Третий уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа.
На первом этапе осуществляют изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий, на основе которого производят окончательную отработку и выверку технологических процессов и технологического оснащения, корректировки технологической документации, чертежей приспособлении штампов и т. д., а также нормативов расхода материалов и рабочего времени.
На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию.
Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществления конструкторской подготовки производства в массово'' или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. За счет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная то технологичность в производстве, надежность и ремонтопригодность в эксплуатации.
Круг работ, выполняемых на стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типа производства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и ряда других факторов.
Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства
Важнейшей особенностью современной организации конструкторской подготовки производства является широкое использование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологических процессах и организационных методах. Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научно-технического прогресса, повышения эффективности производства и роста производительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ.
Конструкторская унификация - это комплекс мероприятий, обеспечивающих устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составных частей и деталей, приведение к возможному единообразию способов их изготовления, сборки и испытания. Унификация является базой агрегирования, т. е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняет стандартизацию, это своего рода конструкторская стандартизация.
Государственная система стандартизации, установив основные положения в этой области, предусматривает следующие категории стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприятий (СТП).
ГОСТ - одна из основных категорий стандартов, установленных государственной системой стандартизации.
ОСТы устанавливаются на продукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации, например на технологическую оснастку, инструмент, специфические для данной отрасли технологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в производственно-технической деятельности предприятий и организаций отрасли. ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли.
Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или нескольких предприятий (заводов).
Основной задачей заводской стандартизации является создание максимального числа сходных, геометрически подобных либо аналогичных элементов в изделиях не только одного, но и различного назначения.
Заводская стандартизация значительно упрощает, удешевляет и ускоряет технологическую подготовку и является важной предпосылкой стандартизации технологической оснастки.
Стандарт - это устойчивый образец, он закрепляет достижения в области технического прогресса и новой техники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве. Он является строго обязательным. При проектировании новых машин в первую очередь должны быть применены изделия и нормы из государственных стандартов.
Основными видами государственных стандартов в машиностроении являются:
- стандарты технических условий (определяют качество продукции, содержат потребительские характеристики, правила приемки, методы проверки качества, требования к маркировке, упаковке, транспортировке, хранению);
- стандарты параметров или размеров (содержат параметрические ряды конструкций, т. е. ряды основных показателей, построенные в определенной математической закономерности);
- стандарты типов и основных параметров (содержат не только параметрические ряды, но и дополнительные характеристики, например конструктивные схемы, компоновки и т. д.);
- стандарты конструкций и размеров (устанавливают конструктивные решения и основные размеры для унификации);
- стандарты марок (устанавливают номенклатуру и обозначение марок материалов, их химический состав, физико-механические свойства);
- стандарты сортамента (устанавливают размеры, геометрическую форму, требования к точности и т. д.);
- стандарты технических требований (охватывают эксплуатационные характеристики конструкции - требования безопасности, удобства эксплуатации, технической эстетики; нормы надежности, долговечности, устойчивости к внешним воздействиям);
- стандарты правил эксплуатации и ремонта;
- стандарты типовых технологических процессов;
- стандарты организационного типа (внедрение передовых примеров и методов выполнения работ).
В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных деталей, узлов и агрегатов, изготовляемых в централизованном порядке на специализированных заводах. К числу основных методов конструктивной стандартизации относятся: внедрение конструктивных стандартов (нормалей); создание параметрических рядов (гамм) машин; агрегатирование; обеспечение конструктивной преемственности.
Внедрение конструктивных стандартов на заводах проводится по двум направлениям: 1) разработка и внедрение стандартов; 2) нормализационный контроль (нормоконтроль чертежей и других конструкторских документов).
Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении передового конструкторского опыта, отраженного в государственных, отраслевых и заводских стандартах; в свободных таблицах применяемости отдельных марок металлов, подшипников, крепежных деталей, конструктивных элементов (модели зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы и др.); в результатах лабораторных и эксплуатационных испытаний узлов, деталей; в данных нормализационного контроля.
Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение. Нормоконтроль стимулирует у конструкторов уважение к стандартам и унификации. Еще одна задача нормоконтроля - проверка правильности выполнения конструкторских документов в соответствии с требованиями ЕСКД.
Создание параметрических рядов (гамм) – один из наиболее эффективных методов конструирования изделий. Под параметрическим рядом подразумевается совокупность изготовляемых на данном заводе или в данной отрасли машин, приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения, аналогичных по кинематике или рабочему процессу, но различных по габаритам, мощностным или эксплуатационным параметрам.
Агрегатирование – это форма унификации, состоящая в том, что создаются ряды унифицированных узлов и агрегатов, используемые для создания разнообразных изделий. Агрегатирование позволяет создавать сборно-разборное оборудование, состоящее из взаимозаменяемых нормализованных элементов, при необходимости оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты использованы в новых сочетаниях для создания другого оборудования. При этом в десятки раз сокращается число типов и размеров основных элементов конструкции оборудования.
Обеспечение конструктивной преемственности – другой (после агрегатирования) метод конструктивной стандартизации и унификации, под которой подразумевается применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоенных изделий, которые хорошо зарекомендовали себя в работе и применение которых не отразится на качестве новых конструкций.
Научно-техническое и организационно-методическое руководство работами по стандартизации на предприятиях осуществляет конструкторско–технологическое бюро стандартизации. Основные его задачи следующие: а) организация разработки и внедрения стандартов и других документов по стандартизации на производимую продукцию; б)обеспечение соответствия показателей и норм, устанавливаемых в стандартах и других документах по стандартизации, требованиям научно-технического прогресса и действующего законодательства, в) осуществление нормоконтроля технической документации, разрабатываемой предприятием.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время являются во многих случаях единственно возможными методами при конструировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем).
Под автоматизацией проектирования понимается автоматизированный конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской документации (КД).
В отличие от проектирования вручную, результаты которого во многом определяются инженерной подготовкой конструкторов, их производственным опытом, профессиональной интуицией и т. д. автоматизированное проектирование позволяет исключить субъективизм при принятии решений, значительно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на основе строгого математического анализа, значительно повысить качество конструкторской документации, повысить производительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость, существенно сократить сроки конструкторской и технологической подготовки производства в цикле СОНТ, эффективнее использовать технологическое оборудование с ЧПУ.