Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
ЗАТРАТЫ ВРЕМЕНИ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Технологический процесс, как правило, состоит из нескольких операций и время на его осуществление складывается из времени, затрачиваемого на операции, плюс время на перемещения предмета труда (заго - говки, детали, сборочной единицы) от одной технологической системы к другой с учетом его пролеживания.
Рассмотрим формирование затрат времени на операцию, представляющие собой сумму затрат времени на рабочий и вспомогательный процессы. Любой процесс, в том числе рабочий или вспомогательный, это движение материальных объектов с соответствующей скоростью. Отсюда затраты времени на процесс являются функцией пути и скорости. Например, при обработке заготовки на станке время, затрачиваемое непосредственно на съем материала, зависит от длины рабочего хода режущего инструмента относительно заготовки, а также от скорости относительного движения, выраженной через скорость резания и скорость подачи. При сборке изделия, например соединения "вал-втулка", время непосредственного соединения этих деталей будет зависеть от длины сопряжения и скорости относительного движения вала и втулки.
Длина рабочего хода определяется геометрическими характеристиками заготовки и принятым методом обработки.
Скорость рабочего движения зависит от технических возможностей ісхнологической системы и технологических требований. К техническим ограничениям технологической системы относятся мощность привода, і корость двигателя, прочность, жесткость, виброустойчивость данной і ис темы.
К технологическим ограничениям относятся требования к качеству изготовления изделия, а именно: требования к геометрической точности, качеству поверхностного слоя, прочности соединения. Например, при обработке заготовки с увеличением скорости подачи растет шерохова тость обработанной поверхности, увеличиваются силы резания, которые вызывают рост упругих перемещений элементов технологической системы и, как следствие, увеличение геометрических погрешностей.
_ + +Ь2)і ш 'от о ' П1х Л2х |
Время рабочего процесса, затрачиваемое на изменение качества заготовки, называется основным технологическим временем tal. Если рабочий процесс осуществляется без непосредственного участия человека, то это время называют машинным. Если рабочий процесс осуществляется с участием человека, то основное технологическое время называют ручным; при частичном участии человека - машинно-ручным. Основное технологическое время (/0Т)зависит от выбранного метода обработки и рабочего инструмента. Формулы расчета г01 в зависимости от метода обработки имеют разный вид, например:
Точение /от = /// nS0 ;
Строгание
Фрезерование /от = li / S:z ;
Шлифование t0T ------------- к ;
«д ^поп
Протягивание /от =y^(l/vp +1/vOT);
Хонингование tm = a/S9n2li,
Где / - расчетная длина пути режущего инструмента, мм; / - число ходок п - частота вращения шпинделя, мин"'; S0 - подача на оборот шпинделя мм; b - ширина строгаемой поверхности; мм; Ь\ - размер врезания лезвия; Ь2 - размер выхода лезвия; я2х _ число двойных ходов стола (инстру мента) в минуту; S2x - подача на двойной ход, мм; S: - подача на зуб фре зы, мм; z - число зубьев фрезы; «ф - частота вращения фрезы, мин. а - припуск на сторону, мм; ид - частота вращения детали, мин"1; к - ко
>ффициент, характеризующий точность шлифования; 5П0П - поперечная подача, мм/ход; L - длина рабочей части протяжки, мм; vp - скорость резания, м/мин; v0x - скорость обратного хода, м/мин; 5Р - радиальная подача на один двойной ход хонинговальной головки.
Для осуществления рабочего процесса необходимо проведение различного рода технических и организационных мероприятий.
Например, при осуществлении сборочного процесса или процесса обработки требуется обеспечить предварительное относительное положение деталей или сборочных единиц, произвести различного рода измерения, подвести или отвести инструмент, установить режимы рабочего процесса, включить и выключить двигатель и т. п. Время, затрачиваемое на осуществление перечисленных процессов, получило название вспомогательного времени /вс.
Затраты времени на всю операцию оценивают по штучно - калькуляционному времени
'шт., =7,n3/w + ('oT+'BC +'об +'„)> С'7-1)
Где п - количество предметов труда в партии; Тт - подготовительно - заключительное время; - время обслуживания рабочего места; t„ - время перерывов и отдыха.
Подготовительно-заключительное время затрачивается на приемы, производимые один раз на всю партию собираемых сборочных единиц или обрабатываемых заготовок. Это время затрачивается на ознакомление с чертежом и технологическим процессом, подготовку рабочего места, оборудования, приспособления и инструмента, приведение технологической системы в порядок после окончания работы, настройку технологической системы и ар-
Время обслуживания рабочего места затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание его в рабочем состоянии в процессе изготовления всей партии изделий. Это время состоит из времени технического и организационного обслуживания.
Время технического обслуживания затрачивается на поднастройку технологической системы, смену инструмента, вышедшего из строя, удаление стружки с рабочих органов.
Время организационного обслуживания рабочего места затрачивается на смазывание и чистку оборудования, удаление отходов рабочего процесса технологической системы, приведение в порядок рабочего места.
При работах, требующих интенсивного труда или больших физиче ских усилий, регламентируют время перерывов. При нормальных условиях труда регламентируют время на отдых, связанное с личными потребностями.
Если выделить время, связанное с изготовлением одной единицы изделия, и обозначить его гшт (штучное время), то
'штк= тт/п+ /шт. (1.7.2)
Сумму промежутков времени /от + tK = ton называют оперативным временем.
Не все этапы операции осуществляют последовательно. Некоторые вспомогательные переходы можно совмещать во времени (например, время подвода одного суппорта совмещают с временем отвода другого).
В других случаях возможно совмещение рабочего и вспомогательного процессов во времени. Например, при обработке на вертикальном восьмишпиндельном токарном полуавтомате установку и снятие заготовки проводят во время обработки заготовок на других позициях. В связи с этим пользуются понятием цикла
'ц='р + 'хх+ С. (1.7.3)
Где fp - время рабочих ходов цикла, оно же основное технологическое время; fxx - время несовмещенных холостых ходов, выполняемых технологической системой; г'вх - вспомогательное время, не совмещенное с технологическим переходом.
Как следует из (1.7.3), продолжительность цикла есть часть штучного времени. С помощью (1.7.1) - (1.7.3) можно определить номинальные затраты времени на технологический процесс.
Как уже отмечалось в п. 1.5.6, рассеяние фактических затрат времени на выполнение технологического процесса как в целом, так и отдельных его этапов носит систематический или случайный характер и оказывает влияние на производительность, ритмичность, качество и себестоимость изготовления изделий (см. рис. 1.5.19). Из рис. 1.5.19 видно, что поля рассеяния такта может достигать более 10 % его номинального значения. При обработке на универсальном оборудовании поле рассеяния, как правило, значительно больше.
Затраты времени на осуществление технологического процесса складываются из затрат времени на составляющие его операции, проле - живание предмета труда между операциями и передачи его от одной операции к другой. Тогда временная цепь технологического процесса будет иметь вид, показанный на рис. 1.5.18, а и б. Поэтому, для определения затрат времени на изготовление партии изделий можно воспользоваться формулой:
К-\
Ті. = 7ц(1) 1 i=l
1.7.2. ОБРАЗОВАНИЕ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ
Себестоимость изготовления изделия определяют по формуле (1.4.2), приведенной в п. 1.4.8. Рассмотрим, как формируются перечисленные расходы.
Расходы на материалы
Л/, =(?,?,-G2?2> (1.7.4)
Где Gі - масса материала одной марки, расходуемого на изготовление единицы продукции, кг; - стоимость 1 кг материала соответствующей марки, руб; G2 - масса отходов материала данной марки при изготовлении единицы продукции, кг; q2 - стоимость 1 кг отходов материала соответствующей марки, руб.
Расходы на заработную плату, затрачиваемые на единицу продукции,
3 = (к,//і+І22//2)%-, (1.7.5)
60
Где s - часовая ставка 1-го разряда, устанавливаемая на определенный период времени, руб.; z\ - разрядный коэффициент работы, определяемый по квалификационному справочнику; z2 - разрядный коэффициент работы, выполняемой наладчиком, обслуживающим данное оборудование;/! - число единиц оборудования или рабочих мест, обслуживаемых одним рабочим; f2 - число единиц оборудования или рабочих мест, обслуживаемых одним наладчиком.
Расходы на содержание и амортизацию средств труда формируются различно для универсальных и специальных средств труда. Для универсальных сначала подсчитывают сумму амортизационных отчислений, приходящихся на 1 мин работы оборудования, а затем умножают ее на время обработки или изготовления детали. Суммируя амортизационные отчисления по всем операциям, находят общую амортизацию, приходящуюся на единицу продукции.
Для специальных средств труда сумму амортизационных отчислений, входящих в себестоимость единицы продукции, вычисляют при делении первоначальных расходов (на необходимое оборудование, приспособления и инструмент) на общее число изделий, подлежащих изготовлению по неизменному чертежу.
Расходы на содержание и амортизацию оборудования, затрачиваемые на осуществление операции, слагаются из расходов О\ на электроэнергию, 02 на амортизацию оборудования, 03 на ремонт оборудования и 04 расходов на амортизацию части здания, относящейся к данному оборудованию, т. е.
О = О] +02 + 03+04.
Расходы на электроэнергию, затрачиваемую на одну операцию,
(1-7.6)
ЛмЛсбО
Где N - мощность электродвигателя, кВт; Кы - коэффициент машинного времени, равный отношению машинного времени к общему времени обработки; qb - стоимость 1 кВт - ч электроэнергии; т)м - КПД двигателей; ric - КПД сети.
Расходы на амортизацию универсального оборудования
(1.7.7)
2 FAT, 100.60 шт
Расходы на амортизацию специального оборудования
O"2=q0n/l, (1.7.8)
Где q у - стоимость единицы оборудования, руб.; а і - амортизационные отчисления, %; п - число единиц одинакового оборудования, необходимого для выполнения данной операции; F - годовой фонд времени работы оборудования, ч; К\ - коэффициент использования оборудования; отношение времени работы оборудования к общему времени обработки; / - общее число объектов производства, подлежащих изготовлению по неизменным чертежам. Расходы на ремонт
С3=а202/100, (1.7.9)
Где а2 - средняя норма расходов на ремонт, определяется в % от расходов на амортизацию оборудования.
Расходы на амортизацию части здания
4 100 -60 шт
Где Q - площадь здания, занимаемая оборудованием, м2; Н - высота здания, м; q3 - стоимость 1 м3, руб.; а3 - амортизации здания, %.
Расходы на содержание и амортизацию приспособлений, приходящиеся на операцию:
■ универсальных
П=дп(а<+а5)п FKX100-60 шт
Специальных
П, =(1 + аб/100)^1 , (1.7.12)
Где qn - стоимость одного приспособления, руб.; а4 - амортизационные отчисления, %; а5, а6 - расходы на содержание приспособления, в % от его стоимости.
Расходы на содержание и амортизацию инструмента, приходящиеся на операцию:
- универсального
U =y}q" (17]3)
- специального
±Ml! Ltm. (1.7.14)
(=1 I
Где q„ - стоимость инструмента, руб.; / - число переточек, допускаемых инструментом; /п - время, затраченное на переточку; гп - стоимость 1 ч переточки, руб.; Ки - коэффициент использования инструмента, равный отношению времени работы данного инструмента к гшт; а - число одинаковых, одновременно работающих инструментов; R - стойкость инструмента (время между двумя переточками), ч; KL. - число одинаковых инструментов, необходимых для выпуска / объектов, изготавливаемых по неизменным чертежам; s - число инструментов различных типов, участвующих в данной операции.
По формулам (1.7.4) - (1.7.14) можно судить о том, какие факторы влияют на себестоимость изготовления изделия.