праці завершують процес встановлення певної системи організації праці і стають вихідним пунктом для її подальшого вдосконалення.
9.1. Нормування праці робітників основного виробництва.
9.2. Нормування праці допоміжних робітників.
9.3. Нормування в транспортних і вантажних роботах.
9.4. Нормування праці в апаратурних процесах.
9.5. Нормування праці в гнучких виробничих системах.
9.6. Нормування праці управлінського персоналу.
Резюме
Терміни і поняття
Література для поглибленого вивчення матеріалу
Вивчивши матеріали цього розділу ви будете знати: методику розрахунку норми основного часу на технологічний перехід; норма обслуговування; час зайнятості робітника; норма чисельності; норма підлеглості; норми керованості; норма співвідношення; особливості нормування праці в гнучких виробничих системах (ГВС); уміти: визначати окремі складові частини норми часу; визначати основний (машинний) час; розраховувати норму часу на слюсарну операцію; розраховувати норму часу на складальну операцію; розраховувати норму обслуговування виробничого обладнання під час здійснення апаратурних процесів; розраховувати норму виробітку апаратників; розраховувати норму чисельності робітників.
9.1. Нормування праці робітників основного виробництва
?????? 9
У сучасному великому технологічно й технічно розвиненому виробництві застосовують майже всі види норм, виходячи з конкретних особливостей і потреб підприємства.
1. Формування математичної моделі процесу різання
7. Визначення допоміжного часу на встановлювання та зняття деталі
2. Аналіз математичної моделі за факторами, що обмежують, та вибір оптимального режиму обробки
8. Визначення часу на обслуговування робочого місця, відпочинок та особисті потреби
3. Уточнення розрахованої швидкості обертання та подачі за паспортними даними верстату
9. Визначення штучного часу на виконання операції
4. Визначення довжини робочого ходу інструменту та розрахунок основного (машинного) часу
10. Визначення підготовчозавершального часу на партію деталей
5. Визначення допоміжного часу на перехід
11. Визначення штучнокалькуляційного часу
6. Визначення допоміжного часу на вимірювання деталі
12. Визначення норми виробітку
Рис. 9.1. Схема структури нормування робіт на метало різальних верстатах
Механічними називають такі технологічні процеси матеріального виробництва, які відбуваються із застосуванням механічної енергії машин. Здебільшого це процеси обробки різноманітних конструкційних матеріалів (металів, деревини, пластмас, каменю) та руйнування гірських порід (буріння свердловин, механічна вишка вугілля).
Дуже поширені механічні процеси у машинобудуванні
— це обточування на токарних верстатах, фрезерування, свердління, стругання, нарізування різьби, шліфування тощо. Для більшості механічних процесів характерні переривчатість, повторюваність, застосування різальних інструментів.
Під час нормування механічних процесів найскладнішою і трудомісткою процедурою є встановлення норми основного часу, оскільки всі інші елементи штучного часу, як правило, визначаються за нормативами.
Розглянемо методику розрахунків норми основного часу на технологічний перехід на прикладі механообробних процесів у машинобудуванні.
Час основної роботи Т о розраховується за відповідними для кожного виду робіт формулами машинного часу Тм. Ці формули відображають залежність тривалості машинного часу від обсягу роботи та режимів роботи обладнання (режимів різання). З обсягом роботи ця залежність пряма, а з режимами різання
— обернена.
Витрати основного (машинного) часу визначають, виходячи з оптимального режиму обробки матеріалу, який має враховувати: глибину різання, подачу та швидкість різання.
Процес різання здійснюється за участю головного руху і руху подачі. Головний рух характеризує число обертань заготовки, подвійних ходів стола чи інструмента за хвилину. Обертання заготовки (інструмента) відбувається внаслідок обертання шпинделя верстата, тому число обертань заготовки (інструмента) дорівнює числу обертань шпинделя.
Товщина шару матеріалу, який необхідно зняти при обробці поверхні заготовки, називається припуском на обробку h. Цей припуск можна зняти за один або кілька проходів інструмента. Товщина шару матеріалу, який знімається за один прохід, називається глибиною різання t. Число проходів і визначається як відношення припуску на обробку заготовки h до глибини різання t: t h i=.
Якщо обробку ведуть в один прохід, то глибина різання дорівнює припуску під обробку, тобто: t = h, де h
— припуск під обробку, мм.
Величину припуску при поверхневому обточуванні і розточуванні отворів, а також при розсвердлюванні, зенкеруванні, розго-
2 dD h = , де D, d
— діаметри оброблюваної поверхні відповідно до і після обробки, мм.
При обточуванні зовнішніх або розточуванні внутрішніх поверхонь різцями (або при відповідному шліфуванні): i dD i h t ? ==
2 .
При розсвердлюванні, зенкеруванні, розгортанні обробку одним інструментом завжди ведуть в один прохід, і тому:
2 oi DD ht == .
При свердленні отворів:
2 i D ht== , де D і
— діаметр інструменту, яким ведеться обробка, мм; D о
— діаметр отвору до обробки, мм.
При обробці площин на стругальних, фрезерних і плоскошліфувальних верстатах глибину різання визначають як різницю розмірів деталі до і після проходу ріжучого інструменту (різця, фрези, абразивного круга).
При обробці в кілька проходів глибину різання визначають шляхом ділення припуску під обробку на число проходів, якщо за кожен прохід знімається шар однакової товщини. Водночас обробку з числом проходів i > 1 слід допускати тільки у випадку, якщо це обумовлюється недоліком потужності верстата або необхідністю зняття підвищеного припуску.
Подача різального інструмента S
— це відстань його переміщення відносно оброблюваної заготовки в міліметрах за хвилину або відповідне переміщення заготовки відносно інструмента (фрезерні, поздовжньо-стругальні верстати). На деяких роботах, наприклад, фрезерних, при розрахунках користуються хвилин-
ртань, круглому зовнішньому і внутрішньому шліфуванні та іншій обробці визначають як різницю діаметрів оброблюваних поверхонь (отворів) до і після обробки, ділену на 2, тобто:
ХВ , тобто подачею за одну хвилину або подачею на один зуб S Z багатолезового інструмента.
Залежність між подачею на один зуб і хвилинною подачею має такий вигляд: zn S S Z ? = мм/хв , де z
— кількість різальних пластинок (різців) у багатолезовому інструменті, наприклад, фрезі.
Швидкість різання v
— це інтенсивність переміщення різального інструмента відносно оброблюваної поверхні заготовки в напрямку головного робочого руху в одиницю часу, м/хв. Швидкість різання залежить від твердості матеріалу заготовки і враховується при обчисленні норми машинного (основного) часу через число обертань заготовки або різального інструмента.
Для верстатів з обертальним головним рухом (токарні, фрезерні, круглошліфувальні, свердлильні) швидкість різання визначають за формулою:
1000 nD v ?? = ? , де D
— діаметр оброблюваної поверхні деталі або інструменту, мм (для круглошліфувальних верстатів швидкість різання вимірюють у метрах за секунду).
Для верстатів з поступально-поворотним головним рухом (стругальні, довбальні, плоскошліфувальні та ін.) при рівності швидкостей прямого і зворотного ходів швидкість різання визначають за формулою (м/хв):
2nL v ?? = , а при різній швидкості прямого і зворотного ходів (м/хв): xx хдxpxx v nvLvL v / ..../
1000
1000 )( ? ??+? =, де L
— довжина ходу столу верстата або інструмента, мм; v х.х , v р.х
— швидкість холостого (зворотного) і робочого (прямого) ходу відповідно, м/хв.; n д.х
— число подвійних ходів столу верстата або інструменту в 1 хв.
Окрім глибини різання і величини подачі, на швидкість різання впливає багато інших чинників, зокрема: стійкість інструмен-
ною подачею S
Величину впливу кожного із вказаних чинників на швидкість різання встановлюють експериментально в спеціальних лабораторіях, унаслідок чого виводять емпіричні формули для розрахунку швидкості обробки:
— різцями: K StT Cv v yx i ? ?? = , м/хв;
— свердлами: K ST DCv v y m i x ? ? ? = , м/хв;
— фрезами: K BStT DCv v p y z x m i ? ??? ? =, м/хв, де Сv
— показник, що характеризує механічні властивості оброблюваного матеріалу; m, х, у, р
— показники ступеня при відповідних значеннях стійкості інструменту, глибини різання, подачі і ширини фрезерування; D
— діаметр свердла, фрези, мм; K
— поправний коефіцієнт для обліку впливу чинників, що не увійшли до формул.
Для користування приведеними формулами необхідно мати отримані експериментальним шляхом значення Cv, m, х, у, р, зведені в нормативні таблиці.
Стійкість інструменту T і
— це період часу (у хвилинах) безперервної роботи інструменту до його затуплення. Стійкість інструменту є одним з найважливіших чинників, що визначають вартості обробки. Швидкість обробки і стійкість інструменту зв’язані зворотною залежністю: чим вища швидкість різання, тим менша стійкість і навпаки. Ця залежність може бути виражена відношенням (хв): v Kст T m i = , де Kст
— коефіцієнт, що виражає залежність стійкості інструменту від властивостей матеріалу його ріжучої частини, оброблюваного матеріалу, охолоджування і інших умов різання; m
— показник ступеня, що виражає залежність стійкості інструменту від тих же чинників, що Kст.
ту Т і ; твердість оброблюваного матеріалу; міцність його на розрив ?В; стан поверхні оброблюваної заготівки (наявність або відсутність кірки, окалини); геометрія ріжучої частини інструменту; наявність і вид рідини, що охолоджує; число лез (зубів) ріжучого інструменту z; діаметр (розмір) ріжучого інструменту D і ; ширина оброблюваної поверхні В при фрезеруванні.
Нормативні значення Т і m визначають для всіх видів інструментів експериментальним шляхом і використовують для розрахунку доцільної швидкості обробки.
Машинний Т
М час виконання певного технологічного переходу на металообробному верстаті обчислюється за такою універсальною формулою: i S L T
ХВ M ?=, де L
— розрахункова відстань, яку має пройти інструмент за один прохід, мм:
21 lllL++=, де l
— довжина оброблюваної поверхні заготовки за кресленням, мм; l
1
— відстань врізання та виходу інструмента, мм; l
2
— додаткова відстань руху інструмента для взяття пробної стружки, мм.
Хвилинна подача для обточування, свердління і чистового фрезерування nSS OХВ ?=, де S O
— подача на одне обертання заготовки (свердла, фрези), мм. Для чорнового фрезерування: nzSS ZХВ ??=.
Величину подачі вибирають з нормативних таблиць, розроблених на окремі види обробки (токарні, фрезерні, стругальні і інші роботи) з урахуванням їх специфіки, а також залежно від марки ріжучого інструменту і геометрії його ріжучої частини, оброблюваних матеріалів (сталь, чавун, кольорові сплави, неметалічні матеріали) і ін. Аналогічно складені таблиці для вибору хвилинної подачі або подачі на зуб.
Робота з максимальною глибиною різання і максимально можливою подачею забезпечує мінімум витрат машинного часу. Доведено, що економічно вигідно збільшувати подачу за рахунок зменшення швидкості різання, яку визначають відповідно до прийнятих глибиною різання і подачею по відповідних нормативах. Водночас при виборі подачі потрібно враховувати і залежність величини від шорсткості її поверхні: чистова обробка звичайними прохідними і розточувальними різцями
— s ? 0,6 мм/об; чорнова обробка цими ж інструментами
— s > 0,6 мм/об.
Обираючи режим різання, враховують сили різання, що виникають під час руйнування матеріалу інструментом, а також потрібну потужність двигуна верстата.
Сила різання Р
— величина опору дії ріжучого інструмента, що виникає в результаті на оброблювальний матеріал. Зусилля різання є функцією багатьох змінних, основні з яких: перетин стружки, твердість оброблюваного матеріалу, стійкість інструмента, розмір обробки (ширина, довжина), кількість лез інструмента (зубів) тощо. Зусилля різання розкладається на три взаємно перпендикулярні складові:
Рх
— осьове, у напрямі подачі різання;
Ру
— радіальне, направлене по радіусу до оброблюваної деталі;
Рz
— тангенціальне (вертикальне), направлене по дотичній до оброблюваної поверхні.
Найбільшою з трьох складових є Рz. Осьове зусилля Рх = 1/4 Рz, а радіальне Ру = 1/3 Рz.
Рівнодіючу трьох зусиль визначають як середню геометричну з виразу:
222 PzPyPxP++= .
Користуючись встановленим співвідношенням цих величин, неважко визначити, що: PzP??08,1.
Тому величина Рz в розрахунках прирівнює до загального зусилля різання.
Розрахунок величини Рz може бути здійснений по емпіричних формулах на токарних верстатах для сталі:
75,09275,0170?-?=???=ststPz кг.
Зусилля різання Рz використовують також для розрахунку потужності, необхідної на різання по вибраному режиму обробки.
Числове вираження Рz залежить від характеристик оброблюваного матеріалу, глибини різання, і подачі та геометрії інструмента: pzpz yX PZZ StCP??=, де С PZ
— коефіцієнт, який залежить від механічних властивостей оброблюваного матеріалу і різального інструмента; х pz , у pz
— показники степеня.
Сили різання P Z , P X , P Y визначають за таблицями нормативів режимів різання. Вони не повинні перевищувати зусиль, що допускаються верстатом, заготовкою чи інструментом. Допустимі зусилля подачі Р х визначають за паспортними даними верстата.
Перевірку цих зусиль роблять тільки за чорнової обробки заготовки. Потрібну потужність обробки заготовки обирають за нормативами і порівнюють її з ефективною потужністю верстата.
Рекомендується такий порядок вибору параметрів режимів різання:
Обирають глибину різання а урахуванням різальних властивостей інструмента, потім за нормативами визначають подачу, швидкість різання і необхідну потужність. Від глибини різання залежить кількість проходів інструмента, яка має бути мінімальною, тоді й основний час буде найменшим. Навпаки, невиправдане збільшення кількості проходів збільшує не лише основний, а й допоміжний час. При цьому зростають витрати енергії, зношування інструмента і верстата, При виборі подачі й глибини різання слід мати на увазі, що вигідніше виконувати механічну обробку з більшою глибиною різання і меншою кількістю проходів.
За нормативами залежно від глибин різання, подачі, властивостей матеріалу та інструмента обирають швидкість різання. Збільшувати швидкість різання за рахунок зменшення подачі недоцільно.
За формулами або таблицями нормативів визначають кількість обертань шпинделя. Табличні числові значення подачі та обертань коригують відповідно до паспортних даних верстата, найближчими до розрахункових.
Визначають розрахункову довжину обробки L за кресленням деталі та нормативами.
Обчислюють величину машинного (основного) часу на перехід за формулою: sn illl i S L TТ хв м ? ?++ =?== )(
21
0 , подача хвилинна дорівнює величині подачі на одне обертання заготовки, помноженій на число обертань за хвилину n: мм/обмм/хвSnS?= .
Якщо технологічна операція складається з кількох переходів, то розрахунки величини основного часу роблять для кожного переходу окремо.
Основний час для нарізування різьблення машинними мітчиками на свердлувальних верстатах визначають за формулою (хв): де п
i sn ll sn ll T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + ? + =
1
11
0 , i sn ll sn ll T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + ? + =
1
11
0 , i sn ll sn ll T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + ? + =
1
11
0 ,
1
— частота обертання мітчика при вивертанні його з отвору.
Частота обертання інструменту (свердла, зенкера, розгортки) залежить від діаметру оброблюваного отвору і вибраної розрахункової швидкості різання і може бути визначена по формулі, рекомендованій для нормування токарних робіт.
Величину урізування і перебігання інструмента при обробці на свердлувальних верстатах визначають залежно від характеру обробки (на прохід, впритул), глибини різання і діаметра інструмента, зазвичай у межах 2…25 мм.
Також окремо для кожного переходу визначають допоміжний час і час оперативної роботи. У цілому на всю операцію обчислюють час оперативної роботи та інші елементи штучного або штучно-калькуляційного часу.
