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1、機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)
摘要:對于機(jī)械加工車間而言,工藝平面規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性可以有效的提高企業(yè)的加工生產(chǎn)效率,降低企業(yè)的成本支出。簡述機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)的原則,并結(jié)合實(shí)例分析其具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工車間;工藝平面;設(shè)計(jì)分析
作為工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作中重要的組成部分,機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)是否合理,關(guān)系著企業(yè)車間內(nèi)的生產(chǎn)效率。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,在企業(yè)的生產(chǎn)加工過程中,物流成本通常占到總成本的20%到30%左右。而車間工藝平面設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性,關(guān)系著車間內(nèi)物流的流暢性以及車間面積的使用率。因此,研究分析機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)具有重要的意義。
2、
1機(jī)械加工車間工藝平面布局概述
1.1機(jī)械加工車間布局原則
針對新建的機(jī)械加工車間,在進(jìn)行平面布局過程中,通常是根據(jù)車間的產(chǎn)品工藝特點(diǎn)、相關(guān)加工設(shè)備的實(shí)際情況以及車間任務(wù)等資料,并結(jié)合車間的環(huán)境和物流等因素,進(jìn)行科學(xué)合理的平面設(shè)計(jì)。因此,在對機(jī)械加工車間進(jìn)行布局過程中應(yīng)遵循以下原則。(1)工藝性原則;要求生產(chǎn)工藝過程合理并連續(xù),生產(chǎn)各環(huán)節(jié)加工能力相匹配。工藝合理不僅可以避免某些配置的不平衡,減少生產(chǎn)過程中的中斷、等待,還可以簡化加工過程,減少不必要的作業(yè),消除生產(chǎn)能力的冗余,縮短生產(chǎn)周期,從而充分有效地利用人員、設(shè)備、空間和能源。(2)經(jīng)濟(jì)性原則;必須使系統(tǒng)的配
3、置和布局確保產(chǎn)品綜合成本的最低化和企業(yè)最終效益的最大化。加工系統(tǒng)的購入成本和使用成本將最終反映到產(chǎn)品成本上,要力求設(shè)備投資最低;設(shè)備的布置和使用高效、合理;物流經(jīng)濟(jì)、暢通。(3)縮短物流距離:應(yīng)按照產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程對機(jī)械加工車間內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行布置,確保機(jī)械加工所需的原材料,加工過程中產(chǎn)生的半成品以及加工完成的成品都可以在車間內(nèi)或者某個(gè)生產(chǎn)單元內(nèi),按照加工工藝進(jìn)行物流。盡量減少工序間物流路線的倒流,達(dá)到縮短產(chǎn)品加工距離、減少能源消耗的目的,通過縮短產(chǎn)品加工的物流路線,可以有效的提高車間的機(jī)械加工生產(chǎn)效率。(4)確保安全:在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中,可能會(huì)產(chǎn)生一定的廢棄物、工業(yè)廢水、廢氣以及噪音等污染物
4、,都會(huì)給生產(chǎn)工人以及周圍的環(huán)境造成破壞。因此必須采取有效的措施對上述污染物進(jìn)行治理,在進(jìn)行機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)提前預(yù)留必要的設(shè)備位置。同時(shí)還需要對安全消防通道、設(shè)備的維護(hù)檢修通道等進(jìn)行合理設(shè)置,確保機(jī)械加工車間的安全性。(5)適當(dāng)預(yù)留發(fā)展空間:為了滿足企業(yè)的未來發(fā)展,在機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)盡量采取靈活的工藝布置手段,便于將來生產(chǎn)工藝調(diào)整或者企業(yè)發(fā)展時(shí),可以隨時(shí)進(jìn)行必要的設(shè)備調(diào)整和布置,滿足企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。
1.2常見機(jī)械加工車間工藝平面布局形式
(1)按加工工藝布局:如果機(jī)械加工車間所需加工的產(chǎn)品品種單一或較少,大批量生產(chǎn),可以對產(chǎn)品的詳
5、細(xì)加工工藝進(jìn)行分解,按加工工序進(jìn)行布置相應(yīng)各工序所需的加工設(shè)備。根據(jù)加工產(chǎn)品的產(chǎn)量或品種多少,在同一個(gè)機(jī)械車間內(nèi),可以設(shè)置多套相同的加工設(shè)備或設(shè)置多套不同的加工設(shè)備。原材料、半成品及成品采用吊車、電動(dòng)平車、叉車或AGV小車運(yùn)輸,實(shí)現(xiàn)原材料、半成品及成品在車間內(nèi)或車間之間的物料周轉(zhuǎn)。(2)機(jī)群式布局:如果機(jī)械加工車間所需加工的產(chǎn)品屬于多品種小批量加工時(shí),可以將具有相同生產(chǎn)工藝的機(jī)床進(jìn)行集中布置,形成機(jī)床群。例如車、鏜、銑、刨、磨、鉆床加工區(qū)等。采用該布局方式,可以滿足多種不同產(chǎn)品的加工需求,有效的提高了加工設(shè)備的負(fù)荷率。但是缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率不高,物流路線存在倒流現(xiàn)象,不利于車間內(nèi)物料和成品的物料周
6、轉(zhuǎn)。(3)單元式布局:如果機(jī)械加工車間所需加工的產(chǎn)品,存在種類較多,且工藝相對類似的特點(diǎn)時(shí),可以將不同型號(hào)的產(chǎn)品形成產(chǎn)品族,并根據(jù)加工工藝的特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的布置,形成相對獨(dú)立的機(jī)械加工單元。加工的零部件在每個(gè)機(jī)械加工單元內(nèi)完成,物流路線較短,可以實(shí)現(xiàn)多品種小批量的零部件的加工和生產(chǎn),有效的提高了生產(chǎn)效率,但缺點(diǎn)是設(shè)備利用率相對較低,投資大。
2機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)實(shí)例分析
某大型發(fā)電設(shè)備廠搬遷項(xiàng)目,其機(jī)械加工車間規(guī)模較大,擁有近200臺(tái)金屬切削機(jī)床。在進(jìn)行機(jī)械加工車間平面設(shè)計(jì)過程中,必須進(jìn)行全面綜合的進(jìn)行分析對比,確保工藝平面設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。該廠機(jī)械加工車間
7、主要負(fù)責(zé)水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、輕軌支座等產(chǎn)品的零部件機(jī)械加工任務(wù)。
2.1確定生產(chǎn)組織形式
根據(jù)機(jī)械加工車間的生產(chǎn)綱領(lǐng)分析,水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)屬于單一品種小批量生產(chǎn)性質(zhì),電動(dòng)機(jī)屬于批量生產(chǎn)性質(zhì)。水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)零部件外形尺寸大且重量較重;電動(dòng)機(jī)零部件外形尺寸小,重量輕,因此,將機(jī)械加工車間分為重型機(jī)械加工車間和輕型機(jī)械加工車間。重型機(jī)械加工車間主要負(fù)責(zé)水輪機(jī)及水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、主軸、葉片、頂蓋、底環(huán)、座環(huán)、大型箱體類零件、發(fā)電機(jī)主軸、上、下機(jī)架、機(jī)座等大型零部件加工;輕型機(jī)械加工車間主要負(fù)責(zé)電動(dòng)機(jī)機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)軸、輕軌支座等小型零部件加工。重型機(jī)械加工車間大型關(guān)鍵設(shè)備
8、按機(jī)群式布置,輕型機(jī)械加工車間按工藝流程布置。
2.2確定設(shè)備類型
重型機(jī)械加工車間加工的零部件屬于單一品種小批量生產(chǎn)性質(zhì),而且零部件重量重,要求的加工精度高,因此,為保證產(chǎn)品零件加工精度,在設(shè)備選型時(shí)主要考慮采用數(shù)控加工設(shè)備為主,如重型數(shù)控立式車床、重型數(shù)控臥式車床、數(shù)控龍門鏜銑床等大型數(shù)控設(shè)備。重型數(shù)控立式車床主要用于加工回轉(zhuǎn)類零件;數(shù)控龍門鏜銑床主要用于加工箱形零件及異形零件,并且一次裝夾可以完成鏜孔、銑端面、鉆孔等多道工序,保證了零件的加工精度;重型數(shù)控臥式車床主要用于水輪機(jī)及水輪發(fā)電機(jī)主軸的加工。輕型機(jī)械加工車間主要加工電動(dòng)機(jī)機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)軸、輕軌支座等小型零
9、部件,屬于相同產(chǎn)品大批量生產(chǎn)性質(zhì),設(shè)備按照工藝流程布置,并且充分利用企業(yè)原有設(shè)備,以節(jié)省投資。
3機(jī)械加工車間工藝平面設(shè)計(jì)
新建的機(jī)械加工車間由30m、30m、36m、24m、24m、18m六跨聯(lián)合廠房組成,車間總寬度為162m,長度225m,柱距12m,端頭有9m寬的三層輔助間。全車間按產(chǎn)品類型分為重型機(jī)械加工車間、輕型機(jī)械加工車間。在對該車間進(jìn)行平面布置時(shí)主要遵循物流順暢、運(yùn)輸路線最短的原則,并按下列步驟布置。
3.1車間區(qū)劃布置
結(jié)合機(jī)械加工車間的產(chǎn)品特點(diǎn),水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)零部件尺寸大,其加工設(shè)備均為重型數(shù)控加工設(shè)備,故將加工水輪機(jī)、水輪
10、發(fā)電機(jī)零部件的重型機(jī)械加工車間布置在30m、30m、36m三跨廠房內(nèi),而加工電動(dòng)機(jī)及輕軌支座的輕型機(jī)械加工車間則布置于24m、24m、18m三跨廠房內(nèi)。
3.2物流流向
機(jī)械加工車間加工的成品將進(jìn)入廠區(qū)道路對面的裝配廠房,因此聯(lián)合廠房內(nèi)各跨加工工藝路線均向裝配車間的物流方向流動(dòng),由于水輪機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)零部件重量重,不便于車間內(nèi)過跨運(yùn)輸,因此,在重型機(jī)械加工車間36m端頭采用電動(dòng)平車將大型零部件運(yùn)輸?shù)窖b配車間廠房內(nèi),而機(jī)械加工車間其他各跨加工完的成品,通過機(jī)械加工車間內(nèi)的過跨電動(dòng)平車運(yùn)至36m跨再轉(zhuǎn)運(yùn)至裝配車間廠房內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)品的總裝。生產(chǎn)布局按工藝流程布置,盡量減少物料周轉(zhuǎn)
11、,為提高生產(chǎn)效率,合理考慮物料周轉(zhuǎn)、半成品堆放、工位器具存放區(qū)域。
3.3其他設(shè)計(jì)
(1)機(jī)械加工車間新增工藝設(shè)備以先進(jìn)、高效、節(jié)能、性能可靠的數(shù)控機(jī)床及加工中心為主,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高設(shè)備利用率,降低產(chǎn)品單位能耗。(2)設(shè)備按工藝流程進(jìn)行布置,并設(shè)物流運(yùn)輸通道及堆放場地,理順物流,縮短搬運(yùn)距離,減少倒流及曲折,以提高工作人員及生產(chǎn)場地的效率,節(jié)約能源。(3)工藝設(shè)備選型采用自動(dòng)化程度較高的設(shè)備,設(shè)備安裝安全裝置,設(shè)備布置滿足安全距離的要求,車間設(shè)置安全通道,物料輸送采用電動(dòng)平車、起重機(jī)、汽車、叉車,減少零部件搬運(yùn)距離,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等措施,能夠有效防止機(jī)械事故的發(fā)
12、生。(4)機(jī)床加工工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲,對車間內(nèi)所有運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均采用減振基礎(chǔ)進(jìn)行減振,降低噪聲。(5)起重機(jī)上外露的、有可能傷人的活動(dòng)部件,裝設(shè)防護(hù)罩;起重機(jī)、叉車等使用必須制訂并嚴(yán)格執(zhí)行詳細(xì)的安全技術(shù)規(guī)程;對起重機(jī)械、重要的輔具建立設(shè)備檔案。(6)為提高生產(chǎn)效率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,車間內(nèi)零部件采用起重機(jī)、叉車、電動(dòng)平車運(yùn)輸。
4結(jié)語
綜上所述,機(jī)械加工車間的工藝平面設(shè)計(jì)是企業(yè)自身發(fā)展,提高企業(yè)市場競爭力的重要工作之一。相關(guān)工作者必須在設(shè)計(jì)過程中統(tǒng)籌考慮,系統(tǒng)性的深入研究和解決問題,充分利用機(jī)械加工車間的空間,達(dá)到提高企業(yè)生產(chǎn)效率目的。
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