如何提高劳动生产效率？

在制定工艺规程时，必须妥善处理劳动生产效率与经济性问题。机械制造工艺规程的优劣，是以经济效果的好坏为判别标准的，也就是说要力求机械制造的产品优质、高产、低成本。

劳动生产效率，是指一个工人在单位时间内生产出的合格产品的数量，也可用完成单件产品或单个工序所耗费的劳动时间来表示。机械加工的经济性，则是研究如何用最少的消耗来生产出合格的机械产品。

提高劳动生产效率不单纯与机械加工技术有关，而且还与产品设计、生产组织与管理工作有关，是个系统工程的问题。这里主要讨论与机械加工工艺有关的提高劳动生产效率的途径。

合理地利用高生产效率的机床和工艺装备，采用先进的工艺方法，进而达到缩减各个工件的单件时间，是提高生产效率的根本途径。

1.缩减单件工时定额

生产类型不同，组成单件工时的各类时间所占比重不同。例如，据统计，在小批生产中，就切削加工过程来说，工件在机床上实际切削、磨削的时间占30%左右，而消耗在装卸、定位、测量和换刀等辅助时间占70%。因此，要提高生产效率，必须首先降低占单件生产时间中比重较大的部分，现分述如下。

（1）缩减基本时间

①提高切削用量。增大切削速度、进给量和切削深度，都可以缩减基本时间，从而减少单件工时时间这是机械加工中广泛采用的提高劳动生产效率的有效方法。

提高切削用量会使工艺系统的弹性变形加大、切削温度升高、刀具磨损增大以及增加振动，从而影响加工精度和表面质量，因此，切削用量的增加受到了限制。采用先进刀具和优化刀具参数、改进机床、提高刀具刚度和机床的驱动功率，可以突破切削用量增加受到的限制。

目前硬质合金的车削速度可达200 m/min，近年来出现的聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼新型刀具材料，其切削速度可达900 m/min。

磨削的发展趋势是高速磨削和强力磨削，目前采用的磨削速度达60 m/s，国外已生产出全封闭的磨削速度达90～120 m/s的高速磨床。采用缓进给强力磨削，磨削深度可达6～12 mm，最大可达37 mm，国外已用磨削代替铣削或刨削来进行粗加工。

②缩减工作行程长度。工件上需要进行加工的长度一般已由零件设计图纸所决定，但实际加工中，仍可以采取措施设法缩短切削行程。

采用多刀或复合刀具加工可以大大缩减工作行程长度，或使切削行程长度部分或全步重合，从而减少基本时间。例如，用几把刀具同时切削同一表面（如图4-4所示），改纵向进给为横向进给（宽砂轮做切入磨削等）。

③采用多件加工，如图4-25所示，共有三种形式。

a.顺序多件加工，如图4-25（a）所示滚齿等加工中，工件按走刀方向顺序地装夹并加工，这样可以缩减刀具的切入和切出时间，从而提高生产效率。

b.平行多件加工，如图4-25（b）所示铣削等加工中，工件平行排列，一次走刀可以同时加工多个工件，而每个工件的基本加工时间只是原来的1/n。

c.平行顺序加工，如图4-25（c）平面磨削中，它是上述两种形式的综合，这种情况缩短基本时间的效果更加明显。

图4-25　多件加工示意图

（a）顺序多件加工；（b）平行多件加工；（c）平行顺序加工
1—滚刀；2—工件；3—砂轮；4—铣刀

（2）缩减辅助时间

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

①直接缩减辅助时间。

a.采用先进夹具。在大批量生产中采用气动、液动、多件、高效夹具。对于中小批生产，由于受到专用夹具制造成本的限制，可设法采用组合夹具，如果采用成组加工工艺，也可对多品种中小批生产的工件采用高效的成组夹具。

b.采用各种辅助工具，可以减少更换和装夹刀具的时间。

c.采用主动测量装置或数字显示装置，可以减少加工过程中的测量时间。在各类机床上配备主动测量装置和数字显示装置，把加工过程中工件尺寸的变化情况连续显示出来，工人可以根据主动测量装置和数显装置显示的数据控制机床，节省了停机测量的辅助时间。

②将辅助时间与基本时间重合。

a.采用可换夹具或可换工作台交替进行工作。例如，在多刀半自动车床或外圆磨床上加工以心轴定位的工件时，可采用两根同样的心轴，用一个心轴对一个工件加工时，另一个心轴对另一个工件进行装卸。

b.采用多工位夹具，如图4-2所示，在立式钻床上采用多工位夹具工作的例子就是将工位Ⅰ处装卸工件的辅助时间与工位Ⅱ处钻孔、Ⅲ处扩孔、Ⅳ处铰孔的基本时间完全重合。

c.采用连续加工，连续加工可显著提高生产效率。在大量生产和成批生产中铣削平面和磨削平面时得到广泛的应用。例如，图4-26所示立式连续回转工作台铣床加工的实例。机床有两根主轴顺次进行粗铣削、精铣削，装卸工件时机床不停机，因此辅助时间与基本时间完全重合。(www.xing528.com)

图4-26　立式连续回转工作台铣床

1—工件；2—精铣刀；3—粗铣刀

（3）缩减布置工作地时间

布置工作地时间中，主要是消耗在更换刀具和调整刀具的工作上。因此，缩短布置工地时间的主要途径是，缩短刀具的调整时间和每次更换刀具的时间，或者提高砂轮和刀具的耐用度，在实际中使用不重磨刀片、专用对刀样板和自动换刀装置等。

（4）缩减准备和终结时间

缩减准备和终结时间的主要方法是增加零件的生产批量和减少调整机床、刀具和夹具的时间。

①夹具和刀具调整通用化。目前多品种、中小批量生产中，应用相似性原理，采用成形工艺，应用成组夹具对相似零件组的同一工序加工时，成组夹具只要少许调整就可以适应相似零件组同一工序中每一工件的加工要求，这样大大缩短了准备和终结时间。

②采用可换刀架和刀夹。例如，转塔车床可配备备用转塔刀架，事先按加工对象调整好，当更换加工对象时，把事先调整好的转塔刀架换上，用较少的准备和终结时间就可进行加工。

③采用刀具的微调和快调机构。在多刀加工时，调整刀具特别费时，常常在刀夹尾部装上微调机构，这样可以大大减少调整时间。

④减少夹具在机床上安装找正时间。如在夹具体上设计定位键等措施。

⑤采用准备、终结时间极少的先进加工设备。

2.采用先进的工艺方法

采用先进的工艺方法是一种提高劳动生产效率的有效工艺途径，主要有以下几个方面：

①先进的毛坯制造方法。

②少切削、无切削新工艺。如采用冷挤、冷轧等方法，不仅能提高生产效率，而且工件的表面质量和精度能明显改善。例如，用冷挤齿轮替代剃齿，生产效率提高4倍，表面粗糙度Ra值能稳定地达到0.8～0.4 um。

③采用特种加工。对特硬、特脆、特韧材料及其复杂型面的加工，常采用特种加工方法。例如，用电火花加工锻模、用线切割加工冲模等均可节省大量的钳工劳动，提高生产效率。

④改进加工方法。在大批量生产中，以拉削替代铣削、镗削，以粗磨代替铣削，在成批生产中，以精刨、精磨代替刮研等。

3.提高机械加工自动化程度

（1）自动生产线加工

在大批大量生产中，可以广泛采用专用机床或组合机床，并组成生产线，操作者只要在自动线一端上料，另一端卸下工件即可。自动生产线上有严格的生产节拍和重要工序的自动监测、故障停机报警等功能装置，生产效率极高。

（2）高效自动化机床加工

中小批量生产占机械加工的大多数，不适用于在自动生产线生产。为了提高这部分加工的劳动生产效率，一般采用以下方法。

①自动机和简易程控、简易数控机床加工。对于小型的中小批生产，采用液压或电气控制自动机，如各类型的自动、半自动磨床，插销板式半自动液压仿形车床以及用单片机或单板机改造的简易数控机床等进行加工。

②采用数控机床和数控加工中心。

③采用成组工艺。

（3）FMS加工

FMS是柔性加工生产线，对应于大批大量生产的自动线（刚性线）而言，它适于中小批量的生产，是目前国内外正在研究、开发和推广的先进制造方法，有很高的生产效率。也像大批生产自动线一样，在柔性线的一端安装毛坯，在另一端卸下零件或成品。所不同的是，当被加工对象改变时，该系统仅通过调整控制程序，不需改变机床设备等即可适应其他件的加工生产，是未来机械制造的发展方向。