книги / Расчёт потребного количества технологического и транспортного обрудования в курсовом и дипломном проектах

кадров; снижение заболеваемости и травматизма рабочих; по­ вышение эстетичности средств в помещениях и др.

Первая группа затрат связана с показателями эффективно­ сти прямой экономии. Источниками эффективности здесь явля­ ются повышение производительности оборудования, увеличе­ ние сменности его работы и коэффициентов загрузки и др.

Вторая группа затрат, учитывающая косвенные источники экономической эффективности, отражает изменение организа­ ционной структуры предприятия. Она включает в себя техноло­ гическую подготовку производства, обработку информации, управление и обслуживание.

Главными статьями косвенной экономики становятся: ус­ корение производственного цикла с уменьшением межопераци­ онных заделов; снижение уровня незавершенного производства; снижение уровня складских запасов и затрат на их хранение; уменьшение затрат труда на ремонтные работы; повышение эф­ фективности обработки информации; снижение затрат на рекон­ струкцию производства.

Экономия от источников эффективности, имеющих соци­ альное и народно-хозяйственное значение, появляется в резуль­ тате улучшения качества выпускаемой продукции, повышения ее конкурентоспособности и определения конъюнктуры рынка.

При оценке экономической эффективности ГПС произво­ дится сопоставление эффективности ее работы с отдельно рабо­ тающими станками ЧПУ

Повышение производительности наблюдается при обра­ ботке изделий, требующих больших затрат на переналадку обо­ рудования и вложения оборотных средств, связанных с неза­ вершенным производством.

Потери времени на переналадку станков с ЧПУ зависят от трудоемкости изготовления детали. Если обработка осуществ­ ляется малыми партиями, то потери на переналадку автономных станков с ЧПУ увеличиваются, а при обработке больших пар­ тий - уменьшаются.

С другой стороны, с увеличением партии деталей увеличи­ вается объем незавершенного производства, что приводит к рос­ ту оборотных средств. Поэтому важным становится вопрос об

определении оптимальной величины запуска деталей в произ­ водство.

В табл. 12.1 приведены усредненные технико-экономиче­ ские показатели применения автономных станков с ЧПУ, обра­ батывающих центров и гибкой производственной системы (ГПС), сформированной на базе этих станков.

Применение в составе ГПС обрабатывающих центров по­ зволяет в 2-3 раза увеличить производительность труда, в 2-5 повысить суточную отдачу станков при сокращении числа об­ служивающего персонала по сравнению с универсальными станками.

Таблица 12.1

Технико-экономические показатели применения станков с ЧПУ, обрабатывающих центров и ГПС

оборудования, раз

Следует заметить, что для гибкого автоматизированного производства характерен высокий уровень начальных капиталь­ ных вложений. Вполне понятно, что от таких капиталовложений требуется соответствующая отдача.

Показателен пример японской фирмы «Ямазаки». В резуль­ тате внедрения ГПС механообработки число станков фирмы уменьшилось с 68 до 18, занимаемая оборудованием площадь сократилась в три раза, число работников уменьшилось с 215 до 12 человек, время обработки изделия сократилось в среднем с 35 до 1,5 дня. Однако из 18 млн. долл., которые были затрачены на создание ГПС, через два года окупилось только 6,8 млн. долл.

Из приведенного примера следует, что при внедрении ГПС, помимо ощутимой за короткое время выгоды, необходимо оце­ нивать стратегические принципы перестройки машинострои­ тельного производства на базе применения технологии нового поколения.

12.2.Структура нормы времени

Вмашиностроении норма времени обычно устанавливается на технологическую операцию.

Согласно ГОСТ 3.1109-82, нормой времени называется регламентированное время выполнения некоторого объема ра­ бот в определенных производственных условиях одним или не­ сколькими исполнителями соответствующей квалификации. Технически обоснованная норма времени оценивается штучно­ калькуляционным временем Гшк,

где Тш - норма штучного времени; Тпз - подготовительно-зак­

лючительное время на партию обрабатываемых заготовок; п - количество деталей в партии.

Штучное время равно отношению времени цикла техноло­ гической операции к числу одновременно изготавливаемых изделий.

Норма штучного времени Тш подсчитывается по формуле

где Т0 - время, в течение которого осуществляется изменение размеров и формы заготовки, внешнего вида и шероховатости поверхности.

Основное время может быть машинным, машинно-ручным и аппаратурным.

При всех станочных работах основное время определяется отношением величины пути, пройденного обрабатываемым ин­ струментом, к его минутной подаче:

мм; / - длина обрабатываемой поверхности, мм; /, - величина

ты режима резания n,S,t определяются по формулам теории резания или по таблицам нормативов.

Вспомогательное время Тъ включает в себя затраты време­ ни на установку и снятие заготовки, время на перемещение час­ тей станка, на изменение режима работы станка, время на смену инструмента и измерение размеров.

Время обслуживания рабочего места Т0бс представляет со­ бой часть штучного времени, затрачиваемого исполнителем на поддержание средств технического оснащения в работоспособ­ ном состоянии и уход за рабочим местом. В условиях массового производства время обслуживания рабочего места подразделя­ ется на время технического обслуживания Гтех и время органи­ зационного обслуживания Т0рг.

Время технического обслуживания Гтсх - это время, затра­ чиваемое на уход за рабочим местом (оборудованием), смену затупившегося инструмента, подналадку оборудования в про­ цессе работы, уборку стружки из зоны обработки и т.д. Это вре­ мя определяется в процентах к основному времени.

Время организационного обслуживания Торг - это время, затрачиваемое на уход за рабочим местом в течение рабочей смены: время на подготовку инструмента в начале смены, ос­ мотр оборудования, смазку и чистку оборудования после окон­ чания работы. Это время также определяется в процентах по от­ ношению к основному времени.

Время отдыха - это часть штучного времени, затрачи­ ваемая на личные потребности человека. Это время не превы­ шает 2 % от продолжительности рабочей смены.

В единичном и серийном производствах норма времени оп­ ределяется по формуле (12.1). В связи с тем, что в единичном и се­ рийном производствах время на обслуживание рабочего места не подразделяется на организационное и техническое, формула для подсчета штучного времени упрощается и приобретает вид

где к - процент оперативного времени на обслуживание рабо­ чего места, отдых и личные потребности.

На машиностроительных заводах производительность об­ работки металлов оценивается по штучному или штучно-каль­ куляционному времени. По времени, которое затрачивается на обработку, обычно судят о том, какой метод является наиболее экономичным. Однако следует отметить, что различные техно­ логические процессы обработки металлов, от обработки метал­ лов давлением до физико-химических методов, имеют различ­ ные энергозатраты (табл. 12.2).

Механическая работа оценивается произведением пути ин­ струмента L на силу резания F: A - L F Если путь инструмен­ та можно определить расчетным путем, то сила резания опреде­ ляется из эксперимента.

Специалисты по технологии машиностроения знают, что есть «выгодная» и «невыгодная» работа. За этим производст­ венным понятием скрывается различие в мощности, затрачи­ ваемой на выполнение работы. Например, меньшее время уда­ ления постоянного припуска требует большей затраты энергии:

tM= А- р~] ( р - мощность токоприемников).

Технологи, доказывая полезность и необходимость концен­ трации переходов (операций), в качестве аргумента выдвигают очевидный факт - уменьшение времени процесса обработки.

Рассмотрим обработку ступенчатого валика, имеющего п ступеней, на токарно-винторезном станке 1К62.

Энергозатраты на технологические операции обработки металлов

При последовательной обработке участков ступенчатого вала, имеющего длину каждой ступени /,, с силой резания F ра­ бота, затрачиваемая на обработку,

При обработке на многорезцовом станке общий путь L будет равен длине максимальной ступени. Сила резания при одновре­ менной обработке всеми резцами, установленными на переднем суппорте, будет равна (п ■F). Работа, затрачиваемая на резание,

( 12.6)

В обоих вариантах суммарная работа, затрачиваемая на ре­ зание, будет одинакова:

Энергозатраты на тонкое точение в 30 раз меньше, чем на шлифование. Следовательно, если позволяют физико-механиче­ ские свойства материала и предъявляемые требования к точно­ сти и шероховатости поверхности деталей, то при разработке технологических процессов желательно назначать для обработ­ ки менее энергоемкие процессы.

В работе В.С. Гусарева [29] предложена формула для оп­ ределения энергозатрат при обработке штучного изделия:

где ры и tu - мощность (кВт) и время машинное (с); а - удель­

ная работа, Дж/мм3; V - объем материала, мм3; /р - время на

вспомогательные переходы, с; р - удельная энергия рабочего

(человека), кДж/с.

12.3. Особенности нормирования многоинструментальной обработки

При обработке на многорезцовых и многопозиционных станках и на автоматических линиях особенности операции на­ кладывают на режим резания следующие ограничения:

1. Все инструменты должны работать с одинаковой пода­ чей на оборот шпинделя или на один двойной ход.

2.Длина хода для всех инструментов должна быть одина­ кова, так как резцы закрепляются на одном суппорте.

3.Все инструменты должны работать при одной и той же частоте вращения шпинделя и иметь одинаковую минутную по­ дачу. При обеспечении одинаковой подачи следует иметь в ви­ ду, что для некоторых инструментов имеется не только пре­ дельно допустимый максимум, но и есть предельно допустимый минимум. Например, при работе на многорезцовых станках твердосплавными резцами подача должна быть не менее

0,04-0,05 мм/об.

При работе резцами, оснащенными твердосплавными пла­ стинами Т5К10, Т15К6, Т14КВ, Т30К4 и др., скорости резания должны быть не ниже 40-50 м/мин.

Если нет возможности уменьшить время работы лимити­ рующего суппорта, то подачи остальных суппортов должны быть снижены. Такое выравнивание времени работы суппортов увеличивает стойкость режущих инструментов.

12.4. Технологическая себестоимость

Цеховая себестоимость технологической операции без уче­

соцстраха); Са - амортизационные отчисления на замену станка;

с рем> с эн> с в> Спр, с ин, Сп- затраты на ремонт станка, сило­

вую электроэнергию, вспомогательные материалы, амортиза­ цию и ремонт универсальных приспособлений, амортизацию, ремонт и заточку универсальных инструментов, затраты на экс­ плуатацию помещения.

Элементы технологической себестоимости можно условно разделить на две группы - которые не зависят (Срем ,С В) и кото­

рые зависят от режимов резания (Сзс , Са, Сэн, Спр, Син, Сп).

Вторая группа элементов себестоимости операций пропор­ циональна штучному времени, поэтому ее можно привести к 1 мин работы оборудования (С'зс, С'а, С'эн, С'пр, С'ин, С'п).

где q - число деталей, обработанных за период стойкости инст­ румента Т ,

Инструментальные расходы, приведенные к одному перио­ ду стойкости,

где SHH - покупная стоимость инструмента; Спер - стоимость пе­

реточки, приведенная к одному периоду стойкости; пт - количе­

ство периодов стойкости; Сзам ин - стоимость замены затупивше­ гося инструмента, приведенного к одному периоду стойкости.

После подстановки и преобразований получим

Штучную производительность, зависящую от режимов ре­ зания, можно представить в виде

L h

Приравнивая частную производную по Т (12.21) к нулю, получим