第1章-生產(chǎn)過程基本概念概要.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)從此開始 18世紀(jì)中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時(shí)代開始 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（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，以及市場競爭的加劇和市場需求多樣性的趨勢，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)械制造過程中將原材料或半成品轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的方法和過程。,3. 機(jī)械制造工藝學(xué) 對上述方法和過程的分析、科學(xué)研究和探索 對前人機(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) 對船舶機(jī)械制造工藝進(jìn)行分析及研究的科學(xué)。,2. 評價(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、過程、工藝過程、機(jī)械加工工藝過程的組成，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。,機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程 原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品（機(jī)器）的全過程（相關(guān)作業(yè)總和）。,1.2 生產(chǎn)過程,寶馬740Li （2013款）,汽車的生產(chǎn)過程,2020/7/7,14,1. 生產(chǎn)過程 1）定義: 從原料或半成品轉(zhuǎn)變成為成品的多種勞動(dòng)過程。包括范圍: (1)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備

7、過程。Technical preparation of production(資料、設(shè)計(jì)、研究、工裝設(shè)計(jì)等)； (2)毛坯制造過程。鍛造、鑄造、沖壓或采用型材等；(forging, casting, punching, section bar) (3)加工過程。機(jī)加工、焊接、熱處理； (processing, welding, heat treatment ) (4)產(chǎn)品裝配過程(fitting process)。組裝、部裝、總裝、檢驗(yàn)與試車( test )； (5)輔助勞動(dòng)過程（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，社會生產(chǎn)的基層單位工廠根據(jù)市場，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、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)過存儲、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 加工工藝過程及其組成,1. 工藝過程 (technology process) 1) 定義:在生產(chǎn)過程中，按一定順序逐步改變生產(chǎn)對象的形狀(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程。 2) 工藝過程劃分 鑄造、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、裝配等工藝過程。,2020/7/7,22,2. 機(jī)械加工工藝過程( 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，在一臺機(jī)床(或其它設(shè)備及工作地)上，對一個(gè)(或同時(shí)對幾個(gè))工件所連續(xù)完成的那部分過程，為機(jī)械加工工藝過程基本單元。,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)位置上相對刀具所完成的那部分加工過程。,2020/7/7,31,螺母加工（工位） 刀具不動(dòng)，棒料與轉(zhuǎn)盤一起旋轉(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段各級外圓和臺肩面E、F。 安裝(1) 粗車B、C段外圓，臺肩面F （工件用前后頂尖定位，卡盤夾

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) 車削臺肩面F（幾次走刀） 安裝(2) 粗車A段外圓及臺肩面E （工件用前后頂尖定位，卡盤夾緊C段毛坯外圓）。 工步(1) 車削A段外圓（幾次走刀）。 工步(2) 車削臺肩面E（幾次走刀）。 工序4 在另一車床上精車A、B、C段各級外圓和臺肩面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:,市場需求及趨勢 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