工程072圓珠筆課設(shè).doc

木制圓珠筆生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)目的工業(yè)工程是集技術(shù)與管理于一體的綜合性學(xué)科，設(shè)施規(guī)劃與物流分析、現(xiàn)代制造系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃與控制等是工業(yè)工程專業(yè)的主要專業(yè)課程，其課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)線布置及產(chǎn)品制造、生產(chǎn)計(jì)劃與控制等工作而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，是工業(yè)工程專業(yè)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的一次模擬實(shí)踐，其主要目的：1能正確運(yùn)用工業(yè)工程基本原理及有關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)從產(chǎn)品入手對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研分析的方法。2熟悉和掌控生產(chǎn)制造系統(tǒng)的計(jì)劃、組織、生產(chǎn)控制的基本原理和方法。3培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）木制圓珠筆的產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是針對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)械部分的設(shè)計(jì)；一個(gè)好產(chǎn)品首先要實(shí)用，因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先是功能，其次才是形狀。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能完全取決于一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容之一，也是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中最復(fù)雜的一個(gè)工作環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品形成過程中，起著至關(guān)重要的作用。設(shè)計(jì)者既要構(gòu)想一系列關(guān)聯(lián)零件來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，又要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀；既要安全耐用、性能優(yōu)良，又要易于制造、降低成本。所以說，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)具有全方位和多目標(biāo)的空間想象力，并具有和跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)整合能力。根據(jù)各種要求與限制條件尋求對立中的統(tǒng)一。（1） 編制技術(shù)任務(wù)書技術(shù)任務(wù)書是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)文件，是在新產(chǎn)品方案論證基礎(chǔ)上編制的。主要內(nèi)容包括：確定新產(chǎn)品用途、適用范圍、使用條件和使用要求，設(shè)計(jì)和試制該產(chǎn)品的依據(jù)；確定產(chǎn)品的基本性能、結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)，概括地做出總體布置、產(chǎn)品型號、尺寸、標(biāo)準(zhǔn)系列等；概略地計(jì)算技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（2） 方案設(shè)計(jì)這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的選型階段，其主要任務(wù)是確定產(chǎn)品的基本功能、性能、結(jié)構(gòu)和參數(shù)，一般包括產(chǎn)品的功能和使用范圍、產(chǎn)品的總體方案設(shè)計(jì)和外觀造型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的原理結(jié)構(gòu)圖、產(chǎn)品型號、尺寸、性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，對各個(gè)選型方案，計(jì)算其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果分析。（3） 技術(shù)設(shè)計(jì) 這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的定型階段，主要任務(wù)是將方案設(shè)計(jì)中確定的基本結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)一步具體化，根據(jù)技術(shù)任務(wù)書中的要求，進(jìn)一步確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以圖的形式表現(xiàn)出來。（4） 工作圖設(shè)計(jì)工作圖設(shè)計(jì)的任務(wù)是將技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)一步具體化，繪制全套工作圖樣和編寫必要的技術(shù)文件，為產(chǎn)品制造和裝配提供依據(jù)。主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)并繪制全部零件的工作圖，詳細(xì)注明尺寸、公差配合、材料和技術(shù)條件；工作圖的質(zhì)量將直接影響新產(chǎn)品的試制。因此，保證圖紙質(zhì)量，加強(qiáng)圖樣的審查校核工作也很重要。（具體零件圖如下）。（二）工藝開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)工藝，是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國圓珠筆市場的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。工藝設(shè)計(jì)是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)工作的重要內(nèi)容之一，它與產(chǎn)品設(shè)計(jì)密切相關(guān)。工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是設(shè)計(jì)出能保證優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的制造產(chǎn)品的工藝規(guī)程，制定試制和正式生產(chǎn)所需要的全部工藝文件，設(shè)計(jì)制造各種工藝裝備，做好設(shè)計(jì)和工藝裝備的調(diào)整工作。（1） 產(chǎn)品圖紙的工藝分析和審查產(chǎn)品圖紙的工藝分析和審查的主要內(nèi)容包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是否與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是否充分利用已有的工藝標(biāo)準(zhǔn)，零件的形狀尺寸和配合是否合適，所選的材料是否合適，產(chǎn)品的零件制造與裝配是否方便。為了縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，避免工作圖過多更改，減少損失，工藝分析與審查應(yīng)貫徹到從編制技術(shù)任務(wù)書開始的產(chǎn)品開發(fā)各個(gè)階段，按嚴(yán)格的程序進(jìn)行，產(chǎn)品圖紙只有在工藝審查完畢和標(biāo)準(zhǔn)之后，才能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。（2） 擬定工藝方案工藝方案是工藝設(shè)計(jì)的總綱，規(guī)定了試制新產(chǎn)品或改造老產(chǎn)品過程當(dāng)中，諸如關(guān)鍵件的加工方法、工藝路線、工藝裝備的原則和系數(shù)，以及裝配要求等關(guān)鍵性問題，以切實(shí)保證試制進(jìn)度。工藝方案的內(nèi)容一般包括：根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，確定所采取的工藝原則，規(guī)定工藝設(shè)計(jì)的特殊要求；列出產(chǎn)品加工關(guān)鍵的工序必須具備的物質(zhì)條件和應(yīng)采取的措施；確定工藝路線，規(guī)定產(chǎn)品零件加工單位劃分原則和零件分布情況。（3） 編織工藝規(guī)程編制工藝規(guī)程是工藝設(shè)計(jì)的基本工作。工藝規(guī)程是直接指導(dǎo)工人技術(shù)操作的基本文件。工藝規(guī)程的形式和內(nèi)容與生產(chǎn)類型有關(guān)。在單件小批量生產(chǎn)條件下，工藝規(guī)程比較粗略，一般編制過程卡，關(guān)鍵零件編制工藝卡片。在大量生產(chǎn)條件下，絕大部分零件都需要編制工序卡片。下表是該流程的制造工藝：木制圓珠筆的毛坯制造工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容所用設(shè)備工具人數(shù)時(shí)間/min1畫線將原始材料畫線直尺、鉛筆122鋸木料按所畫線將木料鋸成8塊手鋸、老虎鉗12003測定尺寸測定1個(gè)胚料尺寸游標(biāo)卡尺114畫中心點(diǎn)在胚料兩端畫中心點(diǎn)直尺、鉛筆10.55打中心孔打出兩端中心孔打孔機(jī)216粗車外圓在車床上對胚料進(jìn)行粗車，直徑12mmTH-1車床1107測定尺寸測定粗車后的尺寸游標(biāo)卡尺10.28精車外圓繼續(xù)進(jìn)行精車，直徑11mmTH-1車床179測定尺寸測定精車后的尺寸游標(biāo)卡尺10.210 鋸斷在指定處鉅斷木料手鋸11木制圓珠筆的筆桿制造工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容所用設(shè)備工具人數(shù)時(shí)間/min11車端面用切斷刀車端面TH-1車床1112打中心孔換鉆頭打中心孔TH-1車床10.513車筆桿螺紋面用車刀車出筆桿的外螺紋面，長度10mm，直徑8mmTH-1車床1714測定尺寸測定筆桿外螺紋面尺寸游標(biāo)卡尺10.215鉆筆桿內(nèi)孔用鉆頭鉆筆桿內(nèi)孔，直徑4mmTH-1車床1316攻筆桿螺紋用板牙攻筆桿螺紋板牙14木制圓珠筆的筆頭制造工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容所用設(shè)備工具人數(shù)時(shí)間/min16車端面用切斷刀車端面TH-1車床1117打中心孔換鉆頭打中心孔TH-1車床10.518鉆筆尖內(nèi)孔換鉆頭，鉆內(nèi)孔，直徑2.5mmTH-1車床1219車錐形頭調(diào)整車刀角度15，車錐形頭TH-1車床1620鉆筆頭內(nèi)孔把筆頭掉頭裝夾，換鉆頭鉆孔，直徑4mmTH-1車床1721鉆筆頭換鉆頭鉆內(nèi)螺紋，直徑6.7mmTH-1車床1522攻筆頭螺紋用絲錐攻螺紋絲錐1423裝配將筆頭，筆桿裝配好-10.5我們應(yīng)充分利用有關(guān)工藝方面的最新科學(xué)成果，采用新的發(fā)明創(chuàng)造，縮短工藝設(shè)計(jì)周期，節(jié)約工藝設(shè)計(jì)費(fèi)用，保證完成生產(chǎn)計(jì)劃，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證安全生產(chǎn)。在貫徹執(zhí)行工藝規(guī)程時(shí)，為了簡化工藝規(guī)程編制工作，減少工藝設(shè)計(jì)工作量，縮短工藝設(shè)計(jì)周期，應(yīng)大力推廣典型工藝、成組工藝和計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)等。（三）產(chǎn)品試制產(chǎn)品試制的內(nèi)容取決于生產(chǎn)類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)方法。在成批和大量生產(chǎn)中，新產(chǎn)品試制一般分為樣品試制和小批試制兩個(gè)階段。此處僅進(jìn)行樣品試制。產(chǎn)品的試制和鑒定是批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)的一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作。任何一種新產(chǎn)品在完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)后，都必須進(jìn)行試制和鑒定，定型后，才能投入正式生產(chǎn)。因?yàn)樵诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)階段，不可能全面考慮和設(shè)計(jì)到生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的問題，即使產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)非常合理、仔細(xì)，常常還會(huì)存在一些結(jié)構(gòu)和工藝上的缺點(diǎn)、錯(cuò)誤和不足，只有通過試制和鑒定，才能暴露出這些問題，進(jìn)一步修改原設(shè)計(jì)和工藝。（四）平面流水線自動(dòng)設(shè)計(jì)（1）單件生產(chǎn)1、平面布置圖0.60.70.60.60.60.60.60.70.80.80.81.81.27.32.4鋸臺(tái)車床TH_1打孔臺(tái)絲錐臺(tái) 生產(chǎn)線長7.3 m，寬2.4 m，占地面積7.32.4=17.52 m2、單件所用時(shí)間1) 劃線和鋸木料（鋸臺(tái)作業(yè)）25 min2) 打孔 （打孔機(jī)作業(yè)）2.5 min3) 粗車 10.2min4) 精車 7.2 min5) 鋸斷 1 min6) 車端面1 min7) 打中心孔 0.5 min8) 車筆桿 7.2 min 9) 鉆筆桿內(nèi)孔 3 min10) 車端面 1 min11) 打中心孔 0.5 min12) 筆頭鉆孔 14 min13) 錐度 6min14) 攻螺紋 8 min (絲錐臺(tái)作業(yè)) 總時(shí)間：87.1 min3、單件所用工人數(shù)：14、產(chǎn)品定額 單班制，每日工作8 h，寬放時(shí)間25 min（時(shí)間利用率95%）， 每人每日有效工作時(shí)間86025=455 min 單件生產(chǎn)時(shí)間87.1min 日產(chǎn)量455 87.15支5、 原生產(chǎn)方式分析 手工鋸料花費(fèi)時(shí)間太長，應(yīng)該購進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備。打孔機(jī)作業(yè)與攻螺紋作業(yè)時(shí)間短，讓一個(gè)人干。讓兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)加工筆桿，避免等待。（2）大量生產(chǎn)1、大量生產(chǎn)平面布置圖6.40.60.60.81.80.81.20.64.411.20.60.80.60.80.80.61.81自動(dòng)鋸料機(jī)打孔臺(tái)車床TH_1車床TH_1車床TH_1絲錐臺(tái) 生產(chǎn)線長6.4m 寬 4.4m 占地面積 28.16 m生產(chǎn)線節(jié)拍：21.5 210.8 min（3）大量生產(chǎn)方式下的成本固定成本：自動(dòng)切料機(jī)一臺(tái)：5000元打孔機(jī)一臺(tái)：20000元車床TH-1三臺(tái)：300000元絲錐臺(tái)一臺(tái)：50元絲錐一個(gè)：20元老虎鉗一個(gè)：30元可變成本：原始木料31550403 成本1.2元，每個(gè)原始木料可加工成八支圓珠筆，每支可變成本為0.2元。人工費(fèi)用：每人每天所需費(fèi)用為35元，每個(gè)班次共6人，共計(jì)：356210元/天。（4）產(chǎn)量定額大量生產(chǎn)年產(chǎn)量目標(biāo)為800012000支。每日工作班次為單班制，每日工作8小時(shí)，時(shí)間利用率為95%，即工作寬放時(shí)間為30分鐘。每個(gè)工人每日有效工作時(shí)間為86030450min。一年365天，年假7天，清明3天，五一3天，端午3天，國慶7天，每周休息一天，一年共計(jì)休息71天，綜上統(tǒng)計(jì)，每年的工作日為294天，合計(jì)294450=132300min。在此大量生產(chǎn)過程中，由生產(chǎn)工藝流程圖可知，單件產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間為11.5min。日產(chǎn)量為45011.539支。年產(chǎn)量為 11466支，可以達(dá)到年產(chǎn)量指標(biāo)。（五）流水線標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編制標(biāo)準(zhǔn)工作指示圖表生產(chǎn)線名稱輪班數(shù)日產(chǎn)量節(jié)拍運(yùn)輸批量生產(chǎn)節(jié)奏看管周期木制圓珠筆加工13911.5min/件111.5min/件8h生產(chǎn)調(diào)度工具工票機(jī)床號：1 年 月 日 票號:01產(chǎn)品編號件號件名序號序名單件工時(shí)定額每臺(tái)件數(shù)投入批量本批累計(jì)0103圓珠筆6粗車外圓10min1件日期班次操作者姓名加工時(shí)間完工件數(shù)檢查結(jié)果停工工時(shí)備注起止工時(shí)合格回用退修廢品檢查者待料設(shè)備損壞其他工料1苑松（六）單件生產(chǎn)與大量生產(chǎn)的比較單件生產(chǎn)大量生產(chǎn)效果效率87.1min/支11.5min/支提高7.6倍成本12.01萬0.2x35y32.51萬0.2x210y增加3倍日產(chǎn)量5支39支增加8倍三、感想這次實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了我組團(tuán)隊(duì)合作精神：王悅、苑松同學(xué)主要負(fù)責(zé)了產(chǎn)品的研發(fā)和試制過程，張明陽和張莉莉同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中做了詳細(xì)的現(xiàn)場記錄，并根據(jù)實(shí)際的工時(shí)記錄生成書面報(bào)告，以下則是我們團(tuán)隊(duì)對這次實(shí)驗(yàn)的深切感受。通過這次實(shí)驗(yàn)，我們認(rèn)識(shí)到作為一名工業(yè)工程人員在工作中必須要善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并及時(shí)解決問題。工人們每天都忙忙碌碌趕工期，但就是沒效率，問題出在哪里？有時(shí)可能一個(gè)小小問題的改善（通常是不易被人們發(fā)現(xiàn)的），就能給企業(yè)帶來巨大的效益！還有，無論在日常生活還是在工作中我們都要有工業(yè)工程意識(shí)：成本與效率意識(shí)、問題與改革意識(shí)、工作簡化與標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)、整體與全局意識(shí)，最重要的是以人為本的意識(shí)。尊重員工并使其發(fā)揮出最大的潛能，不要什么問題都拿錢去解決。將工業(yè)工程意識(shí)深入到我們的腦子里，在工