Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Проектирование машиностроительного производства - файл Бяков А.В..doc


Проектирование машиностроительного производства
скачать (319 kb.)

Доступные файлы (6):

Копия (2) Контрольная работа.docx207kb.10.12.2009 23:48скачать
Бяков А.В..doc176kb.10.12.2009 23:45скачать
Планировка- Вариант 1.cdw
Планировка- Вариант 2.cdw
Планировка- Вариант 3.cdw
Планировка-Финал.cdw

Бяков А.В..doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Курганский государственный университет

Кафедра «Технология машиностроения»
Контрольная работа

по предмету: «Проектирование

машиностроительного производства»

по теме:

«Проектирование линии механической обработки

непоточное производство»


Выполнил студент Бяков А.В.

Группа ТЗш-4116с шифр 320133

Проверил Хрипунов С.В.

Дата сдачи ____________________

2009 г.

Содержание
1. Исходные данные ……………………………………………………………….. 3

2. Цель работы ………………………………………………………………………3

3. Состав линии …………………………………………………………………….. 4

4. Количество станков в линии, степень их загрузки и использования ……….. 4

5. Транспортная система ………………………………………………………….7

6. Складская система …………………………………………………………….. 9

7. Сбор и удаление стружки ……………………………………………………… 11

8. Планировка линии ………………………………………………………………12

9. Численность производственных рабочих …………………………………….. 13

10. Выводы ……………………………………………………………………….. 15

11. Литература ………………………………………………………………….... 16

1. Исходные данные
Вариант индивидуального задания – 33

Шифр задания – 04 А В Г Д Е

Исходные данные для проектирования линии механической обработки

муфт (типовая деталь 04)


Детали

Годовой объем выпуска деталей, шт.

Станкоемкость обработки на отдельных станках, мин

005

010

015

020

025

16К20Т1

16К20Т1

7523

16К20Т1

5122

А

10000

3,2

3,5

0,7

3,3

6,5

В

12500

3,2

3,7

0,6

3,2

8,0

Г

13000

3,0

3,8

0,9

3,6

8,2

Д

13500

3,2

3,4

0,6

2,9

7,5

Е

14500

3,5

3,5

0,8

3,1

7,2


Материал детали - сталь 40Х. Средняя масса заготовки - 9,0 кг; детали - 6,8 кг.
^ 2. Цель работы

В непоточном производстве детали изготовляют партиями на каждой операции, партии деталей не закреплены за одним и тем же оборудованием, оборудование расположено без жесткой связи с последовательностью движения деталей в процессе обработки.

Получение практических навыков по выполнению расчетов, разработке, обоснованию и выбору планировочных решений линии механической обработки деталей в условиях непоточного производства (на базе норм технологического проектирования); выполнение комплекса расчетов, разработка нескольких вариантов планировки линии, выбор наилучшего решения для заданных условий.

^ 3. Состав линии

Основой любого производства является технологический процесс, представляющий собой часть производственного процесса и включающий в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или свойства предмета производства и их контроль.

Для современного производства характерен высокий уровень автоматизации производственных процессов, поэтому технологическое оборудование должно обеспечивать не только автоматизацию обработки или сборки, но и стыковаться с оборудованием и техническими средствами, объединяющими отдельные виды технологического оборудования в единый автоматизированный производственный процесс.

В общем случае в состав линии непоточного производства входят - станки, моечные машины, транспортная и складская системы, средства уборки стружки, место мастера, устройства для снятия и установки заготовок, грузоподъемное оборудование и др., т. е. все, что необходимо для обеспечения выпуска деталей.

На основе исходных данных в состав линии входят: токарные станки с ЧПУ модели 16К20Т1, протяжной горизонтальный полуавтомат модели 7523, зубодолбежный вертикальный полуавтомат модели 5122, транспортная и складская системы, моечная машина, место мастера, место ОТК, средства уборки стружки, грузоподъемное оборудование.

^ 4. Количество станков в линии, степень их загрузки и использования


Детали

Годовой объем выпуска деталей, шт.

Станкоемкость обработки на отдельных станках, мин




005

010

015

020

025




16К20Т1

16К20Т1

7523

16К20Т1

5122




А

10000

3,2

3,5

0,7

3,3

6,5




В

12500

3,2

3,7

0,6

3,2

8,0




Г

13000

3,0

3,8

0,9

3,6

8,2




Д

13500

3,2

3,4

0,6

2,9

7,5




Е

14500

3,5

3,5

0,8

3,1

7,2







005; 010;020

015

025




16К20Т1

7523

5122

Т, ст-ч

10603

765

7955




Фо, ч

3890

4015

4015






2,73

0,19

1,98




Ср

3

1

2






0,91

0,19

0,99




Ки

0,85

1,0

0,85






3,53

1,0

2,35




Сп

4

1

3






0,77

0,19

0,84





,

где ti - станкоемкость обработки на операциях, мин. (005,010 и 020);

N - годовой объем выпуска деталей, шт.

,








,

где ti - станкоемкость обработки на операциях, мин.;

N - годовой объем выпуска деталей, шт.

015



025












Расчетное значение количества станков для обработки всех деталей на станках определяем по формуле:

С=То,

где Т - суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей на станках данного типоразмера, ст-ч;

Фо - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч. (стр. 34 [1]).

С005,010,020 = 10603/3890 = 2,73 ст

С015 = 765/4015 = 0,19 ст

С025 = 7955/4015 = 1,98 ст

Полученные значения округляем до ближайшего большего целого, получим расчетное количество станков Ср, необходимое для выполнения обработки всех деталей на станках данного типоразмера.

Затем рассчитываем коэффициенты загрузки станков по формуле:

,

где С'р - расчетное количество станков, ст;

Ср - расчетное принятое количество станков, ст.

КЗ005,010,020 = 2,73/3 = 0,91

КЗ 015 = 0,19/1 = 0,19

КЗ025 = 1,98/2 = 0,99

Сравним коэффициенты загрузки станков с допустимыми значениями, выбираем коэффициенты использования станков Ки (стр. 65 [1]) и определяем принятое количество станков, значение Кз х Ки по формуле:

С'п = ,

где Ср - расчетное принятое количество станков, ст;

Ки - коэффициент использования станков.

С'005,010,020 = 3 / 0,85 = 3,53

С'015 = 1 / 1,0 = 1,0

С'025 = 2 / 0,85 = 2,35

Полученные значения округляем до ближайшего большего целого, получим принятое количество станков Сп, необходимое для выполнения обработки всех деталей на станках данного типоразмера;

КзхКи ,

где К3 - коэффициент загрузки оборудования,

Ки - коэффициент использования оборудования.

Кз005,010,020хКи005,010,020 = 0,91 х 0,85 = 0,77

Кз015хКи015 = 0,19 х 1,0 = 0,19

Кз025хКи025 = 0,99 х 0,85 = 0,84

Определяем среднее значение Кз хКи для всех станков линии:

КзхКи=

^ 5. Транспортная система

Основное назначение транспортной системы в следующем:

  • доставка со склада в требуемый момент времени к требуемому производственному участку грузов;

  • доставка, ориентирование и установка заготовок, полуфабрикатов или изделий в требуемый момент времени на требуемое технологическое оборудование;

  • съем полуфабрикатов или готовых изделий с оборудования и последующее транспортирование их в заданный адрес;

  • отправка в накопитель грузов и выдача их из накопителя в требуемый момент времени;

  • доставка полуфабрикатов или готовых изделий е производственных участков на склад.

Эффективность производственного процесса во многом зависит от способа реализации транспортирования, поскольку транспортные операции являются непосредственным выражением связей между отдельными этапами технологического процесса. Транспортная система должна своевременно и в требуемой последовательности обеспечить выполнение всех запросов технологического оборудования, накопителей и склада в необходимых заготовках, полуфабрикатах и готовых изделиях.

Транспортирование изделий может производиться на спутниках и без спутников. Второй способ в основном используют для деталей типа тел вращения (валы, втулки, фланцы и т. п.), для которых характерно, несмотря на различие в размерах, наличие идентичных и концентрично расположенных поверхностей, которые позволяют выполнить точное ориентирование и зажим различных заготовок на оборудовании без дополнительных приспособлений, а также полуфабрикатов, имеющих достаточную устойчивость при транспортировании. Для остальных изделий он менее распространен вследствие высокой стоимости универсальных промышленных роботов.

Перемещение на спутниках широко применяют потому, что при этом допускается автоматизация смены полуфабрикатов благодаря единству основных баз спутника и вспомогательных баз приспособлений, устанавливаемых на рабочих столах станков, и оборудования транспортной системы.

В механосборочном производстве широкое применение находят транспортные системы периодического и непрерывного действия. Транспортные системы периодического действия подразделяют на две группы: транспортные системы с жесткой связью, используемые в основном в поточном производстве, и транспортные системы с гибкой связью. Тип транспортной системы выбирают с учетом времени выполнения технологических операций и условий изготовления изделий.

Напольной называют транспортную систему, у которой рабочая ветвь расположена на уровне пола. Транспортную систему, у которой рабочая ветвь расположена на уровне рук рабочих, называют эстакадной, а если выше этого уровня, то подвесной.

Создание единой транспортной системы механосборочного производства позволяет выполнять ориентирование в пространстве заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей в процессе их транспортирования между рабочими местами (позициями) на механических участках, вплоть до рабочих мест (позиций) на сборочных участках. Это приводит к сокращению транспортных операций по дополнительному ориентированию заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей, что в итоге снижает трудоемкость и себестоимость транспортирования.

^ 6. Складская система

Склады в современном производстве выполняют важную роль регулятора производственного процесса. Любой процесс производства начинается и заканчивается на складах. На складах происходит преобразование грузопотока, например, периодически приходящие партии заготовок на складах разделяют по типам и количеству для того, чтобы обеспечить ритмичную работу участков механического цеха. Поэтому основная цель создания и функционирования склада - преобразование параметров входящего и выходящего грузопотоков с минимальными приведенными затратами. Следовательно, обязательным условием создания склада является необходимость преобразования параметров входного и выходного грузопотоков.

Для обеспечения нормальной работы механических и сборочных цехов в их составе в общем случае предусматривают целый комплекс складов. Сюда относятся склады металла и заготовок, межоперационные склады, склады деталей, узлов и комплектующих изделий, склады готовых изделий, кладовые технологической оснастки.

В серийном производстве, где на одном и том же оборудовании последовательно изготовляют партиями детали, а сборку изделий можно начать только после изготовления всех деталей, необходимо иметь межоперационные и достаточно мощные комплектовочные склады готовых деталей и узлов. При этом склады взаимодействуют с производством не непосредственно, а через транспортную подсистему, что обусловливает общность целей транспортной и складской подсистем, их взаимодействие и взаимозависимость. Так, в процессе их взаимодействия должна быть обеспечена передача грузопотока и информации о нем.

Для обеспечения эффективного взаимодействия транспортной и складской подсистем должна быть выбрана оптимальная схема размещения складов, производственных участков и транспортных трасс. Параметры складов и их структура во многом определяются также конструктивными особенностями изготовляемых изделий, характером технологических процессов их изготовления и наличием комплектующих изделий, получаемых по кооперации. От габаритов и формы деталей зависят размеры применяемой тары и ячеек складов. Количество операций технологического процесса и размер партии при изготовлении деталей определяют вместимость межоперационного склада. Наличие в конструкции изделия деталей или сборочных единиц, получаемых по кооперации с других заводов, вызывает необходимость создания склада комплектующих изделий сборочного цеха.

При выборе структуры складской системы необходимо определить величину, направление и изменение во времени основных производственных грузопотоков. Склады в механосборочном производстве с точки зрения кибернетической теории систем можно отнести к сложным вероятностным системам, так как они сложны по устройству, включают много элементов, а прибытие и отправление грузов со склада представляют собой стохастические процессы. Эти процессы описываются методами математической статистики и теории вероятностей.

Для хранения заготовок между операциями технологического процесса в условиях единичного и серийного производства служит межоперационный склад. Для хранения готовых деталей в структуре сборочного цеха предусмотрен склад с отделением или секцией для комплектования деталей в нужном количестве и ассортименте на сборку. Для хранения и выдачи на сборку комплектующих изделий служит склад комплектующих изделий. Собранные и испытанные изделия поступают на склад готовых изделий с экспедицией, где осуществляют окончательное комплектование изделий необходимой документацией, их упаковку и отправку потребителю.

Рассмотренная структура может видоизменяться как по составу складов, так и по их месту в производственном процессе. Единство целей и функций складов обеспечивает возможность их централизации. При централизации возрастает эффективность использования складского транспорта и объема складов, но удлиняются маршруты цехового транспорта. Поэтому основным критерием выбора структуры складской системы являются наименьшие приведенные затраты на создание и эксплуатацию общей транспортно-складской системы.

^ 7. Сбор и удаление стружки

При выборе способов удаления и переработки стружки определяют ее количество как разность массы заготовок и деталей. При укрупненных расчетах массу стружки можно принимать равной 10 - 15 % массы готовых деталей.

Для облегчения транспортирования длина стружки должна быть не более 200 мм, а диаметр спирального витка - не более 25 - 30 мм.

Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки зависит от годового количества стружки, образованного на 1 м2 цеха (корпуса). Критерием оценки выбранного варианта являются минимальные приведенные затраты на годовой выпуск.

При количестве стружки до 0,3 т. в год, приходящейся на 1 м2 площади цеха, целесообразно собирать стружку в специальные емкости и доставлять к месту сбора или переработки напольным транспортом. В ГПС для этой цели используют транспортные роботы. Указанный способ транспортирования всегда применяют, когда на участке обрабатывают заготовки из разнородных материалов.

При количестве стружки 0,3 - 0,65 т. в год на 1 м2 площади цеха предусматривают линейные конвейеры вдоль станочных линий со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике. Заполненная стружкой тара вывозится на накопительную площадку или участок переработки.

Если на 1 м2 площади цеха приходится 0,65 - 1,2 т. стружки в год при общем количестве не менее 3000 т в год, рекомендуется создавать систему линейных и магистральных конвейеров, которые транспортируют стружку на накопительную площадку или бункерную эстакаду, расположенную за пределами цеха для погрузки в автосамосвалы.

Для крупных цехов при количестве стружки более 1,2 т. в год на 1 м площади цеха и при общем количестве более 5000 т. в год экономически целесообразно создавать комплексно-автоматизированную систему линейных и магистральных конвейеров с выдачей стружки в отделение переработки.

Линейные конвейеры размещают в каналах глубиной 600 - 700 мм, а магистральные - в проходных тоннелях глубиной до 3000 мм.

При размещении станков участков необходимо группировать линии по видам обрабатываемых материалов, располагая линейные конвейеры с тыльной стороны линий. При этом один конвейер обслуживает две технологические линии. Учитывая сложность транспортирования витой служки, целесообразно приближать участки с оборудованием, на котором образуется витая стружка, к отделению переработки стружки.

Цеховые отделения сбора и переработки стружки размещают у наружной стены здания, вблизи от выезда из цеха, часто их размещают в подвальных помещениях с пандусами для выезда. Площадь отделения для сбора и переработки стружки Sc = (0,03 ... 0,04) Snp, где Snp - производственная площадь цеха.

Определяем количество стружки, образующейся за год

mз – mд = 9,0 – 6,8 = 2,2 кг 2,2 х 63500 = 139700кг = 139,7 тн

Удельная площадь участка 30 м2 х 6 ст = 180 м2

в год

При количестве стружки 0,576 тн. в год на 1 м2 площади цеха принимаем линейный конвейер вдоль станочной линии со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике.

^ 8. Планировка линии
Планировка с централизованным складом. Со склада заготовки в таре или на палетах передаются к станочным модулям транспортной системой. Заготовки, обработанные на одном станке, передают на следующий станок или возвращают на склад, где они хранятся, пока не освободится занятый станок. Транспортная система может быть линейного типа или замкнутая. Эта схема очень универсальна, обеспечивает возможность ее наращивания в определенных пределах.

^ Планировка со складом-накопителем в составе транспортной системы. Роль склада выполняет транспортная система (роликовый конвейер замкнутого типа). Загрузку и выгрузку транспортной системы обычно производят на одном месте. Подобная планировка характерна для ГПС средне- и крупносерийного производства е четко выраженной последовательностью и определенной синхронизацией по времени выполняемых операций. Как реализацию этого принципа можно рассматривать станочные модули на базе многоцелевых станков для изготовления корпусных деталей в многопозиционными накопителями.

^ Планировка с перемещением деталей транспортным средством в составе склада. В этом случае ГПМ непосредственно примыкают к складу, что значительно упрощает доставку заготовок и их автоматическую загрузку. Этот вариант характеризуется простотой загрузки, перемещения и хранения заготовок, но возможности расширения ГПС и замены оборудования при модернизации ограничены. В этом отношении вариант а является предпочтительным.

При размещении оборудования необходимо обеспечить установленные нормами расстояния между оборудованием при различных вариантах их размещения, а также ширину проездов. Они зависят от габаритных размеров оборудования и устанавливают расстояния от крайних положений движущихся частей станка до открывающихся дверей станков, установленных отдельно стоек и шкафов систем управления, колонн и стен здания. При размещении рядом двух станков различных габаритов расстояния следует по наибольшему из них. Ширину магистральных проездов, по которому осуществляются межцеховые перевозки, принимают равной 4500-5500 мм. Ширина цеховых проездов зависит от вида напольного транспорта и габаритных размеров перемещаемых грузов. Стружкоуборочные каналы, располагаемые вдоль проезда, должны находиться за его пределами. Ширину пешеходных проходов принимают равной 1600 мм.

^ 9. Численность производственных рабочих
В непоточном производстве число рабочих-станочников Рс, обслуживающих линию механической обработки, можно определить укрупненным и детальным методами. При укрупненных расчетах Рс = или Рс = ,

где Фр - эффективный годовой фонд времени работы рабочего, чел-ч;

Км - коэффициент многостаночного обслуживания.

^ Км зависит от вида оборудования. При определении числа рабочих-станочников пользуются усредненными значениями Км, полученными на основе анализа работы действующих цехов: для мелкосерийного и единичного производства Км = 1,1 ... 1,35; для среднесерийного Км = 1,3 ... 1,5; для крупносерийного и массового Км = 1,9 ... 2,2. При укрупненных расчетах для единичного, мелко- и среднесерийного производства принимают Кз х Ки = 0,85 для крупносерийного и массового Кз х Ки = 0,8.

Эффективный годовой фонд времени работы рабочего выбираем на стр. 35 [1] Фр = 1820 ч. Коэффициент многостаночного обслуживания принимаем Км = 1,4

Рс005,010,020 =

Рс015 =

Рс025 =

При загрузке токарных станков ^ 4,7 - число рабочих – 5; протяжной горизонтальный полуавтомат 0,3 - число рабочих – 1; зубодолбежный вертикальный полуавтомат 3,97 - число рабочих – 4. Таким образом, общее число рабочих-станочников при многостаночном обслуживании равно 10.
10. Выводы
При выполнении контрольной работы спроектирована линия непоточного производства, состоящая из Пяти станков, стеллажного склада, конвейера линейно винтового типа, контрольного пункта, места мастера.

Вариант 1

Расположение станков в один ряд с применением крана – штабелера в качестве транспортного средства. Кран – штабелер перемещается вдоль фронта основного технологического оборудования, одновременно обслуживая склад. При таком расположении оборудования S = 217 м2

Вариант 2

Расположение станков в два ряда, склад размещается поперек линии станков. Склад обслуживает кран – штабелер, станки – рельсовая тележка. При таком расположении оборудования S = 206 м2

Вариант 3

Расположение станков и склада в два ряда. Склад размещается вдоль линии станков. При таком расположении оборудования S = 204 м2
Таким образом, вариант 3 с совмещенной транспортно-складской системой является более простым и дешевым.

11. Литература


  1. Мельников Г. Н., Вороненко В. П. "Проектирование механосборочных цехов";

Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/Под ред. А.

М. Дальского – М.: Машиностроение, 1990.

  1. Захаров А.В. «Проектирование линии механической обработки. Непоточное производство». Методические указания к контрольной работе № 2 для студентов специальностей 12.01, 15.06. – Курган, 1992.








Скачать файл (319 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации