| 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
= 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.
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.
|
