2015-05-20
3647
Применение методов расчета потребного количества оборудования зависит от характера производства и требуемой точности расчета.
1. В условиях массового и крупносерийного производства при непоточной форме организации изготовления расчет производится следующим образом:
1. Составляется подробный техпроцесс для каждой детали.
2. Для каждой операции определяется модель станка и штучно-калькуляционное время (для массового производства – штучное).
3. Операции, где используются станки одной модели, группируются (в качестве примера см. табл. 10.1, 3-й столбец) и рассчитывается суммарное штучно-калькуляционное время для всей группы операций для одной детали (4-й столбец), для годовых программ каждой детали (6-й столбец) и годовой программы всех деталей (7-й столбец).
Таблица 10.1
Расчет трудоемкости для крупносерийного производства
(к примеру расчета количества станков)
| Модель станка | Номер (наименование) детали | Номера операций | Суммирование штучно-калькуляционного времени t шт.-к. операций с использованием одной и той же модели станка, мин | Годовая программа детали, шт. | Трудоемкость годовой программы детали, мин | Трудоемкость годовой программы для станка, ТN шт.-к. ст, мин |
| 16К20 | Вал №1 | 1,2,5,7 | 2+1,2+3,3+4=11 | |||
| Вал №2 | 1,4,5 | 2,4+3,1+8=13,5 | ||||
| 6Н82 | Вал №1 | 3,6 | 4,2+5,1=9,3 | |||
| Вал №2 | 2,7 | 5+2,6=7,6 | ||||
| Вал №1 | 1,3 | |||||
| Вал №2 | 5,8 | 0,8+2,2=3 | ||||
| Общая трудоемкость годовой программы всех деталей Т Σ N шт.-к. | 11633,33ч | 11633,33 ч |
4. Рассчитывается количество станков каждой модели
С р = ТN шт.-к. станка / F д m, (10.1)
где ТN шт.-к. станка – трудоемкость обработки годовой программы всех деталей на данной модели станка, ч.; F д m – действительный годовой фонд времени работы оборудования при соответствующем количестве смен m в сутки, ч.
5. Принимается требуемое количество станков С пр, которое должно быть целым числом. При округлении до ближайшего меньшего целого числа переработка на один станок не должна превышать 10 %. Например, при С р=10,9 шт. можно взять (принять) С пр=10 станков, и переработка составит 9 %. При Ср=5,6 шт. необходимо взять С пр=6 станков, т. к. при С пр=5 станков переработка составит (0,6/5)×100 % = 12 %, что недопустимо. Переработка обычно компенсируется за счет увеличения режимов резания, и в первую очередь за счет увеличения подачи (она меньше влияет на стойкость инструмента по сравнению со скоростью резания) при увеличении радиуса округления режущей кромки резца для сохранения требуемой шероховатости поверхности. Если этого недостаточно, то увеличивают скорость резания, но это приведет к уменьшению стойкости инструмента. Оптимальный коэффициент загрузки оборудования (К з = С р /C пр) составляет 0,9…0,95.
2. В условиях единичного и мелкосерийного производства расчет ведется по детали-представителю:
· Для каждой модели станка рассчитывается трудоемкость обработки детали-представителя на данной модели станка t шт.-к.станка, мин.
· Определяется коэффициент использования данной модели оборудования
α станка = t шт.-к. станка /T шт.-к.предст., (10.2)
где T шт.-к.предст. – общая трудоемкость одной детали-представителя, мин.
· Рассчитывается общее количество станков
С р = Т Σ N шт.-к. / F д m, (10.3)
где Т Σ N шт.-к. – трудоемкость обработки годовой программы всех деталей в группе, ч; F д m – действительный годовой фонд времени работы оборудования при соответствующем количестве смен m в сутки, ч.
· Рассчитывается количество станков каждой модели
С р станка = С р × α станка. (10.4)
· Определяется принятое количество станков каждой модели С пр станка с учетом допустимой переработки 10 %.
· Рассчитывается общее принятое количество станков как сумма принятого количества станков каждой модели
С пр Σ = Σ С пр станка. (10.5)
Рассмотрим пример расчета в условиях мелкосерийного производства.
1. Для детали-представителя подробно проектируем техпроцесс и результаты расчёта трудоёмкости выполнения каждой операции заносим в табл. 10.3, группируя по моделям применяемых станков.
Часто приходится сначала вычерчивать комплексную деталь, содержащую все виды обработки, используемые в проектируемом цехе. Эта комплексная деталь обрабатываться в реальности не будет, поэтому в табл. 10.3 она будет стоять под номером 0 и трудоёмкость изготовления годовой программы рассчитывать не надо.
Таблица 10.2
Расчет трудоемкости для мелкосерийного производства
| Модель станка | Номер (наименование) детали | Номера операций | Суммирование t шт.-к. операций с использованием одной и той же модели станка, мин |
| 16К20 | комплексная | 1, 2, 5, 7 | 2+1,2+3,3+4=11 |
| 6Н82 | комплексная | 3, 6 | 4,2+5,1=9,3 |
| комплексная | 1,3 | ||
| Трудоемкость обработки одной детали, мин | T шт.-к. компл. = 20,6 |
2. Рассчитываем коэффициенты использования каждой модели оборудования по формуле (10.2):
α 16К20 = t шт.-к. 16К20 /T шт.-к. предст. = 11/20,6 = 0,53;
α 6Н82 = t шт.-к. 6Н82 /T шт.-к. предст. = 9,3/20,6 = 0,45;
α 2125 = t шт.-к. 2125 /T шт.-к. предст. = 1,3/20,6 = 0,06.
Проверка: Σ α ст. = 0,53+0,45+0,06 = 1,04 ≈ 1.
3. Для всех деталей группы, для которой спроектировали технологический процесс комплексной детали (детали-представителя) и выполнили расчёт трудоёмкости выполнения каждой операции (смотри табл. 10.2), составляем таблицу 10.3, необходимую для расчёта трудоёмкости изготовления годовой программы всех деталей группы по приведенной программе.
После расчёта общего коэффициента приведения для каждой детали рассчитываем трудоёмкость их обработки.
Например, трудоёмкость обработки детали № 1 (j = 1)
Тшт.к 1 = Тшт.к j=0 (комплексная деталь) × Кпр j=1 = 20,6 × 0,924 = 19,03 мин.
Трудоёмкость обработки детали № 3 (j = 3)
Тшт.к 3 = Тшт.к 0 , × Кпр 2 = 20,6 × 1,4 = 28,84 мин.
Подробно расчет трудоёмкости по приведенной программе рассмотрен ранее в разделе «Исходные данные для проектирования».
Таблица 10.3
Расчет трудоёмкости обработки годовой программы всех деталей группы конструктивно-технологического сходства при мелкосерийном производстве
| № дета-ли | Вес детали, кгс | Коэффициент приведения по весу, Км j | Годовая программа выпуска, N j, штук | Коэффициент приведения по серийности, Кс j | Средний квалитет и кофф. точности | Средняя шероховатость, Ra, мкм, и кофф. шероховатости | Коэффициент приведения по сложности, Ксл j | Общий коэффициент приведения, Кпр j | Трудоёмкость изготовления одной детали, Тшт.к j ., минут | Трудоёмкость изготовления годовой программы детали, ТN шт.к j ., минут |
| 8→1,5 | 2,5→ 1,1 | 20,6 | расчёт не требуется | |||||||
| 1,25 | 1,12 | 11→1,0 | 10→ 0,9 | 0,66 | 0,924 | 19,03 | 9517,2 | |||
| 8→1,5 | 2,5→ 1,1 | 20,6 | ||||||||
| 1,25 | 1,12 | 8→1,5 | 2,5→ 1,1 | 1,4 | 28,84 | |||||
| 7→2,0 | 2,5→ 1,4 | 1,7 | 1,7 | 35,02 | ||||||
| 1,25 | 1,12 | 7→2,0 | 2,5→ 1,4 | 1,7 | 2,38 | 49,03 | ||||
| 0,54 | 0,97 | 11→1,0 | 10→ 0,9 | 0,66 | 0,35 | 7,12 | ||||
| 1,25 | 1,12 | 11→1,0 | 10→ 0,9 | 0,66 | 0,924 | 19,03 | 9517,2 | |||
| … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
| j | 1,25 | 1,12 | 8→1,5 | 2,5→ 1,1 | 1,4 | 28,84 | ||||
| Итого: Т Σ N шт.к. = ΣТN шт.к j . | 50620 ч. |
Таблица 6.1. Коэффициенты точности 
и 
| Средний квалитет | ||||||
 или 
| 3,0 | 2,0 | 1,5 | 1,0 | 0,8 | 0,7 |
Таблица 6.2. Коэффициенты шероховатости 
и 
| Средняя шероховатость, Ra, мкм | 2,5 | 1,25 | 0,63 | |||
или 
| 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,6 |
3. Рассчитываем общее количество станков по формуле (10.3)
С р = Т Σ N шт.-к. / F д m = 50620/ 4060 = 12,5 шт,
где Т Σ N шт.-к. - трудоемкость обработки годовой программы всех деталей в группе конструктивно-технологического сходства; F д m = 4060 ч. – действительный годовой фонд времени работы оборудования при двухсменной работе.
4. Рассчитываем количество станков каждой модели С р станка по формуле (10.4) и назначаем принятое количество станков одной и той же модели С пр станка:
С р 16К20 = С р × α 16К20 = 12,5 × 0,53 = 6,6 шт.; С пр 16К20 = 6 шт.
С р 6Н82 = С р × α 6Н82 = 12,5 × 0,45 = 5,6 шт.; С пр 6Н82 = 6 шт.
С р 2125 = С р × α 2125 = 12,5 × 0,06 = 0,75 шт.; С пр 2125 = 1 шт.
5. Рассчитываем общее количество станков
С пр Σ = Σ С пр станка= 6 + 6 + 1 = 13 шт.
3. Для поточного производства расчет количества станков ведется по каждой операции по штучному времени и через такт запуска:
С р = t шт / τ зап. (10.6)
Перед расчетом количества станков техпроцесс необходимо синхронизировать. Синхронизация техпроцесса – это выравнивание длительности операций до величины, равной или кратной такту.
После составления техпроцесса и его нормирования обычно длительность операций различна. В этом случае оборудование, где выполняются операции с малым штучным временем, будет простаивать, ожидая очередную деталь.
Пример составления техпроцесса обработки детали (рис. 10.1).
