Проектирование механического цеха

При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные, агрегатные и другие металлорежущие станки. При выборе технологического оборудования, специального или специализированного станочного приспособления или вспомогательного инструмента необходимо производить расчет затрат и сроков окупаемости, а также ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течении продолжительного периода времени. При массовом производстве технологические процессы разрабатываются подробно и хорошо оснащаются, что позволяет обеспечить высокую точность и взаимозаменяемость деталей, малую трудоемкость и, следовательно, более низкую, чем при серийном производстве, себестоимость изделий.

При массовом производстве более широко применяется механизация и автоматизация производственных процессов, используется дифференцирование технологического процесса на элементарные операции, применяются быстродействующие специальные приспособления, специальный режущий и измерительный инструмент.

 

2. Определение состава  технологического оборудования

механического цеха

 

2.1 Выбор основного технологического оборудования.

 

Подбор технологического оборудования является одним из наиболее важных этапов в разработке проекта. Тип оборудования и потребное его количество должны обеспечить необходимые условия для осуществления всех операций обработки сырья и получения продуктов. Под подбором оборудования понимается процедура определения наименования оборудования, его марки и потребного количества. При подборе технологического оборудования необходимо стремиться к тому, чтобы:

-  во 1-х обеспечить высокое качество и низкую себестоимость выпускаемой продукции.

-  во 2-х осуществить все технологические операции и режимы по принятой схеме  производства.

Кроме того, обеспечить эффективное использование оборудования бесперебойную работу цехов и лучшие условия труда, добиваясь максимальной механизации и автоматизации производства. Правильный выбор машин и аппаратов создает необходимые условия для планомерной и четкой работы всего предприятия и в конечном счете определяет затраты на его строительство и эксплуатацию.

Для обеспечения изготовления деталей, заданных по заданию, потребуется следующее технологическое оборудование:

1. Фрезерный станок 6Р11Ф3;
2. Координатно-расточной станок 2431;
3. Сверлильный станок 2Р135Ф2-1;
4. Стол контроллера

 

2.2. Расчет количества основного технологического оборудования

 

В зависимости от стадии проектирования при определении количества основного технологического оборудования применяют либо детальный, либо укрупненный способ расчета данного показателя.

Детальный способ расчета количества оборудования на основе подробного описания технологического процесса применяют в условиях крупносерийного и массового производства. При этом имеются некоторые особенности применения данного вида расчета в зависимости от формы организации производства - непрерывно-поточной, переменно-поточной, групповой и непоточной.

Расчетное количество оборудования для непрерывно-поточной формы организации производства определяют для каждой операции по формуле:

 

Ср = tшт /τ (2.1)

 

где τ - такт выпуска деталей,

 

 τ = Фд ст /N  (2.2)

 

где Фд ст - годовой фонд времени работы станка (линии) с учетом простоев по причине сменности, выходных дней, ремонта, мин;

N - годовая программа выпуска, шт.;

tшт - штучное время (станкоемкость),

 

tшт= tc= tо+ tв+ tтех+ tорг+ tпер   (2.3)

 

где tо - основное время механической обработки детали;

tв - вспомогательное время, не перекрываемое основным (характеризует затраты времени на проведение вспомогательных действий (установка, закрепление и снятие детали; очистка от стружки; подвод и отвод инструмента; переключение скоростей и подач; измерение детали; время, необходимое для фиксации спутника или детали в автоматических линиях и перемещения их с позиции на позицию);

tтех - время на техническое обслуживание рабочего места, для обработки одной детали (время на смену и подналадку инструмента, устранение отказов и т. д.);

tорг - время на организацию рабочего места (подготовка станка к работе, чистка, смазка и т. д.);

tпер - время регламентированных перерывов на отдых и отправление естественных надобностей рабочего.

В технических нормативах три последние составляющие штучного времени (tтех, tорг и tпер) обычно выражаются в процентах от оперативного времени:

tоп= tо +tв (2.4)

 

Расчетное количество оборудования Ср округляют в большую сторону до ближайшего целого числа, но если доля превышения от Ср менее 10 %, то - в меньшую сторону, получая фактическое количество станков для проведения данной операции.

Коэффициент загрузки станка определяют по формуле:

 

Кз=Ср/Сф      (2.5)

 

Рекомендуемые значения коэффициентов загрузки оборудования приведены в табл. 5

Таблица 5− Допускаемые значения коэффициентов загрузки оборудования

Группа оборудования		Коэффициент загрузки оборудования КЗ
		максимальный	средний
Универсальные станки		0,95 - 1,0	0,80
Станки с ЧПУ и обрабатывающие центры		0,95	0,90
Автоматы и полуав	одношпиндельные	0,95 - 1,0	0,85
томаты	многошпиндельные	0,90	0,90
Агрегатные станки		0,90	0,90
Жесткие автоматические линии		0,95 - 1,0	0,90

 

 

 

Для переменно-поточных и групповых поточных линий расчетное количество оборудования на каждую операцию определяется по штучно- калькуляционному времени и программе выпуска каждой закрепленной за линией детали:

 

Ср=      (2.6)

 

где tш-к - штучно-калькуляционное время изготовления i-й детали на станке, мин;

      Ni - программа выпуска i-й детали;

Фд ст - эффективный годовой фонд времени работы станка; для станков массой до 10 т при односменном режиме работы он составляет 2040 ч, при двухсменном - 4060 ч;

n - количество типов деталей, изготовляемых на линии.

В непоточном производстве расчетное количество оборудования определяют по каждому типоразмеру оборудования для каждого участка на основе данных о станкоемкости деталей, закрепленных для обработки за данным участком:

 

       (2.7)

 

где - суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей на участке на станках данного типоразмера, станкоч,

 

(2.8)

 

где n - число деталей, обрабатываемых на станках данного типоразмера;

m - число операций обработки i-й детали на станках данного типоразмера;   

tш-к -штучно-калькуляционное время выполнения j-й операции обработки

i-й детали, станкомин;

Ni - годовая программа выпуска i-х деталей.

Если проектирование ведется по приведенной программе, то в формулу определения станкоемкости подставляются штучно-калькуляционное время операций изготовления детали-представителя и ее приведенная программа.

Полученное расчетное количество станков округляют в большую сторону до ближайшего целого числа, но если доля превышения от целого менее 10 %, то - в меньшую сторону и определяют коэффициент загрузки.

Таблица 6−Наименование оборудования

Наименование технологического оборудования(ТО)

Расчетное количество (ТО)

Фактическое количество (ТО)

Коэффициент загрузки

 

 

Продолжение табл. 6

1 участок
Токарный 16К20Ф3	3,71	4	0,93
Сверлильный 2Р135Ф2-1	1,006	1	1
Стол контролера	1,006	1	1
2 участок
Токарный 16К20Ф3	1,28	2	0,64
Протяжной 7Б155	0,39	1	0,39
Зубофрезерный 5К301П	0,59	1	0,59
Стол контролера	0,89	1	0,89
3 участок
Фрезерно-универсальный 2Г942	0,67	1	0,67
Токарный 16К20Ф3	1,36	2	0,68
Фрезерный 6Р11Ф3	0,62	1	0,62
Стол контролера	0,88	1	0,88
4 участок

 

 

Окончание табл.6

Фрезерный 6Р11Ф3	1,58	2	0,79
Координатно-расточной 2431	0,75	1	0,75
Сверлильный 2Р135Ф2-1	0,57	1	0,57
Стол контролера	0,74	1	0,74
5 участок
Токарный 16К20Ф3С32	0,85	1	0,85
Сверлильный RV-4	0,65	1	0,65
Фрезерный 6М13ГН-1	0,32	1	0,32
Шлифовальный 372-Б	1,38	2	0,69
Внутришлифовальный	0,73	1	0,73
Стол контроллера	0,25	1	0,25

 

 

3 Определение штата работающих по категориям и расчет их численности

3.1 Расчет численности основных производственных рабочих

Состав и количество работающих на производственном участке определяются следующими основными факторами: характером производственного процесса (типом, видом и формой организации производства); степенью автоматизации и механизации технологического оборудования.

В состав персонала производственного участка входят следующие категории работников:

производственные рабочие (станочники, наладчики станков с ЧПУ и автоматических линий, слесари механосборочных работ);

вспомогательные рабочие (рабочие ремонтных, инструментальных отделений и службы энергетика, транспортные рабочие, наладчики неавтоматизированного оборудования, кладовщики, контролеры отдела технического контроля, рабочие складов и кладовых);