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 = 2700шт;
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 | 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 | Принятый |
1 | Автоматы, полуавтоматы, станки с ЧПУ, агрегатные станки (S1) | 44 | 122 | 1,75 |
2 | Зубообрабатывающие станки (S2) | 10 | 28 | 5 |
3 | Остальные станки (S3) | 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.
FПР = S = 32 278 = 8896м2.
8. Определяем площадь вспомогательных отделений.
8.1. Заготовительное отделение.
Укрупненно площадь заготовительного отделения принимается из расчёта 10% от производственной площади.
FЗАГ = 0,1FПР = 0,1 8896 = 890м2.
8.2. Склад заготовок.
Укрупненно площадь склада заготовок принимается из расчёта 10% от площади производственного отделения.
FСКЛ.ЗАГ = 0,1FПР = 0,1 8896= 890 м2.
8.3. Промежуточный склад для хранения готовых деталей.
Укрупненно площадь склада готовых деталей принимается из расчёта 8…9% от площади производственного отделения.
FСКЛ.ДЕТ = (0,08…0,09)FПР
Примем FСКЛ.ДЕТ = 0,08FПР = 0,08 8896= 712 м2.
8.4. Отделение технического контроля.
Укрупненно площадь ОТК принимается из расчёта 3…5% от площади производственного отделения.
FОТК = (0,03…0,05)FПР
Примем FОТК = 0,04FПР = 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 (SОБСЛ.ЗАТ) – это принятое число станков (S) за вычетом протяжных (SПРОТ), шлифовальных (SШЛ) и зубообрабатывающих (SЗО) станков.
SЗАТ = (0,04…0,06) SОБСЛ.ЗАТ
SОБСЛ.ЗАТ = S – SПРОТ – SШЛ– SЗО = 278 – 3 – 33 –28 = 214 станков.
Примем SЗАТ = 0,045 *SОБСЛ.ЗАТ = 0,045* 214 = 10 станков.
FЗАТ = SЗАТ= 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.
SРМО = (0,035…0,05) S
Примем SРМО = 0,04 S = 0,04 278 = 11 станков.
FРМО = SРМО= 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.
SОРП = (0,015…0,04) S
Примем SОРП = 0,03 S = 0,03 278 = 8 станков.
FОРП = SОРП= 20 8 = 160 м2.
8.8. Отделение по переработке стружки.
Укрупненно площадь отделения по переработке стружки можно принять в размере 100…120 м2. ПримемFСТРУЖ = 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. ПримемFСОЖ = 110 м2.
8.10. Инструментально-раздаточная кладовая.
При расчете площади инструментальной кладовой удельная площадь на каждый станок цеха (SЦ) 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 (SЗАТ) и ремонтно-механического отделений (SРМО), а также отделения по ремонту приспособлений (SОРП). Количество слесарей цеха (РСЛ.Ц) равно сумме слесарей производственного отделения и 60% вспомогательных рабочих.
FИРК = 0,4 SЦ + 0,15 РСЛ.Ц
SЦ = S + SЗАТ + SРМО + SОРП = 278 + 10 + 11 + 8 = 307 станков.
РСЛ.Ц = РПР – РСТ + 0,6 РВ= 401– 386 + 0,6 80 = 63 чел.
FИРК = 0,4 307 + 0,15 63 = 132 м2.
9. Площадь цеха составляет
FЦ = FПР + FЗАГ + FСКЛ.ЗАГ + FСКЛ.ДЕТ + FОТК + FЗАТ +
+ FРМО + FОРП + FСТРУЖ + FСОЖ + FИРК =
= 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 LЦ = 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 LУТС = 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.