设施规划课程设计(变速箱厂)

1、 设施规划课程设计变速箱厂总平面布置设计 目 录一、设计产品名称1二、原始给定条件1（一）变速箱的结构及有关参数1（二）作业单位划分3（三）生产工艺过程3三、产品产量分析5四、产品工艺过程分析5（一）计算物流量5（二）绘制各零件的工艺过程图6（三）绘制产品总工艺过程图7（四）绘制产品初始工艺过程表9（五）绘制产品较佳工艺过程表10五、物流分析11（一）绘制从至表11（二）绘制物流强度汇总表11（三）划分物流强度等级12（四）绘制作业单位物流相关图13六、作业单位非物流相互关系分析13七、作业单位综合相互关系分析14八、工厂总平面布置18（一）综合接近程度18（二）作业单位位置相关图18（三）作

2、业单位面积相关图19（四）作业单位面积相关图的调整20九、方案的评价与选择20十、参考文献21第 22 页 共 23 页 一、 设计产品名称变速箱厂总平面设计二、 原始给定条件公司有地16000(m2)，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。（一）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230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240中。 图230变速器装配图 表240零件明细表工厂名称： 变速箱厂产品名称变速箱产品代号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

3、零件图号形状单件重量/kg39垫圈65Mn2000000.00438螺母Q2352000000.01137螺栓Q2353000000.03236销352000000.02235防松垫片Q2151000000.01034轴端盖圆Q2351000000.05033螺栓Q2352000000.02032通气器Q2351000000.03031视孔盖Q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖HT2001000002.50028垫圈65Mn6000000.00627螺母Q2356000000.01626螺栓Q2356000000.10325机座HT2001000003.0

4、0024轴承2000000.45023挡油圈Q2152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键Q2751000000.08020定距环Q2351000000.09019密封盖Q2351000000.05018可穿透端盖HT1501000000.04017调整垫片08F2000000.00416螺塞Q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键Q2751000000.08011轴Q2751000000.80010轴承2000000.4509螺栓Q23524000000.0258

5、端盖HT2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴Q2751000001.4005键Q2751000000.0404螺栓Q23512000000.0143密封盖Q2351000000.0202可穿透端盖HT2001000000.0401调整垫片08F2000000.010（二）作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表241所示11单位，分别承担原材料存储、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241作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/(m x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12

6、x 243热处理车间热处理12 x 124机加工车间车、铣、钻12 x 365精密车间精镗、磨削12 x 366标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 247组装车间组装变速器12 x 368锻造车间锻造12 x 249成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公室、食堂等80 x 6011设备维修车间机床维修12 x 24（三）生产工艺过程变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品存储等阶段。1、零件的制作与外购制作的零件如表242表247，表中的利用率为加工后产品与加工前的比率。 表242 变速

7、箱零件加工工艺过程表 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29HT2002.50010000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803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存 表243 变速箱零件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25HT200300010000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803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存 表244 变速箱零件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

8、齿轮13401.000100000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铸造车间锻造803机加工车间粗铣，插齿，钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存 表245 变速箱零件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11Q2750.800100000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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存 表246 变速箱零件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6Q2751.400100000序号作

9、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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表247 变速箱零件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端盖8HT2000.050100000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603机加工车间精车802、标准件、外购件与半成品暂存生产出的零件加工完经过各车间检验合格后，送入半成品库暂存。外购件与标准件均放在半成品库。3、组装所有零件在组装车间集中组装成变速箱成品。4、性能测试所有成品都在车间进行性能测试，不合格的就在组装车间进行

10、修复，合格后送入成品库，即不考虑成品组装不了的情况。5、成品存储所有合格变速箱均存放在成品库等待出厂。三、 产品产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据以上已知条件可知，待布置设计的变速箱厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为100000套，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、 产品工艺过程分析（一） 计算物流量通过对产品加工、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件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体过程如表248所示： 表248

11、 各零件物流量计算产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料精加工废料全年总质量机盖2.5/（0.8*0.8*0.98）=3.9863.986*0.2=0.7973.986*0.8*0.2=0.6383.986*0.8*0.8*0.02=0.0511.486*100000=148600机座3/(0.8*0.8*0.98)=4.7834.783*0.2=0.9574.783*0.8*0.2=0.7654.783*0.8*0.8*0.02=0.0611.783*100000=178300大齿轮1/(0.8*0.8*0.98)= 1.5941.594*0.2=0.319(锻造废料)1.594*0

12、.8*0.2+1.594*0.8*0.8*0.2=0.2750.594*100000=59400轴0.8/(0.8*0.95*0.98)=1.0741.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.2311.074*0.8*0.05=0.0430.274*100000=27400齿轮轴1.4/(0.8*0.95*0.98)=1.8801.880*0.2+1.880*0.8*0.950*0.02=0.4051.800*0.8*0.05=0.0750.480*100000=48000端盖0.05/(0.6*0.8)= 0.1040.104*0.4=0.04160.104*0.6*0.

13、2=0.01250.0541*100000=5410（二） 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图231236所示。图中序号分别是：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。 (三) 绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段总装阶段性能试验阶段，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到图237。变速箱装配顺序：2514、15、1665、23、24111310、12、20、212936891、2、3、4、5、717、18、19、20、2226、27、2837、38、3930

14、、31、3233、34、35 图237 变速箱总工艺过程图（单位：kg） (四) 绘制产品初始工艺过程表为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列于产品工艺过程表中，即最左边的产品物流强度最大，由左到右物流强度逐渐递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如图238所示。 图238 初始产品工艺过程 工序机座 机盖 大齿轮 齿轮轴 轴 端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1284356原材料铸造锻造机加工热处理精加工半成品21122112 122-11 1-11-11 1-11-112112245300187

15、1200616400192600 110100 32040W 5067640(五) 绘制产品较佳工艺过程表 由初始产品工艺过程图238可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流强度达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。经计算发现交换作业单位3和4，可使顺流强度达到最大。通过交换调整，得到调整后的较佳产品工艺过程如图239所示。 图239 较佳产品工艺过程 工序机座 机盖 大齿轮 齿轮轴 轴 端盖序号名称流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk流程Djk1283456原材料铸造锻造热处理机加工精加工半成品21222122 11-121 1-2221 1-2221211

16、25514002126300488900 628800 359200 32040W 6186640五、 物流分析（一） 绘制从至表根据变速箱较佳工艺过程图（图239），绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如表249所示。表249 变速箱加工工艺从至表 （单位：t ） 至从123456789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887.3295.4159.41342.12铸造车间 707.74707.743热处理车间 326.5326.54机加工车间 127.5797.532512505精密车间 236.3550786.36半成品库 1312.213

17、12.27组装车间 1312.21312.28锻造车间 127.5127.59成品库 合计887.3363.81329.649258751312.2159.41312.27104.54编制（日期）审核（日期）（二） 绘制物流强度汇总表根据产品的工艺过程和物流从至表,统计各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250之中。表250 物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度/t序号作业单位对（路线）物流强度/t112887.3846325214295.4953236.3318159.41056550424707.7411671312.2534326.512791312.26431

18、27.51385127.5745797.5 （三） 划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来确定。针对变速箱的工艺过程图，利用表250中统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表251。表251中未出现的作业单位之间不存在固定物流，因此，物流强度为U级。 表251 物流强度分析表序号作业单位对（路线） 物流强度（单位：t） 200 400 600 800 1000 1200 1400 物流强度等级167 A279 A3 12 E4 45 E

19、5 24 E6 56 I7 34 I8 46 I9 14 O10 53 O11 18 O12 85 O（四） 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，如图240所示。 图240 作业单位物流相关图六、 作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定各作业单位相互关系密切程度理由如表252所示。根据表253制定变速箱“基准相互关系”（见表253），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图241所示。 表252 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安全及污染2生产服务6振动、噪声、烟尘3物料搬运7人员联系4管理方面8信息传递 表253

20、基准相互关系字母一对作业单位密切程度理由A组装车间与成品库 半成品库与组装车间搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题及工作流程的连续性E机加工与精密车间 原材料与铸造车间铸造与机加工车间 维修和精密车间设备维修和组装车间搬运物料的数量和形式 不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度I精密和半成品库 热处理和机加工车间机加工车间和半成品库 办公楼和原材料、半成品库维修设备和其他金属加工车间搬运物料的数量和频数以及类似的搬运报表运送方便、管理方便问题服务的频繁程度O办公楼与设备维修车间、原材料库与锻造办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便U设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品接触

21、不多、不常联系联系密切程度不大X办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间 热处理车间与精密车间铸造车间与精密车间锻造车间与精密车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘 图241 作业单位非物流相关图七、 作业单位综合相互关系分析从图240和241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的综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。其合并过程如下：1. 选取加权值加权值大小反映工厂布置时考虑的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，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

22、关系等级的高低进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如表254所示。当作业单位数目为11时，总作业单位数目对数为：P=11(11-1)/2=55式中，P为作业单位对数。因此，表254将有55个作业单位对，即55个相互关系。 表254 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对 关系密切综合关系物流关系加权值：1非物流关系加权值：1分数等级分数等级分数等级123E3E6E130U0U0U141O1O2O150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O1O2O190U0U0U 1100U2I2O 1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U-1X-1X260U0U0U270U0

23、U0U280U0U0U290U0U0U 2100U-1X-1X 2110U2I2O342I2I4I3510-1X0U360U0U0U370U0U0U380U0U0U390U0U0U 3100U-1X-1X 3110U2I2O453E3E6E462I2I4I470U101U480U0U0U490U0U0U 4100U1O1U 4110U2I2O562I2I4I570U0U0U581O-1X0U590U0U0U 5100U1O1U 5110U3E3I674A4A8A680U0U0U690U0U0U 6100U2I2O 6110U0U0U780U0U0U794A4A8A 7100U1O1U7110U

24、3E3I890U0U0U8100U0U0U8110U2I2O9100U1O1U9110U0U0U 10110U1O1U3、划分关系密级在表254中，综合关系分数取值范围为-18，按分数排列得出各分数段所占比例如表255所示。在此基础上与表256中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表254中作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表256中推荐的比例尽量接近。表255 综合相互关系密级等级划分总分关系密级作业单位对数百分比(%)8A23.656E35.534I59.12O814.501U3461.8-1X35.5 表256综合相互关系密级与划分

25、比例 关系密级关系密级作业单位对数比例(%)绝对必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不希望靠近X0104、建立作业单位综合相互关系表 将表254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，如图242所示。 图242 作业单位综合相互关系图八、 工厂总平面布置（一） 综合接近程度由于变速箱厂作业单位之间的相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表257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，布置设计应该按综合接近程度

26、分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。 表257 综合接近程度排序图作业单位代号12345678910111E/3U/O/1U/U/U/O/1U/O/1U/2E/3U/E/3X/-1U/U/U/U/X/-10/13U/U/I/2U/U/U/U/U/X/-10/14O/1E/3I/2E/3I/2U/U/U/U/0/15U/X/-1U/E/3I/2U/U/U/U/I/26U/U/U/I/2I/2A/4U/U/O/1U/7U/U/U/U/U/A/4U/A/4U/I/28O/1U/U/U/U/U/U/U/U/O/19U/U/U/U/U/U/A/4U/U/U/10O/1X/-1X/-1U/U/O/1U/U/U/U/11U/0/10/1O/1I/2U/I/2O/1U/U/综合接近程度652126910 2408排序5791632108114根据表257综合接近