Организация поточной линии механической обработки детали фланца

5

Введение

Поточное производство является высокоэффективным методом организации производственного процесса. В условиях потока производственный процесс осуществляется в максимальном соответствии с принципами его рациональной организации, прямоточностью, непрерывностью, пропорциональностью и другие.

Для  поточного  производства характерны  следующие  основные признаки:

1) за группой рабочих мест закрепляется обработка или сборка предмета одного наименования или ограниченного количества наименований, предметов, родственных в конструктивно-технологическом отношении;

2) рабочие места располагаются по ходу технологического процесса;

3) технологический процесс изготовления изделия разбивается на операции, и на каждом рабочем месте выполняется одна операция или несколько родственных операций;

4) предметы передаются с операции на операцию поштучно или небольшими передаточными транспортными/ партиями в соответствии с заданным ритмом работы поточной линии, благодаря чему достигается высокая, степень параллельности и непрерывности;

5) основные и вспомогательные операции вследствие узкой специализации рабочих мест отличаются высоким уровнем механизации и автоматизации. Широко применяется специальный межоперационный транспорт, выполняющей не только функции перемещения обрабатываемых предметов, но и поддержания ритма производства. Элементы поточной организации производства имели место уже в мануфактурный период капиталистической промышленности. Впервые поточное производство в его наиболее совершенной форме было организовано Г.Фордом в начале IX века при изготовлении автомобилей. В настоящее время поточные методы широко распространены во многих отраслях промышленности.

Основным звеном поточного производства является поточная линия, представляющая собой группу рабочих мест, за которыми закреплено изготовление полного или ограниченного количества наименований предметов труда, и производственный процесс на которых осуществляется в соответствии с признаками поточного производства.

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций - отношение числа всех технологических операций, выполняемых в производственном подразделении в течение определенного времени (обычно месяца) к числу рабочих выполняющих эти операции. Принимая во внимание коэффициент закрепления операций можно установить границы изменения загрузки рабочего места при изготовлении детали определенного наименования в разных типах производства, который позволяет определить исходные данные настоящего курсового проекта.

1 Исходные данные для курсового проекта

Таблица 1 - Исходные данные для проекта

Тип производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия tB, а трудоемкость определяется средним штучно-калькуляционным временем Тшх по операциям действующего на производстве. Отношение этих величин принято называть коэффициентом серийности:

                                                                                    (1)

где tB – такт выпуска изделия;

      Тшт.к.ср – среднее штучно-калькуляционное время.

Величина такта выпуска рассчитывается по формуле

                                                (2)

где FД – действительный годовой фонд времени работы оборудования, часов

      N – годовая программа выпуска деталей, штук

Таблица 2 – Распределение по операциям обработки детали

                                                                      (3)

На основе произведенных расчетов делаем вывод, что производство крупносерийное.

Годовая программа производства              10000 шт.

Общезаводские расходы, %                            60

Общецеховые расходы, %                            82

Внепроизводственные расходы, %              2,1

Прибыль, %                            32,5%

2 Обоснование типа производства

Исходные данные:

- материал детали                             СтЗ;

- масса детали                             g=6 кг;

- годовая программа               10000 шт;

- такт выпуска                            12,087 мин/шт;

- производство                             крупносерийное

Таблица 3 – Данные для расчета стоимости заготовок

Себестоимость заготовки полученной на ГКМ

                                        (4)

где Сi – базовая стоимость 1 тонны заготовок, тг

кт, кс, кв, км, кп – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объем производства заготовок.

тг

Себестоимость заготовки полученной из проката

                                                                           (5)

тг

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций - отношение числа всех технологических операций, выполняемых в производственном подразделении в течение определенного времени (обычно месяца) к числу рабочих выполняющих эти операции.

Типы   производства   характеризуются   следующими   коэффициентами закрепления операций: массовое - 1; крупносерийное - 1-10; среднесерийное - 10-20; мелкосерийное - 20-40; единичное - более 40.

Принимая во внимание коэффициент закрепления операций можно установить границы изменения загрузки рабочего места при изготовлении детали определенного наименования в разных типах производства, который позволяет определить исходные данные настоящего курсового проекта. Если принять допустимый суммарный коэффициент загрузки рабочих мест Кз=0,85, то значения коэффициента загрузки рабочего места деталеоперацией будут следующие:

массовое - 0,85;

крупносерийное – 0,85 - 0,09;

среднесерийное – 0,09 - 0,04;

мелкосерийное – 0,09 - 0,02;

единичное – 0,02.

При разработке проекта следует определить загрузку рабочего места при обработке детали одного наименования (загрузки рабочего места деталеоперацией) по формуле:

,                                                                      (6)

где Nшт  – годовая программа выпуска деталей данного наименования, шт;

     tштi – продолжительность i-ой операции, мин;

  ФН - номинальный годовой фонд времени оборудования.

При определении фондов времени работы оборудования и рабочих следует различать следующие виды фондов:

- календарный годовой фонд времени, выраженный числом часов в году

Фк = 24365 = 8760 ч;

-              номинальный (режимный) годовой фонд времени работы оборудования, выражаемый количеством часов в году в соответствии с режимом работы и

характеристикой производства (без учета потерь) Фн=2000 часов при односменной работе;

-              действительный (эффективный) фонд времени работы оборудования, равный номинальному времени за вычетом затрат времени на ремонт и других неизбежных потерь.

часов,                             (7)

где р – коэффициент, учитывающий потери времени, связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания (0,03– 0,07);

         н – коэффициент, учитывающий потери времени на настройку, подналадку оборудования во время рабочих смен (0,05 – 0,1).

Действительный фонд времени работы оборудования зависит от его ремонтной сложности и, следовательно, среднего простоя его в ремонте, сложности наладки и подналадки.

Действительный годовой фонд времени рабочего (в отличие от фонда времени работы оборудования) учитывает потери времени, связанные с отпусками и невыходами на работу по уважительным причинам и рассчитывается по формуле:

, часах                                                                      (8)

где Сн = 9-12% – потери от номинального фонда времени. Ориентировочно Фд может быть принят 1800 часов в год при односменной работе.

Для поточного производства в механических цехах рекомендуется двухсменный режим работы, при котором можно принять Фн = 4000 ч.

Расчеты коэффициента загрузки производятся для каждой операции и на этой основе, делается выбор типа производства исходя из преобладающих коэффициентов загрузки по большинству операций.

Если большинство операций имеет коэффициент загрузки Кз = 0,85 и более, то принимается массовый тип производства.

При значении Кз в пределах 0,85 > Кз > 0,09 принимается крупносерийный тип производства.

3 Расчет основных параметров поточной линии

3.1 Расчет такта поточной линии

Такт поточной линии - средний интервал времени между выпуском обрабатываемых деталей рассчитывается для однопредметной поточной линии по формуле:

r = (60ФД)/NЗ = (601800)/20000 = 5,4 мин                            (9)

где ФД – действительный фонд времени работы оборудования, часах;

          NЗ – количество изделий по плану запуска в производство (количество заготовок).

Передача деталей на потоке с одного рабочего места на другое может производиться не по одной штуке, а небольшими транспортными (передаточными) партиями. Тогда промежуток времени между передачей всех деталей такой партии (и схода с линии готовой партии) называется ритмом. Ритм равен такту, умноженному на число деталей в партии.

Передача деталей транспортными партиями в специальной таре может оказаться более экономичной, чем поштучная передача (особенно для сравнительно мелких деталей).

3.2 Расчет технологической себестоимости на операции механической обработки

При выборе технологического маршрута приведенные затраты могут быть определены в виде удельных величин на 1 час работы оборудования. Часовые приведенные затраты можно определить по формуле:

, тг/час                                                        (10)

где С3 – основная и дополнительная зарплата с начислениями, тг/ч;

      СЧ.З – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, тг/ч;

      Ен - нормальный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Ен=0,2);

      Кс, К3 - удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и в здание.

Основная и дополнительная зарплата определяется с начислениями и учетом многостаночного обслуживания определяется:

, тг                                                                      (11)

где Е – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (9%), отчисления на социальное страхование (4,5%) и приработок в результате перевыполнения норм на 30% (Е=1,53)

Ст.ф – часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда, тг/ч;

к – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика.

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

                                             тг/ч                                              (12)

где км – машиностроительный коэффициент, показывающий во сколько раз  затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка;

– практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте.

Величина часовых затрат по эксплуатации рабочего места в случае пониженной загрузки станка ( ηЗ60% ) должна быть скорректирована с помощью коэффициента .

                                                                                               (13)

ηЗ – коэффициент загрузки станка

                                                                                          (14)

Капитальные вложения в станок:

                                                , тг/ч                                              (15)

Капитальные вложения в здание:

                                              тг/ч                                              (16)

Ц – балансовая стоимость станка, тг;

F – производственная площадь, занимаемая станком, с учетом проходов:

                                                 м2                                                                              (17)

f – производственная площадь, занимаемая станком, м2

кf – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь (на проходы, проезды и другое).

Стоимость механической обработки на рассматриваемой операции

тг                                                                   (18)

Первый вариант. Прокат

Производится обработка токарным станком 16К20Т1 поверхностей:

- фрезерование

- обтачивание поверхностей

- сверление отверстий

- обработка фасок

- обработка конуса

- растачивание

Исходные данные [1]:

Ц=2 млн. тг

f= 6,55 м2

mпр=2

ЕН=0,2

Тшт.к=19 мин

км= 1,4

- Основная и дополнительная зарплата с начислениями:

                                  тг/ч                                     (19)

- Капитальные вложения в станок:

тг/ч

- Капитальные вложения в здание:

- Часовые приведенные затраты:

тг.

- Стоимость механической обработки:

тг

Производственная обработка на координатно-расточном станке 2204ВМФ4 поверхностей:

Исходные данные:

Ц=1,5 млн. тг

f= 6,17 м2

mпр=2

ЕН=0,2

Тшт.к=19 мин

км=0,7

- Основная и дополнительная зарплата с начислениями:

  тг/ч.

- Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

  тг/ч.

- Капитальные вложения в станок:

  тг/ч.

- Капитальные вложения в здание:

  тг/ч

  м2

- Часовые приведенные затраты:

  тг.

- Стоимость механической обработки:

   тг/ч.

Второй вариант. Штамповка

Производится обработка на координатно-растачном станке 2204ВМФ4 поверхностей:

- фрезерование

- обтачивание поверхностей

- сверление отверстий

- обработка фасок

- обработка конуса

- растачивание

Исходные данные:

Ц=1,5 млн. тг

f= 6,17 м2

mпр=1

ЕН=0,2

Тшт.к=15 мин

км=0,7

- Основная и дополнительная зарплата с начислениями:

  тг/ч.

- Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

  тг/ч.

- Капитальные вложения в станок:

  тг/ч.

- Капитальные вложения в здание:

  тг/ч

  м2

- Часовые приведенные затраты:

  тг.

- Стоимость механической обработки:

  тг.

Производится обработка вышеперечисленных поверхностей на токарном станке 16К20Т1.

Исходные данные:

Ц=2 млн.тг

f=6,55 м2

mпр=2

ЕН=0,2

ТШТ.К=15 мин

км=1,4

- Основная и дополнительная зарплата с начислениями:

  тг/ч

- Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:

  тг/ч

- Капитальные вложения в станок:

  тг/ч.

- Капитальные вложения в здание:

  тг/ч

F= 2,56,55=16,4 м2

- Часовые приведенные затраты:

  тг.

- Стоимость механической обработки:

  тг/ч.

Таблица 4 – Сравнение вариантов получения заготовок.

Приведенная годовая экономия:

                                                                                                                                   (20)

тг

тг

На основе приведенных расчетов можно сделать вывод, что заготовка штамповка оптимально приближена к детали (отходы небольшие), что не требует дополнительных экономических затрат на дополнительные операции.

17

4 Расчет потребного числа рабочих мест

В поточном производстве потребное число рабочих мест (единиц оборудования) определяется для каждой технологической операции. Первоначально определяется расчетное число рабочих мест:

,                                                                                       (21)

где tшт.i – норма времени i-й операции, мин;

      r – такт потока, мин.

18

Расчетное число рабочих мест, как правило, получается дробным. Поэтому по каждой операции устанавливается принятое число рабочих мест Спр.i путем округления Cpi до ближайшего целого числа. При установлении Спр допускается перегрузка в небольших пределах (до 5-6%), особенно если расчетное число рабочих мест округляется до единицы или до двух. Поэтому, если расчетное число рабочих мест не более чем на 5-6% превышает целое число, то его округляют до ближайшего меньшего целого числа, одновременно намечая уменьшение tшт.i и отражая это в курсовой работе корректировкой исходных данных.

Коэффициент загрузки рабочих мест определяется в процентах по каждой операции технологического процесса и по линии в целом:

по операциям

                                                                      (22)

и по линии в целом

,                                                                      (23)

где К0 – число операций

На этой стадии проектирования обосновывается вид поточной линии (прерывно-поточная или непрерывно-поточная). Необходимо уделить внимание возможности превращения прерывно-поточного производства в непрерывное путем синхронизации - обеспечения равенства или кратности продолжительности выполнения технологической операции такту потока. В проекте ограничиваются предварительной синхронизацией, при которой длительность обработки детали на данной операции может отличаться от такта потока в пределах 8-10% (для непрерывно-поточных линий).