СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные для проектирования
1 Обоснование типа производства и его краткая характеристика
2 Определение количества станкочасов на годовую программу выпуска
3 Определение необходимого количества станочного оборудования
4 Определение основного технологического маршрута обработки деталей на специализированных участках
5 Расчет нормочасов сборки изделий на годовую программу выпуска
6 Определение общей численности рабочего состава цеха
6.1 Определение количества основных производственных рабочих
6.2 Определение численности вспомогательных рабочих
6.3 Определение численности работников ИТР
6.4 Определение численности счетно-конторского персонала
6.5 Определение численности младшего обслуживающего персонала
7 Определение общей площади сборочного участка
8 Определение площадей основных и вспомогательных площадей цеха
8.1 Площадь заточного отделения
8.2 Площадь отделения ремонта инструмента и оснастки
8.3 Площадь инструментально - раздаточной кладовой
8.4 Площадь ремонтного отделения
8.5 Площадь отделения энергетики
8.6 Площадь складских отделений цеха
8.7 Площадь отделения смазочно-охлаждающей жидкости
8.8 Площадь склада масел
8.9 Площадь отделения сбора и переработки стружки
8.10 Площадь межоперационных складов
8.11 Площадь контрольного отделения
8.12 Площадь под магистральные проезды
9 Составление ведомостей площадей цеха
10 Выбор грузоподъемного оборудования
Список использованной литературы
Исходные данные для проектирования
- Тип станка - консольно-фрезерный
- Количество типоразмеров – 7 шт
- Модель станка представителя – 6М11
- Годовая программа выпуска – 60 шт.
- Станкоемкость одного изделия – 2900ч
- Масса изделия – 2,1 т. (средний)
1. Обоснование типа производства и его краткая характеристика
В зависимости от годовой программы выпуска (60 шт) и массы станка представителя (2,1 т) можно сделать вывод, что данное производство является среднесерийным [1, с 56].
Серийным называется такое производство, при котором изготовление изделий производится партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий.
Понятие партия относится к количеству деталей, а понятие серия – к количеству машин, запускаемых в производство одновременно.
В серийном производстве, в зависимости от количества изделий в серии, их характера и трудоемкости их изготовления, частоты повторяемости серий в течении года различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.
Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. К его характерным отличиям можно отнести следующее:
Станки: универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные и агрегатные.
Станочное оборудование должно быть специализировано в такой мере, чтобы был возможен переход от одной серии машин к другой.
Станочные приспособления: универсальные и сборные, для точной установки заготовок без выверки.
Контрольно-измерительные средства: калибры и контрольно-измерительные приспособления.
Режущий инструмент: специальный и специализированный, сборный режущий инструмент со сменными режущими пластинами.
Технологический процесс: преимущественно дифференцирован.
Квалификация рабочих: средняя.
Серийное производство является наиболее распространенным видом производства в машиностроении. Одними из такого вида производства являются: производство подшипников, прокатного и шахтного оборудования, станкостроение и др.
2. Определение количества станкочасов на годовую программу выпуска
,
где =2900ч – станкоемкость одного изделия
N=60 – годовая программа выпуска
3. Определение необходимого количества станочного оборудования
,
где = 4015ч – годовой фонд времени при двухсменном режиме работы.
Принимаем шт.
Общий состав оборудования по [1, табл. 12а, с.147] приведен в таблице 3.1
Таблица 3.1 – Общий состав оборудования
| Станки |
Завод консольно-фрезерных станков |
|||||
| % от общего количества |
количество, шт. |
принятое количество, шт |
из них % автоматов, полуавтоматов, станков с ЧПУ, специальных |
количество, шт. |
принятое количество, шт. |
|
| Токарно-винторезные |
14,5 |
6,38 |
7 |
6,2 |
2,73 |
3 |
| Токарно-карусельные |
2,6 |
1,14 |
1 |
- |
- |
0 |
| Токарно-револьверные |
4,6 |
2,02 |
2 |
0,8 |
0,4 |
0 |
| Токарные автоматы и полуавтоматы |
3,5 |
1,54 |
2 |
- |
- |
0 |
| Расточные |
8,7 |
3,8 |
4 |
3,5 |
1,54 |
2 |
| Сверлильные |
13,3 |
5,85 |
6 |
4,3 |
1,9 |
2 |
| Агрегатно-расточные и агрегатно-сверлильные |
2,9 |
1,28 |
1 |
0,7 |
0,3 |
0 |
| Строгальные и долбежные |
2 |
0,88 |
1 |
- |
- |
0 |
| Протяжные |
1,6 |
0,7 |
1 |
- |
- |
0 |
| Фрезерные |
19,0 |
8,4 |
8 |
8,3 |
3,7 |
4 |
| Зубообрабатывающие |
6,6 |
2,9 |
3 |
1,6 |
0,7 |
1 |
| Шлифовальные, хонинговальные, суперфинишные |
18,5 |
8,14 |
8 |
5,3 |
2,33 |
2 |
| Прочие |
4,4 |
1,94 |
0 |
0,6 |
0,3 |
0 |
| Итого |
100 |
44 |
32 |
13 |
||
Примечание: В данной таблице 3.1 скорректировано количество %-тов принимаемых станков от их общего числа по сравнению с оригиналом [1, табл. 12а, с.147].
Увеличим процент токарно-винторезных и зубообрабатывающих станков с ЧПУ, т.к. в выполняемой самостоятельной работе рассматриваемый консольно-фрезерный станок, без учета корпусных деталей, преимущественно состоит из деталей тел вращения и зубчатых колес, которые наиболее трудоемкие и отвечают за точность самого станка. А следовательно применение большего количества станков с ЧПУ на выполнение этих деталей, даст большую производительность изготовления и точность изготовляемой продукции, что характерно повысит ее качество и сроки окупаемости проекта. По этому применение большего количества станков с ЧПУ можно считать рентабельным, но для более точной оценки необходимо произвести более подробный экономический анализ на сроки окупаемости и себестоимость продукции. А также необходимо взять во внимание технологический процесс сборки единицы оборудования, т.к. возможно большая производительность на выполнение выше упомянутых деталей не имеет необходимости из-за отсутствия спешки в подаче данных деталей на сборку.
Уменьшим процент фрезерных и шлифовальных станков, т.к. более точная и трудоемкая работа на выполнение зубчатых колес возможна на зубообрабатывающем станке с ЧПУ, а также стоимость выполняемой работы станочником на этом станке меньше, чем на шлифовальном (в зависимости от уровня квалификации рабочего).
Количество прочих станков принимаем равным 0, т.к. в серийном производстве загруженность оборудования в среднем не привышает 80% и следовательно в приобретении дополнительного оборудования нет необходимости, а в случае ремонта или поломки можно задействовать недозагруженное оборудование.
Необходимые данные, для определения производственной площади цеха приведены в таблицах 3.2 и 3.3 соответственно.
Таблица 3.2 – Данные по участку обработки тел вращения и мелких корпусных деталей (участок №1)
| Модель станка |
Кол-во |
Краткая тех. характеристика |
Удельная площадь, м2
|
Всего м2
|
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| 16Б05 |
2 |
dmax
Lmax
мощность N= 1,5 кВт масса, кг = 715 |
12 |
24 |
| 16К20 |
2 |
dmax
Lmax
мощность N= 11 кВт масса, кг = 2835 |
25 |
50 |
| 16К20Ф3 |
3 |
dmax
Lmax
мощность N= 10 масса, кг = 4000 |
25 |
75 |
| 1512 |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 30 масса, кг = 16500 |
25 |
25 |
| 1Д316 |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 1,7 масса, кг = 1028 |
12 |
12 |
| 1А425 |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 7,5 масса, кг = 4850 |
25 |
25 |
| 1М10А |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 2,2 масса, кг = 840 |
12 |
12 |
| 11Т16В |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 3 масса, кг = 1200 |
25 |
25 |
| 7Б56 |
1 |
Тяговая сила кН = 200 Ход салазок = 1600 Размер опорной плиты = 450х450 d в планшайбе = 160 мощность N= 30 масса, кг = 7450 |
60 |
60 |
| 5140 |
1 |
dmax
Нmax
модуль = 8 мощность N= 4 масса, кг = 4400 |
25 |
25 |
| 53А20 |
1 |
dmax
Нmax
модуль = 6 мощность N= 7.5 масса, кг = 6800 |
25 |
25 |
| 5С277 |
1 |
dmax
Нmax
модуль = 12 мощность N= 5,5 масса, кг = 15000 |
25 |
25 |
| 6Р13 |
1 |
размеры стола – 400х1600 мощность N= 11 масса, кг = 4200 |
25 |
25 |
| 5А872 |
1 |
dmax
Нmax
модуль = 12 мощность N= 4 масса, кг = 12500 |
25 |
25 |
| 5853 |
1 |
dmax
Нmax
модуль = 12 мощность N= 075х2 масса, кг = 7500 |
25 |
25 |
| 3М153 |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 7,5 масса, кг = 4000 |
25 |
25 |
| 3У12Ф2 |
1 |
dmax
Lmax
мощность N= 5,5 масса, кг = 4200 |
25 |
50 |
| Итого |
21 |
508 |
Таблица 3.3 – Данные по участку обработки крупных и средних корпусных деталей (участок №2)
| Модель станка |
Кол-во |
Краткая тех. характеристика |
Удельная площадь, м2
|
Всего м2
|
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| 2421 |
1 |
рабочая зона – 250х450 мощность N= 1 масса, кг = 1985 |
12 |
12 |
| 2М615 |
1 |
рабочая зона – 900х1000 мощность N= 4,5 масса, кг = 8500 |
25 |
25 |
| ИР320МФ4 |
1 |
рабочая зона – 320х320 емкость магазина - 36 мощность N= 7,5 масса, кг = 8000 |
25 |
25 |
| ИР800МФ4 |
1 |
рабочая зона – 800х800 емкость магазина - 30 мощность N= 14 масса, кг = 12500 |
70 |
70 |
| 2Н125 |
2 |
dmax
рабочая зона – 400х450 мощность N= 2,2 масса, кг = 880 |
12 |
24 |
| 2М57 |
2 |
dmax
мощность N= 7,5 масса, кг = 10500 |
25 |
50 |
| 21104Н7Ф4 |
2 |
dmax
рабочая зона – 400х630 мощность N= 5,5 масса, кг = 8500 |
25 |
50 |
| Агрегатный |
1 |
Набор отдельных комплектующих станка под конкретные размеры детали |
25 |
25 |
| 7110 |
1 |
70 |
70 |
|
| 6Р11 |
1 |
размеры стола – 250х1000 мощность N= 5,5 масса, кг = 2360 |
12 |
12 |
| 6Р82Ш |
1 |
размеры стола – 320х1250 мощность N= 7,5 масса, кг = 3300 |
25 |
25 |
| 6Р13 |
1 |
размеры стола – 400х1600 мощность N= 11 масса, кг = 4200 |
25 |
25 |
| 6550Ф3 |
2 |
размеры стола – 500х1000 мощность N= 8 масса, кг = 10490 |
50 |
100 |
| 6305Ф4 |
2 |
размеры стола – 500х1250 мощность N= 7,8 масса, кг = 14000 |
50 |
100 |
| 3Е710 |
1 |
размеры стола – 400х125 размеры круга – 200х32х76 мощность N= 4 масса, кг = 2300 |
25 |
25 |
| 3Д725 |
1 |
размеры стола – 2000х630 размеры круга – 500х305х100 мощность N= 30 масса, кг = 15500 |
40 |
40 |
| 3К228 |
1 |
dmax
dmax
мощность N= 5,5 масса, кг = 6900 |
25 |
25 |
| 3Е721Ф3-1 |
1 |
размеры стола – 630х320 размеры круга – 400х63х127 мощность N= 7,5 масса, кг = 6360 |
25 |
25 |
| Итого |
23 |
728 |
Исходя из данных таблиц 3.2 и 3.3, общая производственная площадь составит:
.
4. Определение основного технологического маршрута обработки деталей на специализированных участках
На участке обработки тел вращения, использование оборудования наиболее полно отразит маршрут обработки зубчатого колеса.
005 Токарно-винторезная (карусельная, предварительная)
010 Термическая
015 Токарно-винторезная (карусельная, окончательная)
020 Вертикально-сверлильная (радиально-сверлильная)
025 Горизонтально-протяжная
030 Вертикально-фрезерная
035 Комплекс шлифовальных операций
040 Зубообработка
045 Слесарная
050 Термическая
055 Окончательное шлифование диаметров и торцов
060 Зубошлифовальная
065 Контрольная
На участке обработки корпусных деталей, расположение оборудования будет соответствовать типовому технологическому процессу обработки корпуса.
005 Фрезерная
010 Горизонтально-расточная
015 Продольно-строгальная
020 Термическая
025 Горизонтально-расточная с ЧПУ
030 Фрезерная
035 Продольно-строгальная
040 Радиально-сверлильная
045 Плоскошлифовальная
050 Внутришлифовальная
055 Слесарная
5. Расчет нормочасов сборки изделий на годовую программу выпуска
Для среднесерийного производства нормировочное время на общую сборку машины определяется по формуле:
6. Определение общей численности рабочего состава цеха
6.1 Определение количества основных производственных рабочих
Количество станочников определяется по формуле:
,
где =4015ч – действительный годовой фонд работы станка;
=44 шт – принятое количество станков;
=0,8 – средний коэффициент загрузки оборудования для среднесерийного типа производства;
=1860 ч – действительный годовой фонд работы одного рабочего;
=1,4 – коэффициент много станочного обслуживания , для среднесерийного типа производства.
,
принимаем Р=55 чел.
Определение количества сборщиков
Пропускная способность стенда определяется по формуле:
где =4015ч – действительный годовой фонд времени, для оборудованных стендов;
=2 – число рабочих смен в сутки
- нормировочное время на общую сборку машины, ч
Количество стендов, необходимых для стационарной общей сборки годового количества машин определяется по формуле:
,
где =60 шт. – количество машин по годовой программе выпуска.
,
принимаем Ссб=7 шт.
Количество рабочих–сборщиков для стационарной сборки машин определяется по формуле:
,
где М=60 шт – количество машин, собираемых в год;
,
принимаем Rcб=29 чел.
Определение количества разметчиков и слесарей-межоперационников
Трудоемкость разметочных работ определяется по формуле:
Численность разметчиков для среднесерийного типа производства определяется по формуле:
ч.
принимаем Тразм=4 чел.
Трудоемкость межоперационных слесарных работ определяется по формуле:
Численность слесарей-межоперационников для среднесерийного типа производства определяется по формуле:
ч.
принимаем Тслес.=4 чел.
6.2 Определение численности вспомогательных рабочих
Численность вспомогательных рабочих для среднесерийного типа производства определяется по формуле:
,
принимаем Т=5 чел
6.3 Определение численности работников ИТР
Численность работников ИТР для среднесерийного типа производства определяется по формуле:
,
принимаем ИТР=9 чел.
6.4 Определение численности счетно-конторского персонала
Численность счетно-конторского персонала определяется по формуле:
,
принимаем Рскп=4 чел
6.5 Определение численности младшего обслуживающего персонала
Численность младшего обслуживающего персонала определяется по формуле:
,
принимаем Рмоп=3 чел
Ведомость работающих в цехе по категориям приведена в таблице 6.1
Таблица 6.1 - Ведомость работающих в цехе по категориям
| Категории работающих |
Количество |
| Производственные рабочие: Основные: - станочники - сборщики Разметчики Cлесари-межоперационники |
55 29 4 4 |
| Всего производственных рабочих |
92 |
| Вспомогательные рабочие |
5 |
| Всего рабочих |
97 |
| ИТР СКП МОП |
9 4 3 |
| Всего работающих |
113 |
7. Определение общей площади сборочного участка
Площадь сборочного участка определяется по формуле:
,
где f = 20м2
– удельная площадь, соответствующая одному сборщику.
На этой площади размещается 13 сборочных стендов (см. п. 6.1.2.).
8. Определение площадей основных и вспомогательных площадей цеха
8.1 Площадь заточного отделения
где f = 10м2
– удельная площадь на один основной станок заточного отделения; N = 39 шт. – количество станков, обслуживаемых заточным отделением.
Определяем количество заточных станков:
Принимаем Nз.о.
= 3 шт.
8.2 Площадь отделения ремонта инструмента и оснастки
где f = 24м2
– удельная площадь на один основной станок ремонтного отделения при средней величине выпускаемой продукции.
N = 44 шт. – количество основных станков.
Определяем количество станков ремонтного отделения:
Принимаем Nр.и.о
= 2 шт.
8.3 Площадь инструментально - раздаточной кладовой
Принимаем, что на данной площади будет располагаться инструментально – раздаточная кладовая и кладовая приспособлений.
Площадь данного отделения определяется по формуле:
,
где f = 1,5 м2
– норма площади на единицу основного производственного оборудования в условиях серийного производства.
8.4 Площадь ремонтного отделения
где f = 27м2
– удельная площадь на один основной станок ремонтного отделения; N = 44 шт. – количество основных станков.
Определяем количество станков ремонтного отделения:
Принимаем Nз.о.
= 2 шт.
8.5 Площадь отделения энергетики
Определяется укрупнено:
Принимаем
8.6 Площадь складских отделений цеха
Склад состоит из склада пруткового материала и склада заготовок.
Площадь склада пруткового материала определяют по формуле:
где А = 5 суток – запас хранения;
= 37,8 т – масса заготовок, которые обрабатываются на протяжении года.
D = 233 дня – количество рабочих дней в году;
q = 2,5 т/м2
– допустимая грузонопряженность площади склада;
К = 0,25 – коэффициент использования площади склада, учитывающий проходы и проезды.
Площадь склада заготовок :
где А = 12 суток – запас хранения;
= 88,2 т – масса заготовок, которые обрабатываются на протяжении года.D = 233 дня – количество рабочих дней в году;
q = 3 т/м2
– допустимая грузонопряженность площади склада;
К = 0,35 – коэффициент использования площади склада, учитывающий проходы и проезды.
Общая площадь складского отделения составит:
Как видно из расчета, данная площадь слишком мала, чтобы обеспечивать потребности цеха, поэтому применяем укрупненный расчет.
Принимаем Sск=13м2
Склад готовых деталей так же определяем укрупнено:
Принимаем Sс.г.д=13м2
8.7 Площадь отделения смазочно-охлаждающей жидкости
Площадь данного отделения определяется укрупнено, в зависимости от количества основного оборудования.
- при количестве основного оборудования до 60 шт.
8.8 Площадь склада масел
8.9 Площадь отделения сбора и переработки стружки
Площадь данного отделения определяется укрупнено, в зависимости от количества основного оборудования.
- при количестве основного оборудования до 60 шт.
8.10 Площадь межоперационных складов
Определяется укрупнено и составляет 10% от общей производственной площади:
Принимаем Sм.ск=13м2
8.11 Площадь контрольного отделения
Площадь данного отделения определяется по формуле:
где = 4 чел – количество контролеров (из расчета, что 1 контролер обслуживает 11 станков);
f = 6 м2
- норма площади на одного контролера;
К = 1,7 – коэффициент, учитывающий расположение оборудования, инвентаря.
8.12 Площадь под магистральные проезды
Она принимается в размере 15% от площади всех участков и отделений цеха.
Принимаем
9. Составление ведомостей площадей цеха
Рассчитанные площади участков, отделений и служб сведены в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 – Ведомости площадей цеха
| № |
Наименование участков, отделений и служб цеха |
Площадь м2
|
| 1 |
Участок механической обработки тел вращения |
508 |
| 2 |
Участок механической обработки корпусных деталей |
728 |
| 3 |
Площадь сборочного участка |
580 |
| 4 |
Площадь заточного отделения |
30 |
| 5 |
Площадь отделения ремонта инструмента и оснастки |
48 |
| 6 |
Площадь инструментально - раздаточной кладовой |
66 |
| 7 |
Площадь ремонтного отделения |
54 |
| 8 |
Площадь отделения энергетики |
11 |
| 9 |
Площадь складских отделений цеха |
13 |
| 10 |
Склад готовых деталей |
13 |
| 11 |
Площадь отделения смазочно-охлаждающей жидкости |
40 |
| 12 |
Площадь склада масел |
15 |
| 13 |
Площадь межоперационных складов |
13 |
| 14 |
Площадь отделения сбора и переработки стружки |
75 |
| 15 |
Площадь контрольного отделения |
41 |
| Общая площадь всех отделений цеха |
2235 |
|
| 16 |
Площадь под магистральные проезды |
336 |
| Всего |
2571 |
|
10. Выбор грузоподъемного оборудования
В качестве грузоподъемного оборудования, используемого в цехе, принимаем:
- мостовые электрические краны;
- передаточные тележки;
- передаточные платформы;
- местные подъемники.
Мостовые электрические краны.
Их количество определяется по укрупненному расчету.
По данному расчету, один мостовой кран обслуживает 50м пролета цеха. Исходя из этого, на каждом пролете принимаем по 2 мостовых крана, грузоподъемностью 5 и 10т.
Передаточные тележки.
Они необходимы для транспортировки малогабаритных грузов средней тяжести между операциями вдоль магистрального проезда. Принимаем по 2 тележки грузоподъемностью 2т на каждом пролете цеха, что обеспечит быструю и эффективную передачу полуфабрикатов .
Передаточные платформы
Предназначены для передачи грузов с одного пролета на другой. Принимаем 2 платформы, грузоподъемностью 20т, по обеим сторонам цеха (в начале и в конце).
Местные подъемники
Данными подъемными устройствами оснащен участок сборки. Определяем их количество, из расчета, что один подъемник обслуживает 2 сборочных стенда – 13/2=6,5 шт. Принимаем 7 шт, грузоподъемностью 500 кг.
Список использованной литературы
1. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. - М.: Высш. шк., 1969. - 475 с.
2. Ямпольский Е.С. Проектирование машиностроительных заводов и цехов. - М.: Машиностроение, 1975. - 326 с.
3. Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни «Механоскладальні дільниці і цехи в машинобудуванні» (для студентів спеціальності 7.090202) / Склад. А.А.Попівненко, С.А.Гончаров. – Стереотип. вид. - Краматорськ: ДДМА, 2004.–12 с.
4. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Механоскладальні дільниці і цехи в машинобудуванні» (для студентів спеціальності 7.090202) / Склад. А.А.Попівненко, С.А.Гончаров. – Стереотип. вид. - Краматорськ: ДДМА, 2004. – 28 стор.
5. Когут М. С. Механоскладальні цехи та дільниці у машинобудуванні : Підручник . – Львів: Видавництво Державного університету «Львівська політехніка», 2000. – 352 с.