变速箱厂总平面布置设计.docx

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变速箱厂总平面布置设计

第一章课程设计的目的……………………………………………………………1

第二章原始给定条件………………………………………………………………1

第一节作业单位划分……………………………………………………………5

第二节变速箱生产工艺过程……………………………………………………6

第三章产品-产量分析……………………………………………………………9

第四章产品工艺过程分析………………………………………………………10

第一节计算物流量……………………………………………………………10

第二节绘制各零件工艺过程图………………………………………………10

第三节绘制产品总工艺过程图………………………………………………12

第五章物流分析…………………………………………………………………14

第一节绘制从至表……………………………………………………………14

第二节绘制物流强度汇总表…………………………………………………14

第三节划分物流强度等级……………………………………………………15

第四节绘制作业单位物流相关图……………………………………………16

第六章作业单位非物流关系分析………………………………………………17

第七章作业单位综合相互关系分析……………………………………………18

第八章工厂总平面布置…………………………………………………………21

第一节综合接近程度…………………………………………………………21

第二节作业单位位置相关图…………………………………………………21

第三节作业单位面积相关图…………………………………………………23

第四节作业单位面积相关图的调整…………………………………………23

第九章方案的评价与选择………………………………………………………27

第十章课程设计心得体会………………………………………………………28

参考文献……………………………………………………………………………29

附件…………………………………………………………………………………30

第1章课程设计的目的

（1）能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。

（2）通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉SLP方法中的各种图例符号和表格，掌握SLP方法的规范设计程序。

（3）通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。

（4）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。

第二章原始给定条件

公司有地16000m2，厂区南北为200m，东西宽80m，该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。

变速箱的结构及有关参数

变速箱由39个零件构成，装配图见图2-1，2-2，2-3所示。

每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表2-1中。

图2-1减速器装配图

（1）

图2-2减速器装配图

（2）

图2-3减速器装配图（3）

表2-1变速箱零件明细表

工厂名称：

变速箱厂

产品名称

变速箱

产品编号

110

计划年产量

100000

序号

零件名称

零件代号

自制

外购

材料

总计划需求量

零件图号

形状

单件重量/kg

说明

39

垫圈

√

65Mn

200000

0.004

38

螺母

√

Q235

200000

0.011

37

螺栓

√

Q235

300000

0.032

36

销

√

35

200000

0.022

35

防松垫片

√

Q215

100000

0.010

34

轴端盖圆

√

Q235

100000

0.050

33

螺栓

√

Q235

200000

0.020

32

通气器

√

Q235

100000

0.030

31

视孔盖

√

Q215

100000

0.050

30

垫片

√

橡胶纸

100000

0.004

29

机盖

√

HT200

100000

2.500

28

垫圈

√

65Mn

600000

0.006

27

螺母

√

Q235

600000

0.016

26

螺栓

√

Q235

600000

0.103

25

机座

√

HT200

100000

3.000

24

轴承

√

200000

0.450

23

挡油圈

√

Q215

200000

0.004

22

毡封油圈

√

羊毛毡

100000

0.004

21

键

√

Q275

100000

0.080

20

定距环

√

Q235

100000

0.090

19

密封盖

√

Q235

100000

0.050

18

可穿透端盖

√

HT150

100000

0.040

17

调整垫片

√

08F

200000

0.004

16

螺塞

√

Q235

100000

0.032

15

垫片

√

橡胶纸

100000

0.004

14

游标尺

√

100000

0.050

13

大齿轮

√

40

100000

1.000

12

键

√

Q275

100000

0.080

11

轴

√

Q275

100000

0.800

10

轴承

√

200000

0.450

9

螺栓

√

Q235

2400000

0.025

8

端盖

√

HT200

100000

0.050

7

毡封油圈

√

羊毛毡

100000

0.004

6

齿轮轴

√

Q275

100000

1.400

5

键

√

Q275

100000

0.040

4

螺栓

√

Q235

1200000

0.014

3

密封盖

√

Q235

100000

0.020

2

可穿透端盖

√

HT200

100000

0.040

1

调整垫片

√

08F

200000

0.010

第一节作业单位的划分

根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表2-2所示的11个单位，分别承担原料储存、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。

表2-2作业单位建筑汇总表

序号

作业单位名称

用途

建筑面积

/（mxm）

备注

1

原材料库

储存钢材，铸锭

20x30

露天

2

铸造车间

铸造

12x24

3

热处理车间

热处理

12x12

4

机加工车间

车、铣、钻

12x36

5

精密车间

精镗、磨销

12x36

6

标准件、半成品库

储存外购件、半成品

12x24

7

组装车间

组装变速箱

12x36

8

锻造车间

锻造

12x24

9

成品库

成品储存

12x12

10

办公、服务楼

办公楼、食堂等

80x60

11

设备维修车间

机床维修

12x24

第二节变速箱生产工艺过程

变速箱结果比较简单，因此，生产工艺过程也比较简单，总的工艺过程可分为：

零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。

1.零件的制作与外购

变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表2-3至表2-8所示。

表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。

表2-3机盖加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量

年产总质量

机盖

29

HT200

2.500

100000

250000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

铸造车间

铸造

80

3

机加工车间

粗铣、镗、钻

85

4

精密车间

精铣、镗

98

5

半成品库

暂存

表2-4机座加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量

年产总质量

机座

25

HT200

3.000

100000

300000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

铸造车间

铸造

78

3

机加工车间

粗铣、镗、钻

80

4

精密车间

精铣、镗

98

5

半成品库

暂存

表2-5大齿轮加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量

年产总质量

大齿轮

13

40

1.000

100000

100000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

锻造车间

锻造

70

3

机加工车间

粗铣、插齿、钻

80

4

热处理车间

渗碳淬火

5

机加工车间

磨

98

6

半成品库

暂存

表2-6轴加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量

年产总质量

轴

11

Q275

0.800

100000

80000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

机加工车间

粗车、磨、铣

75

3

精密车间

精车

95

4

热处理车间

渗碳淬火

5

机加工车间

磨

98

6

半成品库

暂存

7

表2-7齿轮轴加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量

年产总质量

齿轮轴

6

Q275

1.400

100000

140000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

机加工车间

粗车、磨、铣

85

3

精密车间

精车

95

4

热处理车间

渗碳淬火

5

机加工车间

磨

98

6

半成品库

暂存

7

表2-8端盖加工工艺过程表

产品名称

件号

材料

单件质量/kg

计划年产量/kg

年产总质量

端盖

8

HT200

0.050

100000

5000

序号

作业单位名称

工序内容

工序材料利用率（%）

1

原材料库

备料

2

铸造车间

铸造

70

3

机加工车间

精车

85

2.标准件、外购件与半成品暂存

生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。

定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。

3.组装

所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。

4.性能测试

所有组装出的变速箱均需进行性能试验，不合格的就在组装车间进行修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了的情况。

5.产品存储

所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。

第3章产品-产量分析

变速箱厂是一个计划建成年产100000套变速箱的生产厂，对其进行产品—产量分析，得出变速箱厂是为单一或少品种大批量产品，对应下图的Ⅰ区，宜采用流水生产线的大生产方式和按产品原则布置。

第四章产品工艺过程分析

第一节计算物流量

通过对产品的加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单位质量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。

具体计算过程如表4-1所示。

第二节绘制各零件的工艺过程图

根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如下图所示。

图中序号分别为：

1—原材料库，2—铸造车间，3—热处理车间,4—机加工车间，5—精密车间，6—半成品库，8—锻造车间。

第三节绘制产品总工艺过程图

变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段——总装阶段——性能实验阶段，所有零件，组件在组装车间集中组装。

将变速箱所有工艺过程汇总在一张图上，得到变速箱总工艺过程如图所示。

该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。

第五章物流分析

第一节绘制从至表

根据各零件的工艺过程图，及总工艺过程图，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如下图所示：

表5-1变速箱加工工艺从至表（单位t）

至

从

1

2

3

4

5

6

7

8

9

合计

原材料库

铸造车间

热处理车间

机加工车间

精密车间

半成品库

组装车间

锻造车间

成品库

1

原材料库

874.1

291.4

182.2

1347.7

2

铸造车间

688.6

688.6

3

热处理车间

336.5

336.5

4

机加工车间

102.0

807.2

334.8

1244.0

5

精密车间

224.4

550.0

774.4

6

半成品库

1310.5

1310.5

7

组装车间

1310.5

1310.5

8

锻造车间

127.6

127.6

9

成品库

合计

874.1

326.4

1444.1

807.2

884.8

1310.5

182.2

1310.5

7139.8

编制（日期）

审核（日期）

第2节绘制物流强度汇总表

根据产品的工艺过程和物流从至表，统计个单位之间的物流强度，并将物流强度汇总到物流强度汇总表5-2之中。

序号

作业单位对

物流强度

关系

序号

作业单位对

物流强度

关系

1

1-2

874.1

E

8

4-6

334.8

Ｉ

2

1-4

291.4

Ｏ

9

5-3

224.4

Ｏ

3

1-8

182.2

Ｏ

10

5-6

550.0

Ｉ

4

2-4

688.6

Ｉ

11

6-7

1310.5

Ａ

5

3-4

336.5

Ｉ

12

7-9

1310.5

Ａ

6

4-3

102.0

Ｏ

13

8-4

127.6

Ｏ

7

4-5

807.2

Ｅ

第三节　划分物流强度等级

物流强度等级的划分根据一下原则：

划分等级采用著名的A、E、I、O、U等级，一般A级占总作业单位对的10%，E级占20%，I级占30%,O级占40%，U级代表那些无物流量的作业单位对，一般可以忽略不计。

根据以上原则，划分物流强度等级如下表所示：

表5-3物流强度分析表

序号

作业单位对（路线）

物流强度（单位：

t）

15030045060075090010501200

物流强

度等级

1

6—7

A

2

7—9

A

3

1—2

E

4

4—5

E

5

2—4

I

6

5—6

I

7

3—4

I

8

4—6

I

9

1—4

O

10

5—3

O

11

1—8

O

12

8—4

O

13

4—3

O

第四节绘制作业单位物流相关图

根据以上分析，绘制作业单位物流相关图，如下图所示：

物流强度相关图

第六章作业单位非物流关系分析

针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表6-1所示。

根据表6-1制定变速箱“基准相互关系”（见表6-2），在此基础上建立非物流作业单位相关图。

表6-1变速箱各作业单位关系密切程度理由

编号

理由

编号

理由

1

工作流程的连续性

5

人员联系

2

生产服务

6

物料搬运

3

管理方便

7

信息传递

4

振动，噪声，烟尘，污染

8

公用设备设施

表6-2作业单位基准相互关系等级表

符号

含义

说明

比例（%）

A

绝对重要

2—5

E

特别重要

3—10

I

重要

5—15

O

一般密切程度

10—25

U

不重要

45—80

X

负的密切程度

不希望接近

第七章作业单位综合相互关系分析

从物流相关图和非物流相关图比较可知，变速箱厂作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。

为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两图合并后再进行分析判断。

其合并过程如下：

1.选取加权值

加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于变速箱厂来说，物流因素（m）对非物流因素（n）无明显影响，因此，取加权值m:

n=1:

1

2.综合相互关系的计算

根据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并加权求和，即p=n*（n-1）/2=11*10/2=55,并根据表7-1的划分标准求出综合相互关系表。

表7-1综合相互关系密级与划分比例

关系等级

符号

作业单位对数比例（%）

绝对必要靠近

A

1—3

特别重要靠近

E

2—5

重要

I

3—8

一般

O

5—15

不重要

U

20—85

不希望靠近

X

0—10

表7-2作业单位之间综合相互关系计算及划分表

作业单位对

关系密切

综合关系

物流关系加权值：

2

非物流关系加权值：

1

分数

等级

分数

等级

分数

等级

1—2

3

E

4

A

7

A

1—3

0

U

0

U

0

U

1—4

1

O

2

I

3

I

1—5

0

U

0

U

0

U

1—6

0

U

0

U

0

U

1—7

0

U

0

U

0

U

1—8

1

O

1

O

2

O

1—9

0

U

0

U

0

U

1—10

0

U

0

U

0

U

1—11

0

U

0

U

0

U

2—3

0

I

0

U

0

U

2—4

2

I

3

E

5

I

2—5

0

U

-1

X

-1

X

2—6

0

U

0

U

0

U

2—7

0

U

0

U

0

U

2—8

0

U

0

U

0

U

2—9

0

U

0

U

0

U

2—10

0

U

-1

X

-1

X

2—11

0

U

0

U

0

U

3—4

2

I

4

E

6

E

3—5

0

U

-1

X

-1

X

3—6

0

U

0

U

0

U

3—7

0

U

0

U

0

U

3—8

0

U

0

U

0

U

3—9

0

U

0

U

0

U

3—10

0

U

-1

X

-1

X

3—11

0

U

0

U

0

U

4—5

3

E

0

U

3

I

4—6

1

O

0

U

1

O

4—7

0

U

0

U

0

U

4—8

1

O

0

U

1

O

4—9

0

U

0

U

0

U

4—10

0

U

2

I

2

O

4—11

0

U

1

O

1

O

5—6

2

I

0

U

2

O

5—7

0

U

0

U

0

U

5—8

0

U

0

U

0

U

5—9

0

U

0

U

0

U

5—10

0

U

0

U

0

U

5—11

0

U

3

E

3

I

6—7

4

A

1

O

5

E

6—8

0

U

0

U

0

U

6—9

0

U

0

U

0

U

6—10

0

U

0

U

0

U

6—11

0

U

0

U

0

U

7—8

0

U

0

U

0

U

7—9

4

A

2

I

6

E

7—10

0

U

0

U

0

U

7—11

0

U

0

U

0

U

8—9

0

U

0

U

0

U

8—10

0

U

-1

X

-1

X

8—11

0

U

0

U

0

U

9—10

0

U

1

O

1

O

9—11

0

U

0

U

0

U

10—11

0

U

0

U

0

U

表7-2综合关系分数取值范围为-1~7

总分

关系密级

作业单位对数

百分比（%）

7

A

1

1.82%

6

E

3

5.45%

3~5

I

4

7.27%

1~2

O

7

12.73%

0

U

25

45.5%

-1

X

5

9.09%

3.建立作业单位综合相互关系表：

将表7-2中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图

第八章工厂总平面布置

第一节综合接近程度

由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表8-1所示。

综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图的中心;分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘、因此