[毕业设计精品]变速箱厂总平面布置设计

1、本科课程设计说明书设施规划与物流分析设计变速箱厂总平面布置设计facilities planning and enterprise logistics教 学 院： 系 别：学生学号：学生姓名：专业班级：指导教师：职 称：起止日期：目录一、设计题目.3二、原始给定条件.3（一）变速箱结构及有关参数.3（二）作业单位划分.4（三）生产工艺过程.4三、产品产品质量分析.6四、产品工艺过程分析.6（一）计算物流量.6（二）绘制各零件的工艺过程图7（三）绘制产品总工艺过程图.10（四）绘制产品初始工艺过程表.11五、物流分析.13（一）绘制从至表.13（二）绘制物流强度汇总表.13（三）划分物流强度等级

2、.14（四）绘制作业单位物流相关图.15六、作业单位非物流相互关系分析.16七、作业单位综合相互单位分析.18八、工厂总平面布置.21（一）综合接近程度.21（二）作业单位位置相关图.21九、方案的评价与选择.24十、参考文献.24一、设计题目变速箱厂总平面布置设计二、原始给定条件公司有地16000 (m x m ),厂区南北为200m,东西宽80m,该厂预计需要工人300人，计划建成年产100000套变速箱的生产厂。（一）变速箱的结构及有关参数变速箱由39个零件构成。每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于下表：工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品代号110计划年产量10000序

3、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/kg39垫圈65mn2000000.00438螺母q2352000000.01137螺栓q2353000000.03236销351000000.02235防松垫片q2151000000.01034轴端盖圆q2351000000.05033螺栓q2352000000.02032通气器q2351000000.03031视孔盖q2151000000.05030垫片橡胶纸1000000.00429机盖ht2001000002.50028垫圈65mn6000000.00627螺母q2356000000.01626螺栓q2356000000.

4、10325机座ht2011000003.00024轴承2000000.45023挡油圈q3152000000.00422毡封油圈羊毛毡1000000.00421键q2751000000.08020定距环q2351000000.09019密封盖q2351000000.05018可穿透端盖ht1501000000.04017调整垫片08f2000000.00416螺塞q2351000000.03215垫片橡胶纸1000000.00414游标尺1000000.05013大齿轮401000001.00012键q2751000000.08011轴q2751000000.80010轴承2000000.45

5、09螺栓q23524000000.0258端盖ht2001000000.0507毡封油圈羊毛毡1000000.0046齿轮轴q2751000001.4005键q2751000000.0404螺栓q23512000000.0143密封盖q2351000000.0202可穿透端盖ht2001000000.0401调整垫片08f2000000.010（二）作业单位划分根据变速箱的结构及工艺特点，设立如下表所示11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、生产管理等各项任务。序号作业单位名称用途建筑面积/(m x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造

6、12 x 243热处理车间热处理12 x 124机加工车间车、铣、钻12 x 365精密车间精镗、磨削12 x 366标准件、半成品库储存外购件、半成品12 x 247组装车间组装变速器12 x 368锻造车间锻造12 x 249成品库成品储存12 x 1210办公、服务楼办公室、食堂等80 x 6011设备维修车间机床维修12 x 24（三）生产工艺过程变速箱的零件较多，但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购，总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性能测试、成品储存等阶段。1、零件的制作与外购变速箱上的机盖、机座、大齿轮、轴、齿轮轴和端盖都是采用自制的方法获得。2、标准件

7、、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购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，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。一次组装合格率值为80%，二次组装合格率为100%。5、产品存储 所有合格的变速箱存放在成品库等待出厂。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29ht2002.50010000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803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半

8、成品库暂存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25ht200310000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803机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精铣，镗985半成品库暂存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13401.000100000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803机加工车间粗铣，插齿，钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存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.q2750.800100000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率

9、（%）1原材料库备料2机加工车间粗车，磨，铣803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存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6q2751.400100000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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存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8ht2000.050100000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603机加工车间精车80三、产品产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产

10、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10000套，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析（一 ）计算物流量通过对产品加工、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件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体过程如下表：产品名称毛重/kg机盖2.5/(0.80x0.80x0.98)=3.98机座3.0/(0.80x0.80x0.98)=4.78大齿轮1.0/(0.80x0.80x0.98)=

11、1.59端盖0.05/(0.6x0.8)=0.10轴0.8/(0.8x0.95x0.98)=1.07齿轮轴1.4/(0.8x0.95x0.98)=1.87废料/kg铸造废料机加工废料3.98x0.2=0.7963.98x0.8x0.2=0.6364.78x0.2=0.9564.78x0.8x0.2=0.7641.59x0.2=0.3181.59x0.8x0.2+1.59x0.8x0.8x0.02=0.2740.1x0.4=0.040.1x0.6x0.2=0.0121.07x0.2+1.07x0.8x0.95x0.02=0.231.87x0.2+1.87x0.8x0.95x0.02=0.402废

12、料/kg精加工废料全年总质量3.98x0.8x0.8x0.02=0.051.482x100000=1482004.78x0.8x0.8x0.02=0.061.78x100000=1780000.592x100000=592000.052x100000=52001.07x0.8x0.05=0.0420.272x100000=272001.87x0.8x0.05=0.0740.476x100000=47600（二）绘制各零件的工艺过程图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图。图中序号分别是：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

13、材料原材料1 1 3.98 4.782243.184 0.796 3.822 0.9564 废料 废料55 2.548 0.636 3.058 0.764 废料 废料66 0.05 0.06 废料 废料 2.498 2.988 机盖物流量 机座物流量原材料 原材料1128 1.59 0.144 1.272 0.318 0.06 0.04 废料 废料 1.0186 1.018 0.020 0.0123 0.254 废料 废料6 废料 0.048 0.998 端盖物流量 大齿轮物流量 原材料 1 1.07 4 0.814 0.856 65 0.214 0.016 废料 废料 0.814 3 0.0

14、42 0.798 废料 轴物流量 原材料 1 1.87 4 1.422 1.496 0.02865 0.374 废料 废料1.422 3 0.074 1.394 废料 齿轮轴物流量 （三）绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件加工阶段 总装阶段 性能试验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装。将变速箱的所有工艺过程如下图所示。该图清楚地表示出变速箱生产的全过程以及各工序和各作业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。变速箱装配顺序：2514、15、1665、23、24111310、12、20、2129368（9）1、2、3、4、5、717、18、19、20、2226

15、、27、2837、38、3930、31、3233、34、35（四）绘制产品初始工艺过程表为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列于产品工艺过程表中，即最左边的产品物流强度最大，由左到右物流强度逐渐递减，这样得到变速箱初始工艺过程表如下图。表2-10 初始产品工艺过程表作业单位机座 机盖 齿轮轴 大齿轮 轴 端盖序号名称流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk1原材料12345212345212534611526112324611232422铸造2224机加工113111511118锻造-15精加工11223热处理4

16、-2-2-26半成品库n-1djkwjkk=1233000019400004800002900027000030000w 5080000（五）、绘制产品较佳工艺过程表由初始产品工艺过程表可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流顺流强度达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。经发现交换作业单位，可是顺流强度达到最大。通过交换调整，得到调整后的较佳产品工艺过程如表2-11所示表2-11 较佳产品工艺过程表作业单位机座 机盖齿轮轴大齿轮 轴 端盖序号名称流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk流程djk1原材料1234521234521243621123546112423

17、262112324222铸造1118锻造24机加工151115211113热处理-1-1-15精工加22-1-16半成品库n-1djkwjkk=12245000187000019200061700011000030000w 4872000五、物流分析（一）绘制从至表根据变速箱较佳工艺过程图，绘制出变速箱工艺过程物流从至表，如下表所示。（二）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之中。 变速箱从至表 至从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7组装车间8锻造车 间9成品库合计1原材料库88629415

18、913392铸造车间706.6706.63热处理车间325.4325.44机加工车间795.8330.211265精密车间223.6548.6772.26半成品库1261.51261.57组装车间1261.51261.58锻造车间127.2127.29成品库合计886223.61455.2795.8878.81261.51591261.56921.4物流强度汇总表序号作业单位对（路线）物流强度/t112886214294318159424706.6534325.4645795.8746330.2856548.69791261.5（三）划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度大小排序，自大到小填

19、入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。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确定。针对变速箱的工艺过程图，利用上表中的统计的物流量，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表。表中未出现的作业单位之间不存在固定物流，因此，物流强度为u级。序号作业单位对（路线） 物流强度（单位：t）0 200 400 600 800 1200 1600 2000 物流强度等级179a212e345e424i556i634i746o814o918o（四）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图，如下图所示。六、作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产

20、特点，制定各作业单位相互关系密切程度理由如下表所示。根据变速箱“基准相互关系”（见下表），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。变速箱各作业单位相互关系密切程度理由编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方面5安全及污染6振动、噪声、烟尘7人员联系8信息传递变速箱基准相互关系字母一对作业单位密切程度理由a组装车间与成品库搬运物料的数量、次数以及类似的搬运问题e机加工与精密车间原材料与铸造车间锻造与成品库搬运物料的数量和形式不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度i原材料库与铸造车间 铸造车间与机加工车间精密车间与半成品车间，机加工车间搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题服务的

21、频繁程度o办公楼与设备维修车间、原材料库与锻造办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便u设备维修与原材料库、半成品、成品库原材料库与半成品接触不多、不常联系联系密切程度不大x办公楼、服务楼与铸造车间、热处理车间、精密车间、锻造车间灰尘、噪声、振动、异味、烟尘 作业单位非物流相关图七、作业单位综合相互关系分析从上面两图可知，变速箱作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间的综合相互关系密切程度，需要将两表合并再分析判断。其合并过程如下：1. 选取加权值加权值大小反映工厂布置时考虑的侧重点，对于变速箱来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值

22、m:n=1:1。2. 综合相互关系的计算根据该厂各作业单位对之间物流与物流关系等级的高级进行量化，并加权求和，求出综合相互关系如下表所示。当作业单位数目为11时，总作业单位数目对数为： p=11(11-1)/2=55因此，下表将有55个作业单位对，即55个相互关系 表2-34 作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对 关系密切综合关系物流关系加权值：1非物流关系加权值：1分数等级分数等级分数等级123e3e6e130u0u0u141o1o2o150u0u0u160u0u0u170u0u0u181o1o2o190u0u0u1100u0u0u1110u0u0u230u0u0u242i2i4i250

23、u0u0u260u0u0u270u0u0u280u0u0u290u0u0u2100u-1x-1x2110u0u0u342i2i2i350u0u0u360u0u0u370u0u0u380u0u0u390u0u0u3100u-1x-1x3110u0u0u453e3e6e461o1o2o470u0u0u480u0u0u490u0u0u4100u1o1o4110u0u0u562i2i4i570u0u0u580u0u0u590u0u0u5100u1o1o5110u3e3i673e0u3i680u0u0u690u0u0u6100u0u0u6110u0u0u780u0u0u794a4a8a7100u1o1o

24、7110u3e3i890u3e3i8100u1o1o8110u3e3i9100u1o1o9110u0u0u10110u1o1o在表2-34中，综合关系分数取值范围为18，按分数排列得出各分数段所占比例如表2-35所示。在此基础上与表2-36综合相互关系密级程度划分比例进行对比，若各等级相差太大，则需要对表2-34中关系密切表中的作业单位对之间的关系密切程度做适当的调整，使各等级比例与表2-36尽量接近。 表2-35 综合相互关系密级等级划分总分关系密级作业单位对数百分比8a11.856e23.634i814.52o916.301u3360-1x23.6 表2-36 综合相互关系密级与划分比例

25、关系密级关系密级作业单位对数比例绝对必要靠近a13特别重要靠近e25重要i38一般o515不重要u2085不希望靠近x0104.建立作业单位综合关系表将表234中的综合相互关系总分转化为关系密级等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如下图八、工厂总平面布置（一）综合接近程度由于变速箱作业单位之间的相互关系数目较多，为绘图方便，先计算各作业单位的综合接近程度，如表2-37所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应该靠近布置图中心；分数越低，说明该作业单位应该远离布置图的中心，最好处于布置图的边缘。因此，布置设计应该按综合接近程度分数高低顺序进行，即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。根据表2-37综合接近程度排序表使得各作业单位布置顺序依次为：机加工车间 组装车间 精密车间成品库设备维修车间锻造车间原材料库半成品库铸造车间办公、服务楼热处理车间 表2-37 综合接近程度排序图作业单位代号12345678910111e/3u/o/1u/u/u/o/1u/u/u/2e/3u/i/2u/u/u/u/u/x/-1u/3u/u/i/2u/u/u/u/u/x/-1u/4o/1i/2i/2e/3o/1u/u/u/o/1u/5u/u/u