减速器工厂的规划设计（DOC30页）

目录一、设计题目：减速器工厂的规划设计..................................................................11、设计目的...........................................................................................................12、设计内容...........................................................................................................13、设计步骤.........................................................................................................104、设计报告.........................................................................................................10二、减速器工厂的规划设计.....................................................................................111、需要采集的信息.............................................................................................112、加工设备数量.................................................................................................163、工厂布局和车间布局.....................................................................................234、工厂布局.........................................................................................................245、物流分析......................................................................................................266、工厂每年的运营成本.....................................................................................28三、课程设计心得体会.............................................................................................291一、设计题目：减速器工厂的规划设计1、设计目的1）掌握设计制造工厂设施布局的方法。2）掌握运用设施布局规划设计相关软件进行工厂布局设计的方法。3）了解工厂搬运设施和设备以及相关参数的选择方法。2、设计内容利用后面给出的产品、成本、加工设备尺寸和工艺卡片等数据，设计和评估发动机减速器制造加工厂。设计时，需要考虑所有可能的因素，如布局图、机器数量、工人数量、物料搬运的方法和设备、缓存区大小、运作策略和公司未来增长情况（公司预计在未来3年每年增长8%）。减速器加工厂的项目数据如下。1）产品发动机减速器是工业上用于减少电机转速、提高扭矩的设备。减速器通常由轴承、齿轮组和箱体构成，图1和图2分别为二级减速器和三级减速器的产品结构图。减速器物料清单如图3所示。低速轴低速齿轮高速小齿轮第二中速小齿轮第二中速齿轮高速小齿轮输入高速齿轮低速轴输入高速齿轮第一中速小齿轮第一中速轴低速齿轮第一中速小齿轮第一中速轴图1二级减速器结构图图2三级减速器结构图2BBBAAA2）减速器箱体尺寸减速器箱体形状如图4所示。减速器共有6个产品系列，分别为J100-2，J200-2，J300-2，J100-3，J200-3，J300-3。每个系列产品的箱体尺寸见表1。减速器箱体的加工工艺见表2。CC图4减速器箱体形状表1减速器系列产品尺寸产品系列尺寸/inABCJ100-2974.0J200-21085.0J300-212105.5J100-3977.0J200-31087.5J300-312108.0表2减速器箱体加工工艺工艺顺序工艺1对箱体的一侧铣、钻、攻螺纹（在加工中心上）2对箱体的另一侧铣、钻、攻螺纹3钻和攻法兰孔（在多轴钻床上）4对轴承、轴和密封圈粗镗孔5精镗孔3）成本信息这里说的成本主要有减速器箱体加工机床成本、齿轮轴加工机床成本、管理运行成本和销售成本。加工中心、多轴钻床和镗床的成本见表3。齿轮和小齿轮轴加工机床成本见表4。工厂的运行成本见表5，销售成本见表6。表3箱体加工机床成本机床成本/美元加工中心320000多轴钻床200000镗床150000表4齿轮和小齿轮轴加工机床成本机床成本/美元机床成本/美元锯床35000刨床95000对中装置置50000磨床150000轴和高速小齿轮加工的车床130000铣床80000齿轮加工的车床（CNC车床）200000清洗和密封装置4000钻床（卡盘车床）120000装卸载心轴装置25003滚齿机165000钳工台500剃齿机100000表5运行成本项目运行成本占地面积6.5美元/（ft2·年）建筑成本60美元/ft2减少准备时间需要的成本（美元/每个加工设备）0~30%：1500美元31%~50%：5000美元51%~60%：9500美元61%~75%：17000美元人工成本第一班的全部成本，第二班加30%成本工人25美元/h管理人员45美元/h工业工程师65000美元/年机床寿命42000h或12年所有机器的维修成本为初始成本的10%生产成本销售成本的60%库存成本销售成本的20%表6销售成本减速器类型每年需求/台定价/美元供货周期/周（可变）J100-22500750.004J200-22150950.004J300-216001000.004J100-323501100.004J200-317501400.004J300-315001750.004未来3年，预计销售量会增加8%4）准时生产（JIT）因素所有工艺的初始废品率为5%。在每个车间实施产品质量过程控制（SPC）的成本为12000美元，并能够使产品的废品率从5%降到3%。整个工厂实施全面生产维护管理（TPM）的固定成本为100000美元，每年还需要35000美元。全面生产维护管理可以减少75%的故障时间。5）面积工厂有15英亩土地可以使用，计划2000ft2的面积用于装配，3000ft2的面积用于办公。6）产品重量6个系列的产品重量见表7。表7产品重量减速器类型重量/lb减速器类型重量/lbJ100-280J100-390J200-2110J200-3120J300-2150J300-31607）停工原因工厂会因为加工和搬运设备故障而造成停工，具体停工设备和恢复生产所需要的平均维修时间见表8。8）齿轮工艺路径齿轮需要经过车削、滚齿、刨齿、铣键槽、清洗和密封等加工工艺。高速小齿轮工艺路径见表9。高速齿轮工艺路径见表10。第一中速小齿轮工艺路径见表11。第二中速小齿轮具有同第一中速小齿轮4相同的工艺路径和准备时间，加工时间比第一中速小齿轮长5%。表8设备故障时间和平均维修时间停工设备类型故障时间占全年工作时间的比例/%平均维修时间/h锯床2.51.5加工中心12车床31.5滚齿机62.5刨齿机43.1铣床32.5汽缸磨床53.9清洗和密封设备13.3绞孔机33.4端面磨床52.1加工中心41.8多轴钻床72.1镗床52.1叉车82.4桥式起重机/电葫芦51.3表9高速小齿轮工艺路径工艺序号工艺描述减速器类型J100-×J200-×J300-×准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个1锯床20.02.3020.02.5015.03.002对中装置30.03.0035.03.5340.03.913车床35.02.5035.03.3030.04.204滚齿60.06.0065.06.2770.06.945刨齿45.05.0050.05.5050.06.086铣键槽30.03.8530.04.0930.04.537磨外沿50.04.0055.04.7660.05.278清洗和密封5.01.005.01.205.01.50表10高速齿轮工艺路径工艺序号工艺描述减速器类型J100-×J200-×J300-×准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个1磨削坯料端面30.01.5030.01.6830.01.862对坯料钻孔35.01.7540.01.9645.02.173安装心轴1.53.001.53.361.53.724车坯料外圆55.00.9160.01.1665.01.615滚齿60.03.2565.03.6470.04.036刨齿40.02.2045.02.4650.02.737卸载心轴0.51.500.51.680.51.868铣键槽45.00.5550.00.6260.00.6829清洗和密封5.00.605.00.675.00.7445表11第一中速小齿轮工艺路径工艺序号工艺描述减速器类型J100-×J200-×J300-×准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个准备时间/min/工艺加工时间/min/个1磨削坯料端面30.01.7530.01.9630.02.172对坯料钻孔35.01.8535.02.0735.02.293安装心轴1.53.001.53.361.53.724车坯料外圆55.01.1060.01.4165.01.945滚齿60.04.5065.05.0470.05.586刨齿40.03.2045.03.5850.03.977去除心轴0.51.500.51.680.51.868铣键槽45.00.8950.00.9060.00.999清洗和密封5.00.605.00.675.00.749）齿轮的搬运齿轮加工过程中需要在各个加工设备间装载、卸载和搬运。表12~表15分别给出了高速小齿轮、高速齿轮、第一中速小齿轮和低速齿轮在各个加工工位的装卸载时间。第二中速小齿轮具有同第一中速小齿轮相同。表12高速小齿轮在各个加工工位的装卸载时间（min/个）工艺序号工艺描述减速器类型J100-×J200-×J300-×装载卸载装载卸载装载卸载1锯床0.40.300.450.340.500.372加工中心0.20.250.220.280.250.313车外圆0.20.250.220.280.250.314滚齿1.50.501.680.561.860.625刨齿1.30.501.460.561.610.626铣键槽2.51.102.801.233.101.367磨外沿1.20.601.340.671.490.748清洗和密封0.11.100.110.110.120.12表13高速齿轮在各个加工工位的装卸载时间（min/个）工艺序号工艺描述减速器类型J100-×J200-×J300-×装载卸载装载卸载装载卸载1磨削坯料端面0.450.300.500.340.560.372对坯料钻孔0.210.250.240.280.260.313安装心轴