Одним из наиболее важных этапов структурной оптимизации ТП является выбор технологических операций механической обработки. Вид операции и применяемое оборудование существенно влияют на трудоемкость обработки и связанную с ней технологическую себестоимость. Последний показатель обычно используется в качестве критерия для выборов вариантов ТП изготовления изделия.
Технологическая себестоимость в рассматриваемой задаче определяется способом, который базируется на расчете каждого элемента технологической себестоимости операции. Причем расчет элементов по каждому из сопоставляемых вариантов выполняется приближенным способом на основании укрупненных затрат, приходящихся на час работы оборудования и рабочих мест.
На стадии эскизного проектирования при выборе операции механической обработки технологическая себестоимость определяется приближенным методом по следующей формуле:
Сопi=Счi tшт.-кi, (9.1)
где Счi– производственные затраты, приходящиеся на 1 ч работы оборудования, занятого при выполнении i-й операции; tшт.-кi– норма штучно-калькуляционного времени на выполнение i-й операции.
Таким образом, задача определения технологической себестоимости обработки сводится к решению двух взаимосвязанных подзадач:
а) определение возможных для заданных условий операций обработки детали, соответствующих моделей станков и удельных затрат Счi, на 1 ч их работы;
б) определение трудоемкости обработки tшт. кi; применительно к выбранным видам технологических операций.
Выбор возможных для заданных условий операций обработки поверхностей детали производится на основе анализа ее конструктивно-технологических признаков, к которым относятся:
1) тип поверхностей детали, подлежащей обработке;
2) стадии обработки (черновая, чистовая, тонкая, отделочная);
3) габаритные размеры детали;
4) точность и шероховатость поверхностей для рассматриваемой стадии обработки;
5) твердость поверхностей, обрабатываемых на рассматриваемой стадии;
6) конструктивная сложность поверхностей, обрабатываемых на соответствующей стадии;
7) годовая программа выпуска деталей.
По общности методов, используемых при обработке, все поверхности, образующие конфигурацию деталей машин, разбивают на группы. Как правило, на начальных этапах проектирования технологических процессов решаются вопросы выбора рациональных способов обработки групп однородных поверхностей–наружных поверхностей вращения, внутренних, плоских, зубчатых, резьбовых, шлицевых и т. д. Это позволяет использовать единую методику укрупненной оценки эффективности различных методов обработки уже на ранних этапах проектирования, когда у технолога еще отсутствует вся необходимая информация для точной оценки трудоемкости обработки.
Габаритные размеры детали, точность и шероховатость поверхностей, а также твердость определяются на основе анализа чертежа и вводятся в качестве исходных данных. Значительно большую трудность представляет определение конструктивной сложности обрабатываемых поверхностей.
Конструктивная сложность детали – это сложность ее как геометрического тела. Количественная оценка конструктивной сложности определяется по исходным данным чертежа и может быть представлена некоторой функциональной зависимостью в виде суммы всех обрабатываемых на I-й стадии поверхностей. При оценке конструктивной сложности на каждой стадии следует различать основные поверхности Р, образующие основной контур детали (для валов Р – это число ступеней), торцовые МТ и дополнительные M (фаски, галтели, пазы) поверхности, образующие как бы рельеф на основном контуре.Ниже приводится зависимость для определения конструктивной сложности, которая получена на основе статистического анализа деталей класса «валы» с учетом трудоемкости обработки основных и дополнительных поверхностей на I-й стадии:
QI=PI+0,5MTI+0,1MI(9.2)
Одним из важнейших признаков, от которого зависит правильный выбор вида технологической операции, ее структуры и соответствующего ей оборудования, является серийность, или тип производства. Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций kз.о, который описывается отношением числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяцев, к числу рабочих мест. В свою очередь kз.о главным образом зависит от заданной программы выпуска деталей N и трудоемкости их изготовления tшт.-к.Вычисление на ранних стадиях технологического проектирования значения tшт.-к представляет определенную трудность. Учитывая,чтона этой стадии не может быть получен операционный ТП, содержащий необходимые сведения для расчета норм времени, необходимо использовать методы укрупненного нормирования. Поэтому выявляются функциональные зависимости между штучно-калькуляционным временем и наиболее общими параметрами детали, учитывающие ее конструктивную сложность Q и размерные характеристики. Для определенных типов деталей размерные характеристики имеют корреляционную связь с массой детали МД. На основе статистического анализа процессов обработки различных классов деталей установлены функциональные зависимости следующего вида:
.