Moskva, Russian Federation
Moskva, Moscow, Russian Federation
A procedure for development of the calculation formulae of manufacturability factors in groups exerting influence upon the same kind of complexity is presented. There are shown adjusted calculation formulae of manufacturability factors.
manufacturability, factor, group, complexity, characteristic, part, product design
В работе [1] приведены одиннадцать коэффициентов производственной технологичности с их расчетными формулами. Из них можно сформировать семь групп коэффициентов технологичности (табл. 1). В каждой из этих групп коэффициенты технологичности влияют на один соответствующий вид трудоёмкости изготовления конструкции изделия (КИ) [2]:
– первая группа включает КПОК, КЗ, КПВД, КТИП;
– вторая группа включает КПВС, КМРЦ;
– третья группа включает КПОК, КЗ, КПВД, КС;
– четвёртая группа включает КПОК, КПВД;
– пятая группа включает КПОК, КТЧ, КШ, КТВ;
– шестая группа включает КПОК, КМ.
– седьмая группа включает КС, КМРЦ.
Как отмечалось в работе [3] среди семи групп коэффициентов технологичности следует выделить пятую группу, где из четырех коэффициентов технологичности КПОК, КТЧ, КШ, КТВ три коэффициента КТЧ, КШ, КТВ оказывают влияние на трудоёмкость изготовления конструкции изделия, через характеристики, изменяющиеся под воздействием одного фактора – режима обработки заготовки. Поэтому при суммировании коэффициентов технологичности, следует учитывать только тот коэффициент технологичности из этих трёх, который оказывает наименьшее влияние на снижение трудоёмкости.
В остальных группах коэффициентов технологичности характеристики конструкции изделия, оказывающие влияние на трудоёмкость, изменяются под воздействием разных факторов. В этом случае, если суммировать их значения, то величина снижения этого вида трудоёмкости может превысить её величину. В связи с этим требуется преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности, входящих в семь групп.
1. Влияние коэффициентов технологичности на трудоёмкость
|
№
КТ |
Коэффициент технологичности (КТ) |
Вид трудоёмкости (Тi) |
||||||||
|
Т1 |
Т2 |
|||||||||
|
Т11 |
Т12 |
Т13 |
Т21 |
Т22 |
Т23 |
Т24 |
Т25 |
Т26 |
||
|
1 |
КПОК |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
2 |
КЗ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
КПВД |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
4 |
КПВС |
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
5 |
КТИП |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
КТЧ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
7 |
КШ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
8 |
КТВ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
9 |
КМ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
10 |
КС |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
11 |
КМРЦ |
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
Примечания: + – влияние коэффициента технологичности на вид трудоёмкости. Т1 – трудоёмкость технологической подготовки производства; Т2 – трудоёмкость изготовления КИ; Т11 – трудоёмкость разработки технологических процессов изготовления деталей; Т12 – трудоёмкость разработки технологических процессов соединения деталей; Т13 – трудоёмкость разработки и изготовления технологической оснастки; Т21 – трудоёмкость подготовительно заключительных работ при обработке заготовок; Т22 – трудоёмкость технологических переходов обработки заготовок; Т23 – трудоёмкость вспомогательных переходов обработки заготовок; Т24 – трудоёмкость подготовительно-заключительных работ при соединении деталей; Т25 – трудоёмкость технологических переходов соединения деталей; Т26 – трудоёмкость вспомогательных переходов соединения деталей. |
||||||||||
Это требует разработки особой методики суммирования коэффициентов технологичности. Рассмотрим применение данной методики преобразования расчетных формул коэффициентов технологичности первой группы в их последовательности согласно табл. 1: КПОК, КЗ, КПВД, КТИП.
В этой группе все коэффициенты технологичности влияют на величину трудоёмкости Т11, что потребует изменения в их расчетных формулах только первого слагаемого за исключением коэффициента КПОК, расчетная формула которого не требует изменения.
После применения первого слагаемого коэффициента КПОК величина Т11 снижения до (
) будет равна:
– дробь первого слагаемого формулы КПОК.
Тогда оставшаяся часть трудоёмкости ( ) будет равна:
После применения первого слагаемого коэффициента КЗ трудоёмкость снижается до величины :
– дробь первого слагаемого
формулы КЗ.
После преобразования коэффициента КЗ
получаем формулу первого его слагаемого:
Величина трудоёмкости, оставшейся после применения коэффициентов КЗ снижается до величины
После применения первого слагаемого ко-
эффициента КПВД трудоёмкость снижается до величины , определяемой по формуле:
где 
– дробь первого слагаемого формулы КПВД.
Таким образом, после преобразования коэффициента КПВД получаем формулу первого его слагаемого:
Величина трудоёмкости, оставшейся после применения первого слагаемого коэффициента КПВД, снижается до величины
:
После применения первого слагаемого коэффициента КТИП трудоёмкость снижается до величины :
– дробь формулы КТИП.
Таким образом, после преобразования коэффициента КТИП получаем его формулу:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности второй группы – КПВС, КМРЦ. В этой группе оба коэффициента технологичности влияют на снижение трудоёмкости Т12, что требует изменения только первого слагаемого в расчетной формуле КМРЦ.
После применения первого слагаемого коэффициента КПВС величина Т12 уменьшится на
величину :
– дробь первого слагаемого формулы КПВС.
Оставшаяся часть трудоёмкости ( ) вычисляется по формуле:
После применения коэффициента первого слагаемого КМРЦ трудоёмкость снижается до величины :
– дробь первого слагаемого формулы КМРЦ.
Таким образом, после преобразования коэффициента КМРЦ получаем формулу первого его слагаемого:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности третьей группы – КПОК, КЗ, КПВД, КПВС. В этой группе все коэффициенты технологичности влияют на величину трудоёмкости Т13, что потребует изменения в их расчетных формулах тех слагаемых, которые влияют на снижение трудоёмкости Т13 за исключением коэффициента КПОК, расчетная формула которого не изменится.
После применения второго слагаемого ко-
эффициента КПОК величина Т13 уменьшится на величину 
:
– дробь первого слагаемого формулы КПОК.
Тогда оставшаяся часть трудоёмкости (
) рассчитывается по выражению:
После применения второго слагаемого коэффициента КЗ трудоёмкость снижается до величины :
– дробь второго слагаемого формулы КЗ.
Таким образом, после преобразования коэффициента КЗ получаем формулу второго его слагаемого:
Величина трудоёмкости, оставшейся после применения второго слагаемого коэффициента КЗ, определяется по формуле:
После применения второго слагаемого коэффициента КПВД трудоёмкость снижается до величины :
– дробь второго слагаемого формулы КПВД.
Таким образом, после преобразования коэффициента КПВД получаем формулу второго его слагаемого:
Величина трудоёмкости, оставшейся после применения второго слагаемого коэффициентов КПВД, определяется по формуле:
После применения второго слагаемого КПВС трудоёмкость снижается до величины :
– дробь второго слагаемого формулы КПВД.
Таким образом, после преобразования коэффициента КПВС получаем формулу второго его слагаемого:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности четвёртой группы – КПОК, КПВД. В этой группе оба коэффициента технологичности влияют на снижение трудоёмкости Т21, что потребует изменения только третьего слагаемого в расчетной формуле КПВД.
После применения третьего слагаемого ко-
эффициента КПОК величина Т21 уменьшится на величину :
– дробь третьего слагаемого формулы КПОК.
Тогда оставшаяся часть трудоёмкости ( ) определяется по следующему выражению:
После применения третьего слагаемого коэффициента КПВД трудоёмкость снижается до величины :
– дробь третьего слагаемого формулы КПВД.
Таким образом, после преобразования коэффициента КПВД получаем формулу третьего его слагаемого:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности пятой группы – КПОК, КТЧ, КШ, КТВ. В этой группе все коэффициенты технологичности влияют на величину трудоёмкости Т22, что потребует изменения в их расчетных формулах, за исключением коэффициента КПОК, расчетная формула которого не изменится.
После применения четвёртого слагаемого формулы КПОК величина Т22 уменьшится на величину :
– дробь четвёртого слагаемого формулы КПОК.
Тогда оставшаяся часть трудоёмкости ( ) будет равна:
Далее рассчитываются снижение трудоёмкости в результате применения коэффициентов КТЧ, КШ, КТВ без изменения их формул, после чего сопоставляются результаты снижения трудоёмкости , и при определении уровня ТКИ в расчет принимается только тот из них, который снижает на меньшую величину. Расчетные формулы коэффициентов КТЧ, КШ, КТВ принимают следующий вид после применения коэффициента КПОК:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности шестой группы – КПОК, КМ. В этой группе оба коэффициента технологичности влияют на снижение трудоёмкости Т23, что потребует изменения только первого слагаемого в расчетной формуле КМ.
После применения пятого слагаемого коэффициента КПОК величина Т23 уменьшится на величину :
– дробь пятого слагаемого формулы КПОК.
Оставшаяся часть трудоёмкости ( ) определяется следующим образом:
После применения первого слагаемого КМ трудоёмкость снижается до величины :
– дробь первого слагаемого формулы КМ.
Таким образом, после преобразования коэффициента КМ получаем формулу первого его слагаемого:
Преобразование расчетных формул коэффициентов технологичности седьмой группы – КС, КМРЦ. В этой группе оба коэффициента технологичности влияют на снижение трудоёмкости Т25, что потребует изменения только второго слагаемого в расчетной формуле КМРЦ.
После применения КС величина Т25 уменьшится на величину :
– дробь формулы КС.
Оставшаяся часть трудоёмкости ( ) определяется по следующему выражению:
После применения коэффициента КМРЦ трудоёмкость снижается до величины :
– дробь второго слагаемого формулы КМРЦ.
Таким образом, после преобразования коэффициента КМ получаем формулу первого его слагаемого:
В связи с этим нужно внести изменения в формулы коэффициентов технологичности.
В формуле второго коэффициента (Кз) из-
меняют оба слагаемых В результате формула коэффициента заимствования имеет следующий вид:
где Д – общее число деталей КИ; ДПОК – число покупных деталей КИ; ДЗi – i-я заимствованная деталь; bЗ.СЛi – коэффициент, отражающий уровень сложности конструкции i-го заимствованного элемента; 
– степень влияния Т1 на Т; 
– степень влияния Т11 на Т1;
– степень влияния Т13 на Т1.
В формуле третьего коэффициента (КПВД) изменятся три слагаемые. В результате формула коэффициента повторяемости деталей будет иметь следующий вид:
где ДПВДj – j-е число повторяемых деталей i-й группы; ДПВД.Зj – j-е число повторяемых заимствованных деталей i-й группы; ДЗ – число заимствованных деталей КИ; bПВД.СЛi – коэффициент, учитывающий влияние сложности конструкции i-й повторяемой детали на снижение соответствующего подвида трудоёмкости изготовления КИ (Тij); 
– степень влияния Т2 на Т; 
– степень влияния Т11 на Т1.
В формуле четвёртого коэффициента (КПВС) меняется только второе слагаемое В результате формула коэффициента повторяемости соединений будет иметь следующий вид:
где СПВСj – j-е число повторяемых соединений i-й группы; С – общее количество соединений КИ; bС.СЛi – коэффициент, учитывающий влияние сложности конструкции i-го повторяемого соединения на снижение соответствующего подвида трудоёмкости изготовления КИ (Тij); – степень влияния Т24 на Т2.
Формула пятого коэффициента (КТИП) из-менится и будет иметь следующий вид:
где 
– типовой представитель i-й группы деталей в КИ; 
– число повторяемых деталей КИ; m – число повторяемых групп деталей КИ; bТИП.СЛi – коэффициент, учитывающий влияние сложности конструкции i-го типового представителя на снижение соответствующего подвида трудоёмкости изготовления КИ (Т11).
Формула шестого коэффициента (КТЧ) примет следующий вид:
где Аi – наиболее жесткий i-й квалитет точности, который выбирается между квалитетом точности, назначенным на размер поверхности, на отклонение её формы и на размер относительного положения; n – число поверхностей деталей в изделии; bТЧi – коэффициент, учитывающий трудоёмкость достижения точности Аi при обработке детали, изменяющийся от нуля до единицы; bТЧSi – доля площади i-й поверхности детали, от общей площади поверхностей всех деталей в изделии принятой за единицу;
– степень влияния Т22 на Т2.
Формула седьмого коэффициента (КШ) изменится и примет следующий вид:
где Бi – значение i-го параметра шероховатости поверхностей деталей в изделии; n – количество поверхностей деталей в изделии; bШi – коэффициент, учитывающий трудоёмкость достижения параметра Бi при обработке детали, изменяющийся от нуля до единицы; bШSi – доля площади i-й поверхности детали от общей площади поверхностей всех деталей в изделии, принятой за единицу.
Формула восьмого коэффициента (КТВ) примет следующий вид:
где ДТВi – число не покупных деталей i-го значения твёрдости материала КИ; ДТВ – общее число не покупных деталей КИ; bТВi – степень влияния i-го значения твёрдости материала детали на снижение подвида трудоёмкости изготовления КИ (Т22); 
– коэффициент степени влияния величины площадей поверхностей деталей на снижение трудоёмкости изготовления КИ.
В формуле девятого коэффициента (КМ) меняется только первое слагаемое В результате формула коэффициента массы элементов изделия будет иметь следующий вид:
где ЭМi – число элементов i-го значения массы; ЭМ – число элементов КИ; bМi – степень влияния i-го значения массы элемента на снижение соответствующего подвида трудоёмкости изготовления КИ (Тij); – степень влияния Т23 на Т2; – степень влияния Т26 на Т2.
В формуле одиннадцатого коэффициента (КМРЦ) меняются оба слагаемых В результате его формула будет иметь следующий вид:
где ПВ — число размерных цепей, собирающихся методом полной взаимозаменяемости; НП — число размерных цепей, собирающихся методом неполной взаимозаменяемости; ГВ — число размерных цепей, собирающихся методом групповой взаимозаменяемости; РЕ — число размерных цепей, собирающихся методом регулировки; ПР — число размерных цепей, собирающихся методом пригонки; nМРЦ — общее число размерных цепей в КИ; bИЗ.ПВ — коэффициент степени влияния метода полной взаимозаменяемости на трудоёмкость изготовления КИ; bИЗ.НП — коэффициент степени влияния метода неполной взаимозаменяемости на трудоёмкость изготовления КИ; bИЗ.ГВ — коэффициент степени влияния метода групповой взаимозаменяемости на трудоёмкость изготовления КИ; bИЗ.РЕ — коэффициент степени влияния метода регулировки на трудоёмкость изготовления КИ; bИЗ.ПР — коэффициент степени влияния метода пригонки на трудоёмкость изготовления КИ; bР.ПВ — коэффициент степени влияния метода полной взаимозаменяемости на трудоёмкость сборки изделия; bР.НП — коэффициент степени влияния метода неполной взаимозаменяемости на трудоёмкость сборки изделия; bР.ГВ — коэффициент степени влияния метода групповой взаимозаменяемости на трудоёмкость сборки изделия; bР.РЕ — коэффициент степени влияния метода регулировки на трудоёмкость сборки изделия; bР.ПР — коэффициент степени влияния метода пригонки на трудоёмкость сборки изделия; – степень влияния Т26 на Т2.
Скорректированные формулы коэффициентов технологичности позволяют определить уровень технологичности конструкции изделия путём их суммирования.
1. Troitsky, A.A. Design formulae of manufacturability factors of product design // Science Intensive Technologies in Mechanical Engineering. - 2020. - No.7(109). - pp. 31-34.
2. Bazrov, B.M., Troitsky, A.A. System of manufacturability factors of product design // Machines and Tools. - 2019. - No.3. - pp. 22-26.
3. Bazrov, B.M., Troitsky, A.A. Summation method of manufacturability factors of product design // Engineering Technique. - 2020. - No.8. - pp.70-75.
