减速器工厂的规划设计.docx
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减速器工厂的规划设计
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1
2、设计内容1
3、设计步骤15
4、设计报告15
二、减速器工厂的规划设计16
1、需要采集的信息16
2、加工设备数量203、工厂布局和车间布局294、工厂布局31
5、物流分析32
6、工厂每年的运营成本34
三、课程设计心得体会35
一、设计题目：
减速器工厂的规划设计
1、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有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有关参数的选择方法。
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）产品
发动机减速器是工业上用于减少电机转速、提升扭矩的设备。
减速器通常由轴承、齿轮组和箱体构
成，图1和图2分不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
高
第二
第
高速小
低
速
速小
中速小
二中速
齿轮
速轴
齿轮
齿轮
齿轮
齿轮
输［-入—
h£
第—
■中
第
■■
第—
速小齿
轮
一中
.低
第一
中速轴
速轴
速
中速小
齿轮
齿轮
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，分不为J1
00-2,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。
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
A
/iB
C
J100-2
9
7
4.0
J200-2
10
8
5.0
J300-2
12
10
5.5
J100-3
9
7
7.0
J200-3
10
8
7.5
J300-3
12
10
8.0
表2减速器箱体加工工艺
工艺顺序
工艺
1
对箱体的一侧铳、钻、攻螺纹（在加工中心上）
2
对箱体的另一侧铳、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
那个地点讲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
成本/美兀
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/美兀
机床
成本/美兀
锯床
35000
刨床
95000
对中装置
50000
磨床
150000
轴和高速小齿轮加工的车床
130000
铳床
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
2500
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美兀/（ft2•年）
建筑成本
60美兀/ft2
减少预备时刻需要的成本
（美元/每个加工设备）
0~30%1500美兀
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美兀/h
治理人员
45美兀/h
工业工稈师
65000美兀/年
机床寿命
42000h或12年
所有机器的修理成本
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
疋价/美兀
供货周期/周（可变）
J100-2
2500
750.00
4
J200-2
2150
950.00
4
J300-2
1600
1000.00
4
J100-3
2350
1100.00
4
J200-3
1750
1400.00
4
J300-3
1500
1750.00
4
以后3年，估量销售量会增加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操纵（S
PC）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爱护治
理（TPM）的固定成本为100000
美元，每年还需要35000美元。
全面生产爱护治理能够减少75%的故障时刻。
5）面积
工厂有15英亩土地能够使用，打算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
减速器类型
重量
J100-2
/l80
J100-3
/l90
J200-2
110
J200-3
120
J300-2
150
J300-3
160
7）停工缘故
工厂会因为加工和搬运设备故障而造成停工，具体停工设备和复原生产所需要的平均修理时刻见表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
故障时刻占全年工作时刻的比例/%
平均修理时刻/h
锯床
2.5
1.5
加工中心
1
2
车床
3
1.5
滚齿机
6
2.5
刨齿机
4
3.1
铳床
3
2.5
汽缸磨床
5
3.9
清洗和密封设备
1
33
绞孔机
3
3.4
端面磨床
5
2.1
加工中心
4
1.8
多轴钻床
7
2.1
镗床
5
2.1
叉车
8
2.4
桥式起重机/电葫芦
5
1.3
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-
预备时刻/X
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
锯床
20.0
2.30
20.0
2.50
15.0
3.00
2
对中装置
30.0
3.00
35.0
3.53
40.0
3.91
3
车床
35.0
2.50
35.0
3.30
30.0
4.20
4
滚齿
60.0
6.00
65.0
6.27
70.0
6.94
5
刨齿
45.0
5.00
50.0
5.50
50.0
6.08
6
铳键槽
30.0
3.85
30.0
4.09
30.0
4.53
7
磨外沿
50.0
4.00
55.0
4.76
60.0
5.27
8
清洗和密封
5.0
1.00
5.0
1.20
5.0
1.50
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-
预备时刻以
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
磨削坯料端面
30.0
1.50
30.0
1.68
30.0
1.86
2
对坯料钻孔
35.0
1.75
40.0
1.96
45.0
2.17
3
安装心轴
1.5
3.00
1.5
3.36
1.5
3.72
4
车坯料外圆
55.0
0.91
60.0
1.16
65.0
1.61
5
滚齿
60.0
3.25
65.0
3.64
70.0
4.03
6
刨齿
40.0
2.20
45.0
2.46
50.0
2.73
7
卸载心轴
0.5
1.50
0.5
1.68
0.5
1.86
8
铳键槽
45.0
0.55
50.0
0.62
60.0
0.682
9
清洗和密封
5.0
0.60
5.0
0.67
5.0
0.744
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-
预备时刻/>
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
磨削坯料端面
30.0
1.75
30.0
1.96
30.0
2.17
2
对坯料钻孔
35.0
1.85
35.0
2.07
35.0
2.29
3
安装心轴
1.5
3.00
1.5
3.36
1.5
3.72
4
车坯料外圆
55.0
1.10
60.0
1.41
65.0
1.94
5
滚齿
60.0
4.50
65.0
5.04
70.0
5.58
6
刨齿
40.0
3.20
45.0
3.58
50.0
3.97
7
去除心轴
0.5
1.50
0.5
1.68
0.5
1.86
8
铳键槽
45.0
0.89
50.0
0.90
60.0
0.99
9
清洗和密封
5.0
0.60
5.0
0.67
5.0
0.74
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分不给出了高速小齿轮、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
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
装载x
卸载
装载>
:
卸载
装载x
:
卸载
1
锯床
0.4
0.30
0.45
0.34
0.50
0.37
2
加工中心
0.2
0.25
0.22
0.28
0.25
0.31
3
车外圆
0.2
0.25
0.22
0.28
0.25
0.31
4
滚齿
1.5
0.50
1.68
0.56
1.86
0.62
5
刨齿
1.3
0.50
1.46
0.56
1.61
0.62
6
铳键槽
2.5
1.10
2.80
1.23
3.10
1.36
7
磨外沿
1.2
0.60
1.34
0.67
1.49
0.74
8
清洗和密封
0.1
1.10
0.11
0.11
0.12
0.12
表13高速齿轮在各个加工工位的装卸载时刻（min/个）
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
装载x
卸载
装载>
:
卸载
装载x
:
卸载
1
磨削坯料端面
0.45
0.30
0.50
0.34
0.56
0.37
2
对坯料钻孔
0.21
0.25
0.24
0.28
0.26
0.31
3
安装心轴
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
4
车坯料外圆
0.35
0.50
0.39
0.56
0.43
0.62
5
滚齿
0.45
0.50
0.50
0.56
0.56
0.62
6
刨齿
0.50
1.10
0.56
1.23
0.62
1.36
7
卸载心轴
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
8
铳键槽
0.20
0.10
0.22
0.11
0.25
0.12
9
清洗和密封
0.20
0.10
0.22
0.11
0.25
0.12
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
工艺扌田述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
装载x
卸载
装载>
:
卸载
装载>
:
卸载
1
磨削坯料端面
0.50
0.30
0.56
0.34
0.62
0.37
2
对坯料钻孔
0.25
0.25
0.28
0.28
0.31
0.31
3
安装心轴
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
4
车坯料外圆
0.50
0.50
0.56
0.56
0.62
0.62
5
滚齿
0.55
0.50
0.62
0.56
0.68
0.62
6
刨齿
0.50
1.10
0.56
1.23
0.62
1.36
7
卸载心轴
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
8
铳键槽
0.20
0.10
0.22
0.11
0.25
0.12
9
清洗和密封
0.20
0.10
0.22
0.11
0.25
0.12
表15低速齿轮在各个加工工位的装卸载时刻（
min/个）
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
装载X
卸载
装载>
〈卸载
装载>
〈卸载
1
车外圆和端面
0.6
0.45
0.62
0.50
0.68
0.56
2
车外圆和钻孔
0.4
0.30
0.39
0.34
0.43
0.37
3
滚齿
3.5
0.50
3.92
0.56
4.34
0.62
4
刨齿
2.8
1.20
3.14
1.34
3.47
1.49
5
铳键槽
1.6
0.60
1.79
0.67
1.98
0.74
6
清洗和密封
0.2
0.10
0.17
0.11
0.19
0.12
10）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。
11）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%。
12）轴的搬运
表19为中速轴搬运时刻，表20为低速轴搬运时刻。
13）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
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻/>
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
锯床
20.0
2.10
20.0
2.35
20.0
2.60
2
加工中心
30.0
3.15
35.0
3.53
40.0
3.91
3
车外圆
35.0
3.50
35.0
3.92
35.0
4.34
4
铳键槽
30.0
4.50
30.0
5.04
30.0
5.58
5
铳键槽
50.0
5.50
55.0
6.16
60.0
6.82
6
清洗和密封
5.0
0.75
5.0
0.84
5.0
0.93
表17低速轴的工艺路径
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻”
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
锯床
20.0
2.25
20.0
2.52
20.0
2.79
2
加工中心
30.0
3.50
35.0
3.92
40.0
4.34
3
车外圆
35.0
3.85
35.0
4.31
35.0
4.77
4
铳键槽
30.0
4.60
30.0
5.15
30.0
5.70
5
磨外沿
50.0
5.60
55.0
6.27
60.0
6.94
6
清洗和密封
5.0
0.80
5.0
0.90
5.0
0.99
表18低速齿轮的工艺路径
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻/>
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
一侧车外圆和端面
30.0
3.25
30.0
3.64
35.0
4.03
2
另一侧车外圆
和钻孔
20.0
1.60
20.0
1.79
25.0
1.98
3
滚齿
120.0
15.50
120.0
17.36
120.0
19.22
4
刨齿
75.0
12.40
75.0
13.89
75.0
15.38
5
铳键槽
55.0
1.10
55.0
1.23
60.0
1.36
6
清洗和密封
5.0
0.60
5.0
0.67
5.0
0.74
表19中速轴的搬运时刻（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
0.5
0.40
0.56
0.45
0.62
0.50
2
加工中心
0.3
0.25
0.28
0.28
0.31
0.31
3
车外圆
0.4
0.25
0.39
0.28
0.43
0.31
4
铳键槽
2.6
1.15
2.91
1.29
3.22
1.43
5
磨外沿
1.4
0.60
1.51
0.67
1.67
0.74
6
清洗和密封
0.2
0.10
0.17
0.11
0.19
0.12
表20低速轴的搬运时刻（min/个）
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
装载
X
卸载
装载
X
1
卸载
装载
X
卸载
1
锯床
0.6
0.45
0.62
0.50
0.68
0.56
2
加工中心
0.4
0.30
0.39
0.34
0.43
0.37
3
车外圆
0.5
0.30
0.50
0.34
0.56
0.37
4
铳键槽
2.8
1.20
3.14
1.34
3.47
1.49
5
磨外沿
1.6
0.60
1.79
0.67
1.98
0.74
6
清洗和密封
0.2
0.10
0.17
0.11
0.19
0.12
表21减速器右侧箱体HSG-2的工艺
路线
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻/X
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
1
加工一侧
35.0
9.10
35.0
10.56
35.0
11.28
2
加工另一侧
25.0
7.90
25.0
9.16
25.0
9.80
3
钻法兰孔
130.0
1.68
130.0
1.95
180.0
2.08
4
箱体粗镗孔
200.0
2.86
200.0
3.32
200.0
3.55
5
箱体精镗孔
45.0
1.81
45.0
2.10
55.0
2.24
6
清洗和密封
5.0
1.50
5.0
1.74
5.0
1.86
表22减速器左侧箱体HSG-2的工艺路线
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻/>
min/工艺
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
:
加工时刻/
min/个
预备时刻/>
min/工艺
'、加工时刻/
min/个
1
加工一侧
35.0
13.80
35.0
16.01
35.0
17.11
2
加工另一侧
25.0
9.80
25.0
11.37
25.0
12.15
3
钻法兰孔
130.0
1.68
130.0
1.95
180.0
2.08
4
箱体粗镗孔
200.0
5.24
200.0
6.08
200.0
6.50
5
箱体精镗孔
45.0
4.55
45.0
5.28
55.0
5.64
6
清洗和密封
5.0
1.50
5.0
1.74
5.0
1.86
表23减速器右侧箱体HSG-3的工艺路线
工艺序号
工艺描述
减速器类型
J100-
J200-
J300-
预备时刻/X
min/工艺
加工时刻/
min/个
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