Различают качественные и количественные виды оценки технологичности конструкции машин. Качественная оценка, как правило, предваряет количественную и базируется на сопоставлении и анализе разрабатываемого и базового вариантов. Если в результате качественной оценки выявлены очевидные преимущества разрабатываемой конструкции детали, узла или агрегата, то отпадает необходимость количественных оценок. Однако чаще всего количественная оценка конструкции необходима.
Ее дают с помощью количественных показателей, номенклатура которых достаточно обширна и позволяет детально раскрыть уровень технологичности конструкции проектируемого объекта. Из широкого перечня показателей технологичности, приведенных в стандартах, следует выбирать показатели, которые в наибольшей степени дают объективную оценку разрабатываемой машины. Их классифицируют по ряду признаков. В частности, по значимости различают базовые (основные) и дополнительные (вспомогательные) показатели, которые в свою очередь могут быть абсолютными и относительными (последние дают сравнительную характеристику проектируемого и базового варианта машины).
Выбор показателей является важным этапом оценки машины на технологичность. К наиболее значимым можно отнести:
1) трудоемкость изготовления;
2) удельная материалоемкость;
3) технологическая себестоимость;
4) коэффициент применяемости материала;
5) коэффициент унификации конструктивных элементов.
Кроме того, при оценке эксплуатационной и ремонтной технологичности следует учитывать трудоемкость и стоимость технического обслуживания и ремонта машин.
Для определения основных показателей используют статистические данные о машинах, имеющих общие конструктивно-технологические признаки с проектируемой машиной. Значения основных показателей технологичности конструкции часто приводят в техническом задании на проектирование.
Уровень технологичности конструкции в целом К определяют как отношение достигнутого проектного уровня технологичности К д к базовому К б, установленному техническим заданием на проектирование
К = К д / К б.
Его оценивают по показателям, принятым для оценки технологичности конструкции в техническом задании на машину.
Трудоемкость изготовления Т и проектируемой машины рассчитывают по формуле
Т и = Σ Tini + Σ Tjnj + Т сб + Т ис,
где Ti − трудоемкость i -ой сборочной единицы в изготовлении;
Tj − трудоемкость j -ой детали, не вошедшей в состав сборочных единиц;
ni, nj − число i -х сборочных единиц и j -х деталей соответственно;
Т сб, Т ис − трудоемкость изделия в общей сборке и в испытании соответственно.
Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления характеризуют отношением достигнутой (проектной) трудоемкости Т д к базовой Т б, т. е. коэффициентом
КТ = Т д / Т б
Технологическую себестоимость можно найти из выражения
Ст = М + Т + Зо + Сс + Со + Си,
где М − расходы на сырье и материалы без учета стоимости отходов;
Т − стоимость топлива и энергии, идущих на технологические цели;
Зо − основная и дополнительная заработная плата производственных работ;
Сс − отчисления на социальное страхование от суммы основной заработной платы;
Со − расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;
Си − расходы на износ инструмента и приспособлений целевого назначения.
Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости характеризуют коэффициентом
К Ст = Ст.д / Ст.б,
где Ст.д, Ст.б − достигнутая (проектная) и базовая технологическая себестоимость машины соответственно.
Материалоемкость машины М характеризует общее количество затраченного материала на производство одного образца. Уровень технологичности по материалоемкости определяют соотношением достигнутой (проектной) материалоемкости машины Мд и базовой Мб
К М = Мд / Мб.
При оценке технологичности заготовки применяют коэффициент использования материала
К и.м. = М дет / М заг,
где М дет − масса детали;
М заг − масса заготовки для этой детали.
Массу заготовки рассчитывают после выбора способа ее получения и определения общих припусков на механическую обработку.
Коэффициент применяемости материала рассчитывают по формуле
К пр.м i = H i / H,
где H i, H − норма расхода i -го материала и всех материалов на изготовление изделия соответственно (очевидно, что Н = М).
Данный коэффициент характеризует степень унификации материалов изделия. Для повышения технологичности изделия стремятся к сокращению номенклатуры используемых материалов, т. е. к максимально возможному увеличению значений коэффициента применяемости.
Помимо перечисленных показателей, важной характеристикой расхода материала является удельная материалоемкость Муд.м машины. Для строительных и дорожных машин ее, как правило, определяют отношением материалоемкости машины Мм к сменной эксплуатационной производительности Пэ
Муд.м = Мм / Пэ.
Чем ниже Муд.м, тем меньше расход материалов на единицу выполненных земляных, строительных, дорожных и других работ.
Коэффициент унификации деталей машины определяют из выражения
К у.д = Ду / Д,
где Ду − число унифицированных деталей;
Д − общее число деталей в машине.
Коэффициент унификации конструктивных элементов
К у.э = Q у.э / Q э,
где Q у.э − число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов;
Q э − общее число типоразмеров конструктивных элементов в изделии.
Чем больше коэффициент унификации деталей и конструктивных элементов, тем более технологичными считаются конструкции в производстве.