СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные для проектирования
1 Обоснование типа производства и его краткая характеристика
2 Определение количества станкочасов на годовую программувыпуска
3 Определение необходимого количества станочного оборудования
4 Определение основного технологического маршрута обработки деталейна специализированных участках
5 Расчет нормочасов сборки изделий на годовую программувыпуска
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 площадейцеха
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
Исходныеданные для проектирования
— Тип станка — консольно-фрезерный
— Количество типоразмеров– 7 шт
— Модель станкапредставителя – 6М11
— Годовая программавыпуска – 60 шт.
— Станкоемкость одногоизделия – 2900ч
— Масса изделия – 2,1 т.(средний)
1. Обоснованиетипа производства и его краткая характеристика
В зависимости от годовойпрограммы выпуска (60 шт) и массы станка представителя (2,1 т) можно сделатьвывод, что данное производство является среднесерийным [1, с 56].
Серийным называется такоепроизводство, при котором изготовление изделий производится партиями илисериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых поразмерам изделий.
Понятие партия относитсяк количеству деталей, а понятие серия – к количеству машин, запускаемых впроизводство одновременно.
В серийном производстве,в зависимости от количества изделий в серии, их характера и трудоемкости ихизготовления, частоты повторяемости серий в течении года различаютмелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.
Серийное производствозанимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. Кего характерным отличиям можно отнести следующее:
Станки: универсальные,специализированные, специальные, автоматизированные и агрегатные.
Станочное оборудованиедолжно быть специализировано в такой мере, чтобы был возможен переход от однойсерии машин к другой.
Станочные приспособления:универсальные и сборные, для точной установки заготовок без выверки.
Контрольно-измерительныесредства: калибры и контрольно-измерительные приспособления.
Режущий инструмент:специальный и специализированный, сборный режущий инструмент со сменнымирежущими пластинами.
Технологический процесс:преимущественно дифференцирован.
Квалификация рабочих:средняя.
Серийное производствоявляется наиболее распространенным видом производства в машиностроении. Однимииз такого вида производства являются: производство подшипников, прокатного ишахтного оборудования, станкостроение и др.
2. Определениеколичества станкочасов на годовую программу выпуска
/>,
где />=2900ч – станкоемкостьодного изделия
N=60 – годовая программа выпуска
/>
3.Определение необходимого количества станочного оборудования
/>,
где /> = 4015ч – годовой фондвремени при двухсменном режиме работы.
/>
Принимаем /> шт.
Общий состав оборудованияпо [1, табл.12а, с.147] приведен втаблице 3.1
Таблица 3.1 – Общийсостав оборудованияСтанки 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 - - Токарно-револьверные 4,6 2,02 2 0,8 0,4 Токарные автоматы и полуавтоматы 3,5 1,54 2 - - 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 Строгальные и долбежные 2 0,88 1 - - Протяжные 1,6 0,7 1 - - 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 0,6 0,3 Итого 100 44 32 13
Примечание: В даннойтаблице 3.1 скорректировано количество %-тов принимаемых станков от их общегочисла по сравнению с оригиналом [1, табл. 12а, с.147].
Увеличим процент токарно-винторезных изубообрабатывающих станков с ЧПУ, т.к. в выполняемойсамостоятельной работерассматриваемый консольно-фрезерный станок, без учета корпусных деталей, преимущественно состоит из деталей тел вращения и зубчатых колес, которые наиболее трудоемкие иотвечают за точность самого станка. А следовательно применение большегоколичества станков с ЧПУ на выполнение этих деталей, даст большую производительность изготовления иточность изготовляемой продукции, что характерно повысит ее качество и срокиокупаемости проекта. По этому применение большего количества станков с ЧПУможно считать рентабельным, но для более точной оценки необходимо произвестиболее подробный экономический анализ на сроки окупаемости и себестоимостьпродукции. А также необходимо взять во внимание технологический процесс сборкиединицы оборудования, т.к. возможно большая производительность на выполнениевыше упомянутых деталей не имеет необходимости из-за отсутствия спешки в подачеданных деталей на сборку.
Уменьшим процентфрезерных и шлифовальных станков, т.к. более точная и трудоемкая работа навыполнение зубчатых колес возможна на зубообрабатывающем станке с ЧПУ, а такжестоимость выполняемой работы станочником на этом станке меньше, чем нашлифовальном (в зависимости от уровня квалификации рабочего).
Количество прочихстанков принимаем равным 0, т.к. в серийномпроизводстве загруженность оборудования в среднем не привышает 80% иследовательно в приобретении дополнительного оборудования нет необходимости, ав случае ремонта или поломки можно задействовать недозагруженное оборудование.
Необходимые данные, дляопределения производственной площади цеха приведены в таблицах 3.2 и 3.3соответственно.
Таблица 3.2 – Данные поучастку 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= 250
Lmax= 500
мощность N= 1,5 кВт
масса, кг = 715 12 24 16К20 2
dmax= 400
Lmax= 1000
мощность N= 11 кВт
масса, кг = 2835 25 50 16К20Ф3 3
dmax= 400
Lmax= 1000
мощность N= 10
масса, кг = 4000 25 75 1512 1
dmax= 1250
Lmax=1000
мощность N= 30
масса, кг = 16500 25 25 1Д316 1
dmaxпрутка= 18
Lmaxподачи прутка= 50
мощность N= 1,7
масса, кг = 1028 12 12 1А425 1
dmaxпрутка= 65
Lmaxподачи прутка= 175
мощность N= 7,5
масса, кг = 4850 25 25 1М10А 1
dmaxпрутка= 10
Lmaxподачи за цикл = 100
мощность N= 2,2
масса, кг = 840 12 12 11Т16В 1
dmaxпрутка= 16
Lmaxподачи за цикл = 140
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= 500
Нmaxвенца= 100
модуль = 8
мощность N= 4
масса, кг = 4400 25 25 53А20 1
dmax= 200
Нmaxвенца= 180
модуль = 6
мощность N= 7.5
масса, кг = 6800 25 25 5С277 1
dmax= 500
Нmaxвенца= 80
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= 800
Нmaxвенца= 125
модуль = 12
мощность N= 4
масса, кг = 12500 25 25 5853 1
dmax= 800
Нmaxвенца= 280
модуль = 12
мощность N= 075х2
масса, кг = 7500 25 25 3М153 1
dmax= 140
Lmax= 500
мощность N= 7,5
масса, кг = 4000 25 25 3У12Ф2 1
dmax= 200
Lmax= 500
мощность N= 5,5
масса, кг = 4200 25 50 Итого 21 508
Таблица 3.3 – Данные поучастку 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
dmaxсверления= 25
рабочая зона – 400х450
мощность N= 2,2
масса, кг = 880 12 24 2М57 2
dmaxсверления= 75
мощность N= 7,5
масса, кг = 10500 25 50 21104Н7Ф4 2
dmaxсверления= 25
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
размеры стола – 900х1000
мощность N= 75
масса, кг = 27500 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
dmaxзаготовки= 560
dmaxотверстия= 200
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 таблиц3.2 и 3.3, общая производственная площадь составит:
/>.
4.Определение основного технологического маршрута обработки деталей наспециализированных участках
На участке обработки телвращения, использование оборудования наиболее полно отразит маршрут обработкизубчатого колеса.
005 Токарно-винторезная(карусельная, предварительная)
010 Термическая
015 Токарно-винторезная(карусельная, окончательная)
020Вертикально-сверлильная (радиально-сверлильная)
025Горизонтально-протяжная
030 Вертикально-фрезерная
035 Комплекс шлифовальныхопераций
040 Зубообработка
045 Слесарная
050 Термическая
055 Окончательноешлифование диаметров и торцов
060 Зубошлифовальная
065 Контрольная
На участке обработкикорпусных деталей, расположение оборудования будет соответствовать типовомутехнологическому процессу обработки корпуса.
005 Фрезерная
010Горизонтально-расточная
015 Продольно-строгальная
020 Термическая
025Горизонтально-расточная с ЧПУ
030 Фрезерная
035 Продольно-строгальная
040 Радиально-сверлильная
045 Плоскошлифовальная
050 Внутришлифовальная
055 Слесарная
5. Расчетнормочасов сборки изделий на годовую программу выпуска
Для среднесерийногопроизводства нормировочное время на общую сборку машины определяется поформуле:
/>
/>
6.Определение общей численности рабочего состава цеха
6.1Определение количества основных производственных рабочих
Количество станочниковопределяется по формуле:
/>,
где />=4015ч – действительныйгодовой фонд работы станка;
/>=44 шт – принятое количество станков;
/>=0,8 – средний коэффициент загрузкиоборудования для среднесерийного типа производства;
/>=1860 ч – действительный годовой фондработы одного рабочего;
/>=1,4 – коэффициент много станочногообслуживания, для среднесерийного типа производства.
/>,
принимаем Р=55 чел.
Определение количествасборщиков
Пропускная способностьстенда определяется по формуле:
/>
где />=4015ч – действительныйгодовой фонд времени, для оборудованных стендов;
/>=2 – число рабочих смен в сутки
/> - нормировочное время на общуюсборку машины, ч
/>
Количество стендов,необходимых для стационарной общей сборки годового количества машинопределяется по формуле:
/>,
где />=60 шт. – количество машинпо годовой программе выпуска.
/>,
принимаем Ссб=7 шт.
Количестворабочих–сборщиков для стационарной сборки машин определяется по формуле:
/>,
где М=60 шт – количествомашин, собираемых в год;
/>,
принимаем Rcб=29 чел.
Определение количестваразметчиков и слесарей-межоперационников
Трудоемкость разметочныхработ определяется по формуле:
/>
/>
Численность разметчиковдля среднесерийного типа производства определяется по формуле:
/>
/>ч.
принимаем Тразм=4 чел.
Трудоемкостьмежоперационных слесарных работ определяется по формуле:
/>
/>
Численностьслесарей-межоперационников для среднесерийного типа производства определяетсяпо формуле:
/>
/>ч.
принимаем Тслес.=4 чел.
6.2Определение численности вспомогательных рабочих
Численностьвспомогательных рабочих для среднесерийного типа производства определяется поформуле:
/>
/>,
принимаем Т=5 чел
6.3Определение численности работников ИТР
Численность работниковИТР для среднесерийного типа производства определяется по формуле:
/>
/>,
принимаем ИТР=9 чел.
6.4Определение численности счетно-конторского персонала
Численностьсчетно-конторского персонала определяется по формуле:
/>
/>,
принимаем Рскп=4 чел
6.5Определение численности младшего обслуживающего персонала
Численность младшегообслуживающего персонала определяется по формуле:
/>
/>,
принимаем Рмоп=3 чел
Ведомость работающих вцехе по категориям приведена в таблице 6.1
Таблица 6.1 — Ведомостьработающих в цехе по категориямКатегории 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 сборочногоучастка определяется по формуле:
/>,
где f = 20м2 – удельнаяплощадь, соответствующая одному сборщику.
/>
На этой площадиразмещается 13 сборочных стендов (см. п. 6.1.2.).
8.Определение площадей основных и вспомогательных площадей цеха
8.1Площадь заточного отделения
/>
где f = 10м2 – удельная площадьна один основной станок заточного отделения; N = 39 шт. – количество станков, обслуживаемых заточнымотделением.
Определяем количествозаточных станков:
/>
Принимаем Nз.о. = 3 шт.
/>
8.2Площадь отделения ремонта инструмента и оснастки
/>
где f = 24м2 – удельная площадьна один основной станок ремонтного отделения при средней величине выпускаемойпродукции.
N = 44 шт. – количество основныхстанков.
Определяем количествостанков ремонтного отделения:
/>
Принимаем Nр.и.о = 2 шт.
/>
8.3Площадь инструментально — раздаточной кладовой
Принимаем, что на даннойплощади будет располагаться инструментально – раздаточная кладовая и кладоваяприспособлений.
Площадь данного отделенияопределяется по формуле:
/>,
где f = 1,5 м2 – норма площади на единицу основного производственного оборудования в условияхсерийного производства.
/>
8.4Площадь ремонтного отделения
/>
где f = 27м2 – удельная площадьна один основной станок ремонтного отделения; N = 44 шт. – количество основных станков.
Определяем количествостанков ремонтного отделения:
/>
Принимаем Nз.о. = 2 шт.
/>
8.5Площадь отделения энергетики
Определяется укрупнено:
/>
/>
Принимаем />
8.6Площадь складских отделений цеха
Склад состоит из складапруткового материала и склада заготовок.
Площадь склада прутковогоматериала определяют по формуле:
/>
где А = 5 суток – запасхранения;
/> = 37,8 т – масса заготовок, которыеобрабатываются на протяжении года.
D = 233 дня – количество рабочих днейв году;
q = 2,5 т/м2 – допустимаягрузонопряженность площади склада;
К = 0,25 – коэффициентиспользования площади склада, учитывающий проходы и проезды.
/>
Площадь склада заготовок:
/>
где А = 12 суток – запасхранения;
/> = 88,2 т – масса заготовок, которыеобрабатываются на протяжении года.D = 233 дня – количество рабочих дней в году;
q = 3 т/м2 – допустимаягрузонопряженность площади склада;
К = 0,35 – коэффициентиспользования площади склада, учитывающий проходы и проезды.
/>
Общая площадь складскогоотделения составит:
/>
Как видно из расчета,данная площадь слишком мала, чтобы обеспечивать потребности цеха, поэтомуприменяем укрупненный расчет.
/>
/>
Принимаем Sск=13м2
Склад готовых деталей также определяем укрупнено:
/>
/>
Принимаем Sс.г.д=13м2
8.7Площадь отделения смазочно-охлаждающей жидкости
Площадь данного отделенияопределяется укрупнено, в зависимости от количества основного оборудования.
/> - при количестве основногооборудования до 60 шт.
8.8Площадь склада масел
/>
8.9Площадь отделения сбора и переработки стружки
Площадь данного отделенияопределяется укрупнено, в зависимости от количества основного оборудования.
/> - при количестве основногооборудования до 60 шт.
8.10Площадь межоперационных складов
Определяется укрупнено исоставляет 10% от общей производственной площади:
/>
/>
Принимаем Sм.ск=13м2
8.11Площадь контрольного отделения
Площадь данного отделенияопределяется по формуле:
/>
где /> = 4 чел – количествоконтролеров (из расчета, что 1 контролер обслуживает 11 станков);
f = 6 м2- норма площади на одного контролера;
К = 1,7 – коэффициент,учитывающий расположение оборудования, инвентаря.
/>
8.12Площадь под магистральные проезды
Она принимается в размере15% от площади всех участков и отделений цеха.
/>
Принимаем />
9.Составление ведомостей площадей цеха
Рассчитанные площадиучастков, отделений и служб сведены в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 – Ведомостиплощадей 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. Выборгрузоподъемного оборудования
В качествегрузоподъемного оборудования, используемого в цехе, принимаем:
— мостовые электрическиекраны;
— передаточные тележки;
— передаточные платформы;
— местные подъемники.
Мостовые электрическиекраны.
Их количествоопределяется по укрупненному расчету.
По данному расчету, одинмостовой кран обслуживает 50м пролета цеха. Исходя из этого, на каждом пролетепринимаем по 2 мостовых крана, грузоподъемностью 5 и 10т.
Передаточные тележки.
Они необходимы длятранспортировки малогабаритных грузов средней тяжести между операциями вдольмагистрального проезда. Принимаем по 2 тележки грузоподъемностью 2т на каждомпролете цеха, что обеспечит быструю и эффективную передачу полуфабрикатов .
Передаточные платформы
Предназначены дляпередачи грузов с одного пролета на другой. Принимаем 2 платформы,грузоподъемностью 20т, по обеим сторонам цеха (в начале и в конце).
Местные подъемники
Данными подъемнымиустройствами оснащен участок сборки. Определяем их количество, из расчета, чтоодин подъемник обслуживает 2 сборочных стенда – 13/2=6,5 шт. Принимаем 7 шт,грузоподъемностью 500 кг.
Списокиспользованной литературы
1. Егоров М.Е. Основы проектированиямашиностроительных заводов. — М.: Высш. шк., 1969. — 475 с.
2. Ямпольский Е.С. Проектирование машиностроительныхзаводов и цехов. — М.: Машиностроение, 1975. — 326 с.
3. Методичні вказівки до самостійної роботи здисципліни «Механоскладальні дільниці і цехи в машинобудуванні» (для студентівспеціальності 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 студентівспеціальності 7.090202) / Склад. А.А.Попівненко, С.А.Гончаров. – Стереотип.вид. — Краматорськ: ДДМА, 2004. – 28 стор.
5. Когут М. С. Механоскладальні цехи та дільниці умашинобудуванні: Підручник. – Львів: Видавництво Державного університету«Львівська політехніка», 2000. – 352 с.