第六章_提高劳动生产率和技术经济性分析

采用各种快速换刀、自动换刀装置
2）将辅助时间与基本时间重合 采用两工位或多工位的加工方法 采用两个相同夹具交替工作 采用主动检验或数字显示式自动测量装置
6.1.4 同时缩短基本时间和辅助时间
多件加工：在一次装夹下同时加工几个工件，从而使分
摊到每一个工件上的基本时间和辅助时间都能缩短。多 件加工按情况不同可分为顺序加工、平行加工和平行顺 序加工。 采用多刀多刃加工及成形切削：如六角车床、多刀车床、 多轴钻床和龙门铣床等。 采用各种类型的半自动机、自动机、多工位机床、组合
机械制造工艺学
第6章 提高劳动生产率和技术经济性分析
1
本章要点
6.1 6.2 6.3 提高劳动生产率的工艺措施
提高劳动生产率的综合性措施
工艺方案的技术经济性分析 高效及自动化加工
6.4
6.5
机械加工的优化
2
机械制造工艺学
第6章 提高劳动生产率和技术经济性分析
6.1 提高劳动生产率的工艺措施
3
6.1.1 劳动生产率的基本含义
机床、自动线等，是在多件加工、多刀多刃加工的基础
上发展出来的高效率机床。
6.1.5 缩短准备终结时间
缩减准备终结时间的主要途径是减少调整机床、刀具和夹
具的时间，缩短数控编程时间和试调时间，具体措施如下：
1）运用成组工艺原理，把结构形状、技术要求和工艺 过程相类似的零件划归为一组，然后按组制订工艺规程，并为
6.1.2 缩短基本时间
车削的基本时间的计算公式为：
L Z DL Z tm n f a p 1000 vf a p
1）提高切削用量 增大切削速度v、进给量f和背吃刀量ap都可缩减基本时间。 但切削用量的提高受到刀具寿命和机床条件(动力、刚度、强度) 的限制。 2）缩减工作行程长度
两种方案全年工艺成本的评比
6.3.3 工艺方案比较及经济性分析
2．两种工艺方案的基本投资差额较大时，则在考虑工艺成本 的同时，还要考虑基本投资差额的回收期限 方案1 基本投资K1（大） 工艺成本S1（小）
方案2
基本投资K2（小）
工艺成本S2（大）
基本投资回收期T:
K1 K 2 K T （年） S2 S1 S
1．当需评比的工艺方案均采用现有设备或其基本投资相近时， 可用工艺成本评比其优劣 1）两加工方案中仅有少数工序不同，可通过计算少数 不同工序的单件成本进行评比；
2）两加工方案中，多数工序不同时，则以该零件加工
全年工艺成本进行比较。
6.3.3 工艺方案比较及经济性分析
设两种不同方案分别为Ⅰ和Ⅱ。它们全 年的工艺成本分别为 E1=V1N+S1 E2=V2N+S2 两条直线相交于N=NK 处，该年产量NK 称为临界年产量，达此年产量时两种工艺 路线全年的工艺成本相等，即 V1NK+S1=V2NK+S2 当年产量N<NK 时宜采用方案Ⅱ，即年 产量小时宜采用不变费用较少的方案； 当年产量N>NK 时，宜采用方案Ⅰ，即 年产量大时宜采用可变费用较少的方案。
6.5 机械加工的优化
（2）优化应考虑的问题 ① 目标函数：首先应考虑优化的目标，并建立目标函数。 ② 约束条件：优化时应考虑工艺系统性能和零件加工要求
等的限制，如机床的极限转速、进给量、最大功率、切削力、扭 矩、零件加工表面的粗糙度、工艺系统刚度等约束条件。
③ 控制参数：对于机械加工系统，一般的控制参数为切削
劳动生产率：是以工人在单位时间内所生产的合格产品 的数量来评定的，指单位人/时的平均生产量。也就是说，
一个工人在单位劳动时间内制造出的合格产品的数目。
不断提高劳动生产率是降低成本、增加积累和扩大社会 再生产的根本途径。提高劳动生产率是一个与产品设计、制 造工艺、组织管理等都有关的综合性任务。
6.1.1 劳动生产率的基本含义
年度工艺成本E: E=N· S （元） V+
V— 每个零件的可变费用 N— 零件的年生产纲领 S— 不变费用
全年工艺成本与年产量的关系
单件工艺成本Ed： Ed=V+C/N （元/件）
单件工艺成本与年产量的关系
6.3 工艺方案的技术经济性分析
6.3.3 工艺方案比较及经济性分析
对几种不同工艺方案进行经济评比时，有以下不同情况：
得较大的经济收益，从工厂整体经济效益分析，选取该工艺方案仍
是可行的。
6.4 高效及自动化加工
1.大批大量生产中常用的制造方法 组合机床 组合机床生产线 2.中小批生产中常用的制造方法
• 主要零件——大型零件或精密零件：采用加工中心
• 中型零件——一般传动的轴、齿轮、拨叉、杠杆等：采用
数控机床、松弛流水线
一般都可以拟订出几种不同的工艺方案，有些工艺方案的生
产准备周期短,生产效率高，产品上市快，但设备投资较大； 另外一些工艺方案的设备投资较少，但生产效率偏低；不同 的工艺方案有不同的经济效果。为了选取在给定生产条件下 最为经济合理的工艺方案，必须对各种不同的工艺方案进行
经济分析。
6.3 工艺方案的技术经济性分析
4）采用数控加工过程拟实技术
在更换加工对象前在机外采用仿真模拟办法,考证数控加工编程 的正确性，如发现有干涉碰撞或加工尺寸不符合要求的情况，在机 外进行修改，直至完全合格为止。
6.2 提高劳动生产率的综合性措施
改进产品的结构设计 减少零件的数目和数量 改善零件的结构工艺性 尽量提高零件、部件和产品的通用化、标准化和系列化程度
速度v、进给速度f和切深ap。对于一般系统，指控制一个参数（v 或f）；对于优化程度高的系统，可以同时控制两个参数（v和f） 或三个参数（v、f、ap ）。由于切削深度往往由工件材料和零件 尺寸决定，所以假定为常数。
④ 随机因素：随机因素如材料性能的变化、工艺系统的动
态特性、刀具磨损、热变形等，往往影响最优工作的条件。为此， 在加工过程中采用适应性控制是解决随机因素对加工优化影响的 有效措施。
6.3.3 工艺方案比较及经济性分析
回收期限越短越好 投资回收期必须满足以下要求：
l）回收期限应小于专用设备或工艺装备的使用年； 2）回收期限应小于该产品的市场寿命（年）；
3）回收期限应小于国家所规定的标准回收期，采用专用工艺装备
的标准回收期为2－3年，采用专用机床的标准回收期为4－6年。 在决定工艺方案的取舍时，我们强调一定要作经济分析，但算 经济帐不能只算投资帐。如某一工艺方案虽然投资较大，工件的单 件工艺成本也许相对较高；但若能使产品上市快，工厂可以从中取
劳动生产率可以用完成某一工作所必需的劳动时间来衡量。
时间定额：是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成
一道工序所消耗的时间。 时间定额是衡量劳动生产率高低的依据，也是工厂安排
生产计划、核算成本的重要依据。
完成一个零件一道工序的时间定额称为单件时间定额Tp， 包括基本时间tm，辅助时间ta，布置工作地时间ts，休息和生 理需要时间tr·。 n 单件时间是以上四部分时间的总和：tp=tm(69.5%)+ta(21%)+ts+ tr· n 缩短时间定额可提高劳动生产率。
此专用机床、专用工艺装备的费用与零件的年产量无关。
6.3 工艺方案的技术经济性分析
6.3.2 工艺成本的计算
可变费用可按下式计算：
V=C材坯+C操工+C电+C通机+C机维+C刀 C材坯为材料或毛坯费（元/件）； C操工为操作工人的工资（元/件）； C电为机床电费（元/件）；
C通机为通用机床折旧费（元/件）；
• 小型零件——各种紧固件：采用通用自动化和专用自动化 机床
6.5 机械加工的优化
（1）优化的评价指标 优化的总目标是高效、经济的制造所需产品，具体而言， 可使用下述三种基本的评价指标： ① 最少时间或最大生产率指标：它是指制造单位产品所 需的时间最少，或是使单位时间内制造的产品数量最多。当对 产品需求迫切时，通常采用这一指标，这时成本和利润指标退 居次要地位。 ② 最低成本指标：是指单台产品的成本最低。当时间充 裕时，可采用这一指标。 ③ 最大利润指标：是指在规定时间内的利润最大。当市 场需要大于工厂生产能力时采用这一指标。这时不追求最低生 产成本，通过增加生产投资来减少单件生产时间，以便生产和 销售更大数量的产品，使在规定的时间内比按最低生产成本指 标生产获得更大的总利润。
之设计或选用一套为该组零件共用的工艺装备，更换同组零件
时，可不更换工艺装备，只需经少量调整即可投人生产。
6.1.5 缩短准备终结时间
2）采用可换刀架或刀夹。
在机外按加工要求将刀具预先调整好，更换加工对象时，只需 将事先调整好的刀架或刀夹装到机床上去便可进行加工。
3）采用刀具微调和快调机构
在多刀加工中调整刀具特别费时，若在刀夹尾部装上微调机构 （如差动螺丝等）就可显著减少调整时间。
6.3.1 工艺成本的组成 经济分析：就是通过比较各种不同工艺方案的生产成本，选出 其中最为经济的加工方案。 生产成本：制造一个零件或一台产品所需费用的总和；生产成
本包括两部分费用，一部分费用与工艺过程直接有关，
另一部分费用与工艺过程不直接有关（例如行政人员工 资、厂房折旧费、照明费、采暖费等）。 工艺成本：与工艺过程直接有关的费用称为，工艺成本约占零 件生产成本的 70％－75％。
采用先进工艺及新工艺 改善生产组织和生产管理 采用先进的生产组织形式——流水生产 改进生产管理 采用计算机技术
机械制造工艺学
第6章 提高劳动生产率和技术经济性分析
6.3 工艺方案的技术经济性分析
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6.3 工艺方案的技术经济性分析
制订零件机械加工工艺规程时，在同样能满足被加工零 件技术要求和同样能满足产品交货期的条件下，经技术分析
C机维为通用夹具费（元/件）； C刀为刀具费用（元/件）。
6.3.2 工艺成本的计算
不变费用可按下式计算：
S=C调工+C专机+C专机维+C专夹 C调工为调整工人工资（元/年）； C专机为专用机床折旧费（元/年）； C专机维为专用机床维修费（元/年）；
C专夹为专用夹具费（元/年）。
6.3.2 工艺成本的计算
6.3.1 工艺成本的组成
wk.baidu.com对工艺方案进行经济分析时，只要分析与工艺过程直接有 关的工艺成本即可。
工艺成本由可变费用与不变费用两部分组成。
可变费用V：与零件的年产量直接有关的费用。它包括材 料费（或毛坯费）、工人工资、通用机床和通用工艺装备维护 折旧费。 不变费用C：与零件年产量无直接关系的费用。它包括专 用机床、专用工艺装备的维护折旧费以及与之有关的调整费等； 因为专用机床、专用工艺装备是专为加工某一工件所用，它不 能用来加工其他工件；而专用设备的折旧年限却是一定的,因
采用多刀加工可成倍缩减工作行程长度。
6.1.3 缩短辅助时间
辅助时间在单件时间中占有较大比重，采取措施缩减辅 助时间是提高生产率的重要途径；尤其是在大幅度提高切削
用量之后，基本时间显著减少，辅助时间所占比重相对较大
的情况下，更显得重要。
6.1.3 缩短辅助时间
1）直接缩减辅助时间 采用先进高效夹具