机械制造技术基础
第五章 工艺规程设计
5.5 工艺过程经济性分析 5.5 工艺过程经济性分析
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
时间定额
定义: 在一定生产条件下,生产一件产品或完成一道工 序所需消耗的时间 组成 基本时间: 辅助时间: 布置工作地时间: 休息和生理需要时间: 准备终结时间:
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
t
5.5.2 工艺方案技术经济分析
工艺方案比较
(1)采用现有设备或基本投资相近 1)两方案多数工序同计算少数不同工序单件成本来评比 St1=V1+C1/N St2=V2+C2/N 可直接计算比较或根据 曲线进行比较 N<Nk时,可选方案 ; < 可选方案2; N>Nk时,可选方案 1 >
图5-29 单件工艺成本比较图
在对机械产品设计进行机械加工工艺性评价时, 必须对主要工作表面的尺寸公差,极限偏差逐一加以校 核.在没有特殊要求的情况下,表面粗糙度值应与该表 面加工精度等级相对应.
4.尽量选用切削加工性好的材料
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
5.有便于装夹的定位基准和夹紧表面
与大进给切削等
合理采用科学管理模式,提高管理效率和劳动生产率, 合理采用科学管理模式,提高管理效率和劳动生产率,使 制造系统管理组织机构合理化, 制造系统管理组织机构合理化,使制造系统以最优化的方式 运行. 运行.
5.5.2 工艺方案技术经济分析
通过比较不同工艺方案的生产成本选出最经济的加工方案
工艺成本
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
(一)缩短时间定额 缩短辅助时间:单件小批生产的重点应该着眼缩短辅助时间 使辅助动作实现机械 化和自动化( 化和自动化(如采用自 动上下料装置, 动上下料装置,先进夹 具,采用主动测量主动 控制数显装置等); 控制数显装置等);
减振器
测头 百分表
5.5.2 工艺方案技术经济分析
工艺方案比较
(1)采用现有设备或基本投资相近 2)两方案多数工序不同少数同以全年工艺成本进行比较 S1=V1 N +C1 S2=V2 N +C2 可直接计算比较或根据 曲线进行比较 N<Nk时,可选方案 ; < 可选方案2; N>Nk时,可选方案 1; > ; N = Nk时, S1 = S2 ,则
生产成本——生产一件产品或一个零件所需费用总和 工艺成本——生产成本中与工艺过程直接有关的部分 工艺成本可分为两部分: 可变费用:可变费用与零件的年产量有关,包括材料费, 机床工人工资,机床电费,通用机床通用装备维护折旧费. 不变费用:与年产量的变化没有直接关系的费用,包括 专用机床专用工艺装备维护折旧费等. ◆ 零件全年工艺成本: S= VN + C ◆ 零件单件工艺成本: S = V + C / N
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
时间定额
上述四部分的时间之和称为单件工时 单件工时, ◆ 单件时间:上述四部分的时间之和称为单件工时,即
α +β td = t j + t f + tb + t x = (t j + t f ) 1 + 100
(5)准备与终结时间tz:如熟悉工艺文件,领取毛坯,安装 夹具,调整机床,发送成品等 ◆ 单件率的途径
提高生产效率的工艺途径 减少切削行程长度
L l=L/3 l l
f x x x
a)
b)
图5-69 减少和重合切削行程长度的方法 a)多刀切削 b)宽刃和成形刀横向切削
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
图 转塔自动车床的不同工步
图
复合工步
图5-56
两种键槽结构形状
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
6.保证能以较高的生产率加工
2)尽量减少加工面积被加工表面形状应尽量简单
图5-57
气缸套工作表面结构
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
6.保证能以较高的生产率加工
2)尽量减少加工面积被加工表面形状应尽量简单
时间定额
(1)基本时间tj(单位:min) 直接改变生产对象的性质,使其成为合格产品或达到 工序要求所需时间(包括切入,切出时间)
tj =
图 车削外圆的基本时间
L
v
f
L1 + Lw + L2 = nf
z ap
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
时间定额
(2)辅助时间tf 为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间,如: 装卸工件,开停机床,改变切削用量,进退刀具,测量工件等 基本时间 tj +辅助时间 tf =工序作业时间 (3)布置工作地时间tb 更换刀具,润滑机床,清理切屑, 如:更换刀具,润滑机床,清理切屑,收拾工具等 tb=工序作业时间×α% × (4)休息与生理需要时间tx:工人在工作班内,为恢复体力和满 足生理需要所需时间,tx =工序作业时间×β%
基本投资差额; 式中 K—基本投资差额; 基本投资差额 S—全年工艺成本节约额; 全年工艺成本节约额; 全年工艺成本节约额 Q—先进设备使产品上市快取得的 先进设备使产品上市快取得的 全年增收总额
方案2 C2
0
NC
NK
N
回收期越短,则经济效益越好. 投资回收期应满足以下要求:
图5-51 考虑追加投资的临界 年产量
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
(二)采用新工艺和新方法 采用先进的毛坯制造方法:如粉末冶金,石腊铸造,压力铸 采用先进的毛坯制造方法:如粉末冶金,石腊铸造,
造,精密铸造. 精密铸造.
采用特种加工:如电解或电火花加工,线切割加工等. 采用特种加工:如电解或电火花加工,线切割加工等. 采用少无切屑新工艺:如用挤齿代替剃齿,滚压, 采用少无切屑新工艺:如用挤齿代替剃齿,滚压,冷轧等 改进加工方法:如拉孔代替镗孔, 改进加工方法:如拉孔代替镗孔,精刨精磨代替刮研等 在可行条件下,采用先进切削技术,如高速切削, 在可行条件下,采用先进切削技术,如高速切削,强力切削
例:磨削自动测量
工件
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
(一)缩短时间定额 缩短辅助时间: 如采用多位夹具或多位工作台, 使辅助时间与基本时间重叠(如采用多位夹具或多位工作台,
使工件装卸时间与加工时间重叠;采用在线测量,使测量时间与加 使工件装卸时间与加工时间重叠;采用在线测量, 工时间重叠等) 工时间重叠等) 工件 铣刀
尽量选用能够进行稳定定位的表面作设计基准.如 果零件上没有合适的设计基准,装配基准能作定位基准, 应考虑设置辅助基准面.辅助基准面应标注相应的尺寸公 差,形位公差和表面粗糙度值.
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
6.保证能以较高的生产率加工
1)被加工表面形状应尽量简单
图5-58
箱体零件耳座结构
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
6.保证能以较高的生产率加工
3)尽量减少加工过程的装夹次数
图5-59
零件螺孔结构设计
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
6.保证能以较高的生产率加工
4)尽量减少工作行程次数
图5-60
零件平面结构
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
7.保证刀具正常工作
图5-38
零件孔结构设计
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
8.加工时工件应有足够的刚性
图5-62
增设加强筋提高零件刚性
�
标准件和通用件在产品中所占的比例是评定产品设计 标准化程度的一个重要指标. 采用标准件,通用件,不仅可以简化设计,避免重复的 设计工作,而且可以降低产品制造成本,产品上市也快.
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
3.在满足产品使用性能的条件下,零件图上标注的 尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值
卸
1
2
装卸工位
加工工位
装 图2-70立式回转工作台铣床 1—工件 2—精铣刀 3—粗铣刀
3
图为双工位夹具
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
图
多工位加工
5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径
提高生产效率的工艺途径
(一)缩短时间定额 缩短布置工作地时间: 主要是减少换刀时间和调刀时间 采用自动换刀装置或快速换刀装置 使用不重磨刀具 采用样板或对刀块对刀 采用新型刀具材料以提高刀具耐用度 缩短准备终结时间: 在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具 在数控加工中, 在数控加工中,采用离线编程及加工过程仿真技术
图5-30 全年工艺成本比较图
C2 C1 Nk = V1 V2
5.5.2 工艺方案技术经济分析
基本投资相差较大应考虑投资差额回收期限
回收期是指一种方案比另一种方案多用的投资,需要多长 时间方能收回.回收期可用下式求得:
CY CY 方案1
K1 K 2 K T= = ( S2 S1 ) + Q S + Q
第七节 机械产品设计的工艺性评价
一,概述
图5-55
箱体同轴孔系结构
第七节 机械产品设计的工艺性评价
二,机械产品设计的机械加工工艺性评价
从以下几个方面进行分析评价: 1.零件结构要素必须符合标准规定