3.3.2. Клиновые зажимы

Клин применяется в следующих конструктивных вариантах:

1. Плоский односкосый клин.

2. Двускосый клин.

3. Круглый клин.

Рис. 3.2. Плоский односкосый клин.

Рис. 3.3. Двускосый клин.

Рис. 3.4. Круглый клин.

4) кривошипный клин в форме эксцентрика или плоского кулачка с рабочим профилем, очерченным по архимедовой спирали;

Рис. 3.5. Кривошипный клин: а – в форме эксцентрика; б) – в форме плоского кулачка.

5) винтовой клин в форме торцевого кулачка. Здесь односкосый клин как бы свернут в цилиндр: основание клина образует опору, а его наклонная плоскость - винтовой профиль кулачка;

6) в самоцентрирующих клиновых механизмах (патроны, оправки) не пользуются системы из трех и более клиньев.

3.3.2.1. Условие самоторможение клина

Рис. 3.6. Условие самоторможение клина.

где: - угол трения.

где: –коэффициент трения;

то ; .

Для клина с трением только по наклонной поверхности условие самоторможение:

с трением на двух поверхностях:

Имеем: ; или : ; .

Тогда: условие самоторможение для клина с трением на двух поверхностях:

для клина с трением только на наклонной поверхности:

С трением на двух поверхностях:

.

С трением только на наклонной поверхности:

3.3.3.Эксцентриковые зажимы

Рис. 3.7. Схемы для расчета эксцентриков.

Такие зажимы являются быстродействующими, но развивают меньшую силу, чем винтовые. Обладают свойством самоторможения. Основной недостаток: не могут надежно работать при значительных колебаниях размеров между установочной и зажимаемой поверхностью обрабатываемых деталей.

;

где: ( - среднее значение радиуса, проведенного из центра вращения эксцентрика в точку А зажима, мм; ( - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима; (, (₁ – углы трения скольжения в точке А зажима и на оси эксцентрика.

Для расчетов принимают:

При l 2D расчет можно производить по формуле:

.

Условие самоторможения эксцентрика:

Обычно принимают .

Материал: сталь 20Х с цементацией на глубину 0,8 1,2 мм и закалкой до HRC 50…60.

3.3.4. Цанги

Цанги представляют собой пружинящие гильзы. Их применяют для установки заготовок по наружным и внутренним цилиндрическим поверхностям.

где: Pз – сила закрепления заготовки; Q – сила сжатия лепестков цанги; - угол трения между цангой и втулкой.

Рис. 3.8. Цанга.

3.3.5. Устройства для зажима деталей типа тел вращения

Кроме цанги для зажима деталей имеющих цилиндрическую поверхность, применяют разжимные оправки, зажимные втулки с гидропластом, оправки и патроны с тарельчатыми пружинами, мембранные патроны и другие.

Консольные и центровые оправки применяют для установки с центральным базовым отверстием втулок, колец, шестерен, обрабатываемых на многорезцовых шлифовальных и других станках.

При обработке партии таких деталей требуется получить высокую концентричность наружных и внутренних поверхностей и заданную перпендикулярность торцов к оси детали.

В зависимости от способа установки и центрирования обрабатываемых деталей консольные и центровые оправки можно подразделить на следующие .виды: 1) жесткие (гладкие) для установки деталей с зазором или натягом; 2) разжимные цанговые; 3) клиновые (плунжерные, шариковые); 4) с тарельчатыми пружинами; 5) самозажимные (кулачковые, роликовые); 6) с центрирующей упругой втулкой.

Рис. 3.9. Конструкции оправок: а — гладкая оправка; б — оправка с разрезной втулкой.

На рис. 3.9, а показана гладкая оправка 2, на цилиндрической части которой установлена обрабатываемая деталь 3. Тяга 6, закрепленная на штоке пневмоцилиндра, при перемещении поршня со штоком влево головкой 5 нажимает на быстросменную шайбу 4 и зажимает деталь 3 на гладкой оправке 2. Оправка конической частью 1 вставляется в конус шпинделя станка. При зажиме обрабатываемой детали на оправке осевая сила Q на штоке механизированного привода вызывает между торцами шайбы 4, уступом оправки и обрабатываемой деталью 3 момент от силы трения, больший, чем момент М_рез от силы резания Р_z. Зависимость между моментами:

;

откуда сила на штоке механизированного привода:

.

По уточненной формуле:

.

Где: — коэффициент запаса; Р_z — вертикальная составляющая сила резания, Н (кгс); D — наружный диаметр поверхности обрабатываемой детали, мм; D₁ — наружный диаметр быстросменной шайбы, мм; d — диаметр цилиндрической установочной части оправки, мм; f= 0,1 — 0,15 — коэффициент трения сцепления.

На рис. 3.9, б показана оправка 2 с разрезной втулкой 6, на которой устанавливают и зажимают обрабатываемую деталь 3. Конической частью 1 оправку 2 вставляют в конус шпинделя станка. Зажим и разжим детали на оправке производят механизированным приводом. При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень, шток и тяга 7 движутся влево и головка 5 тяги с шайбой 4 перемещает разрезную втулку 6 по конусу оправки, пока она не зажмет деталь на оправке. Во время подачи сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень, шток; и тяга перемещаются вправо, головка 5 с шайбой 4 отходят от втулки 6 и деталь разжимается.

Рис.3.10. Консольная оправка с тарельчатыми пружинами (а) и тарельчатая пружина (б).

Крутящий момент от вертикальной силы резания Р_z должен быть меньше момента от сил трения на цилиндрической поверхности разрезной втулки 6 оправки. Осевая сила на штоке механизированного привода (см. рис. 3.9, б).

;

где: — половина угла конуса оправки, град; — угол трения на поверхности контакта оправки с разрезной втулкой, град; f=0,15—0,2 — коэффициент трения.

Оправки и патроны с тарельчатыми пружинами применяют для центрирования и зажима по внутренней или наружной цилиндрической поверхности обрабатываемых деталей. На рис. 3.10, а, б соответственно показаны консольная оправка с тарельчатыми пружинами и тарельчатая пружина. Оправка состоит из корпуса 7, упорного кольца 2, пакета тарельчатых пружин 6, нажимной втулки 3 и тяги 1, соединенной со штоком пневмоцилиндра. Оправку применяют для установки и закрепления детали 5 по внутренней цилиндрической поверхности. При перемещении поршня со штоком и тягой 1 влево последняя головкой 4 и втулкой 3 нажимает на тарельчатые пружины 6. Пружины выпрямляются, их наружный диаметр увеличивается, а внутренний уменьшается, обрабатываемая деталь 5 центрируется и зажимается.

Размер установочных поверхностей пружин при сжатии может изменяться в зависимости от их размера на 0,1 — 0,4 мм. Следовательно, базовая цилиндрическая поверхность обрабатываемой детали должна иметь точность 2 - 3-го классов.

Тарельчатую пружину с прорезями (рис. 3.10, б) можно рассматривать как совокупность двухзвенных рычажно-шарнирных механизмов двустороннего действия, разжимаемых осевой силой. Определив крутящий момент М_рез от силы резания Р_z и выбирая коэффициент запаса К, коэффициент трения f и радиус R установочной поверхности тарельчатой поверхности пружины, получим равенство:

.

Из равенства определим суммарную радиальную силу зажима, действующую на установочной поверхности обрабатываемой детали:

.

Осевая сила на штоке механизированного привода для тарельчатых пружин:

с радиальными прорезями

;

без радиальных прорезей

;

где: — угол наклона тарельчатой пружины при зажиме детали, град; К=1,5 — 2,2 — коэффициент запаса; М_рез — крутящий момент от силы резания Р_z, Н-м (кгс-см); f=0,1— 0,12 — коэффициент трения между установочной поверхностью тарельчатых пружин и базовой поверхностью обрабатываемой детали; R — радиус установочной поверхности тарельчатой пружины, мм; Р_z — вертикальная составляющая сила резания, Н (кгс); R₁ — радиус обработанной поверхности детали, мм.

Патроны и оправки с самоцентрирующими тонкостенными втулками, наполненными гидропластмассой, применяют для установки по наружной или внутренней поверхности деталей, обрабатываемых на токарных и других станках.

На приспособлениях с тонкостенной втулкой обрабатываемые детали наружной или внутренней поверхностью устанавливают на цилиндрическую поверхность втулки. При разжиме втулки гидропластмассой детали центрируются и зажимаются.

Форма и размеры тонкостенной втулки должны обеспечивать достаточную ее деформацию для надежного зажима детали на втулке при обработке детали на станке.

При конструировании патронов и оправок с тонкостенными втулками с гидропластмассой рассчитывают:

1. основные размеры тонкостенных втулок;

2. размеры нажимных винтов и плунжеров у приспособлений с ручным зажимом;

3. размеры плунжеров, диаметр цилиндра и ход поршня для приспособлений с механизированным приводом.

Рис. 3.11. Тонкостенная втулка.

Исходными данными для расчета тонкостенных втулок являются диаметр D_д отверстия или диаметр шейки обрабатываемой детали и длина l_д отверстия или шейки обрабатываемой детали.

Для расчета тонкостенной самоцентрирующей втулки (рис. 3.11) примем следующие обозначения: D — диаметр установочной поверхности центрирующей втулки 2, мм; h — толщина тонкостенной части втулки, мм; Т — длина опорных поясков втулки, мм; t — толщина опорных поясков втулки, мм; — наибольшая диаметральная упругая деформация втулки (увеличение или уменьшение диаметра в ее средней части) мм; S_max — максимальный зазор между установочной поверхностью втулки и базовой поверхностью обрабатываемой детали 1 в свободном состоянии, мм; l_к — длина контактного участка упругой втулки с установочной поверхностью обрабатываемой детали после разжима втулки, мм; L —длина тонкостенной части втулки, мм; l_д — длина обрабатываемой детали, мм; D_д — диаметр базовой поверхности обрабатываемой детали, мм; d — диаметр отверстия опорных поясков втулки, мм; р — давление гидропластмассы, требуемое для деформации тонкостенной втулки, МПа (кгс/см²); r₁ — радиус закругления втулки, мм; M_рез=P_zr — допустимый крутящий момент, возникающий от силы резания, Н-м (кгс-см); P_z — сила резания, Н (кгс); r —плечо момента силы резания.

На рис. 3.12 показана консольная оправка с тонкостенной втулкой и гидропластмассой. Обрабатываемую деталь 4 базовым отверстием устанавливают на наружную поверхность тонкостенной втулки 5. При подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре влево и шток через тягу 6 и рычаг 1 передвигает плунжер 2, который нажимает на гидропластмассу 3. Гидропластмасса равномерно давит на внутреннюю поверхность втулки 5, втулка разжимается; наружный диаметр втулки увеличивается, и она центрирует и закрепляет обрабатываемую деталь 4.

Рис. 3.12. Консольная оправка с гидропластмассой .

Мембранные патроны применяют для точного центрирования и зажима деталей, обрабатываемых на токарных и шлифовальных станках. В мембранных патронах обрабатываемые детали устанавливают по наружной или внутренней поверхности. Базовые поверхности деталей должны быть обработаны по 2-му классам точности. Мембранные патроны обеспечивают точность центрирования деталей 0,004—0,007 мм.

Мембраны — это тонкие металлические диски с рожками или без рожков (кольцевые мембраны). В зависимости от воздействия на мембрану штока механизированного привода — тянущего или толкающего действия — мембранные патроны подразделяются на разжимные и зажимные.

В разжимном мембранном рожковом патроне при установке кольцевой детали мембрана с рожками, штоком привода прогибается влево к шпинделю станка. При этом рожки мембраны с зажимающими винтами, установленными на концах рожков, сходятся к оси патрона, и обрабатываемое кольцо устанавливается центральным отверстием в патроне.

При прекращении нажима на мембрану под действием упругих сил она выпрямляется, ее рожки с винтами расходятся от оси патрона и зажимают обрабатываемое кольцо по внутренней поверхности. В зажимном мембранном рожковом патроне при установке кольцевой детали по наружной поверхности мембрана штоком привода прогибается вправо от шпинделя станка. При этом рожки мембраны расходятся от оси патрона и обрабатываемая деталь разжимается. Затем устанавливается следующее кольцо, нажим на мембрану прекращается, она выпрямляется и рожками с винтами зажимает обрабатываемое кольцо. Зажимные мембранные рожковые патроны с механизированным приводом изготовляются по МН 5523—64 и МН 5524—64 и с ручным приводом по МН 5523—64.

Мембранные патроны бывают рожковые и чашечные (кольцевые), их изготовляют из стали 65Г, ЗОХГС с закалкой до твердости HRC 40—50. Основные размеры рожковых и чашечных мембран нормализованы.

На рис. 3.13, а, б показана конструктивная схема мембранно-рожкового патрона 1. На заднем' конце шпинделя станка установлен пневмопривод патрона. При подаче сжатого воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень со штоком и тягой 2 перемещается вправо. При этом тяга 2, нажимая на рожковую мембрану 3, прогибает ее, кулачки (рожки) 4 расходятся, и деталь 5 разжимается (рис. 3.13, б). Во время подачи сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра его поршень со штоком и тягой 2 перемещается влево и отходит от мембраны 3. Мембрана под действием внутренних упругих сил выпрямляется, кулачки 4 мембраны сходятся и зажимают по цилиндрической поверхности деталь 5 (рис. 3.13, а).

Рис. 3.13. Схема мембранно-рожкового патрона

Основные данные для расчета патрона (рис. 3.13, а) с рожко-, вой мембраной: момент резания М_рез, стремящийся повернуть обрабатываемую деталь 5 в кулачках 4 патрона; диаметр d = 2b базовой наружной поверхности обрабатываемой детали; расстояние l от середины мембраны 3 до середины кулачков 4. На рис. 3.13, в дана расчетная схема нагруженной мембраны. Круглая, жестко закрепленная по наружной поверхности мембрана нагружена равномерно распределенным изгибающим моментом М_И, приложенным по концентрической окружности мембраны радиуса b базовой поверхности обрабатываемой детали. Данная схема является результатом наложения двух схем, показанных на рис. 3.13, г, д, причем М_И=М₁+М₃.

На рис. 3.13, в принято: а — радиус наружной поверхности мембраны, см (выбирают по конструктивным условиям); h=0,1 0,07 — толщина мембраны, см; М_И — момент, изгибающий мембрану, Н-м (кгс-мм); — угол разжима кулачков 4 мембраны, требуемый для установки и зажима обрабатываемой детали с наименьшим предельным размером, град.

На рис. 3.13, е показан максимальный угол разжима кулачков мембраны:

где: — дополнительный угол разжима кулачка, учитывающий допуск на неточность изготовления установочной поверхности детали; — угол разжима кулачков, учитывающий диаметральный зазор , необходимый для возможности установки деталей в патрон.

Из рис. 3.13, e видно, что угол:

;

где: — допуск на неточность изготовления детали на смежной предшествующей операции; мм.

Число кулачков n мембранного патрона принимают в зависимости от формы и размеров обрабатываемой детали. Коэффициент трения между установочной поверхностью детали и кулачков . Коэффициент запаса . Допуск на размер установочной поверхности детали задается чертежом. Модуль упругости МПа ( кгс/см²).

Имея необходимые данные, рассчитывают мембранный патрон.

1. Радиальная сила на одном кулачке мембранного патрона для передачи крутящего момента М_рез

.

Силы P_з вызывают момент, изгибающий мембрану (см. рис. 3.13, в).

2. При большом количестве кулачков патрона момент М_п можно считать равномерно действующим по окружности мембраны радиуса b и вызывающим ее изгиб:

.

3. Радиусом а наружной поверхности мембраны (из конструктивных соображений) задаются.

4. Отношение т радиуса а мембраны к радиусу b установочной поверхности детали: а/b = т.

5. Моменты М₁ и М₃ в долях от М_и (М_и= 1) находят в зависимости от m= a/b по следующим данным (табл. 3.1):

Таблица 3.1

m=a/b	1,25	1,5	1,75	2,0	2,25	2,5	2,75	3,0
M1	0,785	0,645	0,56	0,51	0,48	0,455	0,44	0,42
M3	0,215	0,355	0,44	0,49	0,52	0,545	0,56	0,58

6. Угол (рад) разжима кулачков при закреплении детали с наименьшим предельным размером:

.

7. Цилиндрическая жесткость мембраны [Н/м (кгс/см)]:

;

где: МПа — модуль упругости ( кгс/см²); =0,3.

8. Угол наибольшего разжима кулачков (рад):

.

9. Сила на штоке механизированного привода патрона, необходимая для прогиба мембраны и разведения кулачков при разжиме детали, на максимальный угол :

.

При выборе точки приложения и направления зажимного усилия необходимо соблюдать следующее: для обеспечения контакта заготовки с опорным элементом и устранения возможного ее сдвига при закреплении зажимное усилие следует направлять перпендикулярно к поверхности опорного элемента; в целях устранения деформации заготовки при закреплении точку приложения зажимного усилия надо выбирать так, чтобы линия его действия пересекала опорную поверхность установочного элемента.

Количество точек приложения зажимных усилий определяют конкретно к каждому случаю зажима заготовки в зависимости от вида заготовки, метода обработки, направления силы резания. Для уменьшения вибрации и деформации заготовки под действием сил резания следует повышать жесткость системы заготовка – приспособление путем увеличения числа точек зажима заготовки за счет введения вспомогательных опор.

К зажимным элементам относятся винты, эксцентрики, прихваты, тисочные губки, клинья, плунжеры, планки. Они являются промежуточными звеньями в сложных зажимных системах. Форма рабочей поверхности зажимных элементов, контактирующих с заготовкой, в основном такая же, как и установочных элементов. Графически зажимные элементы обозначаются согласно табл. 3.2.

Таблица 3.2 Графическое обозначение зажимных элементов

Вопрос № 7.

Штучное время. Расчет основного времени фрезерования и точения.

ШТУЧНОЕ ВРЕМЯ -  Т_шт необходимое для выполнения данной операции при применении современных методов обработки на основе передовой техники и опыта новаторов производства.

Т_шт. =Т_о + Т_в + Т_т.о + Т_о.о + Т_отд,

Где Т_о — основное (машинное) время, в течение которого осуществляется изменение размеров, формы и состояния поверхности обрабатываемой заготовки;

Т_в — вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение действий вспомогательного характера, необходимых для выполнения основной работы (на управление станком, установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод режущего инструмента, измерение детали и т. д.).

Сумма Т_о + Т_в называется оперативным временем;

Т_то — время технологического обслуживания станка в процессе работы (смазка, удаление стружки, смена инструмента) ;

Т_оо — время организационного обслуживания, затрачиваемое на подготовку станка к работе в начале смены и на уборку его в конце смены, а также на передачу станка сменщику;

Т_отд — время на отдых и естественные надобности.

Прежде чем приступить к работе, рабочему требуется затратить некоторое время на изучение чертежа, наладку станка, приспособления и инструмента, получить консультацию у мастера. Это время называется подготовительно-заключительным  Т_п.з и затрачивается на подготовку к обработке партии заготовок.

ОСНОВНОЕ ВРЕМЯ при цилиндрическом фрезеровании определяется по формуле:

[мин],

где L – полный путь относительного перемещения фрезы и заготовки в мм (из положения I в положение II; рис. 3.6);

l – длина обработанной поверхности в мм ;

y – величина врезания в мм - из треугольника OKM:

y= ;

=1÷5 мм - величина перебега;

S_м - минутная подача в мм/мин.

Рис. 3.6 Элементы пути при цилиндрическом фрезеровании

ОСНОВНОЕ ВРЕМЯ при торцовом фрезеровании подсчитывается по формуле:

[мин],

l – длина обработанной поверхности в мм ;

y – величина врезания в мм;

=1÷5 мм - величина перебега;

S_м - минутная подача в мм/мин.

При несимметричном торцовом фрезеровании (рис. 3.7, а) величина врезания . Из треугольника OKM через D и В определяем OM. В результате преобразований величина врезания при симметричном торцовом фрезеровании:

[мм].

При несимметричном торцовом фрезеровании (рис. 3.7, б) величина врезания y определится из треугольника OMK:

[мм].

Рис. 3.7 Элементы пути при торцевом фрезеровании: а – при симметричном;

б – при несимметричном

Примечание.

1. Величина врезания при фрезеровании дисковой фрезой: y .

2. Величина врезания при фрезеровании концевой фрезой: y=D/2.

ОСНОВНОЕ ВРЕМЯ Т_о затрачивается на непосредственное осуществление технологического процесса. Расчет основного времени производится по формулам, установленным на основании кинематики данного метода обработки и выбранных режимов резания. В качестве примера ниже приводится пример расчета основного времени при токарной обработке (обтачивание вала) (рис. 7.1).

Основное время при обтачивании внешней ступени вала на основании кинематики и выбранных режимов резания определяется по формуле

         (7.3)

где  – расчетная длина обработки, мм;  – количество проходов.

Расчетная длина обработки находится по формуле

(7.4)

где  – чертежный размер обрабатываемой поверхности, м;

– величина врезания резца, мм: l₁ = tґ ctgj , здесь j – величина главного угла в плане резца;

– величина перебега резца, мм:  .

Вопрос № 8.

Расчет численности работников механосборочного цеха. Определение производственной площади механосборочного цеха.

Состав и численность работающих в цехах и на МП механосборочного профиля определяется характером производственного процесса и степенью его автоматизации, уровнем специализации вспомогательных служб и другими факторами. В общем случае в состав работающих в МП и цехах механосборочного профиля входят: производственные (основные) рабочие, вспомогательные (подсобные) рабочие, инженерно-технические работники, служащие (счётноконторский персонал), младший обслуживающий персонал.

К производственным рабочим механических и сборочных цехов или МП относят станочников и наладчиков оборудования, слесарей для выполнения ручных и механизированных операций механической обработки и сборки, мойщиков деталей и других рабочих, занятых непосредственно выполнением операций технологического процесса обработки заготовок и сборки машин, предусмотренных заданием на проектирование и специализацией подразделений механосборочного производства.

К вспомогательным рабочим относят транспортных и складских рабочих цеха или МП, рабочих вспомогательных служб, операторов механизмов по уборке стружки и производственных помещений, рабочих контролёров и др.

К категории инженерно-технических работников (ИТР) относят руководителей цеха или МП (начальника цеха – директора МП, его заместителей, начальников участков, отделений, мастеров), а также инженеров-технологов, техников, экономистов, нормировщиков, диспетчеров, механиков, энергетиков и др.

К служащим относят работников бухгалтерии (цеховой или предприятия), осуществляющих расчёты, относящиеся к данному цеху или МП.

К младшему обслуживающему персоналу (МОП) относят операторов уборочных машин (уборщиков) административно-конторских и санитарно бытовых помещений, работников цеховых и заводских хранилищ (архивов) технической документации и др.

Всё более широкое применение в цехах и МП автоматизированного оборудования приводит к уменьшению удельного веса производственных рабочих. Одновременно возрастает доля высококвалифицированных (в том числе с инженерным и среднетехническим образованием) вспомогательных рабочих, занятых обслуживанием сложного технологического оборудования.

Существенные изменения в структуру инженерного труда вносит все более широкое использование персональных ЭВМ. Трудоёмкую работу по поиску справочных данных, стандартов, нормативно-технической и архивной документации, выполнению расчётов и оформлению технической документации, в том числе технических и рабочих проектов технологического оборудования и оснастки, разработке и оформлению технологических процессов выполняют с помощью ПЭВМ. Кроме повышения качества инженерных разработок, использование ПЭВМ способствует повышению производительности инженерного труда и обеспечивает сокращение численности работающих этой категории.

Внедрение ПЭВМ вносит изменения и в структуру административно управленческого персонала, в том числе связанного с бухгалтерским учётом и расчётами.

Численность вспомогательных рабочих, ИТР, служащих определяют только при расчётах цехов и МП.

В связи с переходом промышленных предприятий на рыночную экономику, появлением различных форм собственности, образованием МП, взаимодействующих с крупными акционерными обществами и государственными предприятиями, а также в связи с разным уровнем компьютеризации производства, состав и штатное расписание работающих (особенно категории ИТР и служащих), определяемые при проектировании, не являются окончательными и обязательными для исполнения при реализации проекта цеха или МП.

Правление акционерного общества и собственник предприятия вправе самостоятельно устанавливать структуру, состав и штатное расписание работающих. При этом целевой функцией принятого решения является, как правило, минимизация себестоимости выпускаемой продукции надлежащего качества при условии нормальной (по санитарным нормам) интенсивности труда. Однако последнее, в основном, не касается расчёта численности основных и, отчасти, вспомогательных рабочих.

Расчёт числа работающих в зависимости от вида производственной программы и степени детализации проектных решений ведут различными методами.

Расчёт численности производственных (основных) рабочих.

При расчёте цехов, участков и МП механосборочного производства поточной программе численность рабочих-станочников поточных линий определяют для каждой операции в отдельности по количеству станков и коэффициенту многостаночного обслуживания:

где mc – число смен работы;

Кs – коэффициент, учитывающий среднее число рабочих-станочников, находящихся в отпусках, не работающих вследствие временной нетрудоспособности и др.; Кs= (0,12…0,20).

Величину коэффициента многостаночного обслуживания можно определить расчётным и графическим методами.

При определении Кмо расчётным методом для каждой операции, насчитывающей С станков,

где Тма – машинное автоматизированное время;

Твн – вспомогательное, не перекрываемое машинным, время;

Твп – вспомогательное, перекрываемое машинным, время;

Тп – время на переход от одного станка к другому.

Если величина Кмо получается больше единицы и дробной, то дробь отбрасывают. При Кмо > С предусматривается совмещение профессий и обслуживание одним станочником нескольких операций.

Более точно величину Кмо можно определить путем построения графиков (циклограмм), на которых для каждого станка откладывают по горизонтали составляющие штучного времени Тма, Твн, Твп, Тп. Путем совмещения времен Тма, Твн и Тп можно получить несколько вариантов обслуживания станков каждой операции и выбрать из них лучший. При определении коэффициента многостаночного обслуживания графическим методом проектант одновременно выдает станочнику рекомендации по рациональной организации труда на рабочих местах.

Расчёт численности рабочих-сборщиков поточных линий Rсб осуществляется для каждой операции в отдельности:

Общую численность основных рабочих механосборочного цеха, участка или МП рассчитывают путём суммирования расчётного числа станочников и слесарей для каждой операции в отдельности.

При небольшом объёме слесарной механической обработки в цехе, на участке или МП число рабочих-слесарей определяют по годовой трудоёмкости слесарных работ сл Тг :

где Fдр действительный годовой фонд работы рабочих, ч (принимается по нормативам).

Если данных о годовой трудоёмкости слесарных работ цеха, участка или МП нет, то число разметчиков и слесарей межоперационной сборки принимают в процентах от количества рабочих-станочников основного производства. Для массового и крупносерийного производства – 1…3 %, для среднесерийного – 5 %, для мелкосерийного и единичного – до 10 %.

В условиях крупносерийного и массового производства для обслуживания механизированных и автоматических поточных линий в составе основных рабочих предусматривают наладчиков, число которых определяют по нормам обслуживания, установленным для оборудования каждого типа. Так, например, в зависимости от точности и сложности обработки, один наладчик может обслужить: токарных станков – 11÷18; агрегатно-сверлильных – 5÷12; универсально-шлифовальных – 8÷16; токарных с ЧПУ - 4÷10; сверлильных и фрезерных с ЧПУ - 8÷16; многоцелевых станков и роботизированных технологических комплексов – 3÷6; сборочных полуавтоматов и автоматов – 5÷8; сборочных гибких переналаживаемых модулей (ГПМ) – 4÷6.

Аналогичным путем определяют численность слесарей-сборщиков:

или

Где годовая трудоемкость сборочных работ, чел.ч.

При расчёте механизированных и комплексно-механизированных участков, цехов и МП единичного, мелко- и среднесерийного производства, а также при расчёте участков из обрабатывающих центров в производствах всех типов учитывают, что рабочие-станочники имеют высокую квалификацию и сами выполняют наладку. Поэтому дополнительного штата наладчиков в этом случае, как правило, не предусматривают.

В автоматизированном производстве к числу производственных рабочих относят наладчиков-операторов гибких производственных систем (ГПС). Их численность определяют в зависимости от числа ГПМ в их составе. Один оператор-наладчик обслуживает следующее число ГПМ: токарных – 3÷4; карусельных – 2; сверлильно-фрезерно-расточных – 2÷3; шифовальных – 2÷3; зубообрабатывающих – 3÷4; ГПМ для электрофизической и электрохимической обработки – 3÷4; сборочных – 2÷3. Меньшие значения принимают при включении в ГПС до пяти модулей.

Количество наладчиков-операторов Rно, входящих в штат гибкого автоматизированного участка,

где Сгпм – количество ГПМ на участке;

Кнз – допустимый коэффициент нормативной занятости, устанавливаемый в соответствии с рекомендациями НИИ труда в пределах 0,75÷0,9.

При расчёте участка, цеха или МП по условной программе количество рабочих-станочников Rст можно определить по числу станков или по годовой станкоёмкости:

или

Число рабочих-сборщиков Rсб определяют по годовой трудоёмкости слесарно-сборочных работ:

Расчёт численности вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников, служащих и младшего обслуживающего персонала

Определение численности вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников (ИТР), служащих и младшего обслуживающего персонала (МОП) осуществляется, как правило, только при расчётах цехов и МП.

При укрупненных расчётах численность вспомогательных рабочих определяют в процентах от численности производственных рабочих (табл. 1.16).

При детальном проектировании вспомогательных служб число вспомогательных рабочих определяют либо по нормам обслуживания, либо в зависимости от трудоёмкости выполняемого объема работ.

Нормативы численности вспомогательных рабочих, ИТР и служащих

Цехи или МП	Тип производства	Вспомогательные рабочие: процент от числа производственных рабочих	Число ИТР: процент от числа основных станков механического цеха, МП или от числа производственных рабочих сборочного цеха, МП	Служащие: процент от числа производственных рабочих
Механические, в том числе автоматные и автоматизированные	массовое	20-25 20-25 20-25 20-25 30-35	20-15 21-15 22-16 24-18 20-15	0,1-0,4 0,6-1,6 0,9-1,9 1,2-2,2 0,1-1,6
	крупносерийное
	среднесерийное
	мелкосерийное и единичное
	крупносерийное и массовое
Сборочные	массовое	20-25 20-25 20-25 20-25	10-7 10-7 11-8 12-9	0,1-1,4 0,6-1,6 0,9-1,9 1,2-2,2
	крупносерийное
	среднесерийное
	мелкосерийное и единичное

При детальных расчётах численность рабочих-станочников цеховых (корпусных) ремонтных баз и ремонтных баз МП, отделений по ремонту технологической оснастки и инструмента, заточных отделений определяют по числу станков или годовой станкоёмкости ремонтных работ. Численность слесарей механической обработки, занятых ремонтом технологического оборудования, приспособлений и инструмента, составляет 30…35 % от числа станочников ремонтной базы на каждую профессию. Количество слесарей ремонтников, слесарей-электриков, слесарей-трубопроводчиков, смазчиков определяют по количеству единиц оборудования, обслуживаемого одним вспомогательным рабочим: соответственно 60÷80 станков на одного слесаря-ремонтника, 80÷100 станков на одного слесаря-электрика.

Из общего числа работающих в цехе или МП для дальнейших расчётов санитарно-бытовых помещений ориентировочно принимают 10÷15 % женщин среди станочников; 2÷3 % среди слесарей и 35÷40 % среди вспомогательных рабочих.

При двухсменной работе цеха или МП численность работающих в первой смене среди производственных (основных) рабочих составляет 60 %, среди вспомогательных рабочих – 60÷65 %.

При укрупненном проектировании численность ИТР механосборочных цехов или МП определяют по нормам технологического проектирования в зависимости от числа основных станков, а численность ИТР сборочных цехов в зависимости от числа производственных рабочих. В табл. Приведены нормы для определения численности ИТР механических и сборочных цехов и МП с учётом разработки технологических процессов и управляющих программ для оборудования с ЧПУ на ПЭВМ, а также проектирования специальных приспособлений и инструментов. Большие значения норм соответствуют числу основных станков цеха до 50 или числу производственных рабочих сборочного цеха до 75, меньшие значения числу станков более 400 и числу производственных рабочих более 500.

При детальных расчётах численность ИТР уточняют в соответствии с разработанной структурой цеха или МП и схемой его управления. Предполагается, что 70 % ИТР работают в первую смену, а в конторских помещениях65 %.

Число служащих механических и сборочных цехов или МП определяют по нормам в зависимости от числа производственных рабочих (см.табл.). Меньшие значения соответствуют численности производственных рабочих цеха более 500 человек, большие – численности производственных рабочих менее 75.

Численность МОП определяют по нормам технологического проектирования: один человек на 500…600 площади обслуживаемых помещений.