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1、减速器工厂的规划设计方案一、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. 113、工厂布局和车间布局. 114、工厂布局. 115、 物流分析 . 116、工厂每年的运营成本. 11三、课程设计心得体会. 11一、设计题目：减速器工厂的规划设计一、设计题目：减速器工厂的规划设计1 1、设计目的、设计目的1把握设计制造工厂设施布局的方法。2把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 2、设
2、计内容、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、 运作策略和公司以后增长情形 公司估量在以后3 年每年增长 8%。减速器加工厂的项目 数据如下。1 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 齿轮第二中速小齿第二中速齿轮轮高 速 小 齿 轮高 速 齿 轮第
3、 一 中 速轴输 入输 入低 速轴轮高 速 齿第一中速小齿轮低 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2 2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。CBBB图 4减速器箱体形状表 1减速器系列产品尺寸AAA产品系列A AJ100-2J200-2J300-2J100-3J200-391012910尺寸/in/inB B78107810工艺C C4.05.05.57.0
4、7.58.0J300-312表 2减速器箱体加工工艺工艺顺序12345对箱体的另一侧铣、钻、攻螺纹钻和攻法兰孔在多轴钻床上对轴承、轴和密封圈粗镗孔精镗孔对箱体的一侧铣、钻、攻螺纹在加工中心上3 3成本信息那个地点说的成本要紧有减速器箱体加工机床成本、 齿轮轴加工机床成本、 治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加工中心多轴钻床镗床表 4齿轮和小齿轮轴加工机床成本成本/ /美元320 000200 000150 000成本/ /美元35 00050 000130 000
5、200 000120 000165 000100 000机床刨床磨床铣床清洗和密封装置装卸载心轴装置钳工台成本/ /美元95 000150 00080 0004 0002 500500机床锯床对中装置置轴和高速小齿轮加工的车床齿轮加工的车床 CNC 车床钻床卡盘车床滚齿机剃齿机表 5运行成本项目占地面积建筑成本减少预备时刻需要的成本美元/每个加工设备60 美元/ft2运行成本6.5 美元/ft2年030%：1 500 美元31%50%：5 000 美元51%60%：9 500 美元61%75%：17 000 美元第一班的全部成本，第二班加 30%成本25 美元/h45 美元/h65 000 美
6、元/年42 000h 或 12 年为初始成本的 10%销售成本的 60%人工成本工人治理人员工业工程师机床寿命所有机器的修理成本生产成本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444444J100-2J200-2J300-2J100-3J200-32 5002 1501 6002 3501 750750.00950.001 000.001 100.001 400.001 750.00J300-31 500以后 3 年，估量销售量会增加 8%4 4准时生产JITJIT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操纵SPC
7、的成本为 12 000 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爱护治理 TPM的固定成本为 100 000美元，每年还需要 35 000 美元。全面生产爱护治理能够减少 75%的故障时刻。5 5面积工厂有 15 英亩土地能够使用，打算 2 000ft2的面积用于装配，3 000ft2的面积用于办公。6 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J100-2J200-2J300-2重量/lb/lb80110150减速器类型J100-3J200-3J300-3重量/lb/lb901201607 7停工缘故工厂会因为加工和搬运设备故障而造成停工，具体
8、停工设备和复原生产所需要的平均修理时刻见表8。8 8齿轮工艺路径齿轮需要通过车削、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相同的工艺路径和预备时刻，加工时刻比第一中速小齿轮长 5%。表 8设备故障时刻和平均修理时刻停工设备类型锯床加工中心车床故障时刻占全年工作时刻的比例/%/%2.513平均修理时刻/h/h1.521.5滚齿机刨齿机铣床汽缸磨床清洗和密封设备绞孔机端面磨床加工中心多轴钻床镗床叉车桥式起重机/电葫芦643513547582.53.12.53.93.33.4
9、2.11.82.12.12.41.35表 9高速小齿轮工艺路径减速器类型工艺描述锯床对中装置车床滚齿刨齿铣键槽磨外沿J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个2.303.002.506.005.003.854.00min/min/工艺20.035.035.065.050.030.055.0min/min/个2.503.533.306.275.504.094.76min/min/工艺15.040.030.070.050.030.060.05.0min/min
10、/个3.003.914.206.946.084.535.271.5020.030.035.060.045.030.050.0工艺序号1234567清洗和密封85.01.005.01.20表 10高速齿轮工艺路径减速器类型工艺序号123456789工艺描述磨削坯料端面对坯料钻孔安装心轴车坯料外圆滚齿刨齿卸载心轴铣键槽清洗和密封J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺30.035.01.555.060.040.00.545.05.0min/min/个1.501.753.000
11、.913.252.201.500.550.60min/min/工艺30.040.01.560.065.045.00.550.05.0min/min/个1.681.963.361.163.642.461.680.620.67min/min/工艺30.045.01.565.070.050.00.560.05.0min/min/个1.862.173.721.614.032.731.860.6820.744表 11第一中速小齿轮工艺路径减速器类型工艺描述磨削坯料端面对坯料钻孔安装心轴车坯料外圆J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻
12、/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个30.035.01.555.01.751.853.001.1030.035.01.560.01.962.073.361.4130.035.01.565.02.172.293.721.94工艺序号123456789滚齿刨齿去除心轴铣键槽清洗和密封60.040.00.545.05.04.503.201.500.890.6065.045.00.550.05.05.043.581.680.900.6770.050.00.560.05.05.583.971.
13、860.990.749 9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刻。 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刻min/个工艺序号12345678工艺描述锯床加工中心车外圆滚齿刨齿铣键槽磨外沿清洗和密封减速器类型J100-J100-装载卸载0.40.20.21.51.32.51.20.300.250.250.500.501.100.60J200-J200-装载卸载0.450.220.221.681.462.801.340.340
14、.280.280.560.561.230.67J300-J300-装载卸载0.500.250.251.861.613.101.490.370.310.310.620.621.360.740.12工艺序号123456789工艺描述0.11.100.110.110.12表 13高速齿轮在各个加工工位的装卸载时刻min/个减速器类型J100-J100-装载卸载0.450.210.000.350.450.500.000.200.200.300.250.000.500.501.100.000.100.10J200-J200-装载卸载0.500.240.000.390.500.560.000.220.22
15、0.340.280.000.560.561.230.000.110.11J300-J300-装载卸载0.560.260.000.430.560.620.000.250.370.310.000.620.621.360.000.120.12磨削坯料端面对坯料钻孔安装心轴车坯料外圆滚齿刨齿卸载心轴铣键槽清洗和密封0.25表 14第一、二中速小齿轮在各个加工工位的装卸载时刻min/个工艺序号123456789工艺描述磨削坯料端面对坯料钻孔安装心轴车坯料外圆滚齿刨齿卸载心轴铣键槽清洗和密封减速器类型J100-J100-装载卸载0.500.250.000.500.550.500.000.200.200.3
16、00.250.000.500.501.100.000.100.10J200-J200-装载卸载0.560.280.000.560.620.560.000.220.220.340.280.000.560.561.230.000.110.11J300-J300-装载卸载0.620.310.000.620.680.620.000.250.250.370.310.000.620.621.360.000.120.12工艺序号123456工艺描述表 15低速齿轮在各个加工工位的装卸载时刻min/个减速器类型J100-J100-装载卸载0.60.43.52.81.60.20.450.300.501.200.
17、600.10J200-J200-装载卸载0.620.393.923.141.790.170.500.340.561.340.670.11J300-J300-装载卸载0.680.434.343.471.980.190.560.370.621.490.740.12车外圆和端面车外圆和钻孔滚齿刨齿铣键槽清洗和密封1010轴的工艺路径轴需要通过车削、铣键槽、铣键槽、清洗和密封等加工工艺。中速轴的工艺路径见表 16，低速轴的工艺路径见表 17。1111齿轮的工艺路径表 18 为低速齿轮的工艺路径，第二中速齿轮具有相同的工艺路径和预备时刻，加工时刻为上述时刻的 92%。1212轴的搬运表 19 为中速轴搬
18、运时刻，表 20 为低速轴搬运时刻。1313箱体工艺路线二级减速器箱体的工艺路线见表 21 和表 22，三级减速器箱体的工艺路线见表 23 和表 24。表 16中速轴的工艺路径减速器类型工艺序号123456工艺描述锯床加工中心车外圆铣键槽铣键槽清洗和密封J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺20.030.035.030.050.05.0min/min/个2.103.153.504.505.500.75min/min/工艺20.035.035.030.055.05.0mi
19、n/min/个2.353.533.925.046.160.84min/min/工艺20.040.035.030.060.05.0min/min/个2.603.914.345.586.820.93表 17低速轴的工艺路径减速器类型工艺描述锯床加工中心车外圆铣键槽磨外沿J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个20.030.035.030.050.02.253.503.854.605.
20、6020.035.035.030.055.05.02.523.924.315.156.270.9020.040.035.030.060.05.02.794.344.775.706.940.99工艺序号12345清洗和密封65.00.80表 18低速齿轮的工艺路径减速器类型工艺描述J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个工艺序号1一侧车外圆和端面另一侧车外圆和钻孔30.03.253
21、0.03.6435.04.031.9819.2215.381.360.742345620.0120.075.055.01.6015.5012.401.1020.0120.075.055.01.7917.3613.891.2325.0120.075.060.05.0滚齿刨齿铣键槽清洗和密封5.00.605.00.67表 19中速轴的搬运时刻min/个减速器类型J100-J100-装载卸载0.50.30.42.61.40.400.250.251.150.60J200-J200-装载卸载0.560.280.392.911.510.450.280.281.290.67工艺序号123456工艺描述锯床加
22、工中心车外圆铣键槽磨外沿清洗和密封J300-J300-装载卸载0.620.310.433.221.670.190.500.310.311.430.740.12工艺序号123456工艺描述锯床加工中心车外圆铣键槽磨外沿清洗和密封0.20.100.170.11表 20低速轴的搬运时刻min/个减速器类型J100-J100-装载卸载0.60.40.52.81.60.20.450.300.301.200.600.10J200-J200-装载卸载0.620.390.503.141.790.170.500.340.341.340.67J300-J300-装载卸载0.680.430.563.471.980.
23、190.560.370.371.490.740.120.11表 21减速器右侧箱体 HSG-2 的工艺路线减速器类型工艺描述加工一侧加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔箱体精镗孔清洗和密封J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个35.025.0130.0200.045.09.107.901.682.861.8135.025.0130.0200.045.010.569.161.953.32
24、2.1035.025.0180.0200.055.05.011.289.802.083.552.241.86工艺序号1234565.01.505.01.74表 22减速器左侧箱体 HSG-2 的工艺路线减速器类型工艺序号1234工艺描述加工一侧加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个35.025.0130.0200.013.809.801.685.24
25、35.025.0130.0200.016.0111.371.956.0835.025.0180.0200.017.1112.152.086.5056箱体精镗孔清洗和密封45.04.5545.05.2855.05.05.641.865.01.505.01.74表 23减速器右侧箱体 HSG-3 的工艺路线减速器类型工艺序号123456工艺描述加工一侧加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔箱体精镗孔清洗和密封J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺
26、min/min/个min/min/工艺min/min/个35.025.0130.0200.045.010.479.091.933.292.0835.025.0130.0200.045.012.1410.542.243.822.4135.025.0180.0200.055.05.012.9811.272.404.082.582.145.01.735.02.00表 24减速器左侧箱体 HSG-3 的工艺路线减速器类型工艺序号123456工艺描述加工一侧加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔箱体精镗孔清洗和密封J100-J100-J200-J200-J300-J300-预备时刻/ /加工时刻/ /预备时刻/
27、/加工时刻/ /预备时刻/ /加工时刻/ /min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个min/min/工艺min/min/个35.025.0130.0200.045.05.016.0111.371.956.085.281.7435.025.0130.0200.045.05.018.5713.192.267.056.122.0235.025.0180.0200.055.05.019.8514.102.427.546.542.16 14 14箱体搬运各减速器箱体的搬运时刻见表 25 和表 26。表 25右侧箱体 HSG-2 和 HSG-3 的搬运时刻min/个减速
28、器类型工艺工艺J100-J100-J200-J200-J300-J300-序号描述装载卸载装载卸载装载卸载123456加工一侧加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔箱体精镗孔清洗和密封0.50.50.82.02.00.300.300.300.700.701.11.11.74.24.50.60.60.61.51.51.51.52.46.06.00.90.90.92.12.10.6工艺序号123456工艺描述加工一侧0.30.200.50.40.8表 26左侧箱体 HSG-2 和 HSG-3 的搬运时刻min/个减速器类型J100-J100-装载卸载0.60.60.92.12.10.30.300.300.3
29、00.700.700.20J200-J200-装载卸载1.31.31.94.44.40.50.60.60.61.51.50.4J300-J300-装载卸载1.81.82.76.36.30.90.90.90.92.12.10.6加工另一侧钻法兰孔箱体粗镗孔箱体精镗孔清洗和密封1515加工机床的尺寸减速器各加工工艺所需要的加工机床有车削加工中心、多轴钻床、镗床、锯床、铣削加工中心、 车床、刨床、滚铣床、磨床、铰孔床等。这些加工设备的外观尺寸如图5 所示。51010101 085558.5b45454.5c555a1113753753.753.535353.531 0f4448d15151.5e44
30、44442226gh68i7j图 5加工机床的外观尺寸单位： fta加工中心b多轴钻床c镗床d锯床e铣削加工中心f车床g刨床h滚铣床i磨床j铰孔床45454.5163 3、设计步骤、设计步骤1确定车间数量、 车间运行策略 一班制依旧两班制、 车间大小 依照每个车间机床数量确定、 每个车间的工人数量、机床数量和人工成本，并为以后 3 年的进展预留空间。2确定需要的工人数量、缓冲区水平，以及如何减少加工预备时刻、减少废品率、减少非打算停 工时刻和交叉训练的成本。4 4、设计报告、设计报告报告内容应包括以下内容：1工厂设施设计方案，如加工单元的数量、生产批量大小和需要的制造辅助区域等；2工厂内物料搬
31、运的规划设计；3每个加工单元加工设备的数量、工人数量、人员分工、物料搬运、加工单元布置的描述；45以后 3 年的进展打算。工厂总的运营成本如批次加工成本、人工成本和库存；二、减速器工厂的规划设计二、减速器工厂的规划设计1 1、需要采集的信息、需要采集的信息1.物料清单从项目资料中图三所知减速器工厂生产的产品零件清单。表 1 为全部的零件清单，表 2 与表 3 分别为 J*-2 系列和 J*-3 系列减速器以功能为导向的产品结构。表 1零件清单序号数量名称11高速小齿轮外购21第一中速轴31高速齿轮41第一中速小齿轮51低速轴61低速齿轮71右侧箱体 HSG-2,381左侧箱体 HSG-2,391第二中速轴j*-3)101第二中速齿轮j*-3)111第二中速小齿轮j*-3)表 2J*-2 系列减速器的产品结构级别数量名称01201J*-2 系列减速器11中速轴装配第一次11低速轴装配21高速小齿轮外购21第一中速轴21高速齿轮21第一中速小齿轮21低速轴21低速齿轮21右侧箱体 HSG-2,321左侧箱体 HSG-2,3
