课程设计某变速箱厂总平面设施布置设计.docx
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课程设计某变速箱厂总平面设施布置设计
课程设计报告
（2011--2012年度第二学期）
名称：
物流中心规划与设计课程设计
题目：
某变速箱厂总平面设施布置设计
院系：
物流工程系
班级：
09物流工程一班
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：
成绩：
日期：
2012年5月4日
一、任务书
课程设计内容、要求与写作规范················································3
二、原始给定资料
1、变速箱的结构及有关参数···················································6
2、作业单位分析·····························································10
3、产品工艺过程分析·························································11
三、设计正文
1、产品分析·································································14
2、工艺过程分析·····························································14
3、物流分析·································································18
4、作业单位相互关系分析·····················································23
5、作业单位物流与非物流相互关系合并·········································24
6、绘制作业单位位置相关图···················································27
7、绘制作业单位面积相关图···················································28
8、绘制工厂总平面布置可行方案图·············································29
9、列出评价标准并依次选出最好方案···········································31
四、参考文献································································31
一、任务书
（一）目的与要求
设施规划与物流分析课程设计是物流中心规划与设计课程的重要实践性教学环节，是综合运用所学专业知识，完成工厂布置设计工作而进行的一次基本训练。
其目的是：
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，熟悉系统布置设计方法中的各种图例符号和表格，掌握系统布置设计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决实际技术问题的能力。
（二）主要内容
课程设计的题目为某变速箱厂总平面设施布置设计。
针对给定的工厂实例，要求学生在教师指导下，独立完成整个设计过程。
具体进行下列工作：
1.产品分析，产品-产量分析，确定生产类型。
2.生产工艺过程分析，绘制工艺过程图。
3.进行物流分析，得到物流相关表。
4.进行作业单位相互关系分析，得到作业单位相互关系表。
5.将作业单位物流相关表与非物流相互关系表加权合并，求出作业单位综合相互关系表。
6.绘制作业单位位置相关图。
7.绘制作业单位面积相关图。
8.参考实际工厂的情况，列出影响布置的修正因素与实际限制条件。
9.产生三套布置方案。
10.布置方案的自我评价，从物流效率、工艺流程要求及生产变化的适应性等方面对各方案进行评价比较，得出最佳方案。
11.编写设计报告阶段。
要求学生应编写出详细的设计报告书。
12.答辩阶段。
答辩是为了检查学生是否达到了课程设计的基本要求和目的。
（三）进度计划
设计实践为两周（10天），具体安排建议如下：
序号
设计内容
完成时间
备注
1
物流分析
1.5天
2
作业单位相互关系分析，物流与非物流相互关系合并
1天
3
绘制作业单位位置相关图
1天
4
绘制作业单位面积相关图
0.5天
5
绘制布置方案图
3天
6
编写课程设计报告
2天
7
准备答辩与答辩
1天
（四）设计成果要求
课程设计报告应包括各阶段工作数据、各布置方案简图及文字说明。
字数不少于8000字，课程设计报告为16开纸（A4纸）。
其中SLP方法包括七个表三个图都分别用A4纸表示。
表:
物流强度汇总表、物流强度分析表、作业单位相关表、作业单位非物流相互关系表、作业单位之间综合相互关系计算表、综合接近程度排序表、作业单位综合相互关系表。
图：
作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、布置方案图（三套）
（六）写作规范
目录（小三宋体加粗居中）
纸张规格为A4，版面上空2.5cm,下空2cm，左空2.5cm,右空2cm（左装订）。
页眉是“华北电力大学课程设计报告”小五宋体；页脚页数用小五号字下居中标明
1课程设计的目的与要求（小三宋体加粗）
1.1------------（标题小四宋体）
正文为宋体，五号字行间距为21
1.2------------
……
2设计正文（小三宋体加粗）
2.1------------（标题小四宋体）
正文为宋体，五号字行间距为21
2.2------------
……
3课程设计总结（小三宋体加粗）
正文为宋体，五号字行间距为21
......
4参考文献（小三宋体加粗）
[1]作者1,作者2书名.出版单位,版本.出版日期
附录（设计流程图、程序、表格、数据等）（小三宋体加粗）
正文为宋体，五号字行间距为21
二、原始给定资料
公司占地30000m2，厂区成等边L形，尺寸见下图，年产80000套变速箱。
1、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
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
2、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
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
3、变速箱生产工艺过程
变速箱结构比较简单，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
80000
200000
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
80000
240000
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
80000
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
铸造车间
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
80000
64000
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
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
80000
112000
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
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
80000
4000
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
（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。
4、自然气象条件
自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑
三、设计正文
1、产品分析
该题分析的变速箱共有39个零件构成，按照各零件获得方式可分类如下：
1、外购、外协获得零件有：
变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌
对产品处理：
如库后以半成品存放
2、自制部件有：
机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴、端盖
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
80000
200000
机座
25
HT200
3.000
80000
240000
大齿轮
13
40
1.000
80000
80000
轴
11
Q275
0.800
80000
64000
齿轮轴
6
Q275
1.400
80000
112000
端盖
8
HT200
0.050
80000
4000
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，产量较小，其年产量为80000件，属于少品种大批量生产，适合按产品的原则布置，宜根据产品制造的步骤安排设备，既流水线布置。
2、生产工艺过程分析
（1）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。
（2）各零件及总的工艺过程图如下：
切屑4t
机盖加工工艺过程图
由于加工工艺过程表
知道机盖加工的年产总质量为200t
到精密车间的质量为
200／0.98=204t
到机加工车间质量为
204／0.8=255t
到铸造车间原料的质量为
255／0.8=319t
可以得到如右图
图1所示的工艺流程图
切屑5t
机座加工工艺过程图
由于加工工艺过程表
知道机座加工的年产总质量为240t
到精密车间的质量为
240／0.98=245t
到机加工车间质量为
245／0.8=306t
到铸造车间原料的质量为
306／0.8=383t
可以得到如右图
图2所示的工艺流程图
0-6
大齿轮加工工艺过程图
由于加工工艺过程表
知道大齿轮加工的年产总质量为80t
第二次到机加工车间的质量为
80／0.98=82t
到热处理车间质量为
82t
第一次到机加工车间的质量为
82／0.8=102t
到锻造车间原料的质量为
102／0.8=128t
可以得到如右图
图3所示的工艺流程图
0-6
轴加工工艺过程表
由于加工工艺过程表
知道轴加工的年产总质量为64t
第二次到机加工车间的质量为
64／0.98=66t
到热处理车间质量为
66t
到精密车间的质量为
66／0.95=69t
第一次到机加工车间原料的质量为
69／0.8=86t
可以得到如右图
图4所示的工艺流程图
0-6
0-6
齿轮轴加工工艺过程表
由于加工工艺过程表
知道齿轮轴加工的年产总质量为112t
第二次到机加工车间的质量为
112／0.98=115t
到热处理车间质量为
115t
到精密车间的质量为
115／0.95=121t
第一次到机加工车间原料的质量为
121／0.8=151t
可以得到如右图
图5所示的工艺流程图
端盖加工工艺过程表
切屑1t
由于加工工艺过程表
知道齿轮轴加工的年产总质量为4t
到机加工车间质量为
4／0.8=5t
到锻造车间原料的质量为
5／0.6=8.4t
可以得到如右图
图6所示的工艺流程图
多种产品的工艺流程表
零件
作业
工艺
作
零件或产品
机盖
机座
大齿轮
轴
齿轮轴
端盖
储存
①
①
①
①
①
①
铸造
②
②
②
热处理
④
④
④
车、铣、钻
③
③
③⑤
②⑤
②⑤
③
精镗、磨销
④
④
③
③
储存半成品
⑤
⑤
⑥
⑥
⑥
锻造
②
3、物流分析
包括确定物料在生产过程中每个必要工序之间移动的最有效顺序及移动的强度和数量。
各条线路上物料移动数量就反映了工序或作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准一定时期内物料移动量就称物流强度。
（1）物流强度汇总表
首先，进行作业分单位初编号
表3.1作业单位区域表
编号
作业单位名称
编号
作业单位名称
1
原材料库
7
组装车间
2
铸造车间
8
锻造车间
3
热处理车间
9
成品库
4
机加工车间
10
办公服务与食堂
5
精密车间
11
设备维修车间
6
半成品库
然后根据产品的工艺过程表计算各作业单位间物流强度用从—至表表示如下：
表3.2变速箱加工工艺从至表（单位：
kg）
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
709865
236305
127551
1073721
2
铸造车间
566225
566225
3
热处理车间
261225
261225
4
机加工车间
81633
638024
260000
979657
5
精密车间
179592
440000
619592
6
半成品库
1035760
1035760
7
组装车间
1035760
1035760
8
锻造车间
10204
10204
9
成品库
合计
709865
261225
1073959
638024
700000
1035760
1035760
5582144
编制（日期）
审核（日期）
再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，当存在逆向物流强时，物流强度等于正逆物流强度之和，统计结果填入下物流强度汇总表中。
表3.3物流强度汇总表
序号（作业单位对）
作业单位对
物流强度
1（1—2）
原料—铸造
709865
2（1—4）
原料—机加工
236305
3（1—8）
原料—锻造
127551
4（2—4）
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