淺談砂輪切割機(jī)工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的制定

舒丹

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

柳工1999年從德國進(jìn)口了一臺(tái)PT500A砂輪切割機(jī)，用于檢驗(yàn)解剖零件。之前零件的切割時(shí)間，一直都是采用現(xiàn)場實(shí)測來計(jì)算，工時(shí)制定比較落后，已經(jīng)不能滿足企業(yè)的發(fā)展需要。本文運(yùn)用AST動(dòng)作分析技術(shù)，結(jié)合PT500A砂輪切割機(jī)加工工藝特點(diǎn)，提出了周期時(shí)間和工時(shí)定額的制定方法，使得此類設(shè)備的工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的編制更先進(jìn)、更合理。

1 砂輪切割機(jī)工藝過程調(diào)查

PT500A砂輪切割機(jī)主要用來切割熱處理后的零件。零件安裝在工作臺(tái)的平口鉗上（見圖1），平口鉗隨工作臺(tái)作Z 向移動(dòng)，使切割位置對準(zhǔn)砂輪的切割中心。砂輪是懸掛安裝在上部升降臺(tái)的下面，砂輪通過連桿作X 向往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)行切割。

圖1 砂輪切割機(jī)工作臺(tái)

升降臺(tái)通過絲桿傳動(dòng)使砂輪作Y 向的垂直進(jìn)給移動(dòng),砂輪每擺幅一次，砂輪進(jìn)給一次。“砂輪進(jìn)給量S”的大小由“時(shí)間繼電器”控制的“進(jìn)給電機(jī)”的導(dǎo)通時(shí)間決定，其工作過程為：

“砂輪”每一個(gè)擺幅行程，給“時(shí)間繼電器”發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)→“時(shí)間繼電器”控制“進(jìn)給電機(jī)”的瞬間導(dǎo)通→“進(jìn)給電機(jī)”轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過皮帶傳遞給絲桿作瞬間的轉(zhuǎn)動(dòng)→砂輪升降臺(tái)往下移動(dòng)，完成一次進(jìn)給。

根據(jù)試樣的形狀及截面積的大小，“砂輪進(jìn)給量S”的大小是可調(diào)的，主要是調(diào)節(jié)“進(jìn)給電機(jī)”的瞬間導(dǎo)通時(shí)間，也就是調(diào)節(jié)“時(shí)間繼電器”的通電時(shí)間，通電時(shí)間從0.10～1.70 s可調(diào)。經(jīng)過測定，“時(shí)間繼電器”的導(dǎo)通時(shí)間設(shè)置為11×0.01 s（即0.11s），砂輪的垂直進(jìn)給量S 大約為0.04 mm/d.str。（d.str為砂輪的擺幅單位，mm/d.str即砂輪來回?cái)[動(dòng)一次，砂輪垂直進(jìn)給的深度）

砂輪切割機(jī)的主要加工工藝內(nèi)容為切斷，主要加工工藝過程包括搬運(yùn)工件、裝夾工件、啟動(dòng)加工、切割、停止加工和卸工件。由于受砂輪切割機(jī)工作臺(tái)與夾緊方式的限制，切割的零件凈質(zhì)量一般都＜18 kg，搬運(yùn)方式一般都采用手工搬運(yùn)。而裝夾方式只能采用機(jī)用虎鉗擰緊，無需校正或只需簡單校正。機(jī)床操作也比較簡單，只需轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)手輪，使工件切割位置對準(zhǔn)砂輪切割中心后按開關(guān)即可。

2 工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的制定

由工藝流程可知，砂輪切割機(jī)的工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，由機(jī)器切割時(shí)間和人工操作時(shí)間組成。而機(jī)器切割時(shí)間，可以根據(jù)設(shè)備相關(guān)參數(shù)計(jì)算得出；人工操作時(shí)間，則采用AST動(dòng)作時(shí)間分析。所以，砂輪切割機(jī)工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括周期時(shí)間和工時(shí)定額兩個(gè)方面。

2.1 周期時(shí)間Tz

周期時(shí)間Tz為零件從工位器具上搬運(yùn)到機(jī)床，切割完后又搬運(yùn)回工位器具上的周期時(shí)間，可用于做設(shè)備生產(chǎn)能力分析。其計(jì)算公式為

Tz=Tj+Tf

式中，

Tj為砂輪切割機(jī)切割基本時(shí)間，

Tf為人工操作輔助時(shí)間。

（1）切割基本時(shí)間Tj。通過加工工藝參數(shù)及切削參數(shù)計(jì)算，其計(jì)算公式為

Tj=（H+2×N）/(n×S)

式中，

H為切割總深度，2為切超量，mm；

N為零件需要切割的次數(shù)，根據(jù)零件工藝確定（由于機(jī)床夾緊方式的限制，切割一個(gè)試樣時(shí)，需要夾緊多次，切割多次，才能切出需要的試樣）；

n為砂輪每min擺幅次數(shù)(d.str/min)，砂輪的擺幅時(shí)間為1.1s/d.str（設(shè)備數(shù)據(jù)，定值），

n=60 s/1.1s=54.545次，（d.str/min）；

S為砂輪每擺幅進(jìn)給量，S=0.04 mm/d.str。

（2）人工操作輔助時(shí)間Tf。包括搬運(yùn)輔助時(shí)間Tfb、裝卸輔助時(shí)間Tfz和機(jī)床操作輔助時(shí)間Tfc（啟動(dòng)加工、停止加工）。主要采用用AST方法分析得出。其計(jì)算公式為

Tf=Tfb+Tfz×N+Tfc×N

式中，

N為零件需要切割的次數(shù)，根據(jù)零件工藝確定；

Tfb為人工搬運(yùn)零件輔助時(shí)間，可根據(jù)零件的凈質(zhì)量，從表1搬運(yùn)輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析）中選取；

Tfz為人工裝夾零件輔助時(shí)間，其時(shí)間見表2裝卸輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析）；

Tfc為人工操作機(jī)床輔助時(shí)間，包括啟動(dòng)和結(jié)束機(jī)床，其時(shí)間見表3操作輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析）。

表1 搬運(yùn)輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析得出）(單位：min)

表2 裝卸輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析得出）(單位：min)

表3 操作機(jī)床輔助時(shí)間模塊表（采用AST動(dòng)作分析得出）(單位：min)

2.2 工時(shí)定額Td

工時(shí)定額Td為完成當(dāng)前工序的生產(chǎn)所必須的人工作業(yè)時(shí)間，可用于工資核算、人員需求核算。其計(jì)算公式為

Td=（Tj+Tf）×（1+K）×M=Tz×（1+K）×M

式中，

Tz為周期時(shí)間（由公式計(jì)算得出）；

M為設(shè)備定員，是指該設(shè)備的實(shí)際操作人數(shù)，本設(shè)備為定值1；

K為布休系數(shù)，即布置工作地、休息與生理需要時(shí)間占周期作業(yè)時(shí)間的比值，通常取20%。

3 零件切割工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例

以本企業(yè)生產(chǎn)的主動(dòng)螺旋錐齒輪（簡稱主螺旋）在砂輪切割機(jī)上切割出檢驗(yàn)試樣為例，介紹如何計(jì)算出該零件切割的周期時(shí)間和工時(shí)定額。

3.1 周期時(shí)間的計(jì)算

該零件需要先橫向切割Φ 55 mm（切深55 mm）、保持花鍵部位尺寸55 mm。再經(jīng)中心線縱向切割（切深35 mm），最后橫向切割螺紋退刀部位（切深16.5 mm），保持試樣尺寸30 mm（見圖2）。

圖2 切割后的主螺旋

可知整個(gè)切割過程，分為1次搬運(yùn)，3次裝夾，3次切割。

3次切割的總深度

H=55+35+16.5=106.5（mm），按公式計(jì)算得

Tj=（106.5+2×3）/（54.545×0.04）

=51.563（min）

主螺旋凈質(zhì)量6.9 kg，由表1可查出搬運(yùn)時(shí)間Tfz1為0.257 min，一次裝夾時(shí)間Tfz2為0.653 min，機(jī)床操作一次時(shí)間Tfc為0.402 min，本例中切割比例按100%零件都切割計(jì)算，可得周期時(shí)間

Tz=Tj+Tf

=（H+2×N）/(n×S)+Tfb+Tfz×N+Tfc×N

=51.563+0.257+0.653×3+0.402×3

=54.985（min）。

3.2 工時(shí)定額的計(jì)算

由上可知，工時(shí)定額

Td=（Tj+Tf）×（1+K）×M=Tz×（1+K）×M，

代入各參數(shù)的取值計(jì)算可得工時(shí)定額

Td=Tz×（1+K）×M

=54.985×（1+20%）×1

=65.982（min）。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證

為了確保標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，需要對該工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證。由現(xiàn)場拍攝回來的錄像分析，整個(gè)零件切割的周期時(shí)間為56.425 min，與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的周期時(shí)間54.985 min的差異率為2.62%。目前，主螺旋一個(gè)班的切割量為7件。按一個(gè)班工作480 min計(jì)算，工時(shí)定額為68.571 min，與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的工時(shí)定額65.982 min的差異率為3.92%，兩個(gè)差異率均小于5%，可見該工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性比較高。

4 結(jié)束語

從上可知，運(yùn)用AST動(dòng)作分析方法分析得出的搬運(yùn)、裝夾、操作等3類輔助操作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，在完成切割參數(shù)分析和測定的基礎(chǔ)上，建立起工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，通過選擇需要的標(biāo)準(zhǔn)模塊時(shí)間值代入零件的工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式中，即可較為準(zhǔn)確地計(jì)算出零件的周期時(shí)間和工時(shí)定額。該工時(shí)標(biāo)準(zhǔn)制定的方法，過程比較簡單，不但可以在砂輪切割機(jī)上運(yùn)用，通過對不同搬運(yùn)、裝夾、操作方式進(jìn)行AST動(dòng)作分析并擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)模塊時(shí)間值，更可以推廣到其他加工工藝過程相似的機(jī)床設(shè)備上。

[1]安鴻章余劉軍.現(xiàn)代企業(yè)勞動(dòng)定額定員管理與標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008.

[2]周占文.新編勞動(dòng)定額定員學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.