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机械加工生产率和技术经济分析(上)
  2008年04月25日

  在制定机械加工工艺规程时,必须在保证零件质量前提下,提高劳动生产率和降低成本。也就是说,必须做到优质、高产、低消耗。

  一、机械加工生产率分析

  劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格产品数量,或者指制造单件产品所消耗的劳动时间。劳动生产率可表现为时间定额和产量定额两种基本形式。时间定额又称为工时定额,是在生产技术组织条件下,规定一件产品或完成某一道工序需消耗的时间;产量定额是在一定的生产组织条件下,规定单位时间内生产合格产品数量的标准。目前,多数企业采用时间定额来反映劳动生产率。

  (一)时间定额

  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,计算生产成本的重要依据,还是新建或扩建工厂(车间)时计算设备和工人数量的依据。

  制定合理的时间定额是调动工人积极性的重要手段,它一般是技术人员通过计算或类比的方法,或者通过对实际操作时间的测定和分析的方法进行确定的。在使用中,时间定额还应定期修订,以使其保持平均先进水平。

  在机械加工中,完成一个工件的一道工序所需的时间 T 0 ,称为单件工序时间。它由下述部分组成。

  1 .基本时间 t b

  基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对机械加工而言,就是直接切除工序余量所消耗的时间(包括刀具的切入或切出时间)。基本时间可按公式求出。例如车削的基本时间 t b 为:

  
  式中 t b ——基本时间( min );

  L j ——工作行程式的计算长度,包括加工表面的长度,刀具切出和

  切入长度( mm );

  Z ——工序余量( mm );

  n ——工件的旋转速度( r/min );

  f ——刀具的进给量( mm/r );

  a p ——背吃刀量( mm )。

  2 .辅助时间 t a

  辅助时间是为保证完成基本工作而执行的各种辅助动作需要的时间。它包括:装卸工件的时间、开动和停止机床的时间、加工中变换刀具(如刀架转位等)时间、改变加工规范(如改变切削用量)的时间、试切和测量等消耗的时间。

  辅助时间的确定方法随生产类型而异。大批大量生产时,为使辅助时间规定得合理,需将辅助动作分解,再分别确定各分解动作的时间,最后予以综合。中批生产则可根据以往的统计资料来确定。单件小批生产则常用基本时间的百分比来估算。

  3 .技术服务时间 t c

  技术服务时间是指在工作进行期间内,消耗在照看工作地的时间,一般包括:更换刀具、润滑机床、清理切屑、修磨刀具、砂轮及修整工具等所消耗的时间。

  4 .组织服务时间 t g

  组织服务时间是指在整个工作班内,消耗在照看工作地的时间,一般包括:班前班后领换及收拾刀具、检查及试运转设备、润滑设备、更换切削液和润滑剂以及班前打扫工作场地、清理设备等消耗的时间。

  5 .自然需要及休息时间 t n

  自然需要及休息时间是工人在工作班内恢复体力和满足生理上需要所消耗的时间。在实际劳动量计算时,为了简化单件时间的计算,通常把 t c 、 t g 、 t n 三部分时间统一化为占 t b 和 t a 的百分数,即

  

  式中 β—— t c 、 t g 、 t n 占 t b 、 t a 的百分比。

  
  因此单件工序时间 T 0 可用下式计算:

  

  单件工序时间不应包括以下内容:与基本时间重合的辅助时间;换件或换工序所需要的机床调整时间;由于生产组织、技术状态不良和工人偶然造成的时间损失;为返修或制造代替废品的工件而化费的时间

  6 .调整时间 T j

  调整时间是指成批生产中,为了更换工件或换工序而对设备及工艺装备进行重新调整所需的时间,又称为准备——终结时间。调整时间是工人为生产一批产品或零、部件,进行准备和结束工作所消耗的时间。如在单件或成批生产中,每次开始加工一批零件时,工人需要熟悉工艺文件、领取毛坯、材料、工艺装备、安装刀具和夹具、调整机床和其它工艺装备等消耗的时间。加工一批工件结束后,需拆下和归还工艺装备、送交成品等消耗的时间。调整时间 T j 既不是直接消耗在每个零件上,也不是消耗在一个班内的时间,而是消耗在一批工件上的时间。因而分摊到每个工件上的时间为 T j/N , N 为批量。

  7 .计价时间 T p

  计价时间性又称单件核算定额,是指完成一件产品的一道工序规定的时间定额,是企业进行计划编制,核算生产能力和进行经济核算时的依据。因此,计价时间应由单件工序时间 T 0 和分摊到每个工件上的调整时间( T j/N )两部分组成。

  大量生产中, N 值较大, T j/N ≈ 0 ,即可忽略不计。所以 

  (二)提高劳动生产率的工艺途径

  劳动生产率是衡量生产效率的一个综合性指标,它不是一个单纯的工艺技术问题,而是与产品的设计、生产组织和管理工作都密切相关,所以改进产品结构设计、改善生产组织和管理工作,都是提高生产率的有力措施。下面从机械加工工艺方面作一简单分析。

 

  1 .缩减时间定额

  缩减时间定额,首先应缩减占时间定额中比重较大部分。在单件小批生产中,辅助时间和准备终结时间所占比重较大,此时应减少辅助时间;在大批大量生产中,基本时间所占比重较大,此时应缩减基本时间。

  ( 1 )缩减基本时间

  ①提高切削用量 v c 、 f 、 a p ,都可以缩减基本时间。这是机械加工中广泛采用的的效方法,但要采用大的切削用量,关键是提高机床的承载能力,特别是刀具的耐用度。

  ② 减少或重合切削行程长度。如图 3 -89a 所示为合并工步; b 所示为采用多刀加工; c 所示为采用横向切入。

  ③采用多件加工如图 3-90 所示。

  ( 2 )缩短辅助时间

  当辅助时间占单件时间的50%~70%以上时,若用提高切削用量来提高生产率就不会取得大的效果,此时应考虑缩减辅助时间。

  ①采用先进高效的夹具。这不仅能保证加工质量,还能大大减少装卸和找正工件的时间。

  ②采用多工位加工。如图 3-91 所示为双工位夹具,使装卸工件的辅助时间与基本时间重合。

  ③采用连续加工。如图 3-92 所示为立式连续回转工作台铣床。

  ④采用主动检验或数字显示自动测量装置,可以减少停机测量的时间。

  ⑤采用各种快速换刀、自动换刀装置、刀具微调装置及可转位刀具,以减少在刀具的装卸、刃磨、对刀等方面所消耗的时间。

    

  ( 3 )缩减准备终结时间

  ①使夹具和刀具高效通用化。

  ②采用先进加工设备以减少准备终结时间。如采用数控机床、液压仿形机床、顺序控制机床等。

  2 .采用先进工艺方法

  ( 1 )采用先进的毛坯制造方法,提高毛坯精度,减少切削加工的劳动量。

  ( 2 )采用少、无切削加工工艺。如滚压加工等方法。

  ( 3 )采用特种加工。如用线电极电火花加工机床加工冲模可减少很多钳工工作量。

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