ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

41-01

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В УГТУ-УПИ на кафедре электронного машиностроения под руководством профессора Шарина Ю.С. разработана теория сложности, которая позволяет определить трудоемкость механообработки изделия на этапе конструкторской подготовки. Согласно теории сложности сложность рассматривается как мера трудоемкости деталей при механообработке. Формула для определения сложности корпусных деталей содержит два компонента: сложность собственно корпуса и сложность основных отверстий. Сложность собственно корпуса рассматривается как сумма сложностей сторон корпуса. Учитываются только те стороны, которые подвергаются механической обработке. Для определения сложности используется типовая формула теории сложности :

С=Ск*Кр*Км*Кзаг*Кт (1),

где Ск - конструктивная сложность;

Кр - размерный коэффициент, позволяет учитывать влияние размеров детали на трудоемкость установки ее на столе станка, базирования, закрепления и т.д.;

Км - технологический коэффициент материала учитывает влияние материала заготовки на уровень скорости резания;

КзагГ - технологический коэффициент заготовки, отражает влияние объема снимаемого припуска на трудоемкость механообработки;

Кт - коэффициент технологичности.

Коэффициент технологичности конструкции (Кт) позволяет учитывать влияние технологичности изделия на трудоемкость его механообработки и показывает относительное увеличение сложности детали по сравнению с ее конструктивной сложностью (Ск), то есть при Кр=Км=Кзаг=1 имеем:

Кт=С:Ск (2)

Одним из основных факторов, влияющих на технологичность, является сложность конструкции. В теории сложности она учитывается усредненно через весовые коэффициенты конструкторско-технологических элементов:

Кт=(В1+В2+. . . Вn):n (3)

Согласно теории сложности весовой коэффициент конструкторско-технологического элемента представляет собой относительный показатель величины трудоемкости его механообработки и определяется как отношение трудоемкости рассматриваемого элемента к трудоемкости базового элемента, то есть

В=Т:Тб (4)

где Т - трудоемкость обработки элемента;

Тб - трудоемкость обработки базового элемента.

Рассмотрим методику определения весовых коэффициентов для крепежных отверстий. В качестве базового принимаем гладкое сквозное отверстие диаметром 20 мм и глубиной 20 мм. Определим весовой коэффициент глухого резьбового отверстия М22х1 глубиной 20 мм. С этой целью назначим режимы резания и рассчитаем трудоемкость для следующих технологических условий:

станок радиально-сверлильный, nд=10кВт;

материал инструмента - быстрорежущая сталь Р5М6;

стойкость инструмента соответствует нормативной;

форма заточки режущей части нормальная;

деталь и установка жесткие;

обработка с применением СОЖ.

Результаты расчета с применением общемашиностроительных укрупненных нормативов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Отверстие Переход sО, v, То, Тшт, В

мм/об мм/мин мин мин

Базовое Сверление 0,32 17 0,35 2,62 1

Определяемое Сверление 0,32 17 0,35 3,47 1,43

Зенкование 0,08 9,5 0,27

Нарезание резьбы 1 11,3 0,13

Для этих же технологических условий определим трудоемкость и весовые коэффициенты табличным и аналитическим методами. Результаты сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Отверстие Источник [1], [3] Источник [1], [4]

Тшт, мин В Тшт, мин В

Базовое 2,72 1 2,75 1

Определяемое 5,52 2,03 5,22 1,90

Таким образом, мы получили три различных значения весового коэффициента, соответствующие одним и тем же технологическим условиям обработки. В случае изменения одного из технологических условий, например исключения применения СОЖ в процессе механообработки, эти же источники дадут нам другие значения весового коэффициента. Для того, чтобы назначить теоретически обоснованное значение весового коэффициента, было рассчитано 32 частных значения при условии варьирования технологических условий и применения различных источников нормативных данных. Изменялись следующие технологические условия:

применение охлаждения в процессе обработки (с применением СОЖ, без применения СОЖ);

степень жесткости конструкции детали (высокая, средняя, низкая);

материал инструмента (Р6М5, Р6М5К5, Р10К5Ф5, ВК6, У10А).

Поскольку выбор литературы и технологических условий можно считать случайным, выборка носит случайный характер. Математическое ожидание характеризует величину весового коэффициента, а стандартное отклонение - величину погрешности его оценки.

В результате получаем:В=1,89±0,55. Большая величина погрешности объясняется тем, что рассмотренные источники предлагают различные методики расчета: укрупненное нормирование, аналитический и табличный методы. Кроме того, величину погрешности увеличивает произвольный выбор технологических условий. Реальные производственные условия имеют свойство традиционности, что значительно увеличивает стабильность технологических условий и, как следствие, приводит к ужесточению статистики.

Аналогично были определены весовые коэффициенты еще нескольких типов крепежных отверстий. Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3

Проверено на опытном производстве УГТУ 620002, г. Екатеринбург