鍛壓機床廠結構車間工藝初步設計課程設計

I 目錄 目錄 .I 一總論 . 1 1.概述 . 1 2.設計的目的與意義 . 1 3.項目設計原則 . 1 3.1 下料工作區(qū)設計原則 . 2 3.2 機加工作區(qū)設計原則 . 2 3.3 焊接工作區(qū)設計原則 . 2 二工作區(qū)工藝設計與設備選擇 . 3 1.下料工作區(qū)設計 . 3 1.1 生產綱領 . 3 1.2 工作制度與年時基數 . 4 1.3 工藝設計原則 . 4 1.3.1 工藝設計方案 . 4 1.3.2 工作區(qū)工藝布置 . 4 1.4 設備選擇計算 . 5 1.4.1 設備選型原則 . 5 1.4.2 設備的選擇方案 . 5 1.4.3 勞動量計算 . 6 1.4.4 確定設備與人員數量 . 9 1.4.5 確定生產節(jié)拍 . 10 2.機加工作區(qū)設計 . 12 2.1 生產綱領 . 12 2.2 工作制度與年時基數 . 12 2.3 工藝設計原則 . 12 2.3.1 工藝設計方案 . 12 2.3.2 工作區(qū)的工藝布置 . 13 II 2.4 設備選擇計算 . 13 2.4.1 設備選型原則 . 13 2.4.2 設備的選擇方案 . 14 2.4.3 勞動量計算 . 14 2.4.4 確定設備與人員數量 . 15 3.焊接工作區(qū)設計 . 16 3.1 生產綱領 . 16 3.2 工作制度與年時基數 . 16 3.3 工藝設計原則 . 17 3.3.1 工藝設計方案 . 17 3.3.2 焊接工作區(qū)的工藝布置 . 18 3.4 設備選擇計算 . 18 3.4.1 設備選型原則 . 18 3.4.2 設備的選擇方案 . 19 3.4.3 確定設備與人員數量 . 19 三節(jié)能與能耗 . 21 四環(huán)境保護 . 21 五勞動安全衛(wèi)生 . 22 六廠房布局簡介 . 24 參考文獻 . 25 附錄 . 26 1.設備明細表： . 26 2.材料消耗量表： . 27 3.年運輸量表： . 27 4.能源耗量表： . 28 5.主要數據和技術經濟指標： . 29 1 一總論 1.概述 結構件是 具有一定形狀結構，并能夠承受載荷的作用的構件。如，支架、框架、內部的骨架及支撐定位架等。 加工完成的工件在應用的角度上可稱為結構件。結構件需經過二次加工工序的也可稱為加工件。 在建筑或土木工程行業(yè)所稱的結構件是用某種材料制成的 ，具有一定形狀，并能夠承受載荷的實體。如：經過吊裝、拼砌和安裝就能構成橋梁和構造物實體的各種鋼筋混泥土的結構物件砌塊、水泥管塊建筑物的水泥預制板和支柱、機器的底座、電器產品的外殼及內部的支架、飛機內部的骨架、家具的框架等等 。 2.設計的目的與意義 通過本課程設計力求達到以下目的和意義： （ 1）在學習掌握所學的現(xiàn)代制造系統(tǒng)、生產計劃與控制、工程經濟學等課程的基本理論和基礎知識的基礎上，通過這次課程設計，培養(yǎng)我們綜合運用這些知識分析和解決實際問題的能力以及協(xié)作攻關的能力，訓練我們使用文獻資料和進行技術設計、運算 的能力，提高文字和語言表達能力，為以后的學習和畢業(yè)論文（設計）打下基礎。 （ 2） 通過完成設計，可以知道 結構件的加工過程 ；基本掌握 各車床的加工用途與加工能力 ；了解車間布局的設計原則。 3.項目設計原則 本課程設計對象為鍛壓機床廠結構車間的工藝初步設計。結構車間按加工類型分為下料工作區(qū)、機加工作區(qū)、焊接工作區(qū)三個工作區(qū)。按照不同的工作區(qū)劃分，會有不同的設計原則。 2 3.1 下料工作區(qū)設計原則 下料工作區(qū) 工藝設計的主要原則 ： （ 1）本車間采用更換模具輪番生產的組織形式，以適應多品種批量生產； （ 2）數控與半自動氣割設 備組成柔性生產線，以提高設備的利用率，適應多品種生產； （ 3）鋼板下件后，經檢驗合格，直接采用專用工具將其運到機加車間或焊接車間，車間內不另設半成品存放庫； （ 4）切割廢料收集后送到廠處理區(qū)集中外銷； （ 5）原材料主要是板料，車間內的運輸采用 電動雙梁 橋式起重機 。 3.2 機加工作區(qū)設計原則 機加工車間 工藝設計的主要原則： （ 1）本車間沖壓設備采用更換模具輪番生產的組織形式，以適應多品種批量生產； （ 2）大、中沖壓設備組成柔性沖壓線，以提高設備的利用率，適應多品種生產； （ 3）大、中沖壓設備均采用前移動工作臺， 換模采用快速夾緊機構，以適應更換模具、輪番生產的組織形式，縮短換模所用的時間； （ 4）沖壓件下線后，設有檢驗工具，經檢驗合格后，直接采用專用工具將其運到焊接車問，車間內不另設成品存放庫。 3.3 焊接工作區(qū)設計原則 焊接時，為保證焊接質量，必須選擇合理的工藝參數，所選定的焊接工藝參數總稱為焊接工藝規(guī)范。例如，手工電弧焊的焊接工藝規(guī)范包括：焊接電流、焊條直徑、焊接速度、電弧長度（電壓）和多層焊焊接層數等，其中電弧長度和焊接速度一般由操作者在操作中視實際情況自行掌握，其他參數均在焊接前確定。 3 二工作區(qū)工藝設計與 設備選擇 1.下 料工作區(qū)設計 1.1 生產綱領 在做工廠設計之前，首先必須了解所設計車間或生產線要完成的任務及生產綱領。下料工作區(qū)承擔公司所有產品各種結構件的毛坯制作任務，主要完成的加工工序有切割下料等，其生產綱領見表 1-1。經初步測算，要完成生產綱領所需要的原材料約為 3650t。 表 1-1 生產綱領 序號 產品名稱 型號規(guī)格 外形尺寸 結構件重量 (t) 生產綱領 臺數 總重量 一、剪板機類 1 數控機械閘式剪板機 Q11K-63050 380016002200mm 5.8 18 104.4 2 機械閘式剪板機 Q11-63050 380016002200mm 5.8 80 464 3 液壓閘式剪板機 Q11Y-68000 300020003800mm 18.5 1 18.5 4 液壓剪板機 Q12Y-328000 525030202300mm 29.6 1 29.6 二、折彎機類 1 液壓折彎機 WS67Y-60/3050 340014002400mm 4.7 90 423 三、生產線 1 數控棒料剪切線 S-QA42-250B 250018002500mm 14 5 70 2 棒料剪 Q42-1250 470037202500mm 28 1 28 四、協(xié)作件 1 結構件 2500 合計 3637.5 協(xié) 作件均為焊接結構件 ，焊接結構件在結構車間經過的工藝流程為： 選材 劃線 下料 卷板 焊接 較圓 焊接 檢驗。 最大件為剪板機 Q11Y-6 8000 的機架，外形尺寸 3000 2000 3800mm，重18.5t。 4 最重件為剪板機 Q12Y-32 8000 的機架， 外形尺寸 5250 3020 2300mm，重29.6t。 最高件為棒料剪 Q42-1250 的機架，外形尺寸 4700 3720 2500mm，重 28t。結構件鋼板板厚在 2-120mm范圍內，其中 60mm以下占 50%。 1.2 工作制度與年時基數 下料工作區(qū)采用一班工作制，根據 機械工廠年時基數設計標準 JBT2-2000計算得： （ 1）設備年時基數 氣割設備采用間斷性 生產，每周 5 天，每年 251 天，一 班生產 制 ， 焊割設備 年時基數損失率為 3 。則氣割 設備設計年時基數為： 251 1 8(1-3%)=1950h/年 。 （ 2）工人年時基數 工作環(huán)境為 二類工作環(huán)境，間斷性 生產，每周 5 天，每年251 天，一 班生產 制 ， 工人 年時基數損失率為 11。則工人 設計年時基數為： 251 1 8 (1-11%)=1790h/年 。 1.3 工藝設計原則 下料工作區(qū)的來料主要有板材，經下料后大部分送入機加工車間進行沖壓、折彎，少部分直接進入焊接車間進行焊接。 1.3.1 工藝設計方案 下料工作區(qū)的主要工藝流程如下： 選材 吊鋼板上件去污劃線預熱氣割冷卻焊補打磨標識下件。 下料工作區(qū)主要完成下料工作。在該工作區(qū)內有數控火焰切割機、 半自動氣割機、仿形氣割機三種類型的設備。其中，數控火焰切割機主要完成對大件的下料，半自動氣割機與仿形氣割機由于其靈活性，可以由工人操作，對大量的中小件或少量的大件進行下料。 1.3.2 工作區(qū) 工藝布置 下料車間的工藝布置如 圖 1-1 所示。圖中，由于技改內容要求新增一臺數控氣割機，因此，在該工作區(qū)內布置了兩臺數控氣割機。如圖所示，兩臺數控氣割機靠近墻壁并排布置。這樣做的原因就是盡量節(jié)省結構車間的工作面積，為起重機物料的暫存 5 以及運輸物料提供充足的空間。 圖 1-1 下料車間工藝布置圖 1.4 設備選擇計算 1.4.1 設備選型原則 在選擇 下料工作區(qū)進行 設備時 ， 應遵循以下原則： （ 1） 優(yōu)先選用國家推薦使用的符合環(huán)保和節(jié)能要求的設備； （ 2） 所選用的設備應結構合理、操作方便、技術成熟、處于國內領先水平，特別是安全性能要好，以充分保證操作人員的身心健康； （ 3） 以保證企業(yè)的經濟效益為宗旨，應考慮到用戶長遠發(fā)展的需要，在選擇設備尤其中大型設備時，既要考慮企業(yè)目前的生產狀況，也要為以后的發(fā)展留出余地。 1.4.2 設備的選擇方案 本工作區(qū) 主要設備的選型方案如下： 對于所要完成的最大件 剪板機 Q11Y-6 8000 的機架，考慮到其最 大尺寸為3000 2000 3800mm，選用了 數控火焰切割機 CNC-4A 進行切割下料，機器最大剪切厚度為 150mm，最大剪切長度為 12000mm，完全可以滿足使用要求。 對于同一批量切割長度小于 1650mm 的板材邊，選用 仿形氣割機 CG2-150A 進行批量切割，以提高切割效率。 目前所提供的切割設備見表 1-2 6 表 1-2 主要設備說明 設備名稱 型號 切割厚度 (mm) 切割速度(mm/min) 切割最大長度 (mm) 數控火焰切割機 CNC-4A 8-150 2000 12000 半自動氣割機 CG1-30 5-70 50-750 1 仿形氣割機 CG2-150A 5-100 50-750 1650 數控氣割機 OMNIMAT C6000 5-100 50-750 1 1.4.3 勞動量計算 （ 1）剪板機機架 圖 1-2 剪板機 Q11-6305 機架 Q11K-63050 數控機械閘式剪板機 外形尺寸為 380016002200mm。切割長度的計算過程如下： L 前 =22002+38004=19600mm L 臺面 =6002+38002=8800mm L 左 =L 右 =16002+22002=7600mm L 底 =38002+16002=10800mm L 總 = L 前 +L 臺面 +L 左 +L 底 =54400mm 鋼板厚度為 25mm，則 切割速度為 360mm/min，加工臺時為 t=54400/360=152min。 Q11-63050 機械閘式剪板機外形尺寸為 380016002200mm。 7 氣切割長度 L 總 =54400mm 鋼板厚度為 25mm，則 切割速度為 360mm/min，加工臺時為 t=54400/360=152min。 液壓閘式剪板機 Q11Y-68000，其外形尺寸為 300020003800mm。 氣切割長度 L 總 = 60700mm, 鋼板厚度為 72mm，則 切割速度為 230mm/min，加工臺時為 t=60700/230=264min。 液壓剪板機 Q12Y-328000， 其外形尺寸為 525030202300mm。 氣切割長度 L 總 = 75070mm 鋼板厚度為 74mm，則 切割速度為 230mm/min，加工臺時為 t=75070/230=326min。 （ 2）折彎機機架 圖 1-3 液壓折彎機 WS67Y-60/3050 機架 液壓折彎機 WS67Y-60/3050, 外形尺寸為 3400 1400 2400mm, 切割長度的計算過程如下： 8 鋼板厚度為 88mm，則 切割速度為 230mm/min，加工臺時為 t=/230=108min。 （ 3）棒料剪機架 圖 1-4 棒料剪 Q42-1250 機架 Q42-1250 棒料剪 , 外形尺寸為 470037202500mm, 切割長度的計算過程如下： 9 鋼板厚度為 46mm，則切割速度為 310mm/min，加工臺時為 t=87360/310=282min。 S-QA42-250B 數控棒料剪切線 ： 氣切割長度鋼板厚度為 46mm，則切割速度為 310mm/min，加工臺時為 t=87360/310=282min。 1.4.4 確定設備與人員數量 表 1-3 勞動量工時表 3 勞動量工時 序號 產品名稱 型號規(guī)格 生產綱領 勞動量工時 臺數 總重量 （ t） 氣割 單臺 /h 全年 /h 一、剪板機類 1 數控機械閘式剪板機 Q11K-63050 18 104.4 2.53 45.54 2 機械閘式剪板機 Q11-63050 80 464 2.53 202.4 3 液壓閘式剪板機 Q11Y-68000 1 18.5 4.4 4.4 10 4 液壓剪板機 Q12Y-328000 1 29.6 5.4 5.4 二、折彎機類 2 液壓折彎機 WS67Y-60/3050 90 423 1.8 162 三、生產線 1 數控棒料剪切線 S-QA42-250B 5 70 4.7 23.5 2 棒料剪 Q42-1250 1 28 4.7 4.7 四、協(xié)作件 1 結構件 500 2500 4.0 2000 合計 696 3637.5 27.86 2447.94 設備打孔勞動量 2447.94 0.5=1224 計算設備數 (2177+1224) 1950=1.88 采用設備數 4 負荷率 47% 計算生產工人 (2177+1224) 1790=1.9 采用生產工人 3 下料工作區(qū)年產 量為 3637 噸 10 千噸，由按工種的輔助工人數表可知：輔助工 5人：吊車工 2 人，掛鉤工 1 人，運輸工 1 人，清掃工 1 人。 1.4.5 確定生產節(jié)拍 計算后的生產節(jié)拍見表 1-4，計算得下料工位節(jié)拍為 250 分鐘每臺。 表 1-4 生產節(jié)拍 下料工位名稱 節(jié)拍（ min） 選材 2 吊鋼板 5.5 上件 7 去污 5 劃線 43.7 預熱 4 氣割 250 冷卻 15 焊補 1 11 打磨 15 標識 1 下件 7 計算得下料工位節(jié)拍為 250 分鐘每臺。 12 2.機加 工作區(qū) 設計 2.1 生產 綱 領 本車間主要承擔來 自下料工作區(qū)的板材的剪切、沖壓及折彎等工序，其生產綱領見表。經初步估算，要完成生產綱領所需要的原材料約為 t。 表 2-1 生產綱領 產品名稱 沖壓件數 年生產綱領 種數 重量 /kg 年產量 凈重 /t 大中沖壓件 90 70 10000 700 小沖壓件 300 110 10000 1100 合計 1800 2.2 工作制度與年時基數 機械加工車間為兩班工作制，根據 機械工廠年時基數設計標準 JBT2-2000計算得： 1.設備年時基數機加設備 間斷性 生產，每周 5 天，每年 251 天，兩班 班生產，機加設備 年時基數損失率為 5；即設備設計年時基數為 3820h/年 。 2.工人年時基數 一類工作環(huán)境，間斷性 生產，每周 5 天，每年 251 天，兩 班生產， 工人 年時基數損失率為 9；即 工人 設計年時基數為： 251 2 8 (1-9%)=3660h/年 。 2.3 工藝設計原則 機械加工車間的來料主要有板材和少量型材，經剪切、沖壓、折彎、成形，大部分送入焊接車間進行部件的焊接，還有一少部分直接進行時效處理。 2.3.1 工藝設計方案 機械加工車間的生產工藝流程如下： 上模沖裁（ 落料 /下形狀料）彎曲（ 拉 13 延 /壓形 /折 彎 /卷板） 整形（ 切邊 /沖孔 /整形 /翻邊 /翻孔 /沖翻孔 /切斷 /切口 /縮口 /擴口 /半沖孔 /包邊 /內外緣整修 /校平 ）檢驗下模。 工藝設計時，在考慮到人流和物流，即遵循“原料下料沖壓成形成品”的流向來布置設備，盡可能地減少半成品在車間內的逆向流動，以縮短毛坯的搬運距離，提高勞動生產率。 2.3.2 工作區(qū) 的工藝布置 機加 工作區(qū) 的工藝布置見下圖 2-1。 本車間擁有剪板機、液壓機、卷板機、機械壓力機、摩擦壓力機、折彎機、振動剪、搖臂鉆床等多種設備。由于此工作區(qū)的設備并沒有明顯的流程順序，因而，并不需要對所有設備按照流程 排列。在此工作區(qū)中，我們考慮到壓力機等設備距離墻壁的安全距離，我們將各設備距離墻壁的距離均設為 4m。因剪板機和卷板機需要較大的工作面積，并且這兩種機器之間有加工的先后關系，因而在機加區(qū)我們將剪板機和卷板機按從左到右的水平順序排列，使加工過程更加順暢。 圖 2-1 機加車間的工藝布置圖 2.4 設備選擇計算 2.4.1 設備選型原則 壓力機的選擇：用一般材料，在壓力機上沖裁普通零件時，僅需考慮沖裁力，根據沖裁力選擇沖床的噸位?？紤]到模具的刃部被磨損，凸模與凹模間隙不均勻和波動、材料的力學性能波動及材料的厚度偏差等各 種因素的影響，沖裁力按下式計算： P=KLt式中： P 沖裁力 N； L 沖裁件剪切周邊長度 mm； t 材料厚度 mm； 材料抗剪強度， N/mm2； K 系數，一般 1.3。式中抗剪強度與材料種類和坯料原始狀態(tài)有關，為便于計算，可取 0.8 b，故沖裁力又可用下式 表達： P=1.3Lt Lt b 式中： b 材料的抗拉強度， MPa。將 P 折算成 kN 即可選擇正確的噸 14 位。 剪板機的型號可以根據剪切鋼板的厚度和寬度來選擇。 2.4.2 設備的選擇方案 目前提供的切割設備如表 2-2 所示。 表 2-2 主要設備說明 設備名稱 型號 規(guī)格 剪板機 Q11 6.3 2000 剪板機 Q11 20 2500 液壓機 YQ32-400T 400t 卷板機 W11 12 2000 機械壓力機 J21-100t 100t 機械壓力機 J21-40t 40t 摩擦壓力機 J21-80t 80t 摩擦壓力機 J53-100T 100t 折彎機 MY67-80 80t 振動剪 Q21-5B 5 搖臂鉆床 Z3080 25 2.4.3 勞動量計算 剪板機剪切寬度在 200mm 左右， 剪切長度小于 2000mm， 剪板機的工作 速度為0.4 噸 /h。所以剪板機的加工時間為： 1800 0.4=4500h。 當確定壓力機加工工時時，由于 小于 100 噸的壓力機成產速率約為： 500 件 /h。所以壓力機的加工時間為 ： 20000 500=40h。 搖臂鉆床鉆孔公式為： 其中 K=1， D 取 40mm， 鋼板厚度為 25mm 時，每個孔的加工時間為： 3.05 分，裝卸時間為 25 分鐘，對于 數控機械閘式剪板機每臺的鉆孔時間為 60 分鐘。整個機加工車間 搖臂鉆床鉆的加工時間為： 680 小時； 15 折彎機的年工作時間為： 800 小時 。 2.4.4 確定設備與人員數量 確定 剪板機 所需的數量以及人員數量 ： 4500 3820=1.18 臺， 為滿足工作能力，需要 取 2 臺 剪板機。同樣，對于 壓力機： 40 3820=0.01，取 1 臺 ；對于 搖臂鉆床：680 3820=0.18，取 1 臺 ；對于 折彎機： 800 3820=0.21 臺，取 1 臺 。 根據設備工作時的人員密度確定人員數： 剪板機： 2 臺 2 人 /臺 =4 人，所以剪板機的工人共需要 6 人 ； 壓力機 ：單點壓力機工人密度為 1，所以共需 2 人，每班 1 人 ； 鉆床、折彎機每班各配 1 人，共需 4 人。 16 3.焊接 工作區(qū) 設計 3.1 生產綱領 本車間主要承擔來自機加車間的板材的裝配、焊接等工序，其生產綱領見表 3-1。 表 3-1 焊接車間生產綱領 序號 產品名稱 型號規(guī)格 外形尺寸 結構件重量(t) 生產綱領 臺數 總重量 一、剪板機類 1 數控機械閘式剪板機 Q11K-63050 380016002200mm 5.8 18 104.4 2 機械閘式剪板機 Q11-63050 380016002200mm 5.8 80 464 3 液壓閘式剪板機 Q11Y-68000 300020003800mm 18.5 1 18.5 4 液壓剪板機 Q12Y-328000 525030202300mm 29.6 1 29.6 二、折彎機類 1 液壓折彎機 WS67Y-60/3050 340014002400mm 4.7 90 423 三、生產線 1 數控棒料剪切線 S-QA42-250B 250018002500mm 14 5 70 2 棒料剪 Q42-1250 470037202500mm 28 1 28 四、協(xié)作件 1 結構件 2500 合計 3637.5 3.2 工作制度與年時基數 焊接車間為一班工作制，根據 機械工廠年時基數設計標準 JBT2-2000計算得： 1.設備年時基數 焊接 設備： 間斷性 生產，每周 5 天，每年 251 天，兩班 班生產，焊接設備 年時基數損失率為 3；即 焊接 設備設計年時基數為： 251 2 8(1-8%)=3700h/年 。 17 2.工人年時基數 二類工作環(huán)境，間斷性 生產，每周 5 天，每年 251 天，兩 班生產， 工人 年時基數損失率為 11；即 工人 設計年時基數為： 251 2 8(1-11%)=3580h/年 。 3.3 工藝設計原則 焊接時，為保證焊接質量，必須選擇合理的工藝參數，所選定的焊接工藝參數總稱為焊接工藝規(guī)范。例如，手工電弧焊的焊接工藝規(guī)范包括：焊接電流、焊條直徑、焊接速度、電弧長度（電壓）和多層焊焊接層數等，其中電弧長度和焊接速度一般由操作者在操作中視實際情況自行掌握，其他參數均在焊接前確定。 選擇原則：在保證獲得優(yōu)質焊 接接頭的前提下，優(yōu)先選擇常用的焊接方法，若生產批量較大，還需考慮有高的生產率和低廉的成本。 （ 1） 焊條直徑 選用 焊條直徑根據焊件的厚度和焊接位置來選擇。一般，厚焊件用粗焊條，薄焊件用細焊條。立焊、橫焊和仰焊的焊條應比平焊細。平焊對接時焊條直徑的選擇如表 4-3所示： 表 3-2 焊條直徑的選擇（ mm） 工件厚度 2 3 4 7 8 12 13 焊條直徑 1.6 2.0 2.5 3.2 3.2 4.0 4.0 5.0 4.0 5.8 （ 2） 焊接電流和焊接速度 確定焊接電流和焊接速度的一般原則是：在保證焊接質量 的前提下，盡量采用較大的焊接電流值，在保證焊透且焊縫成形良好的前提下盡可能快速施焊，以提高生產率。 焊接電流是影響焊接接頭質量和生產率的主要因素 。一般，細焊條選小電流，粗焊條選大電流。焊接低碳鋼時，焊接電流和焊條直徑的關系可由下列經驗公式確定： I=（ 30 60） d 式 中 I 為焊接電流（ A）， d 為焊條直徑（ mm）。焊接速度是指焊條沿焊縫長度方向單位時間移動的距離，它對焊接質量影響很大 。 3.3.1 工藝設計方案 焊接結構生產工藝過程可歸納如下： 焊縫邊緣清理 裝配 焊接 焊接變形矯正 焊后清理 檢驗 。 18 3.3.2 焊接 工作區(qū) 的工藝布置 焊接工作區(qū) 的工藝布置見下圖 3-1。在本工作區(qū)內共有兩道工序。第一個是焊接工序，第二個是時效處理工序。由于焊接工序需要較大的工作面積，因此，此工作區(qū)占據整個車間一半以上的面積。工件在焊接之后會送入拋丸清理設備進行拋丸處理。由于拋丸清理設備的高度超過車間設計的規(guī)定高，在權衡增加車間高度和將拋丸清理設備外移的難度和成本之后，我們選擇將拋丸清理設備從主車間外移，在車間右側新建一塊高度達 12m 的廠房，用以容納拋丸清理設備。本結構車間生產的結構件最重達到 29.6 噸，在往拋丸清理設備運送結 構件時，我們選擇用低壓電動平板車。平板車的有效載荷為 40t，能滿足我們車間的任務需求。時效處理結束的結構件經由平板車送至拋丸清理設備內進行拋丸處理，處理結束之后再由平板車運輸。由電動雙梁橋式起重機吊往下一道工序。 圖 3-1 焊接車間 工藝布置 圖 3.4 設備選擇計算 3.4.1 設備選型原則 （ 1）根據材料的焊接性選擇 一般說，低碳鋼和低合金結構鋼可采用各種焊接方法。高合金鋼、非鐵金屬及其 19 合金則宜采用能量集中，保護良好的焊接方法，如氬弧焊、電子束、等離子弧焊等。 （ 2）根據焊件結構特點選擇 焊縫較短且不規(guī)則時，采用 氣焊、焊條電弧焊等手工焊方法；焊縫較長且規(guī)則時，采用埋弧焊、氣體保護焊等機械化、自動化焊接方法；薄板結構采用電阻點焊、縫焊、氣焊 CO2 焊、氬弧焊和等離子弧焊等；厚板結構采用埋弧焊、電渣焊、電子束焊等。 （ 3）根據生產批量選擇 生產批量較小時，宜采用氣焊、焊條電弧焊（以減少投資）； 生產批量較大時，宜采用電阻焊、摩擦焊、埋弧焊和氣體保護焊等高效焊接方法。 3.4.2 設備的選擇方案 目前所提供的切割設備見表 3-3 表 3-3 主要設備說明 設備名稱 型號 二氧化碳半自動氣體保護焊機 NBC 手工電弧焊機 ZX7-200T 3.4.3 確定設備與人員數量 表 3-4 設備與人員數量 序號 產品名稱 型號規(guī)格 生產綱領 勞動量工時 臺數 總重量（ t） 氣體保護焊 手工焊 單臺/h 全年/h 單臺/h 全年 /h 一、剪板機類 1 數控機 械閘式剪板機 Q11K-63050 18 104.4 24 432 17 306 2 機械閘 式剪板機 Q11-63050 80 464 24 1920 17 1360 3 液壓閘 式剪板機 Q11Y-68000 1 18.5 26.56 26.56 20 20 4 液壓剪板機 Q12Y-328000 1 29.6 33 33 24 24 續(xù)表 20 二、折彎機類 2 液壓折彎機 WS67Y-60/3050 90 423 66.4 5976 32 2880 三、生產線 1 數控棒 料剪切線 S-QA42-250B 5 70 38.5 192.5 117 585 2 棒料剪 Q42-1250 1 28 38.5 38.5 117 117 四、協(xié)作件 1 結構件 500 2500 33 16500 24 12000 合計 3637.5 25118.5 17292 計算設備數 25118.5 3700=6.79 采用設備數 17 負荷率 40% 計算生產工人 17 2=34 采用生產工人 34 17292 3700=4.7 7 66.8% 7 7 21 三節(jié)能與能耗 本車 間采用拋丸清理設備代替噴砂設備。工件的拋丸除銹在拋丸室內進行，室體上兩個面安裝 12 臺 拋丸器，高速旋轉的葉輪將鋼丸拋至工件表面上，利用鋼丸的沖擊、刮削、將鋼材表 面的氧化皮及污物除去 ,拋丸器的拋射角度可以調整。經過拋丸除繡后的工件，通過輸送進入噴丸清理室內，利用噴丸將工件復雜部位補噴，以達到質量要求，并且用壓縮空氣將工件表面的砂粒、氧化皮、粉塵吹清，達到要求的工件表面清潔度。拋丸清理設備與噴砂設備相比，動力消耗更小，更為經濟。 四環(huán)境保護 （ 1）廢水處理 拋丸清洗機產生的廢水經排水溝流至車間外部的蓄水池， 再泵壓到污水處理站進行處理。 （ 2）廢氣治理 廢氣主要是焊接車間產生的，焊接廢氣包括焊接煙塵和焊接煙氣。焊接過程中產生的主要有害氣體有：氮氧化物、一氧化碳和氟化氫。本項目車間較寬暢，可以加強車間通風，使車間內焊接廢氣的濃度能達到 GBZ2-2002 工作場限值要求。 22 五勞動安全衛(wèi)生 車間生產勞動過程中需要進行保護，就是要把人體同生產中的危險因素和有毒因素隔離開來，創(chuàng)造安全、衛(wèi)生和舒適的勞動環(huán)境，以保證安全生產。本節(jié)講述對有害因素的防護內容。 1.通風防護措施 電氣焊接過程中 只要采取完善的防護措施，就能保證電氣焊工只會吸人微量的煙塵和有毒氣體。通過人體的解毒作用和排泄作用，就能把毒害減到最少程度，從而避免發(fā)生焊接煙塵和有毒氣體中毒現(xiàn)象。 在專門的焊接車間或焊接量大、焊機集中的工作地點，應采用全面機械通風，可集中安裝數臺軸流式風機向外排風，使車間內經常更換新鮮空氣。 2.噪聲控制 機加車間應避免剪切或沖裁時產生強烈振動和噪聲。采用壓力較大的壓力機時，使沖裁力不超過設備公稱壓力的 2/3，同時采用減振基礎吸收振動。對于噪聲較大的車間也可采用吸音墻或隔音板吸收噪 聲并防止向周圍傳。 3.個人防護措施 當作業(yè)環(huán)境良好時，如果忽視個人防護，人體仍有受害危險，當在密閉容器內作業(yè)時危害更大。因此，加強個人的防護措施至關重要。一般個人防護措施除穿戴好工作服、鞋、帽、手套、眼鏡、口罩、面罩等防護用品外，必要時可采用送風盔式面罩。 （ 1）預防煙塵和有毒氣體 當在容器內焊接，特別是采用氬弧焊、二氧化碳氣體保護焊時，除加強通風外，還應戴好通風帽。使用時用經過處理的壓縮空氣供氣，切不可用氧氣，以免發(fā)生燃燒事故。 （ 2）預防電弧輻射及灼傷 工作時必須穿好工作服（以白色工作服最佳），戴好工作帽、手套、腳蓋和面罩。在輻射強烈的作業(yè)場合如氬弧焊時，應穿耐酸的工作服，并戴好通風帽。在高溫條件下應穿石棉工作服。工作地點周圍應盡可能放置屏蔽板，以免弧光傷害別人。絕對不允許卷起袖口，穿短袖衣以及敞開衣服等進行電焊工作，防止電焊飛濺物灼傷皮膚。為防止操作開關和閘刀時發(fā)生電弧灼傷，合閘時應將焊鉗掛起來或放在絕緣板上，拉閘時必須先停止焊接工作。為了預防電光性眼炎，電焊工應使用符合勞動保護要求的面罩。面罩上的電焊護目鏡片，應根據焊接電流的強度來選擇，用合乎作業(yè)條件 的遮光鏡片。 （ 3）對噪聲的防護 長時間處于噪聲環(huán)境下工作的人員應戴上護耳器，以減小噪聲對人的危害程度。 23 4.防火防爆 作業(yè)現(xiàn)場要加強安全檢查，焊工進入工作現(xiàn)場后，首先必須檢查操作現(xiàn)場和作業(yè)點下方 10m以內不得存有易燃易爆物和雜物。焊接作業(yè)區(qū)內所有電氣設備以及車間內兩臺梁式起重機均采用防爆型，并在車間內設置消防滅火器具。焊接操作使用的電器設備不得有漏電現(xiàn)象 ,氣瓶及氣焊設備不得有漏氣現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)有漏電 ,漏氣 ,產生火花 ,聞到焦糊味等非正?，F(xiàn)象 ,應立即停止操作 ,關掉電源 ,氣源 ,進行檢 查 ,排除隱患。電焊工在施焊過程中更換焊條時，嚴禁亂扔焊條頭，以免灼傷別人和引起火災事故發(fā)生。下料車間與焊接車間采用防火墻隔開，進出車間的兩個物流大門采用防火卷簾門。 24 六 廠房布局簡介 廠房布局圖如圖 4-1 所示： 圖 4-1 廠房布局圖 廠房內各不同車間的功能及規(guī)劃說明在本文之前的章節(jié)中均已詳細交代，廠房（除去拋丸清理車間）總計長 84.8m，寬 30.82m。車間總面積為 2829.5m2。車間內共布置橋式起重機三臺，車間內走道寬 3.00m。由于拋丸清理設備的高度高過起重機的梁高，如將其置于廠房內則需要整體 加高，成本過大，故而本文選擇將其另置空間，由電動平板車將所需處理的加工件運入處理。 25 參考文獻 1 鑄造車間和工廠設計手冊編委會編 .鑄造車間和工廠設計手冊 K .北京：機械工業(yè)出版社， 1995. 2 楊波爾斯基 ，機械制造工廠和車間設計手冊 K .北京：機械工業(yè)出版社， 1982. 3 陳柏金，黃樹槐，熊曉紅 . 舊式水壓機 CNC 改造 . 鍛壓技術， 2008， 33（ 1）：106-108. 4 王仲仁，皇甫驊，辛宗仁等 . 鍛造 . 鍛壓手冊 M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2002. 26 附錄 1.設備明細表： 設備名稱 型號 規(guī)格 數量 電力（ Kw) 價格（元） 每臺 合計 單價 總價 一、下料設備 數控火焰切割機 CNC-4A 1 1 1 120000 120000 半自動氣割機 CG1-30 1 0.024 0.024 780 780 仿形氣割機 CG2-150 1 0.024 0.024 2700 2700 數控氣割機 CNCGDHG 1 3 3 150000 150000 小計 4.048 273480 二、沖壓、機加設備 剪板機 Q11 6.3 2000 1 7.5 7.5 36000 36000 剪板機 Q11 20 2500 1 30 30 210000 210000 液壓機 YQ32-400T 400t 1 15 15 188000 188000 卷板機 W11 12 2000 1 11 11 56000 56000 機械壓力機 J21-100t 100t 1 7.5 7.5 78000 78000 機械壓力機 J21-40t 40t 1 5.5 5.5 24000 24000 摩擦壓力機 J21-80t 80t 1 7.5 7.5 60000 60000 摩擦壓力機 J53-100T 100t 1 7.5 7.5 80000 80000 折彎機