Тема 10. Производительность и техническое нормирование работ. Технологические основы увеличения производительности. Технико-экономические показатели ТП презентация

Технико-экономические показатели ТП

шероховатости. Она определяется временем, затраченным на обработку. Уменьшение допусков на обработку и высоты микронеровностей поверхностей повышает трудоемкость и себестоимость обработки приблизительно по гиперболическому знаку. Повышение точности стальных валиков при обработке на револьверных станках с 10 до 7 квалитетов вызывает повышение трудоемкости их изготовления более чем в три раза.

(равной времени, затраченному на изготовление единицы продукции, выполнение операции или перехода). Норма времени – это регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним, или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Норма времени обычно устанавливается на технологическую операцию.

и служит для выполнения экономических расчетов и нормирования труда рабочих. Такая норма времени называется нормой штучно-калькуляционного времени. Она определяется по соотношению


где Тш – штучное время на выполнение работы, равной единице нормирования,
Тп-з – подготовительно-заключительное время на партию n обрабатываемых заготовок.

подсчитывается по формуле


где Т0 – основное технологическое время,
Тв – вспомогательное время (установка и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение станка и подачи, смена инструмента, контрольные измерения и др.),
Tобсл – время обслуживания (технического и организационного) рабочего места, включающего уход за рабочим местом в течение рабочей смены и организацию самой работы,
Тотд – время на личные потребности рабочего и отдых. Составляющие Тобсл и Тотд штучного времени принимаются в процентах от оперативного (суммы Т0 + Тв) времени по соответствующим нормативам. Также по нормативам выбирается вспомогательное время.

(массовое производство) подготовительно-заключительное время при определении Tш-к может не учитываться

и в этом случае Тш-к = Тш. Его величину можно представить в виде



где - процент времени на организационное, техническое обслуживание рабочего места и отдых соответственно.

определяется по формуле



где k – процент оперативного времени на обслуживание рабочего места (техническое и организационное) и отдых рабочего.
Производительность чаще всего определяют нормой выработки, т.е. количеством продукции, изготовленной в единицу времени (смену, час). Производительность за смену

отношением пути, пройденного обрабатывающим инструментом, к его минутной подаче, т.е.

где - длина пути, пройденная инструментом в направлении подачи (мм); SМ – минутная подача (мм/мин); i – число рабочих ходов; l - длина обрабатываемой поверхности (мм); l1 – длина врезания (мм); l2 – длина перебега инструмента (мм); l3 – дополнительная длина для снятия пробной стружки (мм).

отрезке величину l1 определяют по формуле


где t - глубина резания; ϕ - главный угол резца в плане,
а длину перебега l2 принимают равной 0,5…2 мм.
Дополнительную длину l3 учитывают лишь в единичном производстве, когда широко используется метод индивидуального получения размеров. Величина l3 зависит от использующегося измерительного средства и принимается равной 2…5 мм.

а также центровании длину врезания определяют по формуле


а при рассверливании, зенкеровании, развертывании напроход –


где d – диаметр просверленного отверстия, D – диаметр рассверливания, зенкерования или развертывания.
При глухом зенкеровании и развертывании, а также зенкеровании фасок и цековании значение l1 принимают равным 0,5…2 мм.

дисковой фрезой



где +(1…2), l2 =2…4 мм,
SМ = Sz Zф n; Zф – число зубьев фрезы; n – частота вращения фрезы; h - высота зуба; D – диаметр фрезы; Z – число зубьев нарезаемого колеса.

модульной фрезой



где l1=(1,1…1,2) , l2 =2…3 мм,
q – число заходов червячной фрезы;
Z – число зубьев нарезаемых колес.

k1 – число проходов (обкатов);
n – число двойных ходов долбяка в минуту;
Sp – радиальная подача на двойной ход долбяка;
Sкр – круговая подача на двойной ход долбяка;
m - модуль нарезаемого колеса.

шевером




где Zш – число зубьев шевера;
nш – частота вращения щевера;
Sпр – продольная подача на один оборот заготовки (мм);
Sв – вертикальная подача на один ход стола;
h – толщина снимаемого с зубьев слоя металла (мм).

станке



где l1 =l2 = 1…3 шага нарезаемой резьбы в мм.
При нарезании резьбы метчиками в сквозном отверстии и наружной резьбы плашками



где l1=1…3 шага нарезаемой резьбы в мм, l2=2…3 шага резьбы, n и n1 – частоты прямого и обратного вращения.
При нарезании резьбы метчиками в глухом отверстии

где SM =SZ ZP nФ, D – наибольший диаметр нарезаемой резьбы; SZ – подача на один зуб фрезы.
При нарезании резьбы резьбовой головкой



где l1=1…3 шага нарезаемой резьбы в мм, l2=0,5…2 шага резьбы, S – подача на оборот детали.

нарезаемой резьбы в мм;
l2=0,5…2 шага резьбы;
S – шаг резьбы в мм;
So – круговая подача детали в мм на один резец за один оборот резцовой головки;
Zp - число резцов;
nр – частота вращения резцовой головки, об/мин.

дисковой фрезой, уступов концевой фрезой, плоскостей концевой фрезой (ϕ=900) основное время определяется по одной и той же формуле



где
l2 = 2…5 мм; S – подача на оборот фрезы;
t – глубина фрезерования;
D – диаметр фрезы.

Канавка закрыта с двух сторон


где h – глубина шпоночного паза; l – длина паза; d – диаметр фрезы; SMB – вертикальная минутная подача; SMГ – горизонтальная минутная подача.
Если канавка открыта с двух сторон или на ее концах просверлены отверстия на полную ее глубину, то


где l1=0,5 d + (0,5…1); l2 = 1…2 мм.

методом продольной подачи To определяется по формуле



где L=l – (0,2…0,4)Вк при шлифовании напроход и
L=l– (0,4…0,6)Вк в мм при шлифовании в упор; h – снимаемый припуск в мм; Sд – продольная подача детали в мм/мин; Вк – ширина круга в мм; nд – частота вращения детали в об/мин; t – глубина резания или поперечная подача круга за один оборот детали; К – поправочный коэффициент, зависящий от вида шлифования.

методом врезания


При наружном круглом бесцентровом шлифовании напроход


где m – число деталей, шлифуемых непрерывным потоком,
,мм/мин – продольная подача детали;
DВК – диаметр ведущего круга; nВК – частота вращения ведущего круга; α – угол его наклона;
i – число рабочих ходов детали.

станках с прямоугольным столом



где l1+ l2=10…15 мм; m – число одновременно обрабатываемых деталей; Vcт – скорость продольного перемещения деталей (стола); Вд – ширина поверхности магнитной плиты, занятой деталями, в мм, при Вк>Вд принимают (Вд+Вк+5)/(SдВк)=1.

по формуле



где nх=Vn⋅1000/2 (l+2ln+lσp); l – длина отверстия, мм ln=25 мм – дополнительная длина, характеризующая предельные положения брусков; lбр – длина хонинговальных брусков; t – радиальная подача на двойной ход инструмента, в мм.

l=lр.пр+lз; lр.пр – длина рабочей части протяжки, в мм; lз – длина протягиваемого отверстия (заготовки), в мм;V – скорость протягивания в м/мин.
Приведенные выше формулы для определения основного (машинного) времени, поправочные коэффициенты и рекомендации по их использованию при проведении расчетов можно найти в справочниках. Там же можно найти формулы для других способов обработки деталей, которые здесь не приводятся

10-3,
результат – в минутах
Черновая обточка за один рабочий ход - 0,17 dl
Обточка по 11 квалитету - 0,1dl
Обточка по 9 квалитету - 0,17dl
Черновая подрезка торца Ra = 6,3 мкм - 0,037(D2 – d2)
Чистовая подрезка торца - 0,052(D2 – d2)
Отрезка - 0,19 D2
Черновое и чистовое обтачивание фасонным резцом - 0,63(D2 – d2)
Шлифование грубое по 11 квалитету - 0,07dl
Шлифование чистовое по 9 квалитету - 0,1dl
Шлифование чистовое по 6 квалитету - 0,15dl
Растачивание отверстий на токарном станке - 0,18dl
Здесь d – диаметр, l – длина обрабатываемой поверхности, D – диаметр обрабатываемого торца, D – d - разность наибольшего и наименьшего диаметров обрабатываемого торца (мм)

результат – в минутах
Сверление отверстий - 0,52dl
Рассверливание d = 20…60 - 0,31dl
Зенкерование - 0,21dl
Развертывание черновое - 0,43dl
Развертывание чистовое - 0,86dl
Внутреннее шлифование отверстий 9 квалитета - 1,5dl
Внутреннее шлифование отверстий 7 квалитета - 1,8dl
Черновое растачивание отверстий, Ra= 12,5 - 0,2dl
Черновое растачивание под развертку - 0,3dl
Развертывание плавающей разверткой по 9 квалитету - 0,27dl
Развертывание плавающей разверткой по 7 квалитету - 0,52dl
Здесь d – диаметр, l – длина обрабатываемой поверхности (мм)

результат – в минутах
Протягивание отверстий и шпоночных пазов (l – длина протяжки, мм) - 0,4l
Строгание черновое на продольно-строгальных станках - 0,065Вl
Строгание чистовое под шлифование или шабрение - 0,034Вl
Фрезерование черновое торцевой фрезой за один рабочий ход - 6l
Фрезерование чистовое - 4l
Фрезерование черновое цилиндрической фрезой - 7l
Шлифование плоскостей торцом круга - 2,5l

Здесь В – ширина обрабатываемой поверхности, мм; l – ее длина, мм

результат – в минутах

Фрезерование зубьев червячной фрезой (D = 80…300) - 2,2Db
Обработка зубьев червячных колес (D = 100…400) - 60,3D
Здесь D – диаметр зубчатого колеса, мм; b – длина зуба, мм
Фрезерование шлицевых валов методом обкатки - 9lz
Шлифование шлицев - 4,6lz
Здесь l – длина шлицевого вала, мм; z – число шлицев
Нарезание резьбы на валу (d = 32…120) - 19dl
Нарезание метчиком резьбы в отверстиях (d = 10…24) (здесь d – диаметр резьбы, мм, l – длина резьбы, мм) - 0,4dl

к величине Tо добавлять другие составляющие нормы времени – Tв, Tобсл, Tотд, Tп-з. Выбор их величин ведется по нормативам.
Величину штучно-калькуляционного времени для единичного и мелкосерийного, а также крупносерийного производства можно также определить приближенно по зависимости
T шт-к =k Tо ,
в которой величина коэффициента k выбирается из таблицы.

времени, затраченному на изготовление единицы продукции, выполнение операции или перехода).
Производительность чаще всего определяют нормой выработки, т.е. количеством продукции, изготовленной в единицу времени (смену, час).

ознакомления рабочего с работой (чертежом); времени на получение и установку на станке режущего инструмента и приспособления; времени на настройку размерных и кинематических цепей.
Время на установку режущего инструмента сокращается за счет быстросменных приспособлений, служащих для замены сверл, разверток, блоков с заранее установленными режущими инструментами.
Сокращение времени статической настройки размерных цепей технологической системы достигается за счет использования встроенных индикаторов, линеек, габаритов и т.д

ЧПУ, а также системы автоматической переналадки станков на точность при переходе с обработки одной детали к другой.
Одним из путей сокращения TП-З , приходящегося на единицу изделия, является увеличение количества изделий в партии, обрабатываемой при одной настройке. Это увеличение достигается увеличением одинаковых изделий в партии (массовое производство) или увеличением числа деталей за счет обработки различных деталей, близких по служебному назначению и конструкции, т.е. за счет групповой обработки деталей.
При групповой обработке деталей разрабатывают технологический процесс на типовую или «комплексную» деталь и необходимую для всех деталей группы технологическую оснастку. При переходе от обработки одной детали к другой перенастройка сводится к смене вкладышей приспособления или патрона без смены самих средств технологического оснащения.

составляющих То , Тв , Тобсл или совмещением переходов технологического процесса во времени. Наибольшую долю среди других слагаемых составляют То и Тв . Из анализа формулы




где n – частота вращения, s – подача, i – число рабочих ходов,
следует, что:

пути относительного движения инструмента и детали с рабочей подачей


Сокращение пути движения инструмента можно достичь за счет уменьшения l1 и l2 (правильной настройкой инструмента, правильной его установкой, правильным выбором инструмента, обработкой нескольких последовательно установленных деталей)

обработке поверхности одновременно несколькими инструментами. В этом случае



где m – количество резцов.
Сокращение основного времени достигается сокращением числа рабочих ходов i , увеличением режимов обработки (n и S), а также совмещением переходов.
Сокращение числа рабочих ходов i достигается уменьшением припусков.
Установление режимов обработки ограничивается требованиями достижимых точности и качества поверхности.

можно двумя путями: непосредственным сокращением времени вспомогательных приемов и совмещением вспомогательного времени с основным.
Непосредственное сокращение осуществляется:
-уменьшением времени на замену деталей (сокращение времени закрепления, автоматизация смены деталей);
-уменьшением времени на управление оборудованием и приспособлениями за счет механизации и автоматизации;
-уменьшением времени на контроль за счет механизации и автоматизации контроля;
-комплексной автоматизацией технологического процесса.

или комбинированно. При последовательной обработке То будет равно сумме Тоi на обработку каждой поверхности.
При одновременной обработке всех поверхностей детали То будет равно времени, затраченному на выполнение наиболее продолжительного перехода.
В тех случаях, когда из-за конструктивных особенностей детали исключается возможность одновременной обработки всех поверхностей используют комбинированную обработку. Поверхности делят на ряд групп. Поверхности каждой из групп обрабатывают последовательно.
Совмещать можно не только переходы, образующие основное время, но и переходы, составляющие вспомогательное время и время обслуживания. Если все переходы совмещаются с основным технологическим переходом, то Тш = То
Чаще всего совмещение времени на выполнение переходов получается неполным.

совместной обработке. При этом детали можно устанавливать и обрабатывать последовательно, параллельно, комбинированно.
При последовательной обработке То равно сумме основного времени, связанного с обработкой поверхности и основного времени, связанного с длиной относительного перемещения инструмента и детали без обработки. Здесь для сокращения необходимо по возможности сокращать расстояние между последовательно установленными деталями (детали надо располагать вплотную), а если этой возможности нет, то необходимо расстояние между деталями проходить с ускоренной подачей.
При обработке параллельно установленных деталей основное время уменьшается в k раз


где k – число параллельно устанавливаемых деталей.

сокращается основное время


где Lx - расстояние между деталями в направлении движения подачи.
Если детали установлены вплотную

создается высокопроизводительное оборудование – многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, агрегатные многошпиндельные и многопозиционные станки, автоматические и роторные линии, автоматические цехи и заводы.
В этом случае на полуавтоматах обрабатывается параллельно несколько деталей. Смена деталей осуществляется во время вращения ротора при прохождении загрузочного места.
На многошпиндельных полуавтоматах последовательного действия за один оборот шпиндельного блока полуавтомата производится полная обработка одной детали. При этом на каждой из рабочих позиций, последовательно проходит обработку каждая из деталей. Одновременно осуществляется несколько, совмещенных во времени, технологических переходов.

автоматизация производства на основе создания автоматических линий.
Преимущества автоматических линий:
- увеличение производительности;
- высвобождение рабочих;
- снижение себестоимости;
- увеличение выпуска с 1 м2 площади (уменьшение площади);
- сокращение цикла производства.
Недостатки автоматических линий:
-трудность перевода линии на изготовление деталей по новому чертежу;
-низкий коэффициент использования оборудования, обусловленный простоями всех или части станков вследствие остановки одного из них;
- трудность синхронизации операций.

производительности является автоматизация производства на основе создания автоматических цехов и заводов.
На 1 ГПЗ функционирует автоматический цех, который состоит из 2 автоматических линий на 900000 шарикоподшипников и 6000000 роликоподшипников. Автоматический цех предусматривает мойку колец, шариков, сепараторов, контроль и поддержание стабильности температуры в сборочном помещении, влажность и чистоту воздуха, контроль от 22 до 33 параметров с точностью до 0,5 мкм.
В 1951 г. был создан в СССР первый автоматический завод по производству поршней к автомобильным двигателям. На автоматический завод поступают алюминиевые слитки с железнодорожной платформы. С завода выходят поршни, упакованные в бумагу, коробки и ящики. Все управление заводом производится с пульта управления.

создание автоматизированных технологических комплексов возможно на основе гибких производственных систем (ГПС).
Гибкие производственные системы – это совокупность или отдельная единица технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик (ГОСТ 26228-84).
Гибкие производственные системы формируются в виде гибких производственных модулей (ГПМ), гибких автоматических линий (ГАЛ) и участков (ГАУ), а также в виде гибких автоматических цехов (ГАЦ) и заводов (ГАЗ).

производственной системы (ГПС) является создание гибких производственных модулей (ГПМ) и гибких производственных комплексов (ГПК).
Высшей ступенью автоматизации гибких производственных систем, является создание гибкого автоматизированного производства (ГАП).
Создание гибкого автоматизированного производства не означает производства с безлюдной технологией. Однако главная особенность гибкого автоматизированного производства – его высокая гибкость, которая позволяет:
- в условиях мелкосерийного и серийного производства в любой момент приступить к выпуску новой продукции;
- осуществить обработку различных заготовок при разных размерах партий, чередующихся в любом порядке;
- заменять отказавший станок другим, не задерживая хода технологического процесса;
- нарушать прямолинейность перемещения деталей (внутри технологического комплекса).

детали;
- нормой штучного или штучно-калькуляционного времени обработки детали




- основным временем по всем операциям детали

долю машинного времени в общем времени работы станка


- коэффициентом загрузки оборудования (отношением расчетного количества станков к принятому)


- степенью автоматизации производства (отношением числа станков с автоматизацией установки и снятия деталей к общему числу станков).
Для полной оценки технико-экономической эффективности технологического процесса пользуются комплексом показателей, в числе которых себестоимость является основным и главным показателем.

формуле


где А – текущие затраты, т.е. затраты, повторяющиеся при изготовлении каждой детали; В – единовременные затраты, т.е. затраты, которые выделяются один раз на всю партию n деталей.

Себестоимость обработки одной заготовки

затраты по заработной плате Сз и все цеховые расходы, связанные с амортизацией и ремонтом оборудования, содержанием зданий, затратами на электроэнергию, на режущий, мерительный и вспомогательный инструмент, универсальные приспособления, заработной платой (ИТР, управленческого и обслуживающего персонала, а также вспомогательных рабочих цеха), т.е.

расходов в процентах от заработной платы основных рабочих (процент накладных расходов). Процент накладных расходов составляет 150…800 %. В единовременные затраты В входят затраты на приобретение специальных станков, приспособлений и инструментов, а также затраты на наладку станков.

соответствует цеховой себестоимости и складывается из следующих элементов


где Сз - зарплата рабочих с начислениями; Сз.н. - зарплата наладчиков с начислениями; Сэ-- затраты на электроэнергию; Св - затраты на вспомогательные материалы (смазочно-обтирочные, смазочно-охлаждающие жидкости); Среж - затраты на амортизацию, заточку и ремонт универсального и специального режущего инструмента; См - затраты на амортизацию мерительного инструмента; Са - затраты на амортизацию оборудования;

оборудования;
Сп - затраты на ремонт и амортизацию приспособлений; Спл - затраты на амортизацию, ремонт, отопление, освещение и уборку помещений; Со - затраты на общие цеховые расходы (заработная плата вспомогательных рабочих, ИТР, служащих с начислениями; расходы по ремонту и амортизации общего вспомогательного оборудования и инвентаря цеха; расходы по охране труда и др.); Сисх. заг - стоимость исходной заготовки (стоимость ее изготовления и материала за вычетом стружки).
Такой метод расчета себестоимости является основным при сопоставлении вариантов технологического процесса.

- стоимость одного станко-часа,

определяемая по таблицам нормативов как сумма затрат по отдельным элементам;
- штучно-калькуляционное время (для

массового производства – штучное) сравниваемых операций.

его использовании только тогда безубыточно (экономично, рентабельно) при его эксплуатации в течение некоторого промежутка времени Т , если соблюдается условие


где Си - стоимость изделия, - стоимость работы (продукции), произведенной при помощи этого изделия.
Си = Спр + Зэ + Зу ,

стоимость приобретения изделия, Зэ - затраты на эксплуатацию, - Зу – затраты на утилизацию.
Затраты на эксплуатацию в течение рассматриваемого промежутка времени Т можно представить в виде


Тогда Спр + + Зу =
Примем в качестве Т срок окупаемости изделия Т ок

= Ток ( - ), и тогда



Значения Спр ; Зу ; постоянны. Для сокращения Ток надо увеличивать
Если же , то

+ Зэ + Зу = , где Т - стойкость в часах машинного времени, n – количество переточек за весь срок эксплуатации.
Зэ = С пер n . Следовательно, экономически выгодная стойкость резца составит

Зэ + Зу =


Следовательно,