设施规划课程设计变速箱厂.docx
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设施规划课程设计变速箱厂
一、设计产品名称…………………………………………………………………1
二、原始给定条件…………………………………………………………………1
(一)变速箱的结构及有关参数……………………………………………1
(二)作业单位划分…………………………………………………………3
(三)生产工艺过程…………………………………………………………3
三、产品——产量分析……………………………………………………………5
四、产品工艺过程分析……………………………………………………………5
(一)计算物流量……………………………………………………………5
(二)绘制各零件的工艺过程图……………………………………………6
(三)绘制产品总工艺过程图………………………………………………7
(四)绘制产品初始工艺过程表……………………………………………9
(五)绘制产品较佳工艺过程表……………………………………………10
五、物流分析………………………………………………………………………11
(一)绘制从至表……………………………………………………………11
(二)绘制物流强度汇总表…………………………………………………11
(三)划分物流强度等级……………………………………………………12
(四)绘制作业单位物流相关图……………………………………………13
六、作业单位非物流相互关系分析………………………………………………13
七、作业单位综合相互关系分析…………………………………………………14
八、工厂总平面布置………………………………………………………………18
(一)综合接近程度…………………………………………………………18
(二)作业单位位置相关图…………………………………………………18
(三)作业单位面积相关图…………………………………………………19
(四)作业单位面积相关图的调整…………………………………………20
九、方案的评价与选择……………………………………………………………20
十、参考文献………………………………………………………………………21
一、设计产品名称
变速箱厂总平面设计
二、原始给定条件
公司有地16000(m2),厂区南北为200m,东西宽80m,该厂预计需要工人300人,计划建成年产100000套变速箱的生产厂。
(一)变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成,装配图见图2—30所示。
每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表2—40中。
图2—30变速器装配图
表2—40零件明细表
工厂名称:
变速箱厂
产品名称
变速箱
产品代号
110
计划年产量
100000
序号
零件名称
零件代号
自制
外购
材料
总计划需求量
零件图号
形状
单件重量/kg
39
垫圈
√
65Mn
200000
0.004
38
螺母
√
Q235
200000
0.011
37
螺栓
√
Q235
300000
0.032
36
销
√
35
200000
0.022
35
防松垫片
√
Q215
100000
0.010
34
轴端盖圆
√
Q235
100000
0.050
33
螺栓
√
Q235
200000
0.020
32
通气器
√
Q235
100000
0.030
31
视孔盖
√
Q215
100000
0.050
30
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
29
机盖
√
HT200
100000
2.500
28
垫圈
√
65Mn
600000
0.006
27
螺母
√
Q235
600000
0.016
26
螺栓
√
Q235
600000
0.103
25
机座
√
HT200
100000
3.000
24
轴承
√
200000
0.450
23
挡油圈
√
Q215
200000
0.004
22
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
21
键
√
Q275
100000
0.080
20
定距环
√
Q235
100000
0.090
19
密封盖
√
Q235
100000
0.050
18
可穿透端盖
√
HT150
100000
0.040
17
调整垫片
√
08F
200000
0.004
16
螺塞
√
Q235
100000
0.032
15
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
14
游标尺
√
100000
0.050
13
大齿轮
√
40
100000
1.000
12
键
√
Q275
100000
0.080
11
轴
√
Q275
100000
0.800
10
轴承
√
200000
0.450
9
螺栓
√
Q235
2400000
0.025
8
端盖
√
HT200
100000
0.050
7
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
6
齿轮轴
√
Q275
100000
1.400
5
键
√
Q275
100000
0.040
4
螺栓
√
Q235
1200000
0.014
3
密封盖
√
Q235
100000
0.020
2
可穿透端盖
√
HT200
100000
0.040
1
调整垫片
√
08F
200000
0.010
(二)作业单位划分
根据变速箱的结构及工艺特点,设立如表2—41所示11单位,分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。
表2—41作业单位建筑汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积/(mxm)
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
20x30
露天
2
铸造车间
铸造
12x24
3
热处理车间
热处理
12x12
4
机加工车间
车、铣、钻
12x36
5
精密车间
精镗、磨削
12x36
6
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12x24
7
组装车间
组装变速器
12x36
8
锻造车间
锻造
12x24
9
成品库
成品储存
12x12
10
办公、服务楼
办公室、食堂等
80x60
11
设备维修车间
机床维修
12x24
(三)生产工艺过程
变速箱的零件较多,但是大多数零件为标准件。
假定标准件采用外购,总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品存储等阶段。
1、零件的制作与外购
制作的零件如表2—42~表2—47,表中的利用率为加工后产品
与加工前的比率。
表2—42变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
机盖
29
HT200
2.500
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
铸造车间
铸造
80
3
机加工车间
粗铣,镗,钻
80
4
精密车间
精铣,镗
98
5
半成品库
暂存
表2—43变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
机座
25
HT200
3.000
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
铸造车间
铸造
80
3
机加工车间
粗铣,镗,钻
80
4
精密车间
精铣,镗
98
5
半成品库
暂存
表2—44变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
大齿轮
13
40
1.000
100000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
铸造车间
锻造
80
3
机加工车间
粗铣,插齿,钻
80
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表2—45变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
轴
11
Q275
0.800
100000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
机加工车间
粗车,磨,铣
80
3
精密车间
精车
95
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表2—46变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
齿轮轴
6
Q275
1.400
100000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
机加工车间
粗车,磨,铣
80
3
精密车间
精车
95
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表2—47变速箱零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
端盖
8
HT200
0.050
100000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率(%)
1
原材料库
备料
2
铸造车间
铸造
60
3
机加工车间
精车
80
2、标准件、外购件与半成品暂存
生产出的零件加工完经过各车间检验合格后,送入半成品库暂存。
外购件与标准件均放在半成品库。
3、组装
所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。
4、性能测试
所有成品都在车间进行性能测试,不合格的就在组装车间进行修复,合格后送入成品库,即不考虑成品组装不了的情况。
5、成品存储
所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。
三、产品——产量分析
生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低,决定了工厂的生产类型,进而影响着工厂设备的布置形式。
根据以上已知条件可知,待布置设计的变速箱厂的产品品种单一,产量较大,其年产量为100000套,属于大批量生产,适合于按产品原则布置,宜采用流水线的组织形式。
四、产品工艺过程分析
(一)计算物流量
通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析,计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生的废料重量,并根据全年生产量计算全年物流量。
具体过程如表2—48所示:
表2—48各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
机
盖
2.5/(0.8*0.8*0.98)
=3.986
3.986*0.2
=0.797
3.986*0.8*0.2=0.638
3.986*0.8*0.8*0.02
=0.051
1.486*100000
=148600
机
座
3/(0.8*0.8*0.98)
=4.783
4.783*0.2
=0.957
4.783*0.8*0.2=0.765
4.783*0.8*0.8*0.02
=0.061
1.783*100000
=178300
大齿轮
1/(0.8*0.8*0.98)
=1.594
1.594*0.2
=0.319
(锻造废料)
1.594*0.8*0.2+1.594*
0.8*0.8*0.2=0.275
0.594*100000
=59400
轴
0.8/(0.8*0.95*0.98)
=1.074
1.074*0.2+1.074*0.8*
0.95*0.02=0.231
1.074*0.8*0.05
=0.043
0.274*100000
=27400
齿轮轴
1.4/(0.8*0.95*0.98)
=1.880
1.880*0.2+1.880*0.8*
0.950*0.02=0.405
1.800*0.8*0.05
=0.075
0.480*100000
=48000
端
盖
0.05/(0.6*0.8)
=0.104
0.104*0.4
=0.0416
0.104*0.6*0.2
=0.0125
0.0541*100000
=5410
(二)绘制各零件的工艺过程图
根据各零件的加工工艺过程与物流量,绘制各零件的工艺过程如图2—31~2—36所示。
图中序号分别是:
1—原材料库,2—铸造车间,,3—热处理车间,4—机加工车间,5—精密车间,6—半成品库,8—锻造车间。
(三)绘制产品总工艺过程图
变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段——总装阶段——性能试验阶段,所有零件、组件在组装车间集中组装。
将变速箱所有工艺过程汇总到图2—37。
变速箱装配顺序:
25→14、15、16→6→5、23、24→11→13→10、12、20、21→29→36→8→9→1、2、3、4、5、7→17、18、19、20、22→26、27、28→37、38、39→30、31、32→33、34、35
图2—37变速箱总工艺过程图(单位:
kg)
(四)绘制产品初始工艺过程表
为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系,将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序,由左到右排列于产品工艺过程表中,即最左边的产品物流强度最大,由左到右物流强度逐渐递减,这样得到变速箱初始工艺过程表如图2—38所示。
图2—38初始产品工艺过程
工序
机座
机盖
大齿轮
齿轮轴
轴
端盖
序号
名称
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
1
2
8
4
3
5
6
原材料
铸造
锻造
机加工
热处理
精加工
半成品
①
②
③
④
⑤
2
1
1
2
①
②
③
④
⑤
2
1
1
2
①
②
③⑤
④
⑥
1
2
2
-1
1
①
②⑤
④
③
⑥
1
-1
1
-1
1
①
②⑤
④
③
⑥
1
-1
1
-1
1
①
②
③
④
2
1
1
2245300
1871200
616400
192600
110100
32040
W
5067640
(五)绘制产品较佳工艺过程表
由初始产品工艺过程图2—38可知,按照现行的工艺顺序,存在物流倒流的情况,为了使物流强度达到最大,可对某些作业单位的顺序进行交换。
经计算发现交换作业单位3和4,可使顺流强度达到最大。
通过交换调整,得到调整后的较佳产品工艺过程如图2—39所示。
图2—39较佳产品工艺过程
工序
机座
机盖
大齿轮
齿轮轴
轴
端盖
序号
名称
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
流程
Djk
1
2
8
3
4
5
6
原材料
铸造
锻造
热处理
机加工
精加工
半成品
①
②
③
④
⑤
2
1
2
2
①
②
③
④
⑤
2
1
2
2
①
②
④
③⑤
⑥
1
1
-1
2
1
①
④
②⑤
③
⑥
1
-2
2
2
1
①
④
②⑤
③
⑥
1
-2
2
2
1
①
②
③
④
2
1
1
2551400
2126300
488900
628800
359200
32040
W
6186640
五、物流分析
(一)绘制从至表
根据变速箱较佳工艺过程图(图2—39),绘制出变速箱工艺过程物流从至表,如表2—49所示。
表2—49变速箱加工工艺从至表(单位:
t)
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
原材料库
铸造车间
热处理车间
机加工车间
精密车间
半成品库
组装车间
锻造车间
成品库
1
原材料库
887.3
295.4
159.4
1342.1
2
铸造车间
707.74
707.74
3
热处理车间
326.5
326.5
4
机加工车间
127.5
797.5
325
1250
5
精密车间
236.3
550
786.3
6
半成品库
1312.2
1312.2
7
组装车间
1312.2
1312.2
8
锻造车间
127.5
127.5
9
成品库
合计
887.3
363.8
1329.64
925
875
1312.2
159.4
1312.2
7104.54
编制(日期)
审核(日期)
(二)绘制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流从至表,统计各单位之间的物流强度,并将物流强度汇总到物流强度汇总表2—50之中。
表2—50物流强度汇总表
序号
作业单位对(路线)
物流强度/t
序号
作业单位对(路线)
物流强度/t
1
1——2
887.3
8
4——6
325
2
1——4
295.4
9
5——3
236.3
3
1——8
159.4
10
5——6
550
4
2——4
707.74
11
6——7
1312.2
5
3——4
326.5
12
7——9
1312.2
6
4——3
127.5
13
8——5
127.5
7
4——5
797.5
(三)划分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度大小排序,自大到小填入物流强度分析表中,根据物流强度分布划分物流强度等级。
作业单位对或称为物流路线的物流强度等级,应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。
针对变速箱的工艺过程图,利用表2—50中统计的物流量,按由小到大的顺序绘制物流强度分析表2—51。
表2—51中未出现的作业单位之间不存在固定物流,因此,物流强度为U级。
表2—51物流强度分析表
序号
作业单位对(路线)
物流强度(单位:
t)
200400600800100012001400
物流强度等级
1
6—7
A
2
7—9
A
3
1—2
E
4
4—5
E
5
2—4
E
6
5—6
I
7
3—4
I
8
4—6
I
9
1—4
O
10
5—3
O
11
1—8
O
12
8—5
O
(四)绘制作业单位物流相关图
根据以上分析,绘制作业单位物流相关图,如图2—40所示。
图2—40作业单位物流相关图
六、作业单位非物流相互关系分析
针对变速箱生产特点,制定各作业单位相互关系密切程度理由如表2—52所示。
根据表2—53制定变速箱“基准相互关系”(见表2—53),在此基础上建立非物流作业单位相互关系图,如图2—41所示。
表2—52变速箱各作业单位关系密切程度理由
编号
理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全及污染
2
生产服务
6
振动、噪声、烟尘
3
物料搬运
7
人员联系
4
管理方面
8
信息传递
表2—53基准相互关系
字母
一对作业单位
密切程度理由
A
组装车间与成品库半成品库与组装车间
搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题及工作流程的连续性
E
机加工与精密车间原材料与铸造车间
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