Софт для нормирования загрузки станков с чпу. Нормирование работ, выполняемых на станках с числовым программным управлением. Типовая задача с решением

Рассмотрим, что же представляет из себя процесс нормирования наладочных работ на станках с ЧПУ и для чего он нужен.

Выполняя разработку сложных процессов обработки заготовок для станков с ЧПУ и программ, которые ним управляют, главным критерием считается норма времени для изготовления деталей. Без неё невозможно рассчитать зарплату для операторов станка, выполнить расчет такого показателя, как производительность труда и коэффициента загрузки техники.

Начало процесса

Обычно рабочим нужно дополнительно тратить время на процедуру подвода и отвода, изменения режима, смену инструмента. Поэтому в составе временных затрат на обработку деталей учитывается и длительность наладочного периода. Нормирование труда начинается с хронометража в условиях эксплуатируемого станка. С помощью секундомера фиксируют временные затраты, чтобы установить на станке одну деталь, затем её снять.

Тратятся минуты на техобслуживание места работы, насущные нужды оператора. При работе на станке токарно-карусельном (одностоечном), затрачивается на это 14 мин, а на двухстоечных – 16 мин.

Что входит в обслуживание рабочих мест

Процесс обслуживания станка включает в себя:

• организационные мероприятия – осмотр станка, его разогрев, опробование оборудования: обкатка гидросистемы и ЧПУ. Какое-то время уходит, чтобы вместе заданием (наряд, чертеж, программоноситель), получить от мастера инструктаж и инструменты; предъявить первый полученный образец детали в ОТК, смазать и очистить станок в период смены, убрать место работы после ее завершения. Постоянные временные затраты на выполнение комплекса оргработ на токарно-карусельном оборудовании, соответственно с нормами, становят 12 мин. Когда же потребуются усилия по дополнительному обслуживанию, вводится соответствующая поправка;
• технические мероприятия – замена инструмента, который затупился; регулировка станков на протяжении смены и наладка. Есть и другие обязательные труды: в ходе рабочего процесса из зон резания или точения надо постоянно удалять стружку.

Затраченное время на наладку станка

В документах, где отражаются нормы труда, определено время на наладку оборудования, зависящее от его конструкции. Если обработка выполняется на , за основу расчета принимают нормативы установки и снятия режущего инструмента.

Когда надо выполнить коррекцию положений инструментов, обрабатывающих пробные детали, период обработки детали входит в длительность подготовительного этапа.

Нормы для наладки и техобслуживания токарных автоматов – важный типовой норматив. Их закладывают в суммарное время на производство одной детали и, соответственно, они формируют экономические показатели работника и производства в целом.

Сборники нормативных документов

Нормировщики заводов и фабрик, где применяются станки с числовым и программным управлением, используют в расчете рабочего времени нормативы, заложенные в документах:

• Едином тарифно-квалификационном справочнике работ;
• Общероссийском классификаторе профессий рабочих;
• Едином квалификационном справочнике должностей руководителей и специалистов;
• Сборниках норм труда по работам, которые выполняются для наладки программируемого оборудования.

ВАЖНО! Вся эта нормативная литература – базовая для руководителей всех звеньев и кадровых структур.

Без неё невозможно определение времени для выполнения определённых объёмов работ, количества специалистов, которые нужно задействовать, и норм времени, используемых при разработке карт для технологических процессов.

Карты наладки

Под станок определённого типа выполняется разработка строго нормированной длительности производственных наладочных операций и за ним закрепляется карта наладки. Занимаясь разработкой, учитывают многие факторы ради получения заключительной картины.

Норма времени, выделяемая станочнику, предусматривает:

• специфику порядка диагностики станочного парка;
• наличие нескольких вариантов режима наладки;
• соблюдение требований к обслуживанию.

С целью определения нормы трудоемкости (единица измерения – человеко-часы или человеко-минуты) любой работы, учитывают время, на протяжении которого одна деталь обрабатывается на данном станке. Нормировщик также оперирует понятием штучной нормы времени, определяющей суммарное время в соответствии с видами работ.

Соответственно ему, общее время разбивается на основные и вспомогательные отрезки, мероприятия оргтехобслуживания; переходы между станками при многостаночном обслуживании; наблюдения за рабочим процессом; паузы, обусловленные эксплуатацией оборудования.

Институт труда располагает результатами нормирования для оборудования фрезерной и сверлильно-расточной групп, нормативами обеспечены токарные станки и автоматические линии.

ВАЖНО! Зная нормативы, руководители определяют степень занятости рабочего (вычисляется его интенсивность труда), распределяют зоны труда и устанавливают оптимальный рабочий темп.

Многостаночное обслуживание – подходы к расчету времени

На заводах с высокой степенью автоматизации, практикуется многостаночное обслуживание станков с чпу (формы организации труда – в бригадах, звеньях и индивидуально). Соответственно, закрепляются и зоны обслуживания.

Многостаночным обслуживанием предусмотрены затраты времени на:

• предварительный нагрев оборудования при холостом ходе, если это предусмотрено инструкцией по эксплуатации токарной техники;
• работу по программе управления станка с обслуживанием рабочего места;
• установку заготовок, снятие деталей и контроль их качества;
• восполнение личных нужд оператора;
• потери заплани­рованного плана;
• выполнение подготови­тельно-заключительного этапа работы;

Классификацию многостаночного труда осуществляют по работам; зонам, видам и системам; функциям, выполняемым многостаночником.

Системы и методы обслуживания станков

На предприятиях практикуется циклическая система обслуживания – на рабочих местах и поточных линиях для станков, имеющих равную или близкую по величине протяженность времени, за которое осуществляется обработка детали. Ей характерен постоянный поток требований. Нециклическое состоит в том, что оператор сразу идёт обслуживать станок, где завершился автоматический режим работы. Ему характерны случайные требования на обслуживание.

Возможны и другие методы:

• сторожевой, – рабочий ведет наблюдение за всем станочным парком, закреплённым за ним, попутно определяя потребность в обслуживании. При приоритетном –очередность в обслуживании определяется оператором, исходя из стоимости обрабатываемых деталей.
• маршрутный, он заключается в обходе группы станков по заранее установленному маршруту.

Обслуживание нескольких станков, имеющих одинаковую или разную продолжительность операций по обработке заготовок, имеет свои нюансы. Однако все они подлежат нормированию в ходе тщательной разработки производственного процесса.

Заключение

На станках с ЧПУ для нормирования наладочных работ, нужно учесть много нюансов при расчете длительности выполнения различных операций.

Определяя заключительное время обработки детали на одном станке (речь идёт про токарную или ), нормы рассчитывают и для всего станочного парка.

При разработке технологического процесса обработки деталей и управляющих программ для станков с ЧПУ одним из основных критериев для оценки совершенства выбранного процесса или его оптимизации является норма времени, затрачиваемого на обработку детали или партии деталей. Она же является основой для определения зарплаты станочника-оператора, расчета коэффициента загрузки оборудования и определения его производительности.

Расчетная норма времени (мин) на обработку одной детали (трудоемкость) определяется из общеизвестных формул:

штучное время Т шт =Т о + Т м.в + Т в.у + Т обс,

штучно-калькуляционное время

Суммарная величина времени операции со всеми перемещениями может быть названа условно временем ленты Т л = Т о + Т м.в,

где Т о - суммарное технологическое время на всю операцию по переходам, мин; Т м.в - поэлементная сумма машинного вспомогательного времени обработки данной поверхности (подводы, отводы, переключения, повороты, смены инструмента и т. д.), берут из паспорта станка в зависимости от его технических данных и размеров, мин.

Величины этих двух составляющих нормы времени на обработку определяются технологом-программистом при разработке управляющей программы, записываемой на перфоленту.

Величина Т л практически легко проверяется при работающем станке с помощью секундомера как время от момента начала обработки в автоматическом режиме пуска ленты до окончания обработки детали по программе.

Таким образом, получаем: оперативное время Т оп =Т л + Т в.у;

штучное время Т шт = Т л + Т в.у + Т обс,

где Т в.у - время установки детали на станок и снятия ее со станка, принимаемое в зависимости от массы заготовки, мин;

Т обс = Т оп *a%/100 - время на техническое обслуживание рабочего места, личные надобности и отдых оператора (принимается в процентах от оперативного времени), мин. Для одностоечных токарно-карусельных станков принимают а=13%, т. е. Т обс = =0,13 Т оп, а для двухстоечных Т обс = 0,15 Т оп; тогда Т шт = Т оп X (1 + a%/100) мин.

Состав работ по обслуживанию рабочего места.

1. Организационное обслуживание - осмотр, разогрев и обкатка устройства ЧПУ и гидросистемы станка, опробование оборудования; получение инструмента от мастера или наладчика; смазка и очистка станка в течение смены, а также уборка станка и рабочего места по окончании работы; предъявление ОТК пробной детали.

2. Техническое обслуживание - смена затупившегося инструмента; ввод коррекции на длину инструмента; регулирование и подналадка станка в течение смены; удаление стружки из зоны резания в процессе работы.

Если число деталей получаемых из одной обрабатываемой заготовки на токарно-карусельном станке, превышает единицу и равно q, то при определении Т шт необходимо Т оп делить на число получаемых деталей q.

Т п.з - подготовительно-заключительное время (определяют на всю партию запускаемых в обработку деталей П з). Оно состоит из двух частей.

1. Затраты на комплекс организационных работ, которые осуществляются постоянно: получение станочником задания на работу (наряд, чертеж, программоноситель) в начале работы и сдача их в конце работы; инструктаж мастера или наладчика; установка рабочих органов станка и зажимного приспособления в исходное (нулевое) положение; установка программоносителя - перфоленты в считывающее устройство.

На все эти работы нормативами для токарно-карусельных станков отводится 12 мин. Если конструктивные особенности станка или системы ЧПУ требуют, кроме перечисленных, еще и дополнительные работы, то опытно-статистическим путем определяют их продолжительность и вводят соответствующую поправку.

2. Затраты времени на выполнение работ наладочного характера, зависящие от конструктивных особенностей станка с ЧПУ. Например, для одностоечных токарно-карусельных станков с ЧПУ принимают следующие нормы времени: на установку четырех кулачков на планшайбу станка или их снятие - 6 мин; на установку приспособления на планшайбу станка вручную - 7 мин, подъемником - 10 мин; на установку одного режущего инструмента в резцедержателе 1,5 мин, снятие его - 0,5 мин; на установку одного резцедержателя в револьверную головку 4 мин, снятие его - 1,5 мин; на установку в начале работы в нулевое положение поперечины и суппортов - 9 мин.

Если корректировку положения инструментов производят при обработке пробной детали, то время на обработку пробной детали также включают в состав подготовительно-заключительного.

2.2 Нормирование труда основного персонала организации

Рассмотрим нормирование труда основного персонала на конкретных примерах.
1. Организация, нормирование и оплата труда станочных работ.
Многостаночное обслуживание - это такой вид обслуживания, при котором одним рабочим обслуживается несколько станков. Многостаночное обслуживание может быть индивидуальными и бригадным. Разделение труда в многостаночных бригадах бывает квалификационным или функциональным; в ряде случаев применяется так называемое парное обслуживание, когда, например, двое рабочих одинаковой профессии и квалификации обслуживают несколько машин. Наиболее выгодно многостаночное обслуживание, если неперекрываемое машинное время больше времени ручных операций, активного наблюдения и переходов. Однако нередко многостаночное обслуживание экономически целесообразно и при нарушении этого баланса времени, в частности при дефиците рабочей силы, когда имеется свободное оборудование.
Для установления норм времени по каждому элементу производственной операции, независимо от формы организации труда, отдельно проводится аналитическая и расчетная работа. При этом руководствуются положением, что норма времени на операцию должна удовлетворять следующим основным условиям:
1) технологический процесс предусматривает рациональное и полное использование технических средств: оборудования, приспособлений, инструмента и механизмов, участвующих в работе;
2) режим обработки устанавливается на основе передового опыта;
3) предусматривается полная загрузка рабочего дня производительной работой.
Рассмотрим порядок нормирования основного и вспомогательного времени.
Режимы обработки на станке выбираются технологом в зависимости от материала, инструмента и оборудования. Основное время определяется по формулам в зависимости от вида работ (токарные, фрезерные) на каждый переход в отдельности.
При работе на металлообрабатывающих станках норма затрат основного машинного времени может быть определена по формуле (9):

to = li / n * S, (9)

где to- норма основного времени, мин;l- расчетная длина обработки, мм;i- число проходов;n- число оборотов или двойных ходов, имеющихся на станке, за одну минуту;S- величина подачи режущего инструмента за один оборот или двойной ход, мм.
Нормирование вспомогательного времени производится с помощью нормативов, которые устанавливаются в зависимости от типа производства: более дифференциальные - в массовом производстве, наиболее укрупненные - в единичном. При этом сначала определяются комплексы трудовых вспомогательных приемов. Так, в серийном производстве вспомогательное время на операцию нормируют по следующим комплексам приемов:
1) Время на установку и снятие детали. Нормативы времени на установку и снятие детали в общемашиностроительных нормативах вспомогательного времени даны на типовые способы установки и крепления с учетом расположения их при установке вручную на расстоянии 0,5-1 м от станка.
2) Время, связанное с переходом, состоит из времени на подвод инструмента к заготовке или обрабатываемой поверхности, установку инструмента на размер, включение подачи и вращение шпинделя для взятия пробной стружки, измерение при взятии пробной стружки, включение вращения шпинделя и подачи, отвод инструмента и т. д.
3) Время, связанное с изменением режима работы станка и сменой инструмента, состоит из времени приемов на изменение частоты вращения шпинделя или ходов стола, величины подачи, смены инструмента, перемещение частей станка и приспособлений.
4) Время на контрольные операции включает затраты времени на контрольные измерения, которые производятся после окончания обработки поверхности.
Особенности оплаты труда многостаночника определяются, прежде всего, необходимостью учета степени его занятости в течение рабочей смены и установления соответствующих доплат к тарифным ставкам. Они устанавливаются в зависимости от соотношения между нормативной и проектной занятостью рабочего. Максимальный уровень доплат, как правило, не должен превышать 30 % тарифной ставки. Этот уровень соответствует равенству проектного и нормативного уровней занятости, то есть доплаты повышаются по мере увеличения проектной занятости, но лишь до тех пор, пока у рабочего остается время на отдых в течение смены.
2. Организация, нормирование штамповочных и литейных работ.
При нормировании кузнечно-штамповочных работ, к которым относятся горячая штамповка под молотами и прессами, высадка на горизонтально-ковочных машинах и свободная ковка, следует учитывать следующие особенности данного вида обработки металла:
1) Наличие двух параллельно происходящих процессов - нагрев заготовок, деформация металла и необходимость раздельного определения времени на нагрев заготовок, штамповку (ковку) и обрезку деталей.
2) Бригадный характер работ и необходимость обеспечения равномерной нагрузки каждого члена бригады.
3) Незначительный удельный вес времени деформации металла в норме штучного времени.
4) Необходимость определения вспомогательного времени по отдельным операциям и приемам.
5) Необходимость применения дифференцированного метода нормирования для расчета ручного и машинного времени.
6) Установление нормы времени на кузнечно-штамповочные работы по наибольшему оперативному времени из всех членов бригады, так как при параллельном ведении процесса нагрева заготовок с процессом деформации металла работа организуется таким образом, чтобы время нагрева заготовок перекрывалось временем ковки и частично временем обслуживания рабочего места, поэтому время нагрева в состав норм обычно не включается.
Норма штучного времени на ковку на молотах и прессах в зависимости от масштаба выпуска заготовок рассчитывается по формуле (10):

tшт = (∑(to * Ky+ tв) * (1 + (αобс + αотл) / 100) * Км + tнштв) * Кn, (10)

где to- основное время одного удара молота;Ky- число ударов, необходимых для деформации металла;Км- поправочный коэффициент на ковку различных марок сталей;tнштв- вспомогательное время на свободную ковку, связанное с изделием;Кn- поправочный коэффициент, учитывающий изменение темпа работы в зависимости от размера партии.
Значения поправочного коэффициента даны в таблице 28.

Таблица 28

Значения поправочного коэффициента К n

В «Общемашиностроительных нормативах времени на ковку на молотах и прессах» вспомогательное время дается с учетом времени перерывов на отдых и личные надобности и времени перерывов, связанных с организацией технологического процесса.
3. Организация, нормирование слесарно-сборочных и сварочных работ.
Слесарные работы по обработке заготовок представляют собой холодную обработку металлов резанием, выполняемую ручным или механизированным инструментом. Такая обработка имеет целью придать детали требуемую форму, размеры и шероховатость поверхности путем обрезания ножовкой, обрубания, опиливания, шабрения, сверления, нарезания резьб и снятия фасок, заусенцев
и т. п.
Технологические особенности перечисленных процессов характеризуются применяемым для данной работы инструментом и оборудованием. В сборочных работах операции могут производиться непосредственно на сборочных местах без установки изделия в тиски или на верстак.
Нормирование слесарно-сборочных работ осуществляется в следующей последовательности:
1) установление объекта, цели и метода нормирования;
2) анализ фактических операций слесарной обработки и сборки, выявление соответствия организации труда на рабочем месте требованиям НОТ, выбор рационального варианта ее технологического содержания, обеспечивающего наименьшие затраты рабочего времени при соблюдении предъявленных к обработке технических требований;
3) выбор нормативов для нормирования в соответствии с типом производства, характером работы;
4) проектирование содержания работы по приемам работы и выявление соответствия фактических условий труда нормативным;
5) расчет оперативного времени на операцию на основе определения продолжительности отдельных элементов работы по нормативным материалам. Оперативное время определяется по формуле (11):

Tоп = ∑tопi * k, (11)

где tопi- оперативное время выполнения i-го расчетного комплекса работ, мин;k- суммарный поправочный коэффициент на изменение условий работы при выполнении i-го расчетного комплекса.
В условиях мелосерийного и единичного производства оперативное время не выделяется при нормировании слесарно-сборочных работ, и расчет осуществляется укрупненно по штучному времени для каждого i-го расчетного комплекса.
6) Расчет времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.
Слесарно-сборочные работы в основном являются ручными, поэтому трудно выделить вспомогательное время. В сборниках нормативов для слесарно-сборочных работ (при нормировании по оперативному времени) имеются два вида таблиц.
В первом виде таблиц в норму времени укрупненно включено основное и вспомогательное время, кроме подготовительно-заключительного времени, времени на обслуживание рабочего места и времени на отдых и личные надобности. Норма времени устанавливается на единицу измерения.
Во втором виде таблиц оперативное время дается с включением вспомогательного времени, относящегося только к инструменту или обрабатываемому материалу, но не включено время, связанное со всей деталью или узлом.
Что касается нормирования сварочных работ, то можно сказать, что в машиностроении применяют электросварку, газовую, контактную и электронно-лучевую сварку.
Здесь основное время - это время, в течение которого происходит образование сварного шва путем расплавления основного и присадочного материала (электрода, электродной или присадочной проводки).
Основное время на сварку 1 м шва определяется по формуле (12):

to1I = (60 * F * Þ) / (J * αн), (12)

где F- площадь поперечного сечения шва, мм2; Þ - удельный вес наплавленного металла, г/см3;J- сварочный ток, а;αн - коэффициент наплавки, г/а * ч.
К наиболее распространенным элементам вспомогательного времени, зависящим от изделия и типа оборудования для всех видов дуговой сварки относится время на установку, поворот, снятие изделия, закрепление и открепление деталей, перемещение сварщика. Для всех видов дуговой сварки его устанавливают по нормативам.
При автоматической и полуавтоматической (кассетной) сварке отдельно выделяются затраты времени на заправки одной кассеты. Перечень затрат приведен в таблице 29.

Таблица 29

Время на одну заправку кассеты

Способ заправки	Характеристика кассеты		Время на одну заправку кассеты, мин.
		масса, кг
	Закрытый
Механизированный	Открытый
	Закрытый

4. Особенности нормирования операций автоматизированного производства.
Автоматизированный производственный процесс показывает, что при организации труда на ее формы влияют присутствие автоматических систем и аппаратов.
Основным путем автоматизации процессов механической обработки деталей мелкосерийного и единичного производ-ства является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ представляют собой полу-автоматы или автоматы, все подвижные органы которых со-вершают рабочие и вспомогательные движения автоматиче-ски по заранее установленной программе. В состав такой программы входят технологические команды и численные значения перемещений рабочих органов станка. Переналадка станка с ЧПУ, включая смену программы, требует незначи-тельного времени, поэтому эти станки наиболее пригодны для автоматизации мелкосерийного производства.
Особенностью нормирования операций механической об-работки деталей на станках с ЧПУ является то, что основное время (машинное) и время, связанное с переходом, состав-ляют единую величину Та- время автоматической работы станка по программе, составленной технологом-программи-стом, которое складывается из основного времени автоматической работы станка Тоа и вспомогательного времени работы станка по программеТва, то есть(13), (14), (15):

Та = Тоа + Тва, (13)

Тоа = ∑ (Li / sмi), (14)

Тва = Твха + Тост, (15)
где Li- длина пути, проходимого инструментом или де-талью в направлении подачи при обработке i-го технологи-ческого участка (с учетом врезания и перебега); sмi- ми-нутная подача на данном участке;i = 1, 2, ..., n- число технологических участков обработки; Твха- время на выполнение автоматических вспомогательных ходов (под-вод детали или инструментов от исходных точек в зоны об-работки и отвод, установка инструмента на размер, изме-нение численного значения и направления подачи); Тост- время технологических пауз-остановок подачи и вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента.
Гибкая автоматизированная система (ГПС) - это система станков и механизмов, предназначенных для обработки различных конструктивно и технологически сходных деталей небольшими партиями поштучно без непосредственного участия человека. Составными частями ГПС являются подсистемы: технологическая, транспортная, накопительная, инструментального обслуживания и автоматизированного управ-ления с помощью ЭВМ.
Центральным элементом ГПС является гибкая технологическая система (ГТС), которая представляет собой совокупность многооперационных станков с ЧПУ (типа обрабатывающего центра), непосред-ственно осуществляющих обработку предметов.
В зависимости от количества станков в ГПС различают: гибкий производственный модуль (ГПМ); гибкую производственную линию (ГПЛ); гибкий производственный участок (ГПУ); гибкое производство цеха (ГПЦ) и завода (ГПЗ).
Гибкий производственный модуль - это технологическая единица оборудования (станок с ЧПУ), оснащенная манипуляторами или роботами для загрузки - выгрузки деталей и магазином для инструмента. Главная особенность ГПМ - возможность работы без участия челове-ка и способность встраиваться в систему более высокого ранга. Гибкая линия состоит из нескольких модулей, оборудованных транспортной и инструментальной системами и управляемых микроЭВМ. Гибкий участок - разновидность ГПЛ; он отличается составом и взаимозаменяе-мостью технологического оборудования и видом транспорта.
Транспортно-накопитепьная подсистема представляет со-бой совокупность автоматизированных складов заготовок и деталей, накопителей у станков с автоматической загрузкой - выгрузкой и автоматических транспортных средств, служащих для перемещения обраба-тываемых предметов со склада к станкам и обратно (роботы-тележки, конвейеры, рольганги и т.д.).
Подсистема инструментального обслуживания включает склады инструментов и приспособлений, отделение подготовки инст-румента к работе (заточки, сборки, комплектации магазинов и т.д.) и гибкую автоматизированную систему установки, снятия и перемеще-ния инструмента со складов и обратно.
Подсистема автоматизированного управления - это ком-плекс технологических средств с ЭВМ, способных воспринимать инфор-мацию от автоматизированных систем предприятия: АСУП (календарные планы-графики), САПР (чертеж детали), АСТПП (технологический процесс обработки и контроля детали), преобразовывать ее с помощью управляющих программ, передавать команды непосредственно исполнительным органам оборудования всех подсистем ГПС.
Таким образом, в ГПС функционируют два потока ресурсов: материальный и информационный. Материальный поток обеспечива-ет выполнение всех основных и вспомогательных операций процесса обработки предметов: подачу заготовок, инструмента и установку их на станках; механическую обработку деталей; снятие готовых деталей и перемещение их на склад; замену инструмента и его перемещение; контроль обработки и состояния инструмента; уборку стружки и пода-чу смазочно-охлаждающей жидкости. Информационный поток обеспечивает: очередность, сроки и количество обрабатываемых пред-метов, предусмотренные планами работы ГПС; передачу программ об-работки непосредственно исполнительным органам станков, программ работы роботов, установочных и перекладочных механизмов, программ обеспечения заготовками, инструментом, вспомогательными материа-лами, программ управления всем комплексом и учета его работы, а также групповое управление станками, транспортно-накопительными механизмами, системой инструментального обслуживания.
Основные особенности гибких производственных систем состоят в следующем:
1) Работники ГПС непосредственно не участвуют в воздей-ствии на предмет труда. Их основная задача состоит в том, что-бы обеспечить эффективную эксплуатацию оборудования. С из-менением функций работников изменяется структура затрат их рабочего времени. Основная его часть затрачивается на наладку, профилактическое обслуживание и ремонт оборудования.
2) Количество единиц технологического оборудования ГПС превышает численность работников каждой группы: наладчи-ков, слесарей-ремонтников, электронщиков и т. д. Поэтому необходимо установить оптимальные соотношения между количеством единиц оборудования и численностью работников каж-дой группы, нормировать затраты времени в двух разрезах: по отношению к оборудованию и к работникам.
3) Чтобы повысить, уровень надежности функционирования ГПС, следует создавать комплексные сквозные бригады с опла-той труда по конечной продукции. При этом надо учитывать, что простои оборудования во время и в ожидании обслужива-ния тем меньше, чем шире профиль каждого работника в отно-шении выполняемых функций и зон обслуживания оборудова-ния.
Теория и опыт эксплуатации действующих ГПС показывают, что в настоящее время наибольшее практическое значение име-ют нормы длительности операций по отношению к оборудова-нию (нормы станкоемкости операций), нормы трудоемкости, нормы численности и обслуживания.
Для практических расчетов норм длительности необходимо исходить из деления нормированных затрат времени на прямые и косвенные. Первые могут быть достаточно точно рассчитаны непосредственно на единицу продукции данного вида. Вторые относятся ко всей продукции, изготовляемой на данном рабо-чем месте или участке, и поэтому включаются в нормируемую длительность операции пропорционально величине прямых за-трат.
Порядок расчета норм труда в ГПС следующий:
1) находится коэффициент использования оборудования по времени автоматической работы, необходимый для выполнения производственной программы;
2) определяются нормативы коэффициента занятости работников каждой группы;
3) исходя из соответствующих нормативов, рассчитывается предварительный вариант трудоемкости работ каждого вида и норм численности для каждой группы работников;
4) определяются коэффициенты загрузки работников каждой группы, соответствующие принятому варианту норм численности;
5) устанавливается коэффициент времени автоматической работы, соответствующей принятому варианту норм численности;
6) коэффициенты загрузки работников каждой группы и времени автоматической работы сравниваются с их заданными значениями;
7) определяется сумма затрат на работников всех групп;
8) для варианта норм численности, признанного оптимальным находятся величины норм длительности выполнения технологических операций по каждой детали;
9) исходя из норм численности и длительности, устанавливаются нормы трудоемкости (времени) для каждой детали, каждой группы работников и в целом для бригады.
В условиях автоматизированных производств, в том числе гибких производственных систем, к прямым, как правило, от-носятся лишь затраты времени автоматической работы оборудо-вания. Косвенные затраты времени целесообразно включать в состав нормы длительности выполнения операций,исходя из следующей формулы (16):

Нд = tа * (Тпл / (Тпл - Тнп)), (16)

где tа- время работы станка в автоматическом режиме при изготовлении единицы продукции на данной операции;Тпл- плановый суточный фонд времени работы ГПС;Тнп- длительность нормированных перерывов в работе технологического оборудования, связанных с обслуживанием и ожиданием обслуживания рабочими всех групп в течение Тпл.
Величина Тнп должна включать только те реальные перерывы в работе оборудования, которые объективно неизбежны в условиях конкретной ГПС, исходя из оптимального регламента об-служивания оборудования, установленного режима труда и от-дыха работников. Состав Тнп определяется конструктивными осо-бенностями анализируемой системы и условиями эксплуатации. Как правило, величина Тнп включает неперекрыва-емую машинным временем длительность наладочных, регулиро-вочных, проверочных работ, время простоев оборудования, свя-занных с регламентированным обслуживанием механических, электрических, электронных и других подсистем, время изготов-ления и контроля пробных деталей и т. д. При установлении со-става Тип следует стремиться к тому, чтобы максимально возмож-но перекрыть одни работы другими, выполнять их параллельно, совмещать функции работников ГПС, использовать преимуще-ства бригадной организации труда, коллективного подряда.
Во всех ГПС оборудование не выключается во время отдыха рабочих, которое должно устанавливаться по скользящему гра-фику. Поэтому время на отдых и личные надобности в состав Тнп не включается. Оно учитывается при расчете оптимальных норм обслуживания и численности, которые устанавлива-ются на уровне, позволяющем реализовать нормативное время на отдых за счет взаимных подмен рабочих.
Второй сомножитель можно выразить че-рез коэффициент использования оборудования по времени ав-томатической работы (17):

Тпл / (Тпл - Тнп) = Тпл / Та = 1 / Ка, (17)

где Та- время автоматической работы оборудования за плановый период его эксплуатации Тпл.
Среднее нормированное время изготовления продукции (норма длительности) определяется формулой (18):

Нд = tа / Кап, (18)

где Кап- планируемый коэффициент использования оборудования по времени автоматической работы.
Формула (18) наиболее удобна для практического нормирования длительности операций, так как включает два параметра, используемых во всех основных технологических и организационно-плановых расчетах ГПС.
Для практических расчетов удобна следующая формула трудоемкости операций (19):

Нт = (Нч / N * C * Kи) * Нд, (19)

где N- общее количество модулей ГПС;С - количество смен работы оборудования;Ки- плановый коэффициент использования оборудования.
При расчете суммарной занятости работников ГПС целесообразно отдельно учитывать их занятость основными функциями - выполнение продукционных работ и дополнительными - выполнение обеспечивающих работ (20):

Кз (Х) = Кп (Х) + Ко (Х), (20)

где Кп(Х) и Ко(Х) - коэффициент занятости работников данной группы выполнением соответствующих продукционных и обеспечивающих работ.
Оптимальная численность персонала ГПС устанавливается на основе соотношений (21), (22):

Кз (Х) ≤ Кзн, (21)

Ка (Х) ≥ Кан, (22)

Коэффициент Ка(Х) определяется для каждого варианта норм численности работников по формуле (23):

Ка (Нч) = Тпл - Тнп (Нч), (23)

где Тнп (Нч) - длительность нормированных перерывов в работе оборудования в зависимости от принятого варианта численности работников, формы разделения и кооперации труда, регламента обслуживания оборудования, режима труда и отдыха.

В условиях автоматических линий (в том числе роторных и роторно-конвейерных) для нормирования труда используются: нормы численности персонала; нормы длительности выполне-ния производственных операций; нормы времени (трудоемкос-ти операций) для отдельных групп рабочих и в целом по брига-де, обслуживающей линию; нормы выработки; нормированные задания.
Основную роль играют нормы численности персонала (наладчиков, слесарей-ремонтников, электромонтеров, электрон-щиков), обслуживающего линию в соответствии с установлен-ным регламентом и обеспечивающего выполнение производ-ственной программы.
Основой расчета нормы времени и выработки в условиях автоматических линий является техническая (паспортная) производительность линии rm,определяющая количество единиц продукции, которое может быть получено с данного оборудования в час или в другую единицу времени при работе в автоматичес-ком режиме.
Норма выработки устанавливается исходя из технической производительности агрегата и коэффициента использования линии по времени автоматической работы (24):

Нв = rm * Kaн, (24)
После определения нормы выработки находится норма трудоемкости (времени) для i-й группы (профессии) рабочих (25):

Нтi = Тпл * (Нчi / Нв), (25)

На основе нормы численности, времени и выработки устанав-ливают нормированное задание. В нем указывается состав работ по регламентированному обслуживанию линии в плановом пе-риоде, время на выполнение этих работ, нормативная числен-ность рабочих, плановый объем продукции линии.
Если на автоматической линии изготавливаются изделия нескольких наименований, то расчеты норм времени и выра-ботки могут проводиться по комплектам изделий. Наряду с этим для многопредметных линий может оказаться более целесооб-разным расчет норм длительности Нд и трудоемкости Нт по методике для ГПС. В этом случае расчеты выполняются по формулам (26), (27):

Ндк = tак / Кан, (26)

Нтk = Нч * (Ндк / Но), (27)

где tак- время автоматической работы оборудования при изготовлении деталей k-го вида.

Расчет норм времени при обработке деталей на станках с ЧПУ Дисциплина: «Проектирование технологических процессов для современных многоцелевых станков» Выполнил студент группы М 03 -721 -1 Пинегин С. Н.

Нормативы времени предназначены для технического нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Норма времени (норма штучно-калькуляционного времени, Тшт-к) для выполнения операций на станках с ЧПУ при работе на одном станке Нвр состоит из нормы подготовительно-заключительного времени Тпз и нормы штучного времени Тшт и определяется по формуле (1): , (1) где n – количество деталей в партии запуска.

Норма штучного времени определяется по формуле (2): , (2) где Тца – время цикла автоматической работы станка по программе, мин; , (3) где То – основное (технологическое) время на обработку одной детали, мин;

, (4) где Li – длина пути, проходимого инструментом или деталью в направление подачи при обработке i – го технологического участка (с учетом врезания и перебега), мм; Sмi – минутная подача на данном технологическом участке, мм/мин; i =1, 2, …, n – число технологических участков обработки; Тмв – машинновспомогательное время (на подвод детали инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод; установку инструмента на размер, смену инструмента, изменение величин и направления подачи, время технологических пауз и т. п.), мин;

, (5) , (6) где L – длина пути (или траектории), проходимого инструментом или деталью в направлении подачи, мм; l 1, l 2, l 3 – длина подвода, врезания и перебега инструмента соответственно, мм. Величина L определяется исходя из параметров траектории детали. Так, при обработке участков детали с перемещением инструмента по двум координатам длину L определяют по формуле (7) , (7)

где Δх, Δу – приращения соответствующих координат на данном участке обработки. При перемещении инструмента по дуге окружности длину L определяют по формуле (8) или (9) , (9) где R – радиус дуги окружности, мм; а – длина хорды дуги окружности, мм; φ – центральный угол, опирающийся на конечные точки дуги окружности, рад; Тмв. и – машинновспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин; Тмв. х – машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов и технологические паузы, мин.

Для станков с револьверными головками время Тмв. и можно определить по формуле (10) , (10) где Тип – время поворота револьверной головки на одну позицию, мин; Кп – количество позиций, на которое необходимо повернуть револьверную головку для установки требуемого инструмента; Тиф – время фиксации револьверной головки, мин. Для станков с контурными системами управления время Тмв. х можно определить по формуле (11) , (11)

где Lxxj – длина пути j – го участка автоматического вспомогательного хода, мм; j=1, 2, …, т – число участков автоматических вспомогательных ходов; Sму – минутная подача ускоренного хода. Для станков с позиционными и универсальными (контурно-позиционными) системами управления станками, в которых программирование обработки ведется стандартными циклами, аналитическим путем время Тмв. х определить трудно в связи с тем, что конкретные станки в зависимости от их наладки имеют значительные разбросы значений Sмхх и Lхх (связанные с установками позиционирования). Для более точного определения времени Тмв. х на этих станках рекомендуется проводить предварительный хронометраж с целью определения фактического времени Тмв. х при перемещении стола или инструмента на мерное расстояние в направлении различных координат.

В том случае, когда нормирование ведется для уже спроектированного технологического процесса и имеется управляющая программа, время Тц. а определяют прямым хронометрированием цикла обработки детали. Вспомогательное время на операцию рассчитывается по формуле (12) , (12)

где Тв. у – время на установку и снятие детали вручную или подъемником, мин; Тв. оп – вспомогательное время, связанное с операцией (не вошедшее в управляющую программу), мин; Тв. изм – вспомогательное неперекрываемое время на измерения, мин; Ктв – поправочный коэффициент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей ; атех, аорг, аотл – время на технологическое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании, процент от оперативного времени .

Нормативы вспомогательного времени на установку и снятие детали Тв. у даются по видам приспособления вне зависимости от типов станков и предусматривают наиболее распространенные способы установки, выверки и крепления деталей в универсальных и специальных зажимных приспособлениях. В качестве главных факторов, влияющих на время установки и снятия детали, принимаются массы детали, способ установки и крепления заготовки, характер и точность выверки.

Нормативы времени на установку и снятие деталей предусматривают выполнение следующей работы: - при установке и снятии вручную: взять и установить деталь, выверить и закрепить; включить и выключить станок; открепить и снять деталь, уложить в тару; очистить приспособление от стружки, протереть базовые поверхности салфеткой; - при установке и снятии мостовым краном: вызвать кран; застропить деталь; транспортировать деталь к станку; установить деталь, выверить и закрепить; включить и выключить станок; открепить деталь; вызвать кран; застропить деталь; снять со станка, транспортировать ее на место хранения; отстропить деталь; очистить приспособления или поверхность стола от стружки, протереть базовые поверхности салфеткой.

При установке и снятии детали подъемником при станке (или группе станков) выполняют ту же работу, что и при снятии детали мостовым краном, за исключением вызова крана. При установке в специальных приспособлениях вспомогательное время определяют как сумму времени: на установку и снятие одной детали; на установку и снятие каждой последующей детали свыше одной в многоместных приспособлениях; на закрепление детали с учетом количества зажимов; на очистку приспособления от стружки и протирку базовых поверхностей салфеткой. В случае применения для установки и снятия детали роботов, манипуляторов и столов-спутников вспомогательное время определяется с учетом их конструктивных особенностей.

Нормативы вспомогательного времени, связанного с операцией Тв. оп. . Вспомогательное время, связанное с операцией, не вошедшее во время цикла автоматической работы станка по программе предусматривает выполнение следующей работы: включить и выключить лентопротяжной механизм; установить заданное взаимное положение детали и инструмента по координатам Х, Y, Z и в случае необходимости произвести поднастройку; открыть и закрыть крышку лентопротяжного механизма, перемотать и заправить ленту в считывающее устройство; продвинуть перфоленту в исходное положение; проверить приход детали инструмента в заданную точку после обработки; установить щиток от разбрызгивания эмульсией и снять его.

Машинно-вспомогательное время, связанное с переходом, включенное в программу и относящееся к автоматической вспомогательной работе станка, предусматривает: подвод детали инструмента от исходной точки в зону обработки и отвод; установку инструмента на размер обработки; автоматическую смену инструмента; включение подачи; холостые ходы при переходе от обработки одних поверхностей к другим; технологические паузы, предусмотренные при резком изменении направления подачи, для проверки размеров, осмотра инструмента и переустановки или перезакрепления детали. Машинно-вспомогательное время, связанное с переходом, определяется по паспортным данным станков и входит в качестве составляющих элементов во время автоматической работы станка.

Нормативы вспомогательного времени на контрольные измерения Тв. изм. . Необходимые размеры деталей, обрабатываемых на станках с числовым программным управлением, обеспечиваются в автоматическом цикле обработки. В связи с этим время на контрольные измерения (после окончания работы по программе) должно включаться в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотрено технологическим процессом и с учетом необходимой периодичности таких измерений в процессе работы, и только в тех случаях, когда оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка по программе.

Нормативы времени на обслуживание рабочего места . Время на обслуживание рабочего места дается по типам и размерам оборудования с учетом одностаночного и многостаночного обслуживания в процентах от оперативного времени. Технологическое обслуживание рабочего места предусматривает выполнение следующих работ: - смену инструмента (или блока с инструментом) вследствие его затупления; - регулировку и подналадку станка в процессе работы (изменение величины коррекции инструмента); - сметание и периодическую уборку стружки в процессе работы (кроме сметания стружки с базовых поверхностей установочных приспособлений, время, на которое учтено во вспомогательном времени на установку и снятие детали).

Организационное обслуживание рабочего места включает работу по уходу за основным и вспомогательным оборудованием, технологической и организационной оснасткой, тарой, относящимся к рабочей смене в целом: - осмотр и опробование оборудования в процессе работы; - раскладку инструмента в начале и уборку его в конце смены; - смазку и чистку станка в течение смены; - уборку станка и рабочего места в конце смены.

Нормативы времени на отдых и личные потребности . Время на отдых и личные потребности для условий обслуживания одним рабочим одного станка отдельно не выделяется и учтено во времени на обслуживание рабочего места. Для многостаночного обслуживания предусматривается время перерывов на отдых и личные потребности в зависимости от характеристики работ.

Нормативы подготовительно-заключительного времени . Норма времени на наладку станка представляется как время на приемы подготовительно-заключительной работы на обработку партии одинаковых деталей независимо от партии и определяется по формуле (13) , (13) где Тпз – норма времени на наладку и настройку станка, мин; Тпз 1 – норма времени на организационную подготовку, мин; Тпз 2 – норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин; Тпр. обр – норма времени на пробную обработку.

Время на приемы подготовительно-заключительной работы устанавливается в зависимости от вида и размерной группы оборудования, а также с учетом особенностей системы программного управления. Состав работ по организационной подготовке является общим для всех станков с ЧПУ независимо от их группы и модели. Время на организационную подготовку предусматривает: - получение наряда, чертежа, технологической документации, программоносителя, режущего, вспомогательного и контрольно-измерительного инструмента, приспособлений, заготовок до начала и сдачу их после окончания обработки партии деталей на рабочем месте или в инструментальной кладовой; - ознакомление с работой, чертежом, технологической документацией, осмотр заготовки; - инструктаж мастера.

При бригадной форме организации труда, когда производится межсменная передача обрабатываемых деталей, организационная подготовка учитывает только время на ознакомление с работой, чертежом, технологической документацией, осмотр заготовок и инструктаж мастера. В состав работ по наладке станка, инструмента и приспособлений включаются приемы работы наладочного характера, зависящее от назначения станка и конструктивных особенностей: установка и снятие крепежного приспособления; установка и снятие блока или отдельных режущих инструментов; установка исходных режимов работы станка; установка программоносителя в считывающее устройство и снятие его; настройка нулевого положения и др.

Время на пробную обработку деталей на станках токарной и револьверной групп включает затраты времени на обработку детали по программе и вспомогательное время на выполнение дополнительных приемов, связанных с измерением детали, вычислением коррекции, введением величин коррекции в систему ЧПУ, и вспомогательное время на приемы управления станком и системой ЧПУ. Время на пробную обработку деталей на станках карусельной, фрезерной, расточной групп, многоцелевых станках включает затраты времени на обработку деталей методом пробных стружек и вспомогательное время на выполнение дополнительных приемов, связанных с измерением детали, вычислением величины коррекции, введением величин коррекций в систему ЧПУ, и вспомогательное время на приемы управления станком и системой ЧПУ.

Для расчета основного времени необходимо определить режимы резания для обработки каждой поверхности детали. Они определяются по общемашиностроительным нормативам: - Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 2 – Нормативы режимов резания. – М. : Экономика, 1990. - Режимы резания металлов: справочник / Под ред. Ю. В. Барановского. – 3 -е изд. , перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1972. – 407 с. - Справочник технолога-машиностроителя. В 2 -х т. Т. 2 / Под. ред. А. Г. Косиловой и др. – 5 - е изд. , испр. – М. : Машиностроение, 2003. – 944 с. , ил.

Пример расчета норм времени Для расчета норм времени приведем исходные данные: чертеж детали «Ролик» , материал заготовки сталь 45 ГОСТ 1050 -88, партия деталей 100 шт, заготовка – круглый прокат диаметром 125 х54. Расчет будем вести по трем случаям: 1. 1) Обработка на двух станках с ЧПУ – токарном (16 К 20 Ф 3) и фрезерном (6 Р 13 РФ 3). На токарном станке с ЧПУ обрабатываются две шейки диаметром 30 h 12 с подрезкой торцев. В операции предусмотрен переустанов заготовки в самоцентрирующемся патроне с пневматическим зажимом. На фрезерном станке с ЧПУ осуществляется обработка паза 4 х10 и 4 отверстий диаметром 16 мм в самоцентрирующихся призматических тисках с пневматическим зажимом. 2) Обработка на 5 -осевом токарном обрабатывающем центре. Обработка происходит в самоцентрирующемся патроне с пневматическим зажимом за одну операцию с переустановкой заготовки. Выполняются те же самые переходы, что и на обычных станках с ЧПУ – точение, фрезерование и сверление.

3) Обработка на обрабатывающем центре с контршпинделем. Обработка происходит в самоцентрирующемся патроне с пневматическим зажимом за одну операцию с переустановкой заготовки. На таких ОЦ имеются два патрона с пневматическим зажимом и две инструментальные головки. Роль второго патрона исполняет контршпиндель, который производит переустановку заготовки и, в котором происходит дальнейшая обработка заготовки. Цикл обработки заготовки следующий: заготовку устанавливают и закрепляют в патрон; производят точение шейки диаметром 30 h 12 с подрезкой торца; производится автоматическая смена инструмента, поворотом револьверной головки; сверление 4 отверстий диаметром 16 мм; первая револьверная головка отходит в исходную точку; включается контршпиндель и подводится автоматически к патрону, который продолжает вращаться с заданной частотой; контршпиндель разгоняется до частоты вращения патрона и автоматически зажимает заготовку; патрон автоматически разжимает кулачки и контршпиндель с заготовкой отходит в свою заданную исходную точку; подводится вторая револьверная головка и производит точение шейки диаметром 30 h 12 с подрезкой торца; производится автоматическая смена инструмента и фрезерование паза 4 х10; отход револьверной головки в исходную точку и выключение контршпинделя.

Основное время То Основное время для всех трех случаев рассчитываем по общемашиностроительным нормативам и принимаем как постоянную величину, т. е. То = const. На операции точения, фрезерования и сверления основное время можно найти по таблицам и эмпирическим зависимостям . Основное время определяем по формуле В результате получаем: мин; мин.

Тмв – машинно-вспомогательное время (на подвод детали инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод; смену инструмента), мин. Определяем по паспортным данным станков и технологией обработки. мин; мин. Тца – время цикла автоматической работы станка по программе, мин. Определяем по формуле мин;

атех, аорг, аотл – время на технологическое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании, процент от оперативного времени . Для станков с ЧПУ и ОЦ эта величина составляет 14% от оперативного времени.

Вспомогательное время Тв Вспомогательное время на операцию рассчитывается по формуле Нормативы вспомогательного времени на установку и снятие детали Тв. у . Для первого случая вспомогательное время на установку и снятие определяется для двух операций в зависимости от вида приспособления, способа установки и крепления детали и массы детали. При операции точения заготовка устанавливается в самоцентрирующемся патроне с пневматическим зажимом , а при фрезерной операции в самоцентрирующихся призматических тисках с пневматическим зажимом . Во время токарной операции происходит переустановка заготовки. мин; мин. При обработке на токарном ОЦ заготовка устанавливается в патроне с пневматическим зажимом при одной переустановке заготовки . мин.

При обработке на ОЦ с контршпинделем заготовка устанавливается в патроне с пневмозажимом при одной переустановке заготовки с помощью автоматической установки заготовки в контршпиндель . мин. Нормативы вспомогательного времени, связанного с операцией Тв. оп. . мин; мин. Нормативы вспомогательного времени на контрольные измерения Тв. изм. . Во всех 3 случаях равна 0. Время на контрольные измерения (после окончания работы по программе) должно включаться в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотрено технологическим процессом и с учетом необходимой периодичности таких измерений в процессе работы, и только в тех случаях, когда оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка по программе.

Вспомогательное время Тв мин; мин. Ктв – поправочный коэффициент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей .

Норма штучного времени определяем по формуле мин; мин. Нормативы подготовительно-заключительного времени . где Тпз – норма времени на наладку и настройку станка, мин; Тпз 1 – норма времени на организационную подготовку, мин; Тпз 2 – норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин; Тпр. обр – норма времени на пробную обработку.

мин; мин. Норма времени (норма штучно-калькуляционного времени, Тшт-к) для выполнения операций на станках с ЧПУ при работе на одном станке Нвр состоит из нормы подготовительно-заключительного времени Тпз и нормы штучного времени Тшт и определяется по формуле

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Составитель преподаватель: Фазлова З.М.

Введение

Интенсификация производства, успешное внедрение новейшей техники и технологии требуют совершенствования организации труда, производства и управления, что возможно только на базе технического нормирования.

Нормирование труда - это установление меры затрат труда, тс суммарных общественно необходимых затрат рабочего вре­мени на производство продукции определенной потребительской стоимости для данного периода производственно-технических условий. Важнейшими задачами нормирования труда являются последовательное улучшение организации труда и производства, снижение трудоемкости продукции, поддержание экономически обоснованных соотношений между ростом производительности тру­да и заработной платы. Нормирование труда должно способствовать активному внедрению передового опыта, достижений науки и техники.

Методическая разработка « Нормирование работ, выполняемых на станках с ЧП У» позволя­ет приобрести необходимые навыки установления обоснованной нормы времени на выполнение технологической операции. В нем изложены теоретические основы установления норм времени на технологи­ческую операцию с ЧПУ. В приложении со­держатся основные машиностроительные нормативы по труду.

НОРМИРОВАНИЕ РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Основным путем автоматизации процессов механической обработки деталей мелкосерийного и единичного производства является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Станки с ЧПУ представляют собой полуавтоматы или автоматы, все подвижные органы которых соверши и рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной программе. В ее состав входят технологические команды и численные значения перемещений рабочих органов станка.

Переналадка станка с ЧПУ, включая смену программы, требует незначительного времени, поэтому эти станки наиболее пригодны для автоматизации мелкосерийного производства.

Норма времени на выполнение операций на станках с ЧПУ Н вр состоит из нормы подготовительно-заключительного времени Т пз и нормы штучного времени Т шт:

(1)

Т шт = (Т ц.а + Т в К Тв)
(2)

где n - количество деталей в изготавливаемой партии;

Т ц.а - время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

Т в - вспомогательное время, мин;

К Тв - поправочный коэффи­циент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей;

а тех, а орг, а отл - время на технологическое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности при одностаночном обслуживании, % от оперативного времени.

Время цикла автоматической работы станка по программе рас­считывают по формуле

Т ц.а = Т о + Т мв (3)

где Т о - основное (технологическое) время на обработку одной детали, мин:

Т о = (4)

L i - длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке технологического участка (с учетом врезания и перебега);

s м - минутная подача на данном технологическом участке, мм/мин;

Т мв - машинно-вспомогательное время по программе (на подвод и отвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки, установку инструмента на размер, смену инструмента, изменение величины и направления подачи, время технологических пауз (остановок) и т.п.), мин.

Вспомогательное время определяют следующим образом:

Т в = Т в.у + Т в.оп + Т в.изм (5)

где Т в.у - время на установку и снятие детали, мин;

Т в.оп - вспомогательное время, связанное с опера­цией (не вошедшее в управляющую программу), мин;

Т в. изм - вспомогательное не перекрываемое время на измерение, мин.

Нормативы времени на установку и снятие детали определяются по видам приспособлений в зависимости от типов станков и предусматривают наиболее распространенные способы установки, выверки и крепления деталей в универсальных и специ­альных зажимах и приспособлениях.

Вспомогательное время, связанное с операцией, подразделя­ется:

а) на вспомогательное время, связанное с операцией, не во­шедшее во время цикла автоматической работы станка по про­грамме;

б) машинно-вспомогательное время, связанное с переходом, включенное в программу, относящееся к автоматической вспо­могательной работе станка.

Необходимые размеры деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, обеспечиваются конструкцией станка или режущего ин­струмента и точностью их настройки. В связи с этим время на контрольные измерения должно включаться в норму штучного времени только в том случае, если это предусмотрено техноло­гическим процессом, и оно не может быть перекрыто временем цикла автоматической работы станка по программе.

Время на обслуживание рабочего места определяется по нор­мативам и типоразмерам оборудования с учетом одностаночного и многостаночного обслуживания в процентах от оперативного времени.

Время на отдых и личные надобности при обслуживании од­ним рабочим одного станка отдельно не выделяется и учтено во времени на обслуживание рабочего места.

Нормативы подготовительно-заключительного времени рас­считаны на наладку станков с ЧПУ для обработки деталей по вне­дренным управляющим программам и не включают действия по дополнительному программированию непосредственно на рабо­чем месте (кроме станков, оснащенных оперативными система­ми программного управления).

Нормы штучного времени на размерную настройку режущего инструмента вне станка предназначены для нормирования работ по настройке режущего инструмента для станков с ЧПУ, кото­рая производится слесарями-инструментальщиками вне станка в специально оборудованном помещении с помощью специаль­ных приборов.

ТИПОВАЯ ЗАДАЧА С РЕШЕНИЕМ

Исходные данные: деталь - вал (рис.1); материал - сталь 30Г; точность обработки поверхностей 1,2,3 - IT 10; ше­роховатость обработки поверхностей 1, 2 Ra 5; 3 - Ra 10.

Заготовка: метод получения - штамповка (обычной точно­сти IT 16); состояние поверхности - с коркой; масса 4,5 кг; при­пуск на обработку поверхности: 1 - 6 мм; 2 - 4 мм; 3 - 5 мм.

Станок: модель 16К20ФЗ. Паспортные данные:

частота вра­щения шпинделя п (об./мин): 10; 18; 25; 35,5; 50; 71; 100; 140; 180; 200; 250; 280; 355; 500; 560; 630; 710; 800; 1000; 1400; 2000;

диапазон подач s м (мм/мин)

по оси координат х - 0,05...2800;

по оси координат z - 0,1...5600;

наибольшая сила, допускаемая механизмом продольной подачи, - 8000 Н, меха­низмом поперечной подачи - 3600 Н;

мощность привода главного движения - 11 кВт;

диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя постоянной мощности - 1500...4500 об./мин.

Операция: базирование в центрах, с установкой поводка на по­верхности.

1. Выбор стадий обработки.

Определяются необходимые стадии обработки. Для получения размеров детали, соответствующих квалитету 10, из заготовки квалитета 16 необходимо вести обработку в три стадии: черно­вую, получистовую и чистовую.

2. Выбор глубины резания.

Определяется минимально необходимая глубина резания для получистовой и чистовой стадии обработки (прил. 5).

При чистовой стадии обработки для поверхности 1, диаметр которой соответствует интервалу размеров 8...30 мм, рекомен­дуется глубина резания t = 0,6 мм; для поверхности 2, диаметр которой соответствует интервалу размеров 30...50 мм, t = 0,7 мм; для поверхности 3, диаметр которой соответствует интервалу раз­меров 50...80 мм, t = 0,8 мм.

Аналогично при получистовой стадии обработки для поверх­ности / рекомендуется t = 1,0 мм; для поверхности 2 - t - 1,3 мм; для поверхности 3 - t = 1,5 мм.

Рисунок 1 - Эскиз вала и траектория движения инструментов

Глубина резания для черновой стадии обработки определяется исходя из общего припуска на обработку и суммы глубин резания чистовой и получистовой стадии обработки: для поверхности 1 - t = 4,4 мм; для поверхности 2 - t = 2,0 мм; для поверхности 3 - t = 2,7 мм. Выбранные значения заносятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Определение режима резания

Величина режима резания	Стадия обработки поверхностей
	Черновая			Получистовая			Чистовая
Глубина резания t, мм
Табличная подача s от, мм/об
Принятая подача s пр, мм/об
Табличная скорость резания V т, м/мин
Скорректированная скорость резания V, м/мин
Фактические обороты шпинделей n ф, м/мин
Фактическая скорость резания V ф, м/мин
Табличная мощность резания N т, кВт
Фактическая мощность резания N, кВт
Минутная подача s м, мм/мин

3. Выбор инструмента.

На станке 16К20ФЗ используют резцы с сечением державки 25 х 25 мм, толщина пластины 6,4 мм.

Исходя, из условий обработки принимается трехгранная фор­ма пластина с углом при вершине
° из твердого сплава Т15К6 для черновой и получистовой стадий обработки и Т30К4 - для чистовой стадии (прил. 3).

Нормативный период стойкости: Т = 30 мин.

4. Выбор подачи.

4.1. Для черновой стадии обработки подачу выбирается по прил. 3.

Для поверхности 1 при точении детали с диаметром до 50 мм и глубиной резания t = 4,4 мм рекомендуется подача s от =0,35 мм/об. Для поверхностей 2 и 3 соответственно рекоменду­ется подача s от =0,45 мм/об. и s от =0,73 мм/об.

По прил. 3 определяются поправочные коэффициенты на пода­чу в зависимости от инструментального материала К s и = 1,1 и способа крепления пластины K sp = 1,0.

4.2. Для получистовой стадии обработки значения подач опре­деляются по прил. 3 аналогичным образом: для поверхностей 1 и 2 s от =0,27 мм/об., поверхности 3 s от =0,49 мм/об.

Поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от ин­струментального материала K s и = 1,1, способа крепления плати­ны K sp = 1,0.

По прил. 3 определяем поправочные коэффициенты на подачу черновой и получистовой стадий обработки для из­мененных условий обработки: в зависимости от сечения дер­жавки резца К s д = 1,0; прочности режущей части K s л = 1,05; механических свойств обрабатываемого материала К s и = 1,0; схемы установки заготовки К у =0,90; состояния поверхности за­готовки K s п =0,85; геометрических параметров резца K sp =0,95; жесткости станка K sj = 1,0.

Окончательно подача черновой стадии обработки опреде­ляется:

Для поверхности 1

s пр1 =0,35·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,29 мм/об.;

Для поверхности 2

s пр2 =0,45·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,38 мм/об.;

Для поверхности 3

s пр3 = 0,73·1,1·1,0·1,0·1,05·1,0·0,9·0,85·0,95·1,0 = 0,61 мм/об.

Аналогично рассчитывается подача получистовой стадии обра­ботки:

для поверхностей 1 и 2 s пр1,2 = 0,23 мм/об.;

для поверхно­сти 3 s пр3 = 0,41 мм/об.

для поверхности 1 s от1 =0,14 мм/об.,

для поверхности 2 s от2 =0,12 мм/об.,

для поверхности 3 s от3 =0,22 мм/об.

По прил. 3 определяются поправочные коэффициенты на по­дачу чистовой стадии обработки для измененных условий: в за­висимости от механических свойств обрабатываемого материала К s = 1,0; схемы установки заготовки К у =0,9; радиуса вершины резца K st = 1,0; квалитета точности обрабатываемой детали l 4 = 1,0. Окончательно подача чистовой стадии обработки определяется:

для поверхности 1 s пр = 0,14·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,13 мм/об.,

для поверхности 2 s п p = 0,12·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,11 мм/об.,

Для поверхности 3 s п p = 0,22·1,0·0,9·1,0·1,0 = 0,20 мм/об

Рассчитанные значения подач чистовой стадии обработки по­верхностей заносятся в табл. 1.

5. Выбор скорости резания.

При черновой стадии обработки легированной стали с кор­кой с глубиной резания t = 4,4 мм и подачей s пр = 0,29 мм/об. скорость резания для поверхности 1 V т = 149 м/мин; с глубиной резания t = 2,0 мм и подачей s п p =0,38 мм/об. скорость резания для поверхности 2 V т = 159 м/мин; с глубиной резания t = 2,7 мм и подачей s пр = 0,61 мм/об. скорость резания для поверхности 3 V т = 136 м/мин.

По прил. 8, 9 выбираются поправочные коэффициенты для черновой стадии обработки в зависимости от инструментального материала: для поверхности 1 К ин = 1,0, для поверхностей 2 и 3 К ин =0,95.

Окончательно скорость резания для черновой стадии обра­ботки составит:

для поверхности 1 V 1 = 149·0,85= 127 м/мин;

для поверхности 2 V 2 = 159·0,81 = 129 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 136·0,98 = 133 м/мин.

5.2. При получистовой стадии обработки стали легированной без корки с глубиной резания t до 3,0 мм и подачей s п p = 0,23 мм/об. скорость резания для поверхностей 1 и 2 - V T = 228м/мин; с глуби­ной резания t = 1,5 мм и подачей s пр =0,41мм/об. скорость резания для поверхности 3 - V т = 185 м/мин.

Поправочный коэффициент для получистовой стадии обра­ботки в зависимости от инструментального материала K v = 0,95.

По прил. 8, 9 выбираются остальные поправочные коэффициен­ты на скорость резания при черновой и получистовой стадиях обработки для измененных условий:

в зависимости от группы обрабатываемости материала К v с = 0,9;

вида обработки K vo = 1,0;

жесткости станка K vo = 1,0;

механических свойств обрабатывае­мого материала К v м = 1,0; геометрических параметров резца:

для поверхностей 1 и 2 К v ф =0,95, для поверхности 3 К v ф = 1,15; пе­риода стойкости режущей части К v Т = 1,0;

наличия охлаждения К v ж = 1,0.

Окончательно скорость резания при черновой стадии обработки определяется:

для поверхности 1 и 2 V 1,2 = 228 · 0,81 = 185 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 185 · 0,98 = 181 м/мин.

5.3. Скорость резания для чистовой стадии обработки опре­деляется по прил. 8, 9:

при t = 0,6 мм и s п p =0,13 мм/об. для по­верхности 1 V T =380 м/мин;

при t = 0,7мм и s п p =0,11 мм/об. для поверхности 2 V T =327 м/мин;

при t = 0,8 мм и s п p =0,2 мм/об. V Т =300 м/мин.

По прил. 8, 9 определяется поправочный коэффициент на скорость резания для чистовой стадии обработки в зависимости от инструментального материала; K V н =0,8. Поправочные коэф­фициенты для чистовой стадии численно совпадают с коэффи­циентами для черновой и получистовой стадий.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания при чистовой стадии обработки: K v = 0,68 - для поверхностей 1 и 2; K v = 0,80 - для поверхности 3.

Окончательно скорость резания на чистовой стадии:

для поверхности 1 V 1 = 380·0,68 = 258 м/мин;

для поверхности 2 V 2 = 327·0,68 = 222 м/мин;

для поверхности 3 V 3 = 300·0,80 = 240 м/мин.

Табличные и скорректированные значения скорости резания заносятся в табл. 1.

5.4. Частота вращения шпинделя по формуле

При черновой стадии обработки поверхности 1

n = =1263 об./мин.

Принимается частота вращения, имеющуюся на станке, n ф = = 1000 об./мин. Тогда фактическая скорость резания определяется по формуле:

V ф = = 97,4 м/мин.

Расчет частоты вращения шпинделя, корректировку ее по пас­порту станка и расчет фактической скорости резания для осталь­ных поверхностей и стадий обработки проводятся аналогично. Результаты расчетов сведены в табл. 1.

Так как станок 16К20ФЗ оснащен автоматической коробкой скоростей, то принятые значения частот вращения шпинделя задаются непосредственно в управляющей программе. Если ис­пользуемый станок имеет ручное переключение частоты враще­ния шпинделя, в управляющей программе необходимо преду­смотреть технологические остановки для переключения или за­давать для всех поверхностей и стадий обработки наименьшую из рассчитанных частоту вращения.

5.5. После расчета фактической скорости резания для чисто­вой стадии обработки корректируется подача в зависимости от ше­роховатости обработанной поверхности.

По прил. 8, 9 для получения шероховатости не более Ra 5 при обработке конструкционной стали со скоростью резания V ф = 100 м/мин резцом с радиусом при вершине r в = 1,0 мм реко­мендуется подача s от =0,47 мм/об.

По прил. 8, 9 определяются поправочные коэффициенты на подачу, шероховатости обработанной поверхности для измененных условий: в зависимости от:

механических свойств обрабатываемого материала К s =1,0;

инструментального материала К s и = 1,0;

вида обработки К s о =1,0;

наличия охлаждения К s ж =1,0.

Окончательно максимально допустимая подача по шероховатости для чистовой стадии обработки поверхностей 1 и 2 определяется по формуле

s о =0,47·1,0·1,0·1,0·1,0=0,47 мм/об.

Подачи для чистовой стадии обработки поверхностей 1 и 2, рассчитанные выше, не превышают этого значения.

Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленный режим резания по мощности осуществим (расчет не приводится).

6. Определение минутной подачи .

Минутную подачу по формуле

s м = n ф s о

При черновой стадии обработки для поверхности 1

s м = 1000 · 0,28 = 280 мм/мин.

Значения минутной подачи для остальных поверхностей и стадий обработки рассчитываются аналогично и наносим в табл. 1.

7. Определение времени автоматической работы станка программе.

Время автоматической работы станка по программе по общей части.

Для станка I6ВТ2ОФЗ время фиксации револьверной головки Т иф = 2 с и время поворота револьверной головки на одну позицию Т ип = 1.

Результаты расчета приведены в табл. 2.

8. Определение нормы штучного времени.

8.1. Норма штучного времени определяется по формуле (2)

8.2. Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по 1-й части нормативов (формула(5)). Вспомогательное время на установку и снятие детали Т в.у = 0,37 мин (прил.12).

Вспомогательное время, связанное с операцией, Т в.оп содержит в себе время на включение и выключение станка, на проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, на установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией (прил. 12, 13):

Т в.оп = 0,15+0,03=0,15 мин.

Вспомогательное время а контрольные измерения содержит время на два замера односторонней предельной скобой, четыре замера штангенциркулем и одно измерение простым фасонным шаблоном (прил. 18):

Т в.из =(0,045+0,05)+(0,11+0,13+0,18+0,21)+0,13=0,855 мин.

8.3. Время автоматической работы станка по программе рассчитано на каждом участке траектории инструментов и сведено в табл. 2.

Таблица 2 – Время автоматической работы станка по программе

Продолжение таблицы 2

Участок траектории (номера позиций инструментов предыдущего и рабочего положений)	Перемещение по оси Z, мм	Перемещение по оси X, мм	Длина i-го участка траектории инструмента	Минутная подача на i-м участке	Основное время автоматической работы станка по программе	Машинно-вспомогательное время
Инструмент № 2 – инструмент № 3
Инструмент № 3 – инструмент № 4

8.4. Окончательное время цикла автоматической работы станка по программе

Т ц.а =2,743+0,645 = 3,39 мин.

8.5. Суммарное вспомогательное время

В =0,37+0,18+0,855 = 1,405 мин.

8.6. Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности составляет 8 % от оперативного времени (прил. 16).

8.7. Окончательно норма штучного времени:

Т шт = (3,39+ 1,405) (1+0,08) = 5,18 мин.

9. Подготовительно-заключительное время.

Подготовительно-заключительное время определяем по формуле

Т пз = Т пз1 + Т пз2 + Т пз3 + Т п.обр.

Время на организационную подготовку: Т пз1 = 13 мин,

время на наладку станка, приспособления, устройства числового программного управления

Т пз2 = 4,0 + 1,2 +0,4+0,8+0,8 + 1,0 + 1,2 + 1,2 + 2,5+0,3 =13,4 мин;

время на пробную обработку детали

Т пр.обр = 2,2 + 0,945 = 3,145 мин.

Общее подготовительно-заключительное время

Т пз = 13 + 13,4 + 3,145 = 29,545 мин.

10. Размер партии деталей

n = N/S,

где S - число запусков в год.

Для среднесерийного производства S = 12, следовательно,

n = 5000/12=417.

11. Штучно-калькуляционное время

Т шт.к = Т шт + Т пз / n = 5,18+29,545/417 = 5,25мин.