. п.).
Хорошую легкосъемность обеспечивает, например, применение
в электрооборудовании многоштырьковых разъемов, позволяющих
снимать сборочные единицы без развинчивания контактных соедине-
ний; использование крепежных деталей, быстроотворачивающихся при
минимальных усилиях, и т. п.
Примером плохой легкосъемности является вариант конструкции
трактора, когда корпус коробки передач отлит как одно целое с корпу-
сом заднего моста, что исключает независимый ремонт этих узлов и
обусловливает необходимость одновременного проведения ремонта
всего шасси.
Определение коэффициента легкосъемности приведено в гл. 2.
Важное значение имеет легкосъемность при текущих (плановых и
неплановых) ремонтах, а также при капитальных ремонтах, выполняе-
мых агрегатным методом. Высокие показатели легкосъемности являются
необходимым условием для сокращения продолжительности этих видов
ремонтов.
Взаимозаменяемость составных частей изделия — свойство кон-
струкции составной части изделия, обеспечивающее возможность ее
применения вместо другой аналогичной составной части без дополни-
Общие положения
323
тельной обработки с сохранением заданного качества изделия, в кото-
рое она входит.
Взаимозаменяемость составных частей изделия определяется сле-
дующими факторами:
применением составных частей изделия одного назначения с одина-
ковыми характеристиками;
допусками на присоединительные размеры, исключающими подго-
ночные операции и дополнительное регулирование после сборки от-
дельных сборочных единиц и изделия в целом;
применением креплений, исключающих или сокращающих подго-
ночные и регулировочные операции при монтаже составных частей из-
делия;
ограничением числа сопряжений, не подлежащих обезличиванию
и требующих селективного подбора деталей.
На взаимозаменяемость составных частей изделия существенно
влияют ограничение их номенклатуры, применение стандартных и уни-
фицированных составных частей, возможность применения готовых (по-
купных) составных частей, ограничение типоразмеров применяемых
деталей, в том числе крепежных, стопорных, уплотнений и т. п. Это
позволяет одновременно сократить число применяемых при ТЛО, ТО и
ремонте инструмента, приспособлений, оборудования и тем самым сни-
зить затраты времени на их подбор.
Примерами взаимозаменяемости составных частей изделия яв-
ляются взаимозаменяемость колес автомобиля или трактора, взаимоза-
меняемость гидронасосов гидравлических систем самолета и т. п.
Коэффициент взаимозаменяемости
, ^дм
в 5 дм + 5д ’
где 5ДМ — оперативная трудоемкость изделия в монтажных операциях
по замене составных частей изделий при ТЛО, ТО или ремонте без
учета пригоночных, регулировочных и селективных работ; Sn — опе-
ративная трудоемкость изделия в пригоночных, регулировочных и се-
лективных операциях при ТЛО, ТО или ремонте изделия; 0< kB 1
(чем совершеннее конструкция изделия, тем выше коэффициент взаимо-
заменяемости).
Трудоемкость изделия в ТЛО, ТО и ремонте — свойство конструк-
ции изделия, характеризующее ее приспособленность к выполнению
операций ТЛО, ТО и ремонта всех видов; зависит от числа регулируемых
параметров, резьбовых соединений, требующих планового контроля и
подтягивания, точек смазки и других конструктивных элементов, тре-
бующих применения операций обслуживания и ремонта в соответствии
с эксплуатационной документацией.
Снижение объема ТЛО и ТО достигается применением в конструк-
ции изделия систем централизованной смазки, узлов трения, не тре-
бующих смазывания (например, подшипников одноразового смазыва-
ния), саморегулирующихся систем (например, саморегулирующиеся
тормоза), эффективных стопорных элементов, предотвращающих отво-
рачивание или ослабление креплений сборочных единиц и т. п.
Объем ремонта зависит от числа деталей и соединений, подлежащих
восстановлению, необходимого числа восстановительных операций,
324
Эксплуатационная ТКИ
числа соединений, требующих операций по подгонке или селективного
подбора деталей, а также от необходимости послесбор очного регулиро-
вания.
Конструкция изделия тем лучше, чем меньше операций ТЛО, ТО
и ремонта требует она в процессе эксплуатации.
Технологическая сложность — свойство конструкции изделия,
определяемое следующими факторами:
определенностью точек контроля технического состояния изделия,
регулирования, смазывания, крепления и т. п.;
логической последовательностью выполнения операций ТЛО, ТО
и ремонта;	.
вариантностью сборки изделия;
числом необходимых профессий исполнителей и требованиями
к уровню их квалификации.
Операции ТЛО, ТО и ремонта по технологической сложности можно
разделить на три группы: не требующие высокой квалификации испол-
нителей (мойка, чистка);* требующие определенного навыка в выпол-
нении простых приемов и движений (смазывание, заправка, подтягива-
ние крепежа), требующие от исполнителей высокой квалификации и
опыта (регулирование, диагностирование).
Сложность операций ТО, ТЛО и ремонта может быть оценена необ-
ходимым числом исполнителей высокой квалификации (по разрядам)
и необходимым числом специальностей исполнителей для каждого
вида, ТО, ТЛО и ремонта.
Технологичность конструкции изделия тем лучше, чем меньше
требуется для выполнения ТО, ТЛО и ремонта исполнителей высокой
квалификации, специалистов различных специальностей.
Технологическая преемственность — свойство конструкции изде-
лия, обеспечивающее возможность применения при его эксплуатации
типовых и групповых технологических процессов ТО, ТЛО и ремонта.
Обеспечению технологической преемственности способствует уни-
фикация моделей изделий по составным частям, комплектующему обору-
дованию, размещению органов управления, контрольно-измерительных
приборов, точек смазывания, номенклатуре смазочных материалов.
Преемственность технологических процессов ТО, ТЛО и ремонта
позволяет сократить время, необходимое исполнителям для изучения
эксплуатационных и ремонтных документов на изделие и освоения но-
вого технологического оборудования, более полно и эффективно ис-
пользовать уже имеющиеся у них навыки в выполнении операций ТО,
ТЛО и ремонта.
Контролепригодность — свойство конструкции изделия, обеспе-
чивающее возможность, удобство и надежность ее контроля при ТО
и ремонте.
Контролепригодность определяется следующими факторами:
приспособленностью конструкции изделия к использованию ра-
циональных методов и средств диагностирования;
взаимным согласованием устройств сопряжения изделия со сред-
ствами диагностирования с учетом широкого использования стандарт-
ных и унифицированных устройств;
возможностью диагностирования всех параметров, предусмотрен-
ных в эксплуатационной документации на изделие без демонтажа его
составных частей;
Общие положения
325
1 однозначностью соединения устройств сопряжения изделия и
средств диагностирования, исключающей возможность их неправиль-
ного соединения;
рациональным расположением и доступностью устройств сопря-
жения;
легкосъемностью и легкосоединяемостью устройств сопряжения;
минимальным числом параметров, позволяющих обеспечить пол-
ноту и достоверность оценки технического состояния изделия.
Высокую контролепригодность обеспечивает применение встроен-
ных сигнализаторов различной конструкции, оповещающих визуально,
звуковым или иным способом о превышении допускаемых значений кон-
тролируемых параметров, встроенных указателей, выполняемых в виде
штуцеров с прозрачными элементами и используемых для контроля
уровня масла, воды и топлива, а также применение стандартных уни-
фицированных разъемов, клеммных колодок и т. п.
Для определения контролепригодности используют следующие
основные показатели:
средняя оперативная трудоемкость изделия в подготовке изделия
к диагностированию
5пд == S ^у. с. + S $м. д.,
i=i 1	/=1	1
где I — число диагностируемых параметров; J — число контрольных
точек; Sy, Cf — средние оперативные затраты труда на установку и сня-
тие измерительных преобразователей и других устройств, необходимых
для контроля f-го диагностируемого параметра;	—средние опе-
ративные затраты труда на монтажно-демонтажные операции на изде-
лии для обеспечения доступа к j -й контрольной точке и приведения
изделия в исходное состояние после диагностирования;
средняя оперативная трудоемкость изделия в диагностировании
1=1	1	1
где 5Д. — средние оперативные затраты труда на диагностирование по
i-му параметру; Ро. — априорная вероятность нахождения объекта
диагностирования по i-му параметру в работоспособном состоянии;
коэффициент глубины поиска дефекта
&г. п = F/R>
где F — число однозначно различимых составных частей изделия на
принятом уровне деления, с точностью до которых определяется место
дефекта; R — общее число составных частей изделия на принятом
уровне деления, с точностью до которых требуется определение места
дефекта;
коэффициент полноты проверки исправности (работоспособности,
правильности функционирования)
&п.п = ^кАо>
326
Эксплуатационная ТКИ
где Хк — суммарная интенсивность отказов контролируемых составных
частей изделия на принятом уровне деления; Ло — суммарная интен-
сивность отказов всех составных частей изделия на принятом уровне
деления.
Для оценки контролепригодности изделий могут быть использо-
ваны и такие показатели, как средняя оперативная продолжительность
подготовки изделия к диагностированию, средняя оперативная продол-
жительность диагностирования, вероятность правильного диагности-
рования и др.
Контролепригодность можно рассматривать как одно из основных
свойств ТКИ при эксплуатации. Ее значение еще больше возрастает
при переходе к ТО и ремонту изделий по состоянию.
Монтажепригодностъ — свойство конструкции изделия, опреде-
ляемое следующими факторами:
возможностью монтажа изделия стандартными грузоподъемными
средствами;
наличием свободного доступа к местам установки и соединения
составных частей изделия, специальных устройств, обеспечивающих
необходимую точность монтажа, наличием при необходимости на сбо-
рочных единицах устройств или мест строповки, крепления буксирных
тросов и т. п.;
отсутствием необходимости проведения разметочных и подгоночных
работ в процессе монтажа, наличием в местах соединения составных
частей изделий устройств для центровки и сборки стыкуемых элемен-
тов (контрольных рисок, штифтов, упоров и т. п.), наличием монтажной
маркировки мест соединения.
Высокой монтажепригодности способствуют маркировка состав-
ных частей изделия в последовательности сборки, сохраняющаяся
в течение срока службы изделия, наличие в эксплуатационной докумен-
тации указаний о схемах строповки изделия в сборе и отдельных состав-
ных частей его, о местах установки уровня для выверки положения из-
делия и т. п.
Для определения монтажепригодности используют следующие по-
казатели:
средняя оперативная трудоемкость изделия в монтаже
SM = S<°> 4- S<B),
где — основные затраты труда на монтаж изделия на месте при-
менения (сборка, регулирование, закрепление изделия на фундаменте);
— вспомогательные затраты труда на монтаж изделия на месте
применения (распаковывание и расконсервация изделия, подготовка
инструмента, приспособлений, вспомогательных материалов). В неко-
торых случаях оперативная трудоемкость изделия в монтаже может
включать также затраты труда на пригоночные операции при монтаже
изделия на месте применения;
коэффициент монтажепригодности
. _	з<°>
Общие положения
327
Коэффициент монтажепригодности изделия тем выше, чем ниже
затраты труда на вспомогательные операции;
коэффициент сборности
*________^пр
™сб Q I Q »
° пр "Г эсб
где Snp — средняя оперативная трудоемкость изделия в производствен-
ной сборке; SC6 — средняя оперативная трудоемкость изделия в сборке
и регулировании при монтаже изделия на месте применения.
Монтажепригодность изделия тем выше, чем ниже затраты на сбо-
рочные и регулировочные операции при монтаже изделия на месте при-
менения, т. е. чем выше коэффициент сборности.
Для оценки монтажепригодности изделия могут быть использо-
ваны также средняя оперативная продолжительность монтажа и другие
показатели.
Монтажепригодность имеет важное значение для изделий, система-
тически транспортируемых с одного объекта на другой (например, ба-
шенных кранов), а также для изделий, для которых в эксплуатацион-
ной документации предусмотрен демонтаж и монтаж в процессе ТО.
Для каждого из рассмотренных свойств ТКИ при эксплуатации
характерны свои области проявления в процессе эксплуатации изделия,
при этом они могут проявляться в различных сочетаниях.
Улучшение какого-либо одного свойства с сохранением остальных
свойств влечет за собой улучшение ТКИ с точки зрения оперативной
трудоемкости изделия в ТЛО,ТО и ремонте, однако это не всегда может
2. Область проявления эксплуатационной ТКИ
Свойство эксплуатационной тки	Процессы эксплуатации								
	Подготовка к использо- ванию, ис- пользование, возвращение изделия в исходное состояние после ис- пользования		Транспор- тирова- ние		Хранение		то	ремонты	
								плановый текущий	неплано- вый
	ТЛО	ТО	тлс|	ГО	I ло|	то			
Доступность	I	1	1	1	1	1	1	)	I
Легкосъемн ость	II	II	11	11	II	11	II	11	I
Взаимозаменяемость составных частей	—	—	—	—	—	—	II	1	I
Технологическая сложность	1	I	I	I	I	1	I	1	I
Технологическая преемственность	I	I	1	I	I	I	I	1	I
Контролепригод- ность	—	I	—	I	—	I	I	1	I
Монтажепригод- ность	1	—	1	—	I	—	—	11	II
О означения. I — свойство проявляется в полной мере; II —
свойство проявляется частично; тире — свойство не проявляется.
328
Эксплуатационная ТКИ
приводить к снижению их оперативной продолжительности. Поэтому
изменение свойств целесообразно рассматривать комплексно.
В ряде случаев отработка конструкции изделия на технологич-
ность при эксплуатации может повлечь за собой изменение требований
к условиям проведения ТО или ремонта изделия или его отдельных агре-
гатов. Например, усовершенствование конструкции холодильных уста-
новок для вагонов рефрижераторов позволяет устранять неисправности
аппаратов непосредственно в вагоне, что исключает необходимость де-
монтажа аппаратов и отправки вагонов в ремонтное депо, и т. п. 1
Область проявления свойств ТКИ при эксплуатации в общем слу-
чае приведена в табл. 2.
ТКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Изделия, поступившие в эксплуатацию, должны быть приспособ-
лены к выполнению операций по подготовке их к использованию и при-
ведению в исходное состояние после использования, транспортирования,
хранения, ТО и текущих (плановых и неплановых) ремонтов, т. е.
должны обладать заданной технологичностью при ТЛО, всех видах ТО
и ремонта.
Требования к эксплуатационной ТКИ определяются видом и назна-
чением изделия. Из состава эксплуатации могут выпадать одни про-
цессы и приобретать особую весомость другие. Например, в эксплуата-
ции технологического оборудования машиностроительных предприятий
практически отсутствует длительное хранение, поэтому конструкция
изделий такого вида не должна отрабатываться на технологичность при
хранении, в то же время для сельскохозяйственных машин, основную
часть эксплуатации находящихся на хранении, приспособленность
к хранению является одной из важнейших характеристик, в связи с чем
отработке их на технологичность при хранении должно уделяться са-
мое серьезное внимание? Оборудование электростанций в процессе экс-
плуатации не транспортируется и поэтому его конструкция на техноло-
гичность при транспортировании не отрабатывается, а такая строитель-
ная машина, как башенный кран, систематически транспортируется
с одного строительного объекта на другой, и приспособленность его
к транспортированию является одной из важнейших его харак-
теристик.
Аналогично для разных изделий различна номенклатура опера-
ций в процессах эксплуатации. Соответствующим образом корректи-
руются требования к технологичности конструкции изделий при тех
или иных процессах эксплуатации.
Отработку конструкции изделий на технологичность при отдель-
ных процессах эксплуатации следует вести с учетом условий выполне-
ния этих процессов, регламентированных в эксплуатационной и ремонт-
ной документации на изделие (организации технологических процес-
сов, применяемого технологического оборудования и транспортных
средств, материально-технического обеспечения, квалификации ис-
полнителей, окружающей среды и т. п.) Эти условия существенно
влияют на показатели технологичности. Так, например, изделие может
обладать высокой технологичностью при определенном виде ремонта
в условиях ремонтного производства и иметь чрезвычайно низкую тех-
ТКИ при различных процессах эксплуатации
329
нелогичность при том же виде ремонта, выполняемом в условиях экс-
плуатации.
Требования к эксплуатационной технологичности составных ча-
стей изделия должны задаваться исходя из соответствующих требова-
ний к изделию в целом. При этом обязательно должен действовать прин-
цип: чем чаще повторяется та или иная операция, тем лучше должна
быть приспособлена конструкция изделия к ее выполнению.
Оптимальные значения показателей эксплуатационной ТКИ за-
висят от вида и назначения изделия. Для изделий, периоды действия и
ожидания которых чередуются случайным образом, оптимальные зна-
чения показателей эксплуатационной ТКИ определяются исходя из
оптимальных значений показателей ремонтопригодности; для изделий,
предназначенных для работы в непрерывном режиме, — исходя из ми-
нимальной продолжительности ТО или непланового ремонта; для изде-
лий, работающих в оперативном режиме, когда период действия изде-
лия сменяется неопределенным режимом ожидания, — исходя из за-
данного значения коэффициента готовности.
Показатели ТКИ при ТЛО, ТО и плановых текущих ремонтах нор-
мируются только для операций, предусмотренных в эксплуатационных
документах.
При отработке конструкции изделия на эксплуатационную техно-
логичность важным вопросом является увязка требований эксплуата-
ции и производства, которые могут быть согласованными, независи-
мыми и противоречивыми. Рассмотрим эти связи на примере отработки
конструкции изделия на технологичность при ТЛО и ТО путем повыше-
ния его коррозионной стойкости.
Примером согласованности требований эксплуатации и производ-
ства может быть унификация сборочных единиц и деталей, которая по-
зволяет конструктору максимально распространить на них требования
противокоррозионной защиты и уменьшить в то же время затраты
средств на изготовление изделий в связи с увеличением массовости про-
изводства, перейти на более совершенные формы организации произ-
водства.
Примером независимых требований может служить изменение рас-
положения деталей, исключающее скопление влаги и загрязнений при
сохранении способа и стоимости ее закрепления.
Примером противоречивых требований могут явиться требования
эксплуатации по повышению долговечности лакокрасочного покрытия,
которое обеспечивается изменением условий производства, в частности,
увеличением числа слоев покрытия и ужесточением интервала темпе-
ратуры сушки. Выполнение этого требования приведет к более эффек-
тивному использованию изделия и снижению расходов на ТО, ТЛО и
ремонт, но в условиях производства это влечет за собой увеличение за-
трат на изготовление изделия. В этом случае решение должно прини-
маться на базе результатов технико-экономических расчетов с использо-
ванием народнохозяйственных критериев.
Отработка изделия как объекта ТО и ремонта должна вестись па-
раллельно с отработкой его системы технического обслуживания и ре-
монта.
ТКИ при подготовке к использованию, в процессе использования
и после него — свойство конструкции изделия, обеспечивающее его
приспособленность к выполнению в необходимом объеме ТЛО перед
330
Эксплуатационная ТКИ
использованием, ежесменного или ежедневного ТО, ТЛО и ТО в про-
цессе использования и ТЛО после использования. Типовыми операциями
при этом являются:
при ТЛО изделия перед использованием — заправка топливом
и рабочими жидкостями, переналадка и технологическое регулирова-
ние, загрузка, агрегатирование, перевод из стояночного помещения
в рабочее или наоборот и т. п.;
при ежесменном или ежедневном ТО изделия — контрольные
операции;
при ТЛО изделия в процессе использования — повторяющиеся
отдельные операции ТЛО перед использованием (заправка топливом,
погрузка очередного груза и т. п.) и операции, специфические
для каждого вида изделия (например, очистка ковша экскаватора
от налипшего грунта; очистка изделий, хранящихся на открытой пло-
щадке);
при ТЛО изделия после использования — возвращение изделия
в исходное состояние (например, разъединение агрегата).
ТКИ при заправке характеризуются следующими факторами:
доступностью заливных горловин; возможностью механизированного
заполнения емкостей; наличием легко наблюдаемых индикаторов
уровня рабочих жидкостей в емкостях и резервуарах (системе охлажде-
ния двигателя, масляных картерах трансмиссии, бачках с тормозной
жидкостью и т. п.), а также встроенных устройств, позволяющих на-
блюдать за уровнем жидкости непосредственно на щитке приборов; рас-
положением сливных отверстий, обеспечивающим возможность слива
топлива и масла без попадания его на руки исполнителю и загрязнения
составных частей изделия и т. п.
При операциях заправки проявляются в основном два свойства
ТКИ: доступность и легкосъемность. Так, требованиями к эксплуата-
ционной технологичности автомобилей предусмотрено: в случаях,
когда по условиям принятых конструктивных решений заправка изде-
лий топливом, водой, маслом и другими техническими жидкостями не-
возможна с уровня земли, обеспечивать установку встроенных уст-
ройств для доступа работающих к местам заправки, а также к ветровым
и задним стеклам.
ТКИ при заправке оценивается оперативными трудоемкостью или
продолжительностью операций.
Операции переналадки имеют место при изменении задач, выпол-
няемых изделием, агрегатировании его с каким-либо оборудованием
или смене составной части агрегата. Примерами удачного конструктив-
ного решения вопроса переналадки являются использование механиз-
мов бесступенчатого регулирования колеи колес трактора, использова-
ние компрессора, установленного на тракторе, для изменения давления
в шинах и т. п.
При операциях переналадки в основном проявляются такие свой-
ства ТКИ, как доступность, легкосъемность, технологическая слож-
ность.
ТКИ при переналадке оценивается оперативными трудоемкостью
и продолжительностью операций переналадки.
Операции агрегатирования свойственны изделиям, предназначен-
ным для использования в сочетании с навесным, полунавесным и при-
цепным оборудованием. Например, автомобиль с прицепом, сельско-
ТКИ при различных процессах эксплуатации
331
хозяйственный трактор с культиватором, промышленный трактор с от-
валом бульдозера и т. п.
ТКИ при агрегатировании характеризуется следующими факто-
рами: использованием для соединения изделий в агрегаты автоматиче-
ских сцепных устройств, компактных и быстросъемных масло- и возду-
хопроводов, легких соединений карданного вала прицепной машины
с валом отбора мощности основной машины, а также дальнейшей авто-
матизацией процесса соединения гидросистем, электро- и пневмосистем
изделий в агрегатах, обеспечением обзорности присоединительных
элементов и т. п.
Примерами удачного конструктивного решения вопроса агрегати-
рования являются автоматическая сцепка прицепных и навесных ма-
шин с сельскохозяйственными тракторами, которая автоматически со-
единяет вал отбора мощности трактора с карданным валом привода ра-
бочих органов сельскохозяйственных машин.
При операциях агрегатирования в основном проявляются такие
свойства ТКИ, как доступность и технологическая сложность конст-
рукции изделия.
ТКИ при агрегатировании оценивается оперативными трудоем-
костью и продолжительностью операций агрегатирования. Следует
отметить, что ТКИ при агрегатировании характеризует только техно-
логичность агрегата в целом и не может рассматриваться примени-
тельно только к какому-то одному изделию (автомобилю, трактору,
прицепу и т. п.) без учета другого изделия — составной части агрегата.
Может иметь место такая ситуация, когда одно и то же изделие хорошо
агрегатируется с одним навесным оборудованием и плохо с другим.
В связи с этим при нормировании показателей ТКИ при агрегатирова-
нии следует указывать, для какого конкретно агрегата рассчитан или
задан показатель.
Область проявления свойств ТКИ при подготовке изделия к ис-
пользованию, в процессе использования и после него приведена
в табл. 3.
ТКИ при его транспортировании. ТКИ в этом случае рассматри-
вается применительно к изделиям, транспортирование которых в про-
цессе эксплуатации предусмотрено в эксплуатационной докумен-
тации.
ТКИ при его транспортировании — свойство конструкции изделия,
характеризующее его компактность в транспортном положении, по-
требность в необходимом рабочем объеме транспортного средства и
обеспечивающее его приспособленность к выполнению следующих
операций: перевод изделия из рабочего положения в транспортное и
наоборот; консервация и расконсервация изделия и его составных ча-
стей; погрузка (разгрузка) изделия в транспортное средство или под-
соединение (отсоединение) к нему, ТО изделия в процессе его переме-
щения.
На номенклатуру операций, к выполнению которых должно быть
приспособлено изделие, влияют конструкция изделия, вид перемещения
(на транспортных средствах, на прицепе), вид транспорта (на судах,
железнодорожных платформах, в железнодорожных вагонах, на авто-
мобилях, трейлерах, самолетах и т. п.). Например, если в эксплуата-
ционной документации предусмотрено транспортирование изделия
только на прицепе, из этого процесса выпадают операции погрузки и
332
Эксплуатационная ТКИ
3.	Область проявления свойств ТКИ при подготовке
к использованию по назначению, в процессе использования
и после него
Наименование работы	Доступ- ность	Легко- съем- ность	Техноло- гическая слож- ность	Контро- лепри^ годность
Заправка	1				
Переналадка и технологическое регулирование	I		1	11
Загрузка	II	—	—	
Агрегатирование	I	—	I	—
Перевод из стояночного поло- жения в рабочее	I	—	II	—
ТО	I	—	II	—
ТЛО в процессе использования	I	—В	II	ш-i
Приведение изделия в исход- ное состояние	I	II	II	
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
разгрузки; в ряде случаев в процессе перемещения изделия не прово-
дятся ТО и т. п.
ТКИ при операциях перевода изделия из рабочего положения
в транспортное характеризуется следующими факторами: возможностью
транспортирования изделия заданным способом без разборки, снятия
с него составных частей или изменения их положения, а в случае не-
возможности этого — минимальным числом составных частей, подле-
жащих снятию с изделия, и составных частей, положение которых
должно быть изменено; возможностью легкого снятия необходимых
составных частей и легкого отсоединения от изделия выступающих
элементов (скоб, кронштейнов и т. п.); наличием у маслопроводов, топ-
ливопроводов и электропроводки соединений, позволяющих произво-
дить разборку изделия для перемещения, а также гидравлических и
пневматических приспособлений для изменения положения составных
частей изделия при переводе его в транспортное положение и т. п.
Общие требования к ТКИ при консервации и ТО в процессе транс-
портирования аналогичны требованиям к ТКИ при консервации и ТО
в процессе хранения. Дополнительным требованием в этом случае яв-
ляется использование способов консервации, не требующих разборки
изделия для расконсервации.
При погрузке в транспортное средство или присоединении к нему
ТКИ характеризуется следующими факторами: возможностью осущест-
вления погрузки изделия стандартными грузоподъемными средствами;
наличием на изделиях и тяжелых сборочных единицах устройств или
мест строповки и крепления буксирных тросов, транспортной марки-
ровки, в том числе указателей мест строповки, мест подъема изделия
тележкой и запрещения брать груз непосредственно крюком, марки-
ровки с указанием массы сборочных единиц, транспортируемых без
упаковки.
ТКИ при различных процессах эксплуатации
333
ТКИ при установке на транспортном средстве характеризуется
наличием в изделии прицепных скоб, независимых механизмов управ-
ления, стояночного тормоза с механическим приводом, маркировки
указателей мест, к которым надлежит крепить устройства для расча-
ливания и удержания изделия в статическом положении, разгрузочных
устройств для крупных составных частей.
Общие требования к ТКИ при разгрузке изделия такие же, как и
при его погрузке.
ТКИ при переводе изделия из транспортного положения в рабочее
характеризуется простотой и однозначностью сборки изделия с исполь-
зованием стандартных грузоподъемных средств.
Область проявления свойств ТКИ при различных работах в про-
цессе транспортирования изделия приведена в табл. 4.
4.	Область проявления свойств ТКИ при транспортировании
Наименование работы	Доступ- ность	Легко- съем- ность	Монтаже- пригод- и ость
Перевод изделия из стояночного поло- жения в транспортное	1	11	
Консервация	I	1	«—•
Погрузка в транспортное средство или подсоединение к нему	I	I	—
ТО в процессе перемещения Разгрузка или отсоединение	I I					
Расконсервация	1	—	—-
Перевод изделия из транспортного поло- жения в рабочее	1		I
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
ТКИ при транспортировании оценивается оперативными трудо-
емкостью и продолжительностью операций по подготовке изделия
к перемещению и переводу его в рабочее положение после перемещения,
а также удельной оперативной трудоемкостью ТО изделия при транс-
портировании.
ТКИ при хранении — свойство конструкции изделия, обеспечи-
вающее его приспособленность к выполнению следующих операций:
очистки и мойки изделия; снятия и подготовки к хранению в спе-
циально оборудованных складах составных частей; разборки изделия;
герметизации отверстий, щелей и полостей изделия от проникновения
пыли и влаги; консервации изделия и его составных частей или восста-
новления поврежденного лакокрасочного покрытия; установки изделия
на подставки; ТО изделия в процессе хранения; приведения изделия
в работоспособное состояние после хранения.
Номенклатура операций, к выполнению которых должна быть при-
способлена конструкция изделия в процессе хранения, определяется
следующими факторами:
продолжительностью хранения (межсменное, кратковременное,
длительное хранение);
334
Эксплуатационная ТКИ
способом хранения, предусмотренным в эксплуатационной доку-
ментации (на открытой площадке, под навесом, в закрытом помещении,
комбинированный — когда изделие хранится на открытой площадке,
а остальные составные части размещаются на хранение в закрытом по-
мещении);
видом изделия (например, для ряда изделий в эксплуатационной
документации не предусмотрено проведение ТО в процессе хранения).
Изделия, хранение которых предполагается на открытых площад-
ках или под навесом, должны иметь минимальное число составных ча-
стей с низкой коррозионной стойкостью.
При обеспечении технологичности конструкций таких составных
частей особое внимание уделяется их доступности и легкосъемности,
подбору для деталей и сборочных единиц материалов с высокой корро-
зионной стойкостью.
ТКИ при его герметизации характеризуется наличием контроль-
ных пробок (желательно с щупами и сапунами), исключающих воз-
можность попадания влаги в полости составных частей, предохрани-
тельных средств для выхлопных и воздуховсасывающих труб, заглу-
шек для шлангов, щитов или шторок для отдельных составных частей
и т. п.
ТКИ при консервации характеризуется минимально необходимым
числом и объемом операций по консервации и удобством нанесения и вос-
становления защитных покрытий при постановке изделия на хранение.
Это обеспечивается минимальной площадью контакта поверхности де-
талей с агрессивной средой, минимальной степенью воздействия на из-
делие влаги и инородных частиц, приспособленностью конструкции
к выполнению операций по защите изделий от коррозии, рациональ-
ным выбором конструкционных материалов и защитных покрытий.
Минимальная площадь контакта детали с агрессивной средой может
быть достигнута рациональным использованием традиционных профи-
лей проката и гнутых профилей, применением емкостей с минималь-
ной площадью поверхности при заданном объеме, минимального коли-
чества щелей, зазоров, других мест скопления влаги, остатков техноло-
гического продукта и других загрязнений.
Минимальную степень воздействия на изделие влаги и инородных
частиц обеспечивает выполнение следующих мероприятий: защита
щелей и зазоров от попадания коррозионной среды дополнительными
конструктивными элементами; расположение участков с щелями и
зазорами вне зоны действия коррозионной среды; обеспечение мини-
мально необходимой ширины щелей с тем, чтобы в них не задержива-
лась коррозионная среда; расположение щелей по ходу движения воз-
душного потока, способного удалить коррозионную среду, уплотнения
щелей.
Приспособленность конструкций изделия к операциям по защите
от коррозии повышается при расположении мест скопления влаги и
инородных частиц вне зоны действия среды, введении в конструкцию
дренажных отверстий, устройств вентиляции и самоочистки от инород-
ных частиц, использовании быстросъемных крышек, люков для обеспе-
чения свободного доступа к местам очистки от пыли, грязи и т. п.
ТКИ при установке его на подставки повышается при применении
откидывающихся подставок для разгрузки опорных колес и рам или
четко отмеченных мест для их установки. При необходимости, кон-
ТКИ при различных процессах эксплуатации
335
струкция изделия должна быть приспособлена к использованию грузо-
подъемных средств.
Общие требования к ТКИ при ТО в процессе его хранения, как
правило, в основном сводятся к приспособленности конструкции к опе-
рациям контроля правильности положения находящегося на хранении
изделия (устойчивости, отсутствия перекосов и прогибов), надежности
герметизации (наличия, состояния и плотности прилегания заглушек,
пробок и других защитных элементов), состояния антикоррозионных
покрытий (их наличия, целостности окраски, отсутствия коррозии),
состояния защитных устройств (прочности крепления чехлов, щитков,
крышек и т. п.).
ТКИ при снятии с хранения предполагает приспособленность
конструкции изделия к снятию его с подставок (подкладок), очистке и
расконсервации изделия в целом и его составных частей, снятию гер-
метизирующих устройств, установке на изделие снятых составных ча-
стей, проверке и регулировке составных частей и изделия в целом.
Область проявления свойств ТКИ при различных работах, выпол-
няемых в процессе хранения изделия, приведена в табл. 5.
5.	Область проявления свойств ТКИ при хранении
Наименование работы	Доступ- ность	Легко- съем- ность	Контро- лепри- годность	Монтаже- пригод- ность
Очистка и мойка	1			
Снятие составных частей	I	I		—
Подготовка составных частей	I	—	—	
к хранению Разборка изделия полная или	I	I	—-	-о»
частичная Герметизация	I				—
Консервация	I	—'		—R
Установление изделия на по -	II	——	—	—
ставки (подкладки) и т. п. * ТО в процессе хранения	I	II		—а
Снятие изделия * с подставок	I	м.	—	
(подкладок) и т. п. Очистка и расконсервация	I	—			
Снятие герметизирующих уст-	I			-а
ройств Установка снятых составных							I
частей Проверка и регулирование	—	—	I	•5®
* При этих операциях проявляются только специфические свойства
конструкции.
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
Показатели ТКИ при хранении должны нормироваться и оцени-
ваться для строго заданных условий хранения.
ТКИ при техническом обслуживании. Применительно к изделиям,
ТО которых предусмотрено в эксплуатационной документации на изде-
336
Эксплуатационная ТКИ
лие, ТКИ при техническом обслуживании представляет собой свойство
конструкции изделия, обеспечивающее его приспособленность к выпол-
нению операций (моечных, контрольных, регулировочных, смазочных,
крепежных и др.), необходимых для поддержания работоспособного
состояния изделия в процессе его использования, а также для контроля
его технического состояния при хранении и транспортировании. Номен-
клатура этих операций зависит от конструкции изделия, вида и стра-
тегии ТО.
Вид ТО определяется его периодичностью (ежесменное, ТО—1,
ТО—2 и т. д., сезонное).
Стратегия ТО выражается в том, что в эксплуатационной докумен-
тации задаются либо периодичность и объем работ при каждом ТО неза-
висимо от технического состояния изделия (регламентированное ТО),
либо периодичность ТО и объем контрольных работ. Объем остальных
работ зависит от результата контроля технического состояния изделия
(ТО с периодическим контролем параметров), а при непрерывном кон-
троле технического состояния изделия предусматривается выполнение
по его результатам непрерывного контроля параметров (ТО с непрерыв-
ным контролем параметров).
При отработке конструкции изделия на технологичность при ТО
учитывается повторяемость операций ТО и их сложность. Чем чаще
повторяется операция и чем она сложнее, тем лучше должна быть при-
способлена конструкция изделия к ее выполнению. Для регламентиро-
ванного ТО и ТО с периодическим контролем параметров периодич-
ность выполнения операций устанавливается в эксплуатационных доку-
ментах. При этом частота операций ТО, состоящих из двух частей:
контрольной (обязательной) и исполнительской (по результатам кон-
троля), например: «проверить уровень масла, при необходимости допол-
нить масло», определяется следующим образом: частота контрольной
части — по эксплуатационной документации, частота исполнительской
части — по усредненным данным статистики. Для ТО с непрерывным
контролем параметров частота выполнения операций определяется по
данным статистики.
ТКИ при очистке и мойке характеризуется следующими факторами:
приспособленностью внешней формы изделия и конструктивного
исполнения салона (автомобилей, самолетов, судов, вагонов) к шлан-
говой и механизированной мойке соответствующими механизмами,
а при необходимости — к специальной обработке дезинфицирующими
средствами;
легкосъемностью капотов, облицовок, щитков и других элементов,
закрывающих доступ к местам, подлежащим очистке, и механизмам,
требующим периодической промывки и протирки;
минимальным числом мест скопления загрязняющих веществ;
минимальным числом составных частей нерациональной формы,
способствующей интенсивному загрязнению изделия;
невозможностью попадания воды или моющего раствора на элек-
трооборудование, за панели, под покрытие пола и т. п.;
обеспечением полного слива воды или моющего раствора, скопив-
шихся в изделии;
доступностью составных частей, подлежащих снятию с изделия для
периодической их промывки;
ТКИ при различных процессах эксплуатации
337
наличием чехлов, пленки и других предохраняющих элементов
изделий, на поверхность которых недопустимо попадание воды (гене-
раторы, реле и т. п.).
Примером требований к ТКИ при мойке автомобиля является воз-
можность беспрепятственного прохождения моющих щеток при меха-
низированной мойке изделия по его выступающим на поверхности ку-
зова деталям и устройствам (стеклоочистителям, зеркалам заднего вида,
антеннам, дополнительным фарам, сигналам и т. п.).
ТКИ при очистке и мойке оценивается средними оперативными
трудоемкостью и продолжительностью операций.
При контрольных операциях практически полностью реализуется
одно из свойств эксплуатационной ТКИ — контролепригодность, оце-
ниваемая соответствующими показателями (см. с. 325).
Примерами хорошей контролепригодности являются: наличие на
колесах грузовых автомобилей большой грузоподъемности и автобусов
сигнализаторов снижения давления в шинах до минимально допусти-
мого значения; применение легкосъемных тормозных барабанов, допу-
скающих осмотр механизмов тормозов без демонтажа ступиц колес;
наличие свободного доступа к вентилям шин сдвоенных колес при по-
мощи удлинителей вентилей и т. п
ТКИ при регулировании характеризуется следующими факто-
рами:
минимальным числом регулируемых параметров;
простотой и удобством регулирования (доступностью регулируе-
мых объектов, легкосъемностью облицовок, капотов, щитков и других
элементов, закрывающих доступ к этим объектам);
возможностью визуального наблюдения за выполнением операций
регулирования;
легкосъемностью составных частей, подлежащих периодическому
регулированию вне изделия.
возможностью регулирования составных частей без их снятия с из-
делия;
устранением потребности в применении нестандартного инстру-
мента;
возможностью выполнения операций регулирования без дополни-
тельных слесарно-пригоночных работ;
наличием защиты от коррозии регулировочных винтов и тяг.
Примером обеспечения высокой доступности к регулируемым со-
ставным частям является использование в конструкции автомобиля
откидывающейся кабины, шарнирного блока капот — крылья, сниже-
ние высоты крыльев, применение легкосъемных боковин капота.
ТКИ при регулировании оценивается средними оперативными
трудоемкостью и продолжительностью операций регулирования.
ТКИ при операциях смазывания изделий характеризуются сле-
дующими факторами:
минимальным числом точек смазывания; ограниченной номен-
клатурой смазочных материалов; рациональным расположением и
доступностью точек смазывания; применением систем централизованной
смазки; возможностью применения стандартного смазочного оборудо-
вания с минимальным числом смазочных наконечников; возможностью
полной и быстрой очистки от грязи пресс-масленок, подверженных за-
грязнению.
12 П/р Ю. Д. Амирова
338
Эксплуатационная ТКИ
Сокращение операций смазывания достигается за счет использо-
вания узлов одноразовой смазки и исключения точек смазывания путем
подбора материалов пар трения.
ТКИ при смазочных операциях оценивается их оперативными
трудоемкостью и продолжительностью.
ТКИ при операциях крепления характеризуется следующими
факторами:
минимальным числом типоразмеров крепежных деталей, позво-
ляющим сократить затраты времени на подбор соответствующего ин-
струмента;
наличием свободного доступа к крепежным соединениям с необхо-
димым инструментом, в том числе к соединениям с большим или норми-
рованным усилием затяжки (с динамометрическими ключами);
возможностью выполнения операций по подтяжке соединений од-
ним исполнителем;
применением конструкций резьбовых соединений, обеспечивающих
надежную защиту резьбы от коррозии;
использованием конструктивных решений, исключающих прово-
рачивание болта при подтягивании гайки и наоборот.
Число крепежных операций может быть сокращено за счет исполь-
зования конструкций резьбовых соединений, исключающих самоот-
винчивание крепежных деталей, а также вытягивание болтов и шпилек.
ТКИ при крепежных операциях оценивается оперативными трудо-
емкостью и продолжительностью операций; трудоемкость и продолжи-
тельность контрольных операций не учитывается.
Область проявления свойств ТКИ при ТО приведена в табл. 6.
6. Область проявления свойств ТКИ при ТО
Н ^именован не работы	Доступность	Технологиче- ская сложность	Контроле- пригодность
Моечн ые	1		—
Контрольные Регулировочные Смазочные	1 I I	I 1 II	I I
Крепежные	I	—	—
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
ТКИ при плановом текущем ремонте. Применительно к ремонти-
руемым изделиям ТКИ — свойство конструкции изделия, обеспечи-
вающее его приспособленность к выполнению следующих операций:
оценки технического состояния изделия, снятия с изделия составных
частей, требующих замены, установки новых или отремонтированных
составных частей и их регулирования.
Потребность в выполнении операций планового текущего ремонта
вызывается необходимостью восстановления ресурса отдельных со-
ставных частей изделия.
ТКИ при различных процессах эксплуатации
339
Номенклатура операций, к выполнению которых должно быть при-
способлено изделие для выполнения планового текущего ремонта, опре-
деляется конструкцией изделия, видом ремонта (ТР-1, ТР-2 и т. д.),
стратегией ремонта.
В зависимости от стратегии ремонта различают:
регламентированный ремонт, выполняемый с периодичностью и
в объеме, установленными в эксплуатационной документации, незави-
симо от технического состояния изделия в момент начала ремонта;
ремонт по техническому состоянию, при котором контроль техни-
ческого состояния изделия выполняется с периодичностью и в объеме,
установленными в эксплуатационной документации, а объем и момент
начала ремонта определяется техническим состоянием изделия.
Методы ремонта по признаку восстановления составных частей
следующие: метод замены, когда исчерпавшие ресурс составные части
изделия заменяются новыми или заранее отремонтированными; метод
восстановления, когда исчерпавшие ресурс составные части изделия
восстанавливаются в процессе ремонта до номинальных или ремонтных
размеров.
По признаку сохранения принадлежности ремонтируемых состав-
ных частей различают обезличенный и необезличенный ремонты.
При отработке конструкции изделия на технологичность при пла-
новом текущем ремонте учитывается повторяемость операций, их слож-
ность и стоимость заменяемых или восстанавливаемых деталей. Чем
чаще повторяется операция и чем она сложнее, тем лучше должна быть
приспособлена конструкция изделия к ее выполнению; чем дороже
сборочная единица или деталь, тем лучше она должна быть приспособ-
лена к восстановлению.
ТКИ при оценке технического состояния характеризуется контро-
лепригодностью его конструкции и расположением присоединительных
разъемов для подключения диагностической аппаратуры6 устанавливае-
мых непосредственно на изделии, при котором не затрудняется доступ
к составным частям изделия и устраняются препятствия проведению
демонтажно-монтажных работ.
ТКИ при снятии с изделия составных частей, требующих замены,
характеризуется рациональным членением изделия на составные части
с учетом принципа агрегатирования, легкосъемностью составных ча-
стей, удобным расположением такелажных узлов, возможностью ис-
пользования стандартного грузоподъемного оборудования.
ТКИ при установке новых или отремонтированных составных ча-
стей характеризуется наличием базовой составной части для располо-
жения других составных частей, возможностью использования стан-
дартного грузоподъемного оборудования, высокой монтажепригод-
ностью конструкции изделия.
ТКИ при его регулировании обеспечивается рациональным раз-
мещением и доступностью мест регулирования, минимальным числом
регулируемых параметров, наличием доступных измерительных баз,
возможностью выполнения операций регулирования без дополнитель-
ного проведения слесарных работ.
Область проявления свойств ТКИ при плановом текущем ремонте
приведена в табл. 7.
ТКИ при его плановом текущем ремонте оценивается оперативными
трудоемкостью и продолжительностью его операций,
12*
340
Эксплуатационная ТКИ
7. Область проявления свойств ТКИ при плановом текущем
ремонте
На именование работы	До- ступ- ность	Легко- съем- 14 ость	1ехноло- гическая слож- HOCTI	Контри- лепри- еодностт	Чонтаже- пригод- н ость
Оценка технического состояния изделия	1	—	П	1	
Снятие составных ча- стей, требующих замены	1	1		—	
Установление новых или отремонтированных составных частей	I	—	II	*-	1
Регулирование	1	—	1	(1	-=•
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
ТКИ при неплановом ремонте — свойство конструкции изделия,
обеспечивающее его приспособленность к выполнению операций поиска
отказавших составных частей и выявления причин отказа, частичной
разборки изделия и восстановления его работоспособности.
Потребность в поиске отказавшей составной части изделия может
проявляться в процессе выполнения контрольных работ при ТО, теку-
щем ремонте или в случае отказа изделия.
При отработке конструкции изделия на технологичность при не-
плановых ремонтах учитывается частота возникновения отказов (по
статистическим данным или по данным о прототипах и аналсгах). Чем
чаще повторяется отказ определенного вида, тем лучше должна быть
приспособлена конструкция изделия к устранению его последствий.
Конкретная номенклатура операций, к выполнению которых долж-
но быть приспособлено изделие, зависит от видов наиболее часто повто-
ряющихся отказов и от конструкции изделия.
ТКИ при поиске отказавших составных частей и выявлении при-
чин отказа характеризуется следующими факторами:
наличием в эксплуатационной документации требований к подле-
жащей контролю информации и стратегии поиска отказавших состав-
ных частей;
возможностью диагностирования изделия без разборки имеющи-
мися диагностическими средствами;
приспособленностью конструкции изделия к получению заданных
в эксплуатационной документации видов информации (механической,
тепловой, геометрической, акустической и т. д.).
При поиске отказавшей составной части составляется функцио-
нальная схема изделия, а затем граф, указывающий последователь-
ность выполнения операций контроля.
Требования к ТКИ при его разборке аналогичны требованиям
к ТКИ при снятии с него составных частей при текущем ремонте.
ТКИ при восстановлении работоспособности характеризуется воз-
можностью выполнения ремонта отдельных составных частей (в удоб-
ном месте и в удобное время) без демонтажа других составных частей.
Испытания на ТКИ при эксплуатации
341
а также восстановления работоспособного состояния изделия без де-
монтажа отказавшей составной части.
ТКИ при неплановом ремонте оценивается показателями контроле-
пригодности, средним временем восстановления работоспособного
состояния (средней оперативной продолжительностью непланового ре-
монта), вероятностью восстановления работоспособного состояния из-
делия и средней оперативной трудоемкостью изделия в неплановом
ремонте.
Область проявления свойств ТКИ при неплановом ремонте при-
ведена в табл. 8.
8. Область проявления свойств ТКИ при неплановом ремонте
ИСПЫТАНИЯ НА ТКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Цель и методы испытаний. Целью испытаний изделия на техно-
логичность его конструкции при эксплуатации являются:
определение значений показателей технологичности при эксплуа-
тации и оценка их соответствия заданным в нормативно-технической
документации значениям;
сравнение значений показателей испытуемых изделий с показате-
лями изделий-аналогов или прототипов;
выявление и качественная оценка конструктивных решений, ухуд-
шающих технологичность конструкции изделия при эксплуатации.
К испытаниям изделия на технологичность его конструкции при
эксплуатации относятся:
испытания с возникающей необходимостью проведения ТЛО, ТО
и ремонта;
испытания с создаваемой необходимостью проведения ТЛО, ТО
и ремонта;
испытания с предполагаемой необходимостью проведения ТЛО,
ТО и ремонта;
комбинированные испытания.
При испытаниях изделия на технологичность с возникающей необ-
ходимостью проведения ТЛО, ТО и ремонта, изделие подвергают нор-
мальным или ускоренным испытаниям в условиях и объеме, установлен-
342
Эксплуатационная ТКИ
ных программой испытаний, а необходимую для оценки технологич-
ности информацию выявляют при выполнении операций ТЛО, ТО и пла-
новых ремонтов, выполняемых в соответствии с требованиями эксплуа-
тационной и ремонтной документации, и неплановых ремонтов, необхо-
димость в проведении которых возникает в процессе испытаний.
Испытания конструкции изделия на технологичность при ТО и
ремонте могут быть совмещены с испытаниями на ремонтопригодность
и другие свойства надежности.
При испытании изделия на технологичность с создаваемой необхо-
димостью проведения ТЛО, ТО и ремонта потребность выполнения опе-
раций ТЛО, ТО и ремонта создается путем преднамеренной подготовки
изделий к их проведению или введением повреждений в изделие по зара-
нее принятому плану.
При испытаниях изделия на технологичность с предполагаемой
необходимостью в проведении ТЛО, ТО и ремонта выполнение операций
ТЛО, ТО и ремонта имитируется в соответствии с программой испытаний.
Испытания с создаваемой необходимостью и предполагаемой необ-
ходимостью в части ТО и ремонта могут быть совмещены с испытаниями
на ремонтопригодность.
Комбинированные испытания изделия на технологичность при его
эксплуатации заключаются в использовании перечисленных выше ис-
пытаний в любом их сочетании, установленном в методике испытаний.
Оценка технологичности конструкции изделия при эксплуатации
осуществляется при предварительных, приемочных, контрольных и ис-
следовательских испытаниях.
Программа и методика испытаний. Эти документы могут быть
самостоятельными или входить разделом в общую программу и методику
испытаний изделия.
Программа испытаний содержит следующие сведения:
цель и виды испытаний;
перечень показателей, подлежащих определению в процессе испы-
таний;
порядок отбора, приемки и подготовки изделий к испытаниям (спо-
соб отбора изделий для испытаний, комплектность изделий, наработку
изделий до начала испытаний, перечень конструкторской, технологи-
ческой и другой документации, прилагаемой к изделию, порядок подго-
товки изделия к испытаниям, перечень средств технологического осна-
щения, используемых при испытаниях, и порядок их подготовки к при-
менению);
указание места и условий проведения испытаний (место проведения
ТЛО, ТО и ремонта, температура окружающей среды, скорость ветра,
запыленность, влажность воздуха, уровень вибрации, число, квалифи-
кация и опыт персонала и т. п.);
объем и порядок проведения испытаний (план наблюдений, число
испытуемых изделий, порядок проведения и критерии прекращения ис-
пытаний, наработка изделий при этом, объем наблюдений, устанавли-
ваемый исходя из требований к относительной погрешности и довери-
тельной вероятности определения значений показателей);
порядок оформления результатов испытаний.
Перечень видов и операций ТЛО, ТО и планового текущего ре-
монта устанавливается в соответствии с эксплуатационной и ремонтной
документацией.
9. Первичная хронокарта №
Изделие _________
(наименование, марка, тип)
Предпр и яти е -изготовитель	.
Заводской номер .
Д ат а выпуска
Наработка с начала эксплуатации
Эксплуатирующая организация _________________________
Вид и операция технологического обслуживания (тех-
нического обслуживания, ремонта)
Дата проведения хронометража
Характеристика рабочего места 
Наименование опе-
раций и элементов
операций
Оперативное время
Исполнители (разряд)	выполнения элемен- тов операции		Оперативная продол- жительность выполне- ния элементов операций
	Начало	Конец	
Оперативное время выпол-
нения элементов операций
по каждому исполнителю
и трудоемкость
Основное
Вспомога-
тельное
Испытания на ТКИ при эксплуатации
Итого по операции
10. Сводная хронокарта №
Изделие __________________________________________
(наименование, марка, тип)
Эксплуатирующая организация
Операция (элементы операции), технологического об-
служивания (технического обслуживания, ремонта)______
Номер наблюдений	Исполнители (разряд)	Оперативное время выполнения эле- ментов операции		Оперативная продол- жительность выполне- ния элементов операций	Оперативное время выполнения элементов операций по каждому исполнению и трудо- емкость	
		Начал:	Конец		Основно1-	Вспомога- тельное
						
Средние значения						
Эксплуатационная ТКИ
Общие положения
345
При испытаниях с создаваемой и предполагаемой необходимостью
перечень операций неплановых ремонтов определяется перечнем воз-
можных отказов, приведенных в эксплуатационной документации, с уче-
том опыта эксплуатации испытуемых изделий, их аналогов и прото-
типов, в также перечнем запасных частей, включаемых в комплект
ЗИП данного изделия.
Методика испытаний включает следующие сведения:
источники информации (хронометражные наблюдения за опера-
циями ТЛО, ТО и ремонта, нормативы затрат времени и труда на про-
ведение подобных операций на прототипах и аналогах, схемы и диагно-
стические программы причинно-следственных связей технического со-
стояния изделий, их сборочных единиц и систем);
метод испытаний (при испытаниях с создаваемой и предполагаемой
необходимостью — способ подготовки изделий к испытаниям и внесе-
ния повреждений, при испытаниях с возникающей необходимостью —
порядок наблюдений и сбора информации);
перечень регистрируемых параметров;
порядок выполнения операций ТЛО, ТО и ремонта при испытаниях
(технологическая документация на проведение каждого вида ТЛО, ТО
и ремонта, перечень и характеристика средств ТЛО, ТО и ремонта,
прилагаемых к изделию, а также требующихся дополнительно, харак-
теристика условий проведения испытаний);
требования к точности и достоверности определения измеряемых
параметров (относительные погрешности и доверительные вероятности
или значения риска изготовителя и потребителя, приемочные и брако-
вочные значения оцениваемых показателей);
порядок обработки результатов испытаний и расчета показателей.
Порядок сбора и учета информации. Все необходимые данные
испытаний заносятся в первичную и сводную хронокарты (табл. 9,10).
Глава 9
РЕМОНТНАЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Ремонтная ТКИ проявляется при всех видах ремонтов, кроме те-
кущего. Различают ТКИ при плановых ремонтах и ТКИ при неплановых
ремонтах (при которых устраняются последствия повреждений и от-
казов). ТКИ при плановых ремонтах должна рассматриваться только
для ремонтируемых изделий (для которых проведение ремонтов преду-
смотрено в эксплуатационной документации) применительно к преду-
смотренным в ремонтной документации операциям. ТКИ при неплано-
вых ремонтах рассматривается только применительно к восстанавливае-
мым изделиям (для которых в рассматриваемой ситуации восстановле-
ние работоспособного состояния предусмотрено в эксплуатационной
документации).
Связь ремонтной ТКИ и ремонтопригодности изделия. Области
существования ремонтной ТКИ и ремонтопригодности пересекаются.
Ремонтная ТКИ характеризует приспособленность конструкции
изделия к выполнению определенных операций, а ремонтопригодность—
346	Ремонтная ТКИ
4—..		-----------------------------------------------
потребность конструкции изделия в определенных операциях, обус-
ловленных требованиями надежности, и приспособленность его к их
выполнению (табл. 1).
1. Область проявления ремонтной ГКИ и ремонтопригодности
Свойства изделия, определяющие затраты на него	Виды ремонта (средни"* и капитальный)
Потребность в операциях Приспособленность к операциям	Проявление ремонтопригодности Проявление ремонтной ТКИ и ремонтопри- годности
Ремонтная технологичность характеризуется оперативными трудо-
емкостью и продолжительностью капитального (среднего) ремонта.
Методы расчета приведенных показателей подробно изложены в гл. 3.
Для оценки ремонтной ТКИ показатели определяются только при
первом среднем и первом капитальном ремонтах.
Связь показателей ремонтной ТКИ и показателей системы ТО и
ремонта изделия. Показатели ремонтной ТКИ являются составной
частью соответствующих показателей системы ТО и ремонта изделия.
Например, показатель ремонтной технологичности «средняя оператив-
ная трудоемкость капитального ремонта» является составной
частью показателя системы ТО и ремонта изделия «средняя трудоем-
кость капитального ремонта».
Ремонтная ТКИ определяется такими же свойствами, как и экс-
плуатационная ТКИ. Характерным свойством ремонтной ТКИ является
восстанавливаемость изделия.
Восстанавливаемость — свойство конструкции составной части
изделия, обеспечивающее возможность придания ей в процессе ремонта
номинальных или ремонтных размеров и свойств.
Восстанавливаемость деталей определяется следующими факто-
рами:
применением материалов и конструкций, позволяющих восстанав-
ливать их до номинальных или ремонтных размеров и обеспечивать
остальные требуемые характеристики;
наличием на деталях, подлежащих восстановлению, технологиче-
ских баз (центровочных отверстий, установочных баз и т. п.), защищен-
ных от повреждений и обеспечивающих возможность их многократного
восстановления;
применением на быстроизнашивающихся деталях сменных частей;
приспособленностью к восстановлению прогрессивными методами;
ограничением номенклатуры деталей, требующих при восстанов-
лении сложных технологических процессов и специального оборудо-
вания.
Восстанавливаемость сборочных единиц характеризуется: нали-
чием демонтажных баз, позволяющих без затруднения разбирать сбо-
рочные единицы на детали; возможностью перестановки односторонне
изнашивающихся деталей для работы их симметричной стороной; ис-
ТКИ при различных видах ремонта
347
пользованием разъемных соединений, съемных деталей (втулок, вкла-
дышей и т. п.).
Каждый способ восстановления детали накладывает дополни-
тельные специфические требования к восстанавливаемой детали, на-
пример, деталь, подлежащая восстановлению методом пластического
деформирования, должна иметь в изнашивающейся зоне необходимый
запас металла.
Примером низкой восстанавливаемости сборочной единицы яв-
ляется подшипниковый узел, в котором отсутствует демонтажная
база для демонтажа обоймы подшипника или затруднен доступ в ней,
вследствие чего разборка этого узла становится практически невозмож-
ной без повреждения подшипника. Это, в частности, увеличивает рас-
ход запасных частей.
Восстанавливаемость является качественной характеристикой
конструкции изделия и количественно не оценивается.
Основная область проявления восстанавливаемости — средний и
капитальный ремонты изделий.
Область проявления свойств ремонтной технологичности приве-
дена в табл. 2.
2. Область проявления свойств ремонтной ТКИ
Свойства ремонтной ТКИ	Средний ремонт		Капитальный ремонт	
	методом замены	методом восста- новления	методе iv. замены	методом восста- новления
Доступность	1	II	1	11
Л егкосъемн ость	I	II	I	I
Взаимозаменяемость составных	I	II	I	11
частей Технологическая сложность	I	I	I	I
Технологическая преемствен-	I	I	I	I
ность Контролепригодность	II	II	II	II
Монтажепригодность	I	I	I	I
Восстан авливаемость	—	I	—	Т
Обозначения: I — свойство проявляется в полной мере. II —
свойство проявляется частично; тире — свойство не проявляется.
ТКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ РЕМОНТА
Основные требования к ремонтной ТКИ. В зависимости от вида
и назначения изделия определяется номенклатура необходимых опе-
раций при каждом виде ремонта.
Отработку конструкции изделия на технологичность при отдель-
ных операциях ремонта следует вести с учетом условий их выполнения,
регламентированных в ремонтной документации на изделие (органи-
зации технологических процессов, вида технологического оборудо-
вания и т. п.).
Отработка конструкции изделия на ремонтную технологичность
складывается из отработки конструкции отдельных составных частей,
348
Ремонтная ТКИ
требования к технологичности которых должны задаваться, исходя из
соответствующих требований к изделию в целом. При этом обязательно
должен действовать принцип: чем чаще повторяется та или иная опе-
рация, тем лучше должна быть приспособлена конструкция изделия
к ее выполнению.
Оптимальные значения показателей ремонтной ТКИ определяются
исходя из оптимальных значений показателей ремонтопригодности.
Показатели ремонтной ТКИ нормируются только для операций, преду-
смотренных в ремонтной документации.
ТКИ при плановых средних и капитальных ремонтах, выполняе-
мых методом замены — свойство конструкции изделия, обеспечиваю-
щее его приспособленность к выполнению операций оценки техниче-
ского состояния, разборки, дефектации, сборки, регулирования и
приемо-сдаточных испытаний.
Необходимость проведения капитального ремонта вызвана тем, что
наработка или срок службы изделия до списания значительно выше, чем
для его основных сборочных единиц.
Номенклатура операций, к выполнению которых должно быть при-
способлено изделие в процессе планового среднего или капитального
ремонта методом замены, определяется его конструкцией.
Требования к ТКИ при оценке технического состояния аналогичны
требованиям, предъявляемым в этой части к ТКИ при текущем ремонте
(см. с. 339), и обеспечиваются возможностью достоверной оценки оста-
точного ресурса, в частности, с использованием методов неразрушаю-
щего контроля.
Требования к ТКИ при его разборке аналогичны требованиям,
предъявляемым к ТКИ при снятии с изделия составных частей, требую-
щих замены, в процессе текущего ремонта (см. с. 339), и характери-
зуются следующими факторами:
минимальным числом мест соединений составных частей;
доступностью демонтажных баз деталей и сборочных еди-
ниц;
обеспечением съема запрессованных подшипников качения без
передачи усилия через тела качения;
минимальным числом устанавливаемых на прессах соединений
с гарантированным натягом;
отсутствием соединений, детали которых в процессе снятия при-
ходится переводить через одно или несколько соединений с неподвиж-
ной посадкой;
возможностью использования при разборке изделия средств меха-
низации и автоматизации.
отсутствием потребности в сложном, дорогостоящем оборудовании,
оснастке, приспособлений, а также в дополнительной обработке при
разборке мест соединения составных частей;
использованием в системе электрооборудования устройств, позво-
ляющих снимать основные сборочные единицы и осветительные при-
боры без развинчивания контактных соединений;
логической последовательностью операций разборки.
ТКИ при дефектации характеризуется наличием измерительных
баз, обеспечивающих требуемую точность измерения зазора в проверяе-
мом соединении или величины износа детали, а также постоянством по-
ложения этих баз в направлении измерения.
ТКИ при различных видах ремонта
349
Требования к ТКИ при сборке аналогичны требованиям, предъяв-
ляемым к ТКИ при установке новых или отремонтированных составных
частей на изделие в процессе текущего ремонта, характеризуются сле-
дующими факторами:
возможностью использования конструктивных сборочных баз
в качестве технологических и измерительных;
возможностью компоновки сборочных единиц из стандартных и
унифицированных деталей;
отсутствием соединений, конструкция которых не обеспечивает
правильного совмещения сопрягаемых деталей перед запрессовкой,
а также соединений, требующих при сборке применения совместной ме-
ханической обработки сопрягаемых деталей;
наличием меток спаренности у деталей, взаимное расположение
которых обусловлено конструкторско-технологическими особенно-
стями;
возможностью общей сборки изделия без промежуточной разборки
и повторных сборок составных частей;
отсутствием необходимости в дополнительной обработке составных
частей при сборке;
использованием прогрессивных методов сборки, например, метода
сборки с временно образующимся зазором за счет предварительного
низкотемпературного охлаждения охватываемой детали;
однозначностью процесса сборки;
логической последовательностью операций сборки.
Требования к ТКИ при регулировании в процессе среднего и капи-
тального ремонтов аналогичны требованиям, предъявляемым к ТКИ
при регулировании в процессе текущего ремонта.
ТКИ при его приемо-сдаточных испытаниях характеризуется до-
ступностью мест регулирования и присоединения контрольных прибо-
ров.
ТКИ при среднем и капитальном ремонтах, выполняемых методом
замены, оценивается оперативной трудоемкостью или продолжитель-
ностью всех операций без учета затрат времени и труда на восстанов»
ление деталей.
ТКИ при плановых средних и капитальных ремонтах, выполняе-
мых методом восстановления, — свойство конструкции изделия, обес-
печивающее его приспособленность к выполнению всех операций, пре-
дусмотренных при выполнении среднего и капитального ремонтов мето-
дом замены, а также операций восстановления деталей и сборочных
единиц.
Номенклатура операций восстановления, к которым должны быть
приспособлены детали и узлы, определяется экономически целесооб-
разной номенклатурой восстанавливаемых деталей и узлов, конструк-
цией восстанавливаемой детали или узла, а также экономически целе-
сообразными и технически обоснованными методами восстановления.
ТКИ при восстановлении деталей и сборочных единиц характери-
зуется следующими факторами:
возможностью восстановления детали с точки зрения ее конфигу-
рации (возможностью доступа инструмента к изношенной поверх-
ности);
наличием и сохранностью в процессе эксплуатации технологиче-
ских и установочных баз, необходимых для выполнения восстановитель-
350
Ремонтная ТКИ
ных операций (центровых отверстий, плоских поверхностей при меха-
нических, гальванических и других способах восстановления);
наличием и сохранностью в процессе эксплуатации демонтажно-
монтажных баз, позволяющих исключить возможность повреждения
или разрушения деталей при разборке и сборке сборочных единиц.
При этом должны быть учтены специфические требования к кон-
струкции детали, обусловленные характером ее разрушения и методом
восстановления. Например, для деталей, восстанавливаемых методом
пластической деформации, предусматривается необходимый запас
объема металла для компенсации его изношенного слоя; для деталей,
восстанавливаемых методом ремонтных размеров, — запас металла
в направлении изменяющегося в результате изнашивания размера
и т. п.
ТКИ при среднем и капитальном ремонтах оценивается средними
оперативными трудоемкостью и продолжительностью операций первого
среднего и первого капитального ремонта.
Область проявления свойств ТКИ при среднем и капитальном ре-
монтах приведена в табл. 3.
3.	Область проявления свойств ТКИ при среднем и капитальном
ремонте
Наименование работы	оступность	Легкосъем- ность	Технологи- ческая слож- ность	Контроле- пригодность	Восстана- вливаемость	Взаимозаме- няемость	Монтаже- пригодность
Оценка технического состояния	1	—	1	1	—	—	—*4
Разборка	I	I	II	II		«ж.	—4
Дефектация	I		II	Мй	«ж	«ж	
В осстан овлен не	II		II	Ж»	I		
Сборка	I		II			I	I
Регулирование	I		I				
Приемо-сдаточные испытания	I			II			ж*
Примечание. Обозначения см. в табл. 2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Альшиц И. Я., Благов Б. Н. Проектирование деталей из
пластмасс. М.: Машиностроение, 1977. 215 с.
2	Амиров Ю. Д. Технологичность конструкций машин как фак-
тор повышения эффективности общественного производства. — Вест-
ник машиностроения, 1982, № 3, с. 70—72.
3.	Анисимов Н. Ф., Благов Б. Н. Проектирование литых дета-
лей М.: Машиностроение, 1967. 272 с.
4.	Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. M.g
Машиностроение, 1969. 559 с.
5.	Барташев Л. В. Технико-экономические расчеты при проекти-
ровании и производстве машин. М.: Машиностроение, 1973. 384 с.
6.	Бородачев Н. А. Количественные критерии технологичности
конструкций. — Общее машиностроение, 1961, № 3, с. 14—17.
7.	Волков Б. Н., Яновский Г. А. К вопросу оценки материало-
емкости машин. —Стандарты и качество, 1983, № 7, с. 27—31.
8.	Кузнецов Е. С. Управление технической эксплуатацией авто-
мобилей. М.: Транспорт, 1982. 224 с.
9.	Методика отработки конструкций изделий на технологичность
и оценки уровня технологичности изделий машиностроения. РД 19—74-
М: Изд-во стандартов, 1973. 56 с.
10.	Методические указания по оценке технического уровня и ка-
чества промышленной продукции. РД 50-149—79. М.: Изд-во стандар-
тов, 1979. 123 с.
И. Михлин В. М., Диков К. И., Стариков В. М. Эксплуатацион-
ная технологичность конструкции тракторов. М.: Машиностроение,
1982. 253 с.
12.	Обеспечение технологичности конструкций изделий. — В кн.:
Опыт внедрения ЕСТПП/Ред.—сост. А. В. Дербишер, М.: Изд-во
стандартов, 1976, вып. 1, с. 36—42.
13.	Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс в
технологической оснастки для их изготовления. Л.: Машиностроение,
1972. 415 с.
14.	Проблемы технологичности конструкций изделий машино-
строения/Под ред. Ю. Д. Амирова и В. Л. Михельсона-Ткача. М.:
Изд-во стандартов, 1976. 144 с.
15.	Расчет основных показателей технологичности конструкции
изделий. Методические рекомендации ААР 22—81. М.: ВНИИНМАШ,
1981. 114 с.
16.	Ремонтопригодность машин/Под ред. П. Н. Волкова. М.$
Машиностроение, 1982. 253 с.
352	Список литературы
17.	Сатель Э. А Технологичность конструкций. М.: Машгиз,
1953, 80 с.
18.	Смирнов Н. Н. Техническое обслуживание и ремонт авиацион-
ной техники по состоянию. Серия «Воздушный транспорт». М.,5
ВИНИТИ, 1983, т. 11. 166 с.
19.	Соколовский А. П. Научные основы технологии машинострое-
ния. М.: Машгиз, 1955. 516 с.
20.	Справочник металлиста. В 5-ти т. М.: Машиностроение, 1977,
Ф, 3, 748 с.
21.	Технологичность конструкций: Справочное пособие/Под ред.
С. Л. Ананьева и В. П. Купровича. М.: Машиностроение, 1969. 423 с,
22.	Шатуновский Г. М. Технологичность конструкций и экономи-
ческая эффективность сельскохозяйственных машин. М.: Машгиз,
1962, 445 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Автоматизация процесса обеспечения технологичности конструкции
изделия — Выбор объекта 51—53
—	Определение показателя очередности 54—56
—	Определение целесообразности уровня автоматизации 53, 54
Автомобили грузовые — Зависимость сухой массы и трудоемкости от
грузоподъемности 94
—	Пример определения трудоемкости в изготовлении 94
Агрегат комбайна — Пример расчета технологической себестоимости 135
— молотильный — Пример определения трудоемкости в изготовлении
97, 98
Алюминиевые сплавы — Обрабатываемость резанием 218
Анализ материалоемкости изделия в изготовлении 126, 129, 130
—	многофакторный см. Метод многофакторного анализа
—	размерный — Классификация 144 — Особенности 143, 145—147 —
Пример преобразования функциональной размерной связи в техноло-
гическую 145
—	регрессивный см. Метод регрессивного анализа
	— технико-экономический 82—84
Арматура пластмассовых деталей — Особенности крепления 210, 211
— Рекомендуемые соотношения размеров 211
•	— Средняя толщина слоя пластмассы 212
Б
Базы сборочные 285, 286 — Схема установки дополнительной базы 287
Балансовая таблица для оценки технологичности — Исходные данные
для составления 149
Баланс при технологическом контроле конструкторской документации —
Особенности 148—150
Безопасность изделия — Связь с технологичностью конструкции 10
Биение радиальное — Формула для расчета 227
Блок-схема определения трудоемкости изделия в изготовлении 113
Болты — Способы фиксирования 306
В
Вал — Базирование при фрезеровании шпоночного паза 223 — Балан-
совая таблица для оценки технологичности 148 — Выполнение шпоноч-
ного паза 222 — Конструкция, анализируемая по методу балансов
149 — Простановка размеров 222 — Технологические требования 221
— ступенчатый — Элементокоэффициенты 102
354
Предметный указатель
— -шестерня — Типовое исполнение с надежным креплением детали
при обработке 226
—	цилиндрический — Нормативы массы в зависимости от размеров
129 — Пример расчета материалоемкости в изготовлении 126
—	шлицевой — Инвентарный список технологического контроля 150 —
Простановка размеров 223
Взаимозаменяемость составных частей изделия — Определяющие фак-
торы 323
—	Формула для расчета коэффициента 323
Вилки — Взаимное расположение обрабатываемых поверхностей 220
—	Технологические требования к конструкциям 220
Вкладыш — Конструкция корпуса 112
—	Оценка технологичности конструкции корпуса 111
Восстанавливаемость — Определяющие факторы 346, 347
Втулки — Конструкции 221
—	Способы установки и крепления 292, 293
—	Технологические требования 220, 221
Вырубка — Минимальные относительные размеры вырубаемых дета-
лей 171
—	Предельные отклонения размеров 172—174
—	Технологические требования к вырубаемым деталям 170—173
Вытяжка — Высота прямоугольных коробок, вытягиваемых за одну
операцию 180
—	Значения относительного радиуса сопряжения 180
—	Предельные отклонения по диаметру и высоте цилиндрических
полых деталей 181
—	Схемы заготовки и готовой детали 179, 180
—	Формула для расчета коэффициента 179
Г
Габаритность изделия — Технологические требования 308
Гайки — Способы фиксирования 293—295, 304—306
Герметичность изделия — Виды проверки 312
—	Выбор методов испытаний 316, 317
—	Промышленные методы 313
Гибка — Зависимость относительной толщины в зоне сгиба от относи-
тельного радиуса сгиба 176
— Зависимость относительных радиусов сгиба от относительного уд-
линения 174
— Значения минимальных относительных радиусов сгиба 175, 177, 178
— Расчет минимального радиуса сгиба 176, 179
— Схема гибки профиля 176
Гидроцилиндр муфты включения — Ведомость значимостей видов ра-
бот 100
—	Конструкция 99
—	Пример расчета трудоемкости в изготовлении 99, 101
ГОСТ 2.101—68 18, 20
2.102—	68 137
2.103—	68 19, 37
2.116—	71 74
2.121—	73 39, 80, 136
Предметный указатель
355
2.503—74 151
14.201—83 36, 69
14.202—73 36
14.204—73 47
15.001—73 80
16.504—81 311
2246—70 241
2789—73 227
6636—69 47
8032—56 47
8724—81 213
8908—81 47
9150—81 213
9467—75 241
10461—81 —
—	10464-81 306
11709—71 213
13463—77—
—	13466—77 306
16093—70 213
16319—80 42
16320—80 42
18616—80 213
23676—79 121
24104—80 121
24444—80 308
25349—82 213, 214
Д
Двигатель автотракторный — Пример расчета материалоемкости 121
Детали корпусные — Введение прилива в конструкцию 218
— Технологические требования 218—220
Детали, изготовляемые из пластмасс — Выбор материала и рациональ-
ной формы 201—203 — Выполнение резьб 212, 213 — Закрепление
арматуры 211 — Категории размеров 214 — Квалитеты точности 214 —
Минимальная толщина перемычек между отверстиями 209 — Номи-
нальные радиусы закруглений 208 — Обеспечение технологичности кон-
струкций 202—214 — Определение толщины стенок 205 — Оформле-
ние отверстий 208—210 — Применение ребер жесткости 206—208 —
Примеры проектирования 207 — Точность размеров 213, 214
— обрабатываемые резанием — Поверхности захвата 235 — Проста-
новка размеров 235 — Технологические требования к конструкциям
типовых деталей см. по названиям, например Колеса зубчатые —
Факторы, учитываемые при конструировании 232—235
— подвергаемые упрочнению — Выбор видов упрочнения 198, 199 —
Контроль операций упрочнения 201 — Технологические требования
199—201
— получаемые листовой штамповкой — Выбор материалов 169, 170 —
Качественная оценка технологичности 188 — Технологические требо-
вания 170, 188
356
Предметный указатель
— получаемые литьем см. Отливка
—	получаемые объемной штамповкой и ковкой — Выбор материалов
188, 189 — Качественная оценка технологичности 196—198 — Техно*!
логичность конструкций см. Поковки и Штамповки
Деталь — Определение 18
—	Технологичность конструкций 34, 153
Диски — Технологические требования к конструкциям 220, 221
Доступность конструкции изделия — Классификация 321
—	Определяющие факторы 321
—	Примеры конструкций 321
— Формула для расчета 322
Е
Единица сборочная — Габаритные размеры 280
— Механизация сборочных процессов 306, 307
— Обеспечение технологичности конструкций 283—296
— Способы фиксирования деталей 286—306
— Технологические требования 279, 306, 307
— Членение изделия 280—282
3
Заглушка — Пример расчета трудоемкости в изготовлении 103, 104
Заклепки — Расположение в швах 274
—	Рекомендуемые диаметры 277
—	Формула для расчета диаметра 277
—	Характеристика 274
—	Этапы постановки и доступ к зоне замыкающей головки 275
Звездочки — Технологические требования к конструкциям 228, 229
Значимость составных частей см Изделие
И
Изделие-аналог — Пример подбора 138
—	Сравнение с анализируемой конструкцией 137—139
Изделие — Виды классификации 18—20
—	Конструктивная сложность 20
—	Новизна конструкции 21
—	Признаки, обусловливающие требования к обеспечению техноло*
гичности 18
—	Свойства, характеризующие качество 6—10
—	Учет значимости составных частей 98, 99, 101
—	Учет программы и продолжительности выпуска 88—90
—	Учет серийности производства и ремонта 90, 91
— Учет технологической оснащенности выполнения работ 91
Испытания на технологичность конструкции изделия при его эксплуа»
тации — Программа и методика 342—345
— Порядок сбора и учета информации 345
— Цель и методы 341, 342
Предметный указатель
357
К
Клеи — Технические характеристики 270
Колеса зубчатые — Базирование на валу 296
---конические — График для проверки возможности вторичного ре-
зания 226 — Схема базирования при зубонарезании 224 — Технологи-
ческие требования к конструкциям 224—226 — Формы колес с круго-
выми зубьями 225
— цилиндрические — График определения числа зубьев нарезаемых
колес в зависимости от числа зубьев долбяка 229 — Минимальная ши-
рина канавки для выхода инструмента 228 — Соединение блока ше-
стерен электронно-лучевой сваркой 228 — Схемы базирования при зу-
бонарезании на станке с вертикальной осью стола 227 — Технологиче-
ские требования к конструкциям 226—228
Кольца — Технологические требования к конструкциям 220, 221
Комплекс 18
Комплект 18
Конструкции клееные — Выбор материалов 269, 270 — Выбор типов
соединений 271, 272 — Технологические требования 272, 273
— клепаные — Выбор заклепок 278, 279 — Выбор материалов 278 —
Технологические требования 237
— паяные — Выбор конструктивной схемы 266, 267 — Выбор способа
пайки 265 — Технологические требования 265—269
— сварные — Выбор материалов 236—241 — Выбор видов и способов
сварки 241, 242 —Обеспечение технологичности 249, 262 — Техноло-
гические требования 235, 236 — Технологичность по видам сварки 245—
249
Конструкция изделия — Геометрические формы 282
— Обеспечение конструктивной преемственности 28
— Обеспечение технологической преемственности 28, 29
— Обеспечение технологической рациональности 10, 12, 27
— Отработка на эксплуатационную технологичность 328, 329
— Преемственность 12, 282, 283
— Расчет показателей на технологическую рациональность 65, 66
—; Степень дифференциации по числу деталей 280, 281
— Структура взаимосвязи процессов разработки со сферами прояв-
ления ее свойств 8
—	Учет значимости составных частей 98—101
—	Учет масс 91—94
—	Учет сложности 94—98
—	Учет технологических требований 10
Контролепригодность — Определяющие факторы 324—326
Контроль технологичности конструкции изделия — Методы 312—315
— Качественная оценка 315—317
— Технологические требования 311
Контроль технологической конструкторской документации 135, 136 —
Методы сравнительной качественной оценки 137, 139—142
— Методы сравнительной количественной оценки 142
— Особенности размерного анализа 143—147
— Связь с нормоконтролем 142, 143
— Содержание 136, 137
— Учет выявленных замечаний 151, 152
358
Предметный указатель
Коробка передач — Пример расчета материалоемкости в изготовлении
126, 129
Коробка подач горизонтально-фрезерного станка — Кинематическая
схема 103
—	Пример расчета трудоемкости в изготовлении 102
—	Элементы конструкции, их характеристики, элементокоэффициенты
104
Коэффициент взаимозаменяемости составных частей 323
—	габаритности 169
—	глубины поиска дефекта 325
—	годового освоения 90
—	доступности 66, 322
—	заводской готовности 310
—	значимости типовых групп составных частей 99
—	контролепригодности 66
—	легкосъемности 65, 66
—	монтажепригодности 326
—	новизны конструкции 21
—	очередности автоматизации процесса обеспечения технологичности —
Распределение по рассматриваемым критериям 55
—	повторяемости 68
—	полноты проверки исправности 325, 326
—	применяемости 67, 68
—	разновесности элементов при монтаже вне предприятия-изгото*
вителя 66
—	распределения допуска размера между изготовлением и монтажом 66
— сборности 65, 327
—	серийности 90
—	сложности 20, 21, 95, 96 — Влияние различных факторов, учиты-
ваемых при расчете 98 — Определение материалоемкости изделия в из-
готовлении 125 — Пример определения трудоемкости нового изделия 21
— типизации конструктивного исполнения 68, 69
Коэффициент, учитывающий изменение объемов изделий и их унифи-
кацию с изделием — аналогом — Значения 127, 128
—	исходного показателя материалоемкости — Значения 122, 123 —
Определение 121, 124
—	размеров или массы сопоставляемых конструкций 92 — Значения
94
—	размеров круглого и прямоугольного сечений — Значения 122, 123
— трудоемкости в зависимости от изменения требования по точности
размеров 95
—	трудоемкости в зависимости от изменения требования по шерохова-
тости 95
—	трудоемкости в зависимости от программы выпуска 88 — Значения
89
Кронштейны — Взаимное расположение обрабатываемых поверхно-
стей 220
—	Технологические требования к конструкциям 220
Л
Легкосъемность конструкции изделия — Определяющие факторы 322
Предметный указатель
359
— Примеры 322
— Расчет 65, 66
Литье — Область применения и краткая характеристика способов 156
М
Материалоемкость изделия в изготовлении — Информация и методы,
используемые для определения 120
— Комплекс работ по снижению 25
— Методы определения 119—130
— Основные задачи снижения 130
— Особенности оценки технологичности 116—119
— Формула для расчета 124
Материалы для изготовления деталей — Краткая характеристика 22
Метод аналогий — Пример расчета материалоемкости 121
— балансов см. Баланс при технологическом контроле
— многофакторного анализа — Определение трудоемкости 88 — Учет
программы и продолжительности выпуска изделий 88—90 — Учет се-
рийности производства и ремонта изделий 90, 91 — Учет технологиче-
ской оснащенности выполнения работ 91
— регрессивного анализа — Определение и пример расчета трудоем-
кости 103, 104 — Укрупненный расчет трудоемкости 105, 106
— удельного нормирования см. Нормирование удельное
— учета значимости составных частей изделия — Пример расчета ма-
териалоемкости 126 — Пример расчета трудоемкости 99, 101
— учета масс —Определение и пример расчета материалоемкости 121 —
124 — Определение и пример расчета трудоемкости 93, 94
— учета сложности конструкции 94—98, 125 — Определение трудо-
емкости 95, 96, 98 — Определение материалоемкости 125, 126 — При-
мер расчета материалоемкости 126 — Пример расчета трудоемкости
96—98
— элементокоэффициентов — Определение материалоемкости 125 —
Определение сложности и трудоемкости в изготовлении 101, 102 —
Пример расчета трудоемкости 102
Модели обеспечения технологичности конструкции — Виды и особен-
ности их применения 35, 36
Моделирование информационное 36—47 — Блок-схема задач 37 —
Блок-схема процедур 37 — Примеры блок-схемы задач 38—46
— математическое 41, 43, 47 — Автоматизированное решение задач
обеспечения технологичности конструкции 47 — Принципиальная схе-
ма 50 — Состав типовых моделей 48, 49
Монтажепригодность — Определяющие факторы 326—328
Монтаж — Блочный метод 309, 310
—	Общие технологические требования к изделию 307—309
—	Оценка технологичности конструкции изделия 310
—	Требования к габаритности изделия 308, 309
Н
Надежность изделия — Связь с технологичностью 7
Напуск 189
Ножницы гильотинные см, Резка на гильотинных ножницах
360
Предметный указатель
Нормирование'удельное — Значения трудоемкости от вида работ, массы
детали и группы сложности 108, 110
— Определение материалоемкости 124, 125
— Определение трудоемкости 106—109
—	Пример расчета материалоемкости 125
—	Пример расчета трудоемкости 107, 109
Нормоконтроль конструкторской документации 142
О
Обеспечение технологичности — Автоматизация процесса см.
Автоматизация процесса обеспечения технологичности
— Главные факторы, определяющие требования 17—23
— Контуры принятия решений 18
— Мероприятия 17
— Содержание и последовательность работ 23—27
— Цель и задачи 15—17
Обжим 183 — Конструкции деталей 185
—	Схема обжима трубной заготовки 183
—	Формула для расчета толщины стенки в обжатой части 186
Обслуживание техническое 318, 319 — Общие затраты времени 320
Осадка — Значения коэффициента осадки 187
—	Конструкции деталей 185
—	Формула для расчета коэффициента 187
Оси — Выполнение шпоночного паза 222
—	Пример определения трудоемкости в изготовлении 96
—	Технологические требования к конструкциям 221
Оснащенность технологического процесса выполнения работ — Учет 91
Отбортовка — Значения коэффициентов 183
—	Схема сечения отбортованной горловины 182
—	Формулы для расчета размеров деталей 182, 183
Отклонения предельные номинальных размеров деталей 97
Отливки металлические — Выбор материалов и способов литья 154#
155 — Классификация 153 — Оценка технологичности конструкций
169 — Технические требования 155, 157
—	из цветных металлов и сплавов — Классификация по массе 154
—	из чугуна и стали — Классы точности 155
Отливки получаемые литьем в кокиль — Диаметры отверстий и их
глубина 166 — Значения углов конструктивных уклонов 166 — Ми-
нимальная толщина стенок 166 — Технологичность конструкций 165
— в песчаные формы — Значения углов конструктивных уклонов
161 — Конструкции 157 — Минимальная толщина стенок 162 — Основ-»
ные правила отработки на технологичность 158—161 —Схемы выпол-
нения односторонних и двухсторонних сопряжений 162, 163 — Тех-
нологичность конструкций 157—163
—	по выплавляемым моделям — Конструкции полостей 168 — Кон-
струкция паза 167 — Минимальная толщина стенок 167 — Технологич-
ность конструкций 165—168
—	под давлением — Значения углов конструктивных уклонов 165 —
Минимальная толщина стенок 168 — Размеры технологических при-
ливов для чугунных отливок 164 — Технологичность конструкций
Предметный указатель
361
163—165, 168 — Толщина стенок 164
Оценка качественная технологичности конструкций деталей, получае-
мых листовой штамповкой 188
— литьем 169
Оценка технологичности конструкции изделий — Содержание 56
— качественная 58, 59 — Инженерно-визуальный метод 59, 60
— количественная 57, 58 — Блок-схема алгоритма обеспечения техно-
логичности 59 — Инженерно-расчетный метод 58 — Принципиальная
схема 57
— конструкторской документации 137—142 — Оценка на основе опыта
исполнителя 141, 142 — Сопоставление с нормативно-технологическими
требованиями 141 — Сравнение типовой и комплексной конструкций
139—141
— подвергаемых контролю 315—317
— подвергаемых монтажу 310, 315, 317
— по материалоемкости 116—118 — Требования к укрупненной оценке
118, 119
— по технологической себестоимости 133, 134
— по трудоемкости вариантов конструкций изделия — Пример оценки
85—87 — Требования 85
— по трудоемкости — Пример оценки по сложности конструкции 111 —
Способы оценки точности результатов 112—115
— по энергоемкости 132
П
Патентоспособность изделия — Связь с технологичностью 9
Передачи конические — Способы регулирования зацепления 303,
304 — Членение узла 284
— червячные — Способы регулирования зацепления 301—303
Подшипники — Примеры постановки на вал 296
— Способы установки валиков 298—301
— Способы установки и крепления в корпусах 295—298
Показатели технологичности конструкции изделия — Классификация
и номенклатура 60—64 — Основные расчетные зависимости 64—69 —
Порядок и методы определения 69, 71 — Применяемость в зависимости
от вида изделия и стадии его разработки 69, 72, 73 — Система 69 — Ти-
повая блок—схема определения 70
—	базовые — Блок—схема оптимизации 77 — Графическое представ-
ление оптимума по Парето (конкурентного равновесия) 76 — Принци-
пиальная схема оценки уровня технологичности 81 — Прогнозирование
74—76 — Совершенствование 81, 82 — Схема формирования, приме-
нения и совершенствования 82 — Установление значений 76
—	комплексные — Методы определения 84, 85 — Схема формирован-
ная 83
Поковка — Выбор размеров ребер и расстояний между ними 193, 194
— Выбор толщины полотна (наименьшей толщины в плоскости разъ*
ема штампов) 192—194
—	Значения радиусов закруглений и переходов 196
—	Значения углов штамповочных уклонов 193
—	Качественная оценка технологичности конструкций 196—198
—	Основные размеры 195
362
Предметный указатель
— Применяемые материалы 189
— Схемы сечений 194
—	Технологичность конструкций 189—196
Полимеры — Обрабатываемость резанием 218
Преемственность конструкции изделия — Расчет показателей 66, 67
—	конструктивная 11
—	технологическая 11, 324
Припои — Основные требования 263
—	медно-цинковые — Свойства 265
—	оловянно-свинцовые — Технические характеристики 264
—	серебряные — Технические характеристики 265
Припуск 189
Пробивка — Минимальные относительные размеры пробиваемых от-
верстий в штампах обычной точности 171
—	Минимальные расстояния между пробиваемыми отверстиями, а так-
же между корпусом и отверстием 172
—	Предельные отклонения размеров деталей 171—174
Проектирование изделия — Схема примерного распределения объема и
эффективности работ по обеспечению технологичности конструкции 31
Пружина — Схема концевых витков 230, 231
—	Технологические требования к конструкциям 230—232
Р
Раздача — Зависимость от температуры нагрева пуансона трубы 186
—	Значения коэффициента 186
—	Конструкции деталей 185
Разработка конструкции изделия — Блок-схема технической подго-
товки производства и эксплуатации 24
—	Стадии 22, 23
Разъемы — Виды 281
Реактопласты 201 — Минимальная толщина стенок деталей 206
Резание — Возможность получения требуемой шероховатости в зави-
симости от обрабатываемости сталей 215
—	График для проверки возможности вторичного резания 226
—	Методы для получения различных параметров шероховатости обра-
батываемых поверхностей 232—234
—	Обрабатываемость некоторых материалов 215—218
—	Уровень относительных скоростей 215
—	Факторы, учитываемые при проектировании деталей 215, 217
Резка на гильотинных ножницах — Предельные отклонения ширины
отрезаемой полосы 173, 174
Рельефная формовка — Значения относительного увеличения длины
контура сечения 180
—	Размеры ребер жесткости в деталях из сталей 182
—	Размеры рифлей в деталях из алюминиевых и магниевых сплавов
181
—	Размеры формуемых углубления круглой формы 183
—	Схема поперечного сечения рифлей 182
Ремонт 318 — Общие затраты времени 320
Ремонтопригодность изделия — Области проявления 320
—	Связь с технологичностью 319
Предметный укаватель
363
Рычаги — Взаимное расположение обрабатываемых поверхностей 220
— технологические требования к конструкциям 220
С
Сборка — Механизация 306, 307
— Обеспечение технологичности конструкции изделия при различных
видах сборки 283
—	Общие технологические требования к конструкциям изделий 279—
283
Сборочная единица — Определение 18
—	Требования к технологичности конструкций 32—34
Свариваемость алюминия и его сплавов 237—239
—	меди и ее сплавов 238, 239
— разнородных материалов 239—241
— сталей 237, 239—Оценка свариваемости по эквиваленту углерода 236
— титана и его сплавов 237, 239
— тугоплавких металлов и сплавов 239
Сварка — Материалы сварочные 241 —Способы 241, 242
— дуговая — Схемы простановки усилений 247, 248 — Типы соедине-
ний 242, 246
— контактная — Конструктивные элементы 242, 243 — Типы соедине-
ний 243—246
Связи размерные типовые 147
Себестоимость изделия технологическая — Основные понятия 133 —
Особенности оценки технологичности конструкции 133, 134
— в изготовлении и монтаже 134 — Комплекс работ по снижению
23, 24 — Пример расчета 135
— в эксплуатации и ремонте — Комплекс работ по снижению 24, 25
— удельная производственная 134
— удельная эксплуатационная 134, 135
Серийность расчетная с учетом повторяемости и унификации деталей 91
Серьги — Взаимное расположение обрабатываемых поверхностей 220
— Технологические требования к конструкциям 220
Сложность изделия технологическая — Определяющие факторы 324
Соединения клееные — Выбор материалов 269 — Особенности 269 —
Прочность 270 — Типы 271, 272
—клепаные—Типы 273, 276—Эксплуатационные характеристики 276
— паяные — Выбор припоя 268 — Механические свойства 267 — Тех-
нологические требования 265—269 — Типы 266 — Факторы, влияю-
щие на прочность 266, 267
— разъемные — Технологические требования 281, 282
— сварные — Схемы 243 — Типы и конструктивные формы 242—245
Сталь — Обрабатываемость 216
Стандарты общетехнические, применяемые при обеспечении техноло-
гичности конструкции изделия — Перечень 4,5
СТ СЭВ 179—75 213
181—75 213
182—75 213
640—77 213
1158—78 213
364
Предметный указатель
1
Тележка транспортная — Пример расчета материалоемкости в изготов-/
лении 125
Термопласты 201 — Минимальная толщина стенок деталей 206
Технологичность конструкции изделия 6—Взаимосвязь видов 14—
Виды по методу воздействия на конструкцию 10—12 — Виды по области
проявления 13 — Виды по производственным затратам 13, 14 — Ме-
тоды и приемы отработки конструкции 29, 30 — Общая классификация
10—14 — Связь с другими свойствами изделия 6—10 — Термины ос-
новных понятий 14, 15
— при контроле и испытании — Влияющие факторы 311—315
— при подготовке к использованию, в процессе использования и после
него 329—331 — Область проявления свойств 332
— при техническом обслуживании 335—338 — Область проявления
свойств 338
— при транспортировании 331—333 — Область проявления свойств 333
— при хранении 333—335 — Область проявления свойств 335
— ремонтная 338—340, 345 — Область проявления 340, 341, 346, 347,
350 — Связь с показателями системы технического обслуживания 346,
347 — Связь с ремонтопригодностью 345, 346 — Требования 348—350
— эксплуатационная 319 — Область проявления 320, 327 — Связь
с показателями технического обслуживания и ремонта 321—328 —
связь с ремонтопригодностью 319 — Требования 328
Титановые сплавы — Обрабатываемость резанием 218
Транспортабельность изделия — Связь с технологичностью 9
Трудоемкость изделия — Допускаемая погрешность укрупненного рас-
чета 87 — Информация и методы, используемые для определения 86 —
Методы определения 87, 88 — Разновидности 85 — Требования к вы-
бираемому методу укрупненного определения 86, 87 — Требования
к укрупненной оценке 85—87
—	-аналога удельная — Расчет 106—109
—	в диагностировании — Расчет 325
—	в зависимости от его массы — Значения 105
—	в изготовлении — Допускаемая погрешность укрупненного расчета
87 — Комплекс работ по снижению 23, 24 — Пример расчета 65 — При-
мер оценки технологичности конструкции по сложности изготовления
111 — Оценка по сложности его конструкции 109—111 —Оценка точ-
ности результатов укрупненного определения 112—115
—	в монтаже — Комплекс работ по снижению 23, 24 — Формула для
расчета 310, 326
— в подготовке к диагностированию 325
— в ремонте 323, 324 — Комплекс работ по снижению 24, 25
— в техническом обслуживании 323, 324
—	в эксплуатации — Комплекс работ по снижению 24, 25
У
Упрочнение материалов методами обкатывания и раскатывания — Фак-
торы, учитываемые при конструировании деталей 200
—	струйными методами — Технологичность конструкций деталей 199,
200
Предметный указатель
365
Ф
Фиксирование деталей на плоскость — Варианты 288 — Способы 286,
287
—	при посадке на вал — Способы 288—291
Формовка рельефная см. Рельефная формовка
Функциональность изделия — Связь с технологичностью 7
X
Хронокарта 343, 344
Хронометраж 88
Ц
Цепь размерная функциональная — Пример 145
Ч
Чугун — Обрабатываемость резанием 217
Ш
Шатуны — Взаимное расположение обрабатываемых поверхностей 220
—	Технологические требования к конструкциям 220
Швы сварные — Схемы и размеры 250—261
Шероховатость поверхности — Методы получения 232, 234
—	Соотношения с полями допусков предпочтительного применения 232
Шестерня — Пример расчета материалоемкости в изготовлении 124
—	коническая — Простановка размеров 224
—	пластмассовая — Конструкции 206
—	с утопающим торцом ступицы — Схема токарной обработки 227
—	цилиндрическая зубчатая — Расчет трудоемкости в изготовлении 93
Шкивы — Основные размеры втулки и ступицы 230
—	Технологические требования к конструкциям 229, 230
Штамповка (деталь, полученная объемной штамповкой) — Качествен-
ная оценка технологичности 196—198
—	Применяемые материалы и их выбор 183, 189
—	Технологические требования к конструкциям 189—196
Э
Экологичность изделия — Связь с технологичностью 10
Экономичность изделия — Связь с технологичностью 7
Элементокоэффициенты — Значения 102
—	Формула для расчета 101
Элементы конструктивные изделий — Технологические требования 309
Энергоемкость изделия 130 — Комплекс работ по снижению 25
—	Требования к укрупненной оценке 132
—	Формулы для расчета 131, 132
Эргономичность изделия — Связь с технологичностью 9
Эстетичность изделия — Связь с технологичностью 9
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие (Ю. Д. Амиров).................................. 3
Перечень общетехнических стандартов, применяемых при обе-
спечении технологичности конструкций изделий................ 4
ЧАСТЬ I. ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Глава 1. Основы обеспечения технологичности конструк-
ции изделия (Ю. Д. Амиров, Г. А. Яновский)	.	6
Технологичность конструкции изделия (ТКИ).	.	6
Организация и экономика обеспечения ТКИ. .	.	14
Общие требования к ТКИ.......................... 31
Моделирование процесса обеспечения ТКИ...	34
Автоматизация процесса обеспечения ТКИ. .	•	51
Глава 2. Оценка технологичности конструкции изделия
(Ю. Д* Амиров, Г. А. Яновский).............................. 56
Виды оценки ТКИ ................................ 56
Показатели ТКИ, классификация, номенклатура
и особенности расчета .......................... 60
Базовые показатели ТКИ.........................  74
Многофакторный анализ ТКИ....................... 82
Глава 3. Основные показатели технологичности конструк-
ции изделия (Г. А. Яновский, А. И. Николаенко) 85
Трудоемкость изделия .......................  .	85
Материалоемкость изделия....................... 115
Энергоемкость изделия ......................... 130
Технологическая себестоимость изделия.........	133
Глава 4, Технологический контроль конструкторской доку-
ментации (А. И. Николаенко) ..............................  135
Содержание и последовательность проведения тех-
нологического контроля и его связь с нормоконтро-
лем ........................................... 135
Метод балансов,	балансовые таблицы............ 147
Учет замечаний, выявленных при технологиче-
ском контроле	151
Оглавление
367
ЧАСТЬ Н, ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Глава 5. Технологичность конструкции детали (В. И. Ершов,
В. Ф. Гаранин, В. Н. Мымрин, А. И. Нико-
лаенко, Г. Д. Тимонин)................................. 153
Металлические детали, получаемые литьем. . .	153
Металлические детали, получаемые листовой штам-
повкой ..................................    169
Металлические детали, получаемые объемной штам-
повкой и ковкой..................... . .	188
Металлические детали, подвергаемые упрочнению 198
Детали, получаемые из пластмасс............. 201
Детали, обрабатываемые резанием. ,	.	.	214
Глава 6. Технологичность конструкции соединения
(В. П. Зайцев, В. П.	Купрович) ............. 235
Сварные соединения ..............	235
Паяные соединения.........................   263
Клееные соединения ........................  269
Клепаные соединения......................... 273
Глава 7. Технологичность конструкции сборочной единимы
(Е. П. Зайцев, В, П. Купрович, Г. А. Янов-
ский) ................................................. 279
ТКИ при	сборке .........................   279
ТКИ при	монтаже ........................   307
ТКИ при	контроле и испытании.............. 310
ЧАСТЬ Ш. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ И РЕМОНТНАЯ
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ
Глава 8. Эксплуатационная технологичность конструкции
изделия (П. Н. Волков, Т. К. Алферова) . . »	319
Общие положения............................	319
ТКИ при различных процессах эксплуатации . .	328
Испытания на ТКИ при его эксплуатации ....	341
Глава 9. Ремонтная технологичность конструкции изделия
(П. Н. Волков, Т. К. Алферова)......................... 345
Общие положения.......................... ,	345
ТКИ при различных видах ремонта............. 347
Список литературы .................................  *	351
Предметный указатель .................................  353
Татьяна Константиновна Алферова, Юрий Донович Амиров,
Петр Николаевич Волков и др.
технологичность конструкций ИЗДЕЛИЙ
СПРАВОЧНИК
Редактор Т. Н. Леденева
Художественный редактор С. С. Водчиц
Технический редактор Н. В. Тимофеенко
Корректоры И. М. Борейша и Н. Г. Богомолова
ИБ № 4391
Сдано в набор 20.07.84. Подписано в печать 23.11.84. Т-18881.
Формат 84 X Юв1^. Бумага типографская № 2. Гарнитура литера-
турная. Печать высокая. Усл. печ. л. 19,32. Усл. кр.-отт. 19,32.
Уч.-изд. л. 25,39. Тираж 29 500 экз. Заказ 186. Цена 1 р. 60 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение»,
107076, Москва, Стромынский пер., 4
Ленинградская типография № 6 ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соко-
ловой Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по
делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
193144, г. Ленинград, ул. Моисеенко, 10.