年產94000套變速箱廠總平面布置設計

1、工業(yè)工程專業(yè)課程設計設 計 報 告題 目 年產94000套變速箱廠總平面布置設計班 級 工業(yè)工程091 姓 名 邢詒寶 學 號 24 指導教師 關開榮 2013年01月07日目錄一、 設計產品名稱1二、 原始給定條件12.1變速箱的結構及有關參數12.2作業(yè)單位劃分22.3變速箱生產工藝過程3三、 產品產量分析4四、 產品工藝過程分析54.1 計算物流量54.2 繪制各零件的工藝過程圖54.3 繪制產品總工藝過程圖74.4繪制產品初始工藝過程表94.5繪制產品較佳工藝過程圖9五、 物流分析105.1繪制從至表105.2繪制物流強度匯總表115.3劃分物流強度等級115.4繪制作業(yè)單位物流相關圖

2、12六、 作業(yè)單位非物流相互關系分析12七、 作業(yè)單位綜合相互關系分析147.1 選取加權值147.2 綜合相互關系的計算147.4建立作業(yè)單位綜合相互關系表17八、 工廠總平面布置178.1 綜合接近程度178.2 作業(yè)單位為主相關圖188.3 作業(yè)單位面積相關圖19九、 方案的評價與選擇21十、 總結22參考文獻23一、設計題目變速箱廠總平面布置設計二、原始給定條件公司有地16000平方米，廠區(qū)南北區(qū)為200米，東西寬80米，該廠預計需要工人300人，計劃建成年產94000套變速箱的生產廠。2.1變速箱的結構及有關參數變速箱由39個零件構成，裝配圖如圖所示。每個零件、組建的名稱、材料、單件

3、重量及年需求量均列于下表。表1 零件明細表工廠名稱：變速箱廠共1頁 產品名稱變速箱產品代號110計劃年產量94000第1頁序號零件名稱零件代號自制外購材料總計劃需求量零件圖號形狀零件重量/kg說明39墊圈65mn1880000.00438螺母q2351880000.01137螺栓q2352820000.03236銷351880000.02235防松墊片q215940000.01034軸端蓋圓q235940000.05033螺栓q2351880000.02032通氣器q235940000.03031視孔蓋q215940000.05030墊片橡膠紙940000.00429機蓋ht200940002

4、.50028墊圈65mn 5640000.00627螺母q2355640000.01626螺栓q2355640000.10325機座ht200940003.00024軸承1880000.45023擋油圈q2151880000.00422氈封油圈羊毛氈940000.00421鍵q275940000.08020定距環(huán)q23594000待添加的隱藏文字內容30.09019密封蓋q235940000.05018可穿透端蓋ht150940000.04017調整墊片08f1880000.00416螺塞q235940000.03215墊片橡膠紙940000.004續(xù)表114游標尺940000.05013大齒

5、輪40940001.00012鍵q275940000.08011軸q275940000.80010軸承1880000.4509螺栓q23522560000.0258端蓋ht200940000.0507氈封油圈羊毛氈940000.0046齒輪軸q275940001.4005鍵q275940000.0404螺栓q23511280000.0143密封蓋q235940000.0202可穿透端蓋ht200940000.0401調整墊片08f1880000.0102.2作業(yè)單位劃分根據變速箱的結構及工藝特點，設立如表所示的11個單位，分別承擔材料儲存、備料、熱處理、加工與裝配、產品、生產管理等各項生產任務

6、。表2 作業(yè)單位建筑匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積/(m x m)備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20*30露天2鑄造車間鑄造12*243熱處理車間熱處理12*124機加工車間車、銑、鉆12*365精密車間精鏜、磨削12*366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12*247組裝車間組裝變速器12*368鍛造車間鍛造12*249成品庫成品儲存12*1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80*6011設備維修車間機床維修12*242.3生產工藝過程變速箱的零件較多，但是大多數零件為標準件。假定標準件采用外購，總的工藝過程可分為零件的制作與外購、半成品暫存、組裝、性能測試、成品存儲等階段。1、零件的制作

7、與外購表3 機蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量機蓋29ht2002.5009400023500000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存表4 機座加工工藝過程表產品名稱件號材料單間質量/kg計劃年產量年產總質量機座25ht2003.00094000282000000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804精密車間精銑，鏜985半成品庫暫存6表5 大齒輪加工工藝過程表產品名稱件號材料單間質量/k

8、g計劃年產量年產總質量大齒輪13401.0009400094000000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鍛造車間鍛造803機加工車間粗銑，鏜，鉆804熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表6 軸加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量軸11q2750.800940007520000續(xù)表6序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存7表7 齒輪軸加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量齒輪軸6q2751.4

9、009400013160000序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銑803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存7表8 端蓋加工工藝過程表產品名稱件號材料單件質量/kg計劃年產量年產總質量端蓋8ht2000.050940004700序號作業(yè)單位名稱工序內容工序材料利用率（%）1原材料庫備料2鑄造車間鑄造603機加工車間精車802、標準件、外購件與半成品暫存生產出的零件加工完經過各車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標準件均放在半成品庫。3、組裝所有零件在組裝車間中集中組裝成變速箱成品。4、性能測試所有成品都在組裝車

10、間進行性能測試，不合格的就在組裝車間進行修復，合格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。5、成品儲存所有合格變速箱均放在成品庫等待出廠。三、產品產量分析生產的產品品種的多少及每種產品產量的高低，決定了工廠的生產類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據以上已知條件可知，待布置設計的變速箱廠的產品單一，產量較大，其年產為94000臺，屬于大批量生產，適用于按品種原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、產品工藝過程分析4.1計算物流量通過對產品加工、組裝、檢驗等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析，計算每個工藝過程各工序加工前工件單件重量及產生的廢料重量，并根據全年生產量計算全年物流量。具體計算過

11、程如下表所示。表9各零件物流量計算產品 名稱毛重/kg廢料/kg鑄造廢料鍛造車間機加工廢料精加工廢料機加工廢料（磨）全年總質量機蓋2.5/（0.98*0.80*0.80）=3.9863.986*0.2 =0.7973.986*0.8*0.2=0.6383.986*0.8*0.8*0.02 =0.0511.486*94000 =139684機座3/（0.98*0.80*0.80）=4.7834.783*0.2 =0.9574.783*0.8*0.2 =0.7654.783*0.8*0.8*0.02 =0.0611.783*94000 =167602大齒輪1/（0.98*0.80*0.80）=1.

12、5941.594*0.2=0.3181.594*0.8*0.2 =0.2551.594*0.8*0.8*0.02 =0.0200.584*94000 =54896軸0.8/（0.98*0.95*0.80）=1.0741.074*0.2=0.2151.074*0.8*0.05=0.0431.074*0.8*0.95*0.02=0.0160.274*94000 =25756齒輪軸1.4/（0.98*0.95*0.80）=1.8801.880*0.2=0.3761.880*0.8*0.05=0.0751.880*0.8*0.95*0.02=0.0290.480*94000 =45120續(xù)表9端蓋0.

13、05/（0.80*0.60）=0.1040.104*0.4=0.0420.104*0.6*0.2 =0.0120.054*94000=507642繪制各零件的工藝過程圖根據各流程零件的加工工藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程如下圖所示圖中序號分別是：1-原材料庫，2-鑄造車間，3-熱處理車間，4-機加工車間，5-精密車間，6-半成品庫，7-鍛造車間。 圖1 機蓋物流量 圖2 軸物流量 圖3 大齒輪物流量 圖4 軸物流量 圖5 齒輪軸物流量 圖6 端蓋物流量4.3繪制產品總工藝過程圖變速箱總的生產過程可分為零件加工階段總裝階段性能試驗階段，所有零件、組件在組裝車間集中組裝。將變速箱所有工藝過程

14、匯總在一張圖中，得到變速箱總工藝過程圖如圖所示。該圖清楚地表示出變速箱生產的全過程以及各工序和個作業(yè)單位之間的物流情況，為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎。詳圖見附圖4-7圖7 變速箱總工藝過程圖（單位：kg）圖中：裝配順序為：機座齒輪軸外購件（軸承、擋油圈、鍵）軸大齒輪外購件（鍵、定距環(huán)、軸承）機蓋外購件（視孔蓋、墊片、通氣器、銷、調整墊片）端蓋外購件（可穿透端蓋、密封蓋、氈封油圈、螺栓、軸端蓋圓、螺栓、調整墊片、可穿透端蓋、密封蓋、氈封油圈、螺栓、墊圈、螺栓、螺母、墊圈、防松墊片、螺栓、螺母、油標尺、墊片、螺塞）。4.4繪制產品初始工藝過程表為了研究各零件、組建生產過程之間的相互關系，將

15、總工藝過程圖中的產品排列于產品工藝過程表中，得到變速箱初始工藝過程表如下表所示。表10 產品初始工藝過程表作業(yè)單位機座機蓋齒輪軸大齒輪軸端蓋序號流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk1284536原材料庫鑄造車間鍛造車間機加工車間精密車間熱處理車間半成品 2121 2121 1 2 1 2 -2 1 2 1 1 -2 1 2 1 2-2 22djkwjk1763703.22116419.4729214.4108710.4333598.631339.6w5082985.64.5繪制產品較佳工藝過程圖由初始產品工藝過程表可知，按照現行的工藝順序，存在物流倒流的情況，為了使物流

16、順流強度w達到最大，可對某些作業(yè)單位的順序進行交換。經計算發(fā)現交換作業(yè)單位3和作業(yè)單位6，可使順流強度達到最大。通過交換調整，得到調整后的較佳產品工藝過程，如下表所示。表11 較佳產品工藝過程表作業(yè)單位機座機蓋齒輪軸大齒輪軸端蓋序號流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk續(xù)表111284563原材料庫鑄造車間鍛造車間機加工車間精密車間半成品庫熱處理車間 2122 2122 12 1 1 -2 1 2 1 1-2 1 2 1 1 -2 22djkwjk1998703.21998703.2933598.6458710.4729214.435059.2w6153989五、物流分析

17、5.1繪制從至表根據變速箱較佳產品工藝過程表，繪制出變速箱工藝過程物流從至表。表12 變速箱加工工藝從至表 至從123456789合計原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間半成品車間組裝車間鍛造車間成品庫1原材料庫834.09277.657149.8741261.6212鑄造車間665.313665.3133熱處理車間397.554211.021608.5754機加工車間95.918749.678302.5120.4491268.5455精密車間211.02517728.026半成品庫1247.2321247.2327組裝車間1210.2321210.232續(xù)表128鍛造車間120.44

18、9120.4499成品庫合計834.09306.9381460.973960.698819.51247.232270.3231210.2327109.987編制（日期）審核（日期）5.2繪制物流強度匯總表根據產品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)計各單位之間的物流強度，并將物流強度匯總到物流強度匯總表中。表13 物流強度匯總表序號作業(yè)單位對物流強度序號作業(yè)單位對物流強度11-2834.0974-5749.67821-4277.65784-6302.531-8149.87494-8120.44942-4665.313105-651753-4397.554116-71247.23263-5211.0211

19、27-91210.2325.3劃分物流強度等級將各作業(yè)單位對的物流強度按大小排序，自大到小填入物流強度分析表中，根據物流強度分布劃分物流強度等級。作業(yè)單位對或稱為物流路線的物流強度等級，應按物流路線比例或承擔的物流量比例來確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用統(tǒng)計的物流量，按由大到小的順序繪制物流強度分析表、。未出現的作業(yè)單位之間不存在固定的物流，因此，物流強度等級為u級。表14 物流強度分析表序號作業(yè)單位對（路線）物流強度（單位：t）200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 物流強度等級16-7a27-9a31-2e44-5e52-4e65-6i續(xù)表1473-4i8

20、4-6i91-4o103-5o111-8o124-8o5.4繪制作業(yè)單位物流相關圖根據以上分析，繪制作業(yè)單位物流相關圖： 圖8 作業(yè)單位物流相關圖六、作業(yè)單位非物流相互關系分析針對變速箱生產特點，制定各作業(yè)單位間相互關系密切程度理由如表所示。根據下表建立變速箱“基準相互關系”，在此基準上建立非物流作業(yè)單位相互關系圖。表15 物流強度分析表 編號理由編號理由1工作流程的連續(xù)性5安全及污染2生產服務6振動、噪聲、煙塵3物料搬運7人員聯(lián)系4管理方便8信息傳遞表16 基準相互關系字母一對作業(yè)單位密切程度的理由a原材料與鑄造、組裝車間與成品庫 半成品庫與組裝車間 搬運物料的數量，次數以及類似的搬運問題不

21、可破損沒有包裝的物品e機加工與精密車間原材料與鑄造車間鍛造與機加工、維修與精密，組裝搬運物料的數量，次數和形式等搬運問題i原材料庫與機加工車間、機加工車間與半成品庫、熱處理與機加工車間、機加工車間與半成品車間、維修與其他加工車間、辦公樓與成品、半成品、原材料搬運物料的數量，次數和形式等搬運問題服務的頻繁程度報表運送方便、管理方便o辦公樓與設備維修車間、原材料庫與鍛造車間、精密車間與熱處理、鍛造車間與機加工車間、辦公樓與其他加工車間聯(lián)系頻繁程度管理方便u設備維修與原材料庫、半成品、成品庫原材料庫與半成品、成品庫接觸不多、不常聯(lián)系聯(lián)系密切程度不大不常聯(lián)系x辦公、服務樓與鑄造車間、熱處理車間、精密車

22、間、鍛造車間灰塵、噪聲、振動、異味、煙塵圖9 作業(yè)單位非物流相互關系圖七、作業(yè)單位綜合相互關系分析從上圖可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相關與非物流相互關系不一致。為了確定個作業(yè)單位之間綜合互相關系密切程度，需要將兩表合并后再進行分析判斷。其合并過程如下：7.1選取加權值加權值的大小反映工廠布置時考慮因素的側重點，對于變速箱來說，物流因素（m）影響并不明顯大于其他非物流因素（n）的影響，因此，取加權值m:n=1:1。7.2綜合相互關系的計算根據該廠各作業(yè)單位對之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，并加權求和，求出綜合相互關系如表7-1所示。當作業(yè)單位數目為11時，總作業(yè)單位對數為：p=11*（11

23、-1）/2=55,式中，p為作業(yè)單位對數。因此，下表中將有55個作業(yè)單位對，即將有55個相互關系。表17 作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表作業(yè)單位對關系密切綜合關系物流關系 加權值：1非物流關系 加權值：1分數等級分數等級分數等級123e4a7e130u0u0u141o2i3i150u0u0u160u0u0u170u0u0u181o1o2o190u0u0u 1100u2i2o 1110u0u0u230u0u0u243e3e6e250u-1x-1x260u0u0u270u0u0u280u0u0u290u0u0u 2100u-1x-1x 2110u2i2o342i2i4i351o-1x0u360u0

24、u0u370u0u0u380u0u0u390u0u0u 3100u-1x-1x 3110u2i2o453e3e6e462i2i4i470u0u0u481o1o2o490u0u0u 4100u1o1u續(xù)表17 4110u2i2o562i2i4i570u0u0u580u-1x-1x590u0u0u 5100u1o1u 5110u3e3i674a4a8a680u0u0u690u0u0u 6100u2i2o 6110u0u0u780u0u0u794a4a8a 7100u1o1u 7110u3e3i890u0u0u 8100u-1x-1x 8110u2i2o 9100u2i2o 9110u0u0u 10

25、110u1o1u在上表中，綜合關系分數取值范圍為（-1，8），按分數排列得出各分數段所占比例如表所示。在此基礎上與綜合相互關系密集程度劃分比例進行對比，若各等級相差太大，則需要對上表中作業(yè)單位對之間的關系密切程度作適當的調整，使各等級比例與下表推薦的比例盡量接近。表18 綜合相互關系密級等級劃分總分關系等級作業(yè)單位對數百分比（%）8a23.667e35.434i610.92o916.401u3054.5-1x59.1表19 綜合相互關系密級與劃分比列關系等級符號作業(yè)單位對數比例（%）絕對必要靠近a13特別重要靠近e25重要i38一般o515不重要u2085不希望靠近x0107.3建立作業(yè)單位綜

26、合相互關系表將表中的綜合相互關系分轉化為關系密集等級，繪制成作業(yè)單位綜合相互關系圖，如圖所示。圖10 作業(yè)單位綜合相互關系表八、工廠總平面布置8.1綜合接近程度由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關系數目較多，為繪圖方便，先計算各作業(yè)單位的綜合接近程度，如下表所示。綜合接近程度分數越高，說明該作業(yè)單位越應該靠近布置圖的中心；分數越低，說明改作業(yè)單位應該遠離布置圖的中心，最好處于布置圖的邊沿，因此，布置設計應當按綜合接近程度分數高低順序進行，即按綜合接近程度分數高低順序來布置作業(yè)單位順序。表20 綜合接近程度排序圖 至從1234567891011原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間半成品庫組裝車

27、間鍛造車間成品庫辦公服務樓設備維修車間1原材料庫e/3u/0i/2u/0u/0u/0o/1u/0o/1u/02鑄造車間e/3u/0e/3x/-1u/0u/0u/0u/0x/-1o/1 3熱處理車間u/0u/0i/2u/0u/0u/0u/0u/0x/-1o/14機加工車間i/2e/3i/2e/3i/2u/0o/1u/0u/0o/15精密車間u/0x/-1u/0e/3i/2u/0x/-1u/0u/0i/26半成品庫u/0u/0u/0i/2i/2a/4u/0u/0o/1u/07組裝車間u/0u/0u/0u/0u/0a/4u/0a/4u/0i/28鍛造車間o/1u/0u/0o/1x/-1u/0u/0u

28、/0x/-1o/19成品庫u/0u/0u/0u/0u/0u/0a/4u/0o/1u/010辦公服務樓o/1x/-1x/-1u/0u/0o/1u/0x/-1o/1u/011設備維修車間u/0o/1o/1o/1i/2u/0i/2o/1u/0u/0綜合接近程度7521459101508排序5791632108114根據綜合接近程度排序表得各作業(yè)單位布置順序依次為： 機加工車間；組裝車間；半成品庫；設備維修車間；原材料庫；精密車間；鑄造車間；成品庫；熱處理車間；鍛造車間；辦公服務樓。8.2作業(yè)單位位置相關圖在繪制作業(yè)單位位置關系圖時，作業(yè)單位之間的相互關系用下表所示的連線類型來表示。為了繪圖簡便，用“

29、”內標注號碼來表示作業(yè)單位，而不嚴格地區(qū)分作業(yè)單位的性質。表21 加權因素評價表符號系數值線條數密切程度等級顏色規(guī)范a4/ / / /絕對必要紅e3/ / /特別重要桔黃i2/ /重要綠o1/一般藍u0不重要不著色x-1.不希望棕xx-2 極不希望黑變速箱廠作業(yè)單位位置相關圖如附圖2所示： 圖11 變速箱廠作業(yè)單位位置相關圖8.3作業(yè)單位面積相關圖選取繪圖比例1:1000，繪制單位為mm，變速箱廠作業(yè)單位面積相關圖如附圖3所示。 圖12 變速箱廠作業(yè)單位面積相關圖根據變速箱廠的特點，考慮到相關規(guī)定以及各方面的限制條件，得到變速箱廠的平面布置方案如附圖13。圖13 變速箱廠平面圖之一圖14 變速箱廠平面布置圖之二 圖15 變速箱廠平面布置圖之三九、方案的評價和選擇運用加權因素法對變速箱廠進行評價，其評價過程和結果如下表所示。表22 加權因素評價表評價因素方案 123相對重要性ai等級得分等級得分等級得分物流效率與方便性e3a4e310空間利