Лабораторный практикум по курсам «Проектирование механосборочных цехов» и «Проектирование технологических комплексов механосборочного производства»

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана

Г.Н. Мельников

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО КУРСАМ « ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МЕХАНОСБОРОЧНЫХ ЦЕХОВ»
И «ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
МЕХАНОСБОРОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА»

Методические указания

Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2010

УДК 658.52.011
ББК 32.965
М48

М48

Рецензент Б.Д. Даниленко

Мельников Г.Н.
Лабораторный практикум по курсам «Проектирование ме-
ханосборочных цехов» и «Проектирование технологических
комплексов механосборочного производства» : метод. указа-
ния / Г.Н. Мельников. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2010. – 30, [2] с. : ил.

Приведены основные расчеты для проектирования участка стан-
ков серийного производства и необходимые расчетные зависимости
для моделирования возможных вариантов технического перевооруже-
ния участка универсальных станков при использовании оборудования
с ЧПУ и оценки экономической эффективности вариантов, а также
нормативные данные, условные обозначения и пример оформления
планировки.
Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 658.52.011
ББК 32.965

c⃝ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010

Работа № 1
АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ВЫБОР СОСТАВА ОБОРУДОВАНИЯ
И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УЧАСТКА

Содержание работы

Работа выполняется в два этапа.
Этап 1. Для базового варианта технологических процессов
(ТП) обработки деталей, изготовляемых на участке, определить:
а) число cтанков участка и коэффициенты их загрузки;
б) количество производственных рабочих;
в) потребную производственную площадь;
г) приведенные затраты на годовой выпуск.
В качестве исходных данных студентам выдаются:
• технологические маршруты не менее четырех деталей-
представителей с данными о станкоемкости обработки на уни-
версальном оборудовании;
• объем выпуска каждой детали-представителя;
• габаритные размеры и масса деталей-представителей
Этап 2. Используя автоматизированную подсистему выбора со-
става и расчета количества станков, рассмотреть не менее трех
альтернативных вариантов обработки деталей с применением про-
грессивного оборудования и выбрать наилучший из них.

Указания по выполнению работы

Этап 1.
На этом этапе работы сначала определяют расчетное значение
числа станков участка, получают принятое число станков, рассчи-
тывают коэффициенты загрузки и использования по каждому k-му

3

типу оборудования, после этого определяют количество производственных 
рабочих, потребную производственную площадь и приведенные 
затраты на годовой выпуск изделия.
Расчетное значение числа станков каждого типа определяют по
формуле

C′
Pk =

i

j
tш.-кijNi

60Фо
,

где tш.-кij — штучно-калькуляционное время выполнения j-й операции 
при обработке i-й детали; Ni — годовой объем выпуска i-й
детали; Фо — эффективный фонд времени.
Расчетное число станков Сp получают округлением расчетного
значения С′
р до ближайшего большего целого числа. Эффективные
годовые фонды работы оборудования представлены в табл. 1.

Таблица 1

Эффективный годовой фонд времени
оборудования, ч
Универсальные станки
Станки с ЧПУ
Режим работы,

массой
до 10 т
массой
более 10 т
массой
до 10 т
массой
более 10 т

смены

2000
3900
5900

1900
3900
5600

–
3900
5800

-
3800
5700

1
2
3

Коэффициент загрузки станков вычисляют по формуле Kз =
= С′
р/Сp.
На производительность оборудования большое влияние оказывают 
наложенные потери, вызванные остановкой смежного оборудования, 
отсутствием заготовок в связи с различного рода пере-
боями в снабжении и другими причинами. Эти потери становятся 
наиболее ощутимыми на операциях с высоким коэффициентом
загрузки, поэтому наложенные потери времени учитывают, вводя 
коэффициент использования оборудования Kи представляющий
собой отношение расчетного числа единиц оборудования, необходимого 
для обеспечения программы выпуска изделий, к принятому.
Поэтому принятое число станков данного типа Cп = Сp/Kи.
В табл. 2 приведены рекомендуемые значения коэффициентов за-

4

грузки и использования для отдельных станков и групп оборудования. 
Следует иметь в виду, что в тех случаях, когда коэффициент
загрузки по расчету получается меньше рекомендованного, то в
качестве принятого принимается расчетное число станков и коэффициент 
использования в расчет не вводится (принимается равным
единице).

Таблица 2

Группы оборудования
Kз
Kи
Максимальное
значение
Среднее
значение
по
группе

Универсальные станки
0,95– 1,0
0,9
0,9

Автоматы и полуавтоматы одно-
шпиндельные
0,95– 1,0
0,85
0,85

То же многошпиндельные
0,9
0,9
0,85

Агрегатные станки
0,9
0,9
0,8

Станки с ЧПУ
0,95
0,9
0,9

Расчетное число производственных рабочих Р′
k для обслужи-
вания станков k-го типа определяют по формуле

Р′
k =

i

j
tш.-кijNi

ФрKм60
,

где Фр — эффективный годовой фонд времени рабочего; (Фр =
= 1720 ч); Kм — коэффициент многостаночного обслуживания (для
универсальных станков можно принять Kм = 1, для станков с ЧПУ
— Kм = 2 для многоцелевых сплавов Kм = 3). Полученное зна-
чение Р′
k округляется до большего целого числа Рk. Общее число
станочников участка вычисляют по формуле

Р =

n
k=1
Рk,

где n — число типов станков участка.

5

Площадь участка предварительно можно определить по пока-
зателю удельной производственной площади на один станок для
трех габаритных групп оборудования:

Sуч =

3
l=1
(Cп.унl + Cп.ЧПУlKув)Sудl,

где Cп.унl, Cп.ЧПУl — принятое число универсальных станков, стан-
ков с ЧПУ l-й габаритной группы оборудования; Sудl — показатель
удельной площади для станков l-й габаритной группы; Kув = 1,5 —
коэффициент увеличения удельной площади для станков с ЧПУ;
l = 3 — число габаритных групп оборудования.
К первой габаритной группе относятся станки для обработки
небольших деталей (типа 16А16, 6Р11 и т.д.), Sуд1 = 16 м2/станок;
ко второй габаритной группе — станки для обработки средних де-
талей (типа 16К20, 6Р12 и т. д.), Sуд2 = 18 м2/станок; к третьей
габаритной группе — станки для обработки относительно крупных
деталей (типа 16К30, 16К40, 6Р13 и т. д.), Sуд1 = 22 м2/станок.
Оценку проектных решений обычно осуществляют по приве-
денным затратам на годовой выпуск:

Пз = С + ЕнК,

где С — себестоимость годового выпуска по изменяющимся ста-
тьям; Ен — коэффициент эффективности капитальных вложений;
Ен = 0,15; К — капитальные вложения для реализации варианта.
Для сопоставления вариантов решений на начальном этапе
проектирования воспользуемся укрупненной методикой определе-
ния изменяющихся статей себестоимости и капитальных вложе-
ний:
С = З + Ао + Aпл,

где З — заработная плата станочников; Ао — амортизационные
отчисления от стоимости оборудования; Апл — затраты на содер-
жание и амортизацию производственных площадей;

З = 1,26 Р Зср,

где Зср — средняя зарплата станочника в год (8000 у. е.); 1,26 — ко-

6

эффициент, учитывающий отчисления на социальное страхование;

Ао =

n
k=1
OkCпkНa

100
,

где Оk — балансовая стоимость k-го типа станка (см. приложе-
ние 2); На — годовая норма амортизации, % (табл. 3);

Таблица 3

Габаритная группа
оборудования
Годовая норма
амортизации, %

Первая
11,6

Вторая
7,5

Третья
4,4

Aпл = SучНпл,
где Нпл — норма отчисления в у.е. на амортизацию с 1 м2 произ-
водственной площади (18 у.е./м2).

К = Ко + Кпл + Куп,

где Ко — капитальные вложения в основное технологическое обо-
рудование; Кпл — капитальные вложения в производственные пло-
щади; Куп — капитальные затраты на оборудование для разработки
управляющих программ для станков с ЧПУ;

Ко =

n
k=1
CпkOk,

где Спk — принятое число станков k-го типа;

Кпл = SучЦпл,

где Цпл — стоимость 1 м2 производственной площади (200 у.е./м2);

Куп =

s
1
Nоп ЧПУЦуп,

где Nоп ЧПУ — число операций с ЧПУ на станке с ЧПУ s-го ти-
па; s — число типов станков с ЧПУ; Цуп — стоимость разработки

7

управляющей программы для деталей 1—3-й групп сложности, со-
ответственно 56, 89 и 140 у.е.
Справочные данные оборудования приведены в приложении 2.
Этап 2.
При выполнении этого этапа работы каждый студент подгруп-
пы предлагает свой вариант ТП обработки, который должен отли-
чаться от базового применением в ряде операций прогрессивного
технологического оборудования, станков с ЧПУ, в том числе мно-
гоцелевых.
Оценка базового варианта и наилучшего из предложенных аль-
тернативных вариантов ТП осуществляется с использованием ав-
томатизированной подсистемы ПРАКТИКУМ, разработанной при
активном участии студента А. Габдуллина.

Описание работы подсистемы ПРАКТИКУМ

После запуска программы azik.mdb на экране появится главное
окно Microsoft Access 2000, содержащее окно запуска программы
(рис. 1). Окно запуска имеет три кнопки:

Рис. 1. Окно запуска программы

«Открыть форму для расчетов» — открытие окна диалога My_1
для начала работы;
«Информация о категориях сложности детали»;

8

Рис. 2. Окна диалога

«Информация о программе» — запуск документа «Microsoft
Word» с описанием установки и работы программы azik.mdb.
Окна диалога My_1 (рис. 2) содержит три вкладки: «Этап I»,
«Этап II», «Итоговая таблица вариантов».
Во вкладке «Этап I» осуществляется ввод исходных данных в
такой последовательности:
1) ввод режима работы оборудования (1-, 2- или 3-сменный).
Ввод осуществляется из ниспадающего списка выбором соответ-
ствующего варианта (рис. 3);
2) ввод годовой программы выпуска (рис. 4);
3) ввод категории сложности детали. Категория сложности де-
тали указывается из ниспадающего списка выбором соответствую-
щего варианта. Информацию о категориях сложности можно про-
смотреть, нажимая на кнопку, находящуюся справа от поля ввода.

9

Рис. 3. Ввод режима работы оборудования

Рис. 4. Ввод годовой программы выпуска

Рис. 5. Таблица «Категории деталей»
Таблица «Категории сложности деталей» показана на рис. 5. После
просмотра таблицы «Категории деталей» вернуться в окно диало-
га можно нажатием на кнопку «Закрыть». После ввода данных о
категории сложности детали активируется меню ввода ТП для дан-
ной детали. Ввод ТП для данной детали осуществляется выбором
вида оборудования из списка «Вид станка». Выделив курсором

10