Техническое нормирование станочных операций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Техническое нормирование станочных операций

Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу "Технология автоматизированного производства" для студентов направления ООП 151900 "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств"

Цель работы

- Приобретение навыков по техническому нормированию операций механической обработки заготовок деталей машин на металлорежущих станках аналитически-расчётным методом.

- Приобретение навыков по техническому нормированию операций механической обработки заготовок деталей машин на металлорежущих станках аналитически-исследовательским методом.

Задание

1. Составить план операции и эскиз обработки для детали, показанной на рисунке 1.16.П.

2. Рассчитать штучное время изготовления детали.

3. Определить время изготовления детали путем хронометрирования отдельных приемов.

Рис 1. Эскиз детали

Необходимое оборудование и технологическая оснастка

Токарный станок модели 16К20. Приспособление: трёхкулачковый патрон. Резцы: проходной, подрезной. Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-89, микрометры МК25, МК50 ГОСТ 6507-90, секундомер (по 1 шт. на бригаду). Заготовки: валики круглого сечения (рис. 1.16), материал - сталь 45.

Трудоёмкость изготовления изделия определяют на основе выявления и расчёта временных связей в производственном процессе.

Время, затрачиваемое на операцию и называемое штучно-калькуляционным, определяется по формуле

,

где Т_п.э - подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на совокупность работ, связанных с подготовкой изготовления партии деталей; n - количество деталей в партии, шт; t_шт - штучное время, непосредственно затрачиваемое на изготовление одной детали.

Подготовительно-заключительное время включает следующие составляющие:

(1)

где - время, затрачиваемое на чтение чертежей и ознакомление с задачей; - время, расходуемое на получение и установку инструмента, приспособлений; t₀ - время, требующееся для настройки оборудования; t_c - время, необходимое для размерной и статической настройки оборудования.

В свою очередь, t_шт представляет собой время, затрачиваемое на выполнение данной операции. Оно определяется как сумма четырёх составляющих:

(2)

нормирование заготовка металлорежущий

где - основное технологическое время; t_B - вспомогательное время; t_oб - время на обслуживание рабочего места; t_д - время на отдых и дополнительные надобности.

Основное технологическое время непосредственно затрачивается на изменение размеров и формы заготовки, которые происходят при механической обработке. В процессе сборки затрачивается на изменение относительного положения детали. Если эти изменения осуществляются с помощью машин, например, станков-полуавтоматов, автоматов или промышленных роботов, то основное технологическое время называется машинным: = Т_маш.

Если же эти изменения осуществляются непосредственно человеком, как, например, при выполнении слесарных работ, в процессе ручной сборки, то основное технологическое время называется ручным. При выполнении переходов, выполняемых оборудованием с непосредственным участием рабочего, основное технологическое время называется машинно-ручным.

Вспомогательное время затрачивается на приёмы и переходы, сопутствующие выполнению основных технологических переходов. К ним относят установку и съём заготовки, пуск и остановку станка, подвод и отвод инструмента, выполнение измерений, удаление стружки и пр.

Сумма затрат основного и вспомогательного времени представляет собой оперативное время:

(3)

Время на обслуживание рабочего места тратится на уход за рабочим местом с целью поддержания его в рабочем состоянии. Различают техническое и организационное обслуживание. Первое предполагает выполнение таких работ, как удаление стружки, смазку направляющих станка, приведение в порядок рабочего места. Второе предусматривает выполнение поднастройки технологической системы, замену затупившегося инструмента.

При укрупнённом определении затрат штучного времени время на обслуживание, отдых и дополнительные надобности определяют в процентах от оперативного времени (k, %) по формуле

. (4)

Машинное время при механообработке на станках представляет собой время прохождения инструмента на рабочей подаче (рис. 1.17) и определяется в общем случае по формуле

, (5)

где L - длина участка, проходимого на рабочей подаче, мм; i - количество последовательно выполняемых рабочих ходов (проходов); S₀ - подача на оборот (мм/об).

С учётом соотношения между подачей на оборот и подачей в минуту S_м:

, (6)

где п - частота вращения шпинделя (об/мин); S_м - минутная подача (мм/мин), выражение (1.10) принимает вид

мин (7)

Длину участка L, проходимого на рабочей подаче, определяют согласно выражению

, (8)

где - соответственно длина врезания и перебега (рис. 1.17); - длина обрабатываемой поверхности.

Рис. 2. Схема к определению траектории, проходимой инструментом на рабочей подаче

Выражение (1.12) является общей формулой, которая с небольшими изменениями может быть использована для расчёта машинного времени при выполнении обработки на различных станках.

Машинное время при обработке на станках-автоматах и полуавтоматах определяется как сумма времени на все не совмещённые основные технологические и вспомогательные переходы, выполняемые в цикле работы станка:

, (9)

где - время на основные технологические переходы, мин; Т_в - время на вспомогательные переходы, мин.

Так, при обработке на одношпиндельных автоматах Т_в включает время на подачу и зажим прутка, на не совмещённые повороты револьверной головки и другие вспомогательные переходы. На многошпиндельных автоматах Т_в включает также время на поворот шпиндельного блока (барабана) и на подвод и отвод суппортов. Численные значения этих составляющих определяют на основании схемы обработки заготовки и паспортных данных станка.

На многошпиндельных и многопозиционных станках-автоматах, когда выполняется параллельно-последовательная обработка заготовок в 4, 6 или 8-и позициях, время цикла обработки Т_ц определяется по наиболее продолжительному технологическому переходу Т_ц = Т_маш. При этом, если за время цикла происходит изготовление 2, 3 или более деталей, то штучное время изготовления одной составляет

,

где п -- количество изготовляемых деталей за цикл.

При изготовлении деталей на станках с ЧПУ, на многооперационных станках типа «обрабатывающий центр» и на робототехнических модулях машинное время определяется как сумма затрат времени на все не совмещённые во времени основные технологические и вспомогательные переходы, выполняемые в цикле работы технологического модуля. В состав таких переходов входят:

- замена заготовки и спутника t_cп, мин;

- автоматическая замена инструмента t_ин, мин;

- холостые перемещения, связанные с поворотом стола t_{п. x}, мин,

- с подводом и отводом рабочих узлов t_x.x, мин;

- выполнение обработки t_о.т, мин;

- автоматический контроль в цикле работы станка t_к, мин.

С учётом этого затраты вспомогательного времени составляют

(10)

Таким образом, с учётом формулы (1.14) машинное время обработки на многооперационном станке можно рассчитать по формуле

(11)

где k - число не совмещённых основных технологических переходов; l, m, n, q - числа, определяющие количество не совмещённых вспомогательных переходов, связанных с заменой инструмента, поворотом стола, подводом и отводом рабочих узлов, выполнением автоматического контроля в цикле работы станка.

Задачей технического нормирования является установление технически обоснованных норм времени на выполнение технологических операций и норм выработки, что является основой для правильной организации труда и внутризаводского планирования. Под технической нормой времени понимают время, установленное на выполнение данной операции при определённых организационных и технических условиях и наиболее эффективном использовании всех средств производства с учётом передового производственного опыта.

Норма времени представляет собой регламентируемые затраты времени на выполнение определённой технологической операции. Она состоит из нормы подготовительно-заключительного времени и нормы штучного времени.

Рассмотрим кратко основные методы нормирования [25].

Аналитически-расчётный метод. Продолжительность машинного времени рассчитывают по формулам, аналогичным (1.10), (1.12), с учётом применяемого станка и способа обработки. Исходные данные для подсчёта Т_маш - в рабочих чертежах деталей и технологических процессах их изготовления. Анализируя чертёж детали и технологию её изготовления, определяют длину обрабатываемой поверхности, число проходов и расстояния на врезание и выход инструмента. Режимы обработки находят из нормативов по режимам резания и паспортным данным на оборудование и инструмент [20].

Нормирование основного технологического времени следует выполнять с учётом разновидностей выполняемой операции:

- автоматизированной, когда основное время является машинным;

- механизированной, когда основное время является машинно-ручным;

- ручной, когда основное время является ручным.

Затраты вспомогательного времени на выполнение ручных приёмов (установку и снятие заготовки, включение и выключение оборудования и т. д.), а также подготовительно-заключительного обслуживания рабочего места и времени на личные потребности определяют по нормативам из соответствующих справочников по нормированию [12].

В результате возможно отдельно рассчитать машинное время и время, затрачиваемое на вспомогательные и ручные приёмы, а затем путём суммирования не совмещённых во времени переходов подсчитать оперативное время.

Аналитически-расчётный метод нормирования является наиболее точным, его применяют в крупносерийном и массовом производствах, для которых правильное установление норм времени особенно важно.

Аналитически-исследовательский метод предусматривает использование данных, полученных в результате измерения и изучения затрат рабочего времени непосредственно на рабочих местах путём проведения фотографии рабочего времени, хронометража или фотохронометража. При этом операции структурно делят на отдельные приёмы, элементы приёмов, границами между которыми являются фиксажные точки. Обработанные данные систематизируют и используют для определения продолжительности машинно-ручных и ручных приёмов основного и вспомогательного времени, а также подготовительно-заключительного времени и времени, затрачиваемого на обслуживание рабочего места. Машинное время определяют так же, как и при аналитически-расчётном методе - с учётом режимов работы оборудования и необходимой длины обработанной поверхности.

С помощью хронометража изучают затраты времени на выполнение циклически повторяющихся ручных и машинно-ручных приёмов и элементов операций. Его применяют также для проектирования рациональных по составу и структуре операций, для разработки на этой основе нормативов, которые используют при назначении технически обоснованных норм времени. Хронометраж также необходим при изучении передовых методов работы с целью их последующего распространения.

В условиях крупносерийного и массового производства в начале освоения технологического процесса нормы времени устанавливают с использованием аналитически-расчётного метода. А затем при необходимости их уточняют и корректируют на основе аналитически-исследовательского метода, трудоёмкость которого значительно выше.

Нормирование с использованием укрупнённых нормативов применяют в серийном и мелкосерийном производствах при сравнительно малых партиях изготавливаемых деталей, когда затраты на нормирование не должны быть большими. С помощью предварительно составленных таблиц или графиков определяют суммарные затраты штучного времени на выполнение определённой операции.

Наибольшее распространение получили следующие разновидности укрупнённого метода:

нормирование, основанное на разделении операции на укрупнённые части, для чего разрабатывают укрупнённые нормативы времени на комплексы приёмов;

нормирование по нормативам времени на выполнение отдельных технологических переходов, обработку поверхностей или комплексов поверхностей;

нормирование по типовым нормам времени, для чего разрабатывают типовой технологический процесс, общий для группы сходных по конструкции деталей, а затем на операции типового технологического процесса аналитически-расчётным методом устанавливают типовые нормы времени.

Статистический метод предусматривает установление нормы штучного времени на выполнение всей операции. Она основывается на сборе и обработке статистических данных о времени, фактически затраченном на выполнение аналогичных операций при изготовлении подобных деталей на станках одинакового типоразмера. С этой целью на предприятии составляют и поддерживают базу данных по затратам штучного времени на выполнение определённых операций, которая выполняет роль заводских нормативов, используемых при планировании и организации данного производства.

В основу опытного метода положен производственно-технический опыт работника, устанавливающего нормы времени на отдельные операции. При использовании данного метода норма штучного времени устанавливается на выполнение всей операции на основе личного опыта нормировщика или инженера-технолога.

Статистический и опытный методы нормирования ещё называют «методы суммарного нормирования», так как нормы времени в них устанавливаются сразу на всю операцию без анализа технологического процесса и выявления возможностей технологической системы, без учёта передового опыта. Они, по существу, фиксируют достигнутый в прошлом уровень производительности труда и не отражают новых возможностей более производительного и экономичного использования средств производства и внедрения новой техники.

Подробнее: раздел «Затраты времени на осуществление технологического процесса» [3], раздел «Нормирование технологических операций [7], раздел «Временные связи в производственном процессе» [25].

ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Составить план обработки заготовки детали (рис. 1.16). Разработать эскиз технологической операции, на котором: - изобразить заготовку в том положении, которое она будет занимать на станке;

- обозначить обрабатываемые поверхности утолщённой линией (2...3)S;

- указать размеры обрабатываемых поверхностей;

- в соответствии с выбранной схемой базирования показать базирующие поверхности;

- указать используемые зажимы в соответствии с условными обозначениями по ГОСТ 3.1108-83;

- показать движения заготовки детали.

Таблица 1 Хронометражная карта

Примечания. 1. Т - текущее, накапливающееся время; П - продолжительность выполнения приёмов и переходов. 2. Цифры приведены для примера

Подобрать режимы резания с учётом обрабатываемого материала, материала режущей части инструмента, вида и характера обработки, а также паспортных данных станка [12, 20].

Рассчитать основное технологическое t_{о.т T} и штучное время t_шт аналитически-расчётным методом.

Подготовить карту наблюдений (хронометражную карту, табл. 1.7). Наметить и записать в карте точки фиксирования отдельных приёмов и переходов (например, «взять деталь и закрепить в патроне», «подвести резец», «включить скорость и подачу» и т. д.).

Выполнить последовательно все приёмы и обработать поверхности заготовки детали, фиксируя время выполнения каждого приёма и перехода. Рекомендуется наблюдения делать одновременно нескольким студентам. Например, первый студент замечает по секундомеру продолжительность выполнения всей операции, второй и третий студенты замечают по секундомеру продолжительность выполнения отдельных приёмов. Хронометрирование операции необходимо проделать несколько раз. Данные наблюдений записываются в подготовленную карту (табл. 1.7).

Обработать результаты наблюдений, сравнить расчётное время с фактическим по наблюдениям. Сделать сравнение и выводы. Указать возможные пути уменьшения штучного времени на рассмотренной операции. Оформить отчёт (прил. 10) и сдать зачёт преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Что такое «техническое нормирование»?

2. Что такое «техническая норма времени»?

3. На выполнение каких работ затрачивается основное технологическое время?

4. В каких случаях основное время называют «машинным», «ручным» или «машинно-ручным»?

5. На выполнение каких работ затрачивается вспомогательное время?

6. На выполнение каких работ затрачивается подготовительно-заключительное время?

7. Что такое оперативное время?

8. Запишите уравнение штучного времени.

9. Чем штучное время отличается от штучно-калькуляционного?

10. Перечислите основные методы нормирования и области их применения.

11. Нормирование с использованием аналитически-расчётного метода.

12. Нормирование с использованием аналитически-исследовательского метода.

13. Нормирование с использованием укрупнённых нормативов.

14. Статистический метод нормирования.

15. Опытный метод нормирования.

Размещено на Allbest.ru