输出轴工艺规程及物流规划

1、 南京理工大学泰州科技学院设施规划课程设计学 生 姓 名：余骆学 号：1101020162专 业：工业工程设计题目：输出轴工艺规程与设施规划指 导 教 师:武培军2014年 06 月 18 日目 录 1 设施规划概述 1 2 零件机械加工工艺规程 12.1 零件的工艺分析 12.1.1 零件材料及其力学性能分析 12.1.2 分析产品的零件图 22.1.3 零件结构工艺性分析 22.1.4 确定零件生产类型 32.2 毛坯的分析和选择 32.3 定位基准和表面加工方法的确定 42.3.1 定位基准的选择 42.3.2 表面加工方法的确定 52.4 工序设计 62.4.1 加工阶段划分 62.4

2、.2 加工原则的确定 62.5 工序顺序安排 72.5.1 机械加工工序 72.5.2 热处理工序 72.6 拟定工艺路线 72.7 加工设备选择 82.7.1 加工机床的选择 82.7.2 加工刀具的选择 82.8 确定机械加工余量、工序尺寸及公差 82.9 确定切削用量及基本工时 103 车间设施平面布局 193.1 车间基本情况概述 193.1.1 确定车间布局形式213.1.2 绘制产品生产工艺过程图213.2 车间内部物流分析 223.3 车间内部非物流分析 273.4 车间内部综合分析 293.5 绘制设备相关位置图 323.6 绘制车间平面布局图 33结束语 35参考文献 361

3、 设施规划概述设施规划是在企业经营策略的指导下，针对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活动，从投入到产出的全部过程中，将人员物料及所需的相关设备设施等，做最有效的组合与规划，并与其他相关设施协调。以期获得安全、效率与经济的操作，满足企业经营需求，同时更进一步能对企业长期的组织功能和发展产生更积极的影响和效益。对于制造业来说，设施规划通过分析物料的接收、制造、储存、出货等整体过程，安排其流程、路径、时序，以期获得良好的物料搬运及人员流通成效；调整各活动位置与空间，以使人员、物料、机器等获得最有效经济的关系位置与操作方法。通过各项设施的妥善安排与规划，不仅减少对环境的负面影响，且能对长期的环境

4、与组织发展有更积极的影响和效益。研究表明，在产品生产的整个过程中，仅有5%的时间用于加工和制造，剩余95%的时间都用于储存、装卸、等待加工和运输。在美国，直接劳动成本所占比例不到工厂总成本的10%，而储存、运输所支付的费用却占生产成本的40%。生产过程中的“油水”几乎已被榨干，要想从中取得明显的效益提高已是相当困难。物流运输、物料储存过程中存在着极大的潜力,有待挖掘。而物流运输、物料储存又与设施规划设计密切相关。设施规划设计水平的高低和质量的优劣，对资源是否合理利用、设施运营后能否实现科学管理、能否发挥经济效益、对最终实现投资效果，起到了决定性和关键性的作用。2 零件机械加工工艺规程2.1 零

5、件的工艺分析题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。2.1.1 零件的材料及其力学性能分析零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。其价格较便宜，经过调质或正火后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能。2.1.2 分析产品零件图图2.1和图2.2所示为输出轴的零件图。结合图分析可得，80mm孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用，用1020mm销将动力传至该轴，再由55mm处通过键将动力输出，A、B是两

6、段支轴颈。图2.1 输出轴零件图1图2.2 输出轴零件图22.1.3 零件结构工艺性分析从零件图上看，该零件是典型的轴类零件，结构比较简单，其主要加工的面有55、60、65、75、176的外圆柱面，50、80、104的内圆柱表面，10个20的通孔，2个8的斜孔。图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、80内圆柱表面为Ra3.2um, 55外圆柱面、大端端面为Ra3.2um, 20通孔Ra3.2um，60、65、75外圆柱面为Ra0.8um，要求不高；55的左端面Ra1.6um、80内孔圆柱面对75、60外圆轴线的跳动量为0.04mm, 20孔的轴线对80内孔轴线的位

7、置度为0.05mm,键槽对55外圆轴线的对称度为0.08mm。热处理方面由题目给出，需要调质处理，到200HBS保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。2.1.4 确定零件生产类型题目给出的输出轴的材料是45钢，查机械加工工艺手册可知45钢的密度为7.85g/cm3，通过质量公式得输出轴的质量为15.7Kg。所以零件的年生产纲领N为：其中Q为产品的年产量，设为500台/年；m为每个产品的质量15.7Kg；a%为备品率，一般取2%-4%，这里取3%；b%为废品率，一般取0.3%-0.7%，这

8、里取0.5%，则：件/年为了计算方便，这里取8000件/年。查机械加工工艺手册可知，输出轴为重型零件，生产类型为大量生产。2.2 毛坯的分析和选择毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度、精度、金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响。因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。毛坯种类的选择决定零件的实际作用。综合考虑材料、形状、生产性质以及在生产中的经济性，机械加工中常用的毛坯主要有铸件、锻件、焊接件、冲压件和型材等。根据上述毛坯的工件形状和生产成本，推荐选用型材或锻件

9、，而型材中的棒料，加工余量太大，不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗。而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件，故应选择锻件。本零件的生产类型为大量生产，且锻件中的模锻具有锻造精度高，表面质量好，加工余量小，节省金属材料；生产率高；操作简单，易于实现自动化的特点。综上所叙，选择模锻作为毛坯的材料。2.3 定位基准和表面加工方法的确定工艺路线的拟定包括以下内容：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定以及工序顺序的安排等。2.3.1 定位基准选择粗基准的选择主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精

10、基准。因此，在选择粗基准时，一般应遵循以下原则：（1）保证相互位置要求原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）便与工件装夹原则（4）粗基准在同一尺寸方向上一般只能使用以此的原则精基准的选择的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。因此基准选择的原则如下：（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则本零件为带孔的轴类零件，孔是其设计基准，亦是装配基准和测量基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选回转轴线为定位基准，即遵守基准重合的原则。具体而言，即选50孔及一端面作为精基准。由于本零件全部表面都需要加工，而孔作为精基准，应

11、先进行加工，因此应选外圆和一端面为粗基准。2.3.2 确定表面加工方法（1）回转体表面面的加工：面的加工方法有很多，本零件主要是加工外圆面和端面。通过查机械加工工艺手册可知，55、60外圆面的加工精度采用7级精度可以满足要求，故可采取粗车半精车精车的加工方式。65、75外圆面的加工精度要采用6级精度才能达到要求，故采用粗车半精车粗磨精磨的加工方式。（2）孔的加工：孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于内孔采取在车床上镗孔的方式。原因是结构紧凑，重量不大，适用于车削加工。通孔1020采用在车床上镗孔的方式，斜孔28在钻床床钻孔。（3）键槽的加工：零件上的键槽在铣床上铣。其公差等级为IT7，两侧

12、的粗糙度为Ra3.2，槽底面的粗糙度为Ra6.3，可采用粗铣精铣的加工方式。（4）两端面的加工：端面的加工在铣床上进行，其公差等级为IT7，粗糙度的要求分别为Ra1.6和Ra3.2。2.4 工序设计2.4.1 加工阶段划分当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力、零件的加工过程通常按工序性质不同，可以分为粗加工、半精加工、精加工三个阶段。 粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工17

13、6、55、60、65、75外圆柱表面。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如55、60、65、75外圆柱面、80、20孔等。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。2.4.2 加工原则的确定（1）基准先行原则：该零件加工时应该先以55端面为粗基准加工176外圆面及其端面，再以176为基准加工55端面及其外圆面。（2）先粗后精原则：先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗加工将在较短时间内将工件表面上的大部

14、分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗加工后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精加工。（3）先面后孔原则：对该零件应该先加工圆柱表面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度。（4）先主后次原则：先加工主要表面，后加工次要表面。这里的主要表面是指基准面，主要工作面。次要表面是指键槽、内孔等其他表面。次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求。因此，在主要表面达到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面。2.5 工序顺序的安排2.5.1 机械加工工序工序

15、集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。综上所述：考虑到工件是大批量生产的情况，采用工序分散。辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。2.5.2 热处理工序热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工

16、性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件CA6140车床输出轴，材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840温度中保持30分钟释放应力。2.6 拟定工艺路线根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线：工序1：备料、模锻。工序2：用三爪卡盘定位55回转体表面，粗车176外圆和粗铣176端面。工序3：用三爪卡盘定位176回转体表面,并且粗铣55端面和粗车55、60、65、75的回转体表面。工序4：用三爪卡盘定位55回转体表面，半精车55、60、65、75、176的外圆。工序

17、5：用三爪卡盘定位55回转体表面，粗磨65、75的外圆表面。工序6：用三爪卡盘定位55回转体表面，粗车、半精车过度锥面。工序7：以轴的回转轴线为基准，粗镗内孔50、80、104。工序8：以轴的回转轴线为基准，半精镗内孔50、80、104。工序9：以80孔的中心线为基准，钻、扩、铰孔1020。工序10：钻斜孔28。工序11：以轴的回转轴线为基准，粗铣键槽。工序12：热处理：调质处理硬度为200-230HBS。工序13：精车65、75的外圆及锥面。工序14：用三爪卡盘定位55回转体表面，精磨65、75的外圆表面。工序15：以轴的回转轴线为基准，精铣键槽，用三爪卡盘定位55回转体表面，精铣176端面

18、；用三爪卡盘定位176回转体表面, 精铣55端面。工序16：去毛刺、清洗、检验。2.7 加工设备选择2.7.1 加工机床的选择（1）机床的加工尺寸范围应与加工零件要求的尺寸相适应；（2）机床的工作精度应与工序要求的精度相适应；（3）机床的选择还应与零件的生产类型相适应。初步选定的机床如下：CA6140型卧式车床、X51立式铣床和Z535立式钻床等。2.7.2 加工刀具的选择由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济

19、性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件车床输出轴材料为45钢，推荐用硬质合金中的YT15类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重,切削温度高,而YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性,尤其具有高的耐热性,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长,所以加工45钢这种材料时采用硬质合金的刀具。2.8 确定机械加工余量、工序尺寸及公差确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：表2.1 外

20、圆柱面176轴段加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车2IT106.3176粗车5IT1212.5179毛坯2181表2.2 外圆柱面55轴段加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车1.0IT61.655半精车1.5IT103.256粗车2.5IT126.357.5毛坯260表2.3 60轴段加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车1.0IT61.660半精车1.5IT103.261粗 车2.5IT126.362.5毛 坯265表2.4

21、65轴段加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车1.0IT61.665半精车1.5IT103.266粗车2.5IT126.367.5毛坯270表2.5 75轴段加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精车1.0IT61.675半精车1.5IT103.276粗车2.5IT126.377.5毛坯280表2.6 104内孔加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精镗1.8IT73.2104粗镗3.2IT106.3103.2毛坯299表2.7 80内孔加工

22、余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精镗1.5IT73.280粗镗2.5IT106.378.5毛坯276表2.8 50内孔加工余量工序名称工序间余量/mm工 序工序基本尺寸/mm经济精度/mm表面粗糙度Ra/m精镗1.5IT73.250粗镗2.5IT106.348.5毛坯2462.9 确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定的顺序是确定、，再确定。（1）粗车176外圆和粗铣176端面粗车：选择CA6140机床，双顶尖定位。选择YT5牌号硬质合金车刀。查机械加工工艺手册可知CA6140车床的中心高200mm，故选刀杆尺寸B

23、H=16mm25mm，刀片厚度4.5mm。选择选择卷屑槽带倒棱前刀面，主偏角，副偏角，后角，前脚，刃倾角。由于粗加工余量仅为5mm，可在一次走刀内切完，故=5/2=2.5mm。按CA6140车床说明书，选择f=0.86mm/r。确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求，故需进行校验。根据CA6140车床说明书，机床进给机构允许的进给力 F max=3530N 。当钢的强度。2.8mm，f1.8mm/r，m/min时，进给力为。故实际进给力为，由于 F f Fmax，故所选的f=0.86mm/r可用。查表得，则根据CA6140型车床说明书，选择，则实际切削速度为 。综上：=2.5mm，f=0.

24、86mm/r，=57.18m/min，n=100r/min。计算基本工时：，式中，由表得，车削时的入切量及超切量，则，同理，对于半精车：其切削用量为=0.5mm，f=0.3mm/r，=111.2m/min，n=200r/min；基本工时为（2）粗铣55端面和粗车55、60、65、75的回转体表面（1）粗车55、60、65、75回转体表面：切削用量：所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀，由于CA6140机床的中心高为200mm，故选用刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm。选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角，后角、主偏角、副偏角、刃倾角、刀尖圆弧半径。确定背吃刀量：由于粗车

25、双边余量为2.5mm，则2.25mm。确定进给量：在粗车钢件、刀杆尺寸为、工件直径为时，。按CA6140机床的进给量选择。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。查手册得知CA6140机床进给机构允许的进给力。当钢材、， (预计)时，进给力。Ff的修正系数为，,故实际进给力为，由于，所以可用。车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度。确定切削速度v：当用YT15硬质合金车刀加工钢材时，时，切削速度。切削速度的修正系数为，所以按CA6140机床的转速选择,则实际切削速度。最后确定切削用量为：，。确定粗车外圆的基本时间t根据机械制造工艺学公式，车外圆基本时间为：式中：，所以同

26、理：半精车所需的切削用量为：=0.55mm，f=0.3mm/r，=160m/min，n=900r/min；基本工时为：同理：粗车60回转体表面的切削用量为=2.2mm，f=0.86mm/r，=51.8m/min，n=250r/min；基本工时为粗车65回转体表面的切削用量为=2.2mm，f=0.86mm/r，=55.7m/min，n=250r/min；基本工时为同理：粗车75回转体表面的切削用量为=2.2mm，f=0.86mm/r，=50.8m/min，n=200r/min；基本工时为（2）粗铣55端面根据切削用量简明手册选择YT15硬质合金刀片。时，端铣刀直径，但YT15最小直径为100mm

27、，所以取 ，查切削用量简明手册知Z=5。铣削深度 ，查切削用量简明手册=0.120.18mm/z,因采用不对称端铣，=0.18mm/z。决定切削速度及每分钟进给量。查切削用量简明手册当，Z=5，0.18mm/z时，。各修正系数，故查机械制造工艺设计简明手册取n=378r/min, =300mm/min综上，=300mm/min，计算基本工时：，式中，查切削用量简明手册当，时，入切量及超切量，则，（3）半精车55、60、65、75、176的外圆半精车55外圆：选择刀具：车道形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT150。确定切削深度：=1.1/2=0.55mm确定进给量f：根

28、据CA6140车床说明书，选择确定切削速度 ：根据机械加工工艺手册可知YT15牌号硬质合金车刀加工钢材，1.4mm，f0.38mm/r，m/min.切削速度的修正系数均为1.0，故=176m/min。则=，根据CA6140车床说明书，选择n=900r/min。实际切削速度为 综上:=0.55mm，f=0.3mm/r，=160m/min，n=900r/min 计算基本工时，式中，车削时的入切量及超切量，则，同理：半精车60外圆切削用量为：=0.55mm，f=0.3mm/r，=108.4m/min，n=560r/min；基本工时为；半精车65外圆的切削用量为：=0.55mm，f=0.3mm/r，=

29、104.5m/min，n=500r/min；基本工时为；半精车75外圆的切削用量为：=0.55mm，f=0.3mm/r，=108.2m/min，n=450r/min；基本工时为；半精车176外圆的切削用量为：=0.5mm，f=0.3mm/r，=111.2m/min，n=200r/min；基本工时为。（4）粗磨65、75的外圆表面粗磨65外圆表面：选择外圆磨床MD1420，采用双顶尖定位。选择平形砂轮，根据MD1420外圆磨床说明书，选取砂轮尺寸为，砂轮磨削速度，取。采用纵向磨法 砂轮运动为旋转和横向进给，工件运动为旋转和纵向往复。工件直径为，查机械加工工艺手册可选择工件速度为，选择，查表得修正

30、系数为故，纵向进给量为，则砂轮、工件转速分别为：，确定轴向进给量：查表得,，则基本工时：同理，粗磨75外圆表面的切削用量为：基本工时为（5）粗、半精镗内孔50、80、104粗镗内孔50背吃刀量的确定：取ap=4/2=2mm进给量的确定：由机械制造技术基础课程设计指导课程，选取该工步的每转进给量f=0.8/r,参照机械制造工艺设计简明手册的实际进给量，取f=0.8/r。切削速度的计算 由机械制造技术基础课程设计指导课程工件材料为45钢，切削速度v=40m/min。由公式得n=1000v/d=100040/(50)=254.8r/min参照机械制造工艺设计简明手册，取转速n=248 r/min，由

31、公式可求得该工序的实际钻削速度v=nd/1000=24850/1000=38.9m/min基本时间tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn，其中l=17mm，取kr=，l2=4mm，l1=ap/tankr2=2/tan452=4mm；f=0.8mm/r；n=248r/min，则tj=(17+4+4)/(0.8248)=0.126min=7.58s同理得：粗镗内孔80：实际钻削速度v=nd/1000=17378/1000=42.4m/min；基本工时tj=(13+4+3.5)/(0.8173)=0.146min=8.76s同理得：粗镗内孔104：实际钻削速度v=nd/1000=120104/10

32、00=39.2m/min基本工时tj=(10+4+4.5)/(0.8120)=0.193min=11.56s同理得：半精镗内孔80实际钻削速度v=nd/1000=36079.5/1000=90.0m/min基本工时tj=(13+3+2.75)/(0.5360)=0.109min=6.54s同理得：半精镗内孔104实际钻削速度v=nd/1000=36080/1000=90.4m/min基本工时tj=(13+3+2.25)/(0.2360)=0.253min=15.21s（6）钻、扩、铰孔1020钻孔选用立式钻床Z535。选用刀具为高速钢莫氏锥柄麻花钻，直径18；背吃刀量的确定：取ap=18/2=

33、9mm；进给量的确定：机械制造技术基础课程设计指导课程选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r切削速度的计算：由机械制造技术基础课程设计指导课程，工件材料为45钢，切削速度v=18m/min，由公式n=1000v/d=100018/(18)=318.5r/min参照Z535型立式钻床的主轴转速，取转速n=400 r/min，可求得该工序的实际钻削速度v=nd/1000=40018/1000=22.6m/min基本时间tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn，其中=30mm,=0,=D/2cotkr+1=18/2cot54+1=7.54；f=0.2/r；n=400 r/min则tj=(30+7.

34、54+2)/(0.2400)=0.47min=28.16s同理，扩孔的切削用量和基本工时为：v=nd/1000=110019.8/1000=68.4m/mintj=(30+1.65+3)/(0.51100)=0.063min=3.78s同理，铰孔的切削用量和基本工时为：v=nd/1000=10020/1000=6.3m/min tj=(30+0.19+13)/(0.43100)=1.00min=60.27s（7）钻斜孔28背吃刀量的确定：取ap=8/2=4mm；进给量的确定：由机械制造技术基础课程设计指导课程，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r,参照Z525型立式钻床的实际进给量，取f=

35、0.1mm/r。工件材料为45钢，由机械制造技术基础课程设计指导课程知切削速度v=22m/min，由公式得n=1000v/d=100022/(8)=875.8r/min参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min，可求得该工序的实际钻削速度v=nd/1000=9608/1000=23.5m/min基本时间tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn，其中=25mm，=1mm，=D/2cotkr+1=8/2cot54+1=3.8mm；f=0.1mm/r；n=1100 r/min，则：tj=(25+3.8+1)/(0.11100)=0.246min=14.78s（8）铣键槽、176端面

36、、55端面粗铣选择X51型立式铣床，采用双顶尖定位；选用高速钢直柄立铣刀，查机械加工工艺手册知刀具尺寸为。键槽宽，取铣削宽度。由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则。由铣削速度，则，根据X51铣床说明书，选择，则实际切削速度为进给速度，根据X51铣床说明书，选择，所以基本工时精铣机床、刀具均与粗铣相同，选择键槽宽，取铣削宽度。由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则。精铣采用细齿选，根据手册当时，选取。由铣削速度，则，根据X51铣床说明书，选择，则实际切削速度为进给速度 ，根据X51铣床说明书，选择。则基本工时同理，粗铣176端面：，=235mm/min，n=162r/min，同理，精铣

37、176端面：，=235mm/min，n=162r/min，同理，粗铣55端面：，=300mm/min，同理，精铣55端面：，=300mm/min，n=378r/min， ，3 车间设施平面布局3.1 车间基本情况概述通过对某生产车间的设施布置进行分析，找出了存在的问题，运用系统布置设计( SLP) 方法对车间进行物流和非物流关系分析，并设计出最佳的布置方案，使车间达到了物流顺畅和搬运路线最短，空间和资源得到了有效地利用，提高了企业的生产效率。在SLP方法中：产品P：输出轴； 产量Q：8000；生产工艺路线R：生产工人完成工件加工活动；辅助服务部门S：为完成工件加工所需设施；时间T：工件加工活动

38、的时间安排。车间的物流就是待加工的零件，零件的工艺过程已经在上述设计中确定了，现在要总结一下有哪些加工设备需要布置在车间内。因为是大批量生产，所以采取流水线生产方式。根据工序把加工设备组分成CA6140型卧式车床、MD1420万能外圆磨床、Z535立式钻床、X51立式铣床、T612卧式镗床、研磨机、钳工台等。将各个设备组和相对应的作用列成如表3.1所示。表3.1 设备组及其作用表序号设备组名称备注1CA6140型卧式车床粗车、精车输出轴阶梯面等2MD1420万能外圆磨床粗磨、精磨65、75的外圆表面等3Z535立式钻床钻20扩绞20孔等4X51立式铣床粗铣精铣端面及键槽等5T612卧式镗床镗孔

39、80等6研磨机研磨高精度平面、圆柱面、锥面等7钳工台生产、检修产品等3.1.1 确定车间布局形式车间的布局也就是其中机器或设备的布置，是直接影响产品的生产率、质量、成本、安全以及生产管理的有效性的重大问题。常见的车间布局形式有以下四种：（1）产品原则布置：制造某种部件或某种产品的封闭车间，按加工或装配的工艺过程顺序布置，适用于少品种大批量生产方式；（2）工艺原则布置：又称机群式布置，按同类设备和人员集中布置在一个地方，各类机床保持一定顺序，按照大多数零件的加工路线来排列，适用于多品种小批量生产方式；（3）固定式布置：以原材料或主要部件固定在一定位置的布置形式,生产时所需的设备、人员、材料等都要

40、服从于工件的固定位置，适用于大型的不宜移动的产品；（4）成组原则布置：介于产品原则布置与工艺原则布置之间，在工作场地内配置可以完成工艺相似零件组所有零件全部工序所需的不同类型的机床，作为一个单元，适用于中小批量生产。由上表可知，因为生产输出轴的设备组种类较少，已知输出轴的生产纲领为8000件，是典型的少品种大批量生产类型，因此选择产品原则布置。3.1.2 绘制产品生产工艺过程图根据之前设计的工艺路线和机械加工工艺卡片，绘制出产品生产工艺过程图，如图3.1所示：图3.1 产品生产工艺过程图3.2 车间内部物流分析车间内部物流就是待加工零件和人员的流动。由于工人是娴熟的工人，相对于零件的物流人员的

41、流动要远远小得多，所以这里的内部物流不考虑人员的流动。为了方便研究，需要先做出各个设备间的从至表。根据每道工序后输出轴零件的个数来确定各作业单位间的物流量，上文已经计算出输出轴零件的年生产纲领为8000件，而每道工布加工时都会产生废品，上文给出废品率为0.5%，则物流量计算如下：工序一：粗车176外圆和粗铣176端面废品数件，则成品数件；工序二：粗铣55端面和粗车55、60、65、75的回转体表面成品数件 件 件工序三：半精车55、60、65、75、176的外圆成品数件 件 件 件 件工序四：粗车、半精车过度锥面成品数件 件工序五：粗镗内孔50、80、104成品数件 件 件工序六：半精镗内孔5

42、0、80、104成品数件 件 件工序七：钻、扩、铰孔1020成品数 工序八：钻斜孔28成品数工序九：粗铣键槽成品数工序十：精车65、75的外圆成品数 工序十一：精磨65、75的外圆表面成品数 工序十二：精铣键槽、176端面、55端面成品数 将各设备组的物流量汇集到下表：表3.2 各设备组物流量表序号设备组名称物理流量1CA6140型卧式车床75022MD1420万能外圆磨床74323Z535立式钻床72874X51立式铣床70685T612卧式镗床68456研磨机由物流量可得从至表，如表3.3所示：表3.3 车间设备组之间物流从至表至从123456卧式车床外圆磨床立式钻床立式铣床卧式镗床研磨机

43、1卧式车床75202外圆磨床752074323立式钻床743272874立式铣床728770685卧式镗床706868456研磨机6845根据物流从至表，再进行物流强度等级划分，等级从强到弱可以划分成A、E、I、O、U五个等级。物流强度等级的划分依据如表3.4所示。表3.4 物流强度等级比例划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流量比例（%）超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U依据物流强度等级绘制出设备之间的物流强度汇总表，如表3.5所示：表3.5 车间设备组之间物流强度汇总表序号设施单位对（物流路线）物流强度等级11-

44、2A21-3U31-4U41-5U51-6U62-3A72-4U82-5U92-6U103-4E113-5U123-6U134-5A144-6U155-6A根据表3.5内容，编制出更加直观和全面反映出设备之间物流相关表，如表3.6所示。表3.6 设备之间物流相关表3.3 车间内部非物流分析在生产车间中，主要的任务是从事生产活动，但是也要考虑到工人的工作条件及舒适度，这就要求在对生产车间进行设计时，不能仅仅局限于对物流强度的分析，同时要兼顾噪音、振动、便于管理与监督、以及工作联系密切程度等，这些都属于对非物流因素的考虑，在设施的合理布局过程中同样起着非常重要的作用。依据SLP中的产品P、产量Q、

45、工艺过程R、辅助服务部门S和时间安排五项基本要素的特点分析出生产车间设备之间的非物流影响因素，然后根据这些因素的影响程度将作业单位对非物流强度等级分为A、E、I、O、U、X六个等级。现将对生产车间中主要设备之间的非物流的相互影响因素进行分析，并将所考虑的非物流因素制成非物流因素理由表，如表3.7所示:表3.7 作业单位相关理由表序列理由1工作流程连续性2振动3噪音4气味5使用相同的公共设施6使用同一组人员确定了作业单位非物流因素后，就可以给出各作业单位间的关系密切程度等级。在SLP中作业单位间相互关系密切程度等级划分，如表3.8所示：表3.8 作业单位相互关系等级符号含义说明比例（）A绝对重要

46、密切程度，绝对必要靠近25E特别重要密切程度，特别重要310I重要密切程度，重要的515O一般密切程度一般的密切程度1025U不重要密切程度，不重要4580X负的密切程度不希望靠近，酌情而定根据非物流因素理由表以及作业单位相互关系等级表，绘制出设备作业单位相互关系等级表，如表3.9所示:表3.9 设备之间非物流强度汇总表序号设施单位对（物流路线）物流强度等级11-2A21-3U31-4U41-5X51-6X62-3U72-4U82-5X92-6X103-4E113-5E123-6U134-5A144-6U155-6A依据非物流强度等级汇总表所列出的划分等级，利用相关表再进一步全面的列出所有设备

47、之间的非物流因素相关表，如表3.10所示：表3.10 设备之间非物流因素相关表3.4 车间内部综合分析由于在车间设备布局的过程中要考虑物流与非物流的因素，所以在最终决定相互位置时必须将两种因素综合起来考虑，综合两种因素划分出一个强度等级出来。第一步，确定各设备之间物流关系和非物流关系的相对重要性。根据车间从事活动得性质和特点，我们认为物流关系对工人劳动影响较大，非物流因素对物流关系影响较小。所以设备间的物流与非物流相互关系的相对重要性比例取m：n=1：1。第二步，量化物流强度等级和非物流的密切强度等级。对表3.6和表3.10中等级量化，取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1。得出各

48、级的量化分，计算量化以后的所有设备之间综合相互关系，根据所的出的分值分布在对作业单位对进行划分等级。综合相互关系的计算结果、等级划分的依据绘制成表，如表3.11和表3.12所示。第三步，总的设备作业单位对数可用下式算式计算：P=N(N-1)/2。本车间平面布局设计所要计算的设备作业单位对数P=6(6-1)/2=15。第四步，通过以上综合两种因素的分析以及各主要设备之间关系密切强度的等级划分，建立成综合相互关系表，如表3.13所示。表3.11 作业单位综合相互关系计算表序号作业单位对密切关系程度综合关系物流关系（加权值：1）非物流关系（加权值：1）等级分值等级分值总分值等级11-2A4A48A21-3U0U00U31-4U0U00U41-5U0X-1-1X51-6U0X-1-1X62-3A4U04E72-4U0U00U82-5U0X-1-1X92-6U0X-1-1X103-4E3E36E113-5U0E33I123-6U0U00U134-5A4A48A144-6U0U00U155-6A4A48A表3.12 综合相互关系等级划分总分对应符号含义1011A绝对重要79E特别重要46I重要03O一般密切程度