Экспертная оценка себестоимости комплекта формующих роликов в профилировании и алгоритм её реализации

Филимонов Вячеслав Иванович; Филимонов Сергей Вячеславович; Кокорина Инна Викторовна

УДК 621.981:338.45

В. И. ФИЛИМОНОВ, С. В. ФИЛИМОНОВ, И. В. КОКОРИНА

ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА СЕБЕСТОИМОСТИ КОМПЛЕКТА ФОРМУЮЩИХ РОЛИКОВ В ПРОФИЛИРОВАНИИ И АЛГОРИТМ ЕЁ РЕАЛИЗАЦИИ

Предлагается алгоритм расчёта себестоимости комплекта формующих роликов в профилировании, базирующийся на расчёте металлоёмкости заготовок для изготовления роликов, с учётом экспертной оценки коэффициентов сложности профиля, коэффициента обработки и коэффициента сборности. Алгоритм можно использовать на стадии определения цены на научно-техническую продукцию при заключении контрактов на поставку технологий профилирования.

Ключевые слова: профилирование, себестоимость, металлоёмкость, экспертная оценка, коэффициент сложности профиля, коэффициент обработки, коэффициент сборности.

Характерной особенностью современных производств, особенно в автомобилестроении, является быстрое освоение новых модификаций автомобилей, в которых применяется значительное количество гнутых профилей проката, преимущественно из стальных сплавов [1]. Этапы проектирования валковой оснастки для производства указанных профилей и её изготовление идут обычно последовательно. В то же время заготовительные операции (резка заготовки валка в размер или изготовление поковки) в ряде случаев представляют собой в известном смысле «узкое место» производства из-за сравнительно низкой производительности отрезного оборудования или продолжительного цикла обработки поковок. Распараллелить процессы проектирования и изготовления валковой оснастки под производство профилей типовой номенклатуры можно за счёт определения размеров заготовок под валки до начала этапа проектирования оснастки [2]. При этом не менее важным является вопрос о себестоимости комплектов формующей оснастки, которая входит в общие затраты на технологическую подготовку производства. Речь идёт именно об априорной оценке себестоимости комплекта формующих роликов, для которого заранее размеры заготовок неизвестны.

Цель работы - определение размеров заготовок комплекта формующих роликов для профиля заданного типоразмера и разработка алгоритма расчёта их себестоимости на основе экспертных оценок.

Если известна конфигурация профиля, подлежащего освоению, то предварительно можно подсчитать число переходов и определить размеры заготовок под будущую оснастку [2], а, следовательно, и стоимость основного материала для её изготовления. Что касается затрат на изготовление этого технологического оснащения, то можно прибегнуть к расчётным процедурам, исходя из опыта предприятий-разработчиков технологий профилирования. При этом надлежит учитывать сложность профиля и его размерные параметры, существенно влияющие на трудоёмкость механообработки и отработки технологии. Сложность профиля можно учесть аддитивным коэффициентом сложности на основе экспертных оценок. В принципе, проводя группировку по типам уже отработанных профилей и выполняя анализ для различных типов профилей, можно установить зависимость между себестоимостью оснастки и характеристиками профиля. В целом себестоимость комплекта технологического оснащения с учётом отработки имеет привязку к стоимости исходного материала.

Размеры заготовок формующих роликов. Проектные процедуры и размеры заготовок комплекта оснастки в значительной степени зависят от выбранной технологии и технических характеристик применяемого оборудования. Из существующих технологий профилирования (традиционное профилирование, стеснённый изгиб, метод интенсивного деформирования - МИД) последний в ряде случаев оказывается предпочтительным из-за его широких технологических возможностей, уменьшенного числа переходов, компактного технологического оснащения и малогабаритного оборудования, что позволяет

существенно снизить капитальные и технологические затраты [3]. В качестве оборудования для реализации метода интенсивного деформирования применяют профилировочные станки моделей СПУ-400Кхх, имеющие межклетьевое расстояния 400 мм и регулировку межосевого расстояния валков (роликов) в пределах от 95 до 180 мм за счёт возможности вертикального перемещения только верхнего вала клети [4]. Эти параметры обычно ограничивают диаметры формующих роликов.

Рассмотрим общую процедуру оценки себестоимости комплекта роликов на примере профиля 75^89x1,5 мм (рис. 1,а). Первоначально выбираем положение сечения профиля в чистовой клети профилировочного станка в соответствии с процедурами работы [1]. Если профиль симметричный, то его располагают донной частью параллельно поверхности рабочего стола, в противном случае поворачивают на расчётный угол а (рис. 1). При повороте размеры окаймляющего прямоугольника изменились, однако их легко подсчитать по формуле

- е ■ сшКа) + К ■ з4п (а) К& = В-+ 60?£й), (1)

где В, Н - исходные габариты профиля; а -угол поворота сечения.

После этого подсчитывают ширину заготовки Вз (длину развёртки профиля) и приступают к определению числа переходов N по зависимости [5] с учётом поворота сечения:

Рис. 1. Конфигурации гнутого профиля: а) - исходная; б) - повёрнутая на угол а

где А - смещение кромки или характерной угловой зоны в вертикальной плоскости, содержащей оси рабочих валов клети последнего перехода, по отношению к соответствующим точкам плоской заготовки, мм; Ьм - межклетьевое расстояние профилировочного станка, мм; р - предельный угол «стеснения» заготовки, рад.; Н, W - высота и ширина сечения профиля соответственно, мм; 8 - приведённая толщина профиля; к - квалитет сечения профиля; Т - допуск размера сечения для квалитета к, мм; ст8, св - пределы текучести и прочности материала заготовки, МПа; п - число зон изгиба профиля.

Процедура вычисления числа переходов по формуле (2) для профиля 75x89x1,5 мм показывает, что требуемое число переходов составляет 8 (рис. 2).

Дальнейшие вычисления относят к длине заготовки роликов для каждого из переходов, основываясь на квазилинейной зависимости ширины ролика от номера перехода (см. рис. 2). Так как нижний ролик обычно является охватывающим, то его ширина больше ширины верхнего ролика на удвоенную величину ширины замыкающих буртов. Расчётные формулы для определения размеров валков сведены в табл. 1. Расчётные значения диаметров валков следует округлять с превышением до ближайших значений диаметров выпускаемого сортамента круглого проката по ГОСТ 2590-88 [6].

Коэффициенты сложности профиля, обработки и сборности. Коэффициент сложности профиля должен учитывать следующие факторы: число зон изгиба, асимметрию профиля, необходимость поворота сечения, вид профиля (закрытый/открытый). На основе проведенных экспертных оценок с участием специалистов предприятий-разработчиков технологий профилирования коэффициент сложности профиля Кс можно представить в аддитивной форме:

ке = 1 + -11 + ода + а,+ еде, (7)

где п - число зон изгиба; А - признак асимметрии; Я - признак поворота сечения; С - признак вида профиля.

Признаки в формуле (7) имеют два значения: «1» при наличии признака; «0» при его отсутствии. Нижнее предельное значение коэффициента (7) ассоциируется с равнополочным уголком, для которого все признаки равны нулю, число зон изгиба равно единице, а значение самого коэффициента сложности профиля также равно единице. Для более сложных профилей коэффициент сложности будет выше. Например, для

Рис. 2. Схема формообразования профиля 75^89x1,5 мм

Рис. 3. Влияние конструкции на трудоёмкость изготовления: верхний ролик перехода 7 -цельный, а перехода 8 -сборный

Ввод исходных данных но профилю

Расчёт окаймляющего прямоугольника по формуле (1)

Расчст ширины заготовки

Расчёт числа переходов по формуле (2)

Расчёт размеров заготовок но формулам (3) - (6)

Округление с превышением диаметров до значений для сор тамента прутков по ГОСТ

Определение стоимости материалов

1С

Расчёт коэффициента сложности профиля (7) и коэффициента обработки по формуле (К)

=п

Расчёт себестоимости комплекта факторизацией стоимости материала с Кс и Кр с учётом коэффициента сборности для сборных роликов

Въшод результатов

Рис. 4. Алгоритм расчёта себестоимости комплекта формующих роликов

Таблица 1

Формулы расчёта размеров валковой оснастки

Наименование вычисляемой величины и расчётная зависимость Обозначение входящих параметров

Ширина нижнего валка на к-м переходе: где Вз, - ширина заготовки и ширина окаймляющего прямоугольника после поворота сечения профиля, мм; N - число переходов; к - номер перехода; 1г, 1б - ширина участка радиальной посадки (нижнего и верхнего) валков и ширина бурта соответственно, мм; - припуск на торцовую обработку валка, мм; 1 - припуск на разделительные операции, мм

Ширина верхнего валка на к-м переходе: /г где d - диаметр рабочего вала клети, мм; в - минимальный радиальный размер толщины стенки валка под калибром, мм; g - размер элемента жёсткости, мм; Щ - высота окаймляющего прямоугольника после поворота сечения профиля, мм; И - высота бурта замыкания калибра, мм; ^ - припуск на радиальную токарную обработку, мм

Диаметр нижнего валка на к-м переходе: Б'к = й + 2в + N• к + 2g • $т(2а • к/К) + 2Ъ + 2^ (5)

Диаметр верхнего валка на к-м переходе: Бик = й + 20 + Нк • к + 2И + 2Е,а (6)

профиля на рис. 2 с десятью зонами изгиба коэффициент сложности профиля будет иметь значение 3,2.

Коэффициент обработки Кр соответствует отношению общей площади сечения ролика, за вычетом проекции отверстия, к удвоенной площади окаймляющего прямоугольника на к-м переходе:

(8)

Расчёты показывают, что коэффициент (8) в целом соответствует трудоёмкости изготовления роликов. Например, для профиля «шинорейка» коэффициенты обработки для первого, пятого и двенадцатого переходов равны 2,0; 1,4 и 1,6 соответственно, что хорошо согласуется с опытными данными трудоёмкости изготовления роликов (валков) указанных переходов.

Однако трудоёмкость изготовления сборных роликов в целом на 30% выше, чем цельных (рис. 3), поэтому для сборных роликов вводится коэффициент сборности Ka =1,3.

Расчёт себестоимости. Расчёт себестоимости комплекта формующих роликов следует алгоритму, приведённому на рис. 4. В настоящее время данный алгоритм реализован на уровне использования электронных таблиц Excel, начиная с блока расчёта размеров заготовок с пропуском блока округления. К сожалению, первые блоки алгоритма требуют участия технолога для корректного расположения сечения профиля в чистовом калибре и определения переходов, где требуются сборные ролики. Однако к настоящему времени выработана концепция формовки многоэлементных профилей с элементами жёсткости, согласно которой практические все виды таких профилей можно формовать по схеме уголкового профиля или неравнополочного швеллера. Это открывает возможность полной формализации как процесса проектирования, так и расчёта себестоимости комплекта формующих роликов [7].

Хотя работоспособность зависимостей (1)-(8) получила достаточно хорошее подтверждение практическими расчётами себестоимости комплектов роликов для изготовления профилей типовой номенклатуры (уголки, швеллеры, зе-тобразные, С-образные и корытные профили), всё же для профилей с элементами жёсткости приведённые формулы требуют более основательной проверки.

Обобщая результаты данного рассмотрения вопроса, себестоимость комплекта валков С, с учётом сложности профиля, коэффициента об-

работки, коэффициента сборности и дифференциации цены на материалы по диаметрам прутков, может быть подсчитана по формуле

С = ■ Ц+ ■ Ч»" (9)

где Q - число цельных формующих роликов без учёта того, является ли ролик верхним или нижним.

Число сборных роликов по формуле (9) тогда будет равно 2N-Q-1. Практика работы с заказами на технологии профилирования показывает, что цена на комплект роликового инструмента может шестикратно-восьмикратно превышать стоимость материала и не может быть менее двукратной стоимости материала. Этот же результат легко можно получить из формулы (9), если считать коэффициенты обработки одинаковыми для всех роликов. Тогда стоимость металла будет умножаться на произведение двух коэффициентов, один из которых изменяется в нежёстких пределах от 1 до 3,5, а второй - от 1,3 до 2,5.

Таким образом, полученные в работе зависимости можно использовать для расчёта себестоимости комплекта формующей оснастки на стадии определения цены на научно-техническую продукцию при заключении контрактов на поставку технологий профилирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Филимонов С. В., Филимонов В. И. Интенсивное формообразование гнутых профилей. -Ульяновск : УлГТУ, 2008. - 444 с.

2. Филимонов В. И., Лисин И. О., Дементьев К. С., Филимонов С. В. Расчёт заготовок валковой оснастки при освоении производства новых моделей и модификаций автомобиля // Автомобильная промышленность. - 2014. — №5. — С. 29-34.

3. Филимонов С. В., Лапшин В. И., Филимонов А. В., Филимонов В. И. Современные технологии производства гнутых профилей в роликах // Производство проката. - 2008. — №12. — С. 16 - 23.

4. Лапин В. В., Филимонов В. И. Конструкции и изготовление профилегибочного оборудования. - Ульяновск : УлГТУ, 2012. — 239 с.

5. Лапин В. В., Филимонов В. И., Лапшин В. И., Филимонов С. В. Расчёт числа технологических переходов при профилировании заготовки методом интенсивного деформирования. // Заготовительные производства в машиностроении. — 2014. — №2. — С. 24-28.

6. Справочник по металлопрокату. - Харьков : Металлика, 2003. - 513 с.

7. Грачёва М. В. Количественные методы в экономических исследованиях. — М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2004. — 791 с.

Филимонов Вячеслав Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры «Материаловедение и ОМД» УлГТУ. Имеет около 350 научных работ, в том числе 15 книг и пособий, более 80 статей в журналах ВАК.

Филимонов Сергей Вячеславович, кандидат технических наук, директор ООО «Спецтехнология». Специализируется в области профилирования, имеет более 150 научных работ, в том числе 42 статьи в журналах ВАК, 3 книги. Кокорина Инна Викторовна, аспирантка кафедры «Материаловедение и ОМД» УлГТУ. Специализируется в области профилирования. Является автором 11 научных публикаций, две из которых опубликованы в рецензируемых журналах.

Поступила 01.07.2016 г.

УДК 331

В. В. КУЗНЕЦОВ, М. В. РЫБКИНА

СУЩНОСТЬ И ПРИНЦИПЫ СОЦИАЛЬНОГО ПАРТНЁРСТВА В СФЕРЕ ТРУДА

Анализируется сущность и принципы социального партнёрства в сфере труда. Также рассматривается идеология социального партнёрства.

Ключевые слова: социальное партнёрство, труд, кадры, рабочие, сотрудничество.

Термин «социальное партнёрство» появился в период Первой мировой войны. Теория социальных реформ должна была стать противовесом теории классовой борьбы, которая претендовала с середины XIX в. на роль главного регулятора исторического процесса. «Отцы» концепции социального партнёрства опирались на этику Фейербаха, на концепцию «гармонизации отношений» А. Блана и П. Прудона, идеи Лассаля и таких теоретиков социально-демократического пути развития, как Э. Бернштейн, Михаэллс и др. Вместе с тем проблема социального партнерства долгое время не привлекала к себе большого внимания. Она больше существовала на теоретическом, чем на практическом уровне, и больше для того, чтобы противостоять теории классовой борьбы и обосновать концепцию сотрудничества труда и капитала. Тем временем под воздействием НТР в системе трудовых отношений развитых стран Запада происходили

изменения. Границы между классами становились размытыми, а механизм организации труда и производства на основе учёта только интересов работодателей трансформировался в механизм согласования интересов всех участников процесса производства. В новой ситуации повышался спрос на высококвалифицированный труд. Подготовка таких специалистов потребовала иных отношений между работодателями и наёмными рабочими. Этими отношениями стали социальное партнёрство и сотрудничество, дающие заметный экономический и социально-психологический выигрыш и тем, и другим.

Социальное партнерство как эффективное средство регулирования отношений стало интенсивно использоваться на Западе, начиная с 1960-х гг. Всякий предприниматель всегда был заинтересован в том, чтобы на его предприятии не было забастовок. Ещё в прошлом веке работодатель часто, не имея возможности удовлетворить требования всех рабочих, шёл, дабы не снижать массу прибыли, на договорённость и создание привилегий для

Текст научной работы на тему «Экспертная оценка себестоимости комплекта формующих роликов в профилировании и алгоритм её реализации»