Организация производства изготовления детали «ступенчатый вал»

Введение

 

 

Организация производства – это внутренняя упорядоченность, согласованность и взаимодействие дифференциальных частей целого, обусловленная ее строением; совокупность процессов или действий, ведущих к образованию и совершенствованию взаимосвязи между частями целого; объединения людей, совместно реализующих программу, действующих на основании каких-либо правил.

Для эффективного функционирования современного производства, основанного на применении сложной техники и технологий, характеризуемого большим количеством внутрипроизводственных связей и информационных потоков в сфере управления, необходимы четкая организация трудового процесса, применение прогрессивных норм и нормативов, являющихся основой не только организации труда рабочих на местах, но и планирования, организации производственных процессов и управления производством. Соответствие форм организации труда и качества его нормирования уровню развития техники и технологий служит главным условием достижения высокой эффективности производства.

Значение организации производства возрастает по мере развития рыночных отношений, способствующих возрождению конкуренции, при которой большой вес приобретает результативность труда, оказывающая решающее влияние на эффективность производства. Правильная организация производства способствует рациональному использованию оборудования и времени, работающих на нем, что повышает производительность труда, снижает себестоимость продукции, увеличивает рентабельность производства. Таким образом, все решения в области организации производства принимаются на основе всестороннего анализа, точного учета, научнообоснованных методик.

Организация  производства имеет своей главной целью  обеспечение непрерывного научно – технического прогресса производства и создание условий, обеспечивающих эффективное выполнение и перевыполнение заданий плана каждым производственным звеном по всем показателям.

Машиностроительное предприятие  является основным первичным звеном производства. Оно представляет собой  коллектив трудящихся, объединенных общими целями, связанных производственными отношениями и использующих средства производства для изготовления определенной продукции. Предприятия по типу производства могут быть: единичными, серийными и массовыми.

Предприятие или цех  относят к тому или иному типу производства в зависимости от преобладающей доли типов производственных процессов и характера повторяемости выпуска продукции (непрерывный, ритмичный, эпизодичный). Отнесение предприятий к тому или иному типу производства  имеет условный характер, так как каждое предприятие имеет в своих подразделениях разные типы производственных процессов. Поэтому о типе производства всего предприятия судят по тем из них, какие больше всего на этом предприятии распространены, т. е. преобладают.

Предметом исследования данной работы является организация производственного процесса изготовления детали «ступенчатый вал».

Целью курсовой работы является организация и планирование производства детали «ступенчатый вал», изготовленной из стали. Отсюда определяем, что объектом исследования будет являться деятельность машиностроительного предприятия.   По ходу курсовой работы будут решаться следующие  задачи:

• выбор и обоснование типа производства;
• определение необходимого количества рабочих мест;
• планирование рабочих мест;
• расчет потребности в основных материалах;
• расчет численности работающих;
• расчет планового фонда оплаты труда;
• определение стоимости основных фондов.

На основе исходных данных: массы детали, материала, коэффициента выполнения норм, штучного времени  на изготовление детали, режима работы участка, - выполняем соответствующие расчеты для того, чтобы решить  поставленные задачи.

Итогом проделанной  работы является составление калькуляции  себестоимости изготовления детали ступенчатого вала.

Основой для разработки проекта является технологический процесс обработки детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчет производственной программы и обоснование типа производства ступенчатого вала

 

1.1 Исходные данные

 

 

Деталь: Ступенчатый вал  ПР 1401.00.03, ПР 2000-14.001

Технологический процесс механической обработки детали:

05 Заготовительная 

010Фрезерно-центровальная

015 Токарная гидрокопировальная

020 Токарная гидрокопировальная

025 Шпоночно-фрезерная

030 Шпоночно-фрезерная

035 Круглошлифовальная

040 Круглошлифовальная

045 Контрольная

Время штучное на изготовление детали: 23,42 мин.

Коэффициент выполнения норм: 1,05

Режим работы участка: 2-х  сменный

Масса детали: 0,25 кг

Наименование, марка материала: Сталь 45 В ГОСТ 1051

Заготовка: Пруток

Масса заготовки: 0,7 кг

Габариты заготовки: 12 × 3000

 

 

1.2 Характеристика технологического процесса

 

 

Метод организации производства - это способ осуществления производственного  процесса, представляющий собой совокупность средств и приемов его организации  и характеризующийся рядом признаков, главными из которых является взаимосвязь последовательности выполнения операций технологического процесса с порядком размещения оборудования и степени непрерывности производственного процесса.

Технологический процесс- это часть производственного  процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства (размеров, формы, свойств материалов, контроля и перемещения заготовки).

Разработанный  технологический  процесс является прогрессивным, обеспечивает повышение производительности труда и качества детали, сокращение трудовых и материальных затрат на реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.

Маршрут обработки детали «ступенчатый вал» сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Индивидуальный маршрут обработки ступенчатого вала

 

№ опера-ции	Наименование  и содержание операций	Оборудование	Инструмент	Приспособления
05	Заготовительная
010	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центро-вальный  МР73М	Фреза 2210-0063 ГОСТ 930469, Сверло центровочное 0352317-010 ГОСТ 1120-5-80	Специальное БЧ
015	Токарная гидрокопировальная	Токарный копировальный  полуавтомат 7Н713	Проходной резец ГОСТ 21151-75	Вращающийся центр БЧ
020	Токарная гидрокопировальная	Токарный копировальный полуавтомат 7Н713	Проходной резец ГОСТ 21151-75	Вращающийся центр БЧ
025	Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 9Д91	Концевая шпоночная  фреза ГОСТ 17025-71	Самоцентри-рующие тиски
030	Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 9Д91	Концевая шпоночная  фреза ГОСТ 17025-71	Самоцентри-рующие тиски
035	Круглошли-фовальная	Круглошлифо-вальный  станок 3М151	Шлифовальный круг ГОСТ 2434-83	Центры, поводковый патрон БЧ
040	Круглошли-фовальная	Круглошлифо-вальный  станок 3М151	Шлифовальный круг ГОСТ 2434-83	Центры, поводковый патрон БЧ
045	Контрольная	Контрольный стол

 

Важным расчетным элементом  технологического процесса является технологическая  операция. Выполнение любой технологической  операции требует затрат времени  работников и работы оборудования.

Зная нормы времени  для всех технологических операций, входящих в состав технологического процесса, можно определить его трудоемкость – количество труда в часах, затрачиваемых на технологический процесс изготовления единицы произведенной продукции. Суммарные затраты труда на выполнение технологического процесса изделия – это трудоемкость изделия. В соответствии с этим приводится таблица 3 с нормами времени на операции.

 

Таблица 3 – Нормы времени на изготовление ступенчатого вала

 

№ операции	Наименование и содержание операций	Время, мин.
		t штучное, в том числе	t оперативное (80% от штучного)		t отдыха (5% от tшт)	t обслужи-вания (15% от tшт)
			t основное (70% от tоп)	t вспомо-гательное (30% от tоп)
1	2	3	4	5	6	7
010	Фрезерно-центровальная	4,06	2,7	1,1	0,2	0,6
015	Токарная гидрокопировальная	3,35	2,2	0,9	0,16	0,5
020	Токарная гидрокопировальная	3,45	2,3	0,96	0,17	0,52
025	Шпоночно-фрезерная	3,11	2,03	0,87	0,15	0,46
030	Шпоночно-фрезерная	3,11	2,02	0,86	0,15	0,46
035	Кругошлифовальная	3,21	2,1	0,9	0,16	0,48
040	Кругошлифовальная	3,13	2,04	0,87	0,16	0,46
	Итого:	23,42	15,4	6,46	1,15	3,48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Выбор и обоснование типа производства

 

 

Тип производства - это  комплексная характеристика организационно-технологического уровня производства, представляющая собой совокупность номенклатуры продукции, объема производства, повторяемости продукции, выпуска однотипной продукции, характера загрузки рабочих мест, типа используемого оборудования, квалификации рабочих, себестоимости продукции.

Тип производства – классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.

Основными факторами, определяющими  тип производства, являются: широта номенклатуры, объем выпуска, степень  постоянства загрузки рабочих мест и их специализация. В машиностроении различают три типа производства: массовое, серийное, единичное, массовое.

Серийное производство – производство, характеризуемое  ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых  периодически повторяющимися партиями выпуска.

В зависимости от количества изделий в партии или серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Основные признаки серийного  производства:

1)Станки применяются  разнообразных типов: универсальные,  специализированные, специальные, автоматизированные;

2) Кадры различной  квалификации;

3) Работа может производиться  на настроенных станках;

4) Применяется и разметка, и специальные приспособления;

5) Сборка без пригонки  и т.д.

Оборудование располагается  в соответствии с предметной формой организации работы.

Станки располагаются  в последовательности технологических  операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового  порядка выполнения операций. В той  же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей (так называемые, предметно-замкнутые участки). Обработка заготовок производится партиями. При этом время выполнения операций на отдельных станках может быть не согласовано со временем операций на других станках.

Изготовленные детали хранятся во время работы у станков и затем транспортируются всей партией.

Массовое производство – производство, характеризуемое  узкой номенклатурой и большим  объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых  в течение продолжительного времени.

Таким образом, изделия  изготавливаются в большом количестве длительное время, конструкция изделия меняется плавно. Рабочая сила низкой квалификации при наличии настройщиков, оборудование автоматизированное, полная взаимозаменяемость при сборке.

Массовому производству присуща поточная форма организации производства, при которой операции обработки или сборки машины закреплены за определенным оборудованием или рабочими местами. Оборудование расположено в порядке выполнения операций, а изготовляемая деталь передается с одной операции на следующую сразу после выполнения предшествующей операции, как правило, с помощью специальных транспортных средств.

В условиях массового  производства и поточной формы организации  производства для полной загрузки рабочего места необходимо, чтобы соблюдалось  условие:

 

где N_вып – годовая программа выпуска, шт.;

       t_шт.вед. – штучное время ведущей операции, мин.;

       Ф_д – действительный фонд времени работы оборудования, ч.

Действительный фонд времени работы оборудования Ф_д, определяется по формуле:

 

где Фн – номинальный фонд работы оборудования, ч;

       s – число смен работы;

       aр – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени, связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания, 0,05;

       aн – коэффициент, учитывающий потери времени на настройку и под наладку оборудования во время рабочих смен, 0,1.

Принимая во внимание продолжительность смены равную 8 часам, а также количество рабочих  дней 252 при пятидневной рабочей  недели и продолжительности года 365 дней, получаем номинальный фонд времени работы оборудования Ф_н, равным:

 

Тогда, действительный фонд времени оборудования составит:

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Расчет номинального фонда времени

 

Показатели	Единицы измерения	Значения
1.Календарное количество  дней в году 2.В том числе: выходные дни праздничные дни 3.Рабочие дни 4.В том числе предпраздничные  дни 5.Продолжительность рабочего  дня  в обычные дни в предпраздничные дни 6.Номинальный фонд  времени для одной смены	дни   дни дни дни дни   часы часы часы	365   100 13 252 7   8 7 2048

 

Исходя из действительного  фонда времени работы оборудования и продолжительности ведущей операции, определяем годовую программу выпуска N_вып, шт.:

 

 

Для определения типа производства необходимо определить загрузку рабочего места при обработке  деталей одного наименования. Коэффициент  загрузки k_з рабочего места деталеоперацией определяется по формуле:

 

 

Таблица 5 – Расчет загрузки рабочих мест

 

№ опера-ции	Наименование операции	Штучное время, tшт. мин.	Порядок расчета коэффициента загрузки	Коэффициент загрузки, kз, %
010	Фрезерно-центровальная	4,06		1
015	Токарная гидрокопировальная	3,35		0,82
020	Токарная гидрокопировальная	3,45		0,85
025	Шпоночно-фрезерная	3,11		0,76
030	Шпоночно-фрезерная	3,11		0,76
035	Круглошлифовальная	3,21		0,79
040	Круглошлифовальная	3,13		0,77
	Итого	23,42		5,75

 

 

В большинстве операций коэффициент загрузки рабочих мест k_з не более 0,9, из этого следует, что принимаем серийный тип производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчет основных параметров и оперативное планирование однопредметной поточной линии

 

2.1 Расчет такта поточной линии

 

 

Для проектирования поточной линии исходным моментом является расчет такта поточной линии. Расчет такта поточной линии производится в соответствии с программой запуска.

Программа запуска Nз (шт.) рассчитывается в тех случаях, если на линии происходит отсев деталей на технологическую наладку оборудования:

 

 

где a_б – коэффициент, учитывающий потери деталей или брак, 0,02.

 

 

Для однопредметной поточной линии такт потока r (мин/шт.) рассчитывается по формуле:

 

 

 

 

2.2 Расчет необходимого количества рабочих мест

 

 

Необходимое количество оборудования на однопредметной поточной линии определяется для каждой технологической операции исходя из значения штучного времени ( t_шт.), среднего такта (r) и среднего коэффициента выполнения норм (k_в ) по формуле:

 

где с_р – расчетное количество рабочих мест, шт.;

       k_в – коэффициент выполнения норм времени.

По каждой операции необходимо установить принятое число рабочих мест с_пр (шт.). При определении принятого количества рабочих мест допускается небольшая перегрузка до 8%. Перегрузка компенсируется снижением трудоемкости за счет повышения режимов обработки.

Округляем до ближайшего большего целого числа, т. е. до единицы. Результаты расчетов оформляем в таблицу 6.

Загрузка рабочих мест k_з в процентах определяется по каждой операции технологического процесса и по линии в целом. Загрузка по операциям рассчитывается по формуле:

 

 

Загрузка по линии k_зл в целом находится по следующей формуле:

 

где m – число операций технологического процесса.

 

Рассчитаем количество рабочих мест по операциям:

1) Фрезерно-центровальная:

 

 

2) Токарная гидрокопировальная:

 

 

3) Токарная гидрокопировальная:

 

 

4) Шпоночно-фрезерная

 

 

5) Шпоночно-фрезерная

 

 

6) Кругошлифовальная

 

 

7) Кругошлифовальная

 

 

 

 

Таблица 6 – Расчет количества рабочих мест

 

Наименование операции	Наименование оборудования	tшт., мин.	Расчетное количество станков	Принятое количество станков
1	2	3	4	5
Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центро-вальный  МР73М	4,06	1,2	1
Токарная гидрокопировальная	Токарный копировальный  полуавтомат 7Н713	3,35	1,04	1
Токарная гидрокопировальная	Токарный копировальный  полуавтомат 7Н713	3,45	1,07	1
Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 9Д91	3,11	0,97	1
Шпоночно-фрезерная	Шпоночно-фрезерный станок 9Д91	3,11	0,97	1
Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151	3,21	1	1
Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151	3,13	0,98	1
Итого		23,42		7

 

Следующим этапом будет  определение загрузки рабочих мест по операциям:

 

1) Фрезерно-центровальная:

 

 

2) Токарная гидрокопировальная:

 

 

3) Токарная гидрокопировальная:

 

 

4) Шпоночно-фрезерная:

 

 

5) Шпоночно-фрезерная

 

 

6) Круглошлифовальная

 

 

7) Круглошлифовальная

 

 

 

Рассчитаем коэффициент  загрузки по линии в целом:

 

= 103 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Организация многостаночного обслуживания

 

 

Многостаночное обслуживание – это обслуживание одним или группой рабочих нескольких станков, при котором машинно-автоматическое время работы одного станка используется для выполнения ручных элементов операции, а также всех или части функций обслуживания рабочего места на других станках. Чем больше это соотношение, тем большее количество станков может обслуживать один рабочий.

Техническими предпосылками развития многостаночного обслуживания являются повышение уровня автоматизации используемого оборудования, улучшение системы управления оборудованием и конструкции технологической оснастки, в результате которых уменьшается доля ручного труда по обслуживанию оборудования и увеличивается доля автоматической его работы.

Организационными предпосылками  введения многостаночного обслуживания являются:

- рациональная планировка  оборудования на рабочем месте,  обеспечивающая удобство его обслуживания; кратчайшие маршруты перехода от станка к станку;

- реализация наиболее  эффективной системы обслуживания  рабочих мест;

- изменение форм разделения  и кооперации труда так, чтобы  большинство функций (наладка, подналадка станков, передача деталей, заточка инструментов) выполнялись вспомогательными рабочими.

Экономическая целесообразность многостаночного  обслуживания заключается в возможности обеспечения полной занятости рабочих-многостаночников и обслуживаемого ими оборудования.

Сущность многостаночного  обслуживания заключается в том, что рабочий (или группа рабочих) выполняют работу по обслуживанию нескольких станков или других видов производственного оборудования, при этом ручные элементы операции на каждом станке выполняются во время автоматической работы других станков. Время, в течение которого выполняются все виды ручных работ, машино-автоматических работ, и время на переходы рабочего по всем обслуживаемым станкам называют циклом многостаночного обслуживания.

Возможность организации многостаночного  обслуживания определяется на этапе проектирования и нормирования технологических процессов.

Основным фактором, обеспечивающим многостаночное обслуживание при механической обработке, является повышение времени  машино-автоматической работы t_м-а над временем ручной работы t_р: t_м-а > t_р. Чем больше это соотношение, тем большее количество станков может обслуживать один рабочий.

При организации рабочего места многостаночника большое  внимание уделяется его планировке, так как рабочий затрачивает  значительное время на переходы от одного станка к другому. Различают:

– кольцевое расположение оборудования, при котором у рабочего маршрут движения круговой;

– линейное расположение оборудования, при котором рабочий  при окончании цикла обслуживания возвращается к первому станку.

При организации многостаночной работы необходимо учитывать коэффициент оптимальной занятости рабочего. Рабочие, обслуживающие несколько станков, осуществляют переход от станка к станку с грузом или без него. На основе исследований установлено, что коэффициент оптимальной занятости уменьшается с увеличением массы обрабатываемых деталей, расстояния их перемещения и числа деталеопераций.

Длительность цикла  при многостаночном обслуживании Т_цм (мин.) рассчитывается следующим образом:

 

 

где t_м-а – время машино-автоматической работы

       t_вн – вспомогательное не перекрывающееся время, включая время активного наблюдения, мин.;

       t_пр – время простоя станка, мин.

Коэффициент фактической  занятости k_зан рабочего-многостаночника определяется по формуле:

 

 

где t_р – фактическое рабочее время за время цикла, включая время переходов от одного станка к другому, мин.

Коэффициент фактической  занятости рабочего-многостаночника  не должен превышать коэффициента оптимальной  занятости.

Нормативное количество станков с_ст (шт.), обслуживаемых одним рабочим, можно определить по формуле:

 

 

где t_вп – вспомогательное перекрывающееся время, мин.;

       t_пер – время перехода рабочего от станка к станку, мин.

На непрерывно-поточной линии длительность цикла при многостаночной работе равна или кратна такту поточной линии: