Разработка проекта механического цеха и предметно-замкнутого участка типа вал - шестерня q

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Проектирование машиностроительных производств»

на тему: Разработка проекта механического цеха и предметно-замкнутого

участка изготовления деталей типа "вал-шестерня"

Выполнил студент: Сачков Д.Л.

Курс: 6

Шифр - 4210300109

Факультет: ФТАУМ

Специальность: 151001

Проверил преподаватель: Помпеев К.П.

Оценка:

Подпись:

Дата:

Санкт-Петербург.

2010

1. Разработать проект механического цеха, выпускающего детали к горизонтально-расточным станкам:

1.1. Годовая программа изделий = 2700ш
т;

1.2. Средняя масса выпускаемого изделия = 44
кН;

1.3. Станкоемкость обработки одного кН деталей изделия-представителя = 8,6
ч;

1.4. Средняя масса изделия расчётного представителя = 39
кН.

2. Разработать планировку предметно замкнутого механического участка изготовления детали типа "ось". Привести наименования операций в соответствии с технологическим процессом и модели оборудования.

3. Определяем суммарную станкоёмкость обработки деталей заданных изделий на годовую программу.

Определение суммарной станкоёмкости в часах в зависимости от годовой программы и средней массы изделия , средней массы изделия - представителя и станкоеёмкости обработки 1 кН деталей этого изделия.

Суммарная станкоемкость определяется по формуле

(ч),

где .

4. Определяем расчётное число станков, необходимое для выполнения годовой программы

,

где - действительный годовой фонд времени оборудования при работе его в две смены, ч.

Принятое число станков в цехе составит

станков,

где - средний коэффициент загрузки станков (для серийного производства принимаем = 0,85).

Принимаем 278
станка.

5. Определяем состав оборудования. Каждый тип станков принимается в процентном отношении от принятого числа станков в соответствии с машиностроительными нормативами (табл. 6).

Таблица 6

№ п/п	Типы станков	Завод зубообрабатывающих станков	Расчетное кол-во станков	Принятое количество станков
1	Токарно-винторезные	18	50,04	50
2	Токарно-револьверные	5	13,9	14
3	Токарные автоматы и полуавтоматы	1	2,78	3
4	Токарно-карусельные	2,5	6,95	7
5	Расточные	6	16,68	16
6	Координатно-расточные	–
7	Сверлильные	5	13,9	14
8	Фрезерные	11	30,58	31
9	Строгальные и долбежные	4	11,12	11
10	Протяжные	1	2,78	3
11	Шлифовальные	12	33,36	33
12	Зубообрабатывающие	10	27,8	28
13	Специальные, агрегатные, автоматы и полуавтоматы	23	63,94	64
14	Отрезные	1,5	4,17	4
Итого		100	278	278
из них с ЧПУ		16	44,48	44

6. Определяем количество производственных и вспомогательных рабочих, МОП, ИТР и СКП.

6.1. Определим число станочников по принятому количеству оборудования. Для этого разобьем принятое число станков на три группы (табл. 7).

Таблица 7

№ п/п	Типы станков	Завод зубообрабатывающих станков	Принятое количество станков	Принятый коэффициент многостаночного обслуживания k м i
1	Автоматы, полуавтоматы, станки с ЧПУ, агрегатные станки (S 1 )	44	122	1,75
2	Зубообрабатывающие станки (S 2 )	10	28	5
3	Остальные станки (S 3 )	46	128	1
Итого		100	278	–

Число станочников определяется по формуле

чел.,

где – действительный годовой фонд времени рабочего, = 1800
ч.

Принимаем = 386
чел.

6.2. Число производственных рабочих с учётом слесарей производственного отделения составит:

РПР

= (1,03…1,05)
×
РСТ

.

Принимаем РПР

= 1,04
×
РСТ

= 1,04
×
386
= 401 чел.

6.3. Количество вспомогательных рабочих

РВ

= (0,18…0,25)
×
РПР

.

Принимаем РВ

= 0,2
×
РПР

= 0,2
×
401
= 80
чел.

6.4. Количество МОП составит:

РМОП

= (0,02…0,03)
×
РЦ

.

Принимаем РМОП

= 0,02
×
РЦ

= 0,02
×
(РПР

+РВ

)
= 0,02
×
(401 + 80)
=10 чел.

6.5. Количество ИТР составит:

РИТР

= (0,11…0,13)
×
РЦ

.

Принимаем РИТР

= 0,12
×
РЦ

= 0,12
×
481
= 58
чел.

6.6. Количество СКП составит:

РСКП

= (0,04…0,05)
×
РЦ

.

Принимаем РСКП

= 0,04
×
РЦ


= 0,04
×
481
= 19
чел.

7. Определяем производственную площадь цеха по общей удельной площади на каждый станок.

Общая удельная площадь на один станок производственного отделения = 29...34
м2
. Примем = 32
м2
.

F

ПР

=

×

S

=

32
×
278 = 8896 м2

.

8. Определяем площадь вспомогательных отделений.

8.1. Заготовительное отделение.

Укрупненно площадь заготовительного отделения принимается из расчёта 10% от производственной площади.

F

ЗАГ

=

0,1
×
F

ПР

=

0,1
×
8896 = 890
м2
.

8.2. Склад заготовок.

Укрупненно площадь склада заготовок принимается из расчёта 10% от площади производственного отделения.

F

СКЛ.ЗАГ

=

0,1
×
F

ПР

=

0,1
×
8896 = 890 м2

.

8.3. Промежуточный склад для хр

анения готовых деталей.

Укрупненно площадь склада готовых деталей принимается из расчёта 8…9% от площади производственного отделения.

F

СКЛ.ДЕТ

=

(0,08…0,09)
×
F

ПР

Примем F

СКЛ.ДЕТ

=

0,08
F

ПР

=

0,08
×
8896 = 712 м2

.

8.4. Отделение технического контроля.

Укрупненно площадь ОТК принимается из расчёта 3…5% от площади производственного отделения.

F

ОТК

=

(0,03…0,05)
×
F

ПР

Примем F

ОТК

=

0,04
F

ПР

=

0,04
×
8896
= 356 м2

.

8.5. Заточное отделение

Площадь заточного отделения рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 10…12
м2
. Примем = 11
м2
.

Число станков отделения составляет 4...6% от числа станков, обслуживаемых заточкой. Число станков, обслуживаемых заточкой (S

ОБСЛ.ЗАТ

) – это принятое число станков (S

) за вычетом протяжных (S

ПРОТ

), шлифовальных (S

ШЛ

) и зубообрабатывающих (S

ЗО

) станков.

S

ЗАТ

=

(0,04…0,06)
×
S

ОБСЛ.ЗАТ

S

ОБСЛ.ЗАТ

=
S

–

S

ПРОТ

–

S

ШЛ

–

S

ЗО

= 278 – 3 – 33 –28 = 214
станков.

Примем S

ЗАТ

=

0,045 *
S

ОБСЛ.ЗАТ

=

0,045* 214 = 10
станков.

F

ЗАТ

=

×
S

ЗАТ

= 11
×
10 = 110 м2

.

8.6. Ремонтно-механическое отделение.

Площадь ремонтно-механического отделения рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 28…30
м2
. Примем = 30
м2
.

Число станков отделения составляет 3,5...5% от принятого числа станков.

S

РМО

=

(0,035…0,05)
×
S

Примем S

РМО

=

0,04
×
S

=

0,04
×
278 = 11
станков.

F

РМО

=

×
S

РМО

= 30
×
11= 330 м2

.

8.7. Отделение по ремонту приспособлений.

Площадь отделения по ремонту приспособлений рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 17…22
м2
. Примем = 20
м2
.

Число станков отделения составляет 1,5...4% от принятого числа станков.

S

ОРП

=

(0,015…0,04)
×
S

Примем S

ОРП

=

0,03
×
S

=

0,03
×
278 = 8
станков.

F

ОРП

=

×
S

ОРП

= 20
×
8 = 160 м2

.

8.8. Отделение по переработке стружки.

Укрупненно площадь отделения по переработке стружки можно принять в размере 100…120
м2
. Примем F

СТРУЖ

=

110
м2
.

8.9. Отделение по приготовлению и раздачи СОЖ.

Укрупненно площадь отделения по приготовлению и раздачи СОЖ можно принять в размере 100…120
м2
. Примем F

СОЖ

=

110
м2
.

8.10. Инструментально-раздаточная кладовая.

При расчете площади инструментальной кладовой удельная площадь на каждый станок цеха (S

Ц

) в условиях среднесерийного производства равна 0,4 м2
и на каждого слесаря цеха – 0,15 м2
. Число станков цеха равно сумме принятого числа станков (S

) и станков заточного (S

ЗАТ

) и ремонтно-механического отделений (S

РМО

), а также отделения по ремонту приспособлений (S

ОРП

). Количество слесарей цеха (РСЛ.Ц

) равно сумме слесарей производственного отделения и 60% вспомогательных рабочих.

F

ИРК

=

0,4
×
S

Ц

+ 0,15
×
РСЛ.Ц

S

Ц

= S

+ S

ЗАТ

+ S

РМО

+ S

ОРП

=

278 + 10 + 11 + 8 = 307
станков.

РСЛ.Ц
= РПР
– РСТ
+

0,6
×
РВ

= 401– 386 + 0,6
×
80 = 63
чел.

F

ИРК

=

0,4
×
307
+ 0,15
×
63 = 132 м2

.

9. Площадь цеха составляет

F

Ц

=

F

ПР

+

F

ЗАГ

+

F

СКЛ.ЗАГ

+

F

СКЛ.ДЕТ

+

F

ОТК

+

F

ЗАТ

+

+

F

РМО

+

F

ОРП

+

F

СТРУЖ

+

F

СОЖ

+

F

ИРК

=

= 8896 + 890 + 890 + 712 + 356 + 110 + + 330 + 160 + 110 + 110 + 132 = 12696 м2

.

Принимаем ширину цеха = 72 м.

Тогда длина цеха м.

Примем длину цеха L

Ц
= 180 м, что кратно 12-метровому шагу колонн.

При этом количество унифицированных типовых секций (КУТС

), из которых компонуется одноэтажное производственное здание с полным каркасом, при длине секции L

УТС

= 72 м составит

.

Принимаем количество унифицированных типовых секций КУТС

= 3
.

10. На рис. 1 приводится компоновка механического цеха с указанием материальных потоков, показывающих взаимосвязь предметно-замкнутого участка со вспомогательными подразделениями цеха. Компоновка механического цеха разрабатывается в соответствии с п. 8.1 методических указаний к выполнению курсовой работы (параграф 3.2) с использованием условных обозначений, указанных в прил. 1.

На компоновке цеха указывается место расположения предметно-замкнутого участка, которое выбирается из следующих соображений. Так как расположение остальных механических участков цеха не известно, то расположим проектируемый предметно-замкнутый участок в начале цеха у поперечного 4-метрового проезда. При этом возможны следующие шесть вариантов:

а
) в верхнем пролете между стеной (ряд колонн А) и центральным 2-метровым проходом;

б
) в верхнем пролете между центральным 2-метровым проходом и рядом колонн Б;

в
) в среднем пролете между рядом колонн Б и центральным 2-метровым проходом;

г
) в среднем пролете между центральным 2-метровым проходом и рядом колонн В;

д
) в нижнем пролете между рядом колонн В и центральным 2-метровым проходом;

е
) в нижнем пролете между центральным 2-метровым проходом и стеной (ряд колонн Г).

Для примера выберем вариант г
. Длина предметно-замкнутого участка уточняется после разработки его планировки.

11. В соответствии с выбранной последовательностью технологии обработки деталей типа «вал шестерня» и технологического оборудования:

005	Фрезерно-центровальная	МР71	- 1 станок;
010	Токарная	16К20	- 2 станка;
015	Токарная с ЧПУ	16Б16Т1	- 4 станка;

025	Зубофрезерная	5К310	- 1 станок;
030	Зубошлифовальная	5851	- 1 станок,

а также разработанной схемой материальных потоков по перемещению заготовок, деталей, инструмента стружки и СОЖ (см. рис. 2), разрабатывается планировка предметно-замкнутого механического участка по изготовлению деталей типа «вал-шестерня» на миллиметровой бумаге формата А2 в масштабе 1:400 в соответствии с п. 8.2 методических указаний к выполнению курсовой работы (параграф 3.2) с использованием условных обозначений (прил. 1), норм на размеры ширины проездов (прил. 2), вариантов расположения станков друг относительно друга (прил. 3), норм на расстояния между станками и от станков до стен и колонн здания (прил. 4), а также темплет станков, указанных в прил. 5. При этом вычерчивается выбранное место расположения предметно-замкнутого участка с указанием соответствующих осевых колонн (в нашем примере это продольный ряд В и поперечный ряд 4).

Схема материальных потоков и планировка предметно-замкнутого механического участка разрабатываются с учетом наличия межучастковой кооперации, в соответствии с которой заготовки поступают на участок с фрезерно-центровального станка МР71, расположенного в заготовительном отделении, после проведения токарной обработки на токарных станках 16К20 и 16Б16Т1 передаются на участок зубообрабатывающих станков на зубофрезерный станок 5К310, а затем возвращаются на участок для шлифовальной обработки на станках 3Б161. Обслуживание токарных станков с ЧПУ 16Б16Т1 осуществляется одним рабочим-оператором, остальные станки на участке обслуживаются каждый своим рабочим-станочником.

Планировка предметно-замкнутого механического участка приводится на рис. 3.

12. На рис. 4 предлагается структурный состав машиностроительного цеха и на рис. 5 схема управления на цеховом уровне.