设施规划课程设计-变速箱厂

变速箱厂总平面布置设计课程名称：设施规划与物流分析专业班级：学生学号：学生姓名：指导老师：日期：2014-6-27变速箱厂总平面布置设计1摘要：设施规划与物流分析是工业工程专业一门重要的主干专业课，其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的研究分析，进行合理的工厂布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济和和会效益；系统布置设计（SLP）方法是一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法采用一套表达极强的图例符号和简明表格，通过一系列的设计程序进行工程布置设计。一、引言设施布置设计是物流系统设计分析的重要一环，它既受到生产物流系统其他设计环节的影响，也对生产物流系统的其他设计环节产生影响。当前设施布置设计方法可以分为以下几种：1、摆样法：摆样法是指利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上标示设施系统的组成、设施、机器或活动，通过相互关系的分析，调整样片位置可以得到较好的布置方案。但这种方法适合于较简单的布局设计。2、数学模型法：数学模型法是指利用系统工程、运筹学中的模型优化技术研究最优布局方案，以提高系统布置的精确性和效率。此方案操作起来相对繁琐，周期长，不常利用。3、图解法：图解法产生于20世纪50年代，有螺旋规划法、简单布置规划法及运输行程图等。优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但实践上应用不广。4、系统布置设计(SLP)法作为当前工厂布局设计的主要方法，它综合考虑了工厂布局的主要目标如工艺过程要求、空间占用、搬运费用、生产柔性、组织机构、工作环境等要求，以实现布局的科学化。二、课程设计目的1、能正确地运用工业工程基本原理及有关专业知识，给定生产系统进行详细工程布置设计。2、通过对某工厂布置设计的事迹操作，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计方法、步骤和规范化的设计程序。3、通过应用和掌握AutoCAD等相关软件，培养我们综合运用所学专业知识分析和解决实际为问题的能力，树立系统的设计思想。变速箱厂总平面布置设计24、通过课程设计，培养我们学会如何编写有关技术文件。三、题目原始条件（一）变速箱的结构及有关参数题目中原始给定条件主要有工厂占地面积约16000m2，厂区南北为200m，东西宽80m，该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。同时对变速箱的有关结构参数如下：变速箱由39个零件构成，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表3-1中。表3-1变速箱零件明细表工厂名称：变速箱厂共1页产品名称变速箱产品代号110计划年产量100000（套）第1页序号零件名称零件代号自制外购材料总计划需求量零件图号形状尺寸单件重量（KG）说明39垫圈√65Mn2000000.00438螺母√Q2352000000.01137螺栓√Q2353000000.03236销√352000000.02235防松√Q2151000000.01034垫片√Q2351000000.05033轴端√Q2352000000.02032盖圆√Q2351000000.03031螺栓√Q2151000000.05030垫片√橡胶纸1000000.00429机盖√HT2001000002.500变速箱厂总平面布置设计328垫圈√65Mn6000000.00627螺母√Q2356000000.01626螺栓√Q2356000000.10325机座√HT2001000003.00024轴承√2000000.45023挡油圈√Q2152000000.00422毡封油圈√羊毛毡1000000.00421键√Q2751000000.08020定距环√Q2351000000.09019密封盖√Q2351000000.05018可穿透端盖√HT1501000000.04017调整垫片√08F2000000.00416螺塞√Q2351000000.03215垫片√橡胶纸1000000.00414游标尺√1000000.05013大齿轮√401000001.00012键√Q2751000000.08011轴√Q2751000000.80010轴承√2000000.4509螺栓√Q23524000000.0258端盖√HT2001000000.0507毡封油圈√羊毛毡1000000.0046齿轮轴√Q2751000001.4005键√Q2751000000.040变速箱厂总平面布置设计44螺栓√Q23512000000.0143密封盖√Q2351000000.0202可穿透端盖√HT2001000000.0401调整垫片√08F2000000.010（二）作业单元划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表3-2所示的11个单位，分别承担原料储存、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。表3-2作业单元建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/(mm)备注1原材料库储存钢材，铸锭20×30露天2铸造车间铸造12×243热处理车间热处理12×124机加工车间车、铣、钻12×365精密车间精镗、磨销12×366标准件、半成品库储存外购件、半成品12×247组装车间组装变速箱12×368铸造车间铸造12×249成品库成品储存12×1210办公、服务楼办公楼、食堂等80×6011设备维修车间机床维修12×24（三）生产工艺过程变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，总的变速箱厂总平面布置设计5工艺过程可分为：零件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能测试与成品存储等阶段。1、零件的制作与外购变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表3-3至表3-8所示。表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。表3-3变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机盖29HT2002.500100000250000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表3-4变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量机座25HT2003.000100000300000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表3-5变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量变速箱厂总平面布置设计6大齿轮13401.000100000100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2锻造车间锻造803机加工车间粗铣、镗、钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表3-6变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量轴11Q2750.80010000080000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车、磨、铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表3-7变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量齿轮轴6Q2751.400100000140000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2机加工车间粗车、磨、铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火变速箱厂总平面布置设计75机加工车间磨986半成品库暂存表3-8变速箱零件加工工艺过程表厂品名称件号材料单件质量/kg计划年产量年产总质量端盖8HT2000.0501000005000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料2铸造车间铸造603机加工车间精车802、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。3、组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。4、性能测试所有组装出的变速箱均需进行性能试验，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了的情况。5、产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。四、产品——产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知，待布置设计的变速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为100000台，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式。五、产品工艺过程分析（一）计算物流量通过对产品的加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，变速箱厂总平面布置设计8计算每个工艺过程各工序加工前工件单位质量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体计算过程如表5-1所示。表5-1各零件物流量计算产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料锻造废料机加工废料精加工废料全年总质量机盖2.5/（0.8*0.8*0.9）=3.9863.986*0.2=0.79723.986*0.8*0.2=0.63783.986*0.8*0.8*0.02=0.0511.486*100000=148600机座3/(0.8*0.8*0.98)=4.78324.7832*0.2=0.95664.7832*0.8*0.2=0.76534.7832*0.8*0.8*0.02=0.06131.783*100000=178310大齿轮1/(0.8*0.8*0.98)=1.59441.5944*0.2=0.31891.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.02040.595*100000=59440轴0.8/(0.8*0.95*0.98)=1.07411.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.27551.074*0.8*0.05=0.04300.274*100000=27410齿轮轴1.4/(0.8*0.95*0.98)=1.87971.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.40451.8797*0.8*0.05=0.07520.4797*100000=47970端盖0.05/(0.6*0.8)=0.10420.10424*0.4=0.04170.10424*0.6*0.2=0.01250.0542*100000=5420(二)绘制各零件的工艺过程图根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图1——图6所示。图中序号分别为：1—原材料库，2—铸造车间，3—机加工车间，4—精密车间，5-锻造车间，6—热处理车间，7-半成品库。变速箱厂总平面布置设计912347原材料4.78323.82653.06123.0000.9566废料0.7653废料0.0613废料机座物流量12347原材料3.98603.18882.50102.5000.7972废料0.6378废料0.0510废料机盖物流量变速箱厂总平面布置设计101方53637原材料1.59441.27550.3189废料0.2551废料0.0204废料1.02041.000大齿轮物流量1.02041方34637原材料1.07410.85930.2148废料0.0430废料0.0163废料0.81630.8000轴物流量0.8163变速箱厂总平面布置设计11（三）绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段——总装阶段——性能实验阶段，所有零件，组件在组装车间集中组装。将变速箱所有工艺过程汇总在一张图上，得到变速箱总工艺过程该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序单位之1方34637原材料1.87971.50380.3759废料0．0752废料0.0286废料1.42861.400齿轮轴物流量1.42860.05001方237原材料0.10420.06250.0417废料0.0125废料端盖物流量变速箱厂总平面布置设计1