Разработка технологического процесса обычно завершается установлением технических норм времени для каждой операции. Технологическая операция машиностроительного производства является основным расчетным элементом технологического процесса. Время обработки заготовки и себестоимость выполнения операции служат критерием, характеризующим целесообразность ее построения с учетом заданной производственной программы и определенных организационно – технических условиях. Техническая норма времени, определяющая затраты времени на выполнение операции, служит основой для оплаты работы станочнику, калькуляции себестоимости детали и изделия. На основе технических норм времени рассчитываются длительность производственного цикла, потребное количество станков, инструментов, рабочих, определяется производственная площадь участков и цехов. Норма штучного времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки.
Техническую норму времени определяют на основе расчета режимов резания с учетом полного использования режущих свойств инструмента и производственных возможностей оборудования.
Норма основного времени (То) – это норма времени на достижение непосредственной цели данной технологической операции или перехода по количественному и качественному изменению предмета труда.
Норма вспомогательного времени (Тв) – это норма времени на осуществление действий, создающих возможность выполнения основной работы, что является целью технологической операции или перехода, и повторяющихся с каждым изделием или через определенное их число.
Тв = tуст. + tпер. + tизм.+ tдоп.
Норма оперативного времени (Топ) – это норма времени выполнения технологической операции, состоящая из суммы норм основного и вспомогательного времени.
Топ = То + Тв
Время обслуживания рабочего места (Тобс) представляет собой часть штучного времени, затрачиваемую исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ним и рабочим местом. Время организационного обслуживания определяется в процентах к оперативному времени.
Тобс = %Топ
Норма штучного времени – это нома времени на выполнение объема работы, равной единице нормирования.
Тшт = Топ + Тобс
Нормы штучно – калькуляционного времени (Тшт.к.) состоит из нормы подготовительно – заключительного времени на партию обрабатываемых изделий и норм штучного времени.
Тшт.к. = Тшт +
Норма подготовительно – заключительного времени (Т п-з) – это норма времени на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после ее окончания.
Подготовительно – заключительное время при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени на ознакомление с документами и осмотр заготовки – 4 мин.;
На инструктаж мастера – 2 мин.; на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления – 4 мин.; на установку программы – 2 мин.; итого на комплекс приемов – 12 мин. Принята единая норма для всех станков с ЧПУ – 12 мин.
Расчет на 005 Токарно – винторезную операцию
1. Определяем основное время на операцию стр. 66 :
То=∑Тм = 0,15 + 0,27 + 0,04 + 0,035 + 0,025 + 0,01 + 0,025 + 0,14 + 0,08 + 0,75 + 0,07 + 0,098 + 0,15 + 0,134 + 0,04 + 0,025 + 0,01 = 2,178
2. Определяем вспомогательное время стр. 66 :
Тв = t + t + t + t × K =0,1 + 0,1 + 0,04 + 0,02 × 8 = 0,4
3. Определяем оперативное время стр. 66 :
Топ = То + Тв = 2,178 + 0,4 = 2,578
4. Определяем время на обслуживание рабочего места стр. 66 :
Тобс = 10 % Топ = = 0,25
5. Определяем время на отдых и личные надобности стр. 66 :
Тотд = 4% Топ = = 0,103
6. Определяем штучное время стр. 66 :
Тшт = Топ + Тотд + Тобс = 2,578 + 0,103 + 0,25 = 2,931
7. Определяем подготовительно – заключительное время:
8. Определяем штучно – калькуляционное время стр. 66 :
Тшт.к. = Тшт + = 2,931 + = 2,943
Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях.
Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объема работы, равной единице нормирования, на выполнение технологической операции.
Технические нормы времени в условиях массового и серийного производств устанавливаются расчетно-аналитическим методом.
В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Т ш-к:
в массовом производстве определяется норма штучного времени Т шт:
Т шт = t o + t в + t об + t от, (3.54)
где Т п-з – подготовительно-заключительное время на партию деталей, мин.;
n – количество деталей в настроечной партии, шт.;
t o – основное время, мин.;
t в – вспомогательное время, мин.
Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:
t в = t у.с + t з.о + t уп + t из, (3.55)
t у.с – время на установку и снятие детали, мин.;
t з.о – время на закрепление и открепление детали, мин.;
t уп – время на приемы управления, мин.;
t из – время на измерение детали, мин.;
t об – время на обслуживание рабочего места, мин.
Время на обслуживание рабочего места t об в массовом и серийном производстве слагается из времени на организационное обслуживание t орг и времени на техническое обслуживание t тех рабочего места:
t об = t тех + t орг; (3.56)
t от – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.
Нормирование операции осуществляется в соответствии с выбранными методами обработки.
В курсовом проекте привести аналитический расчет основного времени t o только для одной операции. Для всех остальных операций основное время можно установить по нормативным справочникам или по базовому технологическому процессу.
Основное (технологическое) время t o определяется расчетом по всем переходам обработки с учетом совмещения переходов (для станочных работ) по формуле
где l – расчетная длина обрабатываемой поверхности (расчетная длина хода инструмента или заготовки в направлении подачи), мм;
i – число рабочих ходов;
S м – минутная подача инструмента, мм/мин.
В общем случае расчетная длина обрабатываемой поверхности
l = l o +l вр + l п + l сх, (3.58)
где l o – длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм;
l вр – длина врезания инструмента, мм;
l п – длина подвода инструмента к заготовке, мм;
l сх – длина перебега (схода) инструмента, мм.
Длину l o берут из чертежа обрабатываемой поверхности заготовки; l вр, l п, l сх определяют по нормативам (l п = l сх » 1…2 мм). Значение l вр можно определить расчетным путем по схеме обработки.
Вспомогательное время устанавливается по нормативам для каждого перехода .
Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем
t оп = t о + t в (3.59)
Вспомогательное время может быть перекрываемым основным временем, частично перекрываемым и неперекрываемым.
Перекрываемое время – время выполнения рабочим тех приемов, которые осуществляются в период автоматической работы оборудования. Это время в норму штучного времени не входит. Неперекрываемое время – норма времени выполнения рабочим приемов при остановленном оборудовании и времени, затрачиваемого на машинно-ручные приемы.
При последовательном выполнении переходов для определения оперативного времени необходимо просуммировать все основные и вспомогательные времена по всем переходам данной операции и только после этого определять остальные составляющие нормы штучного времени. При параллельном выполнении переходов основное и вспомогательное время на операцию берут по длительному переходу обработки.
Время технического обслуживания t тех устанавливается в процентах (до 4-6 %) от основного или оперативного времени.
Время организационного обслуживания t орг устанавливается (до 4-8 %) от оперативного времени.
Время перерывов в работе на отдых t от устанавливается в процентах (» 2,5 %) от оперативного времени.
Подготовительно-заготовительное t п-з – интервал времени, затрачиваемый на подготовку исполнителей и средств технологического оснащения к выполнению технологической операции и приведению их в порядок после окончания смены или выполнения этой операции. Это время определяют по нормативам времени, в которые входят наладка средств технологического оснащения; ознакомление с работой (чертеж, карта техпроцесса, инструкции); получение материалов, инструментов и т.д.; после окончания обработки партии заготовок – сдача изготовленных деталей, снятие со станка технологической оснастки, приведение в рабочее состояние оборудования и т.д. Подготовительно-заключительное время определяется по нормативам в зависимости от оборудования и характера работ .
При многоинструментной параллельной, параллельно-последовательной или последовательной обработке (см. прил. 15) основное время рассчитывается по формуле (3.57) для каждого суппорта. Общее основное время t о.общ определяют в зависимости от схемы обработки.
При последовательной обработке
, (3.60)
где h – число суппортов или число последовательно работающих инструментов;
t о.с.посл – основное время для каждого суппорта или каждого инструмента.
При параллельной обработке
t о.общ = t о.с.пар. max , (3.61)
где t о.с.пар. max – наибольшее основное время одного из суппортов или одного из инструментов.
При параллельно-последовательной обработке
(3.62)
Другие составляющие нормы штучного времени для многоинструментной обработки те же, что и для обработки одним инструментом.
Имеются специальные нормативы, по которым устанавливаются режимы резания и определяются отдельные элементы нормы штучного времени при работе на станках с ЧПУ. Использование станков с ЧПУ открывает возможности для многостаночной работы, нормирование которой рассматривается в специальной литературе .
Результаты расчетов технических норм времени свести в таблицу 3.28.
Таблица 3.28
Сводная таблица технических норм времени по операциям
| Номер и наименование операции | t о, мин | t в | t об | t от | t шт | t п-з | n | t ш-к | |||
| t ус | t уп | t из | t тех | t орг | |||||||
Трудоемкость операций
(3.63)
где m – количество операций.
Разряд выполняемой работы определяется по тарифно-квалификационному справочнику . При укрупненных расчетах можно пользоваться приведенными ниже данными (табл. 3.29).
Таблица 3.29
Средние разряды работ станочников-операторов
Все рассчитанные значения технических норм времени занести в маршрутную и операционную карты технологической документации.
2.7 Расчёт технических норм времени На операции, выполняемые на универсальных станках расчет технических норм времени выполняется в соответствии с методическим указаниям . Подробный расчет технических норм временив пояснительной записке предоставлен на 020 Круглошлифовальную операцию, результаты расчетов записаны в таблицу 12. Исходные данные: операция - 030 Круглошлифовальная; А. Установить и закрепить деталь 1. Шлифовать поверхность Ø65h8(-0,046) на l=16,5±0,2. тип станочного приспособления - патрон поводковый, центра, цилиндрическая оправка; тип абразивного инструмента - шлифовальный круг; тип мерительного инструмента - калибр-скоба Ø65h8 ГОСТ18362-93; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89; норма То=0,27 мин - из расчета режимов резания. Расчет норм времени: В среднесерийном типе производства норма штучно-калькуляционного времени Тштк, мин рассчитывается по формуле: T_штк=Т_шт+Т_пз/n, (36) где Тшт - норма штучного времени на операцию, мин; Тпз - норма подготовительно-заключительного времени, мин; n - количество деталей в настроечной партии, шт. Количество деталей в настроечной партии n, шт определяется по формуле: , (37) где Nгод - готовая программа выпуска, шт а - периодичность запуска партии, дней Nгод=40000 шт; а=6 дней. Норма штучного времени Тшт, мин рассчитывается по формуле: (38) где То - основное время, мин; Тус - время на установку и снятие детали, мин; Тзо - время на закрепление и открепления операции, мин; Туп - время на приёмы, связанные с управлением, мин; Тиз - время на измерение детали, мин; Кв - коэффициент вспомогательного времени; Ттех - время на техническое обслуживание, мин; Торг - время на организационное обслуживание, мин; Тотд - время на отдых и личные потребности, мин; Кв=1,85, так как тип производства - среднесерийный; Тус=0,09 мин, так как деталь установливается на оправку и в центра, mд=3,2 кг таблица 5.5 ; Тзо=0, 024 мин, так как mд = 3,2 кг; таблица 5.7 ; Туп, мин состоит из приёмов: - включить и выключить станок кнопкой - 0,01мин таблица 5.8; - подвести или отвести шлифовальный круг к детали - 0,02 мин таблица 5.8 ; Туп = 0,01+0,02 = 0,03 мин Тизм, мин состоит из следующих переходов: - калибр-скоба Ø65h8, Тизм1 = 0, 06 мин, так как точность 8, измеряемый размер до 100 мм квалитет таблица 5.12 ; - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1, Тизм2 = 0, 15 мин, так как точность измерения 0,05 мм, измеряемый размер до 100 мм, измеряемая длина до 50 мм таблица 5.16 ; Тиз = 0,06 + 0,15 = 0,21 мин Величина оперативного времени Топ, мин определяется по формуле: , (39) где Тв - вспомогательное время, мин; (40) Ттех, мин определяется по формуле: , (41) где tп - время на одну правку шлифовального круга, мин; Tм - стойкость инструмента; tп=2 мин, так как поверхность правки - периферия круга таблица 5.19 ; Тм=2 мин Определяем организационное время Торг, мин по формуле: (42) Порг = 1,7% от Топ, так как станок круглошлифовальный таблица 5.21 Определяем время отдыха Тобс.отд, мин по формуле: (43) Побс.отд = 4% от Топ, так как станок круглошлифовальный таблица 6.2 Тпз=8 мин, так как установка на оправке ив центрах, высота центров до 200 мм; таблица 6.8 Нормы времени на остальные операции, выполняемые на универсальных станках, расчитываются аналогично и результаты сведены в таблицу 12. 2.7.1 Расчёт технических норм времени на операцию с ЧПУ Расчёт технических норм времени для операции, выполняемой на токарном станке с ЧПУ, устанавлены расчётно-аналитическим методом в соответсвии с методическим указанием . - Наименование операции - 005 Токарная с ЧПУ; - Модель станка - 16К20Ф3 - Токарный с ЧПУ; - Режущие инструменты в наладке: 5 шт; - Мерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ166-89; Калибр-скоба Ø92b12, Ø75h12, Ø65,5h10, Ø60,5h10 ГОСТ 18362-93; Калибр-пробка Ø44,6H9 ГОСТ 14812-69. - Станочное приспособление - трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон; - То = 8,27 мин. В среднесерийном типе производства норма штучно-калькуляционного времени определяется по формуле: Тшт.к = (Тп.з.)/n + Тшт (44) где Тп.з.- подготовительно-заключительное время, мин; Тшт - штучное время, мин; n - количество деталей в настроечной партии, шт: , (45) где Nгод - готовая программа выпуска, шт а - периодичность запуска партии, дней Nгод = 40000 шт; а = 6 дней. Тшт - время на обработку одной детали, мин Тшт = То + Тв + Тобс.отд, мин (46) где То - основное время, мин; Тв - вспомогательное время, мин; Тобс.отд -время на на отдых и обслуживание, мин; Вспомогательное время Тв, мин рассчитывается по формуле: где Тмв- время связанное с выполнением вспомогательных ходов, мин; Тув - время на установку детали, мин; Тво - вспомогательное время, связанное с выполнением операции, мин; Тиз - время на измерение детали, мин; Тмв, мин состоит из следующих переходов: - на одновременное перемещение рабочих органов станка по осям x, z - 0,03 мин, так как станок 16К20Ф3 таблица 12 - ускоренное перемещение - 0,1 мин, так как станок 16К20Ф3 таблица 12 - установочное перемещение - 0,1 мин, так как станок 16К20Ф3 таблица 12 - установочное (холостое) в зоне резания - 0,04 мин; таблица 12 - поворот револьверной головки - 0,10 мин (×5, так как РИ 5 штук) таблица 12 Тмв = 0,03 + 0,1 + 0,1+ 0,04 + 0,1 = 0,37 мин Тву = 0,07 мин, так как способ установки и крепления в самоцентрирующимся патроне и mд = 3,2 кг таблица 5.1 Тво, мин состоит из следующих переходов: - включить и выключить станок - 0,03 мин таблица 16 - задвинуть оградительный щиток токарного станка - 0,03 мин таблица 16 - задвинуть подвести режущие инструменты (5 штук) - 0,03·5 = 0,15 мин таблица 16 Тво = 0,03 + 0,03 + 0,15 = 0,21 мин Тиз, мин состоит из следующих приемов: - замер ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ166-89 - 0,5 мин, l=16,5±0,2, торцы В,Д в размер 122,5±0,200, поверхность на l=32±0,2 таблица 5.16 - замер калибр-скобами ГОСТ 18362-93 - 0,5 мин, Ø65,5h10(-0,046), Ø60,5h10(-0,074), Ø92b12(-0,22), Ø75h12(-0,300) на l=50,5; таблица 5.17 - замер калибр-пробкой Ø44,6H9 ГОСТ 14812-69 - 0,1 мин. Так как на измерение получилось меньшее, чем основное время, то оно перекрываемо и при расчете вспомогательного времени не учитывается. Тизм = 0,5 + 0,5 + 0,1 = 0,11 Тв = 0,37 + 0,07 + 0,21 + = 0,65 мин Тобс.отд, мин состоит из переходов: - осмотр; - нагрев системы ЧПУ; - получение рабочей инструкции от мастера, наладчика в течении смены; - смазывание и очистка станка; - предъявление контролеру ОТК пробной детали; - уборка станка и рабочего места по окончанию работы; Ттех, мин состоит их переходов: - смена затупившегося инструмента; - коррекция режущего инструмента на заданные размеры; - регулирование и подналадка станка в течении смены; - удаление стружки из зоны резания. Тобс.отд, мин рассчитывается как % от оперативного времени Топ, мин: (47) где Топ - оперативное время, мин Топ = То + Тв, мин (48) Топ = 8,27 + 0,65 = 8,92 мин Побс.отд = 4% от Топ, так как операция токарная с ЧПУ Тшт = 8,27 + 0,65 + 0,892 = 9,812 мин Тп.з.=Тп.з1+Тп.з2+Тп.з3, мин (49) где Тп.з1 = 4,6 мин - время на приёмы, включенные в комплекс, мин; таблица 13 Тп.з2 = 17 мин - время на приёмы, включенные в комплекс, мин; таблица 13 Тп.з3 = 4,8 мин - время на пробную обработку детали. таблица 13 Тп.з. = 4,6 + 17 + 4,8 = 26,4 мин Результаты расчетов норм времени на операцию 005 Токарную с ЧПУ сводим в таблицу 13. 0
В зависимости от цели в технико-экономических и организационно-плановых расчетах могут использоваться различные технологические нормы времени на выполнение операции. Обычно в качестве нормы времени t i на выполнение i-й операции над единицей продукции принимается к расчету полная норма времени (штучно-калькуляционная норма) - t шк. Принятая в машиностроении классификация затрат рабочего времени и структура полной нормы времени на операцию (штучно-калькуляционной нормы) представлены на рис. 6.2-6.3.
Подготовительно-заключительное время - время на подготовку и завершение обработки партии продукции или смены (получение задания и знакомство с работой, изучение технической документации установка специальных приспособлений и инструмента, наладка станка и установление режима обработки, сдача работы мастеру или контролеру).
Оперативное время - время непосредственного выполнения технологической операции. Включает основное и вспомогательное время. Основное (технологическое) время - время, в течение которого реализуется технологическая цель работы (формообразование, изменение состояния, качества, свойств предмета труда). Может быть ручным, машинным, машинно-ручным. Вспомогательное время - время на действия, обеспечивающие выполнение основной работы (установка и съем детали, подвод-отвод инструмента, пуск и остановка станка, измерение детали). Может быть ручным, машинным и машинно-ручным.
Время обслуживания рабочего места - время на уход за рабочим местом на протяжении заданной работы и всей смены. Включает время технического и организационного обслуживания. Время технического обслуживания - время на смену инструмента при износе или поломке, подналадку оборудования в процессе работы. Время организационного обслуживания - время на раскладку и уборку инструмента в начале и конце смены, на смазку и чистку станка, уборку рабочего места в течение смены.
Время регламентированных перерывов - время перерывов, которые неизбежны при выполнении заданной работы. Включает время организационно-технологических перерывов, перерывов на отдых и естественные надобности.
Рис. 6.2. Классификация затрат рабочего времени:
Время организационно-технологических перерывов - время перерывов, обусловленных ходом технологического процесса и недостаточной синхронизацией операций. Время перерывов на отдых и естественные надобности - время перерывов на обед, производственную гимнастику, отдых и личные надобности. Все остальные перерывы считаются непроизводительными потерями и не нормируются. Не нормируются также затраты времени работы, перекрываемые основным временем (т. е. действиями, выполняемыми параллельно и не требующими дополнительного времени).
Рис. 6.3. Структура полной нормы времени на операцию:
Как видно из рис. 6.3, полная норма времени на операцию (штучно-калькуляционная норма) t шк определяется следующим образом:
где t ш – норма штучного времени;
t пз – норма подготовительно-заключительного времени на партию;
n – размер партии, шт.;
t o – основное время;
t * в – вспомогательное время, не перекрываемое основным;
t * то – время технического обслуживания, не перекрываемое основным;
t * oo - время организационного обслуживания, не перекрываемое основным;
t техн - время организационно-технологических перерывов;
t отд - время перерывов на отдых и естественные надобности.
Операционный цикл
Длительность операционного цикла зависит от времени выполнения операции над единицей продукции (штукой), от числа единиц продукции в партии, поступающей на операцию, от числа рабочих мест на операции (число каналов обслуживания в многоканальном устройстве).
Расчет операционного цикла. При расчете операционного цикла возможны следующие простейшие случаи.
1) Единиц продукции - 1, рабочих мест - 1. Операционный цикл ^ о в случае выполнения операции на одном рабочем месте над единицей продукции равен норме времени на операцию t i:
где t i - норма времени на выполнение i-й операции над единицей продукции данного наименования.
2) Единиц продукции - n , рабочих мест - 1. Когда на операцию c одним рабочим местом приходит партия продукции размером п штук, операционный цикл Т 0 равен суммарному времени выполнения операции над всей партией. Поскольку предметы труда одинаковы, проходят операцию последовательно и требуют затрат времени t i на единицу продукции, то операционный цикл увеличивается в п раз:
T 0 =nt i
3) Единиц продукции - n, рабочих мест - q. Когда на операции имеется q i одинаковых рабочих мест, можно запустить на них партию для параллельного выполнения операции сразу над несколькими единицами продукции. Операционный цикл Т 0 сократится в q раз:
где q i - число рабочих мест для выполнения i-й операции над партией продукции данного наименования.
Возможны различные варианты формирования принимаемой к расчету t i , когда в нее включаются или не включаются те или иные составляющие затрат времени. В частности, подготовительно-заключительное время на партию t n 3 может задаваться в виде самостоятельной составляющей операционного цикла Т 0 или включаться в состав t i в расчете на штуку - t n 3 /п.
Порядок прохождения партии через операцию. Операция может иметь сложную структуру и состоять из многих переходов, выполняемых на одном рабочем месте. Под переходом понимается часть операции, выполняемая над одной или несколькими поверхностями детали одним или несколькими инструментами одновременно при одном режиме резания. В этом случае на операционный цикл Т o влияет порядок прохождения партии через операцию, так как от этого зависят затраты времени, в частности, на установку и снятие детали в оборудовании, а также на переналадку оборудования при чередовании переходов. На рис. 6.4 показаны два возможных вида прохождения партии через операцию:
а) попереходное прохождение, при котором все количество предметов труда проходит сначала через первый переход, затем через второй переход, затем через третий и так до последнего перехода операции. Процесс выполнения операции для отдельных единиц продукции носит прерывный характер, а для партии в целом - непрерывный;
б) пооперационное прохождение, при котором сначала первый предмет труда проходит через все переходы, затем второй, третий, и так до последней единицы партии продукции. Процесс выполнения операции для единицы продукции носит непрерывный характер, а для партии в целом - прерывный.
Рис 6.4. Виды прохождения партии продукции в операции:
а - попереходное; б - пооперационное
Целесообразность выбора того или иного вида прохождения партии определяется тем, при каком из них суммарное время на выполнение операции над партией (операционный цикл Т 0)будет минимальным. При попереходном прохождении увеличивается время на установку и снятие каждой детали по каждому переходу, при пооперационном - время на переналадку рабочего места после каждого перехода. Если принять для упрощения, что время на обработку по переходам, установку и снятие детали для обоих видов прохождения одинаково, то разница в длительности операционного цикла при попереходном T оА и пооперационном T оВ прохождении, согласно цикловым графикам на рис. 6.4, будет равна:
где п - размер партии продукции;
Р - число переходов в данной операции;
t у - время на установку и снятие детали;
Т п - время переналадки рабочего места при чередовании переходов.
При положительном значении этой разницы целесообразно применение пооперационного прохождения, при отрицательном - по-переходного. Ориентировочно можно считать, что попереходное прохождение целесообразно применять в тех случаях, когда предметы труда не тяжелы и не громоздки, пооперационное - когда время на переналадку рабочего места незначительно.
Техническая норма времени на обработку заготовки является одной из основных параметров для расчета стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы рабочих и планирования производства.
Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей технологической оснастки, режущего инструмента , станочного оборудования и правильной организации рабочего места.
Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки.
В крупносерийном и массовом производстве общая норма времени (мин) на механическую обработку одной заготовки
Т ш =Т о +Т в +Т т.о +Т о.п,
где Т о - технологическое (основное) время, мин; T в - вспомогательное время, мин; Т т.о - время на обслуживание рабочего места, мин; Т о.п - время на отдых и естественные надобности, мин (табл. 3.39).
Технологическое время для многих видов обработки
Т о =L p .х i/(n c т s ст),
где L р.х - расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, т.е. путь, проходимый режущим инструментом в направлении подачи, мм; i- число рабочих ходов режущего инструмента; n ст - частота вращения шпинделя станка, принятая по паспорту станка, об/мин; s ст - подача по паспортным данным станка, мм/об.
Вспомогательное время на обработку заготовки Т в зависит от степени механизации, массы заготовки и других элементов, выполняемых на данной операции. Вспомогательное время на контрольные измерения выбирают в зависимости от точности измерения и вида измерительного инструмента. Вспомогательное время определяют по нормативным таблицам. Оно зависит от выбранной технологической оснастки, методов обработки и станочного оборудования.
Вспомогательное время Т в состоит из времени на установку и снятия детали; времени, связанного с переходом (установки инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительного промера; взятия пробной стружки и др.); времени, связанного с переходом на приемы, не вошедшие в комплексы (изменения частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворота резцовой головки и др.); вспомогательного времени на контрольные измерения, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей с учетом коэффициента периодичности. Вспомогательное время на технологическую операцию
Т в = (Т у c т, + Т пер + Т пер.к + Т изм) К t в,
где Т уст - вспомогательное время на установку и снятие детали, мин; Т пер, - вспомогательное время, связанное с переходом, мин; Т пер.к - вспомогательное время, связанное с переходом на приемы, не вошедшие в комплексы, мин; Т изм _ - вспомогательное время на контрольные измерения, мин; К t в - поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от размера партии обрабатываемых изделий.
Время на техническое обслуживание рабочего места, затрачиваемое на установку, снятие и замену затупившихся режущих инструментов, на заправку шлифовальных кругов, смазывание и подналадку станка, уборку стружки в процессе работы и т. д.
Т т.о = (Т о + T в) (а п.о /100) ,
где а п.о. - время на техническое обслуживание рабочего места в процентах к оперативному времени, которое выбирается по нормативным таблицам в зависимости от типа производства. Время на отдых и физические потребности
Т о.п = (Т о + Т в,) (а т.о /100) ,
где а т.о - время на отдых и физические потребности (в %) к оперативному времени, которое выбирают по нормативным таблицам.
В серийном и единичном производстве за техническую норму времени принимается штучно-калькуляционное время
Т ш.к = Т ш + (Т пз /n д) ,
где Т п.з - подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку и наладку станка для обработки данной партии деталей, получение необходимой технологической оснастки, документации, а также на сдачу обработанных деталей, документации и оснастки; n д - число обрабатываемых деталей в партии.
Среднее значение поправочных коэффициентов
Пример . Определить норму штучного времени на черновую зубофрезерную операцию. Исходные данные:
Деталь - косозубое цилиндрическое колесо. Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-74 , в =600 Н/м. Масса детали 6 кг. Оборудование - зуборезный станок 5Е32. Приспособление - оправка. Охлаждение - масло. Модуль зуба m == 4мм. Число зубьев зубчатого колеса z = 40. Ширина венца зубчатого колеса В в = 40 мм, д == 30 .
1. Установить, закрепить, раскрепить и снять четыре заготовки.
2. Фрезеровать зубья m =4мм, z = 40.
Решение.1. Выбираем червячную модульную фрезу с наружным диаметром D д = 100мм, с модулем m = 4 мм по ГОСТ 9224-74. Червячная фреза двузаходная, класса точности С. Направление подъема витка фрезы и зуба нарезаемого колеса одноименное. Материал режущей части червячной фрезы из стали Р18 ГОСТ 19256-73. Стойкость фрезы Т ст = 480 мин.
2. Нарезание зубьев зубчатого колеса производим за один рабочий ход. Глубина резания t p = 9 мм.
3. Подачу для двузаходнойчервячной фрезы выбираем по нормативным таблицам: s табл = 1,2 - 1,4 мм/об. Корректируем величину подачи, учитываяпоправочный коэффициент на твердость материала стали 45 ГОСТ 1050-88 (К м =0,9) и угол наклона зубьев и витков (К в = 0,8):
s расч =s табл К м К в =1,4*0,9*0,8=1,008 мм/об
Принимаем по паспорту станка,s ст = 1 мм/об.
4. Выбираем скорость резания по табличным нормативам: V табл = 0,7 м/с. Корректируем скорость резания с учетом поправочных коэффициентов на сталь 45, НВ 170 ... 207, где К мv == 0,8 и К == 0,9.
Определяем расчетную скорость резания по формуле
V расч =s табл К м v К ŋ =0,7*0,8*0,9=0,5 м/с
5. Определяем частоту вращения червячной фрезы
95,51об/мин.
Устанавливаем частоту вращения фрезы по паспорту станка, где n ст = 100 об/мин.
Время на организационное обслуживание и физические потребности
Вспомогательное время на контрольные измерения
6. Действительную скорость резания определяем по формуле
v д =D н n ст /(1000 60) =3,14 100 100/ (1000 60) = 0,62 м/с.
7. Длину рабочего хода инструмента в процессе обработки определяем по формуле
L р.х = (L pa сч +l 1 +l 2 +l 3)z 3 = (160+2+37,2+2)40 =8048 мм.
L расч = 40 мм (принимаем по чертежу детали) l 1 = 2 мм; l 3 = 2 мм. Величину врезания l 2 определяем по формуле
L 2 =(1,11,3)
37,2
мм,
где h - глубина впадины зубамм, h= t.(h == 2,25m =2,25 4=9 мм.)
В связи с одновременной обработкой четырех зубчатых колес необходимо увеличить L расч в 4 раза (L расч = 40 4 = 160 мм).
8. Основное (технологическое) время на обработку зубьев четырех зубчатых колес определяем по формуле:
На одно нарезаемое зубчатое колесо основное время составит Т о = 40,24/4 = 10,06 мин.
9. Вспомогательное время на операцию Т в определяют по нормативным таблицам. Вспомогательное время на установку детали на оправку с массой до 5 кг Т уст = 0,7 мин. Добавочное вспомогательное время на каждую последующую установку детали Т доб на оправку составит Т доб = 0,26 мин.
Время на контрольные измерения в норму вспомогательного времени не включается, так как перекрывается основным временем.
10. Время на обслуживание рабочего места для зуборезных работ определяются (в %) от основного времени, где а т о = 3 %:
Т т.о. =Т о а т.о. /100=10,063/100=0,3 мин.
11. Время на отдых и естественные надобности рабочего определяют (в %) от оперативного времени, где а оп = 1,7 % :
= 0,2 мин.
12. Штучное время на изготовление одной детали составит:
Т ш =Т о +Т в +Т т.о +Т оп =10,06+0,96+0,3+0,2=12,52 мин.
Подготовительно-заключительноевремя для массового производства не определяется.
Важным элементом в системе стимулирования является нормирование. С его помощью устанавливаются нормы необходимых затрат труда на каждом рабочем месте, учитываются фактические трудовые затраты, в соответствии с которыми производится начисление заработной платы.
Техническое нормирование - это метод установления норм затрат труда на основе дифференцированного изучения и анализа производственного процесса по его составным частям - операциям и создания наиболее рационального состава работ в соответствии с достигнутым уровнем развития техники и организации производства.
В техническом нормировании используются следующие нормы труда: - норма времени - регламентированная величина затрат рабочего времени, установленная на выполнение единицы работы одному или группе рабочих соответствующей квалификаций при определенных организационно-технических условиях; - норма выработки - это объем работы (количество единиц продукции), который рабочий или группа рабочих соответствующей квалификации должны выполнить (изготовить, перевезти и т.д.) за единицу рабочего времени в определенных организационно-технических условиях; - норма обслуживания - зона работы или количество единиц оборудования, производственных площадей и др. единиц (число рабочих мест, рабочих), которые должны обслуживаться одним или группой рабочих соответствующей квалификации при определенных организационно-технических условиях; - норматив численности - это численность работников нужного профессионально-квалификационного состава, необходимая для выполнения заданного объема работ в тех или иных организационно-технических условиях; - норма управляемости показывает, каким количеством людей или производственных подразделений и служб предприятия может управлять один руководящий работник.
В целях достижения единства методов нормирования труда создана единая классификация затрат рабочего времени. Ее основными классификационными признаками являются: - время работы и время перерывов, определяемые отношением затрат времени к действию наблюдаемого объекта; - производственное назначение затрат времени (подготовительно-заключительное, основное и вспомогательное время и др.); - эффективность затрат времени (необходимое и лишнее время).
Состав рабочего времени можно представить следующей формулой, где затраты времени выражаются в чел.-минутах, чел.-часах и т.д.:
Нвр = Тпз + То + Твс + Тобсл + Тотл,
где Нвр - норма времени; Тпз - время на подготовительно-заключительную работу; То - время основной работы; Твс - время вспомогательной работы; Тобсл - время обслуживания рабочего места;Тотл - время на отдых и личные надобности.
Штучное время. В состав штучного времени Тшт входят основное и вспомогательное время, время технического и организационного обслуживания рабочего места, а также перерывы, необходимые для естественных надобностей и на отдых при тяжелой физической работе.
Основным Тосн называется время, на протяжении которого происходит резание, т. е. изменение формы и размеров детали. Оно может быть машинным, если вращение детали и подача инструмента осуществляется станком, машинноручным, - если вращение детали обеспечивается станком, а подача инструмента ручная и, наконец, ручным, например, при развертывании отверстия в невращающейся детали.
Вспомогательным ТВСП называется время, затрачиваемое на различные действия, обеспечивающие выполнение основной работы, т. е. на установку и снятие обрабатываемой детали, пуск и остановку станка, на перемещение инструмента, измерение детали и другие приемы, повторяющиеся при обработке каждой детали.
Сумма основного и вспомогательного времени образует оперативное время Топ.
Время технического обслуживания рабочего места Тто охватывает замену затупившегося инструмента, регулировку и очистку станка в процессе работы.
Время организационного обслуживания рабочего места Тоо - это время, расходуемое на раскладку и уборку инструмента в начале и в конце смены, а также на смазку и чистку станка.
Основное, вспомогательное и другие составляющие штучного времени выражаются обычно в минутах (мин).
Продолжительность основного и вспомогательного времени определяется по формулам и таблицам, приводимым в различных справочниках по нормированию работ на металлорежущих станках. Как к основному, так и к вспомогательному времени относятся приемы, которые предусматриваются заранее, вследствие чего эти составляющие штучного времени могут быть определены с точностью, достаточной во многих случаях практики.
Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места и время на перерывы принято исчислять в процентах от оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время. Для определения времени выполнения той или иной операции, по которому производится подсчет стоимости изготовления детали, к штучному времени необходимо прибавить часть так называемого подготовительно-заключительного времени, приходящегося на одну деталь.
Подготовительно-заключительным ТП_3 называется время, необходимое для изучения чертежа детали, операционной карты, получения и сдачи инструментов, требующихся для выполнения данной операции, наладки станка, сохраняющейся при обработке всей партии деталей.
Подготовительно-заключительное время, назначаемое по справочникам, относится ко всей партии деталей и не зависит от количества деталей в данной партии.
Калькуляционное время. Полное или калькуляционное время выполнения операции при обработке детали может быть определено по формуле
ТК = ТШТ +Тп-3 / n , (18)
где Тк - калькуляционное время в мин; Тшт - штучное время в мин; Тп-3 - подготовительно-заключительное время в мин; п - количество деталей в партии.
Из формулы (18) видно, что наибольшее влияние на калькуляционное время обычно оказывает штучное время и менее существенное, как правило, - подготовительно-заключительное.
Предположим, например, что штучное время данной операции при обработке партии 100 деталей составляет 25 мин, а подготовительно-заключительное время - 5 мин.
Калькуляционное время в данном случае составляет
Тк = Тшт + Тп-з = 25+ 5/100 = 25,05 мин.
При увеличении Тшт на 5 мин калькуляционное время составит
Тк = 30 + 5/100 = 30,05 мин
Если увеличить также на 5 мин подготовительно-заключительное время, то калькуляционное время будет равно
Тк = 25 + 10/100 = 25,1 мин.
Чем меньше количество обрабатываемых деталей в партии, тем больше, разумеется, значение подготовительно-заключительного времени.
Под технической нормой времени принято понимать время, необходимое для обработки той или иной детали при определенном технологическом процессе ее изготовления.
Техническая норма времени устанавливается на базе применения наиболее прогрессивной технологии производства, наиболее экономически целесообразного использования станков и инструментов и рациональной организации труда, учитывающей опыт передовиков производства.
При определении технической нормы времени необходимо иметь в виду, что, во-первых, станочник не должен выполнять те работы, которые предусмотрены для вспомогательных рабочих (например, подносить материал и пр.), во-вторых, в норму времени нельзя включать потери, связанные с организационно-техническими неполадками,- норма времени должна строиться исходя из условий бесперебойного обслуживания рабочего места, и, наконец, в-третьих, припуски на обработку, сорт и качество материала должны соответствовать техническим условиям.
Отклонения от этих нормальных условий специально учитываются нормировщиком в каждом отдельном случае.
При отклонении от нормальных условий работы рабочий получает отдельный доплатной наряд, компенсирующий дополнительную затрату его труда.
Норма выработки определяет количество работы, которое должно быть выполнено за определенное время (за час или в течение смены). Измеряется норма выработки количеством деталей, изготовленных в час или чаще - в смену.
Норма выработки зависит от нормы времени; она может быть определена только после того, как станет известно, сколько времени нужно затратить на изготовление одной детали.
Если обозначить норму времени через N вр в минутах, а норму выработки через N выр, то норма выработки за семичасовой рабочий день составит N выр =420/N вр шт.
Отсюда видно, что чем меньше норма времени, тем больше норма выработки, т. е. тем выше производительность труда.
Норма времени на выполнение той или иной работы, как и норма выработки, не является неизменной. Эти нормы изменяются при изменении технологического процесса, при внедрении средств автоматизации и механизации, а также при повышении технической культуры производства.
Установлено, что техническая норма времени определяет время, требуемое для изготовления одной детали.
Это время принято называть штучным временем; оно обозначается Т шт.
Штучное время состоит из ряда элементов:
Т шт =Т о +Т в + Т т.об + Т орг.об +Т п мин,
где Т о - основное (машинное) время; Т в - вспомогательное время; Т т.об - время технического обслуживания рабочего места; Т орг.об -время организационного обслуживания рабочего места; Т п - время перерывов в работе.
Основным временем считается то время, в течение которого осуществляется процесс резания.
Основное время может быть:
а) машинным, если снятие стружки происходит при механической подаче стола;
б) машинно-ручным, если снятие стружки происходит при ручной подаче стола с изделием.
Вспомогательное время затрачивается на установку, выверку и снятие обрабатываемой детали, пуск и остановку вращения шпинделя, включение и выключение подачи, подвод и отвод стола к инструменту и управление станком, а также на установку инструмента на заданный размер и контроль обрабатываемой детали.
Сумма основного и вспомогательного времени составляет время оперативной работы.
Оперативным временем (Т оп) называется время, затрачиваемое на работу, непосредственным результатом которой является выполнение заданной операции:
Т оп =Т о + Т в.
Время технического обслуживания рабочего места является временем, затрачиваемым на установку (смену), подналадку (регулирование) инструмента, а также на удаление стружки.
Время организационного обслуживания рабочего места складывается из времени, затрачиваемого на чистку, смазку, осмотр и опробование станка. Часто при определении нормы штучного времени время обслуживания рабочего места (Т об) не разделяют на составляющие его части:
Т об = Т т.об + Т орг.об.
Время перерывов в работе расходуется на перерывы для отдыха и естественных надобностей рабочего. Продолжительность перерывов на отдых зависит от условий работы и включается в состав рабочего времени при выполнении физически тяжелых работ.
Помимо штучного времени, при определении технической нормы времени на ту или иную технологическую операцию необходимо учитывать подготовительно-заключительное время.
Подготовительно-заключительное время (Т п.-з) затрачивается на ознакомление с чертежом и технологическим процессом; получение инструктажа от мастера; установку и снятие инструментов и приспособлений, а также оформление и сдачу готовой продукции.
Подготовительно-заключительное время затрачивается рабочим один раз для выполнения данного производственного задания, и продолжительность его не зависит от количества деталей в партии (от размеров партии деталей).
Подготовительно-заключительное время (Т п.-з) приходится учитывать при определении штучного времени для разных калькуляционных (предварительных) расчетов, например, для установления стоимости изготовления детали. В этих случаях к штучному времени прибавляется часть подготовительно-заключительного времени, приходящаяся на одну деталь, т. е.
Т ш.-к =Т шт +Т п.-з /n мин,
где n - количество деталей в данной партии.
Норма времени на партию (Т парт) определяется согласно следующему уравнению:
Т парт =Т шт *n+Т п.-з мин.
Наибольшее значение в штучной норме времени имеют основное (машинное) и вспомогательное время, так как процесс резания, на который тратится основное время, и все рабочие приемы, на которые тратится вспомогательное время, повторяются при обработке каждой детали из партии.
Затраты основного (машинного) времени при фрезеровании зависят от общего припуска на обработку, потребного числа проходов, расчетной длины обработки и величины минутной подачи. Эта зависимость выражается уравнением
где L -расчетная длина обработки в мм;
l -длина обрабатываемой поверхности (по чертежу) в мм; l 1 -длина пути врезания и перебега инструмента в мм (определяется в зависимости от типа фрезы и способа ее установки); l 2 -дополнительная длина на взятие пробной стружки в мм; s м - минутная подача в мм/мин; h - припуск на обработку в мм; t - глубина резания в мм.
Отношение h/t определяет число проходов i.
Затраты вспомогательного времени по каждому из составляющих его элементов определяются по специальным таблицам 1 . По таким же таблицам определяется и норма подготовительно-заключительного времени.
1 «Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени» (для технического нормирования на фрезерных станках), Машгиз, 1960.
Время обслуживания рабочего места и время перерывов в работе специально не рассчитываются, а принимаются в размере определенного процента (обычно 4- 6%) от величины оперативного времени.
