2. Проектування машинобудівних цехів

2.1. Класифікація цехів машинобудівного виробництва.

Цехи класифікуються за наступними ознаками: серійність виробництва; метод виробництва; кількість встановленого обладнання; максимальна маса і розміри заготовок, деталей, виробів .

За серійністю виробництва розрізняють цехи: одиничного; дрібносерійного;

серійного; великосерійного; масового виробництва.

За методом виробництва розрізняють цехи потокового виробництва та не потокового виробництва.

За кількістю та розмірами встановленого обладнання: малі; середні; великі.

Наприклад, для механічних цехів, пропонується такий поділ на малі, середні та великі цехи для різних видів машинобудування, як наведений у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Вид машинобудування	Максимальна маса заготовки, (т)	Кількість верстатів у цеху
		малий	середній	великий
Легке	0,02	150	150-300	300
Середнє	2	125	125-250	250
Важке
I група	30	100	100-200	200
II група	75	75	75-150	150
III група	250	60	60-125	125
Особливо важке	500	50	50-100	100

Для ливарних цехів поділ буде іншим.

Таблиця 2.2.

Цехи	Одиничне, дрібносерійне та серійне виробництво	Великосерійне та масове виробництво
	Максимальна вага виливків, кг
Дрібного та середнього лиття	100	10
Середнього лиття	1000	50
Великого лиття литья	5000	500
Важкого лиття	20000	–
Особливо важкого лиття	50000 і більше	–

2.2. Виробнича програма цеху.

Основою для проектування цеху є його виробнича програма, яка в залежності від типу виробництва, характеру продукції, що випускається, та стадії проектування може бути точною, приведеною і умовною.

Проектування цехів за точною програмою здійснюється найчастіше для масового та великосерійного виробництва. При цьому вважається, що на всі вироби, які входять до програми випуску, розроблено конструкторську і технологічну документацію.

Виробнича програма, як правило, задається відомістю з зазначенням номенклатури виробів, їх маси, річних програм випуску і запуску.

За заданою річною програмою випуску (П) розраховується річна програма запуску:

;

де П_i - програма випуску i-го виробу;

n - номенклатура виробів;

;

де ,;

( - коефіцієнт, який враховує можливі втрати в процесі виробництва на налагодження устаткування, проведення контрольно-вибіркових іспитів, можливий брак, звичайно =1-3%, але за умов одиничного виробництва та необхідності значної кількості контрольно-вибіркових випробувань для забезпечення високої надійності товарних виробів  може збільшуватися до 20-25%, навіть до 100% і більше).

У проектуванні рівною мірою використовуються як програма випуску, так і програма запуску. Іноді для розрахунку трудоємності виконуваних робіт виходять із програми випуску, а при розрахунку верстатоємності - програми запуску. У курсовому проектуванні з певним спрощенням можна у всіх розрахунках у якості вихідних даних приймати програму запуску.

Проектування за приведеною програмою ведеться для одиничного, дрібносерійного і серійного виробництва, коли:

• частина виробів, передбачена завданням на проектування, не забезпечена цілком кресленнями та іншими вихідними даними;

• за наявності великої номенклатури виробів, які суттєво відрізняються за конструктивними ознаками і немає необхідності детально розробляти технологічні процеси на усі вироби програми.

Приведена програма задається такою ж відомістю, що і точна програма. Після цього усі вироби, передбачені завданням, розбивають на групи. У кожну групу входять вироби, подібні за конструкцію та технологію виготовлення. У кожній групі намічають виріб-представник по якому ведуть усі наступні розрахунки. Як вироби-представники приймають найбільш характерні вироби даної групи. До них висуваються наступні вимоги:

• кількість виробів-представників повинна бути переважаючою в річній програмі;

• річна трудоємність виробів-представників повинна складати велику частину від загальної річної трудомісткості даної групи;

• наявність у групі виробів близьких аналогів, подібних за конструктивними ознаками, габаритними розмірами і масою.

Вироби даної групи, що приводяться до виробу-представника, порівнюють з ним з урахуванням співвідношення за масою, серійністю випуску, складністю обробки й інших параметрів.

Загальний коефіцієнт приведення

,

де К_i - коефіцієнт приведення за параметром (маса, серійність, складності і таке інше), що враховує особливості розглянутого виробу.

У курсовому проектуванні можна обмежитися тільки трьома коефіцієнтами:

1. Коефіцієнт приведення по масі (К₁). Визначається за формулою

;

де Q і Q_x маси виробу представника і виробу, що приводиться. Прийнятну точність формула дає в межах 0,5Q_x < Q  2Q_x;

2. Коефіцієнт приведення за серійністю (K₂). Визначається в залежності від співвідношення П/П_Х, де П и П_Х - річні програми випуску в штуках виробу-представника і виробу, що приводиться. Практично це робиться за допомогою спеціальної таблиці, або за формулою:

К₂ = (П/П_Х)^0,15...0,2 .

Показник ступеня приймається 0,15 - для середнього і дрібного машинобудування, 0,2 - для важкого.

Прийнятна точність досягається в межах: 0,1П_Х < П  10П_Х.

3. Коефіцієнт приведення за складністю (К₃). Він враховує розходження і складність конструкцій і є досить суб'єктивним, залежним значною мірою від кваліфікації проектанта. Приведення виробу за складністю до виробу-представника можна здійснювати по різному, наприклад, за такими показниками,:

– через загальну кількість операцій технологічного процесу;

– трудоємність;

– верстатоємність;

– сумарний основний (технологічний або машинний) час по всіх операціях технологічного процесу.

У результаті визначається приведена програма по кожній групі

;

де m - номер групи.

Замість заданої кількості виробів одержують приведену номенклатуру, як це графічно зображено на рисунку .

Рис.2.1. Схема створення приведеної номенклатури продукції

В1-В10 – вироби заданої номенклатури, П1–П10 – програма випуску виробів заданої номенклатури, ВПР1-ВПР4 – вироби-представники для поділу на групи; П₁^ПР – П₄^ПР – приведена програма випуску виробів-представників при розбитті номенклатури на групи, в даному прикладі кількість груп дорівнює 4; ВПР – виріб-представник у випадку, коли всі вироби приводяться до одного; П^ПР – програма випуску виробу-представника.

У межах однієї дільниці або цеху звичайно номенклатуру обмежують одним -двома виробами. Приведена програма в цьому випадку буде визначатися за формулою:

;

де К - кількість груп.

При цьому загальна маса виробів, заданих у програмі, залишається без змін і не підлягає приведенню.

Проектування механічних та складальних цехів за умовною програмою ведеться найчастіше для одиничного та дрібносерійного виробництва, коли в номенклатуру заданої програми входять вироби, конструкції яких ще не розроблені, а іноді навіть невідома точна номенклатура виробів Проектування ковальско-штампувальних, ливарних, термічних цехів майже завжди здійснюється за умовною програмою, яка задається в тонах виробів на рік. Планування ж діяльності ковальско-штампувальних та ливарних цехів слід здійснювати на основі точних або приведених програм, тому що планування в умовних одиницях буде стимулювати спрощення конструкцій заготовок і, отже, різке збільшення витрат конструкційних матеріалів а, іноді й погіршення якості деталей.

У цьому випадку вибирається умовний представник або кілька представників, за якими можна з достатнім наближенням одержати необхідні вихідні дані. По умовному представнику ведеться все технологічне проектування цеху без застосування коефіцієнтів приведення.

Виконані розрахунки поширюються на усі вироби, включені в річну програму, що і є умовною програмою для представника. При цьому, загальна маса виробів річної умовної програми повинна відповідати масі виробів реальної точної програми, або, у всякому випадку, не бути меншою за неї.