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1、机械制造工艺,机电工程系 张莉,第二章 机械加工工艺基础知识,2.1 机械加工工艺过程的基本概念及常用术语,2.2 机械加工工艺规程和工艺文件,2.3 零件的工艺性分析,2.4 零件表面加工方法的选择与 工艺路线的拟订,1.时间定额的概念 是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。1)作用(1)是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制、规划生产面积的重要根据。(2)合理地制订时间定额对保证产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本都有重大作用。,2.4.6 时间定额和提高生产率的工艺途径,2)时间定额的组成(1)基本时间Tm,直接用来改变工件尺寸、形状、相对位
2、置和表面性质所消耗的时间。对切削加工、磨削加工而言，基本时间就是去除加工余量所花费的时间。,式中,2)时间定额的组成(1)基本时间Tm(2)辅助时间Ta,为完成工序中的基本工作所需要做的辅助动作时间。包括装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。可查阅有关表格或实测确定。,基本时间和辅助时间的总和称为作业时间，用Tb表示。它是直接用于制造产品和零部件所消耗的时间。,Tb=Tm+Ta,2)时间定额的组成(1)基本时间Tm(2)辅助时间Ta(3)布置工作地时间Ts,工作地点服务时间,包括更换刀具、修磨刀具、设备的补充调整，润滑机床、清理切屑、收拾工具等所消耗
3、的时间。,Ts不是直接消耗在每个工件上，而是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上的。一般按作业时间的27估算。,Ts=Tb（27）,2)时间定额的组成(1)基本时间Tm(2)辅助时间Ta(3)布置工作地时间Ts(4)休息和生理需要时间Tr,工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。,Tr也是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上的。一般按作业时间的24估算。Tr=Tb（24）,以上4部分时间的总和称为单件时间，用Tp表示，即 Tp=Tm+Ta+Ts+Tr=Tb+Ts+Tr=（1+）Tb,2)时间定额的组成(1)基本时间Tm(2)辅助时间Ta(3)布置工作地时间Ts(4)
4、休息和自然需要时间Tr(5)准备与终结时间Te,应为：,是指工人为了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。在单件或成批生产中，每当开始加工一批工件时，工人需要熟悉工艺文件，领取毛坯、材料、工艺装备、安装刀具和夹具，调整机床和其它工艺装备等所消耗的时间以及加工一批工件结束后，需拆下和归还工艺装备，送交成品等所消耗的时间。,2)时间定额的组成,Te既不是直接消耗在每个工件上的，也不是消耗在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上的时间。因而分摊到每个工件的时间为Te n，其中n为批量。故单件和成批生产的单件工时定额的计算公式,TT=Tp+Te/n=Tm+Ta+Ts+Tr+Te/n,
5、在大量生产中，每个工作地点完成固定的一个工序，所以在单件工时定额中没有准备与终结时间，即：,TT=Tp=Tm+Ta+Ts+Tr,3)时间定额的制定方法,合理的时间定额，能够调动工人的积极性，促进工人不断提高技术水平，对保证产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本都有重大作用。,制定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,（2）统计分析法,（3）类推比较法,（4）技术测定法,3)时间定额的制定方法,制定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,经验估工法是由定额员或三结合（工人、技术人员和定额员）小组，参照产品图纸和工艺技术要求，并考虑使用的设备、工艺装备、原材料等有关生产技术条
6、件，根据实践经验直接估算出定额的一种方法。,经验估工法一般适用于多品种生产或单件、小批量生产的企业，以及新产品试制和临时性生产。,经验估工法的主要特点是方法简单，工作量小便于及时制定和修订定额。但制定的定额准确性较差，难以保证质量。,3)时间定额的制定方法,制定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,（2）统计分析法,统计分析法就是根据过去生产同类型产品、零件的实作工时或统计资料，经过整理和分析，考虑今后企业生产技术组织条件的可能变化来制定定额的方法。,统计分析法适用于大量生产或成批生产的企业。一般生产条件比较正常、产品较固定、原始记录和统计工作比较健全的企业均可采用统计分析法。,统
7、计分析法的主要特点是方法简便易行，工作量也比较小，由于有一定的资料做依据，制定定额的质量较之估工定额要准确些。但如果原始记录和统计资料不准确，将会直接影响定额的质量。,3)时间定额的制定方法,制定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,（2）统计分析法,（3）类推比较法,类推比较法是以同类型产品的典型零件、典型工序的定额或定额标准为依据，经分析比较后，推算出另一零件或工序的定额的方法。,类推比较法制定定额因有一定的依据和标准，其准确性和平衡性较好。缺点是制定典型零件或典型工序的定额标准时，工作量较大。同时，如果典型代表件选择不准，就会影响工时定额的可靠性。,类推比较法制定定额应具备的
8、条件是：结构上的相似性、工艺上的同类性、条件上的可比性、变化的规律性。,3)时间定额的制定方法,制定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,（2）统计分析法,（3）类推比较法,（4）技术测定法,技术测定法是通过对生产技术组织条件的分析，在挖掘生产潜力及操作合理化的基础上，采用实地预测和分析计算制定定额的方法。,技术测定法是一种较为先进和科学的方法。它的主要优点是，重视现场调查研究和技术分析，有一定的科学技术依据，制定定额的准确性较好，定额水平易达到平衡，可发现和揭露生产中的实际问题；缺点是费时费力，工作量较大，没有一定的文化和专业技术水平难以胜任此项工作。,3)时间定额的制定方法,制
9、定时间定额的基本方法有以下几种：,（1）经验估工法,（2）统计分析法,（3）类推比较法,（4）技术测定法,上述制定时间定额的基本方法各有其特点和适用范围，各企业可根据自身特点和具体情况，选择其中一种或几种方法并用。,2、提高劳动生产率的工艺途径,劳动生产率是一项综合性的技术经济指标。提高劳动生产率，必须正确处理好质量，生产率和经济性三者之间的关系。应在保证质量的前提下，提高生产率，降低成本。提高劳动生产率的措施很多，涉及到产品设计，制造工艺和组织管理等多方面，这里仅通过制造工艺方面（更具体讲，通过缩短单件时间）的工艺途径来作一简要分析。P64,劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格产品的数量
10、或制造单件产品所消耗的劳动时间。,2、提高劳动生产率的工艺途径,由上式所示的单件时间组成，不难得知提高劳动生产率的工艺措施可以有以下几个方面：,Tp=Tm+Ta+Ts+Tr=Tb+Ts+Tr=（1+）Tb,在大批大量生产时，由于基本时间在单位时间中所占比重较大，因此通过缩短基本时间即可提高生产率。缩短基本时间的主要途径有以下几种：,1）缩短基本时间,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,(1)提高切削用量,增大切削速度、进给量和背吃刀量，都可缩短基本时间，但切削用量的提高受到刀具耐用度和机床功率、工艺系统刚度等方面的制约。随着新型刀具材料的出现，切削速度得到了迅速的提高，目前硬质合金
11、车刀的切削速度可达200m/min，陶瓷刀具的切削速度达500m/min。近年来出现的聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通钢材的切削速度达900m/min。,在磨削方面，近年来发展的趋势是高速磨削和强力磨削。国内生产的高速磨床和砂轮磨削速度已达60m/s，国外已达90120m/s；强力磨削的切入深度已达612mm，从而使生产率大大提高。,式中,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,(1)提高切削用量,(2)采用多刀同时切削,式中,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,(1)提高切削用量,(2)采用多刀同时切削,(3)多件加工,式中,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩
12、短基本时间,(1)提高切削用量,(2)采用多刀同时切削,(3)多件加工,式中,(4)采用新技术、新工艺,采用精密铸造、压力铸造、精密锻造等先进工艺提高毛坯制造精度，减少机械加工余量，以缩短基本时间，有时甚至无需再进行机械加工，这样可以大幅度提高生产效率。,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,辅助时间在单件时间中也占有较大比重，尤其是在大幅度提高切削用量之后，基本时间显著减少，辅助时间所占比重就更高。此时采取措施缩减辅助时间就成为提高生产率的重要方向。,缩短辅助时间有两种不同的途径：一是使辅助动作实现机械化和自动化，从而直接缩减辅助时间；二是使辅助时间与基本时间重合
13、，间接缩短辅助时间。,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,（1）直接缩减辅助时间 P65,采用专用夹具装夹工件，工件在装夹中不需找正，可缩短装卸工件的时间。大批大量生产时，广泛采用高效气动、液动夹具来缩短装卸工件的时间。单件小批生产中，由于受专用夹具制造成本的限制，为缩短装卸工件的时间，可采用组合夹具及可调夹具。,1、2-工件 3-双工位夹具,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,（1）直接缩减辅助时间,提高机床的自动化程度 P66,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,（2）间接缩短辅助时间 P66,为减小
14、加工中停机测量的辅助时间，可采用主动检测装置或数字显示装置在加工过程中进行实时测量，以减少加工中需要的测量时间。主动检测装置能在加工过程中测量加工表面的实际尺寸，并根据测量结果自动对机床进行调整和工作循环控制，例如磨削自动测量装置（图2-51）。数显装置能把加工过程或机床调整过程中机床运动的移动量或角位移连续精确地显示出来，这些都大大节省了停机测量的辅助时间。,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,（2）间接缩短辅助时间 P66,为了使辅助时间和基本时间全部或部分地重合，可采用多工位夹具和连续加工的方法。见图2-52 2-53,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短
15、基本时间,2）缩短辅助时间,3）缩短布置工作地时间,布置工作地时间，大部分消耗在更换刀具上，因此必须减少换刀次数并缩减每次换刀所需的时间，提高刀具的耐用度可减少换刀次数。而换刀时间的减少，则主要通过改进刀具的安装方法和采用装刀夹具来实现。如采用各种快换刀夹，刀具微调机构，专用对刀样板或对刀样件以及自动换刀装置等，以减少刀具的装卸和对刀所需时间。例如在车床和铣床上采用可转位硬质合金刀片刀具，既减少了换刀次数，又可减少刀具装卸，对刀和刃磨的时间。,2、提高劳动生产率的工艺途径,1）缩短基本时间,2）缩短辅助时间,3）缩短布置工作地时间,4）缩短准备与终结时间 P67,缩短准备与终结时间的途径有二：第一，扩大产品生产批量，以相对减少分摊到每个零件上的准备与终结时间；第二，直接减少准备与终结时间。,扩大产品生产批量，可以通过零件标准化和通用化来实现，并可采用成组技术组织生产。,
