Витрати виробництва, пов'язані з обігом ріжучого інструменту, завжди складали досить значну частину в структурі собівартості деталі, виготовленої шляхом обробки металу різанням. Використовуючи Переточувати ріжучий інструмент, верстатник був змушений його переточувати в середньому 10 разів за зміну. Якщо покласти на цю операцію 15 хвилин, то за робочу зміну на процедуру витрачалося близько 30% робочого часу. Сьогодні ера Переточувати інструменту практично відійшла в минуле, і на зміну йому прийшов неперетачіваемой інструмент, який після придбання і в міру використання виводиться з експлуатації. Витрати робочого часу на заточку зникають, але при цьому істотно зростають витрати на придбання інструменту. Їх можливо скоротити за рахунок застосування «м'яких» режимів різання, але при цьому збільшується час виготовлення деталі, і, як наслідок, зростає частка оплати праці робітника в одиниці продукції. Варіант математичного методу пошуку компромісу між витратами на придбання інструменту та оплатою праці робітника наведено в цій статті.
Введемо в оборот основні поняття, необхідні для подальших міркувань: витрата інструменту, стійкість інструменту.
Витрата інструменту (N од.) - - кількість одиниць конкретного інструменту, необхідне для виконання конкретної операції при виготовленні однієї деталі. Значення N може змінюватися від величини близької до 0 до величини значно більшою 0.
Настільки істотний розкид цього параметра пояснюється двома граничними факторами:
- «Величина близька до 0» - інструментом проводиться операція, при якій знімається малий обсяг металу малої твердості (м'який режим різання).
- «Величина істотно більше одиниці» - інструментом проводиться операція, при якій знімається великий обсяг металу високої твердості (жорсткий режим різання).
Розглянемо механізм розрахунку цього параметра, а потім покажемо його роль в економічній складовій виробництва.
Вихідним параметром для розрахунку витрат інструменту служить характеристика його стійкості в різних умовах. яка наводиться в довідковій літературі фірми виробника. Стійкість (Т хв) - це здатність інструменту зняти певний обсяг металу за весь час його роботи (для неперетачіваемой інструменту) або за період між заточками (для Переточувати інструменту). Стійкість інструменту можна вимірювати в [хв] для певного режиму різання і марки матеріалу. Залежність Т = f (V) наведена на малюнку 1. де V - узагальнюючий показник складових режиму різання (обороти шпинделя, подачі і т.д.). Ці залежності також наводяться в рекомендаціях щодо застосування інструменту.
Примітка. В даний час виробники випускають інструмент для обробки матеріалів конкретної марки і твердості, що дозволяє нам в постановочному плані розглядати абстрактний матеріал і відповідний йому абстрактний інструмент.
В даний час виробники випускають інструмент для обробки матеріалів конкретної марки і твердості, що дозволяє нам в постановочному плані розглядати абстрактний матеріал і відповідний йому абстрактний інструмент.
Стійкість інструменту змінюється в залежності від режиму обробки (V) (ці залежності також наводяться в рекомендаціях щодо застосування інструменту). Не будемо розглядати складові режиму різання (обороти шпинделя, подачі і т.д.), а введемо узагальнений показник V.
При нескінченно малих продуктивності стійкість інструменту прямує до нескінченності, а при нескінченно великих - до нуля. Отже, з міркування економіки необхідно знайти розумний компроміс між цими межами.
де: Zі (V) - витрати на інструмент в функції режиму різання;
Zо (V) - витрати по виконанню роботи в функції режиму різання.
- витрати по виконанню роботи в функції режиму різання.
На малих режимах різання збільшується ресурс інструменту і скорочуються витрати на його поповнення, але зростають витрати на виконання роботи. На великих режимах спостерігається зворотна картина. Знайдемо оптимальне значення цієї функції.
де: Tи (хв) - стійкість інструменту.
Sи-вартість одиниці інструменту.
-вартість одиниці інструменту.
де: М - загальна вага знімається металу обраним інструментом в процесі виготовлення деталі.
Не будемо вирішувати рівняння графічно, а аппроксимируем криву рис. 1 функцією Кт / V 2 і знайдемо оптимальне значення параметра V. Кт - коефіцієнт залежності.
Примітка. Залежно від характеру кривої її можна апроксимувати степеневим поліномом більш високого порядку, але ця обставина не вплине на хід нашого міркування.
Залежно від характеру кривої її можна апроксимувати степеневим поліномом більш високого порядку, але ця обставина не вплине на хід нашого міркування.
Далі визначимо складову Zо (V)
Sо - ставка оплати (узагальнена вартість однієї години роботи підприємства).