5[1].6__工艺过程经济性分析

机械制造技术基础,5.5 工艺过程经济性分析,第五章 工艺规程设计,基本时间：,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,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,图 车削外圆的基本时间,（1）基本时间tj（单位：min）,时间定额,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,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）,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,（2）辅助时间tf,时间定额,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,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 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%,（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%,（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,时间定额,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,上述四部分的时间之和称为单件工时，即, 单件时间：, 单件工时定额：,提高生产效率的工艺途径,缩短基本时间：,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,提高切削用量（切削速度、进给量、切削深度等） 采用多刀多刃进行加工（如以铣削代替刨削，采用组合刀具等） 采用复合工步，使多个表面加工基本时间重合（如多刀加工，多件加工等）。,（一）缩短时间定额,减少切削行程长度,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,提高生产效率的工艺途径,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,图 转塔自动车床的不同工步 图 复合工步,提高生产效率的工艺途径,缩短辅助时间：,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,使辅助动作实现机械化和自动化（如采用自动上下料装置、先进夹具、采用主动测量主动控制数显装置等）；,（一）缩短时间定额,单件小批生产的重点应该着眼缩短辅助时间,例：磨削自动测量,提高生产效率的工艺途径,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,缩短辅助时间：,（一）缩短时间定额,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，使测量时间与加工时间重叠等）,加工工位,装卸工位,图为双工位夹具,图2-70立式回转工作台铣床 1工件 2精铣刀 3粗铣刀,图 多工位加工,提高生产效率的工艺途径,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,缩短布置工作地时间：,缩短准备终结时间：,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,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,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，采用离线编程及加工过程仿真技术,提高生产效率的工艺途径,（一）缩短时间定额,提高生产效率的工艺途径,5.5.1 时间定额与提高生产效率的途径,（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，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、强力切削与大进给切削等 合理采用科学管理模式，提高管理效率和劳动生产率，使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。,工艺成本,5.5.2 工艺方案技术经济分析,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。,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, 零件全年工艺成本：,S= VN + C, 零件单件工艺成本：,St= V + C / N,（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 NNk时，可选方案2； NNk时，可选方案 1,5.5.2 工艺方案技术经济分析,图529 单件工艺成本比较图,S1=V1 N +C1 S2=V2 N +C2 可直接计算比较或根据 曲线进行比较 NNk时，可选方案2； NNk时，可选方案 1； N = Nk时， S1 = S2 ，则,（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,5.5.2 工艺方案技术经济分析,图530 全年工艺成本比较图,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：,式中 K基本投资差额； S全年工艺成本节约额； Q先进设备使产品上市快取得的 全年增收总额,回收期越短，则经济效益越好。,投资回收期应满足以下要求： 1）回收期应小于专用设备或工艺装备的使用年限； 2）回收期应小于市场对该产品的需求年限； 3）回收期应小于国家规定的标准回收期，一般专用工艺装备标准回收期为23年，专用机床标准回收期为46年。,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,第五章 工艺规程设计,第七节 机械产品设计的工艺性评价,机械产品设计除了应满足产品使用性能外，还应满足制造工艺的要求，否则就有可能影响产品生产效率和产品成本，严重时甚至无法生产。,第七节 机械产品设计的工艺性评价,一、概述,机械产品设计的工艺性评价实际就是评价所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性。这里所说的经济性是一个含意宽广的术语，它应是材料消耗要少、制造劳动要少、生产效率要高和生产成本要低的综合。,一、概述,第七节 机械产品设计的工艺性评价,图5-55 箱体同轴孔系结构,1.零件结构要素必须符合标准规定 零件结构要素螺纹、花键、齿轮、中心孔、空刀槽等的结构和尺寸都应符合国家标准规定。,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:,2尽量采用标准件和通用件 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。,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 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。,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,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 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。,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,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,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,图5-57 气缸套工作表面结构,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5-58 箱体零件耳座结构,第七节 机械产品设计的工艺性评价,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,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,二、机械产品设计的机械加工工艺性评价,第七节 机械产品设计的工艺性评价,图5-59 零件螺孔结构设计,图5-60 零件平面结构,6.保证能以较高