第四章提高劳动生产率的途径

1第四章提高劳动生产率的途径•第一节提高生产率的措施•第二节成组技术•第三节CAPP2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准备终结时间第一节提高生产效率的措施3单件时间与单件工时定额计算◆单件时间：SBACRTtttt◆单件工时定额：PQBACRtTttttB式中tB——基本时间tA——辅助时间tC——布置工作地时间tR——休息和生理需要时间tP——准备终结时间B——批量4提高生产效率的工艺途径缩短基本时间：①提高切削用量（切削速度、进给量、切削深度等）；②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）；③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）。缩短辅助时间：①使辅助动作实现机械化和自动化（如采用自动上下料装置、先进夹具等）；②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）5缩短布置工作地时间：缩短准备终结时间：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6批量法则在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；而多品种、小批量生产则相反。机床利用率例：CA6140车床，最大加工直径φ400，实际加工90％以上工件直径不足100mm，机床利用率极低。制造周期在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5％，其余95％均为周转等待时间；加工时间中真正进行切削的时间不足30%。多品种、中小批量生产中存在的问题第二节成组技术（GroupTechnology—GT）7◆目前，单件小批量生产的产品占机械产品总数的70％以上，并有继续增大的趋势。解决多品种、中小批量生产的有效途径是采用GT。5％95％调整、装夹、对刀、检测等切削30％70％加工时间运输与等待时间制造周期加工时间图4-1多品种、中小批量生产的时间分配8GT的客观基础二次相似性结构（形状、尺寸、精度…）材料（材质、毛坯、热处理…）工艺（加工方法、加工设备…）一次相似性机械零件之间存在相似性这种相似性主要表现在三个方面：机械产品中各类零件出现有明显的规律性（图4-2）正是由于70%左右的零件属于相似件，构成实施成组技术的客观基础。9标准件复杂件相似件20～25%70%5～10%零件复杂程度零件出现频数图4-2机械产品中不同复杂程度零件分布规律10图4-3结构相似零件组11图4-4工艺相似零件组12GT定义一般性定义：GT是一门生产技术科学，研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它，即把相似的问题分类成组，寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案，以取得最佳效果。机械制造领域中定义：将多种零件（部件或产品）按其相似性分类成组，并以这些零件组（部件组或产品组）为基础组织生产，实现多品种、中小批量生产的产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。GT被认为是一种“制造哲理”—（ManufacturingPhilosophy），是现代制造技术的一个重要理论基础。13图4-5成组技术基本原理产品部件零件零件组ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4将多种零件按其相似性分类成组，人为扩大生产批量重复使用原则：◆资源重复使用，降低生产成本；◆作业熟练程度增加，提高生产率。GT工作原理14GT发展简况★20世纪50年代，前苏联院士Митрофанов在其著作“成组工艺科学原理”中首次提出“成组技术”。★20世纪60年代西欧研究GT形成高潮，代表人物首推阿亨工业大学Opitz教授，他所领导的小组进行了大量的调查研究工作，为成组技术提供了重要的理论依据。★20世纪70年代，美国、日本接受成组技术，并迅速与计算机技术联系在一起，使其得到更好的应用。★20世纪80、90年代，GT与各种新的制造方式相结合，成为现代制造技术的基础。★GT发展过程：成组加工→成组工艺→成组技术→成组生产系统15我国GT发展简况★20世纪50末、60初学习苏联，首先在纺织机械行业试点实行，有清华大学、西安交大等高校参与。★20世纪60年代中期以后，由于文化大革命，国民经济陷入混乱状态，GT无从谈起。★20世纪70末、80初，文革以后，自上而下推行，机械部推出4个试点单位，并组织制定了两个编码系统（JCBM-1，JLBM-1），对GT发展起到了推动作用。★20世纪80年代中期后，计划经济向市场经济转轨，采用GT成为企业自发的行为。16零件分类编码系统基本概念——零件分类编码系统是用字符（数字、字母或符号）对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据。★Opitz分类编码系统（图4-6，4-7，4-8）★JLBM-1分类编码系统（图1-21）分类编码系统简介特点：1）结构简单，使用方便2）对零件形状（特别是回转类零件）描述较完善3）适用范围较广（设计、工艺、管理…）4）工艺信息反映不够充分5）对非回转类零件描述较粗糙17图4-6Opitz分类编码系统0123456789RotationalNonrotationalDigit1PartclassL/D≤0.5MainshapeExternalshapeelementMainshapeRotationalmachiningAccuracy0.5L/D3L/D≥3WithdeviationL/D≤2WithdeviationL/D2SpecialL/W≤3L/H≥4L/W3L/W≤3L/H4SpecialMainshapeMainshapeMainshapeOriginalofrawmaterialsmaterialDimensions6789InternalshapeelementMachiningofplanesurfacesOtherholesandteethMachiningofplanesurfacesOtherholesandteethMachiningofplanesurfacesOtherholesteeth&formingRotationalmachiningMainboreRotationalmachiningPlanesurfacemachiningAdditionalholesteeth&formingDigit2Digit3Digit4Digit5FormcodeSupplementarycodeDigit18Digit1Digit2Digit3Digit4Digit5NonrotationalPartclass0123456789RotationalL/D≤0.50.5L/D3L/D≥3Smooth,noshapeelements0123456789ThreadExternalshape,ExternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedtobothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersSteppedoneendSteppedoneendSmooth,noshapeelements0123456789ThreadInternalshape,InternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedbothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersPlanesurfacemachining0123456789Surfaceplaneand/orcurvedinonedirection,externalNosurfacemachiningExternalplanesurfacerelatedbygraduationaroundcircleExternalgrooveand/orslotExternalspline(polygon)Externalplanesurfaceand/orslot,externalsplineInternalplanesurfaceand/orslotInternalspline(polygon)Internal/externalpolygon,grooveand/orslotAllothersAuxiliaryholesandgearteethNoauxiliaryholeAxial,notonpitchcirclediameter0123567894Axial,onpitchcirclediameterNogearteethWithgearteethRadial,notonpitchcirclediameterAxial/radial,and/orotherdirectionAxial/radial,onPCDand/orotherdirectionAllothersSpurgearteethBevelgearteethOthergearteeth图4-7Opitz分类编码系统回转体零件形状码19图4-8Opitz分类编码系统辅助码（6～9位）Steel,Heattreatment0123456789012345678901234567890123456789Diameter(Length)MaterialAccuracyOriginalshapeofrawmaterial≤2020～5050～100100～160160～250250～400400～600600～10001000～2000＞2000Nodulariron242mmKgb/242mmKgb/Alloysteel(Heattreatment)NonferrousmetalLightalloyAllothersCastironPipeMachinedworkpieceCastingandforgingsL,U,Tetc.sectionsteelBar(heatrolling)Bar(coldrollingordrawing)△,□,etc.barSheetStickplateWeldmentUndefined23452+32+42+53+42+3+4+5Digit6Digit8Digit9Digit7AlloysteelSteelSteel20名称类别粗分类0123456789回转类零件非回转类零件轮盘类环套类销杆轴齿轮类异形件专用件杆条类板块类座架类箱体类名称类别细分类0123456789盘盖防护盖法兰盘带轮手轮离合器分度盘滚轮活塞其它回转类零件的形状及加工码外部形状加工基本形状功能要素内部形状加工基本形状功能要素平面曲面加工外平面内平面辅助孔成形刻线辅助码材料毛坯原始形状热处理主要尺寸精度直径或宽度长度非回转类零件形状及加工码图4-9JLBM-1分类编码系统21图4-10压盖零件编码（001021103050736)φ240700.80.8其余3.2221）综合零件法——★综合零件包含了零件组内所有零件的结构要素，它可以是一个实际零件，但更多情况是一个假想零件。★按综合零件编制工艺规程，则该工艺规程包含了零件组内所有零件的工艺内容。★综合零件法多用于回转体零件的成组工艺过程设计。成组工艺过程设计2）综合路线法——★将零件组内所有零件的工艺内容综合在一起，形成成组工艺。★多用于非回转体零件的成组工艺过程设计。23综合零件图4-11综合零件实际零件【例】24特征矩阵综合零件成组工艺过程卡车间零件组代号页工序号