ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ









КУРСОВАЯ РАБОТА





по дисциплине: «Проектирование машиностроительных производств»

на тему: Разработка проекта механического цеха и предметно-замкнутого

участка изготовления деталей типа "вал-шестерня"



Выполнил студент: Сачков Д.Л.

Курс: 6

Шифр - 4210300109

Факультет: ФТАУМ

Специальность: 151001

Проверил преподаватель: Помпеев К.П.

Оценка:

Подпись:

Дата:

Санкт-Петербург.

2010



1. Разработать проект механического цеха, выпускающего детали к
горизонтально-расточным станкам:

1.1. Годовая программа изделий  = 2700шт;

1.2. Средняя масса выпускаемого изделия  = 44 кН;

1.3. Станкоемкость обработки одного кН деталей
изделия-представителя  = 8,6 ч;

1.4. Средняя масса изделия расчётного представителя  = 39 кН.

2. Разработать планировку предметно замкнутого механического участка изготовления детали типа "ось". Привести наименования операций в соответствии с технологическим процессом и модели оборудования.

3. Определяем суммарную станкоёмкость обработки деталей заданных изделий на годовую программу.

Определение суммарной станкоёмкости в часах в зависимости от годовой программы  и средней массы изделия , средней массы изделия - представителя  и станкоеёмкости  обработки 1 кН деталей этого изделия.

Суммарная станкоемкость  определяется по формуле

 (ч),

где .

4. Определяем расчётное число станков, необходимое для выполнения годовой программы

,

где  - действительный годовой фонд времени оборудования при работе его в две смены,  ч.
Принятое число станков  в цехе составит

 станков,

где  - средний коэффициент загрузки станков (для серийного производства принимаем = 0,85).

Принимаем  278 станка.

5. Определяем состав оборудования. Каждый тип станков принимается в процентном отношении от принятого числа станков в соответствии с машиностроительными нормативами (табл. 6).

Таблица 6

№ п/п	Типы станков	Завод зубообрабатывающих станков	Расчетное кол-во станков	Принятое количество станков
1	Токарно-винторезные	18	50,04	50
2	Токарно-револьверные	5	13,9	14
3	Токарные автоматы и полуавтоматы	1	2,78	3
4	Токарно-карусельные	2,5	6,95	7
5	Расточные	6	16,68	16
6	Координатно-расточные	–
7	Сверлильные	5	13,9	14
8	Фрезерные	11	30,58	31
9	Строгальные и долбежные	4	11,12	11
10	Протяжные	1	2,78	3
11	Шлифовальные	12	33,36	33
12	Зубообрабатывающие	10	27,8	28
13	Специальные, агрегатные, автоматы и полуавтоматы	23	63,94	64
14	Отрезные	1,5	4,17	4
Итого		100	278	278
из них с ЧПУ		16	44,48	44

6. Определяем количество производственных и вспомогательных рабочих, МОП, ИТР и СКП.

6.1. Определим число станочников по принятому количеству оборудования. Для этого разобьем принятое число станков на три группы (табл. 7).
Таблица 7

№ п/п	Типы станков	Завод зубообрабатывающих станков	Принятое количество станков	Принятый коэффициент многостаночного обслуживания kм i
1	Автоматы, полуавтоматы, станки с ЧПУ, агрегатные станки (S 1)	44	122	1,75
2	Зубообрабатывающие станки (S 2)	10	28	5
3	Остальные станки (S 3)	46	128	1
Итого		100	278	–

Число станочников определяется по формуле



 чел.,

где – действительный годовой фонд времени рабочего,  = 1800 ч.

Принимаем  = 386 чел.

6.2. Число производственных рабочих с учётом слесарей производственного отделения составит:

Р_ПР = (1,03…1,05) ×
Р_СТ.

Принимаем Р_ПР = 1,04 ×
Р_СТ = 1,04 ×
386 = 401 чел.

6.3. Количество вспомогательных рабочих

Р_В = (0,18…0,25) ×
Р_ПР.

Принимаем Р_В = 0,2 ×
Р_ПР = 0,2 ×
401 = 80 чел.

6.4. Количество МОП составит:

Р_МОП = (0,02…0,03) ×
Р_Ц.

Принимаем Р_МОП = 0,02 ×
Р_Ц = 0,02 ×
(Р_ПР+Р_В) = 0,02 ×
(401 + 80) =10  чел.

6.5. Количество ИТР составит:

Р_ИТР = (0,11…0,13) ×
Р_Ц.

Принимаем Р_ИТР = 0,12 ×
Р_Ц = 0,12 ×
481 = 58 чел.
6.6. Количество СКП составит:

Р_СКП = (0,04…0,05) ×
Р_Ц.

Принимаем Р_СКП = 0,04 ×
Р_Ц = 0,04 ×
481 = 19 чел.

7. Определяем производственную площадь цеха по общей удельной площади на каждый станок.

Общая удельная площадь на один станок производственного отделения = 29...34 м². Примем = 32  м².

F
_ПР
= ×

S
=
32
×
278 = 8896 м².

8. Определяем площадь вспомогательных отделений.

8.1. Заготовительное отделение.

Укрупненно площадь заготовительного отделения принимается из расчёта 10% от производственной площади.

F
_ЗАГ
=
0,1
×

F
_ПР
=
0,1
×
8896 = 890м².

8.2. Склад заготовок.

Укрупненно площадь склада заготовок принимается из расчёта 10% от площади производственного отделения.

F
_{СКЛ.ЗАГ}
=
0,1
×

F
_ПР
=
0,1
×
8896 = 890 м².

8.3. Промежуточный склад для хранения готовых деталей.

Укрупненно площадь склада готовых деталей принимается из расчёта 8…9% от площади производственного отделения.

F
_{СКЛ.ДЕТ}
=
(0,08…0,09)
×

F
_ПР

Примем F
_{СКЛ.ДЕТ}
=
0,08
F
_ПР
=
0,08
×
8896 = 712 м².

8.4. Отделение технического контроля.

Укрупненно площадь ОТК принимается из расчёта 3…5% от площади производственного отделения.

F
_ОТК
=
(0,03…0,05)
×

F
_ПР

Примем F
_ОТК
=
0,04
F
_ПР
=
0,04
×
 8896= 356 м².

8.5. Заточное отделение

Площадь заточного отделения рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 10…12 м². Примем = 11 м².

Число станков отделения составляет 4...6% от числа станков, обслуживаемых заточкой. Число станков, обслуживаемых заточкой (S
_{ОБСЛ.ЗАТ}) – это принятое число станков (S) за вычетом протяжных (S
_ПРОТ), шлифовальных (S
_ШЛ) и зубообрабатывающих (S
_ЗО) станков.

S
_ЗАТ
=
(0,04…0,06)
×

S
_{ОБСЛ.ЗАТ}

S
_{ОБСЛ.ЗАТ}
=
S
–
S
_ПРОТ
–
S
_ШЛ
–
S
_ЗО
= 278 – 3 – 33 –28 =  214 станков.

Примем S
_ЗАТ
=
0,045 *
S
_{ОБСЛ.ЗАТ}
=
0,045* 214  = 10 станков.

F
_ЗАТ
=  ×

S
_ЗАТ

= 11
×

10 = 110 м².

8.6. Ремонтно-механическое отделение.

Площадь ремонтно-механического отделения рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 28…30 м². Примем = 30 м².

Число станков отделения составляет 3,5...5% от принятого числа станков.

S
_РМО
=
(0,035…0,05)
×

S

Примем S
_РМО
=
0,04
×

S
=
0,04
×

278 = 11 станков.

F
_РМО
=  ×

S
_РМО

= 30
×

11= 330 м².

8.7. Отделение по ремонту приспособлений.

Площадь отделения по ремонту приспособлений рассчитываем по удельной площади на один станок отделения = 17…22 м². Примем = 20 м².

Число станков отделения составляет 1,5...4% от принятого числа станков.

S
_ОРП
=
(0,015…0,04)
×

S

Примем S
_ОРП
=
0,03
×

S
=
0,03
×

278 = 8 станков.

F
_ОРП
=  ×

S
_ОРП

= 20
×

8 = 160 м².

8.8. Отделение по переработке стружки.

Укрупненно площадь отделения по переработке стружки можно принять в размере 100…120 м². Примем F
_СТРУЖ
= 110 м².

8.9. Отделение по приготовлению и раздачи СОЖ.

Укрупненно площадь отделения по приготовлению и раздачи СОЖ можно принять в размере 100…120 м². Примем F
_СОЖ
=
110 м².
8.10. Инструментально-раздаточная кладовая.

При расчете площади инструментальной кладовой удельная площадь на каждый станок цеха (S
_Ц) в условиях среднесерийного производства равна 0,4 м² и на каждого слесаря цеха – 0,15 м². Число станков цеха равно сумме принятого числа станков (S) и станков заточного (S
_ЗАТ) и ремонтно-механического отделений (S
_РМО), а также отделения по ремонту приспособлений (S
_ОРП). Количество слесарей цеха (Р_СЛ.Ц) равно сумме слесарей производственного отделения и 60% вспомогательных рабочих.

F
_ИРК
=
0,4
×

S
_Ц + 0,15 ×
Р_СЛ.Ц

S
_Ц = S + S
_ЗАТ + S
_РМО + S
_ОРП
=
278 + 10 + 11 + 8 = 307 станков.

Р_СЛ.Ц = Р_ПР – Р_СТ +
0,6
×
Р_В = 401– 386 + 0,6
×
80 = 63 чел.

F
_ИРК
=
0,4
×
307 + 0,15 ×
63 = 132 м².

9. Площадь цеха составляет

F
_Ц
=
F
_ПР
+
F
_ЗАГ
+
F
_{СКЛ.ЗАГ}
+
F
_{СКЛ.ДЕТ}
+
F
_ОТК
+
F
_ЗАТ
+

+
F
_РМО
+
F
_ОРП
+
F
_СТРУЖ
+
F
_СОЖ
+
F
_ИРК
=

= 8896 + 890 + 890 + 712 + 356 + 110 +
+ 330 + 160 + 110 + 110 + 132 = 12696 м².

Принимаем ширину цеха  = 72 м.

Тогда длина цеха  м.

Примем длину цеха L_Ц = 180 м, что кратно 12-метровому шагу колонн.

При этом количество унифицированных типовых секций (К_УТС), из которых компонуется одноэтажное производственное здание с полным каркасом, при длине секции L
_УТС = 72 м составит

.

Принимаем количество унифицированных типовых секций К_УТС = 3.
10. На рис. 1 приводится компоновка механического цеха с указанием материальных потоков, показывающих взаимосвязь предметно-замкнутого участка со вспомогательными подразделениями цеха. Компоновка механического цеха разрабатывается в соответствии с п. 8.1 методических указаний к выполнению курсовой работы (параграф 3.2) с использованием условных обозначений, указанных в прил. 1.

На компоновке цеха указывается место расположения предметно-замкнутого участка, которое выбирается из следующих соображений. Так как расположение остальных механических участков цеха не известно, то расположим проектируемый предметно-замкнутый участок в начале цеха у поперечного 4-метрового проезда. При этом возможны следующие шесть вариантов:

а) в верхнем пролете между стеной (ряд колонн А) и центральным
2-метровым проходом;

б) в верхнем пролете между центральным 2-метровым проходом и рядом колонн Б;

в) в среднем пролете между рядом колонн Б и центральным 2-метровым проходом;

г) в среднем пролете между центральным 2-метровым проходом и рядом колонн В;

д) в нижнем пролете между рядом колонн В и центральным 2-метровым проходом;

е) в нижнем пролете между центральным 2-метровым проходом и стеной (ряд колонн Г).

Для примера выберем вариант г. Длина предметно-замкнутого участка уточняется после разработки его планировки.

11. В соответствии с выбранной последовательностью технологии обработки деталей типа «вал шестерня» и технологического оборудования:

005	Фрезерно-центровальная	МР71	- 1 станок;
010	Токарная	16К20	- 2 станка;
015	Токарная с ЧПУ	16Б16Т1	- 4 станка;

025	Зубофрезерная	5К310	- 1 станок;
030	Зубошлифовальная	5851	- 1 станок,

а также разработанной схемой материальных потоков по перемещению заготовок, деталей, инструмента стружки и СОЖ (см. рис. 2), разрабатывается планировка предметно-замкнутого механического участка по изготовлению деталей типа «вал-шестерня» на миллиметровой бумаге формата А2 в масштабе 1:400 в соответствии с п. 8.2 методических указаний к выполнению курсовой работы (параграф 3.2) с использованием условных обозначений (прил. 1), норм на размеры ширины проездов (прил. 2), вариантов расположения станков друг относительно друга (прил. 3), норм на расстояния между станками и от станков до стен и колонн здания (прил. 4), а также темплет станков, указанных в прил. 5. При этом вычерчивается выбранное место расположения предметно-замкнутого участка с указанием соответствующих осевых колонн (в нашем примере это продольный ряд В и поперечный ряд 4).

Схема материальных потоков и планировка предметно-замкнутого механического участка разрабатываются с учетом наличия межучастковой кооперации, в соответствии с которой заготовки поступают на участок с фрезерно-центровального станка МР71, расположенного в заготовительном отделении, после проведения токарной обработки на токарных станках 16К20 и 16Б16Т1 передаются на участок зубообрабатывающих станков на зубофрезерный станок 5К310, а затем возвращаются на участок для шлифовальной обработки на станках 3Б161. Обслуживание токарных станков с ЧПУ 16Б16Т1 осуществляется одним рабочим-оператором, остальные станки на участке обслуживаются каждый своим рабочим-станочником.

Планировка предметно-замкнутого механического участка приводится на рис. 3.

12. На рис. 4 предлагается структурный состав машиностроительного цеха и на рис. 5 схема управления на цеховом уровне.