工业工程课程设计说明书.docx
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工业工程课程设计说明书
第一部分、机械加工工艺部分
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
二、确定毛坯
三、确定工艺过程
四、选择机床设备
五、制作工艺卡片
第二部分、设施规划于物流分析部分
一、基本要素分析
二、作业单位划分
三、物流分析
四、作业单位非物流相关分析
五、作业单位综合相关分析
六、作业单位位置相关分析
七、作业单位面积相关分析
八、工厂总平面布置可行方案
九、评价方案并择优
第三部分、项目经济评价部分
一、固定资产投资估算、流动资金估算、工资及福利估算表
二、年营业收入和年营业税金及附加估算、利润与利润分配估算表
三、财务盈利能力分析
第一部分、机械加工工艺部分
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
此次设计零件为喷油泵三号零件柱塞套，材料采用45号钢，具有良好的力学性能和硬度，良好的加工性。
该零件内部要与柱塞接触，形成过渡配合，所以对其内圆有较高的工艺要求，粗糙度要达到0.8。
要经过钻孔——半精铰——精铰。
下表面达到0.8粗糙度，要经过粗车——半精车——精车。
外圆要求为1.6，所以要经过粗车——半精车——精车。
其他表面没有要求，只做一般加工。
该零件年产量为27000个，成品重量为0.041千克。
由此可知该零件为轻型零件。
通过查机械工艺手册确定，为大批生产。
二、确定毛坯
零件外形较为简单，工作时所承受力不是很大，所以采用铸件、棒料。
图1-1柱塞套零件图
三、确定工艺过程
1）调制；
2）粗车端面，打中心孔；
3）粗车、半精车、精车Φ18外圆；
4）切退刀槽；
5）粗车、半精车、精车Φ14外圆；
6）半精车Φ14端面，倒角；
7）切断；
8）粗车、半精车、精车Φ18端面，倒角；
9）钻，半精铰，精铰Φ8通孔，锪内孔倒角；
10）钻Φ3小孔，锪倒角；
11）铣凹槽；
12）检验
四、选择机床设备
根据要求，整个零件的加工过程机床选择方案要求三种：
1）传统机床一套；
2）现代机床一套；
3）车床、铣床采用数控，其他设备采用传统设备。
可供选择的机床如下表
表1-1工艺设备表
型号
年加工工时/min
单价/万元
外汇价/美元
备注
传统机床
车床
G-CNC6140
44000
9
G-CNC400
48000
10
G-CNC350
52800
11
铣床
X334A
39000
9.5
X335A
52800
15
X344A
44000
12.5
镗床
TX68
52800
36
T617
45000
30
TX617
48000
32
钻床
Z3025×10B
42000
5
Z3032×10B
48000
7
ZN3040×16
52800
8
磨床
M1020A
38000
8
MT1040A
40000
10
M1040S
52800
14
现代进口机床
车床
CJK0620
60000
15
2.143
G-120
55000
13
1.857
CK6128
76000
20
2.857
铣床
X338A
66000
20
2.857
X238
70000
22
3.143
X5040
55000
16
2.286
镗床
TX6111C/2
66000
53
7.571
TX6111C/3
75000
58
8.286
TX6111D
58000
43
6.14
钻床
Z3080×25
68000
14
2
Z3080×28
72000
15
2.143
Z3080×31
75000
16
2.286
磨床
MK1050
55000
16
2.286
MG10100
57000
17
2.429
MG1050B
55500
16
2.286
所以，根据要求，选取三套方案如下表所示：
表1-2设备汇总表
方案
机床类型
机床型号
年加工工时/min
传统设备
车床
G-CNC6140
44000
铣床
X334A
39000
钻床
Z3025×10B
42000
现代设备
车床
CJK0620
60000
铣床
X338A
66000
钻床
Z3080×25
68000
混合设备
车床
CJK0620
60000
铣床
X338A
66000
钻床
Z3025×10B
42000
五、制作工艺卡片
根据工艺过程制作工艺过程卡片，如下表所示
第二部分、设施规划于物流分析部分
一、基本要素分析
1.1喷油泵结构及有关参数
喷油泵尤23个零件组成，其中自制零件12个，外购零件11个。
零件的详细参数见下表。
表2-1喷油泵明细表
工厂名称：
喷油泵厂
共1页
产品名称
喷油泵
计划年产量
m
第1页
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，P代表学号后两位）
说明
1
泵体
√
20
27000
6.8
2
推杆体
√
45
27000
2.88
3
柱塞套
√
45
27000
0.041
4
柱塞
√
45
27000
2.8
5
手柄
√
20
27540
2.08
6
出油阀底座
√
45
27000
2.0
7
出油阀紧座
√
20
27000
3.2
8
挡片
√
45
27540
0.12
9
大推杆套环
√
45
27540
1.44
10
小推杆套环
√
45
27540
0.96
11
推杆销
√
45
27540
1.2
12
弹簧下座
√
20
27540
0.64
13
进油嘴
√
20
27000
2.8
14
出油阀
√
45
27000
0.48
15
大弹簧
√
20
27000
2.0
16
小弹簧
√
20
27540
0.24
17
紧定螺钉
√
20
55080
0.16
18
O型密封圈
√
橡胶
55080
0.04
19
阀套
√
塑料
27540
0.08
20
弹簧片
√
65Mn
27540
0.04
21
隔盘
√
Cu
27540
0.08
22
垫片
√
Cu
27540
0.08
23
标牌
√
铝
27540
0.16
二、作业单位划分
工厂共分为12个作业单位，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2-2作业单位区划表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积长宽比
占总面积百分比
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
1：
1
4%
2
铸造车间
铸造
5：
6
2.5%
3
热处理车间
热处理
1:
1
1.5%
4
机加工车间A
车
4:
3
4%
5
机加工车间B
铣、钻
1:
1
2%
6
精密车间
镗、磨
1:
1
4%
7
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
1:
1
2%
8
组装车间
组装喷油泵
1:
2
2%
9
性能实验室
喷油泵性能实验室
3:
4
1%
10
成品库
成品储存
1:
1
1%
11
办公、服务楼
办公室、食堂等
4:
3
16%
12
设备维修车间
机床维修
2:
3
2%
三、物流分析
3.1产品工艺过程分析
1）分析给定的产品工艺过程表
根据给定的工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表（表2-3）所示
产品名称
件号
材料
原料重量（kg）
材料利用率（%）
成品重量（kg）
废料（kg）
泵体
1
20
17.89
38
6.8
11.09
推杆体
2
45
4.84
59.5
2.88
1.96
柱塞套
3
45
0.073
56
0.041
0.032
柱塞
4
45
4.91
57
2.8
2.11
手柄
5
20
3.30
63
2.08
1.22
出油阀底座
6
45
2.78
72
2.0
0.78
出油阀紧座
7
20
6.4
50
3.2
3.2
挡片
8
45
1.67
72
1.20
0.47
大推杆套环
9
45
2.03
71
1.44
0.59
小推杆套环
10
45
1.35
71
0.96
0.39
推杆销
11
45
1.50
80
1.20
0.30
出油阀
14
45
0.86
56
0.48
0.38
2）各自制零件的工艺过程图
根据给出的工艺过程表制定各个零件的工艺过程图
3）产品总的工艺过程图
3.2物流强度分析
1）作业单位之间的物流强度
根据上面对工艺流程的分析得到作业单位之间的物流强度汇总表如下表所示
物流强度汇总表2-4
序号
作业单位对数
物流量
合计
物流强度等级
1
1——2
17.89+3.30
21.19
E
2
1——3
0.073
0.073
U
3
1——4
4.84+4.91+2.78+6.4+1.67+2.02+1.35+1.5+0.86
26.33
A
4
2——4
10.73+2.31
13.04
I
5
3——4
0.073
0.073
U
6
4——5
8.58+3.39+2.95+2.22+1.34+1.62+1.08+0.6+0.058
21.838
E
7
4——7
2.08+3.20+1.20
6.48
O
8
5——6
6.87+1.45+0.97
9.29
O
9
5——7
2.88+2.80+2.00+1.20+0.48+0.041
9.401
O
10
6——7
6.8+1.44+0.96
9.2
O
统计物流强度与路线强度得到下表：
物流强度汇总表2-5
序号
作业单位对数
合计
路线强度%
物流强度%
1
1——2
21.19
5.13
18.1
2
1——3
0.073
2.56
0.1
3
1——4
26.33
23.08
22.5
4
2——4
13.04
5.13
11.2
5
3——4
0.073
2.56
0.1
6
4——5
21.838
23.08
18.7
7
4——7
6.48
7.69
5.5
8
5——6
9.29
7.69
7.9
9
5——7
9.401
15.38
8.0
10
6——7
9.2
7.69
7.9
2）物流强的等级划分
根据前面的物流强度等级表绘制物流强度等级图如下图所示，再根据流强度等级分划表得出物流强度等级填入物流强度汇总表最后一行中。
物流强度等级分划表2-6
物流强度等级
符号
物流路线比例（%）
承担物流量比例（%）
超高物流强度
A
10
40
特高物流强度
E
20
30
较大物流强度
I
30
20
一般物流强度
O
40
10
可忽略搬运
U
3.3作业单位物流相关原始分析
由上面对原始物流作定量的分析后，得到原始物流相关表
原始物流相关表2-7
由原始物流相关表可得作业单位物流相关表，如下所示：
四、作业单位非物流相关分析
根据喷油泵的结构及零件加工的工艺特点，拟设立如下表所示12个作业单位，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。
作业单位区划表2-8
序号
作业单位名称
用途
建筑面积长宽比
占总面积百分比
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
1：
1
4%
2
铸造车间
铸造
5：
6
2.5%
3
热处理车间
热处理
1:
1
1.5%
4
机加工车间A
车
4:
3
4%
5
机加工车间B
铣、钻
1:
1
2%
6
精密车间
镗、磨
1:
1
4%
7
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
1:
1
2%
8
组装车间
组装喷油泵
1:
2
2%
9
性能实验室
喷油泵性能实验室
3:
4
1%
10
成品库
成品储存
1:
1
1%
11
办公、服务楼
办公室、食堂等
4:
3
16%
12
设备维修车间
机床维修
2:
3
2%
1）从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如下表所示：
关系密切理由表2-9
编码
因素
1
工艺流程
2
作业性质相似
3
使用相同的设施
4
工作联系频繁
5
监督管理方便
6
安全及污染
2）确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级，见下表：
作业单位相互关系等级2-10
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、酌情而定
3）调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表。
如下表所示：
五、作业单位综合相关分析
1）综合物流相关等级表
根据作业单位物流相关表和非物流的作业单位作业相互关系表可以得出综合物流相关等级表，如下表所示
综合物流相关等级表
作业单位对数
相互关系程度
综合关系
物流关系加权值1
非物流关系加权值1
等级
分数
等级
分数
分数
等级
1-2
E
3
I
2
5
E
1-3
U
0
I
2
2
I
1-4
A
4
I
2
6
A
1-5
U
0
I
2
2
I
1-6
U
0
U
0
0
U
1-7
U
0
U
0
0
U
1-8
U
0
U
0
0
U
1-9
U
0
U
0
0
U
1-10
U
0
U
0
0
U
1-11
U
0
A
4
4
E
1-12
U
0
I
2
2
I
2-3
U
0
E
3
3
I
2-4
I
2
E
3
5
E
2-5
U
0
E
3
3
I
2-6
U
0
X
-1
-1
X
2-7
U
0
U
0
0
U
2-8
U
0
U
0
0
U
2-9
U
0
U
0
0
U
2-10
U
0
U
0
0
U
2-11
U
0
O
1
1
O
2-12
U
0
O
1
1
O
3-4
U
0
E
3
3
I
3-5
U
0
E
3
3
I
3-6
U
0
X
-1
-1
X
3-7
U
0
O
1
1
O
3-8
U
0
I
2
2
I
3-9
U
0
U
0
0
U
3-10
U
0
U
0
0
U
3-11
U
0
O
1
1
O
3-12
U
0
O
1
1
O
4-5
E
3
A
4
7
A
4-6
U
0
X
-1
-1
X
4-7
O
1
A
4
5
E
4-8
U
0
U
0
0
U
4-9
U
0
U
0
0
U
4-10
U
0
U
0
0
U
4-11
U
0
O
1
1
O
4-12
U
0
E
3
3
I
5-6
O
1
X
-1
0
U
5-7
O
1
A
4
5
E
5-8
U
0
U
0
0
U
5-9
U
0
U
0
0
U
5-10
U
0
U
0
0
U
5-11
U
0
O
1
1
O
5-12
U
0
E
3
3
I
6-7
O
1
A
4
5
E
6-8
U
0
E
3
3
I
6-9
U
0
U
0
0
U
6-10
U
0
U
0
0
U
6-11
U
0
O
1
1
O
6-12
U
0
I
2
2
I
7-8
U
0
A
4
4
E
7-9
U
0
U
0
0
U
7-10
U
0
U
0
0
U
7-11
U
0
I
2
2
I
7-12
U
0
U
0
0
U
8-9
U
0
A
4
4
E
8-10
U
0
A
4
4
E
8-11
U
0
U
0
0
U
8-12
U
0
E
3
3
I
9-10
U
0
A
4
4
E
9-11
U
0
U
0
0
U
9-12
U
0
O
1
1
O
10-11
U
0
U
0
0
U
10-12
U
0
U
0
0
U
11-12
U
0
U
0
0
U
2）作业单位综合想到关系
由作业单位综合相互关系表归纳总结得出作业单位综合相互关系表如下
六、作业单位位置相关分析
6.1综合接近程度排序
由作业单位综合相互关系图得出综合接近程度排序表
综合接近程度排序表2-11
作业单位号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
--
E/3
I/2
A/4
I/2
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
E/3
I/2
2
E/3
--
I/2
E/3
I/2
X/-1
U/0
U/0
U/0
U/0
O/1
O/1
3
I/2
I/2
--
I/2
I/2
X/-1
O/1
I/2
U/0
U/0
O/1
O/1
4
A/4
E/3
I/2
--
A/4
X/-1
E/3
U/0
U/0
U/0
O/1
I/2
5
I/2
I/2
I/2
A/4
--
U/0
E/3
U/0
U/0
U/0
O/1
I/2
6
U/0
X/-1
X/-1
X/-1
U/0
--
E/3
I/2
U/0
U/0
O/1
I/2
7
U/0
U/0
O/1
E/3
E/3
E/3
--
E/3
U/0
U/0
I/2
U/0
8
U/0
U/0
I/2
U/0
U/0
I/2
E/3
--
E/3
E/3
U/0
I/2
9
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
E/3
--
E/3
U/0
O/1
10
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
U/0
E/3
E/3
--
U/0
U/0
11
E/3
O/1
O/1
O/1
O/1
O/1
I/2
U/0
U/0
U/0
--
U/0
12
I/2
O/1
O/1
I/2
I/2
I/2
U/0
I/2
O/1
U/0
U/0
--
综合接近程度
16
11
12
18
16
5
15
15
7
6
10
13
排序
2
8
7
1
3
12
5
4
10
11
9
6
注：
上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序；
关系等级表示方式如表所示
关系等级表示方式
6.2绘制作业单位位置相关图
规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离长度，依次类推；
（其中表示储存区表示加工区）
1）处理相关程度为A级的作业单位对：
1从作业单位综合关系表中取出A级关系作业单位对，有1-4,4-5共涉及3个作业单位，按综合接近程度排序为4,1,5
2将综合接近程度排序最高的作业单位4布置在位置相关图的中心位置；
3处理作业单位对1-4、4-5将作业单位1、5布置到与作业单位4相距为单位距离长度（10mm）的位置上
2）依次处理E，I，O，U，X，直至处理完毕，并修改成功，最终的作业单位位置相关图如下所示：
七、作业单位面积相关分析
1.作业单位面积相关图
由作业位置相关图，我们可以作出作业面积相关图如下所示
八．工厂总平面布置可行方案
假设不考虑其他因素，得到如下三个平面布置方案
方案一：
方案二：
方案三：
九．评价方案并择优
9.1计算权重
列出一些重要影响因素，计算他们的权重如下表所示：
9.2评选方案
物料搬运效率及方便性
生产管理的方便性
扩建可能性
安全生产
辅助服务方
空间利用率
得分
一
3
2
1
3
2
3
2.266
二
2
2
1
3
2
3
1.933
三
2
3
1
3
2
3
2.200
权重
33.3%
26.7%
20.0%
13.3%
6.7%
0
由上表我们知道，其中方案二得分
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