Погрешности установки

где e_пр – погрешность положения заготовки, входит и погрешность индексации (револьверной головки, поворотного стола и т.д.). e_инд=0,05 мм.

обычно e_пр входит в e_з, тогда:

при обработке плоских поверхностей:

ё

Рис12.2. Классификация припусков

Таблицы и ГОСТы позволяют определять припуски независимо от технологического процесса обработки заготовки и условий его осуществления. Величина припуска, как правило, в этом случае является завышенной.

13. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ. ПУТИ СОКРАЩЕНИЯ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЕРАЦИИ

13.1. Основы технического нормирования

Одной из составных частей разработки технологического процесса является установление режимов резания и определение нормы времени на выполнение заданной работы.

Различают три метода нормирования: технический расчет по нормативам; сравнение и расчет по укрупненным типовым нормативам; установление норм на основе изучения затрат рабочего времени. При первом методе длительность операции устанавливают расчетом по микроэлементам на основе анализа последовательности и содержания действий рабочего и станка. При втором методе норму времени определяют приближенно, по укрупненным типовым нормативам. Его применяют в единичном и мелкосерийном производствах. При третьем методе норму времени устанавливают на основе хронометража. Этот метод имеет особое значение для изучения и обобщения передовых приемов труда, а также для разработки нормативов, необходимых для установления технически обоснованных норм расчета.

Технической нормой времени является время, которое устанавливается для выполнения определенной работы (операции), исходя из применения прогрессивных методов труда, полного использования производственных возможностей (оборудования, площадей) и учета передового опыта новаторов производства.

Техническую норму времени нельзя рассматривать как предел производительности труда для данной работы, так как она устанавливается при определенных организационно-технических условиях.

На основании нормы времени определяют норму выработки, т.е. количество продукции в штуках, тоннах и т.п., подлежащее выработке в единицу времени (час, смену).

В техническую норму времени не должны включаться те элементы ручной работы, которые могут быть выполнены во время работы станка, т.е. могут быть перекрыты машинным временем. Следует учитывать все возможные совмещения отдельных приемов во времени при одновременной работе обеими руками. В техническую норму времени также не должны включаться зависящие и не зависящие от рабочего потери рабочего времени. Например, потери времени из-за немерности и завышенной твердости материала, излишних припусков на обработку, ожидания крана или подсобной рабочей силы и др. Кроме того, в норму не включают время на получение и сдачу материалов, инструмента и приспособлений, чертежей, нарядов, время на заточку инструмента и время, затрачиваемое непосредственно из-за всякого рода организационных и технических неполадок (ожидание, простой, хождение и др.).

Обычно технические нормы времени устанавливают на один год и пересматривают в течение этого времени лишь при существенных изменениях в технологии и организации производства.

Затраты рабочего времени подразделяются: на время работы и время перерывов в работе.

Время работы состоит из подготовительно-заключительного времени, оперативного (технологического и вспомогательного) и времени обслуживания рабочего места.

Время перерывов в работе состоит из перерывов, зависящих от рабочего (отдых, естественные надобности и др.) и не зависящих от рабочего (отсутствие электроэнергии и др.).

Подготовительно-заключительное – это время, затрачиваемое рабочим на ознакомление с работой, подготовку к работе (наладка станка, приспособлений и инструментов для изготовления деталей), а также на выполнение действий, связанных с окончанием данной работы (снятие со станка и возврат приспособлений и инструмента; сдача обработанных заготовок).

Подготовительно-заключительное время повторяется с каждой партией обрабатываемых деталей и не зависит от размера партий.

Технологическое (основное) – это время, затрачиваемое непосредственно на изготовление детали, т.е. на изменение формы, размеров, состояния заготовки и т.д. Технологическое время в зависимости от степени участия рабочего может быть ручным, машинно-ручным или машинным.

Ручным называется время, затрачиваемое на обработку детали без применения механизма (ручная опиловка, рубка зубилом и др.).

Машинно-ручным называется время, затрачиваемое на обработку деталей посредством механизма, но при непосредственном участии рабочего (работа на станке с ручной подачей).

Машинным называется время, затрачиваемое на обработку детали механизмом под наблюдением рабочего.

Вспомогательное – это время, затрачиваемое на различные вспомогательные действия рабочего, непосредственно связанные с основной работой, а именно: установка, закрепление и снятие обрабатываемой детали, пуск и остановка станка, измерения, изменения режимов работы и т.п.

Оперативное время представляет собой сумму технологического и вспомогательного времени.

Время обслуживания рабочего места – это время, затрачиваемое рабочим на уход за своим рабочим местом на протяжении всего времени выполнения данной работы (уход за оборудованием, оснасткой и т.п.). Оно слагается из времени организационного обслуживания (осмотр, смазка, очистка станка и т.п.), времени технического обслуживания (подналадка станка, смена, заточка, подналадка режущего инструмента). Величина этого времени в серийном производстве составляет 3 % от оперативного.

Расчет технически обоснованной нормы времени в минуту производится по штучному времени , которое слагается из оперативного времени на одну операцию, времени на обслуживание рабочего места и времени на отдых и естественные надобности :

, мин (13.1)

Штучное калькуляционное время в минуту равно сумме штучного и доли подготовительно-заключительного времени на одну деталь:

=+, мин. (13.2)

Норма выработки является величиной, обратной технической норме времени, и представляет собой количество продукции, которое должно быть произведено рабочим в единицу времени (минуту, час, смену) или (при 7-часовом рабочем дне) шт.

Изменение технической нормы времени влечет за собой и изменение нормы выработки.

Технологическое время определяется по формуле

, мин.; , мин, (13.3)

где L – полная длина перемещения детали или инструмента в направлении подачи, мм; - путь детали или инструмента, пройденный в направлении подачи в одну минуту, мм; , мм/зуб или , мм/зуб; - подача в мм на 1 зуб инструмента; z – число зубьев инструмента; n – число оборотов или число двойных ходов, - число проходов; l – длина обрабатываемой поверхности, мм; - величина врезания инструмента, мм; - величина перебега детали или инструмента в направлении подачи, мм; - величина дополнительной длины для взятия пробных стружек, мм.

Технологическое время зависит от правильного выбора режимов резания: глубины, подачи и скорости резания. Факторами, влияющими на выбор режимов резания, являются: материал, форма и жесткость обрабатываемой заготовки, вид инструмента и материал режущей части, надежность закрепления заготовки на станке, мощность станка.

Принятый режим резания должен полностью удовлетворять технологическим требованиям в отношении заданной шероховатости поверхности и точности обработки.

Расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное в перпендикулярном направлении к последней, называется глубиной резания t (измеряется в мм). Глубину резания выбирают исходя из того, что выгоднее работать с возможно меньшим числом проходов. Поэтому если позволяют мощность станка и жесткость системы станок - приспособление - инструмент - деталь, припуск на черновую обработку следует снимать за один проход.

Если же мощность станка или жесткость системы недостаточна, то припуск снимают за два - три прохода.

При чистовой обработке глубину резания выбирают в зависимости от шероховатости и жесткости системы.

Выбранный режим резания корректируется по паспортным данным станка, а также проверяется по мощности электродвигателя.

Для осуществления на станке процесса резания необходимо, чтобы мощность электродвигателя была больше или в крайнем случае равна мощности, затрачиваемой на резание .

Допускается при кратковременном процессе резания перегрузка электродвигателя станка до 20 % его номинальной мощности, при кратковременности до 1 мин перегрузка электродвигателя допускается до 50 %.

Мощность, затрачиваемая на резание, определяется по формуле

кВт, (13.4)

где - тангенциальная сила резания; v – скорость резания.

Величина определяется по формуле

, (13.5)

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого металла и величины углов заточки резца; t – глубина резания; S – подача инструмента, мм, на один оборот шпинделя.

Последовательность выбора режимов резания зависит от метода обработки. При точении за исходные данные принимают физико-механические свойства обрабатываемого материала, припуск и характер обработки (черновая или чистовая), по которым определяют глубину резания t и ориентировочное значение подачи S. Далее выбирают материал резца и геометрические параметры его режущей части с учетом формы обработанной поверхности; определяют подачу S и корректируют ее по паспорту станка; назначают период стойкости Т резца; выбирают скорость резания v; рассчитывают рекомендуемую частоту вращения n шпинделя станка (с учетом диаметра d детали) и уточняют ее по паспорту станка; по принятой частоте вращения шпинделя уточняют скорости резания и проверяют выбранный режим по мощности резания: , где и - соответственно, мощность двигателя и КПД станка.

Величина перемещения инструмента относительно обрабатываемой детали или этой детали относительно инструмента в направлении движения подачи за определенный отрезок времени за один оборот детали или инструмента, за один рабочий ход инструмента называется подачей S (измеряется на один оборот обрабатываемой детали или за один рабочий ход, или на один зуб инструмента, в мм или мм/мин). Подача может быть продольной – вдоль оси обрабатываемой детали, поперечной – поперек этой оси, наклонной – под углом к этой оси, вертикальной или круговой.

Подача также выбирается исходя из того, что для уменьшения технологического времени, независимо от вида режущего инструмента, всегда выгоднее работать с максимальной подачей.

При черновой обработке подачу выбирают по соответствующим таблицам режимов резания (нормативам).

При чистовой обработке подачи выбирают в зависимости от вида обработки, шероховатости поверхности и обрабатываемого материала.

Величина перемещения режущей кромки в единицу времени относительно обрабатываемой поверхности называется скоростью резания v [измеряется в метрах в минуту или в метрах в секунду (при шлифовании)]. Скорость резания назначается по соответствующим таблицам режимов резания в зависимости от глубины резания и подачи.

Скорость резания зависит от механических свойств и марки обрабатываемого материала, вида инструмента и режущей его части, величины подачи, формы, поверхности детали и других факторов.

Скорость резания при вращательном движении определяется по формуле

м/мин, (13.6)

где D – диаметр обрабатываемой детали, мм; n – число оборотов в минуту.

Для сверления принят следующий порядок определения режимов резания: по глубине и диаметру обрабатываемого отверстия выбирают серию сверла, а в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала – форму заточки режущей части сверла и геометрические параметры заточки; по нормативам и с учетом требуемой точности обработки и характеристики системы СПИД принимают группу подач S и корректируют подачу в соответствии с паспортом станка; назначают средний период стойкости сверла; определяют скорость резания v и корректируют ее по паспорту станка. Найденная осевая сила и мощность резания не должны превышать, соответственно, допустимого усилия подачи станка и мощности двигателя.

Назначение режимов резания при зенкеровании и развертывании начинают с определения на основании требуемых точности и шероховатости обработанной поверхности места зенкера или развертки в наборе последовательно работающих инструментов и глубины резания t. После этого уточняют конструктивно-геометрические параметры зенкера или развертки (в соответствии с физико-механическими свойствами обрабатываемого материала), выбирают группу подач с учетом последующей обработки отверстия и по его диаметру определяют подачу S, находят технологическую скорость резания.

Для фрезерования параметры режимов резания определяют в такой же последовательности: по глубине и ширине фрезерования, а также на основании паспортных данных станка выбирают конструктивные параметры фрезы; учитывая физико-механические свойства обрабатываемого материала, подбирают материал инструмента, назначают геометрические параметры фрезы и выбирают фрезу по стандарту. Далее определяют подачу на зуб (с учетом способа крепления и вылета фрезы, числа ее зубьев и требуемой шероховатости обработанной поверхности), скорость резания v, частоту вращения n шпинделя и минутную подачу .

При выборе режимов резания следует иметь в виду, что нормативные материалы предусматривают только средние значения глубин резания, подач и скоростей резания. Поэтому в практике эти средние значения могут быть увеличены или уменьшены.

Рис. 13.1. Длина рабочего хода инструмента

13.2. Пути сокращения затрат времени на выполнение операции

Анализ формул, по определению штучно-калькуляционного времени :

,

показывает, что его можно уменьшить либо путем сокращения подготовительно-заключительного () и штучного времени (), либо увеличением объема партии изготовляемых изделий .

13.2.1. Пути сокращения подготовительно- заключительного времени

Затраты времени на подготовку к работе складываются из времени получения и ознакомления рабочего с заданием, получения и установки на станке инструментов и приспособлений (а по окончании работы их съема и сдачи) и времени статической настройки технологической системы:

.

Сокращению затрат времени способствует четкость в постановке задачи, исчерпывающе и ясно написанный технологический процесс и легко читаемый чертеж. Обеспечение этих требований ложится на инженерно-технический состав.

Своевременная доставка к рабочему месту чертежей, технологической документации. Управляющих программ, инструментов, приспособлений и заготовок зависит от совершенства организации производства.

Для уменьшения затрат времени на установку приспособлений и инструмента на станке обычно используют методы взаимозаменяемости. Их положение на станке достигается путем соприкосновения поверхностей основных баз приспособления или инструмента с исполнительными поверхностями станка и последующего закрепления.

Значительная доля подготовительно-заключительного времени приходится на статическую настройку технологической системы. Использование различных регулировочных устройств, позволяющих быстро и с достаточной точностью придать требуемое положение относительно рабочих органов станка, существенно облегчает задачу статической настройки.

С целью ускорения процесса настройки технологической системы широко используют сменные резцедержатели, револьверные головки и сменные инструментальные магазины с заранее настроенным инструментом.

13.2.2. Пути сокращения штучного времени

Из анализа формулы штучного времени следует, что оно может быть сокращено главным образом за счет оперативного времени:

,

поскольку доля остальных слагаемых в штучном времени не велика. Сокращение возможно путем либо уменьшения и , либо полным или частичным совмещением во времени переходов в операции.

Пути сокращения основного технологического времени, если оно является машинным, указывает формула, соответствующая методу обработки детали, например при точении:

.

Сокращение машинного времени может быть достигнуто за счет уменьшения пути относительного движения с рабочей подачей инструмента и заготовки, сокращения числа рабочих ходов , повышения режимов обработки, совмещения во времени основных переходов,

Наибольший эффект в уменьшении пути рабочего хода инструмента получается при распределении длины обрабатываемой заготовки между несколькими режущими инструментами. Например, обработка поверхности вала двумя резцами (рис.22.3) дает сокращение почти вдвое по сравнению с обработкой одним резцом.

Рис.13.3. Обработка поверхности двумя резцами.

Сокращение пути относительного движения инструмента и заготовки может также осуществляться за счет длин на вход и выход режущего инструмента. На рис.22.4 а показано уменьшение путем увеличения диаметра фрезы, а на рис.22.4 б - за счет совмещения оси фрезы с плоскостью симметрии заготовки. В обоих случаях .

Рис13.4. Способы уменьшения «недобега» инструмента

Уменьшению длин на вход и выход режущего инструмента способствует повышение точности работы механизмов включения рабочей подачи, точности размеров заготовки в направлении рабочей подачи, точности ее базирования.

Число рабочих ходов зависит от припуска на обработку, мощности станка и требований к точности получаемых размеров. Достичь сокращения числа рабочих ходов можно приближением размеров и формы заготовок к готовой детали. Использование устройств адаптивного управления упругими перемещениями в технологических системах также приводит к сокращению . Стабилизация силы резания при обработке приводит не только к снижению , но и повышению точности выдерживаемых размеров. Повышение же точности заготовки на предшествующих операциях позволяет сократить на последующих операциях.

Одним из эффективных средств уменьшения машинного времени является повышение режимов резания. Выбор режимов резания тесно связан с требуемой точностью детали, качеством поверхностных слоев материала и стойкостью режущего инструмента.

Подача лимитируется допускаемой при обработке силой резания, от значения которой зависят упругие перемещения в технологической системе и качество поверхностного слоя обрабатываемой заготовки. Скорость резания лимитируется размерной стойкостью режущего инструмента и количеством образовавшейся в процессе резания теплоты, деформирующей технологическую систему и влияющей также на качество поверхностного слоя.

Сокращение основного технологического времени. Если оно является ручным, может быть достигнуто механизацией ручного труда.

Доля вспомогательного времени в оперативном времени может быть значительной, а в ряде случаев и превосходить его. Повышение режимов обработки, применение новых видов инструментов, оснащенных твердыми и сверхтвердыми материалами, внедрение более быстроходного и мощного оборудования способствует росту доли вспомогательного времени. Поэтому во многих случаях сокращение вспомогательного времени является решающим фактором в повышении производительности труда.

Вспомогательное время может быть сокращено двумя путями: непосредственным сокращением времени, затрачиваемого на выполнение вспомогательных переходов, и совмещением выполнения вспомогательных переходов с основными.

Непосредственное сокращение возможно за счет уменьшения затрат времени на замену обработанной заготовки; увеличения скорости холостых перемещений; уменьшения затрат времени на управление оборудованием и приспособлениями; уменьшением времени, затрачиваемого на контроль за ходом технологического процесса.

Установка с требуемой точностью заготовок отнимает много времени (для крупногабаритных деталей иногда занимают 8-10ч). Применение специальных, универсальных оснащенных быстродействующими пневматическими, гидравлическими, электромеханическими зажимами обеспечивает базирование по правилу шести точек с меньшими затратами времени.

Для уменьшения затрат времени на вспомогательные перемещения все современные станки оснащаются механизмами ускоренных перемещений рабочих органов и автоматическими устройствами, обеспечивающими переход к рабочей подаче.

Время, затрачиваемое на управление станком и приспособлением, сокращают в результате концентрации управления в одном месте, а на тяжелых станках пульты дублируют, что позволяет управлять станком с разных точек рабочего места.

Оснащение современных станков измерительными устройствами, устройствами цифровой индикации, диагностика состояния станка и инструментов позволяет сократить затраты времени на контроль за ходом технологического процесса.

К уменьшению оперативного времени приводит полное или частичное совмещение вспомогательных переходов с выполнением основных. Примером такого совмещения может служить установка очередной заготовки в конце поворотного стола фрезерного станка в то время, как на другом его конце идет обработка предшествующей заготовки (рис.22.6 а). По окончании обработки стол поворачивается на 180^o, начинается обработка очередной заготовки, а на свободном конце стола обработанная заготовка заменяется новой.

Рис.13.5 Обработка на двухпозиционном станке (а) и «маятниковая» обработка (б)

Совмещение времени установки заготовки с ее обработкой может быть получено и при «маятниковой» обработке (рис.22.6 б).

13.3. Структура временных связей в операциях технологического процесса

Структура оперативного времени в операциях могут отличаться в зависимости от способов выполнения основных переходов, степени совмещения выполнения основных и вспомогательных переходов; числа потоков, дублирующих выполнение одинаковых переходов при изготовлении одноименных изделий.

При осуществлении операции основные переходы могут быть выполнены тремя способами: последовательно; параллельно-последовательно и параллельно (рис.22.7).

При последовательной обработке заготовки выполнение основных переходов следует один за другим (рис.22.7 а). Поэтому, время, затраченное на выполнение основных переходов:

,

где – число основных переходов в операции.

Рис.13.7. Обработка заготовки вала различными способами

При параллельно-последовательной обработке группа инструментов одновременно обрабатывает одни поверхности заготовки, а затем группа этих же (или других) инструментов обрабатывает другие (или те же) поверхности той же заготовки (рис.22.7 б). Время, затраченное на две группы основных переходов, составит сумма времени выполнения наиболее длительных переходов в каждой из групп основных переходов:

,

где – число групп основных переходов.

Рис.22.8. Три способа осуществления основных переходов при многоместной обработке

Параллельный способ обработки характеризуется одновременностью обработки поверхности заготовки многими инструментами. Поэтому основное технологическое время равно наибольшему времени обработки одной или нескольких поверхностей равноценных по затратам времени (рис.22.7 в-д):

.

Все три способа выполнения основных переходов можно вести как при одноместной (рис.22.7), так и при многоместной обработке (рис.22.8).

Оперативное время, приходящееся при многоместной обработке на одну заготовку, будет равно оперативному времени обработки n заготовок, отнесенному к числу :

.

17. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ

ПРОЦЕССЕ

Производственный процесс изготовления машины требует затрат живого и овеществленного труда. Поскольку ресурсы человеческого труда представляют собой наивысшую ценность для человеческого общества, то их рациональное расходование предопределяет уровень благосостояния всех членов общества. В процессе производства продукции экономию затрат труда дает ресурсосберегающая технология.

Затраты на материалы, средства производства и зарплату, связанные с изготовлением машины и выраженные в денежной форме, называют цеховой себестоимостью (просто себестоимость).

Различают себестоимость машины, СЕ, деталей, операций, технического процесса и т.д.

, (17.1)

где – расходы на материалы на единицу продукции за вычетом стоимости отходов, руб.;

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию оборудования, приходящую

на единицу продукции, руб.

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию приспособления,

приходящую на единицу продукции, руб.

– расходы на амортизацию, содержание и эксплуатацию инструмента, приходящую

на единицу продукции, руб.

– начисления на расходы по зарплате на социальные нужды, %.

– накладные расходы, начисляемые на расходы по зарплате, %.

– число различных марок материала на единицу продукции;

– число операций, которые проходит единица продукции при ее изготовлении;

– расходы на заработную плату, приходящиеся на единицу продукции, руб.

Себестоимость бывает номинальная, действительная и измеренная.

Себестоимость различают:

· сметную (плановую) – на стадии проектирования;

· отчетную (на основе измеренных фактических затрат производства) – для оценки деятельности.

Сопоставление отчетной и сметной себестоимости позволяет судить о соответствии действительного технологического процесса изготовления машины запроектированному.

Снижение себестоимости машины (СЕ, деталей) может быть достигнуто путем уменьшения значений всех ее слагаемых.

Выбор материала деталей и разработка их конструктивных форм; выбор методов достижения требуемой точности машины и расчет конструкторских размерных цепей; выбор вида и формы организации производственных процессов сборки машины и изготовления деталей; выбор способов получения заготовок и их обработки; выбор технологического, транспортного и других видов оборудования; их планировка и т.д. сопровождаются экономической оценкой принимаемых решений.

В процессе производства машины экономические связи проявляются в действиях и подчинены вероятностным законам. Например, расходы по заработной плате рабочихсвязаны с расходами на материал через величины припусков у заготовок, т.к. больший припуск требует больших затрат времени на его удаление. Большие затраты времени на выполнение операции увеличивают долю амортизационных отчислений по оборудованию, приспособлениям, инструментам, приходящихся на изготовленную деталь, увеличивают расход электроэнергии и используемых при этом материалов.

Ход производственного и технологического процессов находится под воздействием многих факторов, вызывающих отклонение затрат времени на выполнение операции, доставку заготовок и инструментов к рабочим местам, вынужденные простои оборудования, затруднения с наладкой оборудования, сбои в информационном процессе и т.д. В конечном счете, все эти отклонения отражаются на себестоимости изделий.

Если изготовление каждой детали на отдельной операции сопроводить подсчетом себестоимости, то обнаружиться рассеяние ее значений. Рассеиваться будут и значения себестоимости деталей, прошедших весь технологический процесс изготовления. Отсюда следует, что процесс формирования себестоимости единицы продукции является случайным процессом, поэтому характеристиками себестоимости партии изделий должны служить ее среднее значение и поле рассеяния.

Для того, чтобы создаваемые машины были экономичны и конкурентоспособны, необходимо проникновение в область экономических связей с тем, чтобы осознанно формировать их при проектировании машины, технологии, производственного процесса и управлять ими в процессе изготовления машины. Особую остроту эти положения приобретают в условиях рыночной экономики, где качество и экономичность изделий определяют саму возможность финансового существования их производителя.

17.1. СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДОВ НА МАТЕРИАЛЫ

Расходы на материалы:

, (17.2)

где – масса материала каждой марки, расходуемого на изготовление машины, кг;

– стоимость 1 кг материала надлежащей марки, руб.; – масса отходов материалов, кг; – стоимость 1 кг отходов, руб.; – число марок материалов, расходуемых на изготовление машины.

Анализ формулы показывает, что возможны следующие пути сокращения расходов на материалы: сокращение массы материалов, расходуемых на изготовление машины; использование, по возможности, более дешевых материалов; получение отходов материалов в виде, пригодном для последующего использования.

Расход материала при изготовлении машины определяется материалоемкостью (металлоемкостью) ее конструкции и массой отходов, образующихся в процессе изготовления.

Металлоемкость конструкции машины полностью зависит от конструктора. Недостаточное знание свойств материалов. Приближенные методы расчета, преднамеренное завышение запасов прочности, непродуманное конструктивное оформление деталей приводят к излишнему расходу материалов. В качестве примера на рис.23.1 показаны две конструкции корпуса редуктора; вторая из них (рис.23.1 б) менее металлоемка.

Рис. 17.1. Два варианта конструкции корпусной детали.

17.1.1.Сокращение различного рода отходов и потерь металла в процессе изготовления машины является одной из важнейших проблем в народном хозяйстве.

Для суждения о рациональности использования материалов служит коэффициент использования материала, представляющий собой отношение массы готового изделия к массе материала, затраченного на его изготовление:

. (17.3)

Значительное количество отходов и потерь металла возникает при получении заготовок деталей в виде угара металла при плавке, сплесков, остатков в плавильных агрегатах, окалины, заусенцев, облоя, обрезков, брака заготовок.

При механической обработке большую долю отходов составляет стружка, обрезки проката, из которого получают заготовки, обрезки при раскрое листового материала и забракованные детали.

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

Потери материала сокращаются с уменьшением числа стадий, которые проходит предмет природы до его превращения в изделие. Идеальным было бы непосредственное превращение предмета природы в годное изделие. Например, непосредственное получение болтов из круглого прутка на холодновысадочных автоматах с накаткой резьбы снизило отход металла при изготовлении болтов М10 (рис.23.2) в 2,4 раза по сравнению с изготовлением тех же болтов из шестигранного прутка на токарном автомате.

Рис17.2. Отходы металла при изготовлении болта на токарном автомате (а) и методом холодной высадки с последующей накаткой резьбы (б)

Если получить готовую деталь непосредственно из полуфабрикатов не удается, наибольший эффект дает максимальное приближение форм и размеров заготовки к готовой детали. Примером может служить сопоставление масс заготовок коленчатого вала, одна из которых, полученная свободной ковкой (рис.23.3 а), имеет массу 163 кг, а другая, полученная штамповкой в закрытых штампах (рис.23.3 б), имеет массу 87 кг. Трудоемкость механической обработки заготовки при одинаковом объеме выпуска и на том же оборудовании в первом случае составляет 40,6, а во втором – 19 нормо-часов, т.е. сокращается на 59%.

Рис. 17.3. Заготовки коленчатого вала

Большую экономию материала и снижение трудоемкости механической обработки обеспечивают переход к использованию точных отливок, сварных заготовок и внедрение рационального раскроя листов.

17.1.2. Использование наиболее дешевых материалов

Выбору наиболее дешевых материалов при конструировании деталей способствует точность формулировки их служебного назначения и условий, в которых им предстоит работать.

Экономию дорогих металлов дает конструкция детали, отдельные части которой сделаны из разных материалов. Например, стыковая сварка позволяет сделать стержень клапана из стали 40Х, а головку клапана из стали 40Х10С2М (рис.23.4). Те же результаты обеспечивает применение биметаллов – двухслойных материалов (сталь - бронза, сталь – алюминиевые сплавы и др.). Из биметаллических материалов изготовляют втулки, служащие опорами валов, вкладыши подшипников автомобильных и тракторных двигателей и других деталей.

Широкие возможности в экономии металлов создает появление новых неметаллических материалов с высокими механическими свойствами. Например, синтегран – материал, получаемый из крошки гранита и связующей смеси. Обладая высокой прочностью, синтегран не дает усадки, хорошо гасит вибрации, легко схватывается с металлом. Его можно использовать для изготовления корпусных деталей, валов, ступиц зубчатых колес, стержней инструментов и других деталей.

Рис.17.4. Заготовка клапана (а) и готовая деталь (б) из различных материалов

Получение от ходов в наиболее ценном виде. Отходы металла, получаемые при изготовлении деталей, могут иметь различную стоимость в зависимости от возможностей их дальнейшего использования.

Отходы в виде стружки, обрезков, облоев, лома и пр., непригодные для машиностроительного предприятия. Являются ценным сырьем для металлургических предприятий.

Если отходы могут быть использованы для получения полноценных заготовок других деталей, их стоимость 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.24.4).

Рис.17.4. Пример полноценного использования отходов

17.2. СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДОВ НА ЗАРАБОТНУЮ ПЛАТУ

Расходы на заработную плату основных производственных рабочих:

, (17.4)

где s-часовая ставка рабочего первого разряда, устанавливаемая на определенный период времени коллективным договором, руб.;

z-разрядный коэффициент работы, определяемый по квалификационному справочнику;

t - время, затрачиваемое на выполнение операции (штучно- калькуляционное время), мин;

f - число станков или рабочих мест, обслуживаемых одним рабочим;

т -число операций, необходимых для изготовления единицы продукции.

Затраты на заработную плату наладчиков рассчитываются так же, как и расходы на заработную плату основных рабочих, но при своих значениях s, z, f и t.

Сокращение расходов на заработную плату производственных рабочих и наладчиков может быть осуществлено путем уменьшения числа операций, необходимых для изготовления изделия, снижения квалификации работы за счет ее упрощения, сокращения времени, затрачиваемого на выполнение операции, увеличения числа единиц оборудования, обслуживаемого рабочим и наладчиком. Внедрение обслуживания одним рабочим нескольких единиц оборудования требует комплексного решения нескольких технологических и организационных вопросов. Загрузку оборудования и рабочего наглядно можно представить с помощью циклограммы (рис.23.5).

Рис.17.5. Циклограмма многостаночного обслуживания

Сокращение времени на переходы от одного станка к другому обеспечивается грамотной расстановкой оборудования (рис.23.6).Число операций и квалификация работы предопределяются сложностью конструкции изделия и построением технологического процесса. Затраты времени на выполнение операции зависят от значений величин, составляющих штучно-калькуляционное время, и ее структуры. Пути сокращения затрат времени на выполнение операции были рассмотрены ранее.

Рис.17.6. Расстановка оборудования при многостаночном обслуживании

17.3. СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДОВ НА СОДЕРЖАНИЕ, АМОРТИЗАЦИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ СРЕДСТВ ТРУДА

Средства труда на предприятии должны находится в рабочем состоянии. Для этого их нужно содержать в надлежащих условиях и своевременно ремонтировать.

Средства труда постепенно изнашиваются в физическом и моральном смысле, в результате чего их использование становится либо невозможным, либо экономически невыгодным. Средства, необходимые для замены износившегося или морально устаревших оборудования и приспособлений новыми, накапливают за определенный период в виде амортизационных отчислений, входящих в себестоимость единицы продукции.

Для приведения средств труда в действие расходуются электроэнергия, сжатый воздух, топливо, охлаждение, смазочные материалы и пр. затраты на эксплуатацию средств труда и расходы на амортизацию части здания, относящейся к ним, так же включаются в себестоимость единицы продукции.

Основными путями сокращения расходов на содержание, амортизацию и эксплуатацию средств труда являются следующие.

1. Бережное отношение к средствам труда (соблюдение условий эксплуатации; защита от воздействия вредных факторов, ускоряющих изнашивание оборудования и приспособлений; тщательный уход; систематический контроль состояния, своевременное техническое обслуживание и ремонт.

2. Приобретение оборудования, приспособлений и инструментов, стоимость которых находится в соответствии с видом, объемом и длительностью выпуска производимой продукции.

3. Повышение коэффициента использования оборудования, особенно дорогостоящего.

4. Снижение затрат на силовую электроэнергию за счет применения оборудования, мощность электродвигателей которого соответствует выполняемой работе. Экономия электроэнергии, расходуемой на нагрев, сварку, обработку заготовок, а так же затрат на пар, газ, сжатый воздух и другие энергоносители.

5. Экономически целесообразное приобретение и использование инструментов.

6. Эксплуатация режущих инструментов с режимами, соответствующими их экономической стойкости, своевременный вывод из работы затупившегося инструмента, снижение стоимости перетачивания.

7. Рациональное использование объема части здания, относящейся к изготовлению данного изделия и используемой для размещения оборудования, стеллажей, заделов и пр.

17.4. СОКРАЩЕНИЕ НАКЛАДНЫХ РАСХОДОВ

К накладным расходам относятся расходы на заработную плату инженерно - технических работников, счетно-конторского персонала, обслуживающего персонала, вспомогательных рабочих, если они не закреплены за определенными рабочими местами; расходы по содержанию транспорта; расходы по охране труда и технике безопасности; расходы по хозяйственному инвентарю; канцелярские расходы и пр.

Сокращение накладных расходов может осуществляться за счет уменьшения значений всех слагаемых, составляющих накладные расходы: упрощения управленческого аппарата. Сокращение брака и потерь и т.д.

18.. ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И МЕТОД ГРУППОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ

Дата добавления: 2014-01-20