6.2. Структура нормы времени и расчет ее элементов

Под структурой нормы времени понимается состав затрат рабочего времени, необходимого для выполнения единицы работы. Состав нормы времени на ручные, машинно-ручные и машинные операции на практике обычно рассчитывается по формуле

Т=Т_о+Т_в+Т_обс+Т_отл+Т_пт+Т_пз

где Т_пт — время неустранимых перерывов, предусмотренных технологией и организацией производственного процесса.

В зависимости от формирования затрат времени на выполнение технологической операции норма времени (Т) имеет три разновидности: норма штучного времени (Т_шт) норма оперативного времени (Т_оп), норма неполного штучного времени (7^).

Т_шт= Т_ом+Т_вн+Т_обс+Т_отл,

где Т_ом — основное (машинное) время на операцию;

Т_вн — вспомогательное время, неперекрываемое основным, мин;

Т_обс — время организационного и технического обслуживания рабочего места, неперекрываемое основным, мин;

Т_отл — время на отдых и личные надобности рабочего.

Неполное штучное время складывается из времени основной работы и неперекрываемых основным временем вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места:

Т_ншт= Т_ом+Т_вн+Т_обс

Норма оперативного времени равна сумме основного (машинного) времени и вспомогательного неперекрываемого времени:

Т_оп= Т_о+Т_вн или Т_оп= Т_мс+Т_з.

где Т_мс — свободное машинное время, т.е. время, в течение которого станок (аппарат) может работать без какого-либо участия рабочих;

Т_з — время занятости рабочего-оператора, включающее время машинно-ручной работы, вспомогательное время (перекрываемое и неперекрываемое основным), время переходов и время активного наблюдения за ходом технологического процесса.

Итак, длительность операции определяется режимами технологического процесса (Т_о), приемами труда (Т_в), системой обслуживания рабочих мест (Т_обс), режимами труда и отдыха (Т_отл). При этом в составе Т и Т_оп имеются слагаемые (Т_обс, Т_пт, Т_пз), величина которых зависит от норм обслуживания и численности.

В частности, время нормируемых перерывов (Т_пт) будет снижаться с увеличением норм численности нормативов слесарей и других групп рабочих, обслуживающих оборудование данного участка.

Таким образом, при расчете норм труда должно быть установлено множество вариантов, которые должны использоваться при выборе оптимального значения нормы. Общее количество сравниваемых вариантов определяется произведением количества возможных вариантов режимов обработки, трудовых приемов, форм разделения и кооперации труда, регламента обслуживания. Каждому из этих вариантов соответствуют определенные значения длительности операции, норм времени и норм выработки.

В 1980 г. введен в действие ГОСТ ЕСТД «Правила формирования документов, применяемых при нормировании технологических процессов (операций). Технико-нормировочная карта».

В соответствии с этим ГОСТом при нормировании технологических операций должны применяться комплекты технологических документов и технико-нормировочные карты.

Технико-нормировочная карта (ТНК) — документ, разрабатываемый совместно с другими технологическими документами к операции и содержащий расчетные данные по элементам нормы времени (выработки) и описание выполняемых приемов. Эти карты должны применяться при нормировании операций и трудовых процессов в массовом и серийном производстве независимо от видов работ и технологических методов обработки, изготовления, контроля и ремонта изделий.

В условиях современного производства основной частью нормы штучного времени (от 60 до 85%) является машинное (аппаратурное) время, величина которого определяется режимами работы оборудования.

Это время (машинно-автоматическое) определяется по формуле

Т_о= Т_ах+Т_м,

где Т_ах — время автоматического холостого хода, связанное с подводами, отводами инструмента или детали, поворотами детали и т.д.;

Т_м — собственно машинное время.

При механической обработке основное (машинное) время рассчитывается на основе соотношений между длиной (L) и скоростью перемещения инструментов (V). Эти величины, в свою очередь, устанавливаются исходя из параметров режимов обработки: глубины резания (t), подачи (S) и скорости резания (V_p).

При организации режимов резания определяются наиболее эффективные значения скорости резания V_p, подачи S и глубины резания t, т.е.

X={V_p, S, t}

Область допустимых значений V, S, t определяет система ограничений. Прежде всего должны соблюдаться технические ограничения, обусловленные характеристиками предметов труда, инструментов, приспособлений и оборудования. К числу этих характеристик относятся свойства обрабатываемого материала, требуемая точность обработки детали, статистические и динамические характеристики станка, конструкции, материала, геометрические параметры, допустимый износ инструмента, жесткость системы «станок — приспособление — инструмент — деталь» (СПИД) и т.д.

Наряду с рассмотренными ограничениями должны соблюдаться ограничения, обусловленные паспортными данными применяемого оборудования. В частности, выбранное число оборотов шпинделя (X) должно соответствовать допустимому числу оборотов, указанному в паспорте станка.

Из группы ограничений по условиям труда следует учитывать требования, обусловленные необходимостью удобного и безопасного отвода стружки от зоны резания. Это должно обеспечиваться выбором соответствующей геометрии инструмента, параметров режима резания, защитными приспособлениями.

Психофизиологические ограничения, обусловленные конструкцией оборудования, должны учитываться в процессе его проектирования.

При выборе режима резания существенное значение имеют ограничения по программе выпуска продукции и использованию фонда времени оборудования. Зависимость объема выпуска продукции от режима резания характеризуется двумя обстоятельствами. Увеличение скорости, подачи и глубины резания приводит, с одной стороны, к уменьшению машинного времени на единицу продукции, с другой — вызывает существенное уменьшение стойкости инструмента, увеличение числа его переточек и, как следствие, увеличение времени простоев оборудования, вызванных заменой инструментов. Оптимальный вариант, соответствующий рассмотренным ограничениям, должен определяться по критерию минимума суммарных затрат на заданную программу выпуска продукции.

Рассмотрим существующий порядок расчета Т_шт по его элементам основного времени.

Основное время затрачивается непосредственно на изменение предметов труда. Для ручных элементов операции оно определяется по нормативам времени, а при их отсутствии — по результатам хронометражных наблюдений.

Расчет основного времени выполнения машинно-ручных и машинных элементов операций производится по соответствующим формулам на основе нормативов технологических режимов и паспорту оборудования. С этой целью прежде всего следует установить по нормативам исходные данные, необходимые для расчета режимов резания.

Определение машинного времени (Т_маш) — самый важный элемент расчета норм. По данным о материале, точности и чистоте обработки, станке, режущем инструменте и его стойкости наиболее выгодные режимы резания (Т_маш) устанавливаются в следующей последовательности:

• во первых, в зависимости от общего припуска на обработку, ее условий и характера (чистая или черновая) определяют глубину резания (t) и количество проходов (i). Глубину резания определяют по формуле

где D — диаметр заготовки, мм;

d — диаметр детали после обработки, мм.

На равных глубинах резания число проходов определяется из соотношения

i=h/t,

где h — припуск на обработку;

• во вторых, устанавливают по нормативам максимальную технологически допустимую подачу (S)¹. При ее выборе исходят из того, что лучше работать с большей глубиной резания за счет снижения подачи, так как глубина резания оказывает на стойкость резца и допустимую им скорость резания меньше влияния, чем величина подачи.

Выбранная по нормативам подача (S) проверяется по следующим лимитирующим факторам:

1) черновое точение:

а) по точности державки (крепления) резца;

б) по прочности резца;

в) по прогибу детали, возникающему вследствие радиального усилия резания (Р_у);

г) по прочности механизма (станка), согласно паспортным данным, т.е. усилие, которое он до пускает (Р_z);

2) получистовое и чистовое точение (t =1 мм) при обработке длинных деталей малых диаметров (типа валов) — по прогибу детали, возникающему вследствие радиального усилия резания (Р_у);

• в-третьих, по принятым глубине режима и подачи определяют допустимую скорость, усилие резания и необходимую на резание мощность станка. Все эти величины рассчитывают по соответствующим формулам, приведенным в справочниках режимов резания. При отсутствии в справочниках необходимых данных они определяются путем экстраполяции двух соседних табличных данных;

• в-четвертых, исходя из рекомендованной нормативами скорости резания и диаметра заготовки устанавливают число оборотов шпинделя или инструмента (n_р) по формуле

где V — скорость резания, м/мин;

D — диаметр заготовки, мм.

Полученное значение сравнивается со значениями в паспорте станка и выбирается ближайшее меньшее число оборотов. При этом проверяется режим по мощности станка;

• в-пятых, определяют фактическую скорость резания в зависимости от числа оборотов по паспорту станка и диаметра заготовки и мощность, необходимую для резания:

После выбора таким образом оптимального варианта режима обработки машинное время на операцию однозначно определяют в соответствии с установленными значениями технологических параметров;

• в-шестых, для большинства станочных операций, выполняемых на станках с главным вращательным движением, расчетное значение машинного времени вычисляется по формуле

где L — длина обрабатываемой поверхности по чертежу и направлению подачи резца, мм;

l₁ — величина врезания резца для обеспечения свободного его подхода к обрабатываемой поверхности с рабочей подачей, мм;

l₂ — величина перебега резца, мм;

l₃ — дополнительная длина на взятие пробной стружка

Если S задана в мм/мин, т.е. S_м = пS (мин/об), то

С учетом холостого хода

где L_x — общая длина пути подвода и отвода инструмента к детали в автоматическом холостом режиме, мм;

S_x — ускоренная подача подвода и отвода инструмента или детали в автоматическом холостом режиме, мм/мин.

Вспомогательное время затрачивается на выполнение действий, обеспечивающих осуществление основной работы, повторяющихся либо с каждой обрабатываемой деталью, либо через определенное их число. Продолжительность вспомогательных элементов операции определяется по нормативам времени, а при их отсутствии — на основании результатов хронометражных наблюдений. В состав норм времени включается только вспомогательное время, не перекрываемое основным (Т_вн).

Степень расчленения и детализации вспомогательных элементов операции зависит от объема выпуска продукции, повторяемости операций и требуемой точности рассчитываемых норм. В условиях массового производства вспомогательное время нормируется по отдельным приемам или даже по трудовым действиям и движениям, в единичном и мелкосерийном — по переходам и операциям.

Время на установку и снятие деталей в специальных приспособлениях приводится в нормативах независимо от типа станков.

Главным фактором длительности приемов выступает масса детали, а не ее сложность. Вспомогательное время на проход включает выполнение следующего комплекса приемов: подвод режущего инструмента к детали, включение и выключение подачи, измерение детали, отвод инструмента в исходное положение.

После расчета по нормативам всех составляющих частей вспомогательного времени анализируются затраты времени с целью их возможного сокращения. При этом выбирается экономически оптимальный вариант с точки зрения целесообразного числа измерений режимов резания, смен инструмента и т.д.

Время на обслуживание рабочего места включает затраты времени, необходимые для ухода за рабочим местом на протяжении смены, для поддержания его в рабочем состоянии.

При определении времени на обслуживание рабочего места необходимо предусмотреть возможность его сокращения за счет выполнения части этой работы в течение автоматического времени работы оборудования; передачи части функций вспомогательным рабочим.

Время на отдых и личные надобности определяется по специальным нормативам в процентах от оперативного времени.

Время, в течение которого рабочий не наблюдает за работой станка, считается временем отдыха и исключается из общей продолжительности, установленной по всем факторам. НОТ требует не только определить величину времени на отдых, но и рационально распределять перерывы на отдых с учетом возможных микропауз в течение времени работы и перерывов на обед. Планомерное проведение регламентированного отдыха достигается при внедрении карт организации труда. В нормативах время на личные надобности предусматривается для всех видов работ в размере 2% от оперативного времени.

Норма штучного времени рассчитывается на операциях с незначительным удельным весом машинного времени по формуле

и на операциях с преобладанием машинного времени по формуле

где Т_обс — время на обслуживание рабочего места, в % от оперативного;

Т_отл — время на отдых и личные надобности рабочего, в % от оперативного;

Т_орг — время на организационное обслуживание рабочего места, в % от оперативного времени;

Т_тех — время на техническое обслуживание рабочего места, в % от основного времени.

Итак, признавая необходимость комплексного обоснования норм затрат труда, на практике нормы времени обосновываются главным образом со стороны технологического процесса, лежащего в их основе. Это нашло отражение в терминологии — технически обоснованные нормы (ТОН). При обосновании норм не учитывается тот момент, что некоторые из ручных элементов операции могут выполняться в течение периода работы оборудования в автоматическом режиме (Т_рп), а другие — только при остановленном оборудовании, тогда как в состав нормы должны включаться лишь те элементы, которые выполняются при неработающем оборудовании, т.е. неперекрываемое время (Т_рн).