变速箱设施规划完整1.docx

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变速箱设施规划完整1

变速箱设施规划完整1

设施规划与物流分析

课程设计报告

姓名王永全

专业工业工程　

学号200706070114

学期2010-2011

（1）

成都理工大学

核技术与自动化工程学院

变速箱厂总平面布局设计

一、设计产品名称

变速箱厂总平面布局设计

二、原始给定条件

公司有地18000㎡，东西长200m，南北宽90m，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（略）。

每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1中。

表1零件明细表

工厂名称：

变速箱厂

共1页

产品名称

变速箱

产品代号

110

计划年产量

100000

第1页

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

说明

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所示11个单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、铲平性能试验、生产管理等各项生产任务。

表2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、磨销

12x36

6

标准件、半成瓶库

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

60x40

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，宗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3到表8，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。

表3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

100000

250000

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4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

100000

300000

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5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

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

锻造车间

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6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

80000

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7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

140000

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8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

5000

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

4

半成品

暂存

三、产品---产量分析

因年产量为100000套，生产工艺比较复杂，故应将生产线按照产品原则布置，运用流水线作业进行生产。

四、产品工艺过程分析

（一）计算物流量

产品名称

毛重/kg

废料/kg

锻造废料

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

1.594*0.8

*0.2=0.255

1.594*0.8

*0.8*0.02

=0.02

0.225+0.02

=0.275

0.594*100000

=59400

轴

0.8/（0.8*

0.95*0.98）

=1.074

1.074*0.2

=0.215

1.074*0.8

*0.95*0.02

=0.016

0.215+0.016

=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

）=1.88

1.88*0.2

=0.376

1.88*0.8*

0.95*0.02

=0.029

0.376+0.029

=0.405

1.88*0.8

*0.05=

0.075

0.48*100000

=48000

端盖

0.05/（0.6*

0.8）=0.104

0.104*0.4

=0.042

0.104*0.6

*0.2=0.012

0.054*100000

=5400

表9自制件的物流量计算

（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图如图1—6所示。

图中序号分别是：

1、原材料库，2、铸造车间，3、机加工车间，4、精密车间，5、热处理车间，6、锻造车间，7、标准件、半成品库，8、组装车间，9、成品库。

（三）绘制产品总工艺过程图（图7）

（四）绘制产品初始工艺过程表

为了研究个零件、组件生产过程之间的相互关系，将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，这样得到减速器初始工艺过程表如表10所示。

表10初始产品工艺过程表

作业单位

机座

机盖

齿轮轴

大齿轮

轴

端盖

序号

名称

流程

流程

流程

流程

流程

流程

1

原材料

①

②

③

④

⑦

2

2

2

1

①

②

③

④

⑦

2

2

2

1

①

③

③

④

⑤

⑦

1

2

1

2

-2

①

③

③

⑤

⑥

⑦

1

1

1

-2

-2

①

③

③

④

⑤

⑦

1

2

1

2

-2

①

②

③

⑦

2

2

1

2

铸造车间

3

机加工车间

4

精密车间

5

热处理车间

6

锻造车间

7

标准件、半成品库

2634000

2195200

628800-

-97600

359200

38200

W

5757800

五、物流分析

（一）绘制从至表

根据减速器产品工艺过程表10，绘制减速器工艺工程物流从至表，图11所示

表11减速器加工工艺从至表（单位：

t）

至

从

1

2

3

4

5

6

7

8

9

合计

原材料库

铸造车间

机加工车间

精密车间

热处理车间

锻造车间

标准件、半成品库

组装车间

成品库

1

原材料库

887.3

295.4

159.4

1342.1

2

铸造车间

707.7

707.7

3

机加工车间

797.4

102

370

1269.4

4

精密车间

224.5

550

774.5

5

热处理车间

326.5

326.5

6

锻造车间

127.5

127.5

7

标准件、半成品库

875

875

8

组装车间

875

875

9

成品库

合计

887.3

1457.1

797.4

326.5

159.4

920

875

875

6297.7

（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12之中。

表12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

7

3-7

370

2

1-3

295.4

8

4-5

224.5

3

1-6

159.4

9

4-7

550

4

2-3

707.7

10

7-8

875

5

3-4

797.4

11

8-9

875

6

3-5

102

（三）划分物流强度等级

表13物流强度分析表

（四）绘制作业物流相关图

根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如图8所示。

六、作业单位非物流相互关系分析

针对减速器的特点，制定个作业单位间相互关系密切程度理由如表14，根据表14制定减速器“基准相互关系”（如表15），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图如图9所示。

表14减速器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

搬运搬运

7

人员联系

4

管理方便

8

信息传递

表15基准相互关系

字母

一对作业单位

密切程度的理由

A

原材料库与机加工车间，铸造车间热处理车间精密车间

搬运物料的数量，次数以及搬运问题

E

机加工车间与铸造车间，精密车间。

组装车间与成品库

搬运物料的数量和形式

不可损害没有包装的物品

服务的频繁和紧急程度

I

标准件、半成品库和精密车间

机加工车间和半成品库

热处理车间和机加工车间

原材料库和机加工车间

搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题

服务的频繁程度

报表运送方便，管理方便

O

原材料库和锻造车间

机加工车间与锻造车间

精密车间与热处理车间

物料搬运的数量

联系的频繁程度，

管理方便

U

设备维修、原材料库，半成品，成品库

原材料库与半成品，成品库

接触不多、不常联系

密切程度不大，

X

办公楼、服务楼。

精密车间与铸造车间，热处理车间

灰尘、噪声、振动、异味、烟尘、振动

七、作业单位综合相互关系分析

从图8和图9可知，减速器作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。

为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。

其合并过程如下：

1、选取加权值

加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于减速起来说，取物流因素（m）与非物流因素（n）的比值为m:

n=1:

1

2、综合相互关系的计算

根据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如表16所示。

因作业单位数目为11，则总作业单位对数为：

u=55

式中，u为作业单位对数。

表16作业单位之间综合相互关系计算表

作业单位对

关系密级

综合关系

物流关系加权值：

1

非物流关系加权值：

1

分数

等级

分数

等级

分数

等级

1-2

4

A

4

A

8

A

1-3

1

O

4

A

5

E

1-4

0

U

0

U

0

U

1-5

0

U

0

U

0

U

1-6

1

O

3

E

4

I

1-7

0

U

0

U

0

U

1-8

0

U

0

U

0

U

1-8

0

U

0

U

0

U

1-9

0

U

0

U

0

U

1-10

0

U

0

U

0

U

1-11

0

U

0

U

0

U

2-3

2

I

4

A

6

E

2-4

0

U

-1

X

-1

X

2-5

0

U

0

U

0

U

2-6

0

U

0

U

0

U

2-7

0

U

0

U

0

U

2-8

0

U

0

U

0

U

2-9

0

U

0

U

0

U

2-10

0

U

-1

X

-1

X

2-11

0

U

2

I

2

O

3-4

2

I

2

I

4

I

3-5

1

O

2

I

3

I

3-6

0

U

0

U

0

U

3-7

1

O

3

E

4

I

3-8

0

U

3

E

3

I

3-9

0

U

1

O

1

O

3-10

0

U

-1

X

-1

X

3-11

0

U

2

I

2

O

4-5

3

E

-1

X

2

O

4-6

2

I

2

I

4

I

4-7

2

I

3

E

5

E

4-8

0

U

3

E

3

I

4-9

0

U

0

U

0

U

4-10

0

U

0

U

0

U

4-11

0

U

3

E

3

I

5-6

0

U

-1

X

-1

X

5-7

0

U

-1

X

-1

X

5-8

0

U

0

U

0

U

5-9

0

U

0

U

0

U

5-10

0

U

-1

X

-1

X

5-11

0

U

2

I

2

O

6-7

0

U

3

E

3

I

6-8

0

U

3

E

3

I

6-9

0

U

0

U

0

U

6-10

0

U

-1

X

-1

X

6-11

0

U

2

I

2

O

7-8

3

E

2

I

5

E

7-9

0

U

0

U

0

U

7-10

0

U

1

O

1

O

7-11

0

U

0

U

0

U

8-9

3

E

0

U

3

I

8-10

0

U

0

U

0

U

8-11

0

U

3

E

3

I

9-10

0

U

1

O

1

O

9-11

0

U

0

U

0

U

10-11

0

U

1

O

1

O

3、划分关系密级

在表16中，综合关系分数值范围为-1~8，按分数排列得出各分数段所占比例如表17所示。

在此基础上与表18中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表16中作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表18中推荐的比例尽量接近。

表17综合相互关系密级等级划分

总分

关系密级

作业单位对数

百分比（%）

7-8

A

1

1.8%

5-6

E

4

7.27%

3-4

I

12

21.8%

1-2

O

9

16.4%

0

U

22

40%

-1

X

7

12.7%

表18综合相互关系密级与划分比列

关系密级

符号

作业单位对数比例（%）

绝对必要靠近

A

1-3

特别重要靠近

E

2-5

重要

I

3-8

一般

O

5-15

不重要

U

20-85

不希望靠近

X

0-10

4、建立作业单位综合相互关系表

根据表16绘制出作业单位综合相互关系图，如图10所示。

八、工厂总平面布置

（一）综合接近程度

为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表19所示。

综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心；分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最