3068

оценивать также себестоимость отдельных операций и технологических процессов изготовления деталей или сборки узлов машины.

Подсчет себестоимости изделия называется калькуляцией. Калькуляция может быть предварительная, которую называют сметной, и последующая, получившая название отчетной (исполнительной). Предварительную калькуляцию выполняют для определения возможной плановой себестоимости, намеченной к производству машины. На основе предварительной калькуляции определяют себестоимость сборочных единиц и деталей, выбирают наиболее экономичный вариант технологическогопроцессаизготовлениядеталейивариантывыполнения отдельных операций.

Наоснованииотчетнойкалькуляцииопределяютфактическиезатратынаизготовлениемашины, еесборочныхединиц, деталейиотдельных операций. Сравнение данных отчетной и предварительной калькуляций позволяет сделать вывод о соответствии действительного технологического процесса запроектированному, а также об эффективности применяемых мероприятий по совершенствованию производства.

В настоящее время применяют два метода расчета себестоимости. Бухгалтерский метод расчета, при котором себестоимость скла-

дывается из трех составляющих:

•расходов на материалы (М) за вычетом стоимости отходов;

•расходов на заработную плату (3) с начислениями на нее, состоящими из отчислений на социальное страхование и оплату отпусков;

•накладных расходов, в которые входят все затраты за отчетный период, за вычетом расходов на материалы и заработную плату.

При этом накладные расходы начисляются в виде процентов к сумме расходов на заработную плату. Для определения процента накладных расходов подсчитывают сумму всех накладных расходов и сумму расходов на заработную плату за какой-либо отчетный промежуток времени (месяц, квартал или год) и берут их процентное отношение.

Себестоимость единицы продукции при этом методе определяется

Зi – расходы на заработную плату;

m – количество операций, выполняемых при изготовлении единицы продукции;

91

a1 – процент начислений на зарплату, относящихся к социальным расходам (a1 ≈ 13,5 %);

a2 – процент накладных расходов, начисленных на зарплату Преимуществомданногометодаявляетсяпростотарасчета. Основ-

ной недостаток метода – обезличивание отдельных составляющих себестоимости, что в ряде случаев не позволяет сделать правильный вывод и оценить эффективность применения новых технологических решений. Это касается применения нового оборудования и приспособлений, на которых выполняется работа, а также расходов на инструмент и других факторов.

Дифференциальный метод расчета предусматривает раздель-

ное определение и учет основных составляющих, оказывающих существенное влияние на себестоимость единицы продукции. К таким составляющим относятся расходы на амортизацию и эксплуатацию оборудования, приспособлений, инструмента и другой технологической оснастки.

Себестоимость единицы продукции при втором методе вычисляют

где И – расходы на содержание и амортизацию инструмента на данной операции;

О – расходы на содержание и амортизацию оборудования на данной операции;

П – расходы на содержание и амортизацию приспособлений и другой технологической оснастки на данной операции;

a3 – процент накладных расходов, начисляемых на зарплату за вычетом расходов на содержание и амортизацию оборудования, инструмента, приспособлений;

m – количествоопераций, выполняемыхприизготовленииизделия. Таким образом, второй метод подсчета себестоимости единицы продукции дает возможность отразить влияние основных факторов на себестоимость, что позволяет правильно оценить выбор наиболее экономичного варианта технологического процесса и способствует вне-

дрению новых технологических решений.

Кроме себестоимости единицы продукции другими важными технико-экономическими показателями являются:

92

1)трудоемкость единицы продукции (время, затрачиваемое человеком на изготовление единицы продукции), [человеко час];

2)станкоемкость (продолжительность работы оборудования при изготовлении единицы изделия) [станко час];

3)выпускпродукциивштукахиливденежномвыражениинаодного рабочего;

4)выпуск продукции на 1 м2 производственной площади;

5)выпуск продукции на единицу оборудования;

6)выпуск продукции на один рубль первоначальных затрат. Трудоемкость единицы продукции определяется количеством жи-

вого труда и складывается из трудоемкости сборки единицы продукции, трудоемкости изготовления деталей, трудоемкости выполнения операций и отдельных переходов.

Показатель «станкоемкость» применяют для определения количества станков, необходимых для изготовления изделия.

Пути уменьшения себестоимости изготовления изделия

Себестоимость машины отражает совокупные затраты живого и овеществленного труда, вложенного в производственный процесс изготовления изделия. Поэтому для снижения себестоимости изделия необходимо в процессе его производства стремиться использовать ресурсосберегающие технологии, обеспечивающие экономию затрат обоих видов труда.

Снижениесебестоимостипродукцииявляетсяоднимизисточников повышения материального благосостояния общества, однако это снижение не должно проводиться в ущерб качеству выпускаемой продукции. Оно не должно приводить к уменьшению срока службы машины, снижению ее надежности и увеличению расходов по ее эксплуатации.

Снижение себестоимости машины, так же как и ее отдельных сборочных единиц и деталей, может быть достигнуто путем уменьшения значений всех или отдельных слагаемых в приведенных выше формулах себестоимости.

9.5. Расходы на материал и пути их уменьшения

где Gi – масса соответствующегоi 1 материалаj 1 , приходящаяся на единицу продукции; Gj – масса отходов данного материала, приходящаяся на

93

единицу продукции; qi, qj – соответственно стоимость единицы массы материала и единицы отходов; p – количество видов материалов, применяемых в изделии.

Основные пути уменьшения расходов на материал вытекают из анализа формулы (9.34):

1)уменьшениемассыкаждоймаркиматериала, применяемоговизделии (Gi <) ;

2)использование по возможности более дешевых материалов с наименьшей стоимостью единицы массы (qi < );

3)сокращение не используемых отходов материала;

4)получениеотходовматериаловвболееценномвиде(qj < ), что позволяет их использовать в качестве заготовок для изготовления других деталей и как дорогостоящее сырье в металлургическом производстве.

Уменьшение металлоемкости изделия, то есть сокращение массы каждой марки материалов, применяемых в его конструкции, в первую очередь, зависит от рациональности конструкции изделия, правильности принятых конструктивных решений. Причинами увеличения металлоемкостиизделияявляютсяиспользованиеконструкторомприближенных методов расчета, недостаточные знание физико-механических свойств применяемых материалов, заведомое превышение запасов прочности конструкции, а также недостаточно продуманное оформление конструктивных форм деталей. Для повышения конструкционной прочности деталей при снижении их металлоемкости используют следующие направления:

• оптимизация размеров и геометрической формы с целью снижения и стабилизации возникающих в детали рабочих напряжений;

• применение конструкционных материалов необходимого качества, обладающих требуемыми стабильными физико-механическими свойствами;

• изготовление деталей с использованием технологических процессов, обеспечивающих их упрочнение, требуемую точность и стабильность структуры материала.

Правильное выявление технических требований на деталь, вытекающихизееслужебногоназначения, знаниеусловийееработывмашине позволяютконструкторуобоснованноподойтиквыборунаиболеедешевого материала, применение которого не снижает качества изделия.

94

Эффективным решением по снижению затрат на дорогостоящие материалы является создание составных конструкций деталей из дорогих и дешевых материалов. Примерами таких конструкций являются бандажированные и биметаллические червячные колеса, представленные на рис. 9.21. Экономия дорогостоящей бронзы, обладающей хорошими антифрикционными свойствами, достигается за счет того, что бронзу применяют только для изготовления зубчатого венца. Ступицу колеса, у которойобъемматериалапревышает объем зубчатого венца, изготавливают из более дешевых черных металлов – чугуна или стали. У бандажированных колес (рис. 9.21, а) зубчатый венец на ступицузапрессовывают, аубиметаллических колес (рис. 9.21, б) его отливают на ступице в металлической форме (в кокиле).

Другим примером является применение в опорах скольжения втулочных подшипников и вкла-

дышей, изготавливаемых из биметаллической ленты. Внутренняя рабочая часть таких деталей покрывается путем напыления слоем баббита (сплава оловянной или свинцовой бронзы), обладающего нужными антифрикционными свойствами, а наружная часть представляет стальную ленту (дешевая низкоуглеродистая сталь).

Дляэкономиидорогостоящихцветныхматериаловприконструировании машин и при выполнении ремонтных работ создают обратные пары трения. Изношенные втулки из дорогостоящей бронзы заменяют стальными или чугунными, а на сопрягаемую поверхность опорной ступени вала (оси) напыляют тонкий слой антифрикционного бронзового покрытия. Вкачествематериалапокрытиядлястальныхвалов(осей) применяют кремниево-марганцовистуюбронзуПр-БрКМц3-1 иалюминиевуюбронзу ПГ-19М-01, химическийсоставкоторыхприведенвтабл. 9.2.

95

Эти материалы обладают высокими механическими, антифрикционными и коррозионно-стойкими свойствами, они устойчивы к агрессивным средам, так как на их поверхности образуется прочная защитная оксидная пленка.

Так, например, алюминиеваябронзаПГ-19М-01, обладаянизкимкоэффициентом трения при взаимодействии со сталью (fтр.=0,04) и хорошей прирабатываемостью, что обеспечивает незначительный износ поверхностисопряженнойдетали, имеетвысокуюпрочность(до500 МПа) и достаточную по служебному назначению твердость (до 180 НВ).

Таблица 9.2 Химический состав напыляемых бронзовых материалов

Практика показывает, что продолжительность работы таких опор увеличивается в 1,8 – 2 раза по сравнению с традиционно применяемыми втулочными бронзовыми подшипниками. На одном ткацком станке типа СТБ (станок ткацкий бесчелночный) имеется более 70 опор с бронзовыми втулками. Поэтому экономический эффект, получаемый при их замене, обеспечивается не только за счет уменьшения расхода бронзы, но также за счет сокращения простоев оборудования из-за его отказов.

Для сокращения расходов дорогостоящих цветных материалов взамен бронзовых втулок применяют также пористые спеченные материалы (ПСМ), получаемые методом порошковой металлургии. При этом в качестве основы антифрикционной порошковой композиции используют не только бронзу, но и железографитовые материалы [28]. В ряде устройств взамен бронзовых втулок применяют втулки, изготовленные из полимерных материалов на основе фторопласта-4, которые позволяют обеспечить коэффициент трения в опоре fтр.= 0,1…0,35.

Наглядным примером экономии дорогостоящих материалов являетсяконструкция выхлопного клапанадвигателя внутреннего сгорания (рис. 9.22), в котором головка, работающая в потоке горящих газов с высокой температурой, выполнена из жаростойкой легированной ста-

96

ли 40Х10С2М, а ножка выполнена из более дешевой стали 40Х. Жаростойкая сильхромовая сталь 40Х10С2М допускает температуру нагре-

ва 500…600 °С, что отвечает служебному назначению клапана. Вомногихслу-

чаях экономию металла и снижение металлоемкости изделия получают путем изготовлениямалонагруженных деталей типа крышек, маховиков, втулок, кожу-

хов, заглушек из композиционных материалов на металлической и неметаллической основе (пластмассы, фторопласт, древопластик и др.).

В процессе механической обработки при снятии припуска значительная часть материала уходит в стружку. Поэтому для сокращения потерь материала необходимо стремиться к использованию более точных заготовок, геометрияиразмерыкоторыхнаиболееблизкоприближаются к готовой детали. Этого достигают путем применения более совершенных методов получения заготовок. Вместо литья в формовочную смесь применяютлитьевкокиль, литьевоболочковыеформыилилитьеповыплавляемым моделям. Грубые заготовки – поковки, получаемые свободной ковкой, – заменяют на более точные штамповки, которые получают в подкладных, открытых или закрытых штампах. Важное значение при этом имеет правильный расчет припусков и операционных размеров на обрабатываемые поверхности. Уменьшение отходов металла в стружку сокращает не только расходы на материал, но также позволяет уменьшить трудоемкостьмеханическойобработкии снизить связанныес этим непроизводительные затраты работы оборудования и рабочих.

Оценить рациональность использования материала при изготовле-

Чем выше значение коэффициента использования материала (η ≤ 1),

97

тем меньше потери материала при изготовлении данной детали. Сравнение значений коэффициента использования материала, получаемых при использовании различных заготовок, наглядно показывает рациональностьиспользованияматериалапривыбореболееточныхзаготовок.

Если при сравнении двух вариантов известна масса заготовки для

нового Gн и базового Gб вариантов технологического процесса, то экономиюматериала∆G при заданномгодовомобъемевыпускаизделийN можно рассчитать по формуле

Первоначальновкачествезаготовкидлягоризонтально-фрезерного

станка использовали отливку, получаемую путем литья в землю. Масса такойотливкисоставляла107 кг. Приполучениизаготовкипутемлитья в кокиль еемассауменьшиласьдо85 кг, то есть на 20,6 %. Уменьшение припусков на заготовке позволило снизить трудоемкость механической обработки заготовки на 29 % (с 23,14 до 16,4 норма-ч).

взакрытыхштампах, еемасса87 кг. Втораязаготовкаболееточная, она имеет значительно меньшие припуски, так как ее геометрия и размеры

98

приближены к готовой детали. Таким образом, применение заготовкиштамповки позволяет сократить расход металла почти в 2 раза. Дополнительнымэффектомпримененияточнойзаготовкиявляетсяуменьшение трудоемкости ее механической обработки. В данном случае при одинаковом масштабе выпуска и использовании одного и того же оборудования трудоемкость механической обработки первой заготовки составляет 40,6 норма-ч, а второй – 19 норма-ч. Это означает, что при использовании более точной заготовки-штамповки трудоемкость механическойобработкиколенчатоговаласокращаетсяна59 %, акоэффициент использования материала увеличивается в 1,87 раза.

Потериматериаловсущественносокращаютсясуменьшениемстадий преобразования, проходимых природным ресурсом до его превращениявнеобходимоедлячеловекаизделие. Наэтапемеханическойобработки деталей потери металла возрастают с увеличением числа выполняемых технологических операций. Поэтому при проектировании технологий необходимо стремиться к получению изделия непосредственно из полуфабриката с минимальным числом выполняемых

высадочном автомате с использованием в качестве заготовки круглого прутка. Получение болтов холодной высадкой за пять переходов, показанных на рис. 9.23, позволяет в 2,4 раза сократить потери металла по

99

сравнению с точением на токарно-револьверном автомате, где большая часть металла превращается в стружку.

Примером экономии материала и сокращения затрат на изготовлениедеталиможетслужитьпереводконструкциипереднейтормознойкамеры колеса автомобиля с литой на штампо-сварную (см. рис. 8.14, а). Литая заготовка камеры имеет массу 1,8 кг, а масса штампо-сварной заготовки снижается до 0,44 кг, то есть на 75,6 %. Это позволяет снизить трудоемкость механообработки камеры с 9,6 до 2,71 мин, или на 71,8 %, в результате себестоимость ее изготовления уменьшается на 64 %.

Уменьшение трудоемкости операций механической обработки при использовании более точных заготовок в ряде случаев позволяет получитьэкономическийэффект, превышающийрасходы, получаемыеот экономии материала. Если известна трудоемкость изготовления детали при базовом варианте технологического процесса tб , когда масса применяемой заготовки Gб имасса заготовки Gн при новом методе ее получения, то для предварительной оценки трудоемкости изготовления

Покажем применение этой формулы для получения достаточно

точного прогноза по оценке трудоемкости на основе числовых данных, приведенных выше примеров выбора заготовок. Для этого заготовки большей массы условно отнесем к «базовому» варианту, обозначив их параметры Gб и tб , а заготовки меньшей массы будем считать как новый вариант и соответственно обозначим Gн и tн . Исходные данные и результаты расчета сведены в табл. 9.3.

Таблица 9.3 Оценка трудоемкости механической обработки при выборе заготовок

*в скобках дана относительная погрешность расчета в процентах.

100