Состав производственных отделений и участков цехов определяется характером изготовляемых изделий, технологическим процессом, объемом, организацией производства.

В поточно-массовом производстве цех называется по наименованию выпускаемого узла или агрегата. Участок разбивается на станочные линии по наименованию деталей. В серийном производстве механический цех разбивается на участки (или пролеты) по размерам деталей (участок крупных деталей, участок мелких деталей, участок средних деталей) или по характеру и типу деталей (участок валов, участок зубчатых колес и т.д.)

Пролетом называется часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн. Металлорежущие станки участков и линий механического цеха располагают в цехе одним из двух способов: по типам оборудования; в порядке технологических операций.

По типам оборудования – этот способ характерен для единичного, мелкосерийного и отдельных деталей серийного производства. Создаются участки станков: токарных, фрезерных, шлифовальных. При размещении станков необходимо стремиться к достижению прямоточности производства и к наилучшему использованию подкрановых площадей. Мелкие станки располагают на площадях, не обслуживаемых кранами.

По порядку технологических операций – этот способ характерен для цехов серийного и массового производства. Станки располагаются в соответствии с технологическими операциями для обработки одноименных или нескольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций. В мелкосерийном и среднесерийном производстве каждая группа станков выполняет обработку нескольких деталей, имеющих аналогичный порядок операций, т.к. загрузить полностью все станки линии одной деталью не всегда возможно.

При комплектовании поточных линий жела­тельно добиться прямолинейного расположения оборудования (рис. 6.2, а), если позволяют производственные площади и тип выбранных (разработанных) транспортных средств.

При от­сутствии достаточных площадей нередко являются целесообраз­ными компоновки с г- и п-образными, зигзагообразными (рис. 6.2, в) или кольцеобразными (рис. 6.2, г) внешними кон­турами.

Двухрядное (рис. 6.2, д) или в шахматном порядке (рис.  6.2, б) расположение оборудования у транспортного средства позво­ляет более рационально использовать производственную пло­щадь цеха и экономить средства за счет использования транс­портных средств меньшей длины.

При детальном проектировании станочная площадь (производственная) определяется на основании планировки путем разработки плана расположения всего оборудования, рабочих мест, конвейерных и др. устройств, мест складирования заготовок, проездов и пр.

Уточняется принятые значения ширины длины и число пролетов.

Ширина пролетов (L)  – расстояние между осями колонн в поперечном направлении пролета. Зависит от габаритных размеров оборудования и средств транспорта: ширина  18 м (для легкого машиностроения); 18 и 24 м (для среднего машиностроения); 24, 30 и 36 м (для тяжелого машиностроения). Ширина всех пролетов механического цеха принимается одинаковой.

Шаг колонн (l) – расстояние между осями колонн в продольном направлении. Зависит от рода применяемого материала для зданий, его конструкции и нагрузок. Принимается равной 6; 9 и иногда 12 м. Расстояние между осями колонн в поперечном и продольном направлении образует сетку колонн (L*l). В механических цехах более часто применяются сетки: 18´6, 24 ´6, 18´12, 24 ´ 12 (рисунок 6.3).  В тяжелом машиностроении 30 ´ 6; 36´6.

Длина пролета определяется суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и др. участков цеха. Длина пролетов должна быть кратна размеру шага колонн и одинаковой для всех пролетов.

Высота пролетов 6 – 8,4 м в бескрановых пролетах и 10,8 – 19,8 в крановых.

Определение площади цеха

Площадь цеха подразделяется на производственную, вспомогательную, магистральные и пожарные проезды.

Производственная площадь – это площадь, отведенная под производственное оборудование, включая места для рабочих, хранение заготовок и деталей, рабочие места для слесарных операций, технического контроля, средств наземного межоперационного транспорта, проходы и проезды между оборудованием и рабочими местами внутри производственных отделений и участков. Размеры производственной площади определяют перемножением принятого числа оборудования на укрупненные показатели средней удельной площади, приходящейся на один станок или верстак.

Показателем, характеризующим использование площади механического цеха, является удельная площадь, т.е. площадь, приходящаяся на один станок:

S уд = общая площадь цеха/ общее число станков

По этому показателю судят об использовании производственной площади цеха: S_уд для малых станков 10 – 12 м²; средних станков – 15 – 25 м²; крупных станков – 25 – 70 м²; особо крупных – 70 – 200 м². Очень плотное размещение станков (S_уд мало) создает нерациональные условия для работы (затрудняет движения рабочего, уменьшает безопасность, ухудшает освещенность); в результате снижается производительность труда. Обратное положение ведет за собой увеличение затрат на 1 станок.

Размеры вспомогательной площади определяют, исходя из норм для расчета площадей вспомогательных служб (таблица 6.6).

Потребное количество станков заточного отделения составляет 4-6% от количества основных станков.

Потребное количество станков заготовительного отделения определяется на основе трудоемкости выполнения заготовительных операций, укрупнено может составлять 6-8% от основных станков.

Потребное количество станков ремонтной базы (РБ) определяется в зависимости от количества оборудования в механическом цехе: до 150 станков (2-4 станка в РБ), 200 станков (3-5 станков РБ), 300 (4-6 станков РБ), 400 станков (5-7 станков РБ), 500 станков (6-8 РБ).

Общая компоновка цеха.

Компоновка цеха — взаимное расположение площадей производственных участков, вспомогательных отделений, магистрального проезда и служебно-бытовых помещений на площади цеха. Планировка цеха — взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования на площади цеха.

Таблица 6.6

Расчет площадей вспомогательных отделений

На компоновке цеха показывают площадь всех производственных и вспомогательных отделений, магистральные проезды и проходы (рисунок 6.4). В начале цеха располагается Центральный склад материалов и заготовок (ЦСМЗ).

Вдоль склада выстраивается магистральный проезд шириной 4 и более метров. Далее располагается станочный отдел цеха. Вслед за станочным отделом располагается еще один магистральный проезд. Далее смежно располагаются контрольный отдел и склад готовой продукции. Остальные отделения располагаются в стороне от основного потока.

Заточное отделение следует располагать смежно с инструментально-раздаточной кладовой.