Снижение материалоемкости изделия является составной частью общей проблемы снижения себестоимости изделий.
Основными направлениями снижения материалоемкости изделий являются следующие:
· снижение массы материалов, которые составляют|сдают| отходы производств|;
· использование|употребление| «облегченных» экономичных|экономичных| материалов;
· снижение конструктивной массы за счет исключения «лишних» деталей|;
· уменьшение|сбавка| массы расчетных сечений;
· уменьшение|сбавка| размеров на основе расчетов на прочность и т.д|.
Эти рекомендации дают положительный|положительный| эффект при наличии выбора и оценки| разных|различных| вариантов. Подобная работа имеет творческий характер и представляет|воображает| собой достаточно важный и ответственный момент взаимодействия конструктора, технолога, специалистов по|с| техническому обслу-жива-нию, ремонту и утилизации изделия на всех стадиях разработки его конструкции.
Контрольные вопросы
1. Что понимают| под технологичностью конструкции изделия?
2. По каким признакам ТКИ классифицируют на виды?
3. Какие виды ТКИ по области проявления Вам известны?
4. Что понимают под производственной и эксплуатационной ТКИ?
5. Что такое ремонтная ТКИ?
6. Какие виды ТКИ различают по производственным затратам?
7. Какие виды ТКИ по методам воздействия на конструкцию изделия Вам известны?
8. С какими свойствами|, характеризующими качество изделия, связана|повязал| технологичность конструкции изделия и каким образом?
9. Какие факторы необходимо учитывать в процессе оценки технологичности| конструкции изделия?
10.Какие факторы влияют на обеспечение технологичности| конструкции изделия?
11.Какие стадии включает обеспечение технологичности конструкции изделия|?
12.Какие виды оценок используют для обеспечения технологичности| конструкции| изделия?
13.В чем суть|сущность| качественной оценки ТКИ?
14.В чем заключается количественная оценка ТКИ?
15.Назовите основные группы показателей ТКИ.
16.Что отражают показатели ресурсоемкости| изделия?
17.Назовите основные показатели ресурсоемкости|.
18.Какие показатели ресурсоемкости| по способу выражения Вам известны?
19.Как определяют удельные показатели ресурсоемкости|?
20.Какие параметры принимают для разных|различных| изделий в качестве основных?
21. В чем заключается оценка материалоемкости как показателя ТКИ?
22. На каких|каких| стадиях| разработки конструктурской| документации определяется материалоемкость?
23. Какую основную информацию получают| из|с| конструкторских документов| для определения материалоемкости?
24. Какие единичные показатели материалоемкости Вам известны?
25. Как определяется удельная материалоемкость изделия?
26. В каких случаях общая удельная материалоемкость изделия равна| удельной производственной материалоемкости?
27. Что такое коэффициент применяемости материала и как он опре-деляется?
28. В чем суть|сущность| коэффициента использования|употребления| материала и как он опре-деляется|?
29. Назовите основные методы определения материалоемкости.
30. На каком основном предположении базируется метод учета масс?
31. В чем особенность метода удельного нормирования?
32. Какие основные параметры необходимы для использования|употребления| метода удельного| нормирования?
33. В чем заключается метод учета сложности конструкции изделия?
34. Какие основные параметры необходимы для использования|употребления| метода учета| сложности конструкции изделия?
35. Назовите основные направления снижения материалоемкости из-делия.
2. Задание|задача| для выполнения самостоятельной расчетной работы
¨¨¨ Выполнить расчет материалоемкости изделия по методу учета масс.
Необходимо выполнить расчет материалоемкости цилиндрической детали длиной l и диаметром d. Геометрические параметры детали-изделия и детали-аналога приведены в табл. 2.1; материалоемкость изготовления аналога – в табл. 2.2; изделие и аналог выполняются из одного материала.
Таблица 2.1 - Геометрические параметры детали-изделия и детали-аналога
| № вари- анта | Изделие | Аналог | № вари- анта | Изделие | Аналог | ||||
| l и, мм | d и, мм | l а, мм | d а, мм | l и, мм | d и, мм | l а, мм | d а, мм | ||
Таблица 2.2 – Значение материалоемкости аналога
| № варианта | ||||||||||||||||
| Материалоем-кость аналога М а, кг | 4,3 | 3,8 | 4,1 | 3,7 | 3,9 | 2,9 | 3,8 | 3,7 | 2,4 | 3,3 | 2,7 | 2,1 | 2,4 | 2,2 | 1,8 | 2,2 |
| № варианта | ||||||||||||||||
| Материалоем-кость аналога М а, кг | 1,8 | 1,5 | 1,7 | 1,9 | 1,3 | 1,5 | 3,8 | 3,6 | 3,9 | 3,7 | 3,4 | 3,2 | 3,0 | 2,8 | 2,9 |
Пример расчета материалоемкости изделия по методу учета масс для варианта № 0.
1. По|с| табл. 2.1 определяем геометрические параметры (длину и диа-|
метр) детали-изделия и детали-аналога: l и = 200 мм, d и = 55 мм, l а = 210 мм, d а= =59 мм.
2. Учитывая исходное условие – выполнение необходимой детали и аналога из одного материала (то есть деталь и аналог имеют одинаковую плотность), воспользуемся формулой (7) для нахождения коэффициента изменения исходного показателя (массы изделия) К и.
С учетом цилиндрической формы изделия и аналога их объемы определяются как: V и = 
, V а = 
.
Находим К и = V и /V а = 
= 
= 0,83.
3. По табл. 2.2 находим материалоемкость аналога М а = 4,3 кг.
4. По формуле (6) вычисляем материалоемкостьсть изделия М и = =4,3×0,83 » 3,57 кг.
¨¨¨ Выполнить расчет материалоемкости изделия по методу удельного нормирования.
Условия задания: определить материлоемкость изготовления изделия и общий коэффициент материалоемкости этого изделия.
Известны следующие данные: масса деталей М i, которые используются для изготовления указанного изделия, материал заготовок и метод их изготовления, коэффициент использования материала КИМ 
, достигнутый на заводе-производителе. Исходные данные представлены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 – Исходные данные для расчета материалоемкости изделия
| Заготовки | № вари-анта | Масса деталей М i, кг | Коэффициент использования материала КИМ |
| Отливки из|с| ковкого чугуна (i = 1) | 1…5 6...10 11…15 16…20 21...25 26…30 | 10,8 10,0 9,8 9,6 8,8 8,4 7,2 | 0,80 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 |
Продолжение табл.2.3
| Прокат горячекатаный|горячекатанный|: ¨из|с| конструкционной углеродистой стали (i = 2) ¨из|с| конструкционной низколегированной стали (i = 3) | 14,5 14,0 13,8 13,2 12,9 11,3 10,6 9,9 1,3 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,5 0,4 0,3 | 0,40 0,42 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,44 0,44 0,45 0,45 0,45 0,46 0,47 0,46 0,45 | |
| Прокат холоднокатаный: ¨ из|с| конструкционной углеродной стали (i = 4) ¨из|с| конструкционной низколегированной стали (i = 5) | 7,4 7,3 7,2 6,8 6,5 6,3 5,4 5,2 4,9 26,0 25,5 24,8 22,7 18,5 14,7 12,9 | 0,60 0,62 0,62 0,63 0,63 0,64 0,66 0,68 0,68 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,62 0,66 | |
| Трубы горячекатаные|горячекатанные| из|с| конструкционной стали (i = 6) | 1,16 2,17 3,18 4,19 5,20 6,21 | 175,0 172,7 169,5 165,0 160,3 155,3 147,8 | 0,60 0,60 0,61 0,61 0,62 0,62 0,64 |
Продолжение табл.2.3
| 7,22 8,23 9,24 10,25 | 143,4 139,8 133,6 128,5 | 0,66 0,68 0,70 0,70 | |
| Тонкий лист|лист|, полоса горячекатаная|горячекатанная| (i = 7) | 11,26 12,27 13,28 14,29 15,30 | 14,0 12,7 10,3 8,2 | 0,58 0,58 0,59 0,59 0,60 |
| Толстый лист|лист|, лента, полоса горячекатаная|горячекатанная| (i = 8) | 1…5 6...10 11…15 16…20 21...25 26…30 | 47,0 45,2 43,6 38,9 27,8 26,3 24,7 | 0,48 0,50 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 |
Пример расчета материалоемкости изделия методом удельного нормирования для варианта №0.
1. В соответствии с исходными данными изделие представлено 6-ю видами заготовок (для варианта №0 отсутствуют заготовки из проката горячекатаного из конструкционной углеродистой стали и заготовки из толстого листа).
Согласно формуле (8) рассчитаем материалоемкость по каждой группе заготовок: M и 
= 10,8:0,80 = 13,50 кг, M и 
= 1,3:0,44 = 2,95 кг, M и 
= 7,4:0,60 = 12,33 кг, M и 
= 26,0:0,56 =46,43 кг, M и 
= 175,0:0,60 = 291,67 кг, M и 
= 47,0:0,48= 97,92 кг;
2. Подсчитаем общую материалоемкость изделия суммированиям материалоемкостей по каждой группе заготовок: М и = 13,50 + 2,95 +12,33+
+ 46,43 + 291,67 + 97,92 = 464,8 кг.
3. Общая масса деталей М д = 10,8 + 1,3 + 7,4 + 26,0 + 175,0 + 47,0 = =267,5 кг.
4. Общий коэффициент использования металла при изготовлении изделия по всем группам заготовок КИМ = 
= 
= 0,56.
¨¨¨ Выполнить расчет материалоемкости изделия по методу учета сложности конструкции изделия.
Необходимо определить значение материалоемкости изделия, если известно значение материалоемкости аналога М а; коэффициент, учитывающий изменение габаритов изделия К г; коэффициент применяемости заготовок или деталей данной группы К пр. а(по данным завода-изготовителя аналога), табл. 2.4, 2.5.
Таблица 2.4 – Значения материалоемкости аналога
| № варианта | М а, кг |
| 150,75 | |
| 154, 88 | |
| 132,47 | |
| 100,67 | |
| 198,54 | |
| 154.7 | |
| 97,4 | |
| 57,9 | |
| 201,93 | |
| 278,35 | |
| 430,6 | |
| 501,8 | |
| 347,9 | |
| 127,99 | |
| 146,76 | |
| 132,19 | |
| 178,48 | |
| 125,69 | |
| 154,33 | |
| 75,7 | |
| 68,2 | |
| 86,5 |
Продолжение табл.2.4
| 238,54 | |
| 342,76 | |
| 177,5 | |
| 134,8 | |
| 100,76 | |
| 133,58 | |
Таблица 2.5 – Значения коэффициента, учитывающего габариты изделия К г, и коэффициента применяемости заготовок или деталей данной группы К пр. а(по данным завода-изготовителя аналога)
| Заготовки, детали | № варианта | Число заготовок и деталей на изделие N, шт. | К г | К пр. а | |
| Изделие-аналог | Новое изделие | ||||
| Отливки: из серого чугуна (i = 1) из ковкого чугуна (i = 2) | 0, 15, 22 1, 16, 23 2, 17, 24 3, 18, 25 4, 19, 26 5, 20, 27 6, 21, 28 7, 11, 29 8, 12, 30 9, 13 10, 14 0, 2, 14 3, 15, 22 4, 16, 23 5, 17, 24 6, 13, 18 7, 19, 26 8, 20, 27 9, 11, 28 1, 10, 19 12, 21, 25 | 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 | 0,554 0,453 0,657 0,345 0,415 0,559 0,237 0,339 0,476 0,675 0,482 0,065 0,067 0,064 0,052 0,043 0,059 0,061 0,048 0,039 0,056 |
Продолжение табл.2.5
| из стали (i = 3) | 0, 10, 20 1, 11, 21 3, 12, 22 4, 13, 23 5, 14, 24 6, 15, 25 7, 16, 26 8, 17, 27 9, 18, 28 19, 29, 30 | 1,0 1,9 1,2 1,8 1,6 1,0 1,1 1,2 1,3 1,9 | 0,00097 0,00095 0,00095 0,00098 0,00087 0,00094 0,00094 0,00088 0,00085 0,00096 | ||
| Детали: из листовых заготовок (i = 4) из полосы и ленты (i = 5) из сортового проката (i = 6) из трубных заготовок (i = 7) | 0, 11, 22 1, 12, 23 2, 13, 24 3, 14, 25 4, 15, 26 5, 16, 27 6, 17, 28 7, 18, 29 8, 19, 30 9, 10, 20 0, 5, 15, 30 1, 6, 16, 24 2, 7, 17, 25 3, 8, 18, 26 4, 9, 19, 27 5, 10, 20, 28 6, 11, 21, 29 7, 12, 22, 30 8, 13, 23 0, 10, 20 1, 11, 21 3, 12, 22 4, 13, 23 5, 14, 24 6, 15, 25 7, 16, 26 8, 17, 27 9, 18, 28 19, 29, 30 1..5 6…10 11…14 12…16 | 1,0 1,1 1,5 1,3 1,8 1,5 1,7 1,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 1,1 1,2 1,3 1,9 1,5 1,1 1,0 1,3 1,2 1,7 1,6 1,5 1,0 1,1 1,1 1,3 1,0 1,1 1,3 1,7 1,2 | 0,0495 0,0567 0,0673 0,0368 0,0453 0,0489 0,0572 0,0535 0,0411 0,0399 0,0071 0,0064 0,0066 0,0058 0,0074 0,0063 0,0055 0,0078 0,0069 0,311 0,314 0,219 0,118 0,321 0,345 0,278 0,292 0,303 0,325 0,0166 0,0127 0,0134 0,0136 0,0125 |
Продолжение табл.2.5
| 17…21 22…26 27…30 | 1,8 1,0 1,2 | 0,0122 0,0131 0,0125 | |||
| Прочие (i = 8) | 0, 16 1, 17 2, 18 3, 19 4, 20 5, 21 6, 22 7, 23 8, 24 9, 25 10, 26 11, 27 12, 28 13, 29 14, 30 | 1,0 1,1 1,3 1,2 1,0 1,0 1,2 1,2 1,7 1,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,0 | 0,0082 0,0085 0,0083 0,0079 0,0076 0,0098 0,0095 0,0094 0,0080 0,0087 0,0089 0,0075 0,0074 0,0096 0,0091 0,0092 |
Пример расчета материалоемкости изделия методом учета сложности конструкции изделия для варианта №0.
1. По табл. 2.4 определяем материалоемкость изделия-аналога M а =
= 150,75 кг.
2. По табл. 2.5 определяем число заготовок и деталей каждого вида N, шт.
на новое изделие и изделие-аналог; коэффициент, учитывающий изменение габаритов изделия К г, а также коэффициент применяемости заготовок или деталей данной группы К пр. адля всех видов заготовок и деталей, используе-мых в изделии (n =8).
3. В соответствии с формулой (10) определяем коэффициент, учитыва-
ющий изменение сложности конструкции нового изделия по сравнению с аналогом
К сл = 
×0,554 + 
×0,065 + 
×0,00097 + 
×0,0495 + 
×0,0071 + 
×0,311 + + 
×0,0166 + 
× 
0,0082 = 0,6925 + 0,0506 + 0,0012 + 0,0763 + 0,0041 + +0,3895 + 0,0282 + 0,0113 = 1,2537.
4. В соответствии с формулой (9) материалоемкость нового изделия
M и = M а К сл = 150,75 ×1,2537 » 189,00 кг.