Введение
Целью данной курсовой работы является спроектировать участок механического цеха, определить количество станков на участке и рационально его расставить в зависимости от последовательности операций, определить количество рабочих, рассчитать производственную площадь. Это необходимо уметь для того, чтобы проектируемые производственные процессы обеспечивали выпуск продукции необходимого качества, без которого затраченный на нее труд и исходные материалы будут израсходованы бесполезно. Кроме того, необходимо добиваться производства требуемого количества изделий в единицу времени при минимальных приведенных затратах, также оборудование расставляется таким образом, чтобы были минимальные простои. В зависимости от типа производства выбирать подходящее оборудование, потому что от выбора оборудования зависит разряд рабочего.
К основным этапам производственного процесса могут быть отнесены следующие: получение и складирование заготовок, доставка их к рабочим позициям, различные виды обработки, перемещение полуфабрикатов между рабочими позициями, контроль качества, хранение на складах, сборка изделий, испытание, регулировка, окраска, отделка, упаковка и отправка.
Различные этапы производственного процесса на машиностроительном заводе могут выполняться в отдельных цехах или в одном цехе. Для каждого производства устанавливают определенную программу выпуска, под которой понимают совокупность изделий установленной номенклатуры, выпускаемых в заданном объеме в год.
Состав производственных участков и вспомогательных подразделений определяется конструкцией изготовляемых изделий, технологическим процессом, программой выпуска и организацией производства.
В данном задании на курсовую работу необходимо спроектировать участок механического цеха по обработке группы деталей типа фланец в условиях мелкосерийного производства с размещением основного и вспомогательного оборудования в РТК по функциональному признаку.
Производственную программу участка определяют исходя из программы выпуска обрабатываемых деталей. В зависимости от типа производства и этапа проектирования производственная программа может быть: точной (разработка подробных ТП обработки с техническим нормированием на все детали в условия МП); приведенной (при многономенклатурном крупно-, средне- и мелкосерийном производстве) и условной (при нечеткой номенклатуре в условиях ЕП). Так как у нас серийное производство необходимо проектировать по приведенной программе.
Проектирование по приведенной программе применяют для проектирования цехов (участков) средне- и мелкосерийном производства. Это объясняется тем, что при значительной номенклатуре объем проектных и технологических разработок становится очень большим и для его сокращения реальную многономенклатурную программу заменяют приведенной, выраженной ограниченным числом представителей, эквивалентной по трудоемкости фактической номенклатурой программе.
Проектирование по приведенной программе применяют для проектирования цехов (участков) крупно- средне- и мелкосерийного производства. Это объясняется тем, что при значительной номенклатуре объем проектных и технологических разработок становится очень большим и для его сокращения реальную многономенклатурную программу заменяют приведенной, выраженной ограниченным числом представителей, эквивалентной по трудоемкости фактической номенклатурой программе.
Все детали разбивают на группы по конструктивным и технологическим признакам. В каждой группе выбирают деталь представитель, по которой далее ведут расчеты. На детали представители разрабатывают технологические процессы (ТП) обработки и путем технического нормирования определяют трудоемкость их обработки.
Деталь-представитель выбирают из соотношения (1):
0,5mmax ≤ m ≤ 2mmin 0,1Nmax ≤ N ≤ 10Nmin (1) 0,5∙42,2≤ 31 ≤ 2∙29 21,1 ≤ 31 ≤ 58 0,1 ∙1900 ≤ 1870 ≤ 10∙1100 190 ≤ 1870 ≤ 11000 |
mmax, mmin – наибольшее, наименьшее значение массы деталей входящих в группу;
Nmax, Nmin - наибольший, наименьший годовой объем выпуска деталей, входящих в группу;
m – масса детали-представителя;
N – годовой объем выпуска детали-представителя.
В практике проектирования любой объект производства, входящий в группу, может быть приведен по трудоемкости к представителю с учетом различия в массе, программе выпуска, сложности обработки и т.д.
Кпр = К1 ∙ К2 ∙ К3 … Кn | (2) |
Для геометрически подобных деталей.
По массе:
, |
(3) |
mi, mnp – масса детали из группы и детали-представителя.
По серийности
, |
(4) |
Ni, Nnp – программа выпуска детали из группы и детали-представителя.
α = 0,15 для объектов легкого и среднего машиностроения;
α = 0,2 для объектов тяжелого машиностроения.
По точности
, |
(5) |
, - среднее значение квалитета детали из группы и детали-представителя;
, - среднее значение параметра шероховатости детали из группы и детали-представителя;
α1, α2 – показатели степени, отражающие степень влияния технических параметров на трудоемкость обработки.
Таблица 1. Результат расчета приведенной программы сводится в табл. 1.
Деталь | Программа выпуска, N шт. | Коэффициент приведения | Приведенная программа на годовой выпуск,Nпр шт | |||
По массе | По серийности | По сложности | Общий | |||
1 | 1900 | 1,1 | 1 | 1,06 | 1,17 | 2223 |
2 | 1780 | 0,98 | 1 | 1 | 0,98 | 1745 |
3 | 1100 | 1,05 | 1,08 | 1,24 | 1,4 | 1540 |
4 | 1700 | 1 | 1,01 | 1,2 | 1,2 | 2040 |
5 | 1870 | 1 | 1 | 1,1 | 1,1 | 2057 |
Итого: | 9605 |
Тип производства зависит от заданной программы и трудоемкости изготовления изделия (детали).
Коэффициент серийности:
КС = 1 | массовое производство; |
КС = 2…10 | крупносерийное производство; |
КС = 10…20 | среднесерийное производство; |
КС > 20 | мелкосерийное производство. |
(6) |
tв – такт выпуска, в мин/шт.
, |
(7) |
где N –программа запуска деталей в производство, шт.;
мин/шт.
Фдо – действительный годовой фонд времени работы оборудования:
, |
(8) |
Р – коэф., учитывающий пребывание оборудования в ремонте (от 2 до 6%).
,
Фн – номинальный фонд времени работы оборудования в год:
(9) |
d – количество рабочих дней в году (согласно производственному календарю); t – нормальная продолжительность смены, час;
n – количество рабочих смен в сутках при принятом режиме работы.
- среднее штучное или штучно-калькуляционное время, мин:
(10) |
т – число операций.
Трудоемкость годового выпуска рассчитывается по приведенной программе по каждой операции.
(11) |
Таблица 2.
Результат расчета трудоемкости по каждой операции сводится в табл. 2.
Наименование технологической операции | Модель станка | Норма времени | Трудоемкость годового выпуска, час | |
То,мин | Тшт, мин | |||
Токарная | 16К20Ф3 | 21,2 | 30,0 | 4802,5 |
Сверлильная | 2Н135 | 11,3 | 14,2 | 2273,2 |
Шлифовальная | 3А110В | 7,2 | 12,0 | 1921 |
Шлифовальная | 3Г71 | 2,1 | 4,0 | 640,3 |
Итого: | 41,8 | 60,2 | 9637,1 |
Определение потребного оборудования производится по трудоемкости технологической операции с прибавлением (2-7)% на непредвиденные работы и услуги другим цехам и собственные нужды.
Количество станков по технологической операции (токарной, фрезерной, сверлильной)
(12) |
Где Тг – трудоемкость годовой программы по данной операции;
Тдоп – непредвиденные работы и услуги другим цехам (2-7)%;
Фдо – действительный годовой фонд времени работы оборудования;
Кв – коэффициент загрузки оборудования во времени, учитывающий неизбежные потери по организационно-техническим причинам (принимается 0,9).
При получении дробного числа, результат округляется в большую сторону. Количество станков на участке
Суч=ΣСп. | (13) |
Токарная операция:
Принимаем Сп=4шт.
Сверлильная операция:
Принимаем Сп=2шт.
Шлифовальная операция:
Принимаем Сп=2шт.
Шлифовальная операция:
Принимаем Сп=1шт.
Суч=ΣСп=9шт.
Количество станков по каждому отделению вспомогательного производства берется в процентах от суммарного оборудования. При укрупненных расчетах:
Количество заточных станков 5%
9∙0,05=0,45; 0,45<0,5 станок не берем.
Количество станков ремонтного отделения 2,5%
9∙0,025=0,225; 0,225<0,5 станок не берем.
Количество станков по ремонту инструмента и приспособления 3%
9∙0,03=0,27; 0,27<0,5 станок не берем.
Загрузка оборудования по операциям рассчитывается по формуле:
. |
(14) |
Где Со – расчетное количество станков;
Сп – принятое количество по операциям.
Токарная операция:
Сверлильная операция:
Шлифовальная операция:
Шлифовальная операция:
Средний коэффициент загрузки оборудования рассчитывается по формуле:
(15) |
Коэффициент использования оборудования по времени рассчитывается по ф-ле:
(16) |
Токарная операция:
Сверлильная операция:
Шлифовальная операция:
Шлифовальная операция:
Средний коэффициент использования оборудования по времени:
(17) |
Загрузку оборудования и коэффициент его использования представляют графически в виде гистограмм.
Рис. 1. График загрузки основного оборудования.
Рис. 2. График использования оборудования по времени.
Таблица 3.
Сводная ведомость оборудования сводится в табл. 3.
Наименование станка | Марка станка | Габариты | Принятое кол-во станков | Коэффициент загрузки |
Основное оборудование | ||||
1. Токарный с ЧПУ | 16К20Ф3 | 3360Ч1710 | 4 | 0,57 |
2. Сверлильный | 2Н135 | 1085Ч920 | 2 | 0,97 |
3. Шлифовальный | 3А110В | 1880Ч2025 | 2 | 0,78 |
4. Шлифовальный | 3Г71 | 1870Ч1550 | 1 | 0,98 |
ИТОГО: | 9 | 0,9 |
Для организации производства в цехе (на участке) должна быть определенная численность следующих категорий работающих:
-основные рабочие;
-вспомогательные рабочие;
-инженерно-технические работники;
-служащие.
Расчет численности основных рабочих производится по каждой специальности отдельно
|
(18) |
где Фдр – действительный фонд времени одного рабочего (согласно производственному календарю);
Кмо – коэффициент многостаночного обслуживания (для механических цехов крупносерийного производства составляет 1,5…1,8; серийного производства 1,3…1,5; мелкосерийного производства 1,1…1,2).
Токарная операция:
Сверлильная операция:
Шлифовальная операция:
Шлифовальная операция:
Составим план-график оборудования и рабочих мест.
Таблица 4.
График оперативной загрузки сводим в табл. 4.
Технологический процесс | Загрузка рабочих мест | Рабочие | График работы оборудования и рабочих | |||||
Операция | tшт, мин | Расчетное количество оборудования |
Принятое количество оборудования |
№ | Процент загрузки | 1 смена | 2 смена | |
1 | 30,0 | 3,3 | 4 | 1 | ||||
2 | ||||||||
2 | 14,2 | 1,6 | 2 | 1 | ||||
2 | ||||||||
3 | 12,0 | 1,3 | 2 | 1 | ||||
2 | ||||||||
4 | 4,0 | 0,4 | 1 | 1 |
Таблица 5.
Группа работающих | Должность | |
Всего | I смена | |
Токарь | 1 | |
Сверловщик | 1 | |
Шлифовальщик | 1 | |
Итого: | 3 | |
Вспомогательные: | ||
Наладчик оборудования | 1 | |
Итого: | 1 | |
ИТР РАБОЧИХ: | ||
Сменный мастер | 1 | |
Итого: | 1 | |
ВСЕГО РАБОТАЮЩИХ: | 5 |
Производственная площадь цеха определяется исходя из количества оборудования и средних удельных норм площади на единицу оборудования.
для мелких станков (1500Ч750) | 9…12м2 |
для средних станков (от 1500Ч750 до 3500Ч2000) | 13…18м2 |
на одно рабочее место слесаря | 4…5м2 |
Для механических цехов в машиностроении распространена ширина пролетов – 12м (легкое машиностроение); 12…18м (среднее машиностроение); 18 21, 24, 27, 30, 36м (тяжелое машиностроение).
Т.к. на участке 9 средних станков, то 9Ч15=135м2;
На рабочие места слесарей 16м2 ;
Вспомогательные помещения 27м2 ;
Бытовые помещения 27 м2 ;
Исходя из выше приведенных расчетов и с учетом ширины пролетов, общая производственная площадь участка механического цеха будет равна 335м2///
Потребное количество электрокаров:
;
Gсм – масса груза перевозимая за смену; Lпр – длина перевозок;
Vcp -скорость средняя;
tпогр, tразг – время погрузки и разгрузки;
Тсм - количество чаов в смене;
gтр - грузоподьеность тележки;
hтр – коэффицент рузоподьемности ;
;
Коэффициент механизации:
Кмех =Qмех/Qобщ ;
Кмех= 2/11*100%=18%;
Заделы:
Змах= под-потр;
Змах= под-потр=0,08
Змах= под-потр=0,19
Змxх= под-потр=1,56
Количество груза за смену:
Nсм=
Nсм= шт
Dр – количество рабочих дней в году
Грузоподъемность тележки:
gтр=
gтр= т
Масса груза, перевозимая за смену:
Gсм=
Gсм=
Потребляемое количество кран-балка:
; шт
Заключение
После расчета всех необходимых данных получили:
- среднесерийное производство;
- приведенная программа выпуска Nпр.=9605 шт.;
- количество оборудования на участке Суч.=9 станков
- общее количество работающих: 5 человек из них
основных - 3 человек;
вспомогательных -1 человека;
ИТР - 1 человек;
- производственная площадь от 335…350 м2.
Для перемещения грузов используются 3 электрокара и 2 мостовых крана.
Список литературы
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Проектирование машиностроительного производства" для студентов специальностей 120100 всех форм обучения.
Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов. М.: Машиностроение, 1990. – 352с.
Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. М.: Высшая школа, 1969. 480с.
Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. Т.1,2 М.Машиностроение, 2005г.