第1章-生產(chǎn)過(guò)程基本概念概要.ppt

1、1,船舶機(jī)械制造工藝學(xué),第1章 生產(chǎn)過(guò)程基本概念,丁彰雄 武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院2016.3,2,第一篇 船機(jī)制造工藝學(xué)基礎(chǔ)Marine Mechanical Manufacturing Technology,一、機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位、任務(wù)和作用 【支柱產(chǎn)業(yè)】【 提供技術(shù)裝備】【促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展】,第1章 生產(chǎn)過(guò)程基本概念,1.1 概 論,二、機(jī)械工業(yè)的制造方法,1. 傳統(tǒng)的制造方法 熱加工：鑄造、塑性加工、焊接、熱處理、表面改性等 冷加工：切削加工、特種加工等。,2. 現(xiàn)代制造技術(shù),以機(jī)械為主體，交叉融合了光、電、聲、信息、材料、管理等學(xué)科的綜合體，并與社會(huì)科學(xué)、文化、藝術(shù)等關(guān)系密

2、切。,三、機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,17世紀(jì)60年代，瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，標(biāo)志第一次工業(yè)革命興起，工業(yè)化大生產(chǎn)從此開(kāi)始 18世紀(jì)中，麥克斯韋爾建立電磁場(chǎng)理論，電氣化時(shí)代開(kāi)始 20世紀(jì)初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)志自動(dòng)化時(shí)代到來(lái)（以大量生產(chǎn)為特征Mass Production） 二戰(zhàn)后，計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)，信息技術(shù)及軟科學(xué)的發(fā)展，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和市場(chǎng)需求多樣性的趨勢(shì)，使中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化成為可能，并產(chǎn)生了綜合自動(dòng)化和許多新的制造哲理與生產(chǎn)模式。 進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)向自動(dòng)化、柔性化、集成化、智能化、精密化和清潔化的方向發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)+的應(yīng)用。,四、機(jī)械制造工藝學(xué)和船舶機(jī)械制造工藝學(xué),1. 機(jī)械

3、制造工藝 機(jī)械制造過(guò)程中將原材料或半成品轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的方法和過(guò)程。,3. 機(jī)械制造工藝學(xué) 對(duì)上述方法和過(guò)程的分析、科學(xué)研究和探索 對(duì)前人機(jī)械制造成果和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和提煉。 4. 船舶機(jī)械制造工藝學(xué) 對(duì)船舶機(jī)械制造工藝進(jìn)行分析及研究的科學(xué)。,2. 評(píng)價(jià)工藝優(yōu)劣的指標(biāo)： 質(zhì)量要求、生產(chǎn)效率、制造成本。,7,How to manufacture?,diesel,piston,8,五、教學(xué)內(nèi)容 船舶機(jī)械制造工藝學(xué) 教學(xué)：48 h；實(shí)驗(yàn)：4 h 1) 第1章：生產(chǎn)過(guò)程基本概念 2學(xué)時(shí) 2) 第2章：機(jī)械加工精度 8學(xué)時(shí) 3) 第3章：機(jī)械加工表面質(zhì)量 6學(xué)時(shí) 4) 第4章：機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂 6學(xué)時(shí) 5

4、) 第5章 先進(jìn)制造技術(shù) 4學(xué)時(shí) 6) 第6章 機(jī)床夾具 6學(xué)時(shí) 7) 第7章：機(jī)座制造 2學(xué)時(shí) 8) 第8章：曲軸制造 2學(xué)時(shí) 9) 第10章 連桿制造 2學(xué)時(shí) 10) 第13章：船舶柴油機(jī)的裝配 6學(xué)時(shí),六、本課程特點(diǎn),1. 以船舶機(jī)械制造工藝為講授對(duì)象，以船舶柴油機(jī)制造工藝為重點(diǎn)，具有明顯的船舶行業(yè)特點(diǎn)； 2. 以大中型柴油機(jī)為例，重點(diǎn)介紹船用主機(jī)裝配特點(diǎn)和裝配工藝過(guò)程； 將船舶機(jī)械制造與裝配融為一體。既介紹機(jī)械加工原理、船舶柴油機(jī)典型零件制造，又介紹典型零件的部裝以及整機(jī)總裝，具有系統(tǒng)性、專業(yè)特色突出； 綜合性很強(qiáng)，實(shí)踐性很強(qiáng)，工程性很強(qiáng)。 5. 介紹綠色制造工藝與技術(shù)。,正確理解生產(chǎn)

5、過(guò)程、工藝過(guò)程、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成，生產(chǎn)類型的概念與特點(diǎn)。 掌握機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量的基本概念、影響因素、加工誤差分析，以及加工質(zhì)量對(duì)零件的裝配、使用性能的影響及其控制方法。 能結(jié)合具體零件制訂其加工工藝規(guī)程，其中定位基推選擇、加工余量確定、工序路線擬定、工序尺寸及公差確定以及工藝尺寸鏈的計(jì)算。 能較全面地了解加工中所使用的工藝設(shè)備和各類機(jī)床夾具，并牢固掌握各種夾具的設(shè)計(jì)、定位誤差分析、夾緊力確定，并熟悉典型夾具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)。 能系統(tǒng)地掌握船舶柴油機(jī)主要零件，如機(jī)座、曲軸等的材料、毛坯及技術(shù)要求、加工工藝特點(diǎn)、加工方法及工藝裝備、表面處理及成品檢驗(yàn)方法。 掌握裝配工藝基礎(chǔ)、筒形活塞柴油機(jī)的

6、裝配工藝過(guò)程以及了解大型低速柴油機(jī)的裝配特點(diǎn)。 了解現(xiàn)代機(jī)械制造的先進(jìn)技術(shù)與發(fā)展動(dòng)向。,七、本課程的基本要求,六、本課程的學(xué)習(xí)方法,注意掌握基本理論，如工件定位、加工精度、表面質(zhì)量等。 注意學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的基本方法，如工藝尺寸鏈解算、工藝規(guī)程制定、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法等。 理論密切聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合作業(yè)、實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)不斷積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加深理論認(rèn)識(shí)。,機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程 原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品（機(jī)器）的全過(guò)程（相關(guān)作業(yè)總和）。,1.2 生產(chǎn)過(guò)程,寶馬740Li （2013款）,汽車的生產(chǎn)過(guò)程,2020/7/7,14,1. 生產(chǎn)過(guò)程 1）定義: 從原料或半成品轉(zhuǎn)變成為成品的多種勞動(dòng)過(guò)程。包括范圍: (1)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備

7、過(guò)程。Technical preparation of production(資料、設(shè)計(jì)、研究、工裝設(shè)計(jì)等)； (2)毛坯制造過(guò)程。鍛造、鑄造、沖壓或采用型材等；(forging, casting, punching, section bar) (3)加工過(guò)程。機(jī)加工、焊接、熱處理； (processing, welding, heat treatment ) (4)產(chǎn)品裝配過(guò)程(fitting process)。組裝、部裝、總裝、檢驗(yàn)與試車( test )； (5)輔助勞動(dòng)過(guò)程（nonproductive labor）。工具供應(yīng)、設(shè)備維修、包裝、保管發(fā)送等。,2020/7/7,15,Engi

8、ne, piston, crankshaft,現(xiàn)代很多企業(yè)采用專業(yè)化生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)效率高、質(zhì)量好、成本低、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、產(chǎn)品系列化(standardization, universalization, seriation)。,2020/7/7,16,2.生產(chǎn)系統(tǒng)( production system ) 系統(tǒng): 任何事物都是由數(shù)個(gè)相互作用和相互依賴的部分組成，并具有特定功能的有機(jī)整體。 1)生產(chǎn)系統(tǒng) 從系統(tǒng)觀點(diǎn)看，社會(huì)生產(chǎn)的基層單位工廠根據(jù)市場(chǎng)，自身?xiàng)l件，制定自己的生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、裝配等，最后輸出產(chǎn)品，所有這些生產(chǎn)活動(dòng)的總和就是一個(gè)具有輸入與輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。,2020/7/7,1

9、7,生產(chǎn)系統(tǒng)具有3大部分:廠部決策、計(jì)劃管理、生產(chǎn)技術(shù)（生產(chǎn)制造）。,2020/7/7,18,2）機(jī)械制造系統(tǒng)（mechanical manufacturing system） 該系統(tǒng)是生產(chǎn)系統(tǒng)中的主要部分之一，一般由物質(zhì)子系統(tǒng)、信息子系統(tǒng)與能量子系統(tǒng)等組成。,2020/7/7,19,物質(zhì)子系統(tǒng)（matter subsystem） 負(fù)責(zé)物料存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、檢驗(yàn)的多元件的總稱。毛坯、刀具、夾具、量具以及其它輔助原材料輸入，經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工等環(huán)節(jié)成品。 信息子系統(tǒng)(information subsystem) 進(jìn)行信息存儲(chǔ)處理和交換的有關(guān)軟硬件資源。信息子系統(tǒng)包括加工任務(wù)、順序、方法及物流要

10、求確定的計(jì)劃、調(diào)度、管理指令等屬于信息范圍，形成信息流。 能量子系統(tǒng)(energy subsystem) 進(jìn)行能量傳遞、轉(zhuǎn)換的有關(guān)元件為能量系統(tǒng)，如發(fā)電機(jī)、電機(jī)、電站鍋爐等。,20,2020/7/7,21,1.3 加工工藝過(guò)程及其組成,1. 工藝過(guò)程 (technology process) 1) 定義:在生產(chǎn)過(guò)程中，按一定順序逐步改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀(鑄造、鍛造等)、尺寸(機(jī)加工)、位置(裝配)和性質(zhì)(熱處理及表面處理)，使其成為成品或半成品的這部分主要過(guò)程。 2) 工藝過(guò)程劃分 鑄造、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、裝配等工藝過(guò)程。,2020/7/7,22,2. 機(jī)械加工工藝過(guò)程( mechanic

11、al process ) 1) 定義 采用切削加工(cutting processing)的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為產(chǎn)品零件的過(guò)程。 2) 組成 工序、安裝、工位、 工步、走刀等。,2020/7/7,23,24,（1）工序 (Working Procedure) 指由一個(gè)(或一組)工人，在一臺(tái)機(jī)床(或其它設(shè)備及工作地)上，對(duì)一個(gè)(或同時(shí)對(duì)幾個(gè))工件所連續(xù)完成的那部分過(guò)程，為機(jī)械加工工藝過(guò)程基本單元。,2020/7/7,25,例: 墊塊上鉆孔 毛坯銑(1)鉆孔(2) ; (1)(2)兩道工序,2020/7/7,28,(2) 安裝 指在同一工序中，工件在機(jī)床或夾具中經(jīng)一次

12、裝夾后所完成的那部分加工過(guò)程。 例:車某光軸兩端面(兩次裝夾在同一工序中) 車A面(1)車B面(2),2020/7/7,29,FOR AN EXAMPLE,工序1安裝1：車端面B，車外圓安裝2：車端面A，車外圓（車床）工序2安裝1：鉆中心孔(鉆床),2020/7/7,30,（3）工位：加工中采用轉(zhuǎn)位（或移位夾具）回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在多軸機(jī)床上加工時(shí)，工件在機(jī)床上一次裝夾后，要經(jīng)過(guò)若干個(gè)位置依次進(jìn)行加工，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置上相對(duì)刀具所完成的那部分加工過(guò)程。,2020/7/7,31,螺母加工（工位） 刀具不動(dòng)，棒料與轉(zhuǎn)盤(pán)一起旋轉(zhuǎn)。,（4）工步加工表面、刀具、切削用量不變的情況下完成的工位內(nèi)容

13、。 切削用量：切削速度、切削進(jìn)給量及切削深度（吃刀量）。,臥式車床(美國(guó)哈挺機(jī)床 ) 主要參數(shù)：床身最大旋徑： 457 mm；最大加工直徑： 284 mm,2020/7/7,33,幾個(gè)加工表面完全相同，所用刀具與切削用量不變，工藝規(guī)程上也可看作一個(gè)“工步”,復(fù)合工步為提高生產(chǎn)效率用多把調(diào)整好的刀具同時(shí)加工多個(gè)表面,（5）走刀切削刀具在加工表面切削一次所完成的工步內(nèi)容。,根據(jù)被切除的金屬厚度不同，一個(gè)工步可以包括一次或數(shù)次走刀。,2020/7/7,36,例:,機(jī)械加工工藝過(guò)程組成小結(jié),n、 m、 p、 k、 q均為除零以外的自然數(shù),2020/7/7,38,例:加工一階梯軸(單件小批量)，若軸的各

14、處直徑與粗糙度要求不同，其加工安排。 工序1 :車一端面，打中心孔(一次安裝;2個(gè)工步)，調(diào)頭車另一端,打中心孔(一次安裝;2個(gè)工步)。 工序2: 車大外圓及倒角(一次安裝;2個(gè)工步)，調(diào)頭車小外圓及倒角(一次安裝; 2個(gè)工步)。 工序3: 銑鍵槽,去毛刺(一次安裝;2個(gè)工步),2020/7/7,39,例:制定下圖所示軸件在成批生產(chǎn)時(shí)的機(jī)械加工工藝過(guò)程。,2020/7/7,40,工序1 在雙面銑床上銑兩端面。 工序2 在中心孔鉆床上打兩端的項(xiàng)尖孔（在一次安裝中完成）。 工序3 在車床上粗車A、B、C段各級(jí)外圓和臺(tái)肩面E、F。 安裝(1) 粗車B、C段外圓，臺(tái)肩面F （工件用前后頂尖定位，卡盤(pán)夾

15、緊A段毛坯外圓）。 工步(1) 車削B段外圓（幾次走刀）。 工步(2) 車削C段外圓（幾次走刀）。 工步(3) 車削臺(tái)肩面F（幾次走刀） 安裝(2) 粗車A段外圓及臺(tái)肩面E （工件用前后頂尖定位，卡盤(pán)夾緊C段毛坯外圓）。 工步(1) 車削A段外圓（幾次走刀）。 工步(2) 車削臺(tái)肩面E（幾次走刀）。 工序4 在另一車床上精車A、B、C段各級(jí)外圓和臺(tái)肩面E、F。其安裝及工步同粗加工。 工序5 在銑床上銑H、J鍵槽（工件在一次安裝中，采用分度頭旋轉(zhuǎn)180來(lái)加工第二個(gè)鍵槽。 工位(1) 銑鍵槽H（幾次走刀。 工位(2) 銑鍵榴J（幾次走刀)。,2020/7/7,41,1.4 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型,1.

16、 生產(chǎn)綱領(lǐng)(production programme) 定義: 年生產(chǎn)量。是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。 某零件的每年生產(chǎn)綱領(lǐng)應(yīng)包括備品和廢品(spare, waster)在內(nèi)的年生產(chǎn)量。 N=Qn(1+%)(1+%) 備品； Q 產(chǎn)品數(shù)量；n 零件數(shù)； 廢品。,2.生產(chǎn)批量一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品或零件數(shù)量,企業(yè)確定生產(chǎn)批量應(yīng)主要考慮幾個(gè)因素：,按企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度劃分:,市場(chǎng)需求及趨勢(shì) 生產(chǎn)組織安排的方便性 產(chǎn)品制造的工作量 生產(chǎn)資金的投入 制造的生產(chǎn)率和成本,單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、大批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。,2020/7/7,43,3. 生產(chǎn)類型 定義:是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品品種的多少，可分為單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。 1）單件生產(chǎn)(piece production) 生產(chǎn)的品種繁多，每種產(chǎn)品僅制造一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)，且很少再重復(fù)生產(chǎn)。 2）成批生產(chǎn)(lot production) 生產(chǎn)品種較多，每種產(chǎn)品均有一定數(shù)量，多種產(chǎn)品分期分批輪番進(jìn)行生產(chǎn)。同一產(chǎn)品（或零件）每批投入生產(chǎn)的數(shù)量為批量。根