13. Техническое нормирование

Для разрабатываемых операций после окончательного уточнения схем их построения, расчетов режимов резания и точности обработки, а также проверки качества обработки поверхности и возможности рационального использования выбранной модели станка по формулам [12, с. 160-360; 9, с. 256-264] или другим определяют точное значение основного (машинного) времени обработки, t_0.

Затем, пользуясь методикой и нормативами [18, 19, 20, 21 и 22] или [5, c. 197-22l], определяют вспомогательное (t_в) и дополнительное (t_d) время, а также время на организационное (t_{о. об}) и техническое (t_{т. об}) обслуживание рабочего места, с учетом которых рассчитывают штучное время операций, мин.

t_ш. = t_о + t_в + t_{т об} + t_{о об} + t_д . (а)

В крупносерийном и массовом производстве часто применяют многоместные схемы с независимой (раздельной) установкой заготовок (автоматы, полуавтоматы, агрегатные станки и автоматические линии и т.д.). При этом заготовки на одних позициях обрабатываются, а на других снимаются со станка и заменяются необработанными. При последовательной обработке основное время t₀ в таких случаях определяется лимитирующим переходом, а вспомогательное ─ складывается из времени управления (подвод ─ отвод инструмента и т.п.) и времени индексации (переход к следующей позиции), т.е. t_в = t_уп + t_н

Для условий серийного производства по тем же нормативам устанавливают подготовительно-заключительное время (t_ПЗ) операции и штучно-калькуляционное время

t_{шк .}= t_ш+t_пз./n,

где n ― количество деталей в партии.

Для остальных (неразрабатываемых) операций технологического процесса основное и штучное время можно определить по приближенным формулам [5, 14, 23, 29] или другим.

Одновременно ориентировочно устанавливают разряд работ и раcсчитывают заработную плату рабочих за выполнение каждой технологической операции. Тарифные ставки для рабочих-станочников различной квалификации, нормативы заработной платы с коэффициентом доплат и начислений приводятся в [11, с. 428 табл. 19, 20 и 21].

Особенности нормирования операций, выполняемых на станках с ЧПУ, излагаются в [10, c. 603-622]. Среднее штучное время К операций данного техпроцесcа, мин

t_{ш ср}=

После определения технический нормы времени в поточном производстве определяют величину (обратную ей) ─ техническую норму выработки. Норма выработки должна обеспечивать заданную программу выпуска.

Для определения эффективности схем многоинструментальной обработки рассчитывают коэффициенты совмещения основного и вспомогательного времени K_со и К_св (см.разд.8). Раздел заканчивают заключением об эффективности спроектированного техпроцесса. Полученные значения t_о, t_ш, t_шк и t_пз вносят в маршрутные карты, карты технологического процесса и таблицы к схемам технологических наладок оборудования. Объем задания, вместе с расчетами t_i ― до 2. с.

Пример 14. Выполнить расчет производительности и определить зарплату рабочего за выполнение операции 05; по укрупненным нормативам установить время выполнения остальных механических операции.

При подрезке торца ступицы 1 и торца венца 2 на поз.III (cм. пример 8 и рис. 5) приняты подача S = 0,42 мм/oб и частота вращения шпинделя n = 185 мин^-1, а длина обрабатываемых поверхностей соответственно равна l₁ =14 мм и l₂ = 29 мм.

Основное время обработки (t_oi = l_i/nS) поверхности 1 t_o = 0,18 мин перекрывается временем обработки поверхности 2 t_o = 0,37 мин. Время обработки остальных поверхностей дано в табл.8.

Таблица 8

Основное время обработки поверхностей детали (см. рис. 4)

№ повер-хности	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	St0
t0, мин	0,18	0,37	0,16	0,19	0,12	0,15	0,18	0,37	0,16	0,27	0,12	0,15	2,42

Вспомогательное неперекрываемое время операции t_В на многошпиндельных полуавтоматах складывается из времени индексации t_И и времени подвода и отвода инструментов t_У. Оно определяется конструкцией управляющих кулачков [21]. Для рассматриваемого случая t_в = 0,18 мин.

Оперативное время обработки, с учетом лимитирующего основного,

t_{оп .}= t_о+t_с = 0,37+0,18 = 0,55 мин.

По табл. 5.17, 5.21 и 5.22 [5] примем время на техническое обслуживание станка t_т.об = 0,27 мин, организационное обслуживание t_о.об = 0.02 мин и время перерывов t_д = 0,04 мин. С учетом значений, штучное время операции t_ш = 0,86 мин.

Подготовительно-заключительное время для наладки токарного станка с 12 инструментами, при установке заготовок в самоцентрирующий патрон t_п.з = 30 мин, табл. 6.3[5].

Штучно-калькуляционное время обработки партии n = 200 шт:

t_шк = 0,88+30/200 = 1,03 мин.

Зарплата токаря III разряда за обработку одной детали

З_с = t_шк·К = 1,03·2,68 = 2,76 тиин,

где К ― минутная ставка станочника (со всеми начислениями). К = 2,68 коп/мин - [11, с. 429, табл.21].

Часовая норма выработки на операции 05

N = 60/t_ш = 60/0,88 = 68 шт/ч

Коэффициент совмещения основного времени при ∑t_O = 2,42 мин

К_{с о} = t_0lim/∑t₀ = 0,37/2,42=0,153.

Расчеты показывают, что для обработки партии заготовок n = 200 шт на операции 05 станок мод. 1K282 будет загружен всего половину рабочей смены (3,45 ч, из которых почти час тратится на его наладку, техническое и организационное обслуживание). Стоимость выполнения операции получается низкой, а рациональность схемы операции ― коэффициент совмещения основного времени ― хорошая.

Расчет времени выполнения отдельных из оставшихся операций выполним по приближенным формулам, [14, с. 247―258, прил. 2].

Операция 10 ― протяжная. Длина шлицевой протяжки l = 800 мм:

t_шк = 0,0005l·ψ = 0,0005·800·1,72 = 0,69 мин.

где ψ ― коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время, [ 14, с. 259, прил. 3] .

Операция 25 ― зубофрезерная. Ширина венца B = 25 мм, число зубьев Z = 86:

t_шк = 0,00943B·Z·ψ = 0,00943·86·25·1,66 = 33,6 мин.

Операция 30 ― закругление зубьев. Число зубьев Z = 86:

t_шк =0,00384Z ψ = 0,0384·86·1,27=4,19 мин

Операция 40 ― шлифование по диаметру (d = 220) и обоим торцам венца (врезанием):

t_шк.=3·0,0068d·ψ=3·0,0068·220·2.1=9,42 мин

и т. д. Расчетные значения норм времени вносят в соответствующие графы маршрутной :карты или карты технологического процесса. Другие примеры технологического нормирования- в : [5, с. 44-50 и с. 101-105; 7, с. 83-85; 14, с. 80, I20, 150; 23, c. I2I-I24; 29 и др].

14. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

При современном уровне развития технологии машиностроения имеется возможность изготовить практически любую деталь разними способами. Проектируя технологический процесс, важно установить его оптимальный вариант, отвечающий всем техническим и экономическим требованиям производства. Те же соображения относятся к необходимости выбора оптимального варианта выполнения каждой операции данного технологического процесса. Задача по определению эффективности вариантов сложна и трудоемка. Для практики студентам достаточно сравнить показатели эффективности только одной механической операции при выполнении ее двумя, тремя и более различными способами, на разном оборудовании с использованием различных инструментов, схем и режимов обработки поверхностей. Критерием целесообразности считают наименьшую технологическую себестоимость операции. Технологическая себестоимость ― часть себестоимости изделия, определяемая суммой затрат на осуществление технологических процессов изготовления изделия (ГОСТ 14.205―83). Для детали она складывается из стоимости материала или заготовки и себестоимости механической обработки (без учета накладных расходов). Выбор экономически наивыгоднейшего варианта построения операции проводят путем сравнения технологических себестоимостей выполнения операции в сравниваемых вариантах. Для определения технологической себестоимости рекомендуется применять упрощенный нормативный метод, расчета [11]. По результатам сравнения выбирают вариант, обеспечивающий наименьшую себестоимость выполнения данной операции.

Подробнее методика выполнения экономического сравнения вариантов излагается в примере 15. В табл. 9 приводятся итоговые показатели эффективности. Из анализа и сравнения этих показателей, в курсовых и дипломных проектах, должен следовать однозначный вывод о том, что принятый и изложенный в маршруте обработки вариант выполнения операции является наиболее выгодным. На учебном практикуме по технологии машиностроения вывод может получиться и отрицательным. В этом случае студент должен постараться самостоятельно определить и затем изложить ошибки, допущенные в процессе технологического проектирования. Объем текста с расчетами не должен превышать 2―3 с.

Пример15. Определить технологическую себестоимость и сделать заключение об экономической целесообразности выполнения операции 05 (см. пример 6) на станках мод. 1K282 (вариант I) и мод.1К341 (вариант II).

Технологическая себестоимость складывается из стоимостей материала (заготовки) и себестоимости обработки. Стоимость заготовки для сравниваемых вариантов одинакова и равна 206 коп (см. пример 3). Себестоимость обработки складывается из зарплаты станочника с начислениями З_С и затратами на содержание и эксплуатацию оборудования З_ОБ

По варианту I имеем: З_С1 = 2,76 коп; t_оп = 0,55 мин и t_шк = 1,03 мин (см. пример 14).

Для определения З_С2 по варианту II выполним техническое нормирование. Будем считать, что обработка на станке 1КЗ41 ведется c теми же режимами и таким же режущим инструментом (установленным попарно в б позициях револьверной головки), как и на станке 1K282. Приняв длительность обработки на каждой позиции, равной наибольшему неперекрываемому основному времени по табл. 8 и с учетом последовательности выполнения переходов определим основное время операции:

t_о2 = = 0,37+0,19+0,15+0,37+0,27+0,15 = 1,5 мин

Расчет вспомогательного (t_в) и подготовительно-заключительного (t_пз) времени выполним сложением составляющих элементов (табл. 9).

Оперативное время операции,

t_оп = t_о+t_в = 1,5+0,61 = 2,11 мин,

в том числе время работы станка (станкоемкость)

= t_о+t_упр = 1,5+0,37 = 1,87 мин.

Примем время на техническое обслуживание рабочего места и перерывы 6% t_оп, [5, c. 214, табл. 6,1], т. е.

t_д = 0,06·2,11 = 0,13 мин,

а время организационного обслуживания 4%, т.е.

t_{о об.}= 0,04·2,11 = 0,08 мин.

Таблица 9