В зависимости от цели в технико-экономических и организационно-плановых расчетах могут использоваться различные технологические нормы времени на выполнение операции. Обычно в качестве нормы времени t i на выполнение i-й операции над единицей продукции принимается к расчету полная норма времени (штучно-калькуляционная норма) – t шк. Принятая в машиностроении классификация затрат рабочего времени и структура полной нормы времени на операцию (штучно-калькуляционной нормы) представлены на рис. 6.2-6.3.
Подготовительно-заключительное время – время на подготовку и завершение обработки партии продукции или смены (получение задания и знакомство с работой, изучение технической документации установка специальных приспособлений и инструмента, наладка станка и установление режима обработки, сдача работы мастеру или контролеру).
Оперативное время – время непосредственного выполнения технологической операции. Включает основное и вспомогательное время. Основное (технологическое) время – время, в течение которого реализуется технологическая цель работы (формообразование, изменение состояния, качества, свойств предмета труда). Может быть ручным, машинным, машинно-ручным. Вспомогательное время – время на действия, обеспечивающие выполнение основной работы (установка и съем детали, подвод-отвод инструмента, пуск и остановка станка, измерение детали). Может быть ручным, машинным и машинно-ручным.
Время обслуживания рабочего места – время на уход за рабочим местом на протяжении заданной работы и всей смены. Включает время технического и организационного обслуживания. Время технического обслуживания – время на смену инструмента при износе или поломке, подналадку оборудования в процессе работы. Время организационного обслуживания – время на раскладку и уборку инструмента в начале и конце смены, на смазку и чистку станка, уборку рабочего места в течение смены.
Время регламентированных перерывов – время перерывов, которые неизбежны при выполнении заданной работы. Включает время организационно-технологических перерывов, перерывов на отдых и естественные надобности.
Рис. 6.2. Классификация затрат рабочего времени:
Время организационно-технологических перерывов – время перерывов, обусловленных ходом технологического процесса и недостаточной синхронизацией операций. Время перерывов на отдых и естественные надобности – время перерывов на обед, производственную гимнастику, отдых и личные надобности. Все остальные перерывы считаются непроизводительными потерями и не нормируются. Не нормируются также затраты времени работы, перекрываемые основным временем (т. е. действиями, выполняемыми параллельно и не требующими дополнительного времени).
Рис. 6.3. Структура полной нормы времени на операцию:
Как видно из рис. 6.3, полная норма времени на операцию (штучно-калькуляционная норма) t шк определяется следующим образом:
где t ш – норма штучного времени;
t пз – норма подготовительно-заключительного времени на партию;
n – размер партии, шт.;
t o – основное время;
t * в – вспомогательное время, не перекрываемое основным;
t * то – время технического обслуживания, не перекрываемое основным;
t * oo – время организационного обслуживания, не перекрываемое основным;
t техн – время организационно-технологических перерывов;
t отд – время перерывов на отдых и естественные надобности.
Операционный цикл
Длительность операционного цикла зависит от времени выполнения операции над единицей продукции (штукой), от числа единиц продукции в партии, поступающей на операцию, от числа рабочих мест на операции (число каналов обслуживания в многоканальном устройстве).
Расчет операционного цикла. При расчете операционного цикла возможны следующие простейшие случаи.
1) Единиц продукции – 1, рабочих мест – 1. Операционный цикл ^ о в случае выполнения операции на одном рабочем месте над единицей продукции равен норме времени на операцию t i:
где t i – норма времени на выполнение i-й операции над единицей продукции данного наименования.
2) Единиц продукции – n , рабочих мест – 1. Когда на операцию c одним рабочим местом приходит партия продукции размером п штук, операционный цикл Т 0 равен суммарному времени выполнения операции над всей партией. Поскольку предметы труда одинаковы, проходят операцию последовательно и требуют затрат времени t i на единицу продукции, то операционный цикл увеличивается в п раз:
T 0 =nt i
3) Единиц продукции – n, рабочих мест – q. Когда на операции имеется q i одинаковых рабочих мест, можно запустить на них партию для параллельного выполнения операции сразу над несколькими единицами продукции. Операционный цикл Т 0 сократится в q раз:
где q i – число рабочих мест для выполнения i-й операции над партией продукции данного наименования.
Возможны различные варианты формирования принимаемой к расчету t i , когда в нее включаются или не включаются те или иные составляющие затрат времени. В частности, подготовительно-заключительное время на партию t n 3 может задаваться в виде самостоятельной составляющей операционного цикла Т 0 или включаться в состав t i в расчете на штуку – t n 3 /п.
Порядок прохождения партии через операцию. Операция может иметь сложную структуру и состоять из многих переходов, выполняемых на одном рабочем месте. Под переходом понимается часть операции, выполняемая над одной или несколькими поверхностями детали одним или несколькими инструментами одновременно при одном режиме резания. В этом случае на операционный цикл Т o влияет порядок прохождения партии через операцию, так как от этого зависят затраты времени, в частности, на установку и снятие детали в оборудовании, а также на переналадку оборудования при чередовании переходов. На рис. 6.4 показаны два возможных вида прохождения партии через операцию:
а) попереходное прохождение, при котором все количество предметов труда проходит сначала через первый переход, затем через второй переход, затем через третий и так до последнего перехода операции. Процесс выполнения операции для отдельных единиц продукции носит прерывный характер, а для партии в целом – непрерывный;
б) пооперационное прохождение, при котором сначала первый предмет труда проходит через все переходы, затем второй, третий, и так до последней единицы партии продукции. Процесс выполнения операции для единицы продукции носит непрерывный характер, а для партии в целом – прерывный.
Рис 6.4. Виды прохождения партии продукции в операции:
а – попереходное; б – пооперационное
Целесообразность выбора того или иного вида прохождения партии определяется тем, при каком из них суммарное время на выполнение операции над партией (операционный цикл Т 0)будет минимальным. При попереходном прохождении увеличивается время на установку и снятие каждой детали по каждому переходу, при пооперационном – время на переналадку рабочего места после каждого перехода. Если принять для упрощения, что время на обработку по переходам, установку и снятие детали для обоих видов прохождения одинаково, то разница в длительности операционного цикла при попереходном T оА и пооперационном T оВ прохождении, согласно цикловым графикам на рис. 6.4, будет равна:
где п – размер партии продукции;
Р – число переходов в данной операции;
t у – время на установку и снятие детали;
Т п – время переналадки рабочего места при чередовании переходов.
При положительном значении этой разницы целесообразно применение пооперационного прохождения, при отрицательном – по-переходного. Ориентировочно можно считать, что попереходное прохождение целесообразно применять в тех случаях, когда предметы труда не тяжелы и не громоздки, пооперационное – когда время на переналадку рабочего места незначительно.
Техническая норма времени на обработку заготовки является одной 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 обработки заготовки.
В крупносерийном и массовом производстве общая норма времени (мин) на механическую обработку одной заготовки
Т ш =Т о +Т в +Т т.о +Т о.п,
где Т о – технологическое (основное) время, мин; T в – вспомогательное время, мин; Т т.о – время на обслуживание рабочего места, мин; Т о.п – время на отдых и естественные надобности, мин (табл. 3.39).
Технологическое время для многих видов обработки
Т о =L p .х i/(n c т s ст),
где L р.х – расчетная длина рабочего хода режущего инструмента, т.е. путь, проходимый режущим инструментом в направлении подачи, мм; i- число рабочих ходов режущего инструмента; n ст – частота вращения шпинделя станка, принятая по паспорту станка, об/мин; s ст – подача по паспортным данным станка, мм/об.
Вспомогательное время на обработку заготовки Т в зависит от степени механизации, массы заготовки и других элементов, выполняемых на данной операции. Вспомогательное время на контрольные измерения выбирают в зависимости от точности измерения и вида измерительного инструмента. Вспомогательное время определяют по нормативным таблицам. Оно зависит от выбранной технологической оснастки, методов обработки и станочного оборудования.
Вспомогательное время Т в состоит из времени на установку и снятия детали; времени, связанного с переходом (установки инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительного промера; взятия пробной стружки и др.); времени, связанного с переходом на приемы, не вошедшие в комплексы (изменения частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворота резцовой головки и др.); вспомогательного времени на контрольные измерения, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей с учетом коэффициента периодичности. Вспомогательное время на технологическую операцию
Т в = (Т у c т, + Т пер + Т пер.к + Т изм) К t в,
где Т уст – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин; Т пер, – вспомогательное время, связанное с переходом, мин; Т пер.к – вспомогательное время, связанное с переходом на приемы, не вошедшие в комплексы, мин; Т изм _ – вспомогательное время на контрольные измерения, мин; К t в – поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от размера партии обрабатываемых изделий.
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.
Т т.о = (Т о + T в) (а п.о /100) ,
где а п.о. – время на техническое обслуживание рабочего места в процентах к оперативному времени, которое выбирается по нормативным таблицам в зависимости от типа производства. Время на отдых и физические потребности
Т о.п = (Т о + Т в,) (а т.о /100) ,
где а т.о – время на отдых и физические потребности (в %) к оперативному времени, которое выбирают по нормативным таблицам.
В серийном и единичном производстве за техническую норму времени принимается штучно-калькуляционное время
Т ш.к = Т ш + (Т пз /n д) ,
где Т п.з – подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку и наладку станка для обработки данной партии деталей, получение необходимой технологической оснастки, документации, а также на сдачу обработанных деталей, документации и оснастки; n д – число обрабатываемых деталей в партии.
Среднее значение поправочных коэффициентов
Пример . Определить норму штучного времени на черновую зубофрезерную операцию. Исходные данные:
Деталь – косозубое цилиндрическое колесо. Материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050-74 , в =600 Н/м. Масса детали 6 кг. Оборудование – зуборезный станок 5Е32. Приспособление – оправка. Охлаждение – масло. Модуль зуба m == 4мм. Число зубьев зубчатого колеса z = 40. Ширина венца зубчатого колеса В в = 40 мм, д == 30 .
1. Установить, закрепить, раскрепить и снять четыре заготовки.
2. Фрезеровать зубья m =4мм, z = 40.
Решение.1. Выбираем червячную модульную фрезу с наружным диаметром D д = 100мм, с модулем m = 4 мм по ГОСТ 9224-74. Червячная фреза двузаходная, класса точности С. Направление подъема витка фрезы и зуба нарезаемого колеса одноименное. Материал режущей части червячной фрезы из стали Р18 ГОСТ 19256-73. Стойкость фрезы Т ст = 480 мин.
2. Нарезание зубьев зубчатого колеса производим за один рабочий ход. Глубина резания t p = 9 мм.
3. Подачу для двузаходнойчервячной фрезы выбираем по нормативным таблицам: s табл = 1,2 – 1,4 мм/об. Корректируем величину подачи, учитываяпоправочный коэффициент на твердость материала стали 45 ГОСТ 1050-88 (К м =0,9) и угол наклона зубьев и витков (К в = 0,8):
s расч =s табл К м К в =1,4*0,9*0,8=1,008 мм/об
Принимаем по паспорту станка,s ст = 1 мм/об.
4. Выбираем скорость резания по табличным нормативам: V табл = 0,7 м/с. Корректируем скорость резания с учетом поправочных коэффициентов на сталь 45, НВ 170 … 207, где К мv == 0,8 и К == 0,9.
Определяем расчетную скорость резания по формуле
V расч =s табл К м v К ŋ =0,7*0,8*0,9=0,5 м/с
5. Определяем частоту вращения червячной фрезы
N ф.расч =
95,51об/мин.
Устанавливаем частоту вращения фрезы по паспорту станка, где n ст = 100 об/мин.
Время на организационное обслуживание и физические потребности
Вспомогательное время на контрольные измерения
6. Действительную скорость резания определяем по формуле
v д =D н n ст /(1000 60) =3,14 100 100/ (1000 60) = 0,62 м/с.
7. Длину рабочего хода инструмента в процессе обработки определяем по формуле
L р.х = (L pa сч +l 1 +l 2 +l 3)z 3 = (160+2+37,2+2)40 =8048 мм.
L расч = 40 мм (принимаем по чертежу детали) l 1 = 2 мм; l 3 = 2 мм. Величину врезания l 2 определяем по формуле
L 2 =(1,11,3)
37,2 мм,
где h – глубина впадины зубамм, h= t.(h == 2,25m =2,25 4=9 мм.)
В связи с одновременной обработкой четырех зубчатых колес необходимо увеличить L расч в 4 раза (L расч = 40 4 = 160 мм).
8. Основное (технологическое) время на обработку зубьев четырех зубчатых колес определяем по формуле:
Т о =
На одно нарезаемое зубчатое колесо основное время составит Т о = 40,24/4 = 10,06 мин.
9. Вспомогательное время на операцию Т в определяют по нормативным таблицам. Вспомогательное время на установку детали на оправку с массой до 5 кг Т уст = 0,7 мин. Добавочное вспомогательное время на каждую последующую установку детали Т доб на оправку составит Т доб = 0,26 мин.
Время на контрольные измерения в норму вспомогательного времени не включается, так как перекрывается основным временем.
10. Время на обслуживание рабочего места для зуборезных работ определяются (в %) от основного времени, где а т о = 3 %:
Т т.о. =Т о а т.о. /100=10,063/100=0,3 мин.
11. Время на отдых и естественные надобности рабочего определяют (в %) от оперативного времени, где а оп = 1,7 % :
Т оп =
= 0,2 мин.
12. Штучное время на изготовление одной детали составит:
Т ш =Т о +Т в +Т т.о +Т оп =10,06+0,96+0,3+0,2=12,52 мин.
Подготовительно-заключительноевремя для массового производства не определяется.
Важным элементом в системе стимулирования является нормирование. С его помощью устанавливаются нормы необходимых затрат труда на каждом рабочем месте, учитываются фактические трудовые затраты, в соответствии с которыми производится начисление заработной платы.
Техническое нормирование – это метод установления норм затрат труда на основе дифференцированного изучения и анализа производственного процесса по его составным частям – операциям и создания наиболее рационального состава работ в соответствии с достигнутым уровнем развития техники и организации производства.
В техническом нормировании используются следующие нормы труда: – норма времени – регламентированная величина затрат рабочего времени, установленная на выполнение единицы работы одному или группе рабочих соответствующей квалификаций при определенных организационно-технических условиях; – норма выработки – это объем работы (количество единиц продукции), который рабочий или группа рабочих соответствующей квалификации должны выполнить (изготовить, перевезти и т.д.) за единицу рабочего времени в определенных организационно-технических условиях; – норма обслуживания – зона работы или количество единиц оборудования, производственных площадей и др. единиц (число рабочих мест, рабочих), которые должны обслуживаться одним или группой рабочих соответствующей квалификации при определенных организационно-технических условиях; – норматив численности – это численность работников нужного профессионально-квалификационного состава, необходимая для выполнения заданного объема работ в тех или иных организационно-технических условиях; – норма управляемости показывает, каким количеством людей или производственных подразделений и служб предприятия может управлять один руководящий работник.
В целях достижения единства методов нормирования труда создана единая классификация затрат рабочего времени. Ее основными классификационными признаками являются: – время работы и время перерывов, определяемые отношением затрат времени к действию наблюдаемого объекта; – производственное назначение затрат времени (подготовительно-заключительное, основное и вспомогательное время и др.); – эффективность затрат времени (необходимое и лишнее время).
Состав рабочего времени можно представить следующей формулой, где затраты времени выражаются в чел.-минутах, чел.-часах и т.д.:
Нвр = Тпз + То + Твс + Тобсл + Тотл,
где Нвр – норма времени; Тпз – время на подготовительно-заключительную работу; То – время основной работы; Твс – время вспомогательной работы; Тобсл – время обслуживания рабочего места;Тотл – время на отдых и личные надобности.
Штучное время. В состав штучного времени Тшт входят основное и вспомогательное время, время технического и организационного обслуживания рабочего места, а также перерывы, необходимые для естественных надобностей и на отдых при тяжелой физической работе.
Основным Тосн называется время, на протяжении которого происходит резание, т. е. изменение формы и размеров детали. Оно может быть машинным, если вращение детали и подача инструмента осуществляется станком, машинноручным, – если вращение детали обеспечивается станком, а подача инструмента ручная и, наконец, ручным, например, при развертывании отверстия в невращающейся детали.
Вспомогательным ТВСП называется время, затрачиваемое на различные действия, обеспечивающие выполнение основной работы, т. е. на установку и снятие обрабатываемой детали, пуск и остановку станка, на перемещение инструмента, измерение детали и другие приемы, повторяющиеся при обработке каждой детали.
Сумма основного и вспомогательного времени образует оперативное время Топ.
Время технического обслуживания рабочего места Тто охватывает замену затупившегося инструмента, регулировку и очистку станка в процессе работы.
Время организационного обслуживания рабочего места Тоо – это время, расходуемое на раскладку и уборку инструмента в начале и в конце смены, а также на смазку и чистку станка.
Основное, вспомогательное и другие составляющие штучного времени выражаются обычно в минутах (мин).
Продолжительность основного и вспомогательного времени определяется по формулам и таблицам, приводимым в различных справочниках по нормированию работ на металлорежущих станках. Как к основному, так и к вспомогательному времени относятся приемы, которые предусматриваются заранее, вследствие чего эти составляющие штучного времени могут быть определены с точностью, достаточной во многих случаях практики.
Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места и время на перерывы принято исчислять в процентах от оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время. Для определения времени выполнения той или иной операции, по которому производится подсчет стоимости изготовления детали, к штучному времени необходимо прибавить часть так называемого подготовительно-заключительного времени, приходящегося на одну деталь.
Подготовительно-заключительным ТП_3 называется время, необходимое для изучения чертежа детали, операционной карты, получения и сдачи инструментов, требующихся для выполнения данной операции, наладки станка, сохраняющейся при обработке всей партии деталей.
Подготовительно-заключительное время, назначаемое по справочникам, относится ко всей партии деталей и не зависит от количества деталей в данной партии.
Калькуляционное время. Полное или калькуляционное время выполнения операции при обработке детали может быть определено по формуле
ТК = ТШТ +Тп-3 / n , (18)
где Тк – калькуляционное время в мин; Тшт – штучное время в мин; Тп-3 – подготовительно-заключительное время в мин; п – количество деталей в партии.
Из формулы (18) видно, что наибольшее влияние на калькуляционное время обычно оказывает штучное время и менее существенное, как правило, – подготовительно-заключительное.
Предположим, например, что штучное время данной операции при обработке партии 100 деталей составляет 25 мин, а подготовительно-заключительное время – 5 мин.
Калькуляционное время в данном случае составляет
Тк = Тшт + Тп-з = 25+ 5/100 = 25,05 мин.
При увеличении Тшт на 5 мин калькуляционное время составит
Тк = 30 + 5/100 = 30,05 мин
Если увеличить также на 5 мин подготовительно-заключительное время, то калькуляционное время будет равно
Тк = 25 + 10/100 = 25,1 мин.
Чем меньше количество обрабатываемых деталей в партии, тем больше, разумеется, значение подготовительно-заключительного времени.
