1、機(jī)械加工工藝規(guī)程制定機(jī)械加工工藝規(guī)程制定-生產(chǎn)率及經(jīng)生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性分析濟(jì)性分析主要內(nèi)容n生產(chǎn)率分析n工序單件時間的確定n工序單件時間的平衡n技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析n工藝成本的構(gòu)成n最佳生產(chǎn)綱領(lǐng)分析n工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評價n提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施工序單件時間的平衡工序單件時間的平衡在制定加工工藝規(guī)程時，應(yīng)使各個T單核相近，以便最大限度發(fā)揮各臺機(jī)床的生產(chǎn)效能；同時又要使各個工序的T單核單核T要求要求，以保證生產(chǎn)任務(wù)的完成。為此，需對工序單件時間進(jìn)行平衡和調(diào)整。工件單件時間的平衡是根據(jù)擬訂的加工順序，計算出每一工序的T單核，即知工序單件時間的平衡情況，然后根據(jù)具體的情況采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行平衡。工序單件時

2、間的平衡原則工序單件時間的平衡原則如果工序的T單核T要求，這些工序限制了整個工藝過程的生產(chǎn)率，或限制了其它工序的機(jī)床充分利用，故稱之為“限制性”工序。對于限制性工序，若若T單核單核T要求要求一倍以內(nèi)一倍以內(nèi)，可以采用改進(jìn)刀具、適當(dāng)提高切削用量、或采用高效加工方法、縮短工作行程長度等方法，以減小T單核。若若T單核單核T要求要求兩倍以上兩倍以上，采用上述方法無效時，可采用增加順序加工工序或增加平行加工工序的方法來成倍提高生產(chǎn)率。對于對于T單核單核N佳時，由于S/N比值變小，且趨近于穩(wěn)定。這時應(yīng)采用生產(chǎn)率高、投資大的設(shè)備，即增加S而減小V，使N佳接近于N，從而減小Ed。當(dāng)年產(chǎn)量小于最佳生產(chǎn)綱領(lǐng)，即N

3、N佳時，由于S/N比值較大，工藝成本增加，此方案顯然不經(jīng)濟(jì)。故應(yīng)減少采用的專用設(shè)備，減小S，使N佳接近N，方能取得好的經(jīng)濟(jì)效果。最佳生產(chǎn)綱領(lǐng)分析制訂加工工藝規(guī)程時，往往要提出幾種不同的方案，并對不同方案的經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行分析比較。常利用E-N、Ed-N關(guān)系曲線來進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。通常有下列兩種情況：3. 3. 工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評價工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評價（1）基本投資相同或使用現(xiàn)有設(shè)備的情況 （2）基本投資相差較大的情況 （1）基本投資相同或使用現(xiàn)有設(shè)備的情況若有兩種工藝方案的基本投資相近或都采用現(xiàn)有設(shè)備，那么工藝成本就是衡量各方案經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。1）當(dāng)兩種方案只有少數(shù)工序不同時可對這些工序的單件工藝成

4、本進(jìn)行比較（如圖8-28所示）：Ed1=V1S1/N, Ed2= V2S2/N若Ed2 Ed1，則第二方案的經(jīng)濟(jì)性較好。2）當(dāng)兩種方案有較多的工序不同可對兩種方案的全年工藝成本進(jìn)行比較（如圖8-29所示）:E1=NV1S1, E2= N V2S2若E2 E1，則第二種方案的經(jīng)濟(jì)性較好。3）兩種工藝方案的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣與零件的產(chǎn)量有密切的關(guān)系。根據(jù)兩種方案的全年工藝成本相同，即E2= E1時，可以得到對應(yīng)的年產(chǎn)量，稱之為臨界產(chǎn)量（Nk），即Nk=（8-19）若N Nk，則宜采用第一方案。 2112VVSS（2）基本投資相差較大的情況 若兩種工藝方案基本投資相差較大，單純比較工藝成本難以全面評價其經(jīng)濟(jì)

5、性。如第一種方案采用高生產(chǎn)率、價格較貴的機(jī)床和工藝裝備，基本投資K1較大，但工藝成本E1較低；第二種方案采用投資省的一般機(jī)床和工藝裝備，基本投資K1較小，但工藝成本較大。第一種方案工藝成本的降低時因增加基本投資得到的。這時，應(yīng)考慮兩種方案的基本投資差額的回收期。所謂回收期，是指方案一比方案二多用的投資，需要長時間方能由于工藝成本的將低而收回。= （年） （820）回收期可由下式求得：顯然，回收期愈短，則經(jīng)濟(jì)效果愈好。一般回收期應(yīng)滿足下列要求：1）回收期應(yīng)小于所采用設(shè)備或工藝裝備的使用年限。2）回收期應(yīng)小于所開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場壽命。3）回收期應(yīng)小于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)回收期。一般新夾具的標(biāo)準(zhǔn)回收期為

6、23年，新機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)回收期為46年。EKEEKK1221第九節(jié)、第九節(jié)、提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量采用必要的先進(jìn)工藝措施，提高勞動生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品機(jī)械加工成本。勞動生產(chǎn)率是衡量生產(chǎn)效率的綜合指標(biāo)，它表示一個工人在單位時間內(nèi)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的數(shù)量，它也可以用完成單件產(chǎn)品或單個工序所耗費(fèi)的勞動時間來衡量。提高勞動生產(chǎn)率是一個綜合性的技術(shù)問題，它涉及到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、毛坯制造、加工工藝、組織管理等各個方面。這里主要介紹提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的措施。 （一）縮短單件時間定額（一）縮短單件時間定額縮短單件時間定額中的每一個組成

7、部分都是有效的，特別應(yīng)縮短其中占比重較大的那部分時間。 基本時間可直接用公式來進(jìn)行計算。以車削外圓為例：1. 1. 縮短基本時間的工藝措施縮短基本時間的工藝措施T基本= （8-21）式中 d工件直徑（mm）； L工件加工計算長度（mm）； Z加工余量（mm）。可見，增大切削用量、減小切削行程長度L和加工余量，都可縮短基本時間。 pvfadLZ1000新型刀具材料的出現(xiàn)和砂輪性能的改進(jìn)，使高速切削和新型刀具材料的出現(xiàn)和砂輪性能的改進(jìn)，使高速切削和強(qiáng)力磨削得到迅速發(fā)展。強(qiáng)力磨削得到迅速發(fā)展。用硬質(zhì)合金車刀，車削速度一般可達(dá)用硬質(zhì)合金車刀，車削速度一般可達(dá)200200m/minm/min。用聚晶金剛

8、石或聚晶立方氮化硼刀具，加工普通鋼車削用聚晶金剛石或聚晶立方氮化硼刀具，加工普通鋼車削速度可達(dá)速度可達(dá)900900m/minm/min，切削硬度為切削硬度為6060HRCHRC以上的淬火鋼或高以上的淬火鋼或高鎳合金鋼，切削溫度達(dá)鎳合金鋼，切削溫度達(dá)980980時仍能保持紅硬性。時仍能保持紅硬性。高速磨削時砂輪速度可達(dá)高速磨削時砂輪速度可達(dá)60608080m/sm/s以上。以上。緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削一次最大切深可達(dá)緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削一次最大切深可達(dá)6 61212mmmm，比普通磨削比普通磨削的金屬切除率可提高的金屬切除率可提高3 35 5倍。倍。（1 1）提高切削用量）提高切削用量如幾把車刀同時加工被加工

9、工件的同一表面，用寬砂輪如幾把車刀同時加工被加工工件的同一表面，用寬砂輪作切入法磨削等都可減少切削行程長度，從而縮短基本作切入法磨削等都可減少切削行程長度，從而縮短基本時間。時間。 某廠用寬某廠用寬300300mmmm、直徑為直徑為600mm600mm的砂輪用切入法磨的砂輪用切入法磨削加工長度為削加工長度為200200mmmm的花鍵軸外圓，單件時間由原來的的花鍵軸外圓，單件時間由原來的4.54.5minmin減少到減少到0.750.75minmin。采用上述措施可大大提高生產(chǎn)率，但應(yīng)注意工藝系統(tǒng)應(yīng)采用上述措施可大大提高生產(chǎn)率，但應(yīng)注意工藝系統(tǒng)應(yīng)有足夠的剛性和大的驅(qū)動功率。有足夠的剛性和大的驅(qū)動

10、功率。 （2 2）減少切削行程長度）減少切削行程長度 利用幾把刀具或復(fù)合刀具對工件的幾個表面或同一利用幾把刀具或復(fù)合刀具對工件的幾個表面或同一表面進(jìn)行同時或先后加工，使工步合并，實(shí)現(xiàn)多刀表面進(jìn)行同時或先后加工，使工步合并，實(shí)現(xiàn)多刀多工位加工，使機(jī)動時間重合，從而大大減少了基多工位加工，使機(jī)動時間重合，從而大大減少了基本時間。本時間。 （3 3）合并工步，采用多刀加工）合并工步，采用多刀加工 （4 4）多件加工）多件加工1 1）順序多件加工）順序多件加工 即工件在刀具切削方向上依次安裝，減少刀具切入和切即工件在刀具切削方向上依次安裝，減少刀具切入和切出時間，減少分?jǐn)偨o每個工件的基本時間和輔助時間

11、。這種方式多用于龍門出時間，減少分?jǐn)偨o每個工件的基本時間和輔助時間。這種方式多用于龍門刨、龍門銑、平面磨及滾齒、插齒等加工。刨、龍門銑、平面磨及滾齒、插齒等加工。2 2）平行多件加工）平行多件加工 即在一次進(jìn)給中同時加工幾個平行排列的工件。這樣使即在一次進(jìn)給中同時加工幾個平行排列的工件。這樣使每個工件的加工時間僅是單件加工時間的每個工件的加工時間僅是單件加工時間的1/1/n n（n n為平行排列的工件數(shù)）。這為平行排列的工件數(shù)）。這種方式多見于銑削和平面磨削等加工。種方式多見于銑削和平面磨削等加工。3 3）平行順序多件加工）平行順序多件加工 它是上述兩種方式的綜合。它適用于多件尺寸小，它是上述

12、兩種方式的綜合。它適用于多件尺寸小，生產(chǎn)批量大的場合。多見于立軸式式的平磨和銑削加工。生產(chǎn)批量大的場合。多見于立軸式式的平磨和銑削加工。 在多件加工中，按工件排列的方式，可有三種加工方式，如圖在多件加工中，按工件排列的方式，可有三種加工方式，如圖8-8-4141所示。所示。 當(dāng)輔助時間在單位時間中占有較大比例時，縮短輔當(dāng)輔助時間在單位時間中占有較大比例時，縮短輔助時間對提高生產(chǎn)率將有重大影響。助時間對提高生產(chǎn)率將有重大影響。縮短輔助時間的措施可歸納為兩方面：縮短輔助時間的措施可歸納為兩方面：使輔助動作實(shí)行機(jī)械化和自動化，使輔助動作實(shí)行機(jī)械化和自動化，以及使輔助時間與基本時間重合。以及使輔助時間

13、與基本時間重合。 2. 2. 縮短輔助時間的工藝措施縮短輔助時間的工藝措施采用先進(jìn)高效的夾具。采用先進(jìn)高效的夾具。例如在成批或大批大量生產(chǎn)中，使用氣動、液壓夾具；例如在成批或大批大量生產(chǎn)中，使用氣動、液壓夾具；中小批量生產(chǎn)中使用組合夾具、可調(diào)夾具；單件小批中小批量生產(chǎn)中使用組合夾具、可調(diào)夾具；單件小批生產(chǎn)中，應(yīng)實(shí)行成組工藝，采用成組夾具、通用可調(diào)生產(chǎn)中，應(yīng)實(shí)行成組工藝，采用成組夾具、通用可調(diào)夾具。夾具。這樣不僅節(jié)省工件的裝卸找正時間，減輕工人的勞動這樣不僅節(jié)省工件的裝卸找正時間，減輕工人的勞動強(qiáng)度，而且能保證加工質(zhì)量，大大縮短輔助時間。強(qiáng)度，而且能保證加工質(zhì)量，大大縮短輔助時間。 （1 1）直

14、接縮短輔助時間）直接縮短輔助時間 采用轉(zhuǎn)位夾具、移動式采用轉(zhuǎn)位夾具、移動式或回轉(zhuǎn)式工作臺，當(dāng)對加工或回轉(zhuǎn)式工作臺，當(dāng)對加工工位上的工件進(jìn)行加工時，工位上的工件進(jìn)行加工時，對裝卸工位上的工件進(jìn)行裝對裝卸工位上的工件進(jìn)行裝卸，從而使裝卸工件的時間卸，從而使裝卸工件的時間完全與基本時間重合，如圖完全與基本時間重合，如圖8-8-4242所示。所示。（2 2）使輔助時間與基本時間重合）使輔助時間與基本時間重合采用主動測量和數(shù)字顯示等自動測量裝置，能在加工過程采用主動測量和數(shù)字顯示等自動測量裝置，能在加工過程中測量工件的尺寸，從而使測量時間與基本時間重合。中測量工件的尺寸，從而使測量時間與基本時間重合。

15、縮短微調(diào)刀具時間和每次更換刀具的時間，以及提高縮短微調(diào)刀具時間和每次更換刀具的時間，以及提高砂輪和刀具耐用度等。砂輪和刀具耐用度等。 生產(chǎn)中可采用各種快換刀夾、刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)、專用對生產(chǎn)中可采用各種快換刀夾、刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)、專用對刀樣板和樣件以及快速換刀或自動換刀裝置。如鉆床上采刀樣板和樣件以及快速換刀或自動換刀裝置。如鉆床上采用快速夾頭，車床上采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片。用快速夾頭，車床上采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片。 銑床上設(shè)置對刀裝置；數(shù)控機(jī)床上的自動換刀裝置；銑床上設(shè)置對刀裝置；數(shù)控機(jī)床上的自動換刀裝置；在磨床上采用金剛石滾輪成形修整砂輪裝置等都可以節(jié)省在磨床上采用金剛石滾輪成形修整砂輪裝置等都可以

16、節(jié)省換刀、對刀以及修正砂輪的時間。換刀、對刀以及修正砂輪的時間。3. 3. 減少布置工作地時間的措施減少布置工作地時間的措施 減少準(zhǔn)備和終結(jié)時間的主要方法是減少機(jī)床、夾具和減少準(zhǔn)備和終結(jié)時間的主要方法是減少機(jī)床、夾具和刀具的調(diào)整和安裝時間。如采用可調(diào)夾具，可換刀架和刀刀具的調(diào)整和安裝時間。如采用可調(diào)夾具，可換刀架和刀夾，采用刀具的微調(diào)機(jī)構(gòu)和對刀輔助工具等。夾，采用刀具的微調(diào)機(jī)構(gòu)和對刀輔助工具等。 在成批生產(chǎn)中，應(yīng)增加零件的批量，或?qū)⑾嗨屏慵M織在成批生產(chǎn)中，應(yīng)增加零件的批量，或?qū)⑾嗨屏慵M織起來加工，以擴(kuò)大零件起來加工，以擴(kuò)大零件“成組批量成組批量”，從而減少了分?jǐn)偟剑瑥亩鴾p少了分?jǐn)偟矫總€零件

17、上的終結(jié)時間。每個零件上的終結(jié)時間。 4. 4. 減少準(zhǔn)備終結(jié)時間的工藝措施減少準(zhǔn)備終結(jié)時間的工藝措施 提高勞動生產(chǎn)率，不能只限于機(jī)械加工本身，應(yīng)重視采用提高勞動生產(chǎn)率，不能只限于機(jī)械加工本身，應(yīng)重視采用先進(jìn)工藝或新工藝、新技術(shù)。例如：先進(jìn)工藝或新工藝、新技術(shù)。例如：（二）采用先進(jìn)工藝方法（二）采用先進(jìn)工藝方法（1 1）特硬、特脆、特韌材料及復(fù)雜型面的加工：）特硬、特脆、特韌材料及復(fù)雜型面的加工：應(yīng)采用非常規(guī)加工方法來提高生產(chǎn)率。例如用電火花加工鍛模、線切割加工沖模、激光加工深孔等，能減少大量的鉗工勞動。（2 2）近凈成型毛坯制造制造：）近凈成型毛坯制造制造：采用冷擠壓、熱擠壓、粉末冶金、失蠟

18、鑄造、壓力鑄造、精鍛核爆炸成形等新工藝方法，能提高毛坯精度，減少切削加工，節(jié)約原材料，經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。（3 3）采用少、無切屑工藝代替切削加工：）采用少、無切屑工藝代替切削加工：例如用冷擠壓齒輪代替剃齒，此外還有滾壓、冷軋等。（4 4）改進(jìn)加工方法：）改進(jìn)加工方法：例如在大批量生產(chǎn)中采用拉削、滾壓代替銑、鉸和磨削；成批生產(chǎn)中采用精刨、精磨或金剛鏜代替刮研，都可以大大提高生產(chǎn)率。 多臺機(jī)床看管是一種高效的勞動組織措施。由于一個工多臺機(jī)床看管是一種高效的勞動組織措施。由于一個工人同時管理幾臺機(jī)床，工人勞動生產(chǎn)率可以相應(yīng)提高若干人同時管理幾臺機(jī)床，工人勞動生產(chǎn)率可以相應(yīng)提高若干倍。組織多臺機(jī)床看管的必要條件是：倍。組織多臺機(jī)床看管的必要條件是：（三）實(shí)行多臺機(jī)床看管（三）實(shí)行多臺機(jī)床看管（1 1）若看管）若看管M M臺機(jī)床，任意臺機(jī)床，任意M-1M-1臺機(jī)床上的手動操臺機(jī)床上的手動操作時間之和，必須小于第作時間之和，必須小于第M M臺機(jī)床的機(jī)動時間；臺機(jī)床的機(jī)動時間；（2 2）每臺機(jī)床都有自動停車裝置；）每臺機(jī)床都有自動停車裝置；（3 3）布置機(jī)床時應(yīng)考慮是操作工人的往返行程最）布置機(jī)床時應(yīng)考慮是操作工人的往返行程最短。