1ОснПонят04 (Лекции), страница 4

При проектировании технологических процессов следует пользоваться соответствующими материалами, в которых указан класс чистоты поверхности в зависимости от служебного назначения детали, и данными о том, какая чистота поверхности может быть получена при применении того или иного вида и режима обработки.

1.9. Производительность и экономичность механической обработки

Производительность труда

Производительность труда определяется количеством продукции, изготовляемой рабочим в единицу времени.

N = Ф/Т

N - количество изделий, изготовляемых рабочим в рассматриваемый период времени.

Ф - номинальный фонд времени в тот же период.

Т - время изготовления одного изделия (норма штучного времени).

Технологически обоснованная норма времени.

Нормой штучного времени называют время, необходимое для изготовления данной детали, с учетом технико- экономических показателей данного предприятия, возможностей оборудования и применения передовых методов труда.

Технологичность изделия (ГОСТ 14.205-83 (СТ СЭВ 2063-79)) - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Норма штучного времени складывается из 4х основных частей:

Тшт = То+Твсп+Торг-тех +Тпер

1. То - основное технологическое время (время, необходимое для формоизготовления заготовки).

Пример.

То=L / n*S [мин]

n=1000*V / *d [об/мин]

1. мм, S - мм - путь и шаг подачи инструмента.

1. Твсп - вспомогательное время - время для выполнения различных приемов во время технологического процесса; время на подвод и отвод инструмента, включение и выключение станка, поворот револьверной головки, смену инструмента.

2. Торг-тех - организационно-техническое время - время на подготовку к выполнению операции: ознакомление с чертежом, режущим инструментом, технологией, время на смазку станка, регулировку инструмента и т.п.

1. Тпер - время перерывов: на отдых и естественные неоюходимости.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:

То+Твсп= Топер

Время Торг-тех +Тпер составляет 10..12% от Топер.

Торг-тех +Тпер= (0.10..0.12) * Топер.

При серийном производстве изготовление деталей производится партиями. Поэтому в серийном производстве оценка времени происходит не по штучному времени, а по штучно-калькуляционному времени:

Тшт.кальк. =Тшт +Тп.з / n

Тп.з. - подготовительно-заключительное время (установка соответствующих приспособлений, нового инструмента, переналадка оборудования) оно всегда стремится к партии деталей n.

Пути повышения производительности.

Анализируя формулу производительности труда N=Ф/Т можно установить, что повышение производительности можно достигнуть за счет уменьшения нормы штучного времени и за счет более полного использования фонда рабочего времени.

1)Одним из наиболее распространенных способов увеличения производительности труда является уменьшение основного технологического времени. Это может быть достигнуто 2 способами:

а) увеличением скорости резания V;

б) увеличением скорости подачи S.

Увеличение скорости резания не всегда возможно из-за возможного быстрого износа инструмента и наростообразования, что связано с деформированием поверхностного слоя установки и качеством поверхности.

Увеличение скорости подачи связано с качеством поверхности. В каждом случае увеличение скорости резания и подачи должно экономически оправдываться.

2) Возможный путь повышения производительности труда - сокращение вспомогательного времени. Это можно осуществить за счет автоматизации и механизации, ||-ой обработки нескольких изделий одновременно или ||-последовательной обработки.

Твсп может быть уменьшено при последовательной обработке за счет использования одной и той же заготовки.

1. Сокращение Торг-тех возможно за счет повышения общей культуры производства и квалификации рабочих.

2. Повышение производительности труда за счет Тпер (отдых, естественные нужды) невозможно. Однако в значительной мере зависит от индивидуальных качеств рабочего.

3. Основным направлением сокращения Тп.з. является применение групповых методов. Сущность заключается в том, что детали объединяются в группы по определенным признакам (например группа втулок); для группы разрабатывается комплексная деталь, заключающая в себе все элементы деталей группы; по комплексной детали производится настройка станков (т.е. станок имеет все инструменты для обработки комплексной детали). Настройка же на определенную деталь группы производится подналадкой станка.

Группа деталей Комплексная деталь

Применение группового метода позволяет сократить подготовительно-заключительное время в несколько раз.

Экономический анализ технологических средств

При разработке конструкций изделий и проектировании технологических процессов необходимо создавать условия для быстрейшего освоения и обеспечения высоких эксплуатационных качеств изделий. При возможности изготовления по нескольким технологическим вариантам нужно уметь выбрать тот вариант, который обеспечивает меньшую себестоимость изготовления.

Структура себестоимости детали.

Технологическая себестоимость - есть та часть полной себестоимости, которая зависит от выбранного варианта технологического процесса.

Технологическая себестоимость единичной детали равна:

С₁=А+В / N_год,

где А - текущие затраты на одну деталь,

В - единовременные затраты на годовую программу;

Nгод - годовая программа выпуска деталей (задана).

Величины А и В определяются из следующих выражений:

A=m+ Lш +P

B=Lп.з. +i*k,

где

m - затраты на основные материалы и технологическое топливо (с учетом суммы, возвращеной заводу при утилизации отходов);

Lш - прямая зарплата производственных рабочих;

P - расходы, связанные с эксплуатацией оборудования, нормальных приспособлей и инструмента;

Lп.з. - зарплата наладчиков оборудования;

i - стоимость специальных инструментов и приспособлений, необходимых для выполнения годовой программы;

k - коэффициент амортизации, учитывающий срок службы оснастки и расходы, связанные с ее эксплуатацией.

Затраты на основные материалы определяются формулой:

m=Cm * qm - Co*qo,

где Cm - стоимость материала;

qm - норма расхода материала на деталь;

Co - стоимость отходов;

qo - масса всех отходов.

Зарплата рабочих:

n

Lш =  Tш * (S/60) * (1+H1/100)

i=1

где Tш - норма штучного времени;

S - часовая тарифная ставка по данной квалификации и профессии;

n - число операций;

H1 - начисления на зарплату основных производственных рабочих.

Зарплата наладчиков:

L = (Tп.з. * S * r/ 60) * (1 + Hн/100)

где Tп.з. - норма подготовительно-заключительного времени (в час);

r - число переналадок оборудования в год;

Hн - начисления на з.п. нададчиков.

В развернутом виде формула для определения технологической себестоимости имеет вид:

n

C₁=C_mq_m-C_oq_o+T_шS/ 60)(1+H₁/100)+(T_пзS/60N_год )r (1+H_н/100)+p+ik/ N_год

1

Таким образом при расчете технологической себестоимости входят все прямые затраты (стоимость материала, з.п. основных рабочих и наладчиков, стоимость инструмента и приспособлений) и затраты на статьи косвенных расходов, непосредственно связанных с работой оборудования. Другие статьи косвенных расходов (затраты на амортизацию, ремонт и содержание зданий, содержание и ремонт цехового транспорта и т.д.) не включают в себестоимость при выборе варианта, так как они принимаются постоянными по величине при любом варианте технологического процесса.

Оценка рациональности технологического процесса производится путем сравнения себестоимости разработанных вариантов. Наиболее рациональным считается тот технологический процесс, который позволяет при данных производственных условиях получить наименьшую себестоимость изготовления.

Стоимость деталей в объеме годовой программы равна:

CNгод = A * Nгод + b

Уравнение определяет прямую, отсекающую на оси ординат отрезок b, с наклоном, определяемым величиной A.

При выборе технологического варианта изготовления, часто приходится считаться с возможностью больших единовременных затрат b, если им соответствуют меньшие текущие затраты (см. график).

Из графика следует, что прямая а1 пересекает прямую а2 в точке А, которая определяет величину партии, при которой вариант а1 можно экономично использовать. С увеличением годовой программы экономически более эффективным становится вариант а2.

Решение задачи выбора наивыгоднейшего технологического варианта сводится в конечном счете к определению величины партии, при которой себестоимость двух сравниваемых вариантов становится равноценной. Такую критическую величину партии можно определить из условия:

C’Nгод = C’’Nгод

или

a₁ * Nгод + b₁ = a₂ * Nгод + b₂

откуда

Nгод критич. = (b₂-b₁)/(a₁-a₂ ).

Общая характеристика методов производства

и удельный вес отдельных методов

Существует большое количество методов изготовления деталей и приборов в целом. Наиболее часто применяемыми в приборостроении являются:

• литье;

• обработка давлением;

• прессование пластмасс;

• обработка резанием;

• и пр.

Заранее отдавать предпочтение тому или иному методу нельзя, так как это может в дальнейшем значительно усложнить производство. Выбор метода производства определяется на основе анализа технологической себестоимости.

Рассмотрим основную суть назаванных методов.

Формообразование - изготовление заготовки или изделия из жидких, порошковых или волоконных материалов.

Литье - изготовление заготовки или изделия из жидкого материала заполнением им полости заданных форм и размеров с последующим затвердеванием. Литьемможно изготовлять сложные отливки с минимальным расходом металла, 12-18 квлитета точности, с параметром шероховатости поверхности от Rz=20 мкм до Ra=1,25 мкм.. Относителтный вес литых деталей в приборах может достигать 40%.

Формование - формообразование из порошкового или волоконного материала при помощи заполнения им полости заданных форм и размеров с последующим сжатием.

Обработка давлением - обработка, заключающаяся в пластическом деформировании или разделении материала (без образования стружки). Обработкой давлением можно изготовлять детали с минимальным расходом металла, с точностью до 5-9 квалитета точности, с параметром шероховатости Rz=20 до Ra=0,05 мкм. Детали отличаются высокой прочностью и легкостью. До 70-85% количества деталей в приборах составляют детали, полученные обработкой давлением.

Прессование пластмасс - метод производства, при котором из искусственного материала - пластической массы - под давлением и при нагревании получают в форме (инструменте) детали. Эти методом можно получать детали сложной конфигурации; характерной особенностью прессованных из пластмасс деталей являются их физические свойства: малая теплопроводность, электроизоляция, высокие механические свойства. Применяют текие детали для корпусных деталей. При обработке получают 10-12 квалитет точности, с параметром шероховатости поверхности не хуже Ra не хуже 1,25 мкм.

Обработка резанием - обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. Можно получать сложные детали с высокой степенью точности до 5-8 квалитета и с высоким какчеством поверхности до Rz не хуже 0,005мкм.

Заготовка - предмет производства, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготовляют деталь [ГОСТ 3.1109-82]).

Применяемость методов: