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1、機(jī)械加工車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)
摘要：對(duì)于機(jī)械加工車(chē)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(jiǎn)述機(jī)械加工車(chē)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(chē)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(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系著企業(yè)車(chē)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(guò)程中，物流成本通常占到總成本的20%到30%左右。而車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，關(guān)系著車(chē)間內(nèi)物流的流暢性以及車(chē)間面積的使用率。因此，研究分析機(jī)械加工車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)具有重要的意義。
2、
1機(jī)械加工車(chē)間工藝平面布局概述
1.1機(jī)械加工車(chē)間布局原則
針對(duì)新建的機(jī)械加工車(chē)間，在進(jìn)行平面布局過(guò)程中，通常是根據(jù)車(chē)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(chē)間任務(wù)等資料，并結(jié)合車(chē)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(duì)機(jī)械加工車(chē)間進(jìn)行布局過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則。（1）工藝性原則；要求生產(chǎn)工藝過(guò)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(guò)程中的中斷、等待，還可以簡(jiǎn)化加工過(guò)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(gòu)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(duì)機(jī)械加工車(chē)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(guò)程中產(chǎn)生的半成品以及加工完成的成品都可以在車(chē)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(guò)縮短產(chǎn)品加工的物流路線，可以有效的提高車(chē)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(guò)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?chē)沫h(huán)境造成破壞。因此必須采取有效的措施對(duì)上述污染物進(jìn)行治理，在進(jìn)行機(jī)械加工車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)提前預(yù)留必要的設(shè)備位置。同時(shí)還需要對(duì)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(chē)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(lái)發(fā)展，在機(jī)械加工車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量采取靈活的工藝布置手段，便于將來(lái)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(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃。
1.2常見(jiàn)機(jī)械加工車(chē)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(chē)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(duì)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(chē)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(chē)、電動(dòng)平車(chē)、叉車(chē)或AGV小車(chē)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)原材料、半成品及成品在車(chē)間內(nèi)或車(chē)間之間的物料周轉(zhuǎn)。（2）機(jī)群式布局：如果機(jī)械加工車(chē)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(chē)、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(chē)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(chē)間所需加工的產(chǎn)品，存在種類(lèi)較多，且工藝相對(duì)類(lèi)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(duì)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(duì)較低，投資大。
2機(jī)械加工車(chē)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(chē)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(chē)間平面設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須進(jìn)行全面綜合的進(jìn)行分析對(duì)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(chē)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(chē)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(chē)間分為重型機(jī)械加工車(chē)間和輕型機(jī)械加工車(chē)間。重型機(jī)械加工車(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)間按工藝流程布置。
2.2確定設(shè)備類(lèi)型
重型機(jī)械加工車(chē)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(chē)床、重型數(shù)控臥式車(chē)床、數(shù)控龍門(mén)鏜銑床等大型數(shù)控設(shè)備。重型數(shù)控立式車(chē)床主要用于加工回轉(zhuǎn)類(lèi)零件；數(shù)控龍門(mén)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(chē)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(chē)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(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)
新建的機(jī)械加工車(chē)間由30m、30m、36m、24m、24m、18m六跨聯(lián)合廠房組成，車(chē)間總寬度為162m，長(zhǎng)度225m，柱距12m，端頭有9m寬的三層輔助間。全車(chē)間按產(chǎn)品類(lèi)型分為重型機(jī)械加工車(chē)間、輕型機(jī)械加工車(chē)間。在對(duì)該車(chē)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(chē)間區(qū)劃布置
結(jié)合機(jī)械加工車(chē)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(chē)間布置在30m、30m、36m三跨廠房?jī)?nèi)，而加工電動(dòng)機(jī)及輕軌支座的輕型機(jī)械加工車(chē)間則布置于24m、24m、18m三跨廠房?jī)?nèi)。
3.2物流流向
機(jī)械加工車(chē)間加工的成品將進(jìn)入廠區(qū)道路對(duì)面的裝配廠房，因此聯(lián)合廠房?jī)?nèi)各跨加工工藝路線均向裝配車(chē)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(chē)間內(nèi)過(guò)跨運(yùn)輸，因此，在重型機(jī)械加工車(chē)間36m端頭采用電動(dòng)平車(chē)將大型零部件運(yùn)輸?shù)窖b配車(chē)間廠房?jī)?nèi)，而機(jī)械加工車(chē)間其他各跨加工完的成品，通過(guò)機(jī)械加工車(chē)間內(nèi)的過(guò)跨電動(dòng)平車(chē)運(yùn)至36m跨再轉(zhuǎn)運(yùn)至裝配車(chē)間廠房?jī)?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(chē)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(chǎng)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(chǎng)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(chē)間設(shè)置安全通道，物料輸送采用電動(dòng)平車(chē)、起重機(jī)、汽車(chē)、叉車(chē)，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(duì)車(chē)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(chē)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(duì)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(chē)間內(nèi)零部件采用起重機(jī)、叉車(chē)、電動(dòng)平車(chē)運(yùn)輸。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，機(jī)械加工車(chē)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要工作之一。相關(guān)工作者必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中統(tǒng)籌考慮，系統(tǒng)性的深入研究和解決問(wèn)題，充分利用機(jī)械加工車(chē)間的空間，達(dá)到提高企業(yè)生產(chǎn)效率目的。
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機(jī)械加工車(chē)間工藝平面設(shè)計(jì)
