3 Проектирование основной системы механических цехов

• Основные вопросы, решаемые в процессе проектирования.

• Методы определения трудоемкости и станкоемкости механической обработки деталей.

• Определение количества основного технологического оборудования.

• Определение состава и числа работающих.

• Принципы расположения технологического оборудования и организации рабочего места.

• Разработка планировок оборудования.

• Определение производственных площадей.

3.1 Основные вопросы, решаемые в процессе проектирования

При проектировании основной системы решается ряд вопросов в определенной последовательности:

• определение количества основного технологического оборудования, необходимого для реализации технологического процесса;

• выбор состава производственных участков;

• определение состава и количества оборудования на участке;

• определение алгоритма работы оборудования на участке;

• разработка требований к условиям работы оборудования;

• составление заданий на проектирование нестандартного оборудования;

• планировка основного оборудования;

• расчет производственной площади;

• определение числа работающих;

• компоновка производственных участков.

3.2 Методы определения трудоемкости и станкоемкости механической обработки деталей

Трудоемкостью изделия T_чел.ч. называют время, затраченное на его изготовление и выраженное в человеко-часах. Расчетная трудоемкость включает в себя все нормируемое по технологическому процессу время обработки на станках и ручных операциях, причем при многостаночном обслуживании суммарное время обработки на станках, обслуживаемых одним рабочим, делят на число обслуживаемых станков.

Для расчета количества оборудования необходимы данные о станкоемкости изделия. Станкоемкость Т_ст.ч. определяется временем, затраченным на изготовление изделия, и выражается в станко-часах работы оборудования.

Связь между трудоемкостью и станкоемкостью можно выразить через среднее значение коэффициента многостаночности К_м, равное среднему числу станков, обслуживаемых одним рабочим:

Методы определения трудоемкости изготовления изделия зависят от этапа проектирования, типа производства и других факторов. Так, при укрупненном проектировании, применяемом на этапе технико-экономического обоснования проекта, трудоемкость изготовления деталей изделия может быть определена по показателям трудоемкости механической обработки комплекта деталей одного изделия или 1 т изделий.

При использовании первого показателя суммарная трудоемкость обработки годовой программы равна

,

где N – годовая программа выпуска.

При использовании второго показателя суммарная трудоемкость обработки годовой программы равна

,

где М_и – масса изделия.

Трудоемкость сборки изделия может быть определена либо по показателям трудоемкости сборочных работ на 1 т массы изделия, либо по данным ранее выполненных проектов в зависимости от трудоемкости изготовления данного изделия.

Показатели трудоемкости механообработки и сборки определяют на основе анализа трудоемкости изготовления аналогичных изделий на передовых заводах страны и за рубежом.

При проектировании по точной программе трудоемкость изготовления изделия (трудоемкость обработки комплекта деталей) для массового производства определяется по формуле

,

для серийного производства –

,

где п – число деталей в изделии;

m – число операций изготовления i-ой детали;

и – штучное и штучно-калькуляционное время выполненияj-ой операции обработки i-ой детали:

,

где – подготовительно-заключительное время на j-ой операции обработки i-ой детали;

n_i – число i-х деталей в партии.

При проектировании по приведенной программе по вышеуказанным формулам определяется только трудоемкость обработки изделия-представителя Т_пр. Трудоемкость обработки остальных деталей определяется с помощью коэффициента приведения:

При разработке проектов технического перевооружения или реконструкции трудоемкость (станкоемкость) изготовления изделия или трудоемкость его сборки может быть определена по заводским данным с учетом пересмотра норм и внедрения новой технологии и средств автоматизации в проектируемом производстве. В настоящее время при техническом перевооружении предприятий серийного производства предполагается более широкое использование станков с ЧПУ, в том числе обрабатывающих центров, и гибких производственных систем.

Для определения трудоемкости изготовления деталей в новых условиях можно воспользоваться данными о станкоемкости изготовления деталей по существующей технологии, скорректировав данные по станкоемкости изготовления тех деталей, которые переводятся для обработки на более производительное оборудование. Для этого суммарную трудоемкость изготовления по существующей технологии разделяют по видам работ, выполняемых на универсальных станках, автоматах, полуавтоматах, станках с ЧПУ.

Для коррекции станкоемкости по видам работ Т_i вводят коэффициент роста станкоемкости на проектную программу К_рi c учетом ежегодного планового снижения, равный

,

где N_пр – программа выпуска в проектном варианте;

N_Б – программа в базовом варианте (действующем производстве);

α – планируемый ежегодный процент снижения станкоемкости;

n_B – планируемый срок внедрения новой технологии в годах.

Тогда станкоемкость рассматриваемого вида работ по базовому варианту, но на новую программу и в плановом году внедрения будет равна

,

Из полученной станкоемкости выделяют объем работ, переводимый на более прогрессивные виды оборудования, и корректируют его с помощью коэффициента прогрессивности К_ПГ, учитывающего более высокую производительность этого оборудования:

.

Абсолютные значения коэффициентов прогрессивности зависят от сложности изготовленных изделий, технического уровня действующего производства, партии запуска. Чем сложнее изготовляемые детали, ниже технический уровень действующего производства и меньше размер партии запуска, тем больше К_ПГ, и наоборот. Так, при переводе изготовления деталей типа «тела вращения» на станки с ЧПУ и гибкие производственные модули (ГПМ) рекомендуется принимать К_ПГ =1,5…3, при переводе изготовления корпусных деталей – К_ПГ = 2…6.

Полученные значения станкоемкости по видам работ с учетом прогрессивного оборудования применяют для определения числа станков.

При дипломном проектировании расчетную станкоемкость на годовую программу участка или цеха можно ориентировочно определить по формуле

,

где – годовая станкоемкость изготовления деталей по заводским данным;

–коэффициент изменения станкоемкости на годовой проектный объем;

–коэффициент ужесточения, представляющий собой отношение проектной станкоемкости изготовления деталей (после внедрения новой технологии) к станкоемкости изготовления аналогичных деталей по действующей технологии. При дипломном проектировании K_у можно определить путем сопоставления станкоемкости изготовления деталей-представителей по сравниваемым вариантам.