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= 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
dmax прутка= 18
Lmax подачи прутка= 50
мощность N= 1,7
масса, кг = 1028
12
12
1А425
1
dmax прутка= 65
Lmax подачи прутка= 175
мощность N= 7,5
масса, кг = 4850
25
25
1М10А
1
dmax прутка= 10
Lmax подачи за цикл = 100
мощность N= 2,2
масса, кг = 840
12
12
11Т16В
1
dmax прутка= 16
Lmax подачи 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
Нmax венца= 100
модуль = 8
мощность N= 4
масса, кг = 4400
25
25
53А20
1
dmax= 200
Нmax венца= 180
модуль = 6
мощность N= 7.5
масса, кг = 6800
25
25
5С277
1
dmax= 500
Нmax венца= 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
Нmax венца= 125
модуль = 12
мощность N= 4
масса, кг = 12500
25
25
5853
1
dmax= 800
Нmax венца= 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 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 сверления= 25
рабочая зона - 400х450
мощность N= 2,2
масса, кг = 880
12
24
2М57
2
dmax сверления= 75
мощность N= 7,5
масса, кг = 10500
25
50
21104Н7Ф4
2
dmax сверления= 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
dmax заготовки= 560
dmax отверстия= 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 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.
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.