隨著科學技術的進步和生產的發展,數控加工設備的應用越來越多。由于數控加工設備具有:加工精度高、重復一致性好、加工效率高、便于加工形狀復雜的工件和柔性好等特點,目前被機械工業企業廣泛應用。本文擬從數控加工過程中影響工時消耗諸要素出發,通過對數控加工過程的工時消耗分析,研究數控加工時間消耗規律,旨在給人以共性和規律性的認識,為企業數控加工工時定額制定提供一個可借鑒的視角和做法。
1 數控加工過程的工時消耗分析
1.1 數控加工工時消耗分類
(1)準備與結束時間。準備與結束時間包括固定項目準備與結束時間和可選項目準備與結束時間。固定項目準備與結束時間是指數控加工工序普遍發生的準備與結束項目的工時消耗。例如熟悉產品圖紙和加工工藝、準備刀、卡、量具等。可選項目準備與結束時間是指根據數控加工工序的需要有選擇的進行準備與結束項目的工時消耗。例如程序編寫、程序調試、加工中心刀具的準備與調整等。
(2)裝卸工件輔助操作時間。裝卸工件輔助操作時間是指為執行基本作業而進行的各項輔助操作所消耗的時間。例如:裝卸工件、校正工件等。
(3)手動輔助操作時間。手動輔助操作時間是為執行基本作業而進行的各項輔助操作所消耗的時間。例如:裝卸工件、開車、停車、進刀、退刀、加工過程中的更換不同刀具、測量工件等。
(4)系統執行程序作業時間。系統執行程序作業時間是指數控加工設備在程序控制下自動完成工步、工序的全部加工所消耗的時間,包括數控加工設備對工件進行切削加工以及為此自動完成各個機構的輔助操作時間。
(5)作業寬放時間。作業寬放時間是指完成生產作業和零件加工過程中,由于工作現場組織管理和工藝裝備的技術需要所發生的間接工時消耗,它包括組織性寬放時間和技術性寬放時間。
(6)個人需要與休息寬放時間。個人需要與休息寬放時間是指工作班內滿足個人需要,以及為消除過分緊張和勞累所必須的短暫休息時間。
1.2 數控加工工時消耗分析
(1)準備與結束時間的分析。準備與結束時間是指為執行一項作業或加工一批產品,事前準備和事后結束工作所消耗的時間。準備結束時間是加工一批工件(可以是一件,也可以是多件),僅發生一次,其時間值的大小與工件數量無關,而與工件加工所需要的準備與結束工作的多少和復雜程度有關。
(2)作業時間的分析。作業時間是直接用于生產作業或加工所消耗的時間。包含基本時間和輔助時間。基本時間即系統執行程序作業時間是指改變加工對象(工件)形狀、尺寸、性能、表面狀況和組合狀況所消耗的時間。輔助時間是為執行基本作業而進行的各項輔助操作所消耗的時間。輔助操作雖然不能直接改變被加工工件的物理和化學性質,但是如果沒有輔助操作,基本作業就不能完成。輔助操作一般都是手工操作,但是在數控加工中一部分輔助操作是由設備完成的。例如:進刀、退刀、更換不同刀具和自動裝夾(某些數控設備)等。所以數控加工的作業時間中,設備工時所占比例較大。
(3)作業寬放時間的分析。作業寬放時間是完成生產作業和工件加工過程中,由于工作現場管理和工藝設備技術需要所發生的間接工時消耗。作業寬放時間是每個工作班均要發生的,其時間的多少是與加工的復雜程度和設備的復雜程度有關。根據內容和性質分類,可分為組織性作業寬放時間和技術性作業寬放時間。
(4)個人需要與休息寬放要素時間的分析。個人需要與休息寬放時間是在作業過程中考慮操作者因個人生理需要(如喝水、上廁所等)和作業的過分緊張,勞累所必需的短暫休息時間。這類時間通常是根據作業的類型按作業時間的一定比例給予。由于數控加工是半自動化加工,操作者體力消耗不大,休息時間可少給,甚至不需要。有時個人需要和休息時間可與作業時間交叉,因此數控加工過程中個人需要和休息寬放時間比普通機械加工少些。
2 數控加工工時消耗的測定
2.1 準備與結束時間的測定
數控加工準備與結束時間更多的消耗于熟悉圖紙和加工路線以及按照加工程序單上內容要求和數控加工相關工藝文件規定的內容進行數控機床的調整和工夾量具的調整和安裝。因此,根據數控加工特點,用寫實和測時相結合的方式測定。
2.2 裝卸工件輔助操作時間的測定
裝卸工件輔助操作時間是數控加工中裝卸工件和校正工件的時間。對于不同形狀、尺寸、重量、裝夾精度和夾具類別,裝卸和校正工件的時間是不同的。因此只有根據具體工件,測定其裝卸和校正工件的時間,采用測時方法收集原始數據,作圖分析并建立回歸時間定額數學模型的方法進行時間測定。
2.3 手動輔助操作時間的測定
手動輔助操作時間是為完成數控基本作業所形成的時間消耗。如試切、工步間更換刀具、利用操作版面完成各種輔助活動、工件測量等。一般情況下可單獨或與數控基本作業交叉進行,因此可采用測時和預定時間標準的方法測定。
2.4 系統執行程序作業時間的測定
系統執行程序作業時間是數控加工的基本時間和一部分輔助時間,它是由設備按照程序事先確定。通常程序編完后系統執行程序作業時間也就確定了,可以從程序中獲得。但是不同的編程人員對同一設備編程所得系統執行程序作業時間可能是有差異的,因為所選擇的切削用量不同,這就需要定額技術員通過研究分析確定較先進合理的系統執行程序作業時間。
2.5 作業寬放時間的測定
根據數控加工的特點,其作業寬放時間要比普通機械加工所需的時間要多些,因為數控設備較精密、復雜,設備維護和保養時間較多,用寫實和測時相結合的方式測定。
2.6 個人生理需要與休息寬放時間的測定
個人生理需要與休息寬放時間比普通機械加工所需時間要少些,因為屬于半自動化加工,這部分時間通過寫實測時方式來確定。
3 數控加工工時消耗數據的采集與分析
3.1 數控加工數據采集的方法
數控加工數據采集的方法為寫實測時法,即以數控加工的某項工序作業為對象,對構成該項工序作業的各個要素時間消耗進行周期性重復的測定,并測定其工時消耗的一種方法。一般以秒表、錄像和機床顯示(CRT)的工時消耗為時間記錄依據。
數據采集內容分為以下各部分:準備與結束時間、裝卸工件輔助操作時間、手動輔助操作要素時間、系統執行程序作業時間、技術性組織性寬放時間、生理需要與休息寬放要素時間。根據數控加工工時涵蓋內容和數據采集方法進行分類歸納,并制定各部分相應的數據采集表格。
3.2 采集數據的統計與分析
對所采集的數據,均需要經過整理分析步驟,通過整理與分析,消除原始數據中不正常和偶然因素的影響,找出工時消耗的一般規律,通常采用以下方法:其一,對數據樣本的顯著性進行分析,確定數據樣本的合理性;其二,對數據樣本進行擬合,一般采用EXCEL方法進行數據擬合,具體步驟如下:第一,做散點圖,判斷圖形趨勢;第二,添加趨勢線,求出函數表達式(線性或乘冪);第三,對擬合后的線性或乘冪方程進行回歸分析。
通過以上論述與分析,我們可以清楚的看到,在數控加工過程中,仍有一些具體的問題需要我們不斷的探索與研究,相信將會有更多、更科學的方法在數控加工工時定額制定中不斷被應用和完善。
(審核編輯: 智匯胡妮)
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