WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
УСКОРЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ДЕТАЛЕЙ НОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Праведников И.С.

Уфимский государственный авиационный технический университет ВВЕДЕНИЕ Трудоемкость является одним из важнейших показателей конструкции и характеризует требуемые для ее изготовления затраты труда. Определение трудоемкости на стадии проектирования любого нового изделия остается сложной задачей, поскольку еще не разработана технология и не проведено нормирование операций. Существующий в настоящее время так называемый «весовой метод», широко применяемый в промышленности, показывает неплохие результаты только на стадии предварительных «прикидочных» расчетов в условиях производства со стабильной номенклатурой из года в год выпускаемых машин при наличии собранных за ряд лет статистически отработанных удельных показателей. Но даже и при этих условиях результаты расчетов бывают далеко не всегда верными, поскольку трудоемкость детали зависит от конструктивной сложности, степени технологичности, марки материала и коэффициента использования материала Ким.

Таким образом, разработка универсальной математической зависимости трудоемкости изготовления деталей от всех выше перечисленных факторов и ее реализация на ЭВМ позволит проверить различные варианты трудоемкости и выбрать вариант, обеспечивающий заданный или максимальный уровень эффективности.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТРУДОЕМКОСТИ ОБРАБОТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ Решение данной задачи осуществлялось на примере серийного производства изделий предприятий Башкортостана. Было выбрано несколько ответственных деталей из различных материалов. Для каждой детали по принятой ведомости установили перечень спроектированного оснащения. Затем для каждого шифра специальной технологической оснастки по отчетным данным, учетным карточкам и записям отдела проектирования оснащения и инструментальных цехов восстановлена трудоемкость проектирования и трудоемкость изготовления оснастки. По учетным карточкам восстановлена также и трудоемкость проектирования технологии.

Результаты обработки первичных данных представлены в табл.1. Анализ данной таблицы показывает, что величина трудоемкости запуска в первую очередь зависит от трудоемкости изготовления технологической оснастки. Так, например, для кольца переднего Тзап=5,42 н-час при общей трудоемкости изготовления оснастки 172 н-час, а для кольца заднего Тзап=4,35 н-час - трудоемкость изготовления технологической оснастки составила 640 н-час. При изготовлении валов компрессора заднего и переднего была установлена почти одинаковая трудоемкость запуска, проектирования и изготовления технологической оснастки.

_ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru Таблица Сведения о трудоемкости оснащения и изготовления деталей в период запуска Трудоем- Трудоемкость Трудоемкость изНаименование детали кость проектирова- готовления оснадетали, Тд ния оснастки, стки, Тито Тпто 1. Кольцо переднее 5,42 99,0 172,2. Кольцо заднее 4,35 217,0 640,3. Вал передний 7,21 196,0 243,4. Вал задний 7,86 230,0 286,5. Ротор компрессора 18,67 240.5 481, 6. Колесо рабочее 1 ступени 113,91 777,0 1220, 7. Колесо рабочее 2 ступени 85,95 798,5 1201, 8. Колесо рабочее 3 ступени 82,69 664,0 1586,В процессе освоения производства наблюдается постепенное насыщение цехов оборудованием, оснасткой, совершенствованием производственных связей и их организацией до запроектированного уровня. Ученые экономисты в своих работах [1,2] указывают на существование двух сторон освоения производства:

изменение организационно-технических условий в связи с оснащением производства оборудованием, приспособлениями и инструментами, т.е. освоение собственно производства; развитие и закрепление у рабочих специализированных навыков, т.е. освоение работы рабочими. На рис.1 представлена динамика трудоемкости изготовления вала, проектирования и изготовления технологической оснастки.

Тд, н-час Тд Тто, н-час Тпто Тито 5 Рис.1. Динамика изменения трудоёмкости изготовления вала компрессора, проектирования и изготовления технологической оснастки.

Как видно из графика, фактор оснащения производства специальной оснасткой действует на протяжении всего периода изготовления деталей. Это связано, прежде всего, с присущей авиационному производству очередностью оснащения.

Сложный характер динамики трудоемкости оснащения свидетельствует об отсут_ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru ствии на предприятии перспективных расчетов будущих потребностей в дооснащении технологических процессов, поэтому фактическое снижение трудоемкости в первые годы мало зависит от уровня оснащенности. Несколько неожиданные результаты получены при изучении динамики трудоемкости и оснащенности изготовления диска турбины на УМПО (рис.2).

Тд, н-час Тто, н-час Тд 10 Тпто Тито 5 Рис.2. Динамика изменения трудоёмкости изготовления диска, проектирования и изготовления технологической оснастки.

Так, например, изготовление оснастки закончено через два года после запуска деталей в производство, но в процессе использования она не оказала существенного влияния на трудоемкость изготовления диска. Однако во все последующие годы наблюдается стабильное снижение трудоемкости. Фиксация действительных режимов резания, проведенная автором в течение 5 лет, показала увеличение скорости резания при обработке диска из титанового сплава ВТ9 в 1,4-1,раза, что позволило на некоторых переходах выйти за пределы оптимальных скоростей резания.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что при значительных затратах на создание технологической оснастки, снижение трудоемкости деталей происходит как за счет совершенствования технологии и организации производства, так и за счет пересмотра норм времени. При небольших затратах на технологическую оснастку снижение трудоемкости осуществляется только за счет пересмотра норм времени.

Определение трудоемкости деталей в период запуска нового изделия в производство является весьма сложной задачей. В настоящее время на предприятиях отрасли начальная трудоемкость назначается на основании сравнения новых деталей с аналогичными, ранее выпускаемыми предприятиями.

В том случае, когда аналога нет, трудоемкость назначается нормировщиками интуитивно на основании собственного опыта. Автор поставил перед собой задачу выявить определенные закономерности в характере изменения трудоемкости в зависимости от различных параметров, определяющих конструктивнотехнологические особенности деталей. Наиболее простым параметром является масса детали. Анализ представленных на рис.3 данных показывает, что массу можно использовать только в том случае, когда конструктивно детали несущественно отличаются друг от друга и выполнены из одного и того же материала. В противном случае ошибка в определении Тд может достигать величин ±80%.

_ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru Тд, н-час 1 2 3 4 5 6 Рд, кг Рис.3. Влияние массы детали на трудоёмкость изготовления по данным предприятий: - Гидравлика; - УМПО; - ЗМЗ.

Правильнее использовать показатель - массу снимаемого металла, для чего достаточно знать массу заготовки и массу детали (рис.4), но и в этом случае детали, изготавливаемые из различных материалов, но одинаковые по конструкции, отличаются по трудоемкости от 2 до 5 раз.

Тд, н-час 1 2 3 4 5 6 Р, кг Рис.4. Влияние массы снимаемого слоя детали на трудоёмкость изготовления (Гидравлика).

Для уточнения получаемых значений трудоемкости предлагается ввести показатель приведенной трудоемкости Тпр, величина которой определяется по формуле Tпр=Тд·Кvk, (1) где Тд - трудоемкость детали; Кvk - коэффициент обрабатываемости.

_ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru По коэффициенту Кvk можно легко определить обратную ему величину - коэффициент относительной трудоемкости КТ, который непосредственно характеризует увеличение трудоемкости детали при ухудшении обрабатываемости материала. Тогда КТ = (2) Кvk Для установления связи между трудоемкостью деталей новых изделий и их физико-технологическими характеристиками пришлось обратиться к корреляционному анализу. Статистические параметры корреляции моделей рассчитаны методом наименьших квадратов. При этом использовались стандартные и специально разработанные программы для ЭВМ. Рассмотрим пример построения корреляционной модели для определения расчетной трудоемкости изготовления новых деталей в зависимости от массы детали, массы заготовки, массы и объема снимаемого слоя, параметров обрабатываемости и стоимости материалов. Исходные производственные данные приведены в табл.2. Анализ представленных данных производился на ЭВМ с помощью программы самообучения с послойным сравнением расчетных и фактических значений трудоемкости. Окончательные результаты расчета Тд, как видно на табл.2, не превышали фактические значения Тд на ±7,8%, что позволило легко подобрать необходимую функциональную зависимость с высоким коэффициентом корреляции.

Таблица 2.

Основные производственные данные о трудоемкости изготовления деталей и их физико-технологические характеристики Рзаг, Рдет, кг V, см3 Материал Тд, Тд.р., ОтклонеР, кг кг н-час н-час ние, % 33,6 20,9 12,7 3010 11,33 9,45 -8,29,3 10,4 11,9 2830 8,47 7,02 1,21,2 9,9 11,3 2700 ВТ3-1 7,1 6,95 -8,15,5 9,6 5,9 1400 7,94 7,2 -12,31,7 24,1 7,6 1810 12,83 11,6 -7,22,1 12,4 9,7 2200 7,65 7,94 -0,31,7 19,1 12,6 2990 8,7 9,4 -3,21,1 11,7 9,4 2140 8,1 7,8 8,18,3 8,8 9,5 2160 ВТ9 7,56 6,7 14,11,6 6,5 5,1 1110 6,5 6,3 -1,17,3 8,3 9 2030 5,3 6,5 -20,16,1 7,7 8,4 1910 6,6 6,3 4,18,2 8,6 9,6 2190 6,8 6,57 4,13,4 10,0 3,4 775 8,6 8,46 -3,31,4 17,9 13,5 1670 12,1 13,2 8.40,2 20,8 19,4 2400 13Х11Н2В2 11.2 12,2 -9,53,7 28,5 25,2 3110 18,3 18,0 4,40,4 20,8 19,6 2420 11,6 12,16 -5,33,3 18,3 15 1690 19,4 19,2 5,43,9 23,5 20,4 2300 ХН73МБТЮ 19,9 20,4 -8,45,6 29,2 16,4 1850 27,2 25,76 -5,_ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru На рис. 5 представлены точки корреляционного поля приведенной цеховой трудоемкости по исходным данным табл. 2 от массы детали и массы снимаемого слоя.

пр, н-час Р,Р, кг Рис.5. Влияние массы детали и снимаемого слоя на приведенную трудоемкость изготовления (УМПО): - Р; - Р.

Анализ данных показывает, что между массой детали и приведенной трудоемкостью существует функциональная зависимость с высокой теснотой связи.

Математическая аппроксимация зависимостей Тпр=f(Pд) и Тпр=f(Р) позволила получить следующие уравнения Тпр=1,65+0,25·Рдет±7% (3) и Тпр=3,05+0,23·Р±12% (4) Необходимо отметить, что более точная математическая зависимость (3) между массой детали и приведенной трудоемкостью говорит о том, что существующая на УМПО методика определения трудоемкости Тд реально не отражает величину удельной трудоемкости Тд, которая в большей степени характеризует производительность труда при выполнении механических операций.

В процессе формирования полного контура диска компрессора или турбины основные трудозатраты приходятся на процесс точения. Так, например, диск компрессора А95 имеет трудоемкость 108 н-час при массе детали 8,8 кг. В процессе протягивания пазов затрачено всего 7,6 н-час.

Первичная математическая обработка производственных данных о полной трудоемкости изготовления дисков из различных материалов с учетом коэффициента их трудоемкости позволила получить уравнение Тд=(4,36+0,85·Р)КТ±18% (5) Отклонение расчетных значений Тд от фактических по линейному уравнению достаточно велико и составляет ±18%. Это позволяет предположить, что на трудоемкость Тд существенно влияет не только масса снимаемого слоя, но и его объем. Так, например, при изготовлении диска компрессора (ВТ9, Рдет=10,2кг, Р=17,2кг) трудоемкость составила 139 н-час, а при изготовлении диска турбины (ЭИ698ВД, Рдет=43,8 кг, Р=41 кг) 150 н-час. Сравнение показывает, что при двукратном увеличении массы снимаемого слоя с заготовки диска турбины его трудоемкость увеличивается только на 10%. Если учесть, что удельный вес титанового сплава ВТ9 составляет 4,2 г/см3, а жаропрочные сплавы на _ © Нефтегазовое дело, 2005 http://www.ogbus.ru никелевой основе ХН73МБТЮ (ЭИ698ВД) - 8,9 г/см3, то становится понятно, что на общую трудоемкость деталей в большей степени влияет объем снимаемого металла V, а не его масса. Поэтому была проведена математическая аппроксимация зависимости Тд=f(V) уравнением вида Тпр=В0·(V)В1. После вычисления коэффициентов регрессии В0 и В1 и замены Тпр на Тд, а V на массу детали, получено следующее уравнение 1, 5,1 КТ Р1,43 -Д Ким Т = (6) Д МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТРУДОЕМКОСТИ ОБРАБОТКИ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ Для повышения точности и надежности прогнозирования трудоемкости деталей предложена методика оценки трудоемкости проектирования деталей и методика определения коэффициента шероховатости, как одного из технологических факторов, изменяющих трудоемкость. С этой целью вводится показатель сложности детали, mд, вычисляемый по формуле n mдет = Fj Kш, (7) j=где Fj - объем снимаемого материала, отнесенный к определенному классу шероховатости; Кш - коэффициент шероховатости.

Значения Кш могут быть вычислены по уравнению Кш=В0Rа-В1, (8) где Rа - высота микронеровностей, мкм.

Результаты расчетов показателя сложности детали и величины, соответствующей ему приведенной трудоемкости, приведены на рис. 6. Как можно заметить, зависимости Тпр=f(mд) прямолинейны. Наименьший разброс точек наблюдается для значений трудоемкости, зафиксированных в период серийного производства изделия, когда весь технологический цикл изготовления полностью оснащен приспособлениями, мерительным и режущим инструментом.

Тпр н-час mд, см25 50 75 100 125 175 Рис.6. Влияние показателя сложности детали на приведенную трудоемкость: - единичное производство; - при запуске; - серийное; - расчетное.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.