УП тех_я машиностроения1. Машиностроени я
 Скачать 1.38 Mb.
|
400 шт. в две смены) для обработки отверстий на обычных станках требуются 32 станка, занимающих площадь 480 м2, и 64 рабочих. На обработку отверстий затрачивается 75,2 мин. При обработке тех же отверстий на автоматических линиях требуются четыре автоматические линии с 47 силовыми головками, занимающие площадь 250 м2 (т. е. на 48 % меньше), и восемь рабочих (в 8 раз меньше); затраты времени на обработку составляют 9,4 мин, т. е. в 8 раз меньше.6.1 Себестоимость машины Каждая вновь изготовляемая машина должна не только отвечать всем требованиям ее служебного назначения, но и отличаться от ранее выпущенных машин данного назначения меньшими затратами материалов и затратами живого и прошлого труда. Затраты на израсходованные средства производства и зарплату на изготовление машины на заводе, выраженные в денежной форме, принято называть ее себестоимостью. Одной из основных задач технологии машиностроения является непрерывное снижение себестоимости выпускаемых машин. Различают себестоимость машины в целом и себестоимость ее отдельных сборочных единиц, деталей и отдельных операции технологического процесса их изготовления. Подсчет себестоимости получил название калькуляции. Различают предварительную калькуляцию, называемую иногда сметной, и последующую, называемую обычно отчетной или исполнительной. Предварительная калькуляция служит для определения возможной или плановой себестоимости, намеченной к производству машины, ее сборочных единиц и деталей, и выбора наиболее экономичного варианта технологического процесса выполнения отдельной операции изготовления деталей и машины в целом. Отчетная калькуляция служит для выявления фактических затрат на изготовление машины, ее сборочных единиц, деталей или на выполнение отдельных операций. Таким образом, с помощью отчетной калькуляции определяют действительную себестоимость машины или ее частей за тот или иной промежуток времени. Сопоставление данных отчетной и предварительной калькуляций позволяет судить о соответствии действительного технологического процесса запроектированному, об эффективности мероприятий по его дальнейшему совершенствованию, а иногда и о том, насколько верна предварительная калькуляция. 6.2 Трудоемкость единицы продукции и выработка В дополнение к себестоимости единицы продукции, в которой как в фокусе отражаются результаты деятельности всего коллектива завода, направленной на снижение себестоимости и повышение тем самым производительности труда, имеется ряд дополнительных технико-экономических показателей. Они характеризуют влияние изменений отдельных факторов процесса, оказывающих то или иное влияние на изменение себестоимости. Одним из таких показателей является трудоемкость единицы продукции. Трудоемкостью называется количество времени, затраченного человеком на изготовление единицы продукции, выполнение операции или перехода. Единицей измерения трудоемкости служит человеко-час. Трудоемкость представляет собой затраты только живого труда, поэтому составляет одно из слагаемых себестоимости. Трудоемкость единицы продукции обычно складывается из трудоемкости ее сборочных единиц, трудоемкость единиц – из трудоемкости деталей, трудоемкость деталей – из трудоемкости операций и трудоемкость операции – из трудоемкости переходов. Различают фактическую трудоемкость, понимая под ней время, фактически затраченное работающим на выполнение работы, и расчетную, или нормированную, трудоемкость, понимая под ней время, которое должно быть затрачено на выполнение той или иной работы. Для нормирования труда и планирования производственного процесса используют норму времени. Нормой времени называют установленное (нормированное) количество труда надлежащей квалификации и нормальной интенсивности, необходимое для выполнения какой-либо операции или целого технологического процесса, в нормальных производственных условиях. Норму времени измеряют в единицах времени (часах, минутах) с указанием квалификации работы, например 10 ч, 5-го разряда. При установлении нормы времени на малотрудоемкие операции бывает трудно составить ясное представление о ее величине, исчисляемой иногда долями минуты или даже секунды. В этих случаях вместо нормы времени устанавливают обратную ей величину – норму выработки. Нормой выработки называют устанавливаемое (нормируемое) число заготовок, деталей или изделий, которое должно быть обработано или сделано в установленную единицу времени (час, минуту). Единицей измерения нормы выработки является число штук в единицу времени с указанием квалификации работы, например 1200 шт. в час, работа 3-го разряда. Снижение трудоемкости является одним из основных средств сокращения себестоимости единицы продукции. Основными средствами сокращения трудоемкости являются: вооружение работающих наиболее производительным оборудованием, приспособлениями и инструментом; лучшая организация рабочих мест; механизация ручного труда; автоматизация производства и ряд других, рассматриваемых ниже. 6.3 Станкоемкость единицы продукции При обработке деталей на станках (или других видах оборудования) последние бывают заняты в течение того или иного времени, в течение которого обрабатываемая деталь находится на станке. Для расчета занятости станков выполнением отдельных операций и для расчета числа станков, необходимых для выполнения одной или нескольких операций или обработки детали по всем операциям, служит понятие станкоемкость. Станкоемкостью называют время, в течение которого фактически занят (фактическая станкоемкость) или должен быть (расчетная станкоемкость) станок, несколько станков или других видов оборудования для выполнения отдельных или всех операций по обработке детали или целого изделия. В соответствии с этим различают станкоемкость операции, станкоемкость детали и станкоемкость изделия. Единицей измерения станкоемкости обычно служит станко-час. 6.4 Сокращение цикла производственного процесса Каждая операция обработки или технологический процесс изготовления детали или машины в целом занимает определенное календарное время. Промежуток календарного времени, измеренный от начала какой-либо периодически повторяющейся операции технологического или производственного процесса до ее окончания, принято называть циклом. Различают цикл операции – промежуток календарного времени от начала до конца операций; цикл изготовления детали – промежуток календарного времени от начала первой до окончания последней операции изготовления детали; цикл изготовления машины – промежуток календарного времени, начиная от запуска в производство первой заготовки до окончания упаковки готовой машины. Цикл может быть расчетный (или нормированный) и фактический. Если операции или процессы не повторяются периодически, правильнее говорить не о цикле, а о продолжительности операции или процесса. Сокращение цикла позволяет увеличить выпуск продукции в единицу времени и с единицы площади данного цеха или завода и тем самым сократить себестоимость; ускорить высвобождение средств, вкладываемых в производство в виде расходов на материалы, заработную плату и накладных и тем самым использовать освобожденные средства для рационализации производства и увеличения выпуска продукции, т. е. в конечном счете, также для снижения себестоимости. Для иллюстрации влияния сокращения цикла изготовления на уменьшение потребных средств, вкладываемых в производство на рис.13 показаны кривые, построенные в координатах: сумма средств, вкладываемых в производство – календарное время изготовления единицы продукции. Площади, ограниченные соответствующими кривыми и осью абсцисс, представляют собой количество средств, вкладываемых на надлежащий промежуток времени в производство. Из рис. 13 видно, что при более коротком цикле изготовления Т  , площадь под соответствующей кривой 1 значительно меньше площади под кривой 2, соответствующей более продолжительному циклу изготовления Т .Следовательно, сокращение продолжительности цикла является одним из основных мероприятий для сокращения средств, вкладываемых в производство. Быстрое нарастание кривых к концу цикла показывает, что для ускорения высвобождения средств, вложенных в производство, необходимо стремиться к тому, чтобы сокращать продолжительность цикла изготовления в первую очередь за счет последних операций, так как это дает наибольший эффект. ГЛАВА 7 ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТЬЮ ПРОИЗВОДСТВА МАШИНЫ 7.1 Выбор наиболее экономичного варианта технологического процесса Технологический процесс изготовления каждой детали можно спроектировать в нескольких вариантах, обеспечивающих выполнение заданных технических условий. Наиболее экономичный вариант выбирают, сопоставляя технико-экономические показатели, характеризующие сравниваемые варианты. Полную оценку вариантов производят, сравнивая себестоимость изготовления детали, так как при этом учитывают затраты живого и овеществленного труда. Различают цеховую себестоимость, учитывающую только цеховые расходы, и заводскую, учитывающую и общезаводские расходы. Для сравнения вариантов технологических процессов используют цеховую себестоимость. Существует несколько методов определения себестоимости. При бухгалтерском методе себестоимость изготовления детали  , (6)где М – себестоимость изготовления заготовки за вычетом возвращаемой суммы за сдачу отходов, грн; L – заработная плата производственных рабочих, грн; Z – сумма всех остальных цеховых расходов; эти расходы выражают в процентах от величины L; тогда  , (7)где z – процент величины Z от L, он зависит от типа и степени автоматизации производства. Этот метод прост, но не пригоден для сравнения вариантов, так как не выделяет составляющих Z. Наиболее точен метод прямого расчета всех составляющих себестоимости. При этом можно не учитывать те затраты, которые не зависят от технологического процесса и остаются неизменными в сопоставляемых вариантах (затраты на заработную плату цеховых работников, внутрицеховой транспорт, текущий ремонт и амортизацию зданий, сооружений и др.). В этом случае себестоимость  , (8)где LH – заработная плата наладчиков с начислениями, грн; R – расходы на ремонт оборудования, грн; E – расходы на электроэнергию, потребляемую оборудованием, грн; MB – расходы на вспомогательные материалы (смазочные масла, смазочно-охлаждающие жидкости и пр.), грн; A – расходы на амортизацию оборудования, грн; W – расходы на эксплуатацию и амортизацию инструмента, грн; V –  расходы на эксплуатацию и амортизацию специальных приспособлений, грн.Величина  , (9)где М' – себестоимость изготовления заготовки, грн; G – масса реализуемого отхода материала на деталь в кг; а – цена 1 кг отходов, грн. При выполнении п операций обработки заработная плата с начислениями  , (10)где КН – коэффициент, учитывающий расходы по социальному страхованию и на дополнительную заработную плату; l – часовая тарифная ставка станочника на данной операции, грн; tш – норма штучного времени на операцию, час. Заработная плата наладчиков в серийном производстве на все операции обработки данной детали  , (11)где lH – часовая тарифная ставка наладчика, грн; TH – длительность наладки, мин; m – количество партий деталей в течение года; N – годовая программа, шт. В поточно-массовом производстве заработная плата наладчиков определяется по фактическому числу наладчиков, обслуживающих линию. Расходы на ремонт оборудования, отнесенные к одной детали,  , (12)где Gр – затраты на выполнение всех видов ремонтных работ за межремонтный цикл на одну ремонтную единицу, грн; rp – категория сложности ремонта, выражаемая числом ремонтных единиц данного станка; k – число станков для обработки деталей; Tмр – межремонтный цикл, станко-часов. Значения этих величин определяют по нормативам планово-предупредительного ремонта. Расходы на электроэнергию  , (13)где Nуст – суммарная установленная мощность всех электродвигателей станка, кВт; α и β – коэффициенты использования установленной мощности по времени и по величине соответственно; произведение α*β = 0,5  0,9; sэ – цена 1 кВ*ч электроэнергии, грн; to – основное время на операцию, мин. Расходы на вспомогательные материалы  , (14)где Dгод – расходы на эти материалы в грн. на один станок в год, грн; FД – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч. Расходы на амортизацию универсальных станков  , (15)где а – ежегодные амортизационные отчисления, грн; ηз – коэффициент загрузки станка во времени. Расходы на эксплуатацию и амортизацию режущих инструментов зависят от полного или частичного их использования за период выпуска изделия. Расходы на эксплуатацию и амортизацию режущих инструментов при их полном использовании  , (16)где Sw – первоначальная цена инструмента, грн; m – число переточек до полного износа инструмента; Sпер – затраты на одну переточку; T – стойкость инструмента между двумя переточками, мин; to – основное время, мин. При неполном использовании инструмента  , (17)где N – число обрабатываемых деталей; m' – число переточек данного инструмента. Расходы на эксплуатацию и амортизацию универсальных приспособлений можно из-за малости не учитывать. Расходы на эксплуатацию и амортизацию специальных приспособлений  , (18)где Sпр – себестоимость изготовления приспособления, грн; rк, rс, rт – затраты на капитальный, средний и текущий ремонты приспособления, грн; nк, nс, nт – число капитальных, средних и текущих ремонтов приспособления за весь срок его службы; р – срок службы приспособления в годах; Fn – годовой фонд времени работы приспособления, ч. Метод прямого расчета себестоимости трудоемок. При сопоставлении проектируемых вариантов допустимы приближенные расчеты. Часто можно ограничиться учетом тех затрат, которые наиболее влияют на себестоимость. Нормативный метод расчета себестоимости значительно сокращает трудоемкость расчетов. При этом методе используют таблицы, в которых указаны периодически корректируемые расходы по всем элементам себестоимости, приведенных к одной минуте работы станка. Расчет себестоимости сводится к выбору из этих таблиц расходов по каждому элементу, суммированию их и умножению полученной суммы на штучное время проектируемой операции. Частичную оценку вариантов технологического процесса можно получить, сравнивая их по трудоемкости механической обработки, коэффициентам основного времени и коэффициентам использования материала. Трудоемкость процесса равна сумме трудоемкостей всех п oneраций, составляющих данный процесс:  . (19)При переналадке оборудования варианты следует сопоставлять не только по трудоемкости, но и по времени, которое затрачивается на переналадку. При обработке партии n0 заготовок по первому варианту технологического процесса общие затраты времени на обработку партии  .При обработке такой же партии по второму варианту общие затраты времени на обработку партии  .Приравнивая Тпарт 1 и Тпарт 2, можем определить количество деталей в партии, при котором оба варианта будут одинаково выгодны по затратам времени:  . (20)На рис. 14 по оси абсцисс отложено число заготовок в партии n, по оси ординат время, затрачиваемое на обработку партии Tпарт. При размере партии n0 оба варианта равноценны. При партии, меньшей n0, предпочтение отдается первому варианту, при партии большей n0 – второму варианту. Варианты сравнивают также по станкоемкости, Последнюю можно, определять отдельно для операции и детали. Для оценки технологических вариантов используют относительные критерии. 1. Коэффициент основного времени представляет собой отношение основного времени к штучному  . (21)Этот коэффициент используют для оценки построения станочных операций. Чем выше его величина, тем производительнее используется станок. Он может быть применен и для оценки всего процесса в комплексе. В этом случае  , (22)где То – суммарное основное время по всем операциям обработки; Т – сумма штучных времен по всем операциям. 2. Коэффициент использования материала определяют отношением массы готовой детали к массе заготовки  . (23)В массовом производстве γ1 = 0,85; в серийном γ1 = 0,7, а в единичном (включая тяжелое машиностроение) γ1 = 0,5 0,6. Для повышения коэффициента γ1 необходимо приближать форму заготовки к конфигурации готовой детали, повышать точность ее изготовления и улучшать качество ее поверхностей.Степень использования материала в заготовительных цехах характеризуется коэффициентом γ2, представляющим собой отношение массы заготовки, поступающей на механическую обработку, к массе исходного материала, затрачиваемого на изготовление этой заготовки. Этот коэффициент также меньше единицы (для отливок и штампованных заготовок γ2 = 0,75). Увеличение γ2 достигается уменьшением отходов металла (облоя у штампованных заготовок, литников и прибылей у отливок), а также переходом к более прогрессивным методам получения заготовок (безоблойная штамповка, высадка, прессование, поперечно-винтовая прокатка). Общий коэффициент использования материала γ = γ1γ2 характеризует весь технологический процесс изготовления детали. 3. Коэффициент загрузки оборудования характеризует отношение расчетного числа станков к фактически принятому  . (24)Этот коэффициент также стремятся приблизить к единице. В массовом производстве ηз = 0,85 0,9; в серийном ηз = 0,60,7. Этот коэффициент может быть применен для оценки отдельных операций и для всего технологического процесса. В последнем случае он представляет собой среднее арифметическое из ηз по всем станкам, на которых производят обработку деталей.Относительные критерии используют в дополнение к абсолютным. Самостоятельного значения для оценки технологических вариантов они не имеют. Если сопоставляемые технологические процессы однородны по структуре, то их сравнивают и оценивают по операциям, имеющим различное построение. В этом случае в качестве критерия оценки можно использовать величины tо, tш, Cо, ηо и ηз. 7.2 Снижение себестоимости за счет сокращения затрат на материалы Основными путями сокращения расходов на материалы, затрачиваемые на изготовление машины, являются: сокращение массы материалов, расходуемых на изготовление одной машины; использование, по возможности, более дешевых материалов; получение отходов материалов в наиболее ценном виде в целях последующего использования их для изготовления других деталей. Сокращение массы материалов, затрачиваемых на изготовление одной машины, зависит в первую очередь от того, насколько рационально разработана конструкция машины. Недостаточное знание свойств материалов, недостаточно стабильное качество материалов и приближенные методы расчета приводят, в конечном счете, к значительным величинам запасов прочности, т. е. к излишнему расходу материалов. Повышение однородности свойств материалов является одним из средств сокращения их расхода. Например, использование однородных исходных материалов при составлении шихты, рациональное ведение технологии плавки, литья и остывания отливок повышает однородность свойств металла литых заготовок, приводит к уменьшению колебаний массы отливки, сокращению брака и к повышению производительности операций последующей обработки. Сокращение различного рода отходов и потерь материалов является одним из основных технологических и организационных мероприятий, способствующих сокращению расходов на материалы. Значительное количество отходов и потерь имеет место на машиностроительных заводах при получении заготовок, деталей. К такого рода отходам и потерям относятся угар металлов при плавке, сплески, скрап, остатки в плавильных агрегатах, окалина при нагреве, отходы в виде заусенцев, обрезки, облой, брак заготовок и др. При механической обработке часть материалов уходит в стружку, в обрезки при раскрое деталей из листового материала, в обрезки, получающиеся из-за некратности длины детали длине куска исходного материала при прутковых заготовках и в виде кусков, необходимых для закрепления деталей при обработке. Сокращение потерь и отходов экономит не только материалы, позволяя увеличить выпуск изделий, но и непроизводительные затраты живого и прошлого труда как на данной, так и на всех предшествующих стадиях производства. Для суждения о рациональности использования материалов обычно служит коэффициент использования материала γ2. Потери материалов сокращаются с уменьшением числа стадий, которые проходит продукт природы до его превращения в готовое годное изделие. Идеальным было бы непосредственное превращение продукта природы в годное изделие. В машиностроении эта тенденция сводится к непосредственному получению годного изделия из полуфабриката или к сокращению до минимума количества операций, которые должен пройти полуфабрикат до его превращения в готовое изделие. Тщательное выявление служебного назначения каждой детали в машине и четкие формулировки всех условий, в которых должна работать та или иная деталь, дают возможность использовать для ее изготовления более дешевые материалы без снижения качества машины. Примером может служить замена стальных шпинделей, в ряде станков, литыми чугунными, замена ряда стальных деталей (например, рычагов, вилок и др.) деталями из ковкого или модифицированного чугуна и т. д. Во многих случаях экономия металла получается при переводе ряда деталей на изготовление из различного рода заменителей – древопластики, пластмассы и др. Отходы, получаемые при обработке деталей из разных материалов, могут иметь различную стоимость, зависящую от той или иной возможности их дальнейшего использования. Действительно, если при обработке отходы, например, металла, превращаются в стружку, обрезки, заусенцы и т. п., то стоимость отходов получается значительно ниже первоначальной стоимости материала. Если отходы могут быть использованы для получения полноценных заготовок для изготовления других деталей, стоимость их обычно или не отличается от первоначальной стоимости материала, или близка к ней. 7.3 Снижение расходов на заработную плату, приходящихся на единицу продукции Сокращение расходов на заработную плату, приходящихся на единицу продукции может быть осуществлено путем:
Уменьшение факторов 1, 2 и 4 осуществляется путем сокращения времени, затрачиваемого на выполнение операций, т. е. их трудоемкости, или, другими словами, за счет увеличения производительности труда рабочего и наладчика. 7.4 Увеличение производительности труда Производительность труда характеризует эффективность трудовой деятельности человека в сфере производства и определяется количеством продукции, произведенной в единицу времени. Производительность труда может быть увеличена за счет сокращения подготовительно-заключительного времени. Подготовительно-заключительное время складывается из времени получения и ознакомления рабочего с задачей, которую ему необходимо выполнить; времени на получение и установку на станке режущего инструмента и приспособлений, служащих для установки и закрепления обрабатываемых объектов. Четко и исчерпывающе ясно написанный технологический процесс и разработанный чертеж позволяют рабочему быстро понять задачу. При современной организации производства считается необходимым всю технологическую оснастку и обрабатываемые объекты доставлять к рабочему месту. Сокращение времени, затрачиваемого на установку режущего инструмента, осуществляется с помощью быстросменных приспособлений, например, для смены сверл, разверток, блоков с заранее установленными режущими инструментами и т. п. при использовании для достижения точности методов взаимозаменяемости. Одним из радикальных средств, служащих для этой же цели являются станки с программным управлением. Программные станки могут быть достаточно быстро перенастроены с обработки одной детали на другую путем смены программы. Программа позволяет обеспечить необходимые начальные перемещения узлов станка и их рабочие и холостые движения. Производительность труда может быть увеличена за счет штучного времени. Из анализа формулы штучного времени  , (25)где to – основное (технологическое) время; tв – вспомогательное время; tт – время технического обслуживания; tорг – время организационного обслуживания; tп – время перерывов работы, видно, что оно может быть сокращено, главным образом, за счет основного (технологического) и вспомогательного времени, составляющих наибольшую долю среди других слагаемых. Основное (технологическое) время учитывает изменение состояния продукта производства в процессе обработки или сборки. При обработке на станках основное время определяют расчетом для каждого технологического перехода  , (26)где L – расчетная длина перемещения инструмента, мм/мин; i – число рабочих ходов в данном переходе; sм = n*sоб – минутная подача инструмента, мм; величины sоб и n берут по нормативам или рассчитывают. При ручном подводе инструмента величину L получают суммированием длины l обрабатываемой поверхности, длины lвр врезания и длины lсх схода режущего инструмента:  ; (27)при автоматическом цикле обработки к величине L прибавляют длину lпд подвода инструмента к заготовке для предупреждения удара в начале резания:  . (28)Время действий, сопровождающих выполнение основной работы, относится к вспомогательному. Оно включает время на установку, закрепление и снятие обрабатываемой заготовки или собираемой составной части изделия, управление механизмами оборудования, подвод и отвод рабочего инструмента, а также измерение обрабатываемой заготовки. Вспомогательное время находят суммированием элементов времени на выполнение перечисленных действий по всем переходам операции, устанавливаемых по нормативам вспомогательного времени. Сумму основного и вспомогательного времени называют оперативным временем tоп. Как и основное, вспомогательное время может быть ручным, машинно-ручным и машинным (автоматическим). Так, все движения суппортов токарного многорезцового полуавтомата (кроме непосредственно связанных с процессом резания) учитываются машинным вспомогательным временем. Сокращение вспомогательного времени осуществляется двумя путями: непосредственным сокращением времени, затрачиваемого при выполнении технологического процесса на вспомогательные приемы, и частичным или полным совмещением затрат времени вспомогательных приемов с основным технологическим временем. Наибольший эффект дает одновременное использование обоих этих путей. Непосредственное сокращение вспомогательного времени осуществляется: уменьшением времени, расходуемого на замену одних обработанных деталей другими: путем использования методов взаимозаменяемости и определенности базирования для достижения требуемой точности установки при смене обрабатываемых деталей, путем сокращения времени закрепления при смене обрабатываемых деталей, автоматизации смены обрабатываемых деталей и др.; уменьшением времени, затрачиваемого на управление оборудованием и приспособлениями, путем упрощения управления, его механизации и автоматизации; уменьшением времени, затрачиваемого на контроль за ходом выполнения технологического процесса, путем правильного выбора методов средств измерения, механизации и автоматизации контроля; комплексной автоматизацией технологического процесса. Время технического обслуживания затрачивается на смену затупившегося инструмента, подналадку оборудования, заправку и регулировку инструмента. Его величину берут в процентах (до 6%) от основного или оперативного времени или рассчитывают по формулам в зависимости от вида выполняемых работ по нормативам. При черновой обработке  , (29)где ТИ – время на смену затупившегося инструмента;  – число заготовок, обрабатываемых за время стойкости Т режущего инструмента.При чистовой обработке  . (30)Здесь tп и tз - время, затрачиваемое на каждую подналадку и заправку инструмента; kп и kз – число подналадок и заправок инструмента за время его стойкости. Время организационного обслуживания рабочего места учитывает затраты времени на подготовку рабочего места к началу работы, уборку рабочего места в конце смены, смазку и чистку станка и другие аналогичные действия в течение смены. Оно определяется в процентах от оперативного времени по нормативам (0,6 – 8%). Время перерывов в работе отводится на отдых и личные надобности рабочего; его берут по нормативам в процентном отношении к оперативному времени ( |