Влияние частных и общих показателей на выбор варианта механической обработки деталей

УДК 621.9.003.13.

В. М. Борисов, С. В. Борисов

ВЛИЯНИЕ ЧАСТНЫХ И ОБЩИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ВЫБОР ВАРИАНТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Ключевые слова: детали, обрабатываемые резанием, повышение технологичности, технико-экономическая эффективность.

Изложена методика определения технико-экономической эффективности от совершенствования операций технологического процесса механической обработки деталей и от повышения технологичности деталей, обрабатываемых резанием.

Keywords: details, processed by cutting, improving adaptability, technical and economic efficiency.

The technique of determining the technical and economic efficiency by improving the operations process machining and improve manufacturability of parts processed by cutting.

Правильный выбор технологических решений и определение затрат при изготовлении изделий машиностроительного производства - важнейшая часть работы по анализу технико-экономической эффективности вариантов их производства.

Выявление наиболее экономичных вариантов изготовления изделий и их внедрение являются основой повышения эффективности производства.

Для определения технико-экономической эффективности сравниваемых вариантов изготовления деталей, в частности, их механической обработки необходимо анализировать и сопоставлять частные или общие показатели в зависимости от конкретных условий выполнения технологических операций и условий производства.

Частными показателями в указанных случаях являются: рост производительности труда; уменьшение трудоемкости изготовления изделия (детали); материалоемкость детали; станкоемкость детали; фондовооруженность; энерговооруженность.

Эти показатели характеризуют структуру, уровень, соотношение и величину отдельных элементов затрат труда на единицу продукции и измеряются, как правило, в натуральных единицах. Существенным достоинством рассматриваемых показателей является постоянство масштабных единиц, в которых измеряются их величины, и вытекающая отсюда возможность сопоставления их в разные периоды времени.

Известно, что в машиностроительном производстве стадия механической обработки деталей наиболее затратна по трудозатратам, энергозатратам и финансовым средствам. Кроме этого, трудоемкость механической обработки деталей может достигать до 65% общей трудоемкости производственного процесса, изготовления изделий машиностроения.

Поэтому понятен интерес к изучению, анализу и оптимизации рассматриваемых показателей именно для стадии механической обработки деталей.

Технико-экономическая эффективность применения прогрессивных технологических процессов механической обработки деталей может быть получена за счет: совершенствования технологических операций и повышения технологичности конструкции детали.

Совершенствование операций процесса механической; обработки детали задача многовариантная и

решается в зависимости от конструктивно-технологических особенностей конструкции детали, конкретных условий выполнения операции и производства.

На технологичность конструкции детали, подвергаемой обработке резанием, влияют как технические факторы (обрабатываемость материала, выбор баз и размерных связей, форма и размеры детали, требования точности и качества обрабатываемых поверхностей), так и организационные факторы (серийность производства).

Общим для всех или большинства существующих классов деталей (корпусные детали; валы и оси; рычаги, шатуны, кронштейны, серьги, вилки; колеса зубчатые цилиндрические и конические; шкивы; пружины), обрабатываемых резанием, являются следующие требования [1]: при конструировании следует максимально использовать унифицированные элементы формы деталей (диаметры, длины, резьбы, канавки, выточки, модули, размеры шлицев, шпоночных пазов и т.д.). При отсутствии норм на подобные элементы (например, радиусов выхода в шпоночных пазах, фрезеруемых дисковой фрезой) их размеры следует назначать в соответствии с размерами применяемого стандартного инструмента.

Унификация элементов деталей и их размеров, дает возможность применять при изготовлении деталей стандартный режущий и измерительный инструмент. Конструкция детали должна обеспечивать нормальный вход и выход режущего инструмента. При назначении параметров качества обрабатываемой поверхности и точности изготовления оговаривать допускаемые отклонения формы и расположения поверхностей в пределах поля допуска на размер поверхности заданного квалитета точности.

Вышеперечисленные требования к конструкции детали должны соблюдаться на стадии конструирования (конструкторская технологичность) и технологически обеспечиваться при изготовлении (производственная технологичность) [2, 3].

Очевидно, что техническая эффективность от повышения технологичности деталей при механической обработке должна рассматриваться совместно с учетом уровня технологичности деталей на заготовительной стадии.

Таким образом, технико-экономическая эффективность от повышения технологичности механооб-

рабатываемых деталей для всего цикла их изготовления может быть определена по коэффициенту использования материала (КИМ) и по коэффициенту удельной трудоемкости Куд тр Тогда,

КИМХ = тд1/тз1 , КИМ 2 = тд2/тз2,

где КИМ1 и КИМ2 - коэффициенты использования материала для сравниваемых вариантов технологического процесса, изготовления детали; тд1 и тд2 - массы детали соответственно (в большинстве случаев тдХ = тд2; тз1 = тз2);

Куд.тр\ = Т1/тд1 , Кудтр2 = Т~21тд2 ,

где Ктрр и Кудтр2 - коэффициенты удельной трудоемкости для сравниваемых вариантов технологического процесса изготовления детали; 1 и 2 -трудоемкость изготовления детали соответственно. При соблюдении неравенств КИМ1 <КИМ2 и

< Кдд.тр2 второй вариант технологического

процесса изготовления детали более эффективен.

Экономический эффект от повышения технологичности механически обрабатываемых деталей может быть определен по формуле [4, 5]

ЭТрх = ^тЛоп ,

где Л^оп - сокращение нормы оперативного времени на обработку, мин р.; - часовая ставка по тарифу рабочего соответствующего квалификационного разряда, руб.

Величина Л^оп определяется по формуле:

ыоп=ым+ыв

где Л^ - сокращение машинного времени на обработку, мин.; Л(в - сокращение вспомогательного времени, мин.

Сокращение машинного времени достигается уменьшением протяженности обрабатываемых поверхностей и сокращением перерывов в процессе

резания и может быть определено по формуле:

Л'« = ^

где Ц и ¿2 - протяженность обрабатываемых поверхностей в сопоставляемых конструктивных вариантах, мм; 5 - продольная подача режущего инструмента, мм/мин; / - число повторных проходов при обработке. Величина Л(в определяется по формуле:

где т/ и ГП/ - соответственно число вспомогательных приемов или движений вида , требующихся в процессе обработки детали для сравниваемых конструктивных вариантов; и - соответственно, нормативное время на каждый прием или движение вида /; п и п' соответственно число видов применяемых приемов или движений.

Изложенные в статье рекомендации по расчету технико-экономической эффективности вариантов механической обработки деталей были апробированы на Казанском компрессорном заводе и в опытном производстве СКБ-ТХМ г. Москва.

Литература

1. Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков, Технологичность конструкции изделия: Справочник. Машиностроение, Москва, 1990. 768 с.

2. В.М. Борисов, С.В. Борисов, Вестн. Казан. технол. унта, 16, 3, 188-189 (2013).

3. В.М. Борисов, В.А. Лашков, С.В. Борисов, Вестн. Казан. технол. ун-та, 11, 401-405 (2010).

4. Д.М. Великанов, Определение экономической эффективности вариантов механической обработки деталей. Машиностроение, Ленинград, 1970. 240 с.

5. К.М. Великанова, Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. Машиностроение, Ленинград, 1975. 430 с.

/=1

/=1

© В. М. Борисов - к.т.н., доц. каф. машиноведения КНИТУ, lashkov_dm@kstu.ru, C. В. Борисов - к.т.н., доц. каф. машиноведения КНИТУ.

© V. M. Borisov- c.t.s., associate professor of the department of mechanical engineering of Kazan National Research Technological University (KNRTU), lashkov_dm@kstu.ru, S. V. Borisov- c.t.s., associate professor of the department of mechanical engineering of KNRTU.