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提高机械加工生产率的时间定额确定与工艺优化措施

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:时间定额不仅是衡量劳动生产率的指标,也是安排生产计划、核算生产成本和工人劳动报酬的重要依据。合理的时间定额能调动工人的生产积极性,促进工人技术水平的提高,从而不断提高劳动生产率。2)提高机械加工生产率的工艺措施制定机械加工工艺规程,要在保证零件质量的前提下,尽量采用先进工艺措施,提高劳动生产率,降低生产成本。所以,改进产品结构设计,改善生产组织和管理工作,都是提高劳动生产率的有力措施。

提高机械加工生产率的时间定额确定与工艺优化措施

1)时间定额的确定

时间定额是指在一定的生产条件下,规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额不仅是衡量劳动生产率的指标,也是安排生产计划、核算生产成本和工人劳动报酬的重要依据。合理的时间定额能调动工人的生产积极性,促进工人技术水平的提高,从而不断提高劳动生产率。

时间定额通常由定额员、工艺人员和工人相结合,通过总结过去的经验,并参考有关的技术资料直接估计确定;或者以同类产品的工件或工序的时间定额为依据进行对比分析后推算出来;也可以通过对实际操作时间的测定和分析来确定。

单件时间(t单件)是完成单件产品或产品一道工序的时间。它由下列几部分组成:

(1)基本时间(t基本)。它是指直接改变零件尺寸、形状、相对位置、表面质量或材料性质等工艺过程所消耗的时间。切削加工是指切除工序余量所消耗的时间,包括刀具的趋近、切入、切削、切出等所消耗的时间。

(2)辅助时间(t辅助)。它是指为完成工艺过程中的各种辅助动作而消耗的时间。它包括装卸工作、开停机床、改变切削用量、对刀、试切和测量所消耗的时间。

(3)布置工作地时间(t布置)。它是指为使加工正常进行,工人照管工作地点及保持正常工作状态所消耗的时间。例如,在加工过程中调整、更换和刃磨刀具、润滑和擦拭机床、清除切屑等所消耗的时间。布置工作地时间可取基本时间和辅助时间之和的2%~7%。

(4)休息和生理需要时间(t休息)。它是指工人在工作时间内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。一般可取基本时间和辅助时间之和的2%。

上述时间的总和称为单件时间。即

t单件=t基本+t辅助+t布置+t休息

(5)准备终结时间(t准备)。只指工人为了生产一批产品或零部件,进行准备和结束工作所消耗的时间。

因该时间对一批产品或零部件(批量为N)只消耗一次,故分摊到每个零件上的时间为t准备/N。

所以,成批生产时某产品单件时间定额(t定额)为:

t定额=t基本+t辅助+t布置+t休息+t准备/N

在大量生产时,因N极大,时间定额为:

t定额=t基本+t辅助+t布置+t休息

这种时间定额的计算方法目前在成批和大量生产中广泛应用。对基本时间的确定,是以手册上给出的各类加工方法的时间计算办法进行计算。辅助时间的确定,在大批大量生产中,将辅助动作分解,再分别查表计算;在成批生产中,可根据以往统计资料进行确定。

2)提高机械加工生产率的工艺措施

制定机械加工工艺规程,要在保证零件质量的前提下,尽量采用先进工艺措施,提高劳动生产率,降低生产成本。

劳动生产率是衡量生产效率的一个综合技术经济指标,它不是一个单纯的工艺技术问题,还与产品设计、生产组织和管理工作有关。所以,改进产品结构设计,改善生产组织和管理工作,都是提高劳动生产率的有力措施。若仅从工艺技术角度考虑提高机械加工生产率的措施,则有缩短单件时间、采用先进工艺方法、采用高效率自动化加工技术等。

(1)采用工艺措施缩短工艺时间

①缩短基本时间。

基本时间t基本可按有关公式进行计算。以车削为例:

式中:L——切削长度,mm;d——切削直径,mm;Z——切削余量,mm;

v——切削速度,m/min;f——进给量,mm/r;ap——背吃刀量,mm。

a.提高切削用量n、f、ap。增加切削用量将会使基本时间减小,但会增加切削力、切削热和工艺系统的变形及刀具磨损等。因此,必须在保证质量的前提下采用大的切削用量。

要采用大的切削用量,关键要提高机床的承受能力,特别是刀具的耐用度。要求机床刚度好、功率大,要采用优质的刀具材料,如陶瓷车刀的切削速度可达500m/min,聚晶氮化硼刀具的切削速度可达900m/min,能加工淬硬钢。

b.减小切削长度。在切削加工时采用多刀或复合刀具对工件的同一表面或几个表面同时进行加工,缩短基本时间。(www.xing528.com)

如图7-28(a)所示为采用三把刀具同时切削同一表面,切削行程约为工件长度的1/3;

如图7-28(b)所示为合并走刀,用三把刀具一次性完成三次走刀,切削行程约可减小2/3;

如图7-28(c)所示为复合同步加工,也可大大减小切削行程长度。

图7-28 采用多刀加工减小切削行程长度

c.采用多件加工。多件加工通常有顺序多件加工、平行多件加工和平行顺序多件加工三种方式。

如图7-29(a)所示为顺序多件加工,这样可减小刀具的切入和切出长度。这种方式多见于龙门刨床、镗床及滚齿加工中。

如图7-29(b)所示为平行多件加工,一次走刀可同时加工几个零件,所需基本时间与加工一个零件的时间相同。这种方式常用在铣床平面磨床上。

如图7-29(c)所示为平行顺序多件加工,这种加工方式能非常显著地缩短基本时间。常见于立轴式平面磨床和铣削加工中。

图7-29 采用多件加工减小切削行程长度

②缩短辅助时间。缩短辅助时间的方法主要是要实现机械化和自动化,或使辅助时间与基本时间重合。具体措施有:

a.采用先进、高效的夹具,直接缩短辅助时间。在大批大量生产时,采用高效的气动或液压夹具、自动测量装置等使辅助动作实现机械化和自动化;在单件小批生产和成批生产时,采用组合夹具或成组夹具都将缩短装卸工件的时间。

图7-30 双工位转位夹具

b.采用多工位连续加工,使辅助时间和基本时间重合。当采用回转工作台和转位夹具,能在不影响切削的情况下装卸工件,使辅助时间与基本时间重合。如图7-30所示为双工位转位夹具。

c.采用主动检验或数字显示自动测量装置,可以大大缩短停机测量时间。

d.采用两个相同夹具交替工作的方法。当一个夹具安装好工件进行加工时,另一个夹具同时进行工件的装卸,这样可以使辅助时间与基本时间重合。

③缩短布置工作地时间。采用各种快速换刀、自动换刀、对刀装置来缩短换刀和调刀时间,采用耐用度高的刀具或砂轮来减少换刀次数均可缩短布置工作地时间。在实际应用中使用不重磨刀具、专用对刀样板、自动换刀装置等。

④缩短准备和终结时间。在中、小批生产中,由于批量小、品种多,准备终结时间在单件生产中占有较大的比重,使生产率受到限制。可以采用成组技术以及零部件通用化、标准化、产品系列化等有效方法,扩大产品批量,缩短准备终结时间。

(2)采用先进工艺方法

采用先进工艺方法可大大提高劳动生产率,具体措施如下:

①在毛坯制造中采用新工艺。在毛坯制造时采用粉末冶金熔模铸造、精锻、精铸等新工艺,能提高毛坯精度,减少机械加工劳动量和节约原材料。例如,采用粉末冶金工艺制造齿轮油泵的内齿轮,可以完全取消齿形加工,只要磨削两个端平面即可。

②采用少、无切削工艺。如采用冷挤、冷轧、滚压等方法,不仅能提高生产率,而且可提高工件表面质量和精度。例如,采用冷挤压工艺制造齿轮,取代剃齿工艺,可提高生产率4倍。

③改进加工方法。如在大批量生产中采用拉削代替镗、铰削可大大提高生产率。又如,用强力磨削取代平面铣削,不仅可以在一次加工中切除大部分加工余量,而且提高了加工精度。因此,采用高生产率的机械加工工艺已经成为提高机械加工生产率的主要方向。

④应用特种加工新工艺。对于某些特硬、特脆、特韧性材料及复杂型面的加工,往往用常规加工方法难以完成加工,而采用电加工、化学加工等特种加工方法能显示其优越性和经济性。

(3)高效及自动化加工的应用

加工过程自动化是提高劳动生产率的最理想手段。但自动化加工投资大,技术复杂,因而要针对不同的生产类型,采用相应的自动化水平。

对于大批大量生产,由于工件批量大,生产稳定,可采用多工位组合机床或组合机床自动线,整个工作循环都是自动进行的,可达到很高的生产率。中小批生产的自动化可采用各种数控机床及其他柔性较高的自动化生产方式

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