卫东某变速箱厂设施规划课程设计.docx
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卫东某变速箱厂设施规划课程设计
南京理工大学泰州科技学院
设施规划课程设计
学生姓名：
卫东
学号：
专业：
工业工程
设计题目：
某变速箱厂总平面设施布置设计
指导教师:
2011年01月5日
（空2行）
目录（4号黑体，居中）
1引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅）…1
2××××××（正文第2章）………………………………………………Y
2.1××××××（正文第2章第1条）……………………………………Y
2.2××××××（正文第2章第2条）……………………………………Y
2.X××××××（正文第2章第X条）……………………………………Y
3×××××（正文第3章）………………………………………………Y
………………………………………（略）
X×××××（正文第X章）……………………………………………………Y
结束语…………………………………………………………………………Y
参考文献…………………………………………………………………………Y
注：
1.目录中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可；
2．X、Y表示具体的阿拉伯数字；
1引言
设施布置设计是物流系统设计分析的重要一环，它既受到生产物流系统其他设计环节的影响，也对生产物流系统的其他设计环节产生影响。
当前设施布置设计方法可以分为以下几种[1]：
（1）摆样法摆样法是指利用二维平面比例模拟方法，按一定比例制成的样片在同一比例的平面图上标示设施系统的组成、设施、机器或活动，通过相互关系的分析，调整样片位置可以得到较好的布置方案。
但这种方法适合于较简单的布局设计。
（2）数学模型法数学模型法是指利用系统工程、运筹学中的模型优化技术研究最优布局方案，以提高系统布置的精确性和效率。
此方案操作起来相对繁琐，周期长，不常利用。
（3）图解法图解法产生于20世纪50年代，有螺旋规划法、简单布置规划法及运输行程图等。
优点在于将摆样法与数学模型法结合起来，但实践上应用不广。
系统布置设计（SLP）法作为当前工厂布局设计的主要方法，它综合考虑了工厂布局的主要目标如工艺过程要求、空间占用、搬运费用、生产柔性、组织机构、工作环境等要求，以实现布局的科学化。
系统布置设计（SLP）法作为当前工厂布局设计的主要方法，它综合考虑了工厂布局的主要目标如工艺过程要求、空间占用、搬运费用、生产柔性、组织机构、工作环境等要求，以实现布局的科学化[2]。
2原始给定条件
原始给定条件主要有：
（1）工厂占地面积约20000m2，厂区南北为200m，东西宽100m.
（2）该厂预计需要工300人，计划建成年产80000套变速箱的生产厂。
（3）同时对变速箱的有关结构参数如下：
变速箱由39个零件构成,装配图见图2.1至图2.3，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[3]。
图2.1变速箱装配图
（1）
图2.2变速箱装配图
（2）
图2.3变速箱装配图（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
80000
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
160000
0.004
38
螺母
√
Q235
160000
0.011
37
螺栓
√
Q235
240000
0.032
36
销
√
35
160000
0.022
35
防松垫片
√
Q215
80000
0.010
34
轴端盖圆
√
Q235
80000
0.050
33
螺栓
√
Q235
160000
0.020
32
通气器
√
Q235
80000
0.030
31
视孔盖
√
Q215
80000
0.050
30
垫片
√
橡胶纸
80000
0.004
29
机盖
√
HT200
80000
2.500
28
垫圈
√
65Mn
480000
0.006
27
螺母
√
Q235
480000
0.016
26
螺栓
√
Q235
480000
0.103
25
机座
√
HT200
80000
3.000
24
轴承
√
160000
0.450
23
挡油圈
√
Q215
160000
0.004
22
毡封油圈
√
羊毛毡
80000
0.004
21
键
√
Q275
80000
0.080
20
定距环
√
Q235
80000
0.090
19
密封盖
√
Q235
80000
0.050
18
可穿透端盖
√
HT150
80000
0.040
17
调整垫片
√
08F
160000
0.004
16
螺塞
√
Q235
80000
0.032
15
垫片
√
橡胶纸
80000
0.004
14
游标尺
√
80000
0.050
13
大齿轮
√
40
80000
1.000
12
键
√
Q275
80000
0.080
11
轴
√
Q275
80000
0.800
10
轴承
√
160000
0.450
9
螺栓
√
Q235
1920000
0.025
8
端盖
√
HT200
80000
0.050
7
毡封油圈
√
羊毛毡
80000
0.004
6
齿轮轴
√
Q275
80000
1.400
5
键
√
Q275
80000
0.040
4
螺栓
√
Q235
960000
0.014
3
密封盖
√
Q235
80000
0.020
2
可穿透端盖
√
HT200
80000
0.040
1
调整垫片
√
08F
160000
0.010
3作业单位的划分
根据变速箱的结构及工艺特点，设立如表3.1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[4]。
表3.1作业单位建筑汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积
备注
/（mxm）
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
铸造
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
4确定变速箱的生产工艺过程
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。
4.1零件的制作与外购
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3.2至表3.7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[5]。
表3.2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
2.5
20000
50000
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
80
4
精密车间
精铣、镗
98
5
半成品库
暂存
表3.3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
20000
60000
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
80
4
精密车间
精铣、镗
98
5
半成品库
暂存
表3.4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
20000
20000
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
80
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3.5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
0.8
20000
16000
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
80
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
表3.6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
1.4
20000
28000
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
80
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
表3.7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
年产总质量
端盖
8
HT200
0.05
20000
1000
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
60
3
机加工车间
精车
80
4
半成品库
暂存
4.2标准件、外购件与半成品暂存、组装等阶段
生产出的零件、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。
所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。
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。
所有合格变速箱存放在成品库等待出厂[6]。
5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20000台，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜采用流水线的组织形式[7]。
6产品工艺过程分析
6.1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6-1所示。
表6.1全年生产量计算全年物流量
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
锻造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
机盖
2.500/（0.8*0.8*0.98）=3.9860
3.9860*0.2=0.7972
3.9860*0.8*0.2=0.6378
3.9860*0.8*0.8*0.02=0.0510
1.486*80000=118881.664
机座
3.000/（0.8*0.8*0.98）=4.7832
4.7832*0.2=0.9566
4.7832*0.8*0.2
=0.7653
4.7832*0.8*0.8*0.02=0.0613
1.783*80000=142657.792
大齿轮
1.000/（0.8*0.8*0.98）=1.5944
1.5944*0.2
=0.3189
1.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.0204
0.595*80000=47600
轴
0.800/（0.8*0.95*0.98）
=1.0741
1.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.0163
1.074*0.8*0.05=0.0430
0.274*80000=21945.984
齿轮轴
1.400/（0.8*0.95*0.98）
=1.8797
1.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.0286
1.8797*0.8*0.05=0.0752
0.480*80000=38400
端盖
0.050/（0.6*0.8）
=0.1042
0.10424*0.4=0.0417
0.10424*0.6*0.2=0.0125
0.0542*80000=4334.4
6.2绘制各零件的工艺过程图[8]
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6.1到图6.6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。
原材料
6.3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图6.7，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[9]。
大齿轮
齿轮轴
端盖
图6.7变速箱总工艺过程图
7物流分析
7.1绘制从至表
根据变速箱总工艺过程图6.7，绘制出变速箱工艺过程物流从至表。
如表7.1所示
表7.1变速箱工艺过程物流从至表（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
709.8
236.3
127.6
1073.7
2
铸造车间
566.2
566.2
3
热处理车间
261.3
179.6
440.9
4
机加工车间
81.6
638.0
256.0
102.1
1077.7
5
精密车间
179.6
440.0
619.6
6
半成品库
1039.4
1039.4
7
组装车间
1039.4
1039.4
8
锻造车间
102.1
102.1
9
成品库
合计
709.8
261.2
1165.9
817.6
696.0
1039.4
229.7
1039.4
5959.0
编制（日期）
审核（日期）
7.2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7.2之中。
表7.2物流强度汇总表
序号
作业单位对（路线）
物流强度/t
1
1—2
709.8
2
1—4
236.3
3
1—8
127.6
4
2—4
566.2
5
3—4
261.3
6
3—5
179.6
7
4—5
638
8
4—6
256
9
4—8
102.1
10
5—6
440
11
6—7
1039.4
12
7—9
1039.4
7.3划分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度按大小排序，按从大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。
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去确定。
针对变速箱的工艺过程图，利用表7.2中统计的物流量，按由大到小的顺序绘制物流强度分析表，表7-2中未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为U级。
表7.3物流强度分析表
序号
作业单位对（路线）
物流强度（单位：
t）
10025040055070085010001150
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
E
6
5—6
I
7
3—4
I
8
4—6
I
9
1—4
O
10
3—5
O
11
1—8
O
12
4—8
O
7.4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表，如图7.1所示。
2×××××××（作为正文第2章标题，用小3号黑体，加粗，并留出上下间距为：
段前0.5行，段后0.5行）
×××××××××（小4号宋体）×××××××××××××××××××××××××××××××××××………
注：
1．正文中表格与插图的字体一律用5号宋体；
2．为保证打印效果，学生在打印前，请将全文字体的颜色统一设置成黑色。
（空2行）
结束语（小3号黑体，居中）
×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………
参考文献
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机械工业出版社，2006.
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中国物资出版社，2004.
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机械工业出版社，2003.
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机械工业出版社，2004
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