Федеральное агентство по образованию

    Бийский технологический институт (филиал)

    Государственного  образовательного учреждения

    высшего профессионального образования

    «Алтайский  государственный технический университет 

    им. И.И. Ползунова» 
 
 
 
 
 

    Кафедра МРСиИ 
 
 
 
 
 

Расчетно–графическая работа по курсу: «Проектирование машиностроительного производства» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил ст. гр. ТМ – 41

                                                                                                                Никулин А.А.

Проверил: Рыжиков В.В. 
 
 
 
 
 
 
 

Бийск 2008г.

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...3

Задание…………………………………………………………………………….3

1.Анализ технологического процесса и составление карты исходных данных3

2.Проектирование основной производственной площадки……………………4

  2.1Определение типа производства…………………………………………...4

  2.2Определение количества основного производственного оборудования.5

  2.3Определение количества рабочих механического цеха………………...7

    2.3.1Расчёт количества основных производственных рабочих………….7

    2.3.2Определение численности вспомогательных рабочих……………....8

    2.3.3Определение численности инженерно–технических работников…..8

    2.3.4 Определение численности служащих и МОП………………………9

    2.3.5 Определение численности контролеров……………………………..9

    2.4Грузооборот и площадь цеха………………………………………………9

    2.5Проектирование вспомогательных отделений……………...…………...10

      2.5.1Проектирование заточных отделений……………………………….11

      2.5.2Проектирование отделения ремонта инструмента и оснастки…….13

      2.5.3Проектирование инструментально-раздаточной кладовой………...14

      2.5.4Проектирование контрольного отделения……………………….….15

      2.5.5Проектирование цеховой ремонтной базы (ЦРБ)……………….….15

      2.5.6Проектирование склада заготовок………………………….………..16

      2.5.7Проектирование склада готовой продукции………………………...16

      2.5.8.Проектирование склада масел и эмульсионной станции………….17

      2.5.9.Проектирование отделения для сбора и переработки стружки…...17

3. Компоновка и планировка цеха ………………………………………...…...18

4. Рабочее место фрезеровщика ………………………………………...……...19

5. Проектирование транспортной системы…………………………………….20

Список литературы………………………………………………………………22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Широкое развитие промышленности требует качественного  и систематизированного проектирования и строительства производственных площадей и грамотного расположения оборудования. Это необходимо для повышения производительности, экономичности и улучшения условий труда. Одной из основных задач проектирования цехов является обеспечение того, чтобы ко времени ввода в действие они оказались технически передовыми, имели высокие показатели по производительности труда, себестоимости и качеству продукции и отвечали современным требованиям по условиям труда. Поэтому проектирование должно вестись на основе максимального учёта новейших достижений науки и техники в данной отрасли производства, с учетом применения в проектируемом цехе наиболее прогрессивных технологических процессов, высокопроизводительного оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, а также новейших форм организации производства и управления с применением автоматизированных систем.

     Повышение производительности труда и рентабельности механосборочного производства достигается, в частности, уменьшением объемов  механической обработки на основе применения качественных и точных заготовок, полученных прогрессивными методами. 
 

Задание

Спроектировать  участок механической обработки  вал тормоза.

     Годовая программа 300000 шт./год.

     Масса детали 900 г.

     Масса заготовки 1300 г.

     Материл детали: Сталь 45.

     Исходными данными для проектирования металлорежущего  цеха является технологический процесс  обработки детали.  

     1. Анализ технологического процесса и составление карты исходных данных.

   Анализ  технологического процесса необходим  для определения габаритов рабочего пространства станка, систем управления, а также схем удаления отходов, определения типа привода приспособлений. Из технологического процесса необходимо узнать об используемом режущем инструменте, виде смазочно-охлаждающей жидкости и применяемых в оборудовании маслах. Эти данные необходимы при проектировании заточного отделения, склада СОЖ и масел.

   По  имеющейся технологии был изучен технологический процесс и составлена карта исходных данных:

2. Расчет основной  производственной  площадки

2.1 Определение типа производства

    К основным определяющим признакам механических цехов относятся: характер (тип) производства, количество установленных станков и максимальная масса обрабатываемой детали.

    Цеха, в зависимости от величины производственной программы и вида продукции, бывают следующих типов: единичного, мелкосерийного, среднесерийного, крупносерийного и массового производства.

    Показателями  для определения типа производства служат такт выпуска изделий и коэффициент серийности.

    Величина  такта выпуска изделий определяется по формуле:

где Ф_с – действительный годовой фонд времени работы станка в часах;

    Ф_с = 4015(ч); [1стр.98]

    Д – годовой выпуск деталей в шт. Д = 300000 шт.

    Коэффициент серийности характеризует количество различных операций, закреплённых за одним станком:

    где Т_шт.ср. – среднее штучное время по операциям обработки детали. 

     мин.

      - производство массовое. [1,стр. 124]

2.2 Определение количества основного производственного оборудования

    Производственным  оборудованием механического цеха в основном является металлорежущие станки, поэтому при проектировании цеха производится расчёт главным образом количества металлорежущих станков. Оборудование других производственных отделений и дополнительное производственное оборудование (настольные станки и прессы, точила и др.) обычно не рассчитывается, а выбирается комплектно. Количество металлорежущих станков, в зависимости от типа производства, стадии проектирования и требуемой точности расчёт может вестись точно или укрупнено.

    Т.к. производство массовое, то проектные расчеты будем вести для двухсменного режима работы точным способом, когда трудоёмкость определяется по подробно разработанному технологическому процессу. Т.о. расчёт будем вести для каждой операции. [1,стр. 139]

    Потребное количество станков определяется по формуле:

    где С_р – расчётное число станков данного типоразмера;

       Т_к – трудоёмкость обработки годового количества всех деталей на                   станках данного типоразмера в станко - часах;

          – действительный годовой фонд времени работы станка в часах.

       Трудоёмкость  обработки Т_к определяется по данным технологического процесса и рассчитывается для каждой операции по формуле:

    где Т_шт – штучное время обработки на данной операции, мин;

       Д – годовой выпуск деталей, шт.

    010: (станко–часов);

    020: (станко–часов);

    030: (станко–часов);

    040: (станко–часов);

    050: (станко–часов);

    060: (станко–часов);

    080: (станко–часов); 

010:   Сn=2;

020:   Сn=2;

030:      Сn=2;

040:   Сn=6;

050: Сn=2;

060:    Сn=1;

080:    Сn=2; 

      Определяем коэффициент загрузки станков:

; [1, стр.138]

010: Кз=0,78;

020: Кз=0,81;

030: Кз=0,64;

040: Кз=0,85;

050: Кз=0,67;

060: Кз=0,86;

080: Кз=0,61; 
 
 

Средний коэффициент загрузки:

 [1, стр.138]

      ; Результаты расчётов следует признать удовлетворительными, т.к. средний коэффициент загрузки станков линии не ниже 0,65÷0,75.

  Результаты  расчёта основного производственного оборудования, коэффициентов загрузки и среднего коэффициента загрузки, а также трудоёмкости по каждой операции сведём в таблицу 2.

  Таблица 2 – Расчёт количества станков, коэффициентов загрузки, среднего коэффициента загрузки и трудоемкости по каждой операции.

2.3 Определение количества рабочих механического цеха

2.3.1. Расчёт количества основных производственных рабочих

    К производственным рабочим механических цехов относятся: станочники, операторы  и наладчики автоматических линии, разметчики, слесари по промежуточным слесарно–сборочным работам, мойщики деталей.

    В зависимости от типа производства и  требуемой точности принимают различные  методы расчёта количества производственных рабочих цеха. В крупносерийном и  массовом производствах число рабочих  определяется по станкоёмкости обработки, т.е.

    где Т_с – станкоёмкость годового выпуска изделий в станко–часах;

          Т_с = Ф_с · С_п · К_з.ср; [1,стр.145]

     где Ф_с – действительный годовой фонд времени работы станка, часах;

       С_п – количество принятого производственного оборудования, шт;

       К_з.ср – среднего коэффициента загрузки оборудования.

     Т_с=4015·17·0,76=51874 (станко-часов)

       Ф_р – действительный годовой фонд времени работы рабочего в часах;

       Ф_р=1860(ч) [1,стр.98];

       К_р – коэффициент, учитывающий ручные работы; К_р = 1,02 – для крупносерийного и массового производств [1,стр. 148];

       К_м – коэффициент многостаночного обслуживания К_м = (1÷5).

    Принимаем Р = 29 человека.

    При двухсменной работе нормами рекомендуется в первой смене принимать 50% всех производственных рабочих. [1,стр. 149]

    1 смена – 29 · 0,5 =14,5 человек, принимаем 15 человек;

    2 смена – 29 - 15 = 14 человек.

2.3.2. Определение численности вспомогательных рабочих

    К вспомогательным относятся рабочие, обслуживающие производство: наладчики, контролёры ОТК, транспортные и подсобные рабочие, рабочие по ремонту инструмента и оборудования, дежурные слесари, электрики, такелажники, рабочие и кладовщики цеховых складов, уборщики производственных помещений.

    Расчёт  количества вспомогательных рабочих  цеха может производиться по трудоёмкости планируемого объёма работ, по количеству рабочих мест или по нормам обслуживания, а также в процентном отношении от числа производственных рабочих или от количества оборудования.

    Расчёт  будем вести в процентном отношении от числа производственных рабочих. По данным ряда заводов и институтов количество вспомогательных рабочих в механических цехах составляет в серийном производстве 18÷25%, в массовом –35÷50% [1,стр.149].

    Р_всп = (0,35÷0,50) · Р = 0,40 · 29 = 11,6 человек; принимаем 12 человек.

    В первую смену 6 человек. Состав: 3 наладчиков, 1 контролер ОТК, 2 транспортных рабочих.

    Во  вторую смену 6 человека. Состав: 3 наладчиков, 1 контролер ОТК, 2 транспортных рабочих.

2.3.3. Определение численности инженерно–технических работников

    К категории ИТР относятся работники, выполняющие обязанности, связанные  с техническим руководством производства и занимающие должности, для которых  требуется квалификация инженера или  техника: начальники и их заместители в цехах, технологи, конструкторы, начальники участков, мастера, начальники лабораторий и их заместители, механики, энергетики, лаборанты.

    Количество  ИТР при двух сменной работе рассчитывается в процентах от основных и вспомогательных рабочих цеха. В серийном и смешанном производстве с преобладанием поточных линий ИТР составляют 10÷7% от числа основных рабочих [1,стр. 150].

    Р_ИТР = (0,07÷0,1) · (Р + Р_всп) = 0,08 · (29 + 12) = 3,28 (чел), принимаем 4 человека

    В первую смену 70% – 3 человека. Состав: начальник цеха, старший мастер, мастер.

    Во  вторую смену 30% – 1 человек. Состав: мастер.

    Указанные проценты не учитывают ИТР ремонтной  базы и группы цехового механика, мастерской по ремонту оснастки, заточного отделения  и мастерской энергетика, а также ИТР ОТК.

2.3.4. Определение численности служащих и МОП

    К категории служащих относится персонал, выполняющий работу отчетности, снабжения: бухгалтеры, кассиры, копировщики, секретари, заведующие складами.

    К категории МОП относятся уборщики служебных и бытовых помещений, дворники, гардеробщики.

    Число служащих – 4÷15 человек. Принимаем Р_сл = 4 человека [1,стр. 150].

    В первую смену 3 человека. Состав: 1 бухгалтер, 1 кассир, 1 заведующий складами.

    Во  вторую смену 1 человек. Состав: 1 заведующий складами.

    Число МОП – 3÷12 человек. Принимаем Р_МОП = 5 человек [1,стр. 150].

    В первую смену 3 человека. Состав: 2 уборщика служебных и бытовых помещений, 1 гардеробщик.

    Во  вторую смену 2 человека. Состав: 1 уборщик служебных и бытовых помещений, 1 гардеробщик.

2.3.5. Определение численности контролеров

    Число контролеров обычно берётся равным 7% от числа станочников[1, стр. 150]. Рконт=0,07 · 29 = 3 человека. В первую смену 2 человека. Во вторую смену 1 человек.

    Число ИТР ОТК принимается равным 1% от числа станочников.

    Р_ИТРОТК= 0,01 · 29 = 0,29 человек; принимаем 1 человек. 

2.4 Грузооборот и площадь цеха 

    При определении грузооборота цеха рассчитывается количество основных и вспомогательных материалов, заготовок и количество отходов производства.

    Основные  материалы – материалы, предназначенные для изготовления деталей в соответствии с программой. В нашем случае это круглый прокат из Стали 45.

    К вспомогательным материалам относятся  смазочные материалы, обтирочные материалы. Вспомогательные материалы в  грузообороте цеха в основном не учитывают, их учитывают при проектировании общезаводского складского хозяйства. Потребность во вспомогательных материалах определяется по нормам расхода на один станок или на одного рабочего.

    Потребность в СОЖ определяется по нормам расхода на инструмент в м/мин, для масел – на один станок. Отходы производства определяются по разности между массой заготовки и массой готовой детали, либо в процентном отношении от массы готовой детали.

    Количество  штампованных заготовок: Qз=mз·Д/1000;

    где mз – масса штампованной заготовки,

    Д – количество деталей в  год,

    Qз=1,3·300000/1000=390 (т).

    Количество  обработанных деталей: Qд=mд·Д/1000;

    где mд – масса детали,

    Qд=0,9·300000/1000=270 (т).

    Количество  отходов: Qо=(mз-mд)·Д/1000;

    Qо=(1,3-0,9)·300000/1000=120 (т).

Расчет  грузооборота оформим в виде таблицы 3  

    Таблица 3 – Грузооборот цеха.

    Общая удельная площадь на один станок представляет собой частное деления всей площади  цеха (т.е. суммы производственной и  вспомогательной площади) на число  станков, расположенных на производственной площади. Удельная производственная площадь обычно составляет: для малых станков 10÷12 м², средних – 15÷25 м², крупных – 25÷70 м², особо крупных – 70÷200 м² на один станок. [1,стр.152]

    S_общ = S_уд · С_общ = 25 · 17 = 425 м².

2.5 Проектирование вспомогательных отделений

    В состав вспомогательных отделений входят: инструментальная служба цеха, которая включает заточное отделение, отделение ремонта инструментов и оснастки, инструментально–раздаточные кладовые (ИРК), склады приспособлений и абразивов, контрольные пункты и отделения, цеховая ремонтная база, склады, отделение для приготовления и раздачи СОЖ, отделение для сбора и переработки стружки.