Основи технічного нормування

Основи технічного нормування

Технічне нормування у широкому розумінні цього поняття представляє собою встановлення технічно обгрунтованих норм витрат виробничих ресурсів. При цьому під виробничими ресурсами розуміються енергія, сировина, матеріали, інструмент, робочий час.

В сучасних умовах механоскладального виробництва економія виробничих ресурсів (за рядом причин економічного, демографічного і соціального характеру) набуває надто важливого значення. Особливо важливою задачею, що розв’язується при проектуванні технологічних процесів, є задача технічного нормування робочого часу, тобто нормування праці.

1. Задачі та методи нормування праці

Основна задача нормування — це визначення міри праці і відповідної винагороди.

Нормування праці здійснюється методами технічного і дослідно-статистичного нормування.

Технічне нормування праці - це сукупність методів і прийомів з виявлення резервів робочого часу і встановлення необхідної міри праці.

Задачами технічного нормування є виявлення резервів робочого часу і поліпшення організації праці на підприємстві, встановлення правильної міри праці (тобто визначення норми часу) і в кінцевому результаті - підвищення продуктивності праці та збільшення обсягів виробництва.

При технічному нормуванні праці (тобто при аналітичному методі визначення норми часу) технологічна операція розкладається на елементи: машинні, машинно-ручні і ручні, на переходи, ходи, прийоми і рухи. При цьому кожен елемент піддається аналізу як окремо, так і в поєднанні з суміжними елементами.

Перед розрахунком норми часу проводиться аналіз структури операції, що нормується, з метою її покращення шляхом: виключення з її складу всіх зайвих прийомів і рухів, без яких робота може бути успішно виконана; скорочення шляху всіх рухів рук, ніг і корпусу робітника; заміни стомлюючих прийомів роботи більш легкими; забезпечення виконання ручних прийомів роботи під час автоматичної подачі; вивільнення робітника від виконання підсобних робіт по піднесенню матеріалів, інструмента, заготовок і по заточуванню інструмента; застосування багатомісцевих пристроїв; прогресивних режимів різання; використання досвіду передовиків по скороченню затрат допоміжного часу.

Норми часу, що визначені аналітичним методом, називаються технічно обґрунтованими чи просто технічними нормами.

Технічно обґрунтована норма часу — це час, необхідний для виконання одиниці роботи, встановлений розрахунком, виходячи з раціонального використання в даних умовах виробництва праці робітника (живої праці) і знарядь праці (уречевленої праці) із врахуванням передового виробничого досвіду.

Технічно обґрунтована норма часу встановлюється із врахуванням наявності раціонального технологічного процесу, правильної для даних виробничих умов організації праці та виконання роботи робітником відповідної кваліфікації, продуктивність праці якого вища середньої продуктивності праці робітників на аналогічній роботі. При цьому під правильною організацією праці розуміється: економічно доцільне в даних умовах відокремлення основної роботи від підготовчої та допоміжної; раціональна організація робочих місць та їх систематичне обслуговування, виходячи з даних виробничих умов; раціональне виконання трудових дій робітника; нормальні санітарно-гігієнічні умови роботи (освітлення, опалювання, вентиляція) і техніка безпеки.

Призначення технічної норми часу не обмежується визначенням оплати за працю та її продуктивність. Технічні норми служать основою для визначення потрібної кількості і завантаження обладнання, виробничої потужності ділянок і цехів, розрахунку показників праці та по заробітній платі, а також є основою оперативного (календарного) планування.

З розвитком техніки, технології та організації виробництва, із зростанням енергоозброєності робітника і підвищенням його культурного рівня норми часу повинні коректуватись у бік їх зниження із врахуванням зростаючої продуктивності праці.

Дослідно-статистичний метод нормування застосовується в умовах одиничного і дрібносерійного виробництв, на відміну від технічного нормування не передбачає аналітичного розрахунку трудомісткості окремих елементів виконуваної роботи та їх підсумовування. Норма часу встановлюється на всю операцію в цілому шляхом співставлення з нормами і фактичною трудомісткістю виконання в минулому аналогічної роботи. Статистичні дані про фактичну трудомісткість аналогічних операцій у минулому і власний досвід нормувальників і майстрів є основою цього методу нормування.

Внаслідок того, що фактичні затрати часу і фактичний виробіток у минулому відображають недоліки в технології та організації праці і виробництва, що існували в той час, досвідно-статистичні норми узаконюють їх на майбутнє. Ці норми не мають під собою технічної та розрахункової бази і, як правило, є заниженими і не відповідають задачам виявлення резервів виробництва і підвищення продуктивності праці. У зв’язку з цим однією з найважливіших і невідкладних задач машинобудівного виробництва є повсюдний перехід від досвідно-статистичного нормування до технічного.

На відміну від дослідно-статистичних норм технічні норми:

1) передбачають використання передового виробничого досвіду, можливо більш повного використання існуючих засобів виробництва і робочого часу, оскільки вони встановлені виходячи з раціонально побудованих технологічних і трудових процесів; вони визначають продуктивність праці вище середнього досягнутого рівня і тому є прогресивними, тобто такими, що підтягують відсталих робітників до передових;

2) при аналітичному методі нормування і використанні нормативів норми однорідні за жорсткістю, що виключає появу невиправдано високої чи надто низької оплати праці, що в обох випадках призводить до дезорганізації виробництва;

3) введення об'єктивних і технічно обґрунтованих розрахункових норм усуває конфлікти і суперечки про правильність норм, що має місце при досвідно-статистичному нормуванні.

В умовах одиничного і дрібносерійного виробництв економічно недоцільно поділяти операції на диференційовані елементи для визначення норм часу. В цьому випадку визначення норм часу проводиться за збільшеними нормативами (на технологічні переходи) або за типовими нормами, складеними аналітичним методом для типових технологічних процесів. Методи збільшеного нормування, що базуються на нормативах і типових нормах і складені аналітичним методом, також є методами технічного нормування.

2. Класифікація затрат робочого часу

Затрати робочого часу протягом робочого дня (за винятком обідньої перерви) поділяються на затрати, що нормуються і ті що не нормуються.

До затрат що нормуються відносять затрати які необхідні для виконання заданої роботи, і тому вони включаються до складу норми часу.

До затрат робочого часу, які не нормуються і не включаються до складу норми, відносять втрати робочого часу (втрати часу внаслідок виконання робітником випадкової та непродуктивної роботи, такої, наприклад, як ходіння за майстром, наладником, документацією, інструментом, транспортними засобами, матеріалами тощо; перерви в роботі з організаційних і технологічних причин, пов’язаних з простоями в очікуванні роботи, крана, підсобного робітника, креслення, інструмента, з простоями через відсутність електроенергії тощо; втрати з вини робітника у зв’язку із запізненням і несвоєчасним залишенням робочого місця, сторонніми розмовами тощо).

Затрати робочого часу, що нормуються, поділяються на підготовчо-заключний, оперативний час, час на обслуговування робочого місця і час на перерви на відпочинок і особисті потреби робітника.

Норма підготовчо-заключного часу T_п-з — це норма часу на підготовку робітників і засобів виробництва до виконання технологічної операції та приведення їх у початковий стан після її закінчення.

Норма підготовчо-заключного часу включає затрати часу на підготовку до заданої роботи і виконання дій, пов’язаних з її закінченням. До складу підготовчо-заключного часу входять затрати часу на:

а) отримання матеріалів, інструментів, пристроїв, технологічної документації і наряду на роботу;

б) ознайомлення з роботою, технологічною документацією, кресленням, одержання необхідного інструктажу;

в) установлення інструментів, пристроїв, налагодження обладнання на відповідний режим роботи;

г) зняття пристроїв та інструмента;

д) здавання готової продукції, залишків матеріалів, пристроїв, інструмента, технологічної документації та наряду.

Підготовчо-заключний час витрачається один раз на партію оброблюваних заготовок, що виготовляються без перерви за даним робочим нарядом, і не залежить від кількості заготовок в цій партії. При нормуванні величина підготовчо-заключного часу визначається за нормативами із врахуванням типорозміру верстата, пристрою, конструкції та маси оброблюваної заготовки тощо.

Норма оперативного часу Т_оп — це норма часу на виконання технологічної операції, яка складається з суми норм основного часу Т_о і допоміжного часуТ_д, що не перекриває основний час тобто

Т_оп = Т_о + Т_д.

Затрати оперативного часу на виконання технологічної операції повторюються з кожною одиницею виробу або через строго певне їх число.

Норма основного часу Т_о — це норма часу на досягнення безпосередньої мети даної технологічної операції чи переходу за якісною і (чи) кількісною зміною предмета праці.

Основний (технологічний) час Т_о представляє собою час, протягом якого змінюються розміри і форми заготовки, зовнішній вигляд і шорсткість поверхні або взаємне положення окремих частин складальної одиниці та вони закріплюються тощо. Основний час може бути машинним, машинно-ручним, ручним.

При всіх верстатних роботах основний час визначається відношенням величини шляху, пройденого обробним інструментом, до його хвилинної подачі.

Для токарних, свердлильних, різенарізних робіт, зенкерування, розвертання і фрезерування основний (машинний) час визначається у відповідності з рис. 1 за формулами:

;

l = L +l₁ + l₂,

де Т_м — машинний час, хв;

l — довжина шляху інструмента, мм;

L — довжина оброблюваної поверхні, мм;

l₁ — величина врізання інструмента, мм;

l₂ — величина перегібання інструмента, мм;

i — число ходів;

S_хв — подача, мм/хв (хвилинна подача);

n — частота обертання шпинделя чи фрези, об/хв;

S — подача на один оберт шпинделя чи фрези, мм/об;

t — глибина різання на сторону, мм;

z — припуск на сторону, мм.

Рис. 1. Довжина переміщення різального інструменту: а — при точінні;б, в — при фрезеруванні; г — при свердлінні; д — при розвертанні

При розрахунку основного часу за наведеними вище формулами елементи режимів різання V, n, S, t визначаються за відповідними формулами теорії різання або за таблицями нормативів, наведених у довідниковій літературі і нормативних матеріалах з технічного нормування.

Послідовність розрахунку елементів режимів різання також встановлена цими матеріалами.

Норма допоміжного часу Т_д представляє собою норму часу на здійснення дій, що дають можливість виконувати основну роботу, яка є метою технологічної операції чи переходу, і які повторюються з кожним виробом чи через певне їх число (встановлення і зняття виробу, вмикання та вимикання верстата, підведення і відведення інструменту чи його переустановлення, якщо це проводиться на кожний виріб чи через певне їх число).

Допоміжний час, як правило, ручний, але може бути і машинним.

Допоміжний час визначається підсумовуванням його складових елементів, наведених в таблицях нормативів з технічного нормування. При цьому до його складу включаються затрати часу на встановлення і зняття заготовки, час, пов’язаний з переходом, час на переміщення частин верстата (супорта, каретки), час на зміну режиму роботи верстата та інструмента і час на контрольні вимірювання.

Час на встановлення і зняття заготовки дається в нормативних таблицях на весь комплекс «встановити і зняти заготовку» в залежності від її ваги, типу пристрою, способу базування і закріплення.

Час, пов’язаний з переходом, включає час на підведення інструмента до заготовки, вмикання і вимикання подачі, відведення інструмента у вихідне положення. При цьому час на переміщення супорта в комплекс часу, пов’язаного з переходом, не включено і визначається в залежності від довжини переміщення окремого складового допоміжного часу. Також не включено в комплекс часу на перехід і час, що витрачається на зміну режиму роботи верстата та інструмента, який враховується окремою складовою допоміжного часу.

Час на контрольні вимірювання встановлюється на процес вимірювання, яке проводиться після виконання верстатником переходу чи операції, і включається в норму тільки в тих випадках, коли воно не може бути перекрите машинним часом. Періодичність контрольних вимірювань залежить від стабільності отримуваних при обробці розмірів, допуску і розмірів обробки, конструкції різального інструмента і способу виконання обробки. В нормативних таблицях наводяться відповідні рекомендації.

Час на обслуговування робочого місця Т_обс. представляє собою частину штучного часу, що витрачається виконавцем на підтримання засобів технологічного оснащення в працездатному стані і догляду за ним і робочим місцем.

В умовах масового виробництва, машинних і автоматизованих операцій час обслуговування робочого місця поділяється на час технічного і організаційного обслуговування.

Час технічного обслуговування Т_тех. — це час, що витрачається на догляд за робочим місцем (обладнанням) протягом даної конкретної роботи (зміна притуплених інструментів, регулювання інструментів і підналагодження обладнання в процесі роботи, змітання стружки тощо).

Час технічного обслуговування визначається у відсотках до основного часу.

Час організаційного обслуговування Т_орг. — це час, що витрачається на догляд за робочим місцем протягом робочої зміни (час на розкладання і прибирання інструмента на початку і в кінці зміни, час на огляд і випробовування обладнання, час на його змащування і очищення тощо).

Час організаційного обслуговування визначається у відсотках до оперативного часу.

Час на особисті потреби Т_відп. — це частина штучного часу, що витрачається людиною на особисті потреби і (при втомливих роботах) на додатковий відпочинок.

Він передбачається для всіх видів робіт (крім безперервних) і визначається у відсотках до оперативного часу. Звичайно цей час не перевищує 2% від тривалості робочої зміни. На роботах фізично важких, особливо втомливих, які відрізняються великим вантажообігом або проводяться прискореним темпом, крім того, передбачається додатковий час на перерви для відпочинку.

3. Структура норми часу

Норма часу — це регламентований час на виконання деякого обсягу робіт у певних виробничих умовах одним або декількома виконавцями відповідної кваліфікації.

В машинобудуванні норма часу звичайно встановлюється на технологічну операцію.

Технічно обґрунтована норма часу Т_ш-к складається з норми підготовчо-заключного часу на партію оброблюваних заготовок і норми штучного часу Т_ш, тобто:

Т_ш-к = Т_ш + Т_п-з/n,(1)

де Т_ш-к — норма штучно-калькуляційного часу (норма часу);

Т_п-з — підготовчо-заключний час на партію оброблюваних заготовок;

n — кількість заготовок в партії, що обробляється.

Норма штучного часу — це норма часу на виконання обсягу робіт, що дорівнює одиниці нормування.

Штучний час може бути визначений як інтервал часу, рівний відношенню циклу виробів, що одночасно виготовляються чи ремонтуються, або рівний календарному часу складальної операції.

Цикл технологічної операції - це інтервал календарного часу від початку до кінця періодично повторюваної технологічної операції незалежно від кількості виробів, що одночасно виготовляються чи ремонтуються.

При технічному нормуванні норма штучного часу T_ш підраховується за формулою:

T_ш = Т_о + Т_д + Т_обс. + Т_відп. = Т_оп. + Т_обс. + Т_відп.

В норму штучного часу не включаються затрати часу на роботи, які можуть бути виконані під час автоматичної роботи обладнання, тобто можуть бути перекриті машинним часом.

В умовах масового виробництва за норму часу приймається величина норми штучного часу, яка визначається за формулою:

Т_ш = Т_о + Т_д + Т_тех. + Т_орг. + Т_відп.

або

де а_орг. — відсоток часу на організаційне обслуговування робочого місця;

в_тех. — відсоток часу на технічне обслуговування робочого місця;

а_відп. — відсоток часу на відпочинок і особисті потреби.

В одиничному і серійному виробництвах норма часу визначається за формулою (1). У зв’язку з тим, що у одиничному та серійному виробництвах час на обслуговування робочого місця на організаційний і технічний не поділяється і час на відпочинок і особисті потреби робітника обчислюється у відсотках часу, формула для підрахунку штучного часу спрощується і набуває вигляду:

де К — відсоток оперативного часу на обслуговування робочого місця (технічне та організаційне) і на відпочинок і особисті потреби робітника.

Значення коефіцієнтів а_орг, а_відп., в_тех і К приймаються згідно нормативами.

Норма часу на партію заготовок визначається за формулою:

Т_пар = Т_п-з + Т_шn,

де n — число заготовок в партії, шт.

Норма затрат робочого часу на виготовлення виробів може бути також виражена кількістю продукції, що виготовляється в одиницю часу (зміну, годину). В цьому випадку вона називається нормою виробітку за певну одиницю робочого часу.

Норма виробітку визначається відношенням тривалості робочої зміни (чи години) до норми штучного часу, тобто:

H_в = Т_зм/Т_шn,

де H_в — норма виробітку виробів, шт.;

Т_зм — тривалість робочої зміни у хвилинах (годинах).

4. Особливості нормування багатоінструментної обробки

При обробці на багаторізцевих, багатошпиндельних і багатопозиційних верстатах і на автоматичних лініях особливості операції накладають на режими різання певні обмеження:

1. Всі інструменти повинні працювати з однаковою подачею в міліметрах на оберт шпинделя чи за один подвійний хід.

2. Довжина ходу для всіх інструментів повинна бути однаковою (вказане обмеження характерне для верстатів, що працюють різцями, закріпленими на одному супорті).

3. Співвідношення між величинами подач окремих інструментів задане і не може бути змінене (наприклад, при роботі багатошпиндельної свердлильної головки співвідношення між подачами для окремих шпинделів обов’язково повинне бути рівним передаточному відношенню кінематичного ланцюга, що зв’язує ці шпинделі).

4. Всі інструменти повинні працювати з однією і тією ж частотою обертання шпинделя (наприклад, робота багаторізцевих токарних верстатів, робота декількох фрез, закріплених на одній оправці).

5. Співвідношення частот обертання шпинделів і окремих інструментів задане і не може бути змінене.

6. Всі інструменти повинні працювати з однаковою хвилинною подачею.

7. Всі інструменти повинні працювати з однаковою швидкістю різання (наприклад, при роботі на поздовжньо-стругальних верстатах).

8. Машинний час інструментів (супортів, агрегатів тощо) повинен бути однаковий (при цьому частоти обертання шпинделів і подачі в мм на оберт і в мм за хвилину можуть бути різними, наприклад, нормування автоматичної лінії та багатопозиційних верстатів послідовної дії).

технічний нормування міра багатоінструментний

5. Вплив багатоінструментної обробки на режим різання

Глибина (ширина) різання (як і при одноінструментній обробці) визначається припуском. Тут також припуск повинен бути видалений за можливістю за один хід, а при підвищених вимогах до точності і шорсткості - за два ходи: чорновий і чистовий. У випадках, коли ходи можуть виконуватись одночасно (наприклад, при обробці на багатопозиційних верстатах), може виявитись доцільною обробка неточних поверхонь за два ходи.

Подачі (як і при одноінструментній обробці) повинні бути взяті максимально можливими. Величину подачі тут обмежують:

а) міцність механізмів приводу і подачі верстата;

б) міцність інструмента;

в) міцність заготовки;

г) жорсткість технологічної системи;

д) шорсткість оброблюваної поверхні.

Потужність верстата, як правило, не обмежує подачу: при нестачі потужності у більшості випадків потрібно знижувати не подачу, а швидкість різання.

Якщо конструкція верстата вимушує прийняти для декількох інструментів однакові (обмеження 1 пункт 7.2.4) чи пропорційні (обмеження 3 пункт 7.2.4) подачі, то загальна подача вибирається так, щоб ні для одного інструмента технологічно допустима подача не була перевищена. Це звичайно призводить до зниження подач для всіх інструментів, крім одного.

При роботі багатосупортних верстатів (багаторізцевих тощо) робота всіх супортів з технологічно допустимими подачами призвела б до різної тривалості роботи супортів. Якщо немає можливості скоротити час роботи «лімітуючого супорта», який потребує найбільшого часу для своєї роботи, то подачі останніх супортів можуть і повинні бути зниженими. Таке вирівнювання часу роботи супортів оберігає різальний інструмент, не збільшуючи машинного часу.

Подача «нелімітуючих» супортів повинна бути знижена до таких величин, при яких час роботи всіх супортів був би однаковим. Проте при цьому необхідно мати на увазі, що для деяких інструментів є не тільки максимум, але й мінімум допустимої подачі. Наприклад, при роботі твердосплавних різців на багаторізцевих верстатах не потрібно застосовувати подачі менше 0,04−0,05 мм/об.

Недостатня жорсткість та міцність верстата часто вимушує знижувати подачі. У зв’язку з цим перевірка прийнятих подач за силовими паспортними даними верстата є обов’язковою.

Швидкості різання можуть прийматись однаковими з одноінструментною обробкою у випадках:

а) обробки чистовим інструментом, коли зміна швидкості призводить до недопустимого збільшення шорсткості поверхні;

б) обробки металів, що мають різко виражений оптимум швидкості, відхилення від якого призводить до різкого падіння стійкості (деякі сталі аустенітного класу).

Швидкості різання знижуються:

а) при заданому співвідношенні між швидкостями (обмеження 4, 5, 7 п. 4);

б) у випадку, коли інструменти повинні працювати з однаковою хвилиною подачею (обмеження 6 п. 4) або з однаковим часом (обмеження 8 п. 4) для забезпечення роботи всіх інструментів з технологічно допустимими подачами в мм/об або в мм/зуб;

в) при недостатній потужності верстата (при цьому, коли швидкість знижується нижче 40−50 м/хв, іноді доводиться відмовлятись від застосування різців Т5К10, Т15К6 і Т14КВ, які погано працюють при низьких швидкостях);

г) у зв’язку з необхідністю підвищити стійкість інструментів при багатоінструментній обробці.

Швидкість різання може підвищуватись, якщо всі інструменти повинні працювати з однаковою довжиною ходу (обмеження 2 п. 4). В цьому випадку для деяких інструментів час різання складає лише частину машинного часу. Це дозволяє підвищити розрахункові швидкості різання для цих інструментів без збільшення розрахункового періоду стійкості.

Для операцій, ритм яких не зв’язаний з ритмом інших операцій, потрібно прагнути до роботи зі швидкостями і при стійкості інструмента, що забезпечують найменшу собівартість операції.

У випадках, коли продукція ділянки, цеху чи потокової лінії повинна випускатись комплектно, тобто ритм декількох операцій повинен бути однаковим, для одержання найменшої собівартості продукції необхідно трохи підвищувати (у порівнянні з економічними) швидкості різання для операцій, які є «вузьким» місцем, і знижувати їх для решти операцій. Підвищувати швидкості різання вище швидкостей найбільшого випуску не потрібно.

Використана література

1. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. — М., 1969. — 559 с.

2. Маталин А. А. Технология машиностроения. — Л. — М. 1985. — 496 с.

3. Руденко П. А. Теоретические основы технологии машиностроения: Конспект лекций. — Чернигов, 1986. — 258 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя / Под. ред. А. Г. Косиловой, Р. К Мищерякова. — М., 1986, Т 2, 496 с.

5. Экономическая эффективность новой техники и технологии в машиностроении / К. М. Великанов, Э. Г. Васильева и др.; Под общ. ред. К. М. Великанова. — Л: Машиностроение, 1981.