Проект_Маш_Пр-ва_КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Технология машиностроения»
Г.И. Буторин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Электронное учебное пособие для выполнения курсового проекта
ISBN 978-5-696-04339-5
© Издательский центр ЮУрГУ, 2013
1
УДК [621:658.2](076.5)+621.001.2(076.5) Б934
Одобрено учебно-методической комиссией механико-технологического факультета
Рецензенты: канд. техн. наук, проф. А.К. Ольховацкий канд. техн. наук, доц. Л.М. Звонарева
Буторин, Г.И.
Б934 Проектирование машиностроительного производства [Электронный ресурс]: электронное учебное пособие для выполнения курсового проекта / Г.И. Буторин. – Электрон. текст. дан. (700 Кб). – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. – 1 электрон. опт. диск (DVD); 12 см – Системные требования: РС не ниже класса Pentium I; ОЗУ 512 Mb; ОС Windows 2000/XP/Vista/7; Adobe Acrobat Reader; DVD-ROM дисковод. –
Загл. с экрана.
Пособие написано в соответствии с учебными планами дисциплины «Проектирование машиностроительного производства» специальностей «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и комплексы», «Инструментальные системы машиностроительных производств» и «Управление качеством». Пособие предназначено для использования при выполнении курсового проекта (курсовой работы) и выполнении соответствующих разделов дипломных проектов студентами всех форм обучения, в том числе дистанционного, а также инженерно-техническими работниками технологических служб машиностроительных предприятий.
Изложены методики расчета основных показателей механосборочных цехов современных машиностроительных предприятий: расчета потребного количества основного и вспомогательного оборудования, потребного количества работающих, необходимых производственных и вспомогательных площадей, даны правила компоновки механосборочного цеха. Приведены справочно-нормативные данные, необходимые для проектирования.
Учебное пособие может быть использовано студентами всех форм обучения для направления 150900, 221400 и других направлений и специальностей машиностроительного профиля.
Учебное текстовое электронное издание
© Издательский центр ЮУрГУ, 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.ВВЕДЕНИЕ 1.1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины………. 4
1.2. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины…… 5 1.3. Цели и задачи преподавания и изучения дисциплины.………….. 5
2.КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (КУРСОВАЯ РАБОТА)
2.1.Задание на курсовой проект (курсовую работу)……………….... 6
2.2.Содержание курсового проекта (курсовой работы)………………. 6
2.3.Расчет основных показателей механосборочного цеха....………… 9
2.4.Расчет основных показателей механического отделения……….. 12
2.5.Расчет основных показателей сборочного отделения…………….. 18
2.6.Проектирование вспомогательных отделений механосборочного цеха……....……………………………………... 21
2.7.Проектирование бытовых
иадминистративно-конторских помещений………………………. 28
2.8.Проектирование цехового транспорта…………………………… 31
2.9.Выбор типа здания для размещения цеха………………………….. 32
2.10.Компоновка механосборочного цеха………………………………. 34
2.11.Технико-экономические показатели………………………………. 37
2.12.Библиографический список………………....………………..... 38
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………....………………....... . 40
1 . В В ЕДЕН ИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Дисциплина «Проектирование машиностроительного производства» принадлежит к общепрофессиональному циклу. Учебное пособие разработано для уровня подготовки дипломированных специалистов по направлениям: 151000 – «Кон- структорско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и 220500 – «Управление качеством».
1.1.1. Согласно требованиям ГОС к минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста в результате усвоения дисциплины «Проектирование машиностроительного производства» бакалавры и инженеры должны:
иметь представление о временных и экономических связях в производственном процессе; о различных видах технологических процессов в машиностроении, их возможностях; о научных и организационных основах мер ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и других чрезвычайных ситуаций;
знать стандарты и правила построения и чтения чертежей и схем; способы графического представления пространственных объектов; методы технологической подготовки производства изделий машиностроения; состав и правила проектирования гибких технологических комплексов, интегрированных автоматизированных производств; правила безопасности жизнедеятельности;
уметь работать с вычислительной техникой при решении расчетных и графических задач; пользоваться методами и средствами нормирования; использовать методы обеспечения безопасности жизнедеятельности;
иметь навыки построения изображений технических изделий, оформления чертежей, составления спецификаций; использования методов и средств нормирования.
1.1.2. В соответствии с ГОС в обязательный минимум содержания образовательной программы подготовки должны входить:
общая методология и логика решения проектных задач;
общая структура процесса проектирования;
структура машиностроительного производства.
Коглавлению
4
1 . В В ЕДЕН ИЕ
1.2. Требования к уровню подготовки для освоения дисциплины
Дисциплина «Проектирование машиностроительного производства» относится к профилирующим и завершает цикл обучения. Базовый материал, необходимый для ее успешного изучения, излагается во всех дисциплинах общетехнического и специализирующего циклов. Наиболее важными из них являются: технология конструкционных материалов, загрузочные и транспортные устройства, технология машиностроения, металлорежущие станки и промышленные роботы, взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения, проектирование технологической оснастки, теория резания, автоматизация производственных процессов, организация и планирование производства, управление предприятием, обеспечение безопасности жизнедеятельности.
1.3.Цели и задачи преподавания и изучения дисциплины
1.3.1.Цель данной дисциплины – дать студентам знания современной методики проектирования механосборочного производства, наделить их комплексом знаний, необходимых для проектирования автоматизированных механосборочных цехов, умению самостоятельно производить проектные расчеты и планировки технологического оборудования, выбирать оптимальные варианты проектных решений. Эти знания необходимы для самостоятельной разработки технологической части дипломных проектов механосборочных, инструментальных и ремонт- но-механических цехов по специальностям 15001, 151002 и 1220501.
1.3.2.Частными задачами для достижения поставленной цели является изучение следующих вопросов.
а) Общие сведения по проектированию машиностроительных заводов. Генеральный план завода.
б) Проектирование механических цехов. (Понятие о цехе, состав, классификация. Исходные данные для проектирования, производственная программа. Способы определения количества необходимого оборудования. Состав работающих в цехе и определение их количества. Проектирование вспомогательных отделений. Определение площади цеха).
в) Проектирование сборочных цехов. (Назначение и состав цеха, содержание программы производства. Производственные и вспомогательные отделения цеха, планировка оборудования, определение площади цеха).
г) Проектирование внутризаводского транспорта. д) Проектирование инструментальных цехов.
е) Проектирование ремонтно-механических цехов.
ж) Проектирование обслуживающих помещений цехов.
з) Основные данные для проектирования энергетической части. и) Проектирование экономической части проекта.
к) Состав и оформление проекта механосборочного цеха.
Кначалу главы
Коглавлению
5
2 . К УР С ОВ О Й ПР ОЕ К Т
2. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (КУРСОВАЯ РАБОТА)
2.1. Задание на курсовой проект (курсовую работу)
Необходимые исходные данные для выполнения курсового проекта (курсовой работы) приведены в табл.1 (все цифровые величины носят условный характер и не являются нормативными).
Номер варианта курсового проекта (курсовой работы) определяется по двум последним цифрам номера студенческого билета (шифра).
2.2.Содержание курсового проекта (курсовой работы)
2.2.1.Произвести расчет по технико-экономическим показателям потребного количества основного металлорежущего оборудования, сборочных стендов, транспортного оборудования, вспомогательного оборудования, рабочего состава
иплощадей механосборочного цеха, в том числе раздельно по каждому из его производственных и вспомогательных отделений (участков), для обеспечения заданной программы выпуска изделий.
2.2.2.Составить схему компоновки цеха (план размещения отделений цеха и его служб) со степенью подробности, указанной ниже.
2.2.3.Определить основные технико-экономические показатели механосборочного цеха.
Таблица 1 Исходные данные для курсового проекта (курсовой работы)
|
|
Годовая |
Масса |
Трудоёмкость изготовления |
|||
Шифр |
|
единицы изделия, ч |
|||||
Наименование |
про- |
изде- |
|||||
Механиче- |
Слесарно- |
Конвейер- |
|||||
|
|||||||
|
изделия |
грамма |
лия Q, |
||||
|
ская обра- |
сборочные |
ная сборка |
||||
|
|
П, шт. |
кг |
||||
|
|
ботка Тс |
работы Тсб |
Тс.к |
|||
|
|
|
|
||||
01 |
Редуктор привода |
|
|
|
|
|
|
11 |
пресс- |
120 000 |
100 |
12 |
2 |
0,5 |
|
|
подборщика |
|
|
|
|
|
|
02 |
Редуктор вязаль- |
150 000 |
40 |
3 |
1 |
0,25 |
|
12 |
ного аппарата |
||||||
|
|
|
|
|
|||
03 |
Грузовая тележка |
5 000 |
3 000 |
75 |
22 |
2 |
|
13 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
04 |
Боковой прицеп |
75 000 |
100 |
10 |
3 |
0,3 |
|
14 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
05 |
Коробка отбора |
12 000 |
15 |
30 |
2 |
– |
|
15 |
мощности |
||||||
|
|
|
|
|
|||
06 |
Кран управления |
800 000 |
5 |
0,3 |
0,3 |
– |
|
16 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
07 |
Гидроцилиндры |
20 000 |
25 |
14 |
2,8 |
0,15 |
|
17 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
К оглавлению |
|
|
|
|
|
6
2 . К УР С ОВ О Й ПР ОЕ К Т
Продолжение табл. 1
|
|
Годовая |
Масса |
Трудоёмкость изготовления |
|||
Шифр |
|
единицы изделия, ч |
|||||
Наименование |
про- |
изде- |
|||||
Механи- |
Слесарно- |
Конвейер- |
|||||
|
|||||||
|
изделия |
грамма |
лия Q, |
||||
|
ческая об- |
сборочные |
ная сборка |
||||
|
|
П, шт. |
кг |
||||
|
|
работка Тс |
работы Тсб |
Тс.к |
|||
|
|
|
|
||||
08 |
Цилиндрические |
25 000 |
70 |
23 |
12 |
0,3 |
|
18 |
редукторы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
09 |
Конич.-цилиндрич. |
20 000 |
50 |
21 |
7 |
0,45 |
|
19 |
редукторы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
10 |
Коробки передач |
30 000 |
100 |
30 |
5,8 |
0,3 |
|
20 |
автомобиля |
||||||
|
|
|
|
|
|||
21 |
Агрегатные |
2 500 |
6 000 |
65 |
25 |
5 |
|
31 |
станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
22 |
Шестеренчатые |
300 000 |
10 |
1,2 |
0,4 |
– |
|
32 |
насосы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
23 |
Редукторы |
20 000 |
300 |
25 |
8 |
1,2 |
|
33 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
24 |
Дизели 25 л.с. |
20 000 |
400 |
21 |
12 |
2 |
|
34 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
25 |
Автомобильные |
40 000 |
350 |
13 |
11 |
0,8 |
|
35 |
двигатели |
||||||
|
|
|
|
|
|||
26 |
Эксцентриковые |
4 000 |
2 000 |
50 |
15 |
3,5 |
|
36 |
прессы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
27 |
Транспортёры |
6 000 |
100 |
40 |
12 |
4,5 |
|
37 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
28 |
Компрессоры |
4 500 |
500 |
50 |
16 |
4 |
|
38 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
29 |
Мостовые краны |
1 500 |
3 500 |
110 |
92 |
– |
|
39 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
30 |
Узлы ротора |
3 000 |
400 |
60 |
80 |
12 |
|
40 |
газовой турбины |
||||||
|
|
|
|
|
|||
41 |
Фрезерные станки |
4 000 |
2 000 |
70 |
30 |
10 |
|
51 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
42 |
Токарные |
2 500 |
7 000 |
90 |
40 |
12 |
|
52 |
автоматы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
43 |
Токарно-револь- |
2 500 |
3 000 |
95 |
45 |
12 |
|
53 |
верные станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
44 |
Шлифовальные |
3 000 |
3 000 |
75 |
45 |
10 |
|
54 |
станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
45 |
Зубообрабатываю- |
2 500 |
2 000 |
80 |
43 |
10 |
|
55 |
щие станки |
||||||
|
|
|
|
|
Кначалу главы
Коглавлению
7
2 . К УР С ОВ О Й ПР ОЕ К Т
Продолжение табл. 1
|
|
Годовая |
Масса |
Трудоёмкость изготовления |
|||
Шифр |
|
единицы изделия, ч |
|||||
Наименование |
про- |
изде- |
|||||
Механи- |
Слесарно- |
Конвейер- |
|||||
|
|||||||
|
изделия |
грамма |
лия Q, |
||||
|
ческая об- |
сборочные |
ная сборка |
||||
|
|
П, шт. |
кг |
||||
|
|
работка Тс |
работы Тсб |
Тс.к |
|||
|
|
|
|
||||
46 |
Сверлильные |
8 000 |
2 000 |
70 |
35 |
6 |
|
56 |
станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
47 |
Многошпинд. свер- |
2 500 |
2 000 |
70 |
40 |
7 |
|
57 |
лильные станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
48 |
Протяжные |
1 500 |
2 500 |
120 |
42 |
6 |
|
58 |
станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
49 |
Дизели |
25 000 |
1 000 |
22 |
16 |
4 |
|
59 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
50 |
Токарные станки |
2 000 |
3 000 |
90 |
45 |
6 |
|
60 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
61 |
Шасси |
15 000 |
300 |
30 |
6 |
1,5 |
|
71 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
62 |
Шестеренчатые |
250 000 |
25 |
2 |
0,4 |
0,2 |
|
72 |
насосы |
||||||
|
|
|
|
|
|||
63 |
Агрегатно- |
8 000 |
1 800 |
30 |
32 |
1 |
|
73 |
силовые головки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
64 |
Коробки передач |
28 000 |
70 |
15 |
6 |
0,7 |
|
74 |
автомобиля |
||||||
|
|
|
|
|
|||
65 |
Форсунки |
1 200 |
0,4 |
0,3 |
0,1 |
0,05 |
|
75 |
000 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
66 |
Гидроцилиндры |
80 000 |
60 |
6 |
0,7 |
0,3 |
|
76 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
67 |
Вентиляторы |
70 000 |
80 |
4 |
0,9 |
0,2 |
|
77 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
68 |
Роторы турбин |
15 000 |
200 |
25 |
15 |
6 |
|
78 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
69 |
Клапаны |
50 000 |
10 |
4 |
1,5 |
1 |
|
79 |
автоматики |
||||||
|
|
|
|
|
|||
70 |
Редукторы |
15 000 |
300 |
28 |
26 |
1,5 |
|
80 |
прессов |
||||||
|
|
|
|
|
|||
81 |
Фрезерные станки |
2 200 |
3 000 |
110 |
60 |
15 |
|
91 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
82 |
Гидроагрегаты |
50 000 |
25 |
5 |
1 |
0,6 |
|
92 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
83 |
Резьбонакатные |
80 000 |
35 |
2,5 |
0,6 |
– |
|
93 |
головки |
||||||
|
|
|
|
|
Кначалу главы
Коглавлению
8
2 . К УР С ОВ О Й ПР ОЕ К Т
Окончание табл. 1
|
|
Годовая |
Масса |
Трудоёмкость изготовления |
|||
Шифр |
|
единицы изделия, ч |
|||||
Наименование |
про- |
изде- |
|||||
Механи- |
Слесарно- |
Конвейер- |
|||||
|
|||||||
|
изделия |
грамма |
лия Q, |
||||
|
ческая об- |
сборочные |
ная сборка |
||||
|
|
П, шт. |
кг |
||||
|
|
работка Тс |
работы Тсб |
Тс.к |
|||
|
|
|
|
||||
84 |
Двигатели |
75 000 |
70 |
21 |
4,5 |
1 |
|
94 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
85 |
Координатно- |
2 300 |
8 000 |
110 |
56 |
15 |
|
95 |
расточные станки |
||||||
|
|
|
|
|
|||
86 |
Электродвигатели |
300 000 |
80 |
3 |
0,8 |
0,3 |
|
96 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
87 |
Механизм гидро- |
|
|
|
|
|
|
управления авто- |
60 000 |
30 |
15 |
3 |
1 |
||
97 |
|||||||
мобиля |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
88 |
Суппорты |
15 000 |
120 |
15 |
5 |
2,5 |
|
98 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
89 |
Автоматические |
|
|
|
|
|
|
коробки скоро- |
35 000 |
300 |
18 |
5 |
1,3 |
||
99 |
|||||||
стей |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
90 |
Шпиндельные |
35 000 |
200 |
12 |
50 |
2 |
|
100 |
бабки |
||||||
|
|
|
|
|
2.3.Расчет основных показателей механосборочного цеха
2.3.1.Определяется трудоемкость механической обработки (станкоемкость), слесарно-сборочных работ (узловой сборки) и общей сборки на конвейере.
Трудоёмкость механической обработки одного изделия задана в станко-часах (см. табл. 1). Для подсчета трудоемкости механической обработки всей программы выпуска изделий необходимо умножить станкоемкость механической обработки одного изделия на количество изделий:
Ти=Тс П, ч,
где Ти – общее количество станко-часов, затрачиваемых на всю годовую программу; Тс – станкоемкость одного изделия, ч; П – программа выпуска изделий в год.
Аналогично определяется трудоемкость слесарно-сборочных работ и конвейерной сборки.
Трудоемкость слесарно-сборочных работ по сборке узлов (или машины в целом, если нет сборки на конвейере) на всю программу выпуска
Тс.у=Тсб П, ч, где Тсб – трудоемкость узловой сборки одного изделия (см. табл.1).
Кначалу главы
Коглавлению
9
2 . К УР С ОВ О Й ПР ОЕ К Т
Трудоемкость общей сборки всех изделий на конвейере
То.сб=Тс.к П, ч,
где Тс.к – трудоемкость конвейерной сборки одного изделия (см. табл.1).
2.3.2. Выбирается режим работы цеха, рассчитываются фонды времени [4, 9]. Машиностроительные предприятия относятся к прерывному производству.
При проектировании большинства механических цехов принимается двухсменный режим при пятидневной рабочей неделе. При этом необходимо учитывать, что установленная законом длительность рабочей недели – 40 ч.
Действительное (расчетное) годовое число часов работы одного станка при работе в одну смену (действительный годовой фонд времени станка)
Fд=Fk, ч,
где F – номинальный годовой фонд времени при работе в одну смену, равный произведению продолжительности рабочей смены в часах на число рабочих дней
вгоду; k – коэффициент использования номинального фонда времени; m – число рабочих смен в сутки.
Коэффициент использования номинального фонда времени оборудования, учитывающий время простоя его в ремонте, принимается в процентах от номинального фонда времени и зависит от режима работы цеха: при работе в одну смену 2 % (k=0,98), при работе в две смены 3 % (k=0,97), при работе в три смены 4 % (k=0,96). Для станков свыше 30 категории ремонтной сложности при работе
вдве смены 6 % (k=0,94), при работе в три смены 10 % (k=0,9).
Действительный годовой фонд времени работы рабочего
Fд.р=Fр kр, ч,
где Fр – номинальный годовой фонд времени рабочего (определяется так же, как и для оборудования); kр – коэффициент использования номинального фонда времени рабочего, учитывающий время отпуска и невыход рабочего по уважительным причинам, принимается в размере 11 % от номинального фонда времени (k=0,89) [14].
2.3.3. Определяется тип производства и величина такта выпуска изделий [3, 4,
7, 21].
В соответствии с ГОСТ 14004-83 показателем для определения типа производства является коэффициент закрепления операций
Кз.о Чо ,
Сп
где Чо – число технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца цехом или участком; Сп – число рабочих мест.
Кначалу главы
Коглавлению
10