Нормирование станочных работ. определение вспомогательного времени при механической об- работке заготовок. Нормирование станочных операций Время на отдых и личные надобности
Общие положения Расчет норм времени на станочные работы при механической обработке материалов производится по формулам (30. 2) и (30. 3). Оперативное время на изготовление одной детали на одном станке при обслуживании его одним рабочим определяется по формуле Tоп=Тм+Твн (31. 1) где Твн - вспомогательное время, не перекрываемое машинным, мин. Машинное время за один переход определяется по формуле Тм=L i/ (n s) (31. 2) где L- расчетная длина обрабатываемой поверхности, т. е. общая длина прохода инструментом, мм; i - число проходов; n - число оборотов шпинделя станка, мин 1; s- подача за один оборот или двойной ход, мм/мин. При нормировании отдельных видов работ расчетная длина обрабатываемой поверхности определяется с учетом особеннос тей инструмента и зависит от длины обрабатываемой поверхности l и величин врезания l 1 и перебега l 2 инструмента. Значения l 1 и l 2 назначаются по нормативам. Выбор глубины резания, подачи и числа оборотов осуществля ется при помощи нормативов режимов резания или эмпиричес ких и других формул.
Расчёт основного(машинного) времени Токарные работы Расчет основного времени осуществляется в зависимости от вида токарной работы по формулам Т 0 = Li/(ns) (31. 3) а = 0, 5(D - d), (31. 4) Где a - припуск на обработку на сторону, мм; D, d-соответ ственно внешний и внутренний диаметры обрабатываемой по верхности, мм. Формулы (31. 3), (31. 4) общие для всех токарных работ, кроме работы 3. 1. Обтачивание цилиндрической поверхности i=a/t (31. 5) где t глубина резания за проход, мм.
Одновременное обтачивание нескольких цилиндрических поверхностей всеми резцами, i=1 t 1=0, 5(D 1 -d 1) ; L=la-l 1 ; t 1=0, 5(D 2 -d 2) ; L=lb-l 1 ; t 1=0, 5(D 3 -d 3) ; L=lc-l 1 ; (31. 6) Расчет основного времени ведут по наибольшему L.
Нарезание резьбы L=(l+l 1+l 2)q; i = b/t, (31. 7) где q число заходов резьбы; b высота резьбы; To=(Lig(1/n+1/nобратн))/s где nобратн число оборотов инструмента при вывертывании его из детали
Отрезка(i=1)детали и протачивание(i=B/t , где В-ширина резца) наружных канавок. Для отрезки детали L=0, 5 D+l 2
Для растачивания одновременно соосных отверстий L =l 1 +l 2 ; L 1=l + l 1 (To подсчитывается по L наибольшему)
Машинное время определяется на основе режимов резания, ко торое устанавливают по обрабатываемому материалу, точности и характеру операций, поданным станка и инструмента. Для расчета машинного времени требуется: определить глубину резания; уста новить технологически допустимую подачу и уточнить ее по пас порту станка; определить скорость резания по нормативам и соответ ствующее число оборотов и подобрать число оборотов по паспорту станка; найти усилие резания и необходимую мощность по норма тивам; уточнить выбранный режим резания по паспорту станка.
Приведем порядок выбора режима резания при сверлении в сплошном материале на станке: по нормативам устанавливается величина наибольшей техноло гически допустимой подачи; найденная величина подачи заменяется ближайшей подачей, осуществимой на станке; установленная подача проверяется по осе вому усилию, т. е. сопоставляется усилие по установленной подаче с допустимым усилие по паспорту станка. Если это усилие превы шает наибольшее усилие, допустимое по прочности механизма по дачи станка, то подачу уменьшают на одну ступень и повторяют проверку. При рассверливании, зенкеровании указанный расчет не про изводят. По выбранной подаче и диаметру инструмента устанавливается скорость, число оборотов и мощность.
Фрезерные работы В зависимости от вида фрезерной работы ос новное время рассчитывается по формуле: Т 0= Li/sм; (31. 10) где sм- подача за 1 мин (минутная), мм/мин. Формула для расчета Т 0 общая для всех фрезерных работ, кроме работы 3.
Фрезерование плоскостей цилиндрическими фрезами
Особенностью нормирования труда на обработочных операциях является подбор наиболее рациональных режимов работы оборудования, т.е. выбор оптимального сочетания скорости резания и подачи, обеспечивающих в данных условиях, с учетом целесообразного использования режущих свойств инструмента и кинематических возможностей оборудования, наибольшую производительность и наименьшую себестоимость обработки.
Оперативное время на машинных операциях нормируется всегда раздельно: определяется время машинной работы и время вспомогательной работы.
Выбор материала режущей части инструмента и его геометрических форм является важным фактором, определяющим уровень режима резания. Основой для такого выбора являются характер и условия обработки, характеристики обрабатываемого материала.
При любом виде обработки материалов на металлорежущих станках важное значение имеет выбор оптимального режима резания, представляющее собой определенное сочетание: скорости и глубины резания, величины подачи резца.
Оптимальным режимом резания называют такой режим, при котором достигаются наименьшие затраты времени на обработку детали и минимальная ее себестоимость.
Скорость резания υ – это длина пути перемещения инструмента или заготовки в единицу времени в направлении главного движения, в результате, которого происходит отделение стружки от заготовки.
Подача s – поступательно перемещение инструмента или заготовки для последовательного снятия стружки со всей обрабатываемой поверхности.
Глубина резания t – толщина слоя металла, снимаемого за один проход, т.е. расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями. Глубина резания зависит от припуска h на обработку детали. Для сокращения времени обработки нужно стремиться работать с наименьшим числом проходов i и наибольшей глубиной резания t . В общем виде глубина резания:
t = h / i . (8.22)
Припуск на обработку для поверхностного обтачивания и растачивания, рассверливания, зенкерования, развертывания на одну сторону:
h = (D – d) / 2 , (8.23)
где D – диаметр заготовки или детали до обработки, мм;
d – то же после обработки, мм.
Припуск на обработку для торцевой обточки:
h = (L – l) / 2 (8.24)
где L – длина заготовки или детали до обработки, мм;
l – то же после обработки, мм.
Подача зависит от принятой глубины резания, шероховатости поверхности, допустимого усилия по наиболее слабому звену в системе СПИД.
Машинное время определяется на каждый переход процесса обработки детали на станке, после чего время выполнения всех переходов суммируется и включается в основное (технологическое) время для расчета нормы штучного времени.
В норму времени при нормировании труда на металлорежущих станках включаются следующие элементы:
Основное время (время, в течение которого осуществляется процесс резания);
Вспомогательное время (время, которое затрачивается на закрепление, установку и снятие заготовки, управление станком, перестановку измерительных инструментов);
Время на обслуживание рабочего места (время, которое затрачивается на замену затупившегося инструмента, регулировку, смазку и чистку станка в течение рабочей смены, уборку рабочего места);
Время на отдых и личные надобности;
Подготовительно-заключительное время (время, которое затрачивается на получение задания, ознакомление с чертежами, сдачу работы).
Слесарные работы представляют собой холодную обработку металлов резанием, выполняемую ручным (напильник, ножовка, разметка, рубка металла и др.) или механизированным (ручной пресс, электродрель, зенкер, метчик и др.) способом. Эти работы выполняются при сборке машин и механизмов, либо вместо обработки на станках, из-за неточности механической обработки. Чем меньше таких работ, тем совершеннее применяемая технология. Наибольший удельный вес слесарных работ, выполняемых при сборке, имеет место в индивидуальном и мелкосерийном производствах.
Нормирование станочных и ручных работ
Выбор рационального режима резания. Снижение затрат основного (машинного) времени на выполнение станочных работ осуществляется за счет правильного выбора режимов резания.
Основными параметрами режима резания являются: глубина резания t, подача 5 и скорость резания vv. Между этими параметрами существует определенная зависимость. Для нахождения рационального режима при заданной стойкости инструмента сначала надо выбрать глубину резания t, исходя из припуска, оставленного под обработку, а затем по глубине резания и требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности определить подачу S по нормативным таблицам К По выбранной глубине резания и подаче определяют по таблицам ориентировочную скорость резания ит.
Если резание проходит без охлаждения, скорость снижается на 20%.
Глубину резания устанавливают в миллиметрах в зависимости от припуска под обработку. При увеличении глубины резания уменьшается число проходов i, т. е. число слоев снимаемого при обработке металла, что, в свою очередь, ведет к сокращению затрат основного времени. При возможности обработку следует вести в один проход.
При обработке плоскостей на строгальных, фрезерных и плоскошлифовальных станках глубину резания определяют как разность размеров детали до и после прохода режущего инструмента.
Величину подачи выбирают по нормативным таблицам, разработанным на соответствующие виды обработки - токарные, фрезерные, строгальные и другие работы с учетом их специфики, а также в зависимости от марки режущего инструмента и геометрии его режущей части, характера обрабатываемых материалов (сталь, чугун, цветные сплавы, неметаллические материалы).
Работа с максимальной глубиной резания и максимально возможной подачей сокращает до минимума затраты машинного времени. Однако при выборе подачи нужно помнить, что от нее зависит шероховатость обработанной поверхности. Поэтому при чистовой токарной обработке обычными проходными и расточными резцами подача должна быть 5-0,6 мм/об, при черновой обработке этими же инструментами 5>0,6 мм/об.
Вспомогательное время на установку и снятие детали берут из нормативных таблиц и оно составляет от 0,2 до 4 мин (при массе детали от 1 до 30 кг).
Вспомогательное время на один проход берут из нормативных таблиц; оно равно от 1 до 1,2 мин на первый проход и от 0,04 до 0,05 мин на каждый последующий.
Подготовительно-заключительное время определяется по нормативным таблицам и оно равно от 8 до 10 мин; в случае установки люнета прибавляют 4-5 мин, замены круга - 8-9 мин.
Нормирование ручных работ. Слесарные работы, выполняемые в организациях по ремонту дорожной техники (на заводах, в мастерских, в полевых условиях), разнообразны по характеру.
Основные их виды: установка, выверка и снятие заготовок при разметке, окраска поверхности кистью меловым раствором, разметка, кернение, рубка зубилом, резка ножовкой вручную, опиловка кромок и фасок, шабровка поверхностей, сверление отверстий ручной или электрической дрелью, нарезка и исправление резьбы на стержнях и в отверстиях, изготовление и наложение заплат на пробоины и трещины, разделка трещин под заварку, опиловка и зачистка сварных швов, правка на плите молотком погнутых стержневых деталей и т. п. Нередко та или иная поломка, полученная в процессе эксплуатации механизма или при его разборке, вызывает необходимость применения целого комплекса слесарных работ для устранения дефектов. Например, срыв внутренней резьбы на базисных деталях часто может быть устранен лишь постановкой дополнительной ремонтной детали. Для этого проводят следующие слесарные работы: рассверливание испорченной резьбы под большой размер и нарезание новой резьбы для постановки ремонтной детали, завертывание ремонтной детали; сверление отверстия диаметром 3 мм под запорный штифт; отрезание и забивку штифта; опиливание и зачистку ремонтной детали заподлицо с- основным материалом базисной детали.
Нормы времени на слесарные работы включают все составляющие согласно структурной формуле, однако при слесарных работах преобладает ручной труд, поэтому основное время трудно отделить от вспомогательного. Вспомогательное время при этих работах затрачивается рабочим почти непрерывно для создания условий выполнения основной работы (поднять деталь, повернуть ее в удобное положение, взять и положить ключ), поэтому, как правило, сразу определяют сумму этих двух частей нормы, т. е. оперативное время. Величина оперативного времени зависит от вида самой работы» размера обрабатываемой детали, припуска на обработку, заданной точности обработки, шероховатости поверхности, твердости материала обрабатываемой детали, применяемого инструмента и уровня организации рабочего места слесаря. Оперативное время определяют по заранее составленным нормативным таблицам на соответствующие виды работ или на основе данных хронометражных наблюдений.
Дополнительное время на слесарных работах предусматривается на раскладку инструмента в начале и уборку в конце смены, уход за рабочим местом, оборудованием и приспособлениями на протяжении всей смены (удаление из рабочей зоны стружек опилок, обрезков и т. п.), подналадку оборудования в процессе работы и смену затупившегося инструмента, естественные надобности рабочего. Оно составляет 8% от оперативного.
При расчете норм времени на токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные и хонинговальные работы необходимо использовать учебные пособия и справочную литературу по основам технического нормирования труда в машиностроении.
Токарные, сверлильные и фрезерные работы . Норма времени, мин, на основные станочные операции при механической обработке материалов определяется по следующим зависимостям:
Т шт = Т ОП + Т ОРМ + Т ОЕ, (3.100)
где Т шт – штучное время, мин;
Т п.з – подготовительно-заключительное время, мин (время на ознакомление с чертежом, на получение инструктажа, инструмента, приспособлений, заготовок, установку приспособлений и наладку станка, снятие инструмента и приспособления, сдачу работы контролеру). Значения Т п.з выбираются по таблицам 3.53…3.55;
Т ОРМ – время обслуживания рабочего места, затраченное на поддержание рабочего места в состоянии готовности для выполнения заданной работы, мин (табл. 3.56);
n – количество деталей в партии (в учебных целях можно принять n = 20 штук);
Т ОЕ – время на личные потребности, мин (Т ОЕ = 0,025 Т ОП).
Таблица 3.53 – Подготовительно-заключительное время при работе
на токарных станках, мин
Таблица 3.54 – Подготовительно-заключительное время при работе
на сверлильных станках, мин
Таблица 3.55 – Подготовительно-заключительное время при работе
на фрезерных станках, мин
Таблица 3.56 – Время на обслуживание рабочего места
Оперативное время (Т оп) на изготовление одной детали на одном станке при обслуживании его одним рабочим определяется по формуле:
Т ОП = Т о + Т в, (3.101)
где Т о – основное (машинное) время, мин;
Т в – вспомогательное время, не перекрываемое машинным, мин (установка и снятие деталей со станка, пуск и остановка станка, подвод и отвод режущего инструмента, измерение размеров и т.п.). Значения Т в выбираются по таблицам 3.57…3.60.
Таблица 3.57 – Вспомогательное время при точении, мин
Таблица 3.58 – Вспомогательное время при работе на сверлильных
станках, мин
Таблица 3.59 – Вспомогательное время на промеры, мин
Таблица 3.60 – Вспомогательное время при работе на фрезерных
станках, мин
Основное (машинное) время, мин, за один проход
Т о = L · i / n · S, (3.102)
где L – расчетная длина обрабатываемой поверхности, т.е. общая длина прохода инструмента, мм;
n – число оборотов шпинделя станка, мин -1 ;
S – подача за один оборот или двойной ход, мм/мин.
При нормировании отдельных видов работ (токарных, сверлильных и фрезерных) расчетная длина обрабатываемой поверхности определяется с учетом особенностей инструмента и зависит от длины обрабатываемой поверхности, а также значений врезания и прохода инструмента:
L = l + l 1 + l 2 + l 3 , (3.103)
где l – величина перемещения инструмента (детали) в направлении подачи, мм;
l 1 – длина врезания инструмента, мм (рассчитывается по формулам в соответствии с геометрией инструмента и глубиной резания t). При точении l 1 = t · ctg φ. В расчетах главный угол в плане можно принять равным φ = 45 о, тогда l 1 = t;
l 2 – длина прохода и перебега инструмента, мм (l 2 = 2…5 мм);
l 3 – длина проходов при взятии пробных стружек, мм (табл. 3.61).
Таблица 3.61 – Длина прохода в зависимости от измерительного
инструмента и измеряемого размера
Шлифовальные работы . Нормирование шлифовальных работ выполняют в следующей последовательности: выбор шлифовального круга с необходимой характеристикой; определение припуска на обработку продольной и поперечной подач (глубина шлифования); расчет основного времени.
Основное время, мин, при поперечном шлифовании:
где S п – поперечная подача на один оборот детали (S п = 0,0025…0,02 мм/об);
t – припуск на шлифование (на сторону), мм.
Вспомогательное время, Т в, мин, при поперечном шлифовании выбирается из таблицы 3.62, а дополнительное время, Т д, мин, можно принять в пределах 7 % от оперативного времени Т оп.
Подготовительно-заключительное время при поперечном шлифовании рекомендуется принимать Т п.з = 14…18 мин.
Основное время, мин, при продольном шлифовании:
где L – длина продольного хода стола, мм;
i – число проходов инструмента;
n д – частота вращения детали, мин -1 ;
S – продольная подача, мм/об;
К – коэффициент точности (при черновом шлифовании принимается равным К = 1,1; при чистовом – К = 1,4).
Таблица 3.62 – Вспомогательное время при работе на
круглошлифовальных станках, мин
При шлифовании на проход:
L = l + (0,2…0,4) · В к. (3.106)
При шлифовании в упор:
L = l – (0,4…0,6) · В к, (3.107)
где l – длина шлифуемой поверхности, мм;
В к – ширина шлифовального круга, мм.
Вспомогательное, дополнительное и подготовительно-заключительное время определяется так же, как и для поперечного шлифования.
Хонинговальные работы . Назначение хонинговальных работ – это доводка внутренних поверхностей до требуемой точности и шероховатости. Эти работы осуществляются на хонинговальных станках, которые имеют вращающийся шпиндель с поступательно-возвратным движением. На конце шпинделя закрепляется специальный инструмент – хон (оправка со вставленными абразивными брусками), который имеет два одновременных движения: вращательное и поступательно-возвратное. При этом движении бруски должны выходить из обрабатываемого отверстия на некоторую длину, называемую перебегом бруска.
Основное (машинное) время, мин, на хонинговальные работы определяется по формуле:
где t – припуск на хонингование, мм (t = 0,03…0,05 мм);
n дв.х – число двойных ходов головки;
S Р – радиальная подача на один двойной ход доводочной головки, мм (S Р = 0,001…0,002 мм).
Представляет собой установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов (ГОСТ 3.1109-82). При этом под производственными ресурсами понимают энергию, сырье, материалы, инструмент, рабочее время и тому подобное.
Техническое нормирование
При проектировании технологических процессов особенно важной задачей является техническое нормирование технологических процессов, то есть нормирование труда.
Нормой времени называют регламентированное время выполнения некоторого объема работ в конкретных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Обычно за единицу объема работ берется технологическая операция.
Нормы времени могут быть определены различными методами.
Опытно-статистический метод нормирования
Опытно-статистический метод технического нормирования предполагает установление нормы времени на всю операцию путем сравнения с нормами выполнения в прошлом аналогичных работ. Основой этого метода является квалификация и личный опыт нормировщика. Область применения - единичное и мелкосерийное производства.
Расчетно-аналитический метод нормирования
Суть этого метода заключается в том, что нормируются элементы технологической операции: технологические и вспомогательные переходы и т. д. Такая норма времени называется технически обоснованной.
Штучное и штучно-калькуляционное время
В зависимости от типа производства могут рассчитывать или штучно-калькуляционное время Тшт-к или штучное Тшт. Структура этих норм такова:
Тшт-к = Тшт + (Тп.з./n) (мин), (4.10), где
Тшт = То + Тв + Ттех.обсл + Т орг.обсл + Т отд
Рассмотрим каждую из составляющих этих времен:
То - основное время;
Тв - вспомогательное время;
Ттех.обсл - время на техническое обслуживание;
Торг.обсл - время на организационное обслуживание;
Тотд - время на регламентированы перерыва (на отдых);
Тп.з. - подготовительно заключительное время;
n - число изделий в партии;
Сумма То + Тв - называется оперативным временем Топ.
Основное время
Основное время при техническом нормировании механической обработки рассчитывается на каждый технологический переход. Эта часть штучного времени тратится непосредственно на изменение или определения состояния предмета труда:
То = Lp/Sмин * i (мин), (4.11), где
Lр - расчетная длина обработки, мм (рисунок 4.3);
Sмин- минутная подача, мм / мин;
i - количество рабочих ходов;
Lр = Lдет + lвр + Lвых (мм),
где Lдет - длина обрабатываемой поверхности детали по чертежу, мм;
Lвр - длина врезки инструмента, мм;
Lвых - длина хода инструмента, мм.
Lвр предназначена для обеспечения безопасного входа инструмента в заготовку на рабочей подаче, а Lвых - для гарантированного выхода его поверхность после окончания ее обработки. В случаях обработки не на проход, сверления глухого отверстия и тому подобных, ход инструмента может отсутствовать. Это необходимо учитывать при определении расчетной длины обработки.
Рисунок 4.3 - Составляющие расчетной длины обработки
Вспомогательное время Тв - часть штучного времени, затрачиваемое на выполнение приемов, необходимых для обеспечения возможности обработки и дальнейшего определения состояния предмета труда (установка и снятие заготовки, управление станком, измерение размеров).
Нормирование вспомогательного времени
Выполняя техническое нормирование , расчет вспомогательного времени выполняют с помощью нормативов времени с разной степенью детализации.
Время обслуживания Тоб рабочего места - часть штучного времени, затрачиваемого исполнителем на поддержку средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ним и рабочим местом.
Обслуживание рабочего места разделяют на организационное и техническое.
Затраты времени на техническое обслуживание Ттех.обс предусматривают выполнение смены инструмента , который затупился, регулировки и подналадки станка и др.
Время на организационное обслуживание Торг.обс предусмотрено на уход за рабочим местом - испытание и осмотр оборудования, получения инструктажа в течение смены от мастера или бригадира, очистки и смазки оборудования, уборка рабочего места и др.
Техническом и организационного обслуживание устанавливают по нормативам времени в процентах от оперативного времени (до 4-8%).
Время на отдых и личные надобности
Техническое нормирование подразумевает выделения времени на отдых и личные надобности Тотд - часть штучного времени, затрачиваемого работающим на личные нужды и (при утомительных работах) - на дополнительный отдых. Это время определяют в процентах от оперативного времени. Для механических цехов оно примерно составляет 2,5 - 4% от оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время
Тп.з. - интервал времени, затрачиваемого на подготовку оборудования и средств технологического оснащения для выполнения технологической операции и упорядочения последних после окончания выполнения операции. Его назначают на всю партию заготовок, подлежащих обработке на операции. Это время определяется по нормативам, в которые входят наладка средств технологического оснащения; ознакомление с работой (чертежам, технологическим процессом , инструкциями и др.); получения материалов, инструментов, а также на работы по окончании обработки партии заготовок - сдача изготовленных деталей, снятия со станка технологической оснастки, приведение в рабочее состояние оборудования.
Штучное время
Штучно-калькуляционное Тшт-к время определяется в единичном, мелкосерийном и иногда в среднесерийном производстве для операций, наладку оборудования для которых выполняет сам рабочий.
Штучное время рассчитывается при таких типах производства, когда оборудование налаживает наладчик, а рабочий только выполняет на нем работу (среднесерийное, крупносерийное и массовое производство).
Время выполнения операции
Расценка выполнения операции во время технического нормирования может быть рассчитана по следующей формуле:
Соп = Тшт (Тшт-к) * С г.с.,
где Соп - расценка за выполнение операции; Тшт (Тшт-к) - соответствующая норма времени на операцию (часов) Сг.с. - часовая тарифная ставка рабочего соответствующего разряда (руб).
Кроме рассмотренного выше поэлементной нормирования, для установления нормы времени на практике иногда применяют такие методы, как хронометраж и фотография рабочего дня.
Хронометраж и фотография рабочего дня
С помощью хронометража изучают затраты времени на выполнение циклически повторяющихся ручных и машинно-ручных элементов операции. Его применяют при проектировании рационального состава и структуры операции, для установления нормальной продолжительности их элементов и на этой основе - заключение нормативов для расчетов технически обоснованных норм времени. Хронометраж также применяют при изучении передовых методов работы с целью их распространения.
Фотография рабочего дня – так же метод технического нормирования, который заключается в изучении и измерении всех затрат времени путем наблюдения в течение одной или нескольких изменений. При этом, в отличие от хронометража, фиксируют расходы, не только связанные с выполнением операции, а также с организацией производства (временные простои по различным причинам: отсутствие заготовок, инструмента и т.п.).
