Проектирование механосборочного цеха

1. Основные понятия и определения. Производственный процесси его структура
Производственный процесс- совокупность действий,необходимых для выпуска готовых изделий из полуфабрикатов, выполняемых наданном предприятии. Производственный процесс состоит из ТП и вспомогательных процессов.
ТП — процесс, в результате которого происходит изменениекачественного состояния объекта.
Вспомогательные процессы необходимы для бесперебойноговыполнения ТП.
В зависимости от содержания производственного процесса вструктуре предприятия выделяется 3 группы подразделений.
Различные этапы производственного процесса намашиностроительном заводе могут быть выполнены в отдельных цехах или в одном цехе(комплексный процесс).
Цех- основное подразделение завода, которое выполняетчасть производственного процесса в соответствии со специализацией.
Производственный процесс делится на поточное и непоточноепроизводство.
Поточный производственный процесс — такая формаорганизации производства, при которой все операции выполняются непрерывно иритмично, обеспечивается принцип прямоточности (нет возвратных и пересекающихсяпотоков), длительность операции равна или кратна ритму потока.
Программа впуска — совокупность изделий установленнойноменклатуры, выполненная в заданном объеме в год.
Объем выпуска – число изделий, подлежащих изготовлению вединицу времени.
Производственная мощность – способность предприятиявыполнить в год max количество продукции в номенклатуре и ассортименте,предусмотренном планом при полном использовании производственного оборудования,площадей с учетом применения прогрессивной технологии организации производства.
Различают действительную и проектную мощность.
Проектная – мощность, установленная в проектестроительства или реконструкции производства, которая должна быть достигнутапри условии обеспечении производства принятыми в проекте средствамипроизводства, кадрами, организацией производства.
Действующая – мощность действующего производства; величинапеременная, зависит от технического уровня работающих, уровня использованияосновных оборотных средств, сменности работы, уровня автоматизации имеханизации и др. факторов.
Производственный цикл – календарное время изготовленияизделий от начала производственного процесса до его окончания.
2. Принципы организации цехов МСП
Механосборочное производство организуют по 2-м вариантам:
1. самостоятельные механические и сборочные цеха
2. объединенные механосборочные цеха.
Цеха м.б. организованы по узловому, технологическому исмешанному признакам.
1) Организация по узловому признаку: за каждым из цеховзакрепляют все детали определенного узла или изделия. В этом случае имеет местопредметная специализация. В зависимости от конструкции изделия наряду с мех.обработкой в цехе м.б. предусмотрена и узловая сборка. При наличии несколькихмеханосборочных цехов на заводе необходимо предусмотреть цех общей сборки.Такая организация возможна в том случае, если размер программы выпускадостаточен для полной загрузки оборудования.
2) Организация по технологическому признаку: все деталиразных узлов и изделий группируют по технологически сходному процессу и размерномуподобию. Такая организация производства применима для условий единичногомелкосерийного производства, при котором деталями одного изделия или узла неудается полностью загрузить оборудование. В механических цехах обрабатываютоднотипные детали со сходным ТП. Рационально внедрять групповой метод обработкидеталей. Сборочный цех завода территориально располагают рядом с цехом крупныхдеталей.
3) Организация по смешанному признаку: часть цеховпроектируют по узловому признаку, часть – по технологическому (литейный,кузнечный, термический). Большинство заводов спроектированы по смешанному признаку.
3. Классификация механических цехов
К основным признакам, определяющим разновидностьмеханических цехов относят:
1) серийность производства;
2) метод производства;
3) число установленных станков;
4) максимальная масса обрабатываемых деталей;
По серийности производства различают цеха:
Цех единичного, мелкосерийного производства Кс=20…40;
Серийного, среднесерийного Кс=5..20;
Крупносерийного Кс=3…5
Массового Кс=1…3
Коэффициент серийности характеризуется числомразнообразных операций, закрепленных за одним и тем же рабочим местом: Кс=n/N,где n – число детале-операций, выполняемых на участке, N – число единиц оборудования,установленных на станке.
По методу производства различают цеха поточного инепоточного производства.
Существуют две формы организации производства: поточное инепоточное.
Поточное производство — форма организациипроизводственного процесса, при которой все операции согласованы во времени,повторяются через строго установленные интервалы, все рабочие места являютсяспециализированными и располагаются в соответствии с ходом технологическогопроцесса. В поточном производстве воплощаются все принципы организации производственногопроцесса, что обеспечивает наиболее эффективное его функционирование. Поточныеформы работы наиболее распространены в массовом производстве, но применяютсятакже в серийном и единичном.
Планирование и управление материальным потоком при даннойформе организации не представляют особой сложности в силу проработанности вопросаупорядочения движения предметов труда в пространстве и во времени, организацииих ритмичной обработки.
Поточное производство в своем развитии идет по путиавтоматизации: внедрение автоматических линий, станков с числовым программнымобеспечением, линий, содержащих оборудование с программным управлением, применениемикропроцессорной техники, промышленных роботов, робототех-нических комплексов,гибких производственных систем.
Непоточная форма, которая применяется в основном вединичном, мелкосерийном и серийном производствах, часто понимается как преимущественнонеупорядоченное движение предметов труда в пространстве, сочетаемое спрогнозированным движением во времени.
Наибольшая сложность организации непоточного производствапо сравнению с поточной состоит прежде всего в необходимости упорядоченияазижения предметов труда в пространстве, сведения хаотичных потоков в единыйтехнологический маршрут производства однотипной продукции.
Упорядочение движения деталей возможно только путеморганизации и однонаправленного движения, унификацией и типизациейтехнологических процессов изготовления деталей, закрепленных за однимпредметно-замкнутым участком. Для организации производственного процесса впространстве используют методы типизации технологических процессов групповойунификации.
Схемы технологических процессов представляют собойописание последовательности прохождения обрабатываемой детали или сборочнойединицы по всем цехам, а внутри цехов — по всем операциям с указанием данных обоборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативов, а также содержатописание процесса изготовления на всех операциях.
Дальнейшее упорядочение движения предметов труда основанона оптимальном размещении необходимого состава станочного парка производственныхучастков в соответствии с разработанными технологическими процессами или маршрутами.Для этого перспективно использовать станочный парк на резиновой подложке, а всютехнологическую проводку к станкам осуществлять по верху.
По числу установленных станков цеха подразделяют на малые,средние, крупные.Вид машиностроения Масса деталей max, тонна Число станков в цехе  Малом до Среднем Крупном свыше легкое 00,2 150 150…300 300 среднее 2 125 125…250 250 Тяжелое I группы 30 100 100…200 200 II группы 75 75 75…150 150 III группы 250 60 60…125 125 Особо тяжелое 500 50 50…100 100
Максимальная масса обрабатываемой детали предопределяеттехнологические возможности оборудования, подъемно-транспортных средств истроительную характеристику здания.
Для легкого машиностроения – ограниченное использованиеподъемно-транспортных средств.
Для среднего машиностроения предполагается использованиеподвесных кранов, электрортельферов, пневматических подъемников,грузоподъемностью до 2-3 тонн и конвейеров.
Для тяжелого машиностроения предполагается использованиемостовых опорных кранов, грузоподъемностью от 30 до 250 тонн.
4. Состав механического цеха
Механические цеха состоят из производственных участков,вспомогательных подразделений, служебных и бытовых помещений.
Производственные участки предназначены для размещенияоборудования основного производства. Участки объединяют в себя рабочие места. Рабочееместо – первичная строительная единица завода на которой выполняетсятехнологическая операция. РМ оснащено технологическим оборудованием,накопителями заготовок, средствами автоматизации, технологической оснасткой,средствами технического обслуживания и охраны труда.
РМ, объединенные транспортной системой образуют участок.Участки могут быть организованы по двум основным признакам:
По предметному признаку – массовое, крупносерпийноепроизводство;
По технологическому признаку – мелкосерийное, единичноепроизводство.
Вспомогательные подразделения создают для обслуживания иобеспечения производственных участков. К ними относятся:
инструментальная служба цеха – заточное отделение,кладовая приспособлений, инструмента, отделение ремонта оснастки;
Контрольное отделение;
Ремонтные служдбы цеха;
Склад металла, заготовок и готовых деталей. Для массовогои крупносерийного производства как правило отсутствует, так как для металлаимеется специализированный склад, для заготовок на каждом участке предусматриваетсяскладская площадка,
Конторские, служебные и бытовые — предназначены дляразмещения технического и административного персонала, гардеробных, столовых,буфетов.
5. Штат работающих механического цеха
а) производственные (основные) рабочие – рабочие м/спроизводства, которые непосредственно участвуют в выполнении ТП по изготовлениюосновной продукции (станочники и наладчики);
б) вспомогательные рабочие – занятые обслуживаниемосновного производства (ремонтники, контроллеры, кладовщицы);
в) ИТР – работники, выполняющие обязанности по управлению,организации, подготовке производства, занимающие должности, для которыхтребуется квалификация инженера или техника;
г) служащие – работники, выполняющие в соответствии сзанимаемой должностью административно-хозяйственные функции, ведущиефинансирование, учет и решающие социально-бытовые вопросы;
д) МОП – младший обслуживающий персонал – сторожа,гардеробщики, уборщицы бытовых и конторских помещений.

6. Основные задачи проектирования механосборочныхпроизводств
— технологические, экономические, организационные.
В общем виде задача проектирования может бытьсформулирована следующим образом: спроектировать цех (участок) обеспечивающийвыпуск изделий определенной номенклатуры требуемого качества с заданной программойвыпуска при достижении минимальных возможных приведенных затрат и с учетом всехтребований к охране труда.
Для решения технических задач необходимо:
— проработать вопрос технологичности изделий;
— спроектировать технологические процессы;
— выявить трудоемкость и станкоемкость операции;
— установить типаж и количество оборудования;
— состав и количество работающих;
— нормы расхода материала;
— определить площади и размеры участков и цехов;
— разработать компоновку цеха и планировку оборудования;
— определить задания для строительного, сантехнического иэнергетического проектирования.
Для решения экономических задач необходимо:
— рассчитать себестоимость и рентабельность выпускаизделий;
— определить удельные и приведенные затраты;
— размеры основных и оборотных средств;
— составить калькуляции и решить вопросы финансирования;
Для рекшения организационных задач необходимо:
— выбрать принципы формирования производственныхподразделений;
— разработать структуру управления;
— выполнить НОТ (научную организацию труда);
— документооборот;
— организация служб производства;
— система контроля за ходом производства.
При разработке нескольких вариантов проекта необходимовыбрать оптимальный. Критериями выбора являются приведенные затраты.
7. Задание на проектирование м/с цехов. Исходные данные
Для проектирования нового завода, цеха, участка в качествеисходных данных необходимо иметь:
Результат обследования и выбора строительной площадки;
Производственная программа;
Источники и способы снабжения различными видами энергии;
Чертежи и ТУ на изделия, детали, сборочные узлы;
Нормативные данные;
Аналоги.
При составлении проектного задания на реконструкциюдействующего цеха необходимы данные о нем — планировка расположения оборудования,специализация оборудования, данные о его состоянии.
Проектирование участков и цехов производится на основаниизадания на проектирование. В него включают все исходные данные и требования кобъекту.
Разработку задания на проектирование проводит заказчикпроекта совместно с проектной организацией.
Кроме перечисленных выше исходных данных в заданииуказывается:
— режим работы производства;
— эффективный фонд времени работы оборудования иэффективный фонд времени рабочих.
Различают номинальный годовой фонд времени работыоборудования и эффективный (действительный). Номинальный – количество рабочихчасов в году в соответствии с принятым режимом работы без учета потерь.
Fном = Ф*Н*m,
где Ф – количество рабочих дней в году, Н – количествосмен, m – количество часов в смену. Действительный фонд – разность номинальногофонда времени и времени неизбежных потерь, вызванных простоями оборудования приплановом предупредительном ремонте. Потери времени исчисляются в % от Fном.
Fдейств = Fном*(100-К)/100,
где К – допустимый процент времени нахождения оборудованияв ремонте (Для МРС при работе в 1 смену – 2%, 2 смены – 3%, 3 смены – 4%; дляуникальных станков 2 смены – 6%, 3 смены – 10%; на автоматических линиях 2смены – 10%, 3 смены – 12%).
Фонд времени работы рабочих назначается по нормативам припродолжительности рабочей недели 41 час при отпуске 24 дня, 18-20 часов приотпуске 18 дней.
Эффективный фонд времени подсчитывается с учетом потерьвремени, связанных с очередными отпусками, по учебе, по болезни, сокращенные рабочиедни.
В задании на проектирование должны быть определенытребования пот защите окружающей среды и утилизации отходов. Указываюттребования к разработке вариантов проекта или его частей и критерии для выбораоптимальных решений. Указывают стадии проектирования. Обычно проектированиеведется либо за одну стадию, которая называется рабочий проект, или за двестадии – рабочий проект + рабочая документация.
Одностадийное проектирование выполняется для типовых,повторных или несложных объектов.
В задании на проектирование приводят требования кархитектурно-художественному оформлению бытовых и производственных помещений, кблагоустрорйству и озеленению территории.
8. Рабочий проект и рабочая документация
Рабочий проект разрабатывается на основании задания напроектирование, служит для определения технических возможностей строительства,экономической целесообразности, реконструкции, установки основных техническиххарактеристик объекта, общей стоимости проекта.
Проект включает в себя следующие разделы:
Пояснительная записка;
Генеральный план и транспорт;
Технологические решения;
НОТ рабочих и служащих;
Управление предприятием;
Строительные решения;
Охрана окружающей среды;
Сметная документация;
Паспорт рабочего проекта.
После утверждения проекта разрабатывается рабочаядокументация. В состав рабочей документации входит:
Рабочие чертежи здания;
Чертежи специального оборудования;
Чертежи специальной технологической оснастки;
Сметная документация по стоимости строительства илиреконструкции;
Ведомости объема строительных и монтажных работ;
Ведомости потребляемых материалов;
Спецификации используемого оборудования.

9. Производственная программа и методы проектирования цеха
В подетальной производственной программе указываетсянаименование детали, подлежащей изготовлению в данном цехе, количество деталей,вид материала и заготовок, черный и чистый вес. При составлении подетальнойпрограммы учитывают запасные программы, необходимые для обеспечения ими машин,находящихся в эксплуатации.
Проектирование механических цехов ведется либо по точнойпроизводственной программе, либо по приведенной, либо условной программе.Точная производственная программа составляется в случае, если точно установленаноменклатура всех деталей, в том числе и запасных частей. Все детали обеспеченырабочими чертежами. При проектировании по точной программе на каждую детальразрабатывается техпроцесс, выполняется нормирование каждой операции, такимобразом — метод трудоемкий, рекомендуется для массового и крупносерийногопроизводства. При проектировании цехов единичного, мелкосерийного производствапроектирование ведется по условной приведенной программе. При проектировании поусловной программе все детали, подлежащие изготовлению в данном цехеразбиваются на группы в зависимости от конструктивно-технологической схожести.От каждой группы выбирается деталь-представитель, на которую разрабатываетсяТП, определяется трудоемкость изготовления. Для определения трудоемкости другихдеталей, входящих в группу рассчитывается коэффициент приведения. В качестведетали-представителя как правило выбирают деталь, характеризующуюся наибольшимобъемом выпуска и трудоемкостью изготовления. Рекомендованное соотношение массыи годового объема выпуска детали-представителя и других деталей, входящих вгруппу 0,5Mmax
Если указанное условие не выполняется, необходимо группуразделить на 2 или более частей. При определении коэффициента приведения учитываютразличия в массе, серийности, сложности детали выражаемые коэффициентами Кm,Ксер, Кслож. Для геометрически подобных деталей коэффициент приведения по массе
Км = sqrt3((mi/mпр)^2),
где mi – масса приводимой детали, mпр – масса деталипредставителя. Коэффициент приведения по серийности
Ксер = (Nпр/Ni)^a,
где а = 0,15 для легкого и среднего машиностроения, а =0,2 для тяжелого машиностроения. Коэффициент приведения по сложности учитываетразличие в сложности конструкции детали и сложности технологии изготовления.Если приводимая деталь сложнее детали представителя Ксл
Ксл = ((Ктi/Ктпр)^a1)*((Rai/Raпр)^a2)),
где Ктi, Ктпр – среднее значение квалитета точностиприводимой детали и детали представителя, Rai, Raпр – среднее значениешероховатости приводимой детали и детали представителя.
Приведенная программа для каждой операции определяетсяпроизведением заданной программы выпуска на общий коэффициент приведения. Врезультате вместо многономенклатурной программы получают эквивалентную ей потрудоемкости приведенную программу, выраженную ограниченным числом изделий, илидеталей – представителей. По этой программе и ведут последующие проектныерасчеты.
Проектирование по условной программе применяется, когда невозможноточно определить номенклатуру и технические характеристики всех будущих изделий(единичное, опытное производство). В этом случае программу задают условнымизделием, близким по характеристике к изделию, которое планируетсяизготавливать. Проектирование сходно с проектированием по приведеннойпрограмме: от каждой группы выделяется условная деталь представитель, на нееразрабатывается ТП, определяется трудоемкость ее изготовления. Эту трудоемкостьпринимают и для других деталей, входящих в группу.
10. Трудоемкость и станкоемкость. Методы определения
Трудоемкость – время, затраченное на изготовление изделияи выраженное в человеко-часах. Станкоемкость – время, затраченное на изготовлениеизделия, выраженное в станко-часах. Ориентировочно связь между трудоемкостью истанкоемкостью выражается Тст.ч.=Тчел.ч.*Км, где Км – коэффициентмногостаночного обслуживания – среднее число станков, обслуживающих однимрабочим. Км>=1. Расчетная трудоемкость включает в себя нормируемое по ТП времяобработки на станках и ручных операциях, причем при многостаночном обслуживаниисуммарное время обработки на станках, обслуживаемых одним рабочим, дляопределения трудоемкости делят на количество обслуживаемых станков.
Проектирование цехов и участков предполагает наличие детальноразработанного техпроцесса с техническим нормированием. Трудоемкость
Тшт = СУММ(tштi),
где tштi – штучное время выполнения i–ой операции. Трудоемкостьизготовления комплекта деталей
Тизд = СУММ(Тшт),
где ij – время выполнения j-ой операции i-ой детали, n –число деталей в изделии, m – число операций. При проектировании по приведеннойпрограмме (мелкосерийное и среднесерийное производство) трудоемкостьизготовления деталей представителей получают также техническим нормированием.При серийном производстве рассчитывают штучно-калькуляционное время.
Tшт-к = Тшт+Тпз/n.
Трудоемкость обработки остальных деталей, входящих вгруппу находят с помощью коэффициента приведения.
Тшт-кi = Тшт-к.пр.*Кпр.
При разработке проектов технического перевооружения или реконструкциицехов и в тех случаях, когда объектом проектирования является освоенное изделиетрудоемкость и станкоемкость может быть определена по заводским данным с учетомпереработки норм и внедрением новых технологий, средств автоматизации имеханизации. Фактическая (достигнутая) заводская трудоемкость
Тфакт.чел.час = Тнормочас/Кперераб = Тнормочас*100%/В,
где Тнормочас – действующая на заводе норма трудоемкости,Кперераб – коэффициент переработки норм; В – средний уровень выполнения норм,%.
Фактическая станкоемкость
Тф.ст.ч. = Тф.чел.ч.*Км,
где Км – коэффициент многостаночного обслуживания (среднеечисло станков, обслуживаемое одним рабочим).
Фактическую станкоемкость завода корректируют путемумножения на коэффициент, учитывающий дальнейшее снижение норм времени за счетвнедрения проргрессивнной технологии и оборудования.
Расчетная проектная станкоемкость вычисляется по формуле:
Тпр.ст.ч. = Тф.ст.ч.*Кр*Ку,
где Кр – коэффициент изменения станкоемкости на годовойпроектный объем.
Кр = Nпроект/Nбаз.
Ку – коэффициент ужесточения норм, представляет собойотношение станкоемкости изготовленных деталей после внедрения новой технологиии оборудования к станкоемкости изготовления аналогичной детали по действующейтехнологии. Ку можно определить на основе сопоставления станкоемкостейизготовления деталей представителей по сравниваемым вариантам, т.е. по темдеталям, на которые детально разработаны ТП. Трудоемкость разметочных, моечных,слесарных и пр. работ определяется в % от станкоемкости.
11. Факторы, влияющие на выбор модели станка
Выбранное для технологической операции оборудование должнообеспечивать выполнение технологических требований, предъявляемых к детали,обрабатываемой на этом оборудовании: точность размеров, точность взаимногорасположения поверхностей, заданная чистота обработки. При выборе типа станкаучитываются следующие факторы:
— соответствие типоразмера станка габаритным размерамдетали;
— соответствие производительности станка планируемомуобъему выпуска;
— возможно более полное использование станка по мощности;
— наименьшие затраты времени на обработку, установку,контроль;
— гибкость оборудования, возможность переналадки;
— небольшая стоимость;
— наименьшая себестоимость обработки;
— реальная возможность приобретения выбранной модели станка;
— необходимость использования имеющихся в цехе, на заводеоборудования.
При реконструкции производства целесообразность внедренияновой техники оценивается следующими показателями:
натуральные – повышение долговечности, надежности изделий,улучшение эксплуатационных параметров, высвобождение производственных площадей,уменьшение числа основных и вспомогательных рабочих, уменьшение норм расходаматериала, технологичности топлива и энергии
стоимостные – уменьшение издержек производства, размерэкономического эффекта, срок окупаемости капитальных вложений.
12. Поточная линия. Типы поточных линий. Определения тактавыпуска деталей с поточной линии
Такт выпуска деталей с поточной линии – время, черезкоторое с поточной линии выходит деталь. Номинальный такт выпуска t = Fg*60/N.Действительный такт выпуска t = Fg*60*n/N, где n – коэффициент, учитывающийпотерю времени на организационно-техническое обслуживание, регламентированиеперегрева, потери времени на переналадку оборудования при переходе с одной деталина другую в зависимости от типа поточной линии (однопредметная,многопредметная), ценности оборудования и трудоемкости настройки инструмента n= 0,6…0,95.
Поточная линия – совокупность рабочих мест, расположенныхв последовательности ТП. Рабочие места оснащены специальным и специализированнымоборудованием, специальной оснасткой рабочего места, оснащены межоперационнымтранспортом (конвейеры).
Для обеспечения ритмичности необходимо обеспечить условиясинхронизации: время на операциях должно быть равно или кратно такту выпуска.Практически допускается расхождение во времени на каждой операции +-10%.
Синхронизация поточной линии достигается следующимиметодами: снятие отдельных переходов с лимитирующих операций, передача их наменее загруженные станки, изменение режимов резания, применение специальныхбыстродействующих многоместных приспособлений.
Типы поточных линий:
однопредметные (одно наименование детали) –непрерывно-поточные для массового производства;
многопредметные поточные линии для серийного проризводства;
а) переменно-поточные – при переходе на изготовлениедругих деталей линию переналаживают (смена, переналадка оснастки, РИ). Дляэтого предусматривают время. Такт для различных деталей различный.
б) групповые поточные линии – организуют для организациигруппового ТП. На линии одновременно или последовательно изготавливаются несколькодеталей без остановки линии на переналадку. Такт выпуска либо такой же, либоразный для разных деталей.

13. Определение количества станков для поточногопроизводства
Число станков непрерывно-поточных линий определяется длякаждой операции.
Срасч=tшт/tдейств,
где tшт – штучное время на конкретной операции, tдейств –такт выпуска.
Если расчетное количество станков дробное число, егоокругляют до ближайшего большего целого. Ср->С.
Кзагрузки = Ср/С
– показатель рентабельности производства.Кзагрузки>=0,8.
Кзагрузки средний = СУММ(Ср)/СУММ(С)
– коэффициент средней загрузки поточной линии.
Расчет числа станков на переменно-поточных линияхрассчитывают по формуле
Ср = СУММ(tштi*Ni)/Fдейств*60*Кпереналадки.
Кпереналадки = 1 для групповых поточных линий.
Коэффициент использования станков по основному времени:Коп = tо/tшт. Характеризует степень автоматизации. Коп >= 0,75 для поточногопроизводства.

14. Определение количества станков для непоточногопроизводства
Ср = Тст.ч.сум./Fдейств,
где Тст.ч.сум. – суммарная станкоемкость обработкигодового объема выпуска на станках данного типоразмера, станкочасы, Fдейств –эффективный фонд времени работы оборудования.
Тст.ч.сум.=tштij*Ni/60.
К загрузки = Ср/С. >0,85.
Если расчетное количество получилось меньше 0,5, ТОО этоттипоразмер станков применять экономически нецелесообразно, а полученную расчетнуювеличину прибавляют к расчетному количеству станков следующего по величинетипоразмера. Аналогично рассчитывают коэффициент использования станков поосновному времени
Ко=tо/tшт-к > 0.65.
Для однопредметного участка непоточного производствавозможно использование формулы.
Ср = tшт*N/(Fg*60).
15. Определение числа станочников при укрупненных расчетахпри проектировании цехов единичного и мелкосерийного производства
Число станочников при укрупненных расчетах (для единичногои мелкосерийного производства) определяют двумя способами:
по станкоемкости годового объема работ;
по принятому числу станков цеха или участка.
При определении числа станочников по станкоемкостигодового объема работ расчет ведут по формуле
Rст = Тст.ч.сум./(Fд.р.*Км),
где Тст.ч.сум. – суммарная станкоемкость изготовлениядеталей на станках данного типа, станкочас. Fд.р. – эффективный фонд временирабочих. Км – коэффициент многостаночного обслуживания – среднее число станковв цехе, обслуживаемое одним расчетом.
При определении числа производственных рабочих используютусредненное значение Км.
Мелкосерийное производство Км = 1,1…1,3; среднесерийное1,3…1,5; крупносерийное и массовое 1,9…2,2. Полученное число станочников округляютдо ближайшего большего целого. По числу станков, принятых в проекте числостаночников определяют по формуле:
Rст = Fд.о.*С*Кз/(Fд.р.*Км),
где Км – коэффициент многостаночного обслуживания, С –число станков в цехе, Кз – коэффициент загрузки станков, Fд.о. – эффективныйфонд времени оборудования.
16. Определение числа станочников при детальных расчетахпри проектировании цехов крупносерийного и массового производства с учетоммногостаночного обслуживания
При детальных расчетах число станочников уточняют с учетомразмещения оборудования и анализа условий многостаночного обслуживания.Особенно тщательно анализ проводят при проектировании участка крупносерийногопроизводства. Основное условие для использования многостаночного обслуживаниязаключается в том, чтобы за время автоматической работы одного станка рабочийсмог выполнить обслуживание других станков. Tм>=СУММ(tpi) – суммарное времяобслуживания и активного наблюдения за работой других станков с учетом временина переход. При обслуживании станков-дублеров, выполняющих одинаковую операциючисло станков, обслуживаемых одним рабочим рассчитывают по формуле:
m = tм/tp + 1.
Несколько станков, обслуживаемых одним рабочим называютзоной обслуживания. Циклограмма. Тц – длительность цикла многостаночногообслуживания – время, в течение которого рабочий обслужит все станки, входящиев его зону обслуживания. Для случая, рассматриваемого выше, когда рабочийобслуживает станки-дублеры и не имеет свободного времени
Тц = tр+tм = tоперативное.
Для станков с различной продолжительностью операций приопределении длительности цикла сопоставляют время ручного обслуживания каждогостанка с наибольшим оперативным временем обработки на станке, входящем впредполагаемую зону обслуживания. Если суммарное время обслуживания станковбольше максимального оперативного, то время цикла = сумме времени обслуживаниястанков, следовательно имеется простой станков.
Если проектирование ведется для поточной синхронной линии,то время цикла выбирается с учетом условия равенства или кратности такту. Еслиобработку ведут на непрерывно-поточной линии, то действительный такт выпускаопределяется по формуле

tд. = t/(1+B/100%),
где t – номинальный такт выпуска, В – потери времени впроцентах от оперативного на организационно – техническое обслуживание рабочихмест и регламентированные перерывы.
Для оценки занятости рабочего в обслуживании каждогостанка используют коэффициент занятости.
Кзанi = tpi/Тцi.
Общий коэффициент занятости рабочего
Кзан = СУММ(Кзанi)
В практике проектирования рекомендуется 0,7…0,8.
17. Определение количества наладчиков механического цеха
Число наладчиков определяют по нормам обслуживания,установленным для каждого типа оборудования. В зависимости от точности и сложностиналадки один наладчик обслуживает разное число станков. В условиях крупносерийногои серийного производства число станков, обслуживаемых одним наладчиком в сменусоставляет:
Станки токарно-револьверные прутковые 7…10 станков,патронные токарно-револьверные 5…8 станков, токарные многошпиндельные вертикальныеполуавтоматы 3…4 станка, одношпиндельные гидрокопировальные многорезцовые 4…7станков.
При определении числа наладчиков следует иметь в видуцелесообразность обслуживания наладчиком нескольких групп оборудования. Меньшиезначения относятся к крупным и сложным станкам с небольшой серийностью, свысокой точностью настройки размеров. Большие цифры относятся к большим станкамв крупносерийном производстве. В единичном и мелкосерийном производственаладчиков на универсальное оборудование не используют.
18. Вспомогательные рабочие, ИТР, служащие, МОП.Определение численности
Численность вспомогательных рабочих при укрупненныхрасчетах определяется в зависимости от числа основных производственных рабочих.При точных расчетах по нормам обслуживания для каждой категории рабочих.
Численность вспом. рабочих в % от основных:
неавтоматическое производство: 20-25%
автоматическое производство: 30-40%
При распределении общей численности вспом. рабочих посменам руководствуются следующими нормами:
в I смену ед. и мелкосер. пр-ва: 65%
с-сер. пр-во:60%
к-сер пр-во: 55%
ИТР
При укрупненном проектировании численность ИТРмеханических цехов определяют в зависимости от числа основных станков цеха:
24-18% -ед. пр-во
22-16% -с-сер пр-во
21-15% -кр-сер. пр-во
20-15% — масс. пр-во
сборочных цехов или участков опр-ся в зависимости от числапроизводственных рабочих:
12-9% ед.
11-8% с-сер
10-8% к-сер
10-7% масс.
Служащие.
Персонал, выполняющий работу по счету, отчетности,снабжению, оформлению – бухгалтерия, кассиры, секретари, учетчики. Числослужащих определяют по нормам в зависимости от числа производственных рабочих:
1,1-2,2% -ед. пр-во
0,9-1,9% -с-сер пр-во
0,6-1,6% -кр-сер. пр-во
0,1-1,4% — масс. пр-во
Меньшие значения соответствуют числу производственныхрабочих > 700, большие-
МОП.
Численность уборщиков определяют: 1 чел./500-600 м. кв.
19. Основные принципы выбора структуры цеха
Имеется 2 формы специализации основных цеховмеханосборочного пр-ва:
1.Технологическая. Цеха специализируют по признакувыполняемых ТП
2. Предметная. Цеха специализируют по признаку изделий идеталей. В цехе сосредоточено все оборудование, необходимое для полногоизготовления деталей и сб ед.
Для механообработки и сборки в условиях масс., кр-сер.пр-ва рекомендуется создавать комплексные МСЦ. Вопрос выбора стр-ры мех. цехакр-сер. пр-ва решается след образом: цеха имеют предметную специализацию поэтому признаку.
Осн. форма орг-ии – поточная линия. Стр-ра обеспечиваетпрямоточность произв. процесса. В конце поточ лин мехобр нах-ся линия узловойсборки. Далее узлы направляются на общую сборку.
Реш-е задачи нахождения оптим. стр-ры цехов ср-сермелкосер. пр-ва более сложное. При традиц. подходе общий объем работразделяется на отдельные операции изготовления деталей или сборки. Эти операцииконцентрировались на соотв уч-ках, сформированных по технологическому признаку.
При традиционном подходе:
а, б, в- группы станков, одинаковых по технологич.назначению. При такой стр-ре им-ся прямая и обратная связь м-у уч-ками(транспорт, контроль, учет), что отражается на кач-ве и производит-ти.
“-“: им-ся большой объем незавершенного пр-ва
“+”: простота, быстрота проектирования.
При системном подходе:
цех состоит из участков, имеющих предметную специализацию.За каждым уч-ком закреплена своя номенклатура деталей, имеется разнотипноеоборудование, на котором полностью изготавливаются детали. Уменьшаются внешниесвязи м-у уч-ками, упрощается организация грузопотоков. Такой м-д орг-ии пр-ваназ-ся программно- целевым. В этом случае реализуется 3 осн.структурообразующих принципа:
1.целевая подетальная специализация цехов и уч-ков
2. унификация ТП изгот. однородных дет. или сб. ед.
3. централизация выдачи цехам и уч-кам целевых программдля изготовления комплекта дет.
При этом изготовление дет. можно вести по единичным,типовым ТП, но наиб. эффективность достигается при исп-и групповой технологии.При групповом ТП имеем min затраты времени на переналадку при переходе с изгот.одной дет к другой. В этом случае организуются групповые поточные линии.
“+”: программно-целевой м-д организации пр-ваобеспечивает повышение производительности, увеличение эффективности исп-яоборудования, снижение себестоимости.
” — “: трудоемкость проектирования.
20. Методика выбора структуры цеха и организационных формего основных подразделений в условиях массового и крупносерийного производства
В условиях массового и крупносерийного производства структурацеха практически всегда определяется составом сборочных единиц и деталей изделия.Это обуславливается закреплением за каждым рабочим местом одной или двухтехнологических операций, целесообразностью организации синхронных поточныхлиний. Кроме этого имеется высокий уровень автоматизации производства,создаются АЛ, состоящие из специального и специализированного оборудования(автоматы, агрегатные станки). Число поточных линий обработки или сборкиопределяется числом изготовляемых деталей и собираемых узлов. Дляавтоматических поточных линий синхронного типа используются следующиеструктуры:
1) короткие линии (состоят из одного участка);
2) линии с количеством позиций более 10 разбивают на 2 илинесколько участков с накопителями между ними;
3) структура с разделением на участкипоследовательно-параллельного действия, когда на одной или нескольких операцияхтребуется несколько станков.
Между участками синхронных АЛ предусматривают накопители,вместимости которых должно быть достаточной для работы смежного участка напериод устранения отказа станка, транспортной системы, системы управления,поломки инструмента. Оптимальное число последовательных позиций АЛ синхронноготипа на одном участке составляет допт = sqrt(t/te), где t – такт поточнойлинии, te – внецикловые потери. te = w*Q, где w – параметр потока отказов,который характеризует их интенсивность, т.е. среднее число отказов в 1 мин, Q –среднее время в минутах обнаружения и устранения отказов, отнесенное к циклу.
В случае применения несинхронных АЛ межоперационныенакопители предусматриваются на каждой позиции, которые не только дают возможностьне останавливать всю линию из-за отказа одной позиции, но и компенсируютразность во временах обработки на каждой позиции.
21. Методика выбора структуры цеха и организационных формего основных подразделений в условиях среднесерийного, мелкосерийного, и единичногопроизводства
Для условий многономенклатурного производства формируют:
подетально-групповые участки;
групповые поточные линии;
гибкие производственные системы.
Методика их формирования включает три этапа:
анализ конструктивно-технологической общности деталей.Задача – все многообразие деталей разделить на группы по конструктивным итехнологическим признакам. В этой группе любую деталь номенклатуры описываютнабором признаков. Этими признаками могут быть вид заготовки, характероборудования, частично ТП (пруток или штучная фасонная заготовка); габаритныеразмеры детали; основной технологический маршрут; конструктивный тип деталей(корпус, вал …).
Не всегда удается обеспечить необходимую загрузкуоборудования участка и линии обработкой только однойконструктивно-технологической группы. Приходится закреплять за участком детали,входящие в разные группы.
На этом этапе выполняется анализ планово-организационныххарактеристик детали. В качестве показателя используют относительную трудоемкостьизготовления i-ой детали.
Кд.i = СУММ(tштij/(ti*Kв))= Ni * СУММ(tштij/(Fд.ti*Kв)),
где Fд – действительный фонд времени работы оборудования;Кoi – число операций изготовления i-ой детали; tштij – штучное время j-ойоперации i-ой детали; ti – такт выпуска i-ой детали; Ni – годовая программавыпуска i-ой детали; Кв – средний коэффициент выполнения норм в цехе(используется при анализе действующих цехов) при проектировании Кв = 1.
Суммарная относительная трудоемкость обработки по m-йтиповой группе:
Kд.m. = СУММ(Кдi),
где f – число наименований деталей в m-й группе.
Синтез групп деталей для изготовления на одном участке.Вначале проводят обоснование рационального числа участков цеха, а затем их подетальнуюспециализацию. Практика показывает, что рациональное число станков в составеобособленных участков и линий с их подетальной специализацией 25-35 ед.оборудования. Для ГПС 6-18 ГПМ, причем число ГПМ в составе ГАЛ 3-9. Числоучастков цеха
nу = Сп/Су,
где Сп – принятое число станков в цехе, Су – среднее числостанков на участке.
Подбором групп деталей необходимо обеспечить созданиеучастков с примерно одинаковым числом станков, для чего следует соблюдать след.условие
СУММ(Кдм) = Су(1+-0,1),
где dу – число групп деталей, закрепляемых за участком.
Для выбора типа линии пользуются показателем среднейотносительной трудоемкости операции
Кмi = Кд.i/Коi,
который выражает число станков для выполнения i-ойоперации изготовления данной детали. Если >=0.75 – непрерывные поточныелинии, 0,05
22. Основные технологические характеристики зданий
Для организации мсп рекомендуется применять одноэтажныездания, т.к. в этом случае облегчается установка технологического оборудования,упрощаются транспортные связи м-у цехами. Многоэтажное здание проектируют примелком оборудовании. При выборе здания определяют след. хар-ки – высотапролета, длина пролета, сетка колонн, которая характеризуется шириной пролета ишагом колонн. Обычно здание имеет 1 или несколько пролетов. Пролет – частьздания, ограниченная в продольном направлении двумя рядами колонн. Ширинапролета – расстояние м-у осями колонн в продольном направлении. Высота пролета– расстояние от уровня пола до нижней части несущих конструкций покрытияздания.
Ширину пролета здания выбирают такой, чтобы можно былорационально разместить четное число рядов станков в зависимости от габаритныхразмеров и варианта размещения. Шаг колонн для большинства схем зданийпринимают 12 м для внутренних рядов колонн и 6 м для колонн периметра здания.Сетка колонн для одноэтажных бескрановых зданий 12х6, 18х6, 18х12, 24х6, 24х12.
Для одноэтажных зданий, оборудованных мостовыми кранами до50 т 18х6, 18х12, 24х6, 24х12, 30х12.
Длина пролета L = n*t, где n – число шагов, t – шагколонн. Длина пролета определяется по длине технологической линииустанавливаемого оборудования. Длина поточных линий больше чем длина детальноспециализированного участка непоточного производства. Для механических цеховавтомобилестроения длину поточной линии рекомендуется ограничивать до 50-60 м.При необходимости иметь большую длину поток обычно меняет свое направление.
23. Выбор оптимальной компоновочной схемы цеха поточного,крупносерийного и массового производства
В поточном и крупносерийном производстве предметноспециализированные цеха имеют следующие компоновочные схемы. Мсц состоит изряда параллельно расположенных участков механической обработки переменно илинепрерывно поточных линий и линии или участка узловой сборки. Рабочее местоузловой сборки размещают в конце линии механической обработки. При конвейернойобщей сборке участки мехобработки и узловой сборки размещают в соответствии споследовательностью установки сб.ед. и деталей в изделии на главном конвейере,расположенном перпендикулярно линиям механической обработки после узловойсборки в конце корпуса (а) или в его середине (б). Этим обеспечивается принциппрямоточности производства. Вариант б используется при производстве изделий сбольшим числом коротких линий механической обработки и относительно небольшойтрудоемкости общей сборки. При выборе схемы нового здания придерживаются следующихпринципов:
1) промышленное здание следует проектировать с пролетамиодного направления, одинаковой ширины и высоты;
2) промышленное здание должно быть прямоугольной формы.
24. Выбор оптимальной компоновочной схемы цеха поточногомелкосерийного и единичного производства
В серийном и единичном производстве применяюткомпоновочные схемы с размещением цеха общей сборки в отдельном пролетепараллельно или перпендикулярно пролетам мех.обр. Используют непоточную стационарнуюсборку, поэтому взаимное размещение участков мех.обр. определяет в большейстепени технологическая однородность обрабатываемых деталей и применяемых видовтранспорта. Участок общей сборки необходимо оборудовать мостовым краном, чтобыобеспечить возможность выполнения сборки крупных тяжелых изделий. Кроме тогоодин из пролетов мех.обр. в котором сосредоточено оборудование для изготовлениятяжелых деталей д.б. оснащен мостовым краном. При параллельном расположениипролетов участок базовых деталей целесообразно располагать рядом с цельюминимизации грузопотоков.
Нецелесообразно располагать рядом участки обработкидеталей высокой и низкой точности ввиду неизбежного влияния вибраций неточногооборудования на точность изготовления ответственных деталей. Также недопустимосмежное размещение участков абразивной обработки и сборки (абразивная пыльоседает на деталях). Пожароопасные или вредные для здоровья участки должны бытьизолированы от других производств перегородками и оборудованы системами очисткивоздуха.

25. Предварительное определение площади цеха
При предварительной проработке компоновочной схемы общуюплощадь участка (цеха) Sо определяют по показателю удельной площади цеха,участка – площади, приходящейся на 1 станок или одно рабочее место. So =Sуд.о.*Сприн, где Сприн – принятое количество станков в цехе (число рабочихмест для сборки) Sуд.о. зависит от габаритных размеров применяемогооборудования и транспортных средств. Для средних станков 18…22 м^2 принаибольшем габарите 4 м, для мелких станков 14…18 м^2 1,8 м.
26. Выбор варианта расположения оборудованиянепрерывно-поточных и переменно-поточных линий
Последовательность размещения оборудования практическиоднозначно определяется последовательностью выполнения операций ТП. Задача размещенияоборудования сводится к выбору варианта размещения станков относительнотранспортного средства, определение числа рядов станков и общей конфигурациипоточной линии.
Относительно транспортного средства:
1) продольное размещение. Планировка обеспечиваетблагоприятные условия для механизации и автоматизации межоперационноготранспорта (конвейер), но при наличии оборудования разных габаритов планировкаможет получиться некомпактной
2) Поперечное расположение – обеспечивает большуюкомпактность, но рабочее место удаляется от конвейера с деталями, сложновнедрить стружкоуборочный конвейер. Схема рациональна для использования роботов.
3) Угловое расположение используется для обеспечениябольшей компактности планировки.
4) Кольцевое расположение рационально для многостаночногообслуживания. Трудности по использованию межоперационного транспорта.
В зависимости от длины технологического потока и длиныстаночного участка применяют – однорядное или многорядное размещение станков.При этом для обеспечения прямоточности производственного процесса начало линии(зону заготовок) располагают со стороны одного проезда, а конец линии спротивоположной стороны. Применяют следующие варианты размещения – однорядный,последовательное размещение, поточные линии с большим количеством станковразмещают в несколько рядов, чтобы начало линии располагалось со стороны зонызаготовок, а конец с противоположной стороны, нечетное число линий.
27. Выбор оптимального варианта размещения станков дляподетально-специализированных участков серийного производства
Возможно 3 различных варианта:
1) точечный – отсутствуют межоперационные связи междустанками. Используются многоцелевые станки, прутковые автоматы. Такой вариантвозможен при полном изготовлении детали на 1 рабочем месте.
2) рядный – оборудование размещено в линейнойпоследовательности, соответствующей ходу ТП характерной детали.
3) гнездовой – станки размещают группами в зависимости отмежоперационных связей между ними.
Рядный и гнездовой варианты расположения станковхарактерны для групповых поточных линий, где в зависимости от степени синхронизацииработа может осуществляться как на переменно-поточной линии (с определеннымтактом) так и на прямоточной несинхронной линии. Возможны также комбинации трехвариантов расположения станков внутри 1 участка.
28. Варианты размещения станочных модулей ГПС
1) Произвольный. Несколько модулей или станков с ЧПУразмещают на площади участка произвольно. Применяют, если полное изготовлениедетали требует 1-2 станков, иначе возникают сложные транспортные маршруты.
2) Функциональный. Группируют по технологическомуназначению. Простота проектирования, но большое количество встречных маршрутов.
3) Модульный. Сходные ТП обработки выполняютсяпараллельными группами ГПМ. Обеспечивается надежность, т.к. построен попринципу резервирования и м.б. применен при большом объеме выпуска однотипных деталей.
4) Групповой – каждая группа модулей служит дляизготовления определенной группы деталей по конструктивным и технологическимпризнакам. Этот тип компоновки является наиболее перспективным, т.к. нацелен наизготовление законченных деталей.
В большинстве случаев для обработки ГПС у заготовокнеобходимо подготовить базы. Для этой цели вблизи ГПС целесообразнопредусмотреть участок станков с ЧПУ с ручной установкой заготовок.
29. Основные требования к оформлению планов расположенияоборудования и рабочих мест
Масштаб плана расположения оборудования 1:100 для малых исредних цехов. Для больших 1:200. Поперечный разрез здания цеха выполняется вмасштабе 1:50. На свободном месте листа вычерчивают условные обозначенияиспользуемых на участке строительных элементов, оборудования и др. с указаниемих наименования.
На планировке должны быть показаны:
1) строительные элементы (колонны, стены, перегородки суказанием материала, дверные и оконные проемы, ворота, подвалы, тоннели, антресоли,люки); ъ
2) технологическое оборудование и основнойпроизводственный инвентарь, включая резервные места, верстаки, контрольныестенды;
3) расположение складских площадок;
4) межцеховые и внутрицеховые проезды;
5) подъемно-транспортные устройства;
6) шаг колонн и ширина пролета, координаты расположениястанков относительно колонн, длина технологической линии, размеры рабочего места,размеры рабочей зоны, ширина проходов, проездов транспортных средств,расстояние м-у рядами станков.
На плане дают надписи наименования цехов, отделений,участков.
Разбивочные оси здания (о колонн) на плане маркируются:оси колонн вдоль пролетов снизу вверх буквами русского алфавита, поперек слеванаправо арабскими цифрами.
На разрезе здания:
1) ширину пролета;
2) нулевую отметку (уровень пола);
3) высотные габариты оборудования;
4) расстояние от пола до подкранового рельса;
5) расстояние от пола до нижней точки стропильной затяжки;
6) полная высота здания до верха светового фонаря;
7) на выносных линиях д.б. расписано содержание пола,покрытие кровли.
Составляется спецификация.
30. Размещение оборудования в поточной линии.
31. Определение числа рабочих мест поточной линии сборкимассового и крупносерийного производства.
32. Определение числа рабочих мест при непоточной сборке серийногопроизводства.
33. Проектирование подсистемы удаления и переработкистружки.
34. Проектирование подсистемы приготовления и раздачиохлаждающей жидкости.
В механич. цехах примен-ся 3 способа снабжения СОЖ:
1. централизованно- циркуляционный.
примен-ся для цехов с большим к-вом станков, потребляющиходинаковые СОЖ. Наиболее универсальная СОЖ – укринол1М. В состав подсис-мывходит центральная корпусная станция для приготовления, регенерации, утилизацииСОЖ, неск-ко циркуляционных установок, обслуживающих 70-80 станков, и сетьтрубопроводов для подачи СОЖ к станкам и отвода в циркуляционную установку дляфильтрации.
2. централизованно- групповой хар-ся тем, что СОЖ подаетсяпо трубопроводам из центральной установки к разборным кранам, установленным науч-ках. Примен-ся для цехов с достаточно большим числом станков, использующихразличные СОЖ. Сис-ма охлаждения станка ежесуточно пополняется из разборочныхкранов для восполнения потери СОЖ вследствие уноса со стружкой, дет.
3. децентрализованный исп-ся для небольших цехов. СОЖдоставляют в таре, так же удаляют отработанную СОЖ.
В процессе работы происх постепенное разложение изагрязнение СОЖ. Периодичность
общей замены СОЖ зависит от состава, свойств жидкости,режима работы станков. При 1-м способе обесп-ся наибольшая продолжительность работыбез замены СОЖ. Площадь для приготовления и раздачи СОЖ = 40-120 м кв. причисле станков 50-400. Емкости для сбора и фильтрации СОЖ располагаются вподвалах. Площадь склада масел =0,1-0,12 м на 1 станок. учитывая пожарнуюопасность отделения приготовления и раздачи СОЖ, склад масел располагают унаружной стены здания с отдельным выходом на улицу. в отделении необходимопредусмотреть подачу воды, пара, сжатого воздуха.