Нормирование операций изготовления детали

 

Техническая норма времени на изготовление детали является одним из основных параметров для расчета стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы рабочих и планирования производства.

Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей технологической оснастки, режущего инструмента, станочного оборудования и правильной организации рабочего места.

Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта изготовления детали.

В крупносерийном и массовом производстве общая норма времени (мин) на операцию механической обработки одной детали определяется по формуле:

,

где – технологическое (основное) время, мин; – вспомогательное время, мин; время на обслуживание рабочего места, мин; – время на физические потребности (отдых и естественные надобности), мин.

Сумма технологического и вспомогательного времени называется оперативным временем

.

Технологическое время для обработки в несколько проходов

,

где – расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, т.е. путь, проходимый режущим инструментом в направлении подачи, мм, определяется; –число рабочих ходов режущего инструмента; – частота вращения шпинделя станка, принятая по паспорту станка, об/мин; – подача по паспортным данным станка, об/мин.

Расчетная длина рабочего хода режущего инструмента определяется по формуле

,

где – длина резания, мм; – длина подвода режущего инструмента к обрабатываемой детали, мм; – длина врезания инструмента, мм; – длина перебега режущего инструмента, мм.

Вспомогательное время на обработку заготовки зависит от степени механизации, массы заготовки и других элементов, выполняемых на данной операции. Оно состоит из времени на установку и снятия детали ; времени, связанного с переходом (установка инструмента по лимбу, упору; разметка; предварительный промер; взятие пробной стружки; изменение частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворот резцовой головки и т.д.); времени на контрольные измерения , которые устанавливают по таблице 21 в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей с учетом коэффициента периодичности.

 

Таблица 21

Вспомогательное время на контрольные измерения

 

Измерительный инструмент	Точность измерения	Измерительный размер, мм	Длина измеряемой поверхности, мм
Время, мин
Штангенциркуль	0,1 мм		0,10 0,13 0,16	0,13 0,16 0,17	0,16 0,19 0,21	0,21 0,24 0,25
Скоба односторонняя предельная	11–12 квалитеты 7–9 квалитеты		0,05 0,07 0,09 0,12	0,06 0,08 0,10 0,13	0,08 0,10 0,13 0,16	0,15 0,16 0,16 0,20
Калибр-пробка гладкая двусторонняя	11–12 квалитеты 7–9 квалитеты		0,07 0,09 0,11 0,13	0,09 0,11 0,14 0,16	0,13 0,15 0,20 0,22	– – – –

 

Формула для расчета вспомогательного времени имеет вид:

,

где – поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от размера партии обрабатываемых изделий (табл. 22).

 

 

Таблица 22

Среднее значение поправочного коэффициента

 

Оперативное время, мин	Число деталей в партии
Коэффициент
	–	–	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81
	1,23	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81	0,76	–
	1,15	1,07	1,00	0,93	0,87	0,81	0,76	–	–
30 и более	1,00	0,93	0,87	0,81	0,76	0,71	–	–	–

 

Время на обслуживание рабочего места , включает в себя время на техническое и организационное обслуживание

.

Время на техническое обслуживание рабочего места, затрачиваемое на установку, снятие и замену затупившихся режущих инструментов, на заправку шлифовальных кругов, смазывание и подналадку станка, уборку стружки в процессе работы и т.д. в условиях массового производства определяется следующим образом:

,

где – время на техническое обслуживание рабочего места в процентах к основному времени, которое выбирается по нормативным таблицам в зависимости от типа производства.

Время на организационное обслуживание рабочего места , затрачиваемое на раскладку инструмента вначале работы и уборку рабочего места в конце работы в условиях массового производства определяется следующим образом:

,

где – процент времени на организационное обслуживание рабочего места.

Время на отдых и физические потребности:

,

где – время на отдых и физические потребности в процентах к оперативному времени, которое выбирают по нормативным таблицам (табл. 23).

 

Таблица 23

Время на техническое и организационное обслуживание, а также

физические потребности при различных видах обработки

 

Станок	Основные параметры станка, мм	от основного времени, %	от оперативного времени, %	Суммарное время ( ) от оперативного времени, %
Токарный с высотой центров		2,5 3,0 3,5 3,5	1,4 1,5 1,6 1,7	4,6 5,0 5,3 5,4
Токарный-карусельный с диаметром стола		3,0 3,0 3,5 3,5	1,4 1,5 1,6 1,7	4,9 5,0 5,3 5,4
Револьверный с диаметром отверстия шпинделя		2,5 3,0 3,5	1,5 1,6 1,7	4,7 5,1 5,4
Расточной с диаметром шпинделя		3,0 3,0 3,5	1,7 1,9 2,0	5,2 5,4 5,7
Вертикально-сверлильный с диаметром обрабатываемого отверстия		1,0 1,0 1,5	1,0 1,1 1,2	3,5 3,6 4,0
Радиально-сверлильный с диаметром обрабатываемого отверстия		1,0 1,0 1,5	1,2 1,4 1,5	3,7 3,9 4,2
Поперечно-строгальный с длиной хода ползуна, мм		1,5 2,0	1,2 1,5	4,0 4,5
Долбежный с длиной хода ползуна, мм		1,5 2,0	1,2 1,5	4,0 4,5
Горизонтально и вертикально-фрезерный с длиной стола, мм		1,5 2,0 2,5	1,2 1,4 1,5	4,0 4,4 4,7
Продольно-фрезерный с длиной стола, мм		2,0 2,5 3,0	1,5 1,7 2,1	4,5 5,0 5,6
Круглошлифовальный с высотой центров, мм		6,0 7,0	1,7 2,2	9,1 10,8
Внутришлифовальный с диаметром шлифуемого отверстия, мм		6,0 7,0	2,2 2,7	9,6 11,4
Плоскошлифовальный работающий торцом круга, с длиной стола, мм		2,0 2,5 3,0	1,7 1,9 2,2	4,7 5,1 5,7
Протяжной	–	2,0	1,4	4,4
Зуборезный	–	3,0	1,7	5,2
Центровочный	–	2,0	1,2	4,2
Болторезный	–	2,0	1,2	4,2
Дисковый	–	1,5	1,2	4,0

 

В серийном и единичном производстве за техническую норму времени принимается штучно-калькуляционное время, формула для расчета которого имеет вид:

,

где – подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку и наладку станка для обработки данной партии деталей, получение необходимой технической оснастки, документации, а так же на сдачу обработанных деталей, документации и оснастки; – число обрабатываемых деталей в партии.

В серийном и единичном производстве время на обслуживание рабочего места не подразделяется на техническое и организационное. Суммарное время на обслуживание рабочего места и отдых рабочего исчисляется в процентах от оперативного времени, поэтому формула для подсчета штучного времени упрощается и приобретает вид

,

где – процент оперативного времени на обслуживание рабочего места и отдых рабочего.

 

 

12. Расчет приведенных затрат и технологической
себестоимости изготовление детали

 

Приближенная оценка эффективности выбранного варианта технологического процесса осуществляется на основе расчета и суммирования приведенных затрат на изготовление детали по каждой операции. Приведенные затраты на операцию рассчитываются по формуле

где С_з – основная и дополнительная зарплата с начислениями (руб./ч); С_эксп – часовые затраты по эксплуатации рабочего места (руб./ч); Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (в приборостроении Е_н = 0,15); K_cтi и K_здi – удельные часовые капитальные вложения в станок и здание соответственно, (руб./ч).

Расчет часовой основной и дополнительной зарплаты выполняется по формуле

где С_ч – часовая тарифная ставка рабочего соответствующего разряда (руб./час); k_доп – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату и начисления (можно приближенно принимать k_доп = 1,7); k_нал – коэффициент, учитывающий оплату наладчика (k_нал = 1,0 в единичном и серийном производстве, так как наладку выполняет сам рабочий; k_нал = 1,1…1,15 для крупносерийного и массового производства); k_мн – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании (при работе на универсальных станках k_мн = 1; при работе на зубообрабатывающих станках k_мн = 0,48).

В эксплуатационные расходы входят затраты на электроэнергию, вспомогательные материалы, необходимые для обслуживания оборудования, приспособления, режущий и измерительный инструмент, амортизация и ремонт оборудования, содержание помещений и пр. Часовые затраты на содержание и эксплуатацию оборудования определяются по формуле

где – средние затраты (руб./ч) на содержание и эксплуатацию оборудования, имеющего коэффициент машиночаса ; – коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка больше, чем аналогичные расходы у базового станка [2].

Удельные капитальные вложения в станок составят

где Ц_ст – отпускная цена станка (руб.); F_Д – действительный годовой фонд времени (ч); k_заг – коэффициент загрузки станка (в серийном производстве рекомендуется принимать равным 0,8). При двухсменном режиме работы для станков с ручным управлением F_Д = 4016 ч, для станков с ЧПУ 3890 ч.

Удельные капитальные вложения в здание рассчитываются по формуле

где Н_пл – стоимость 1 м² производственной площади (руб./ м²); П_ст – площадь, занимаемая станком с учетом проходов (м²).

Площадь, занимаемая станком, определяется по формуле

где S – площадь станка в плане (м²); k_ст – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь, k_ст = 4 при S < 2 м²; k_ст = 3,5 при S = 2…4 м²; k_ст = 3 при S = 4…6 м².

Технологическая себестоимость выполнения операции механической обработки определяется нормативным методом по формуле

где Т_шт – штучное время на операцию, мин.

Для определения технологической себестоимости изготовления детали необходимо учесть все операции механической обработки и себестоимость заготовки.

 

13. Оформление технологической документации
изготовления детали

 

Разработка технологического процесса заканчивается составлением и оформлением комплекта технологических документов.

Состав и форма технологических карт, входящих в комплект документов, зависят от вида технологического процесса, типа производства и степени использования средств вычислительной техники и информационных технологий. По степени детализации информации каждый из указанных видов технологических процессов предусматривает различное изложение содержания операций и комплектность документов.

В маршрутном технологическом процессе содержание операций излагается в маршрутной карте без указания переходов, режимов обработки. Такая форма применяется в единичном и мелкосерийном типах производства.

В операционном технологическом процессе маршрутная карта содержит только наименование всех операций в технологической последовательности, включая контроль, термообработку и т.п., технологическое оборудование и перечень документов. Сами операции подробно описываются в операционных картах. Такая форма применяется в серийном и массовом типах производства.

В маршрутно-операционном технологическом процессе предусматривается краткое описание содержания отдельных операций в маршрутной карте, а остальные операции оформляются в операционных картах

Маршрутная карта является основным и обязательным документом любого технологического процесса. Формы и правила оформления регламентируется по ГОСТ 3.1118-82.

К заполнению граф технологических документов предъявляются следующие требования:

1) каждая строка мысленно делится по горизонтали пополам и информацию записывают в нижней части, оставляя верхнюю часть для внесения изменений;

2) для граф, выделенных утолщенными линиями, существует три варианта заполнения:

– графы заполняются кодами и обозначениями по классификаторам и стандартам;

– информация записывается в раскодированном виде;

– информация записывается в виде кодов с расшифровкой.

Для изложения технологических процессов в маршрутной карте используют способ заполнения, при котором информацию вносят построчно несколькими типами строк. Каждому типу строки соответствует свой служебный символ. Служебные символы условно выражают состав информации, размещаемой в графах данного типа строки, и предназначены для обработки информации средствами автоматизации. В качестве служебных символов приняты прописные буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки. Указание соответствующих служебных символов в зависимости от размещаемого состава информации, в графах маршрутной карты (рис. 22) следует выполнять в соответствии с таблицей 24.

 

Таблица 24

Содержание информации на строках маршрутной карты

в соответствии со служебными символами

 

Обозначение служебного символа	Содержание информации, вносимой в графы, расположенные на строке
А	Номер цеха, участка, рабочего места, код и наименование операции, номер инструкции по охране труда
Б	Код, наименование оборудования, информация о трудозатратах, код профессии, разряд, условия труда, объем партии, единица нормирования
К	Информация о комплектации СЕ (изделия) с указанием наименования и обозначения деталей, СЕ, их количества
М	Информация о применяемом материале, исходной заготовке, коде единицы величины, единице нормирования, о массе детали и заготовки, норме расхода
О	Содержание перехода
Т	Информация о применяемой технологической оснастке
Р	Информация о режиме обработки

 

Сведения, вносимые в отдельные графы и строки маршрутной карты, выбираются по таблице 25.

 

 

Рисунок 22 – Пример заполнения маршрутной карты

 

Таблица 25

Содержание информации, вносимой в отдельные графы и
строки маршрутной карты

 

№ п/п	Условное обозначение	Служебный символ	Содержание информации
	–	–	Наименование изделия (детали, СЕ)
	–	–	Обозначение изделия по основному конструкторскому документу или код по конструкторскому классификатору
	–	–	Код технологических признаков для типовых и групповых технологических процессов по технологическому классификатору
	–	–	Обозначение документа по ГОСТ 3.1201-85
	–	–	Общее количество листов документа
	–	–	Порядковый номер листа документа
	–	–	Литера, присвоенная технологическому документу
	–	–	Графа для особых указаний
	Обозначение документа	А	Обозначение документов, применяемых при выполнении операции
		Б	Норма штучного времени на операцию, мин
		Б	Норма подготовительно – заключительного времени на операцию, мин
		Б	Коэффициент штучного времени при многостаночном обслуживании:
			Кол. станков
		0,65	0,48	0,39	0,35
	ОП	Б	Объем производственной партии
	ЕН	М02, Б, К, М	Единица нормирования, на которую установлена норма расхода материала, или норма времени
	КОИД	Б	Количество одновременно обрабатываемых заготовок
	КР	Б	Количество исполнителей, занятых при выполнении операций
	УТ	Б	Код условий труда. Включает в себя цифру (условия труда) и букву (вид нормы времени). Условия труда: 1–нормальные; 2– тяжелые или вредные; 3 – особо тяжелые (вредные) Вид нормы времени: Р – расчетно-аналитическая, И – исследовательски -аналитическая, Х – хронометражная, О – опытно-статистическая
	Р	Б	Разряд работы (и, возможно, код формы оплаты труда)
	ПРОФ	Б	Код профессии по классификатору
	CМ	Б	Код степени механизации труда (1 – наблюдение за работой авт. оборудования; 2 – работа с помощью авт. оборудования; 3 – вручную на станках и машинах; 4– вручную; 5 – наладка)
	Код, наименование оборудования	Б	Код и наименование оборудования
	Код, наименование операции	А	Код операции по классификатору. Наименование операции
	Цех	А	Номер цеха, в котором выполняется операция
	Уч	А	Номер участка
	РМ	А	Номер рабочего места
	Опер	А	Номер операции по технологическому процессу
	Код	М02	Код материала
	ЕВ	М02, К М	Код единицы величины (массы, длины, и т.п.). Допускается указывать единицы измерения
	МД	М02	Масса детали
	ЕН	М02, Б К, М	Единицы нормирования, на которую установлена норма расхода (например, 1,10,100)
	Нрасх	М02, К	Норма расхода материала
	КИМ	М02	Коэффициент использования материала
	Код заготовки	М02	Код заготовки по классификатору. Допускается указывать вид заготовки
	–	М01	Наименование, сортамент, размер, марка материала, обозначение ГОСТ или ТУ
	Профиль и размеры	М02	Обозначение профиля и размеров заготовки
	КД	М02	Количество деталей, изготавливаемых из одной заготовки
	М3	М02	Масса

 

Операционная карта. Структура построения операционной карты идентична маршрутной. Запись информации выполняется построчно с привязкой к соответствующим служебным символам.

Указание единиц измерения величины следует выполнять в заготовках соответствующих граф. Допускается указывать единицы величины параметров технологических режимов после их числовых значений, например: 40 мм; 0,2 мм/об.

Указание данных по технологическому режиму следует выполнять после состава применяемой технологической оснастки.

Информацию о технологической оснастке следует записывать в такой последовательности:

1) приспособления;

2) вспомогательный инструмент;

3) режущий инструмент;

4) средства измерения.

Допускается применять условное обозначение видов технологической оснастки: ПР – приспособление, ВИ – вспомогательный инструмент, РИ – режущий инструмент, СИ – средства измерения.

При описании содержания перехода необходимо указывать данные по основному и вспомогательному времени на уровне строки, где заканчивается описание содержания перехода по служебным символом «О». Основные графы операционной карты (рис. 23) соответствуют аналогичным графам маршрутной карты.

 

Рисунок 23 – Пример заполнения операционной карты

 

Информацию по дополнительным графам следует вносить в соответствии с таблицей 26. Запись содержания перехода следует выполнять в соответствии с рекомендациями ГОСТ 3.1702-79.

 

Таблица 26

Информация по дополнительным графам операционной карты

 

Наименование пункта поиска	Наименование (условное обозначение графы)	Содержание информации
	–	Графы для записи содержания перехода, информации по оснастке, режущему и измерительному инструменту
	ПИ	Номер позиции инструментальной наладки. Графа заполняется для станков с ЧПУ
		Норма основного времени на операцию, мин
	Д или В	Расчетный размер обрабатываемого диаметра (ширины) детали. Данные по «Д» или «В» указываются с учетом величины врезания и перебега
		Норма вспомогательного времени на операцию, мин
	L	Расчетный размер длины рабочего хода с учетом величины врезания и перебега
	t	Глубина резания
	i	Число рабочих ходов
	S	Подача
	n	Частота вращения шпинделя
	V	Скорость резания
	–	Номер операции
	СОЖ	Информация по применяемой смазочно-охлаждающей жидкости

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Лебедев В.А., Тамаркин М.А., Гепта Д.П. Технология машиностроения: Проектирование технологий изготовления изделий. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 361 с.

2. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / М.Ф. Пашкевич, А.А. Жолобов, В.К. Шелег и др. Под ред. М.Ф. Пашкевича. – Минск: Изд-во Гревцова, 2010. – 400 с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т 1. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т 2. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.

5. Мельников А.С. Технология машиностроения: основы достижения точности детали: учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2008.

6. Технология машиностроения. В 2 кн. Кн. 2. Производство деталей машин: учеб. пособие / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др. Под ред. С.Л. Мурашкина. – М.: Высшая школа, 2003. – 295 с.

7. Балабанов А. И. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992. – 464 с.

8. Лабораторный практикум по дисциплине «Технология приборостроения» В 2 ч. Ч. 2 / Сост. К.Г. Щетникович и др. – Мн.: БНТУ, 2006. – 140 с.

9. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А. Н. Шевченко и др. Под общ. ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение, 1987. – 846 с.

10. Режимы резания металлов: Справочник / Ю.В. Барановский, Л.А. Брахман, А.И. Гдалевич и др. – М.: НИИ Автопром, 1995. – 456 с.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ПРЕДИСЛОВИЕ
1. ДЕТАЛЬ КАК ОБЪЕКТ ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И РАЗМЕРНОГО ОПИСАНИЯ ДЕТАЛИ
2.1.Выявление и описание служебного назначения детали
2.2. Выявление функционального назначения поверхностей детали и анализ их размерного описания
2.3. Анализ соответствия требований к точности детали ее служебному назначению
3.ОБОСНОВАНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
4. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
5.УНИФИКАЦИЯ И ТИПИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
6. ВЫБОР ИСХОДНОЙ ЗАГОТОВКИ И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
6.1. Классификация и принципы маркировка чугуна и металлических сплавов.Общие сведения о материалах заготовок и их маркировке
6.1.1. Чугун
6.1.2. Сталь
6.1.3. Сплавы цветных металлов
6.2. Виды заготовок
7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
7.1. Достижение показателей точности и разработка маршрута обработки отдельных поверхностей детали
7.2. Достижение показателей точности взаимного расположения поверхностей, выбор технологических баз и обоснование плана изготовления детали
7.3. Выбор технологического оборудования
7.4. Определение содержания операций и формирование технологического маршрута изготовления детали
7.4.1. Концентрация и дифференциация операций
7.4.2. Структура технологических операций
7.4.3. Стадия обработки
7.5. Технологические маршруты изготовления типовых деталей
7.5.1. Типовые маршруты обработки
7.5.2. Технологические маршруты обработки деталей в массовом производстве
8. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ И РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВОК ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПЕРЕХОДАМ
8.1. Методы определения промежуточных припусков, допусков и размеров
8.2. Аналитический метод определения припусков
8.3. Статистический метод определения припусков
9. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
9.1. Выбор станочных приспособлений
9.2. Выбор режущего инструмента и оценка его эффективности
9.3. Выбор средств контроля
10. РАСЧЕТ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ НА ОПЕРАЦИЯХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
10.1. Установление режимов обработки аналитическим методом
10.2. Определение режимов обработки статистическим методом
11. Нормирование операций изготовления детали
12. Расчет приведенных затрат и технологической себестоимости на изготовление детали
13. Оформление технологической документации изготовления детали
ЛИТЕРАТУРА