6机械加工工艺规程制定-生产率及经济性分析.ppt
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1、第八章第八章 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订第八节第八节 工艺方案的生产工艺方案的生产率及技术经济性分析率及技术经济性分析主要内容n生产率分析n工序单件时间的确定n工序单件时间的平衡n技术经济性分析n工艺成本的构成n最佳生产纲领分析n工艺方案的经济性评价n提高机械加工生产率的工艺措施一、工序单件时间工序单件时间是指在一定生产条件下,生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间;用T单件表示。其包括以下几部分时间:(1 1)基基本本时时间间T T基基本本直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置以及表面状态或材料性质的工艺过程所消耗的时间,称为基本时间。对于加工而言,其是切除金属所消耗的时间
2、,包括刀具的切出和切入时间,可用计算方法求出。(2 2)辅辅助助时时间间T T辅辅助助其是为实现加工工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。对加工而言,包括装卸工件、操作机床、改变切削用量、试切和测量等所消耗的时间。辅助时间的确定有两种方法:一是将动作分解,确定各动作的时间,相加得到;二是按基本时间的百分比估算得到。(3 3)布布置置工工作作地地时时间间T T布布置置是指为使加工正常进行,工人照管工作地(如更换刀具、润滑机床、清理切屑以及收拾工具等)所消耗的时间。一般按工作时间的来计算。(4 4)休息和生理需要的时间)休息和生理需要的时间T T休息休息是指在工作班次内,为恢复体力和满足生
3、理上的需要所消耗的时间。一般按操作时间的2来计算。单件工序时间的计算公式为:T单件T基本T辅助T布置T休息 (8-15)(5 5)准准备备与与终终结结时时间间T T准准备备是指工人为生产一批产品或零、部件,进行准备和结束工作所消耗的时间。如加工进行前熟悉工艺文件、领取毛坯、领取和安装刀具和夹具、调整机床以及其他工艺装备等,加工一批工件终结需拆卸和归还工艺装备、成品入库等。若一批工件的数量为n,则每个工件所消耗的准备终结时间为T准备n。将这部分时间加到单件时间上,称为单件核算时间T单核。则T单核T单件T准备n (8-16)在大量生产中,工作地和工作内容固定,在单件核算时间中不计入准备终结时间。二
4、、生产率分析制订机械加工工艺规程,不仅要保证零件加工质量,还应通过对工艺方案进行生产率分析,保证达到零件的年生产纲领所提出的产量要求。在此要求前提下,可拟订出不同的工艺方案。按照零件的年生产纲领,可确定所要求的完成一个零件的单节拍时间T要求,可按下式计算:T要求=(8-14)式中T为年基本工时(小时年),如按两班制考虑,T4600小时年。为设备负荷效率,一般取0.750.85。根据所制定的工艺方案,可以确定实际所能达到的工序单件时间T单件。生产率分析工作就是要使T要求T单件,以保证加工工艺过程按所需的生产率进行工作。工序单件时间的平衡工序单件时间的平衡在制定加工工艺规程时,应使各个T单核相近,
5、以便最大限度发挥各台机床的生产效能;同时又要使各个工序的T单核单核T要求要求,以保证生产任务的完成。为此,需对工序单件时间进行平衡和调整。工件单件时间的平衡是根据拟订的加工顺序,计算出每一工序的T单核,即知工序单件时间的平衡情况,然后根据具体的情况采取适当的方法进行平衡。工序单件时间的平衡原则工序单件时间的平衡原则如果工序的T单核T要求,这些工序限制了整个工艺过程的生产率,或限制了其它工序的机床充分利用,故称之为“限制性”工序。对于限制性工序,若若T单单核核T要要求求一一倍倍以以内内,可以采用改进刀具、适当提高切削用量、或采用高效加工方法、缩短工作行程长度等方法,以减小T单核。若若T单单核核T
6、要要求求两两倍倍以以上上,采用上述方法无效时,可采用增加顺序加工工序或增加平行加工工序的方法来成倍提高生产率。对于对于T单核单核N佳时,由于S/N比值变小,且趋近于稳定。这时应采用生产率高、投资大的设备,即增加S而减小V,使N佳接近于N,从而减小Ed。当年产量小于最佳生产纲领,即NN佳时,由于S/N比值较大,工艺成本增加,此方案显然不经济。故应减少采用的专用设备,减小S,使N佳接近N,方能取得好的经济效果。最佳生产纲领分析制订加工工艺规程时,往往要提出几种不同的方案,并对不同方案的经济效果进行分析比较。常利用E-N、Ed-N关系曲线来进行技术经济分析。通常有下列两种情况:3.3.工艺方案的经济
7、性评价工艺方案的经济性评价(1)基本投资相同或使用现有设备的情况(2)基本投资相差较大的情况(1)基本投资相同或使用现有设备的情况若有两种工艺方案的基本投资相近或都采用现有设备,那么工艺成本就是衡量各方案经济性的依据。1)当两种方案只有少数工序不同时可对这些工序的单件工艺成本进行比较(如图8-28所示):Ed1=V1S1/N,Ed2=V2S2/N若Ed2 Ed1,则第二方案的经济性较好。2)当两种方案有较多的工序不同可对两种方案的全年工艺成本进行比较(如图8-29所示):E1=NV1S1,E2=N V2S2若E2 E1,则第二种方案的经济性较好。3)两种工艺方案的经济性优劣与零件的产量有密切的
8、关系。根据两种方案的全年工艺成本相同,即E2=E1时,可以得到对应的年产量,称之为临界产量(Nk),即Nk=(8-19)若N Nk,则宜采用第一方案。(2)基本投资相差较大的情况 若两种工艺方案基本投资相差较大,单纯比较工艺成本难以全面评价其经济性。如第一种方案采用高生产率、价格较贵的机床和工艺装备,基本投资K1较大,但工艺成本E1较低;第二种方案采用投资省的一般机床和工艺装备,基本投资K1较小,但工艺成本较大。第一种方案工艺成本的降低时因增加基本投资得到的。这时,应考虑两种方案的基本投资差额的回收期。所谓回收期,是指方案一比方案二多用的投资,需要长时间方能由于工艺成本的将低而收回。=(年)(
9、820)回收期可由下式求得:显然,回收期愈短,则经济效果愈好。一般回收期应满足下列要求:1)回收期应小于所采用设备或工艺装备的使用年限。2)回收期应小于所开发生产的产品的市场寿命。3)回收期应小于国家规定的标准回收期。一般新夹具的标准回收期为23年,新机床的标准回收期为46年。第九节、第九节、提高机械加工生产率的工艺措施提高机械加工生产率的工艺措施 制订机械加工工艺规程时,在保证产品质量的前提下,应尽量采用必要的先进工艺措施,提高劳动生产率和降低产品机械加工成本。劳动生产率是衡量生产效率的综合指标,它表示一个工人在单位时间内生产出合格产品的数量,它也可以用完成单件产品或单个工序所耗费的劳动时间
10、来衡量。提高劳动生产率是一个综合性的技术问题,它涉及到产品结构设计、毛坯制造、加工工艺、组织管理等各个方面。这里主要介绍提高机械加工生产率的措施。(一)缩短单件时间定额(一)缩短单件时间定额缩短单件时间定额中的每一个组成部分都是有效的,特别应缩短其中占比重较大的那部分时间。基本时间可直接用公式来进行计算。以车削外圆为例:1.1.缩短基本时间的工艺措施缩短基本时间的工艺措施T基本=(8-21)式中 d工件直径(mm);L工件加工计算长度(mm);Z加工余量(mm)。可见,增大切削用量、减小切削行程长度L和加工余量,都可缩短基本时间。新新型型刀刀具具材材料料的的出出现现和和砂砂轮轮性性能能的的改改
11、进进,使使高高速速切切削削和和强力磨削得到迅速发展。强力磨削得到迅速发展。用硬质合金车刀,车削速度一般可达用硬质合金车刀,车削速度一般可达200200m/minm/min。用用聚聚晶晶金金刚刚石石或或聚聚晶晶立立方方氮氮化化硼硼刀刀具具,加加工工普普通通钢钢车车削削速速度度可可达达900900m/minm/min,切切削削硬硬度度为为6060HRCHRC以以上上的的淬淬火火钢钢或或高高镍合金钢,切削温度达镍合金钢,切削温度达980980时仍能保持红硬性。时仍能保持红硬性。高速磨削时砂轮速度可达高速磨削时砂轮速度可达60608080m/sm/s以上。以上。缓缓进进给给强强力力磨磨削削一一次次最最
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