Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СНИЖЕНИЕ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ

Как следует из формулы расчета себестоимости (1.4.2), ее сокраще­ние возможно за счет повышения производительности процесса, сниже­ния расходов на материал, заработную плату, сокращения накладных расходов. Методы повышения производительности процессов изготовле­ния изделий рассмотрены в гл. 1.12, поэтому ниже рассматривается со­кращение остальных статей расходов.

Наиболее существенное влияние на снижение себестоимости маши­ны оказывает количество изделий данной модели, подлежащих изготов­лению но неизменяемым чертежам. Длительность времени выпуска изде­лия или, другими словами, обшее количество изделий, изготовляемых по неизменяемым чертежам, зависит, как правило, от морального износа изделия.

Под моральным износом понимается потеря изделием возможности экономично выполнять свое служебное назначение по сравнению с но­вым изделием того же назначения с более высокими технико-экономи­ческими показателями. Действительно, если новое изделие даже при бо­лее высокой стоимости обладает настолько большой производительно­стью, что себестоимость выпускаемой им единицы продукции ниже, чем на ранее изготовленном изделии, эксплуатация последнего становится не экономичной.

Чем лучше в конструкции изделия отражены современные достиже­ния, тенденции и перспективы развития науки и техники, тем выше его технико-экономические показатели, и при прочих равных условиях меньше его моральный износ, тем дольше, а следовательно, и в большем количестве, такое изделие будет изготовляться без изменений. С увели­чением количества выпускаемых изделий меняется структура себестои­мости изделия вследствие уменьшения доли затрат живого труда и уве­личения доли затрат овеществленного труда при одновременном сниже­нии их суммы. Объясняется это тем, что с увеличением количества изде лий, подлежащих изготовлению, возрастает возможность использования более дорогого, но и более производительного технологического обору­дования, инструмента и другой технологической оснастки, способа ■ вующих сокращению трудоемкости изготовления изделия.

Из графика на рис. 1.13.1 видно, как с увеличением количества из­делий сокращается доля первоначальных затрат, приходившаяся на одно выпускаемое изделие. Следовательно, одним из основных мероприятий, способствующих снижению себестоимости изделия при известной в ни\

Рис 1.13.1. График сокращения затрат на технологическое оборудо­вание и оснастку, приходящихся на одно изделие, с увеличением выпуска изделий

Потребности, является увеличение количества изделий, их сборочных единиц и деталей, подлежащих изготовлению по неизменяемым чертежам.

Сокращение расходов на материалы возможно по трем направле­ниям: 1) сокращение массы материалов, расходуемых на изготовление одного изделия; 2) применение дешевых материалов; 3) получение отхо­дов в виде, годном для их последующего использования.

Сокращение массы материалов, затрачиваемой на изготовление одного изделия, зависит в первую очередь от того, насколько рациональ­но разработана конструкция изделия. Сократить массу расходуемого ма­териала можно только на основе глубокого знания его свойств, что по­зволяет создавать менее материалоемкую конструкцию, с меньшим ко­эффициентом запаса прочности. Недостаточное знание свойств материа­ла, недостаточно стабильное его качество и приближенные методы рас­чета приводят, в конечном счете, к значительным величинам запасов прочности, т. е. к излишнему расходу материалов.

Сокращение различного рода отходов и потерь материалов является одним из основных технологических и организационных мероприятий по сокращению расходов на материалы. Значительное количество отходов и потерь имеет место на машиностроительных заводах при получении за­готовок деталей (угар металлов при плавке, сплески, скрап, остатки в плавильных агрегатах, окалина при нагреве, отходы в виде заусенцев, обрезки, облой, брак заготовок и др.).

При механической обработке часть материалов уходит в стружку, в обрезки при раскрое деталей из листового материала, в обрезки, полу­чающиеся из-за некратности длины детали длине исходного материала при прутковых заготовках и в виде дополнительных элементов, необходи­мых для закрепления деталей при обработке, на изготовление пробных де­талей при настройке технологической системы на требуемую точност ь и др

Сокращение потерь и отходов не только экономит материалы, по­зволяя увеличить выпуск изделий, но и экономит непроизводительные затраты обоих видов труда как на данной, так и на всех предшествующих стадиях производства.

Степень рациональности использования материала определяется с помощью коэффициента использования материала

Si

Где g] - масса материала готового изделия; g2 - масса материала затра­ченного на его изготовление.

Потери материалов сокращаются с уменьшением количества стадий, которые проходит исходный продукт до своего превращения в готовое годное изделие (идеальным было бы непосредственное превращение ис­ходного продукта в годное изделие). В машиностроении эта тенденция сводится к непосредственному получению годного изделия из полуфаб­риката или к сокращению до минимума количества операций, которые должен пройти полуфабрикат до его превращения в готовое изделие. На­пример, непосредственное получение готовых болтов диаметром М10 из круглого прутка на современных холодновысадочных автоматах позво­ляет сократить отход металла в 2 раза и более по сравнению с изготовле­нием тех же болтов из шестигранного прутка на токарном автомате.

Значительную экономию металла дает использование сварных, штампосварных и литосварных заготовок, а также рациональный раскрой листов с одновременным изменением конструкции детали (рис. 1.13.2).

А)

Рис. 1.13.2. Влияние изменения конструкции детали на сокращение отходов материала:

А - деталь до изменения конструкции; б - деталь после изменения конструкции

Использование более дешевых материалов. Полное установление служебного назначения каждой детали в изделии и четкие формулировки всех условий, в которых должна работать та или иная деталь, дают воз­можность использовать для ее изготовления более дешевые материалы без снижения качества изделия. Примером может служить замена сталь­ных шпинделей в ряде станков литыми чугунными, замена ряда стальных деталей (рычагов, вилок и др.) деталями из ковкого или модифицирован­ного чугуна или замена стальных станин на железобетонные и т. д.

Уровень развития современной технологии позволяет изготавливать отдельные элементы той или иной детали, работающие в различных ус­ловиях, из разных материалов. Например, втулку, служащую опорой для вала, делают из разных материалов: внутреннюю часть - из более дорого­го цветного сплава, а основную часть из обычной стали (биметалличе­ские втулки), Головка выхлопного клапана двигателя внутреннего сгора­ния работает в потоке горящих газов с высокой температурой, в то время как стержень клапана работает в нормальных условиях. Стыковая сварка позволяет делать стержень клапана из обычной хромистой стали, а го­ловку клапана из жаростойкой сильхромовой стали 40X10С2М. Во мно­гих случаях экономия металла получается при изготовлении ряда деталей из различного рода заменителей.

Получение отходов в наиболее ценном виде. Отходы, получаемые при обработке различных материалов, могут иметь различную стоимость, зависящую от возможности их дальнейшего использования. Действи­тельно, если при обработке отходы, например, металла, превращаются в стружку, обрезки, заусенцы и т. п., то стоимость 1 кг отходов значительно ниже первоначальной стоимости материала; если отходы могут быть ис­пользованы в качестве полноценных заготовок для изготовления других деталей, стоимость их обычно или не отличается от первоначальной стоимости материала, или близка к ней.

Примером полноценного использования отходов может служить по­лучение четырех заготовок колец и стержня резца из отходов, образую­щихся при изготовлении каждой предшествующей заготовки (рис. 1.13.3). Другим примером может служить получение отхода в виде стержня ме­талла при кольцевом сверлении детали большой длины специальной кольцевой головкой (рис. 1.13.4). На ряде заводов отходы нередко ис­пользуются для изготовления других деталей изделия.

Расходы на заработную плату сокращаются посредством: умень­шения затрат времени на выполнение операций; увеличения числа еди­ниц оборудования, обслуживаемых одним рабочим; снижения квалифи­кации работы; уменьшения числа операций; автоматизации процесса.

Сокращение затрат времени на технологический процесс рассмотре­но в гл. 1.12. Число единиц оборудования, обслуживаемых одним рабо­чим, увеличивается благодаря использованию многостаночного обслу­живания и совмещения профессий.

Во время работы станка или другого вида оборудования у рабочего остается часть свободного, не используемого производительного време­ни. Следовательно, в течение этого времени он может обслуживать до­полнительно некоторое число единиц оборудования. Например, количе­ство станков /р которое может обслужить один рабочий при полном ис­пользовании его времени и при условии выполнении на каждом из стан­ков одинаковых операций, может быть определено из отношения

I _1ш_ (1.13.1)

Р т; + г

Где - штучное время обработки на одном станке; Tv - время работы рабочего на одном станке; Гх - время перехода рабочего от одного станка к другому, отнесенное к каждому из станков.

Например, при Тшт = 10 мин, 7^= 3 мин и Тх = 0,5 мин

Т 10 ;„ > —> — > 2.85 * 3 станка.

Р Тр+Тх 3,5

Из примера следует, что при обслуживании одним рабочим трех станков рабочий загружен полностью, в то время как станки частично простаивают.

Итак, если /Р - число дробное, то при округлении числа в сторону увеличения, время рабочего будет использоваться полностью, но при этом будут простаивать станки. Если округлить iv в меньшую сторону, то оборудование не будет простаивать, но при этом время рабочего будет использоваться.

Количество станков /р при полном их использовании можно опреде­лить, изменив знак неравенства на противоположный:

<р 0-13.2)

Р X

Подставляя числовые данные, получаем

L < — < 2,85 а 2 станка.

Р 3,5

В этом случае, при полном использовании станков во времени, по­являются довольно значительные простои рабочего, в результате которых снижается производительность его труда, поэтому необходимо стремить­ся к полному использованию во времени труда рабочего и работы обору­дования. Из неравенств (1.13.1) и (1.13.2) следует, что это возможно в тех случаях, когда Тип кратно сумме Тр + Тх. Следовательно, для более полно­го использования труда рабочего и работы оборудования необходимо разрабатывать технологический процесс или подбирать работу на стан­ках, обслуживаемых одним рабочим, так, чтобы по возможности соблю­дать это соотношение. Этому же способствует такая расстановка обору­дования и организация рабочего места, при которой рабочим затрачива­ется наименьшее время на переходы от одного станка к другому.

В большинстве случаев стремятся к полному использованию време­ни рабочего, за исключением операций, осуществляемых на уникальном и дорогостоящем оборудовании или оборудовании, лимитирующем про­пускную способность производства. В первом случае слишком дорого обходится простой оборудования, во втором - не следует допускать про­стоя оборудования по вине рабочего.

В реальных условиях рабочему приходится обслуживать: одинако­вое оборудование и одинаковые операции; одинаковое оборудование, но разные операции; различные виды оборудования.

Для обслуживания разных станков и даже видов оборудования воз­никла необходимость совмещения профессий, т. е. в приобретении рабо­чим требуемых знаний и навыков в их обслуживании.

Из изложенного следует, что для увеличения производительности труда рабочего следует обслуживать:

1) одинаковое оборудование, на котором выполняются: а) одинако­вые операции; б) различные операции;

2) различные виды оборудования, на котором выполняются различ­ные операции.

Сокращение накладных расходов возможно за счет сокращения всех слагаемых, составляющих накладные расходы в формуле расчета себестоимости (1.4.2), анализ которой показывает, что основными путями сокращения накладных расходов являются:

1) уменьшение расходов на амортизацию и содержание оборудова­ния, технологической оснастки (приспособлений, транспортного и подъ­емного оборудования, стеллажей) и инструмента;

2) уменьшение прочих статей накладных расходов (сокращение управленческого аппарата завода, цикла производства для увеличения оборачиваемости оборотных средств, снижение брака, потерь).

Уменьшение расходов на амортизацию, как следует из формул (1.7.6) - (1.7.14), осуществляется путем выбора наиболее дешевых видов оборудования, технологической оснастки и инструмента, рациональной планировки оборудования, цехов и других служб завода с целью сокра­щения расходов на их строительство. Этой же цели служит повышение производительности труда за счет сокращения времени выполнения тех­нологических процессов.

Уменьшение расходов на содержание осуществляется повышением КПД оборудования и технологической оснастки, подбором к оборудова­нию электродвигателей требуемой мощности для сокращения расходов на электроэнергию, повышением качества ухода за оборудованием и тех­нологической оснасткой путем их периодической смазки, очистки, регу­лировки, профилактического ремонта.

Принудительная смена режущего инструмента, его централизован­ная качественная заточка и переточка, работа с требуемыми режимами и с использованием надлежащих смазывающе-охлаждающих средств, вос­становление и использование износившегося инструмента, бережное его хранение являются средствами уменьшения расходов на содержание ре­жущего инструмента.

Правильный выбор методов и средств контроля сокращает расходы на амортизацию, а соблюдение условий правильной эксплуатации уменьшает расходы на содержание измерительного инструмента.