淺談砂輪切割機工時標準的制定

舒丹

（廣西柳工機械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

柳工1999年從德國進口了一臺PT500A砂輪切割機，用于檢驗解剖零件。之前零件的切割時間，一直都是采用現場實測來計算，工時制定比較落后，已經不能滿足企業的發展需要。本文運用AST動作分析技術，結合PT500A砂輪切割機加工工藝特點，提出了周期時間和工時定額的制定方法，使得此類設備的工時標準的編制更先進、更合理。

1 砂輪切割機工藝過程調查

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

圖1 砂輪切割機工作臺

升降臺通過絲桿傳動使砂輪作Y 向的垂直進給移動,砂輪每擺幅一次，砂輪進給一次。“砂輪進給量S”的大小由“時間繼電器”控制的“進給電機”的導通時間決定，其工作過程為：

“砂輪”每一個擺幅行程，給“時間繼電器”發出一個脈沖信號→“時間繼電器”控制“進給電機”的瞬間導通→“進給電機”轉動，并通過皮帶傳遞給絲桿作瞬間的轉動→砂輪升降臺往下移動，完成一次進給。

根據試樣的形狀及截面積的大小，“砂輪進給量S”的大小是可調的，主要是調節“進給電機”的瞬間導通時間，也就是調節“時間繼電器”的通電時間，通電時間從0.10～1.70 s可調。經過測定，“時間繼電器”的導通時間設置為11×0.01 s（即0.11s），砂輪的垂直進給量S 大約為0.04 mm/d.str。（d.str為砂輪的擺幅單位，mm/d.str即砂輪來回擺動一次，砂輪垂直進給的深度）

砂輪切割機的主要加工工藝內容為切斷，主要加工工藝過程包括搬運工件、裝夾工件、啟動加工、切割、停止加工和卸工件。由于受砂輪切割機工作臺與夾緊方式的限制，切割的零件凈質量一般都＜18 kg，搬運方式一般都采用手工搬運。而裝夾方式只能采用機用虎鉗擰緊，無需校正或只需簡單校正。機床操作也比較簡單，只需轉動工作臺手輪，使工件切割位置對準砂輪切割中心后按開關即可。

2 工時標準的制定

由工藝流程可知，砂輪切割機的工時標準，由機器切割時間和人工操作時間組成。而機器切割時間，可以根據設備相關參數計算得出；人工操作時間，則采用AST動作時間分析。所以，砂輪切割機工時標準的制定，包括周期時間和工時定額兩個方面。

2.1 周期時間Tz

周期時間Tz為零件從工位器具上搬運到機床，切割完后又搬運回工位器具上的周期時間，可用于做設備生產能力分析。其計算公式為

Tz=Tj+Tf

式中，

Tj為砂輪切割機切割基本時間，

Tf為人工操作輔助時間。

（1）切割基本時間Tj。通過加工工藝參數及切削參數計算，其計算公式為

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，根據零件工藝確定（由于機床夾緊方式的限制，切割一個試樣時，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(d.str/min)，砂輪的擺幅時間為1.1s/d.str（設備數據，定值），

n=60 s/1.1s=54.545次，（d.str/min）；

S為砂輪每擺幅進給量，S=0.04 mm/d.str。

（2）人工操作輔助時間Tf。包括搬運輔助時間Tfb、裝卸輔助時間Tfz和機床操作輔助時間Tfc（啟動加工、停止加工）。主要采用用AST方法分析得出。其計算公式為

Tf=Tfb+Tfz×N+Tfc×N

式中，

N為零件需要切割的次數，根據零件工藝確定；

Tfb為人工搬運零件輔助時間，可根據零件的凈質量，從表1搬運輔助時間模塊表（采用AST動作分析）中選取；

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

Tfc為人工操作機床輔助時間，包括啟動和結束機床，其時間見表3操作輔助時間模塊表（采用AST動作分析）。

表1 搬運輔助時間模塊表（采用AST動作分析得出）(單位：min)

表2 裝卸輔助時間模塊表（采用AST動作分析得出）(單位：min)

表3 操作機床輔助時間模塊表（采用AST動作分析得出）(單位：min)

2.2 工時定額Td

工時定額Td為完成當前工序的生產所必須的人工作業時間，可用于工資核算、人員需求核算。其計算公式為

Td=（Tj+Tf）×（1+K）×M=Tz×（1+K）×M

式中，

Tz為周期時間（由公式計算得出）；

M為設備定員，是指該設備的實際操作人數，本設備為定值1；

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

3 零件切割工時標準實例

以本企業生產的主動螺旋錐齒輪（簡稱主螺旋）在砂輪切割機上切割出檢驗試樣為例，介紹如何計算出該零件切割的周期時間和工時定額。

3.1 周期時間的計算

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

可知整個切割過程，分為1次搬運，3次裝夾，3次切割。

3次切割的總深度

H=55+35+16.5=106.5（mm），按公式計算得

Tj=（106.5+2×3）/（54.545×0.04）

=51.563（min）

主螺旋凈質量6.9 kg，由表1可查出搬運時間Tfz1為0.257 min，一次裝夾時間Tfz2為0.653 min，機床操作一次時間Tfc為0.402 min，本例中切割比例按100%零件都切割計算，可得周期時間

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 工時定額的計算

由上可知，工時定額

Td=（Tj+Tf）×（1+K）×M=Tz×（1+K）×M，

代入各參數的取值計算可得工時定額

Td=Tz×（1+K）×M

=54.985×（1+20%）×1

=65.982（min）。

3.3 標準驗證

為了確保標準的準確性，需要對該工時標準進行驗證。由現場拍攝回來的錄像分析，整個零件切割的周期時間為56.425 min，與標準計算的周期時間54.985 min的差異率為2.62%。目前，主螺旋一個班的切割量為7件。按一個班工作480 min計算，工時定額為68.571 min，與標準計算的工時定額65.982 min的差異率為3.92%，兩個差異率均小于5%，可見該工時標準的準確性比較高。

4 結束語

從上可知，運用AST動作分析方法分析得出的搬運、裝夾、操作等3類輔助操作時間標準，在完成切割參數分析和測定的基礎上，建立起工時標準的數學模型，通過選擇需要的標準模塊時間值代入零件的工時標準計算公式中，即可較為準確地計算出零件的周期時間和工時定額。該工時標準制定的方法，過程比較簡單，不但可以在砂輪切割機上運用，通過對不同搬運、裝夾、操作方式進行AST動作分析并擴充標準模塊時間值，更可以推廣到其他加工工藝過程相似的機床設備上。

[1]安鴻章余劉軍.現代企業勞動定額定員管理與標準化[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

[2]周占文.新編勞動定額定員學[M].北京：電子工業出版社，2009.