2022年2022年超聲波清洗機設(shè)計及制造

1、精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載目錄引言3第一章超聲波清洗機原理與結(jié)構(gòu).4第一節(jié)超聲波清洗的原理和特點4其次節(jié)超聲波清洗機的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)定.5其次章超聲波發(fā)生器設(shè)計6第一節(jié)超聲波發(fā)生器的挑選.6其次節(jié)超聲波振蕩器設(shè)計.7第三節(jié)超聲波放大器設(shè)計8第四節(jié)高頻驅(qū)動和匹配電路.10第三章超聲波換能器計.11第一節(jié)換能器的挑選.11其次節(jié)換能器設(shè)計運算（此處刪除500 字）.12第四章清洗槽計16參考獻.17附錄一：工藝規(guī)程制訂與并行工程附錄二： process planning and concurrent engineering1精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載超聲波清洗機摘要： 超

2、聲波清洗始于20世紀 50歲月初,隨著技術(shù)的進步應(yīng)用日益擴大；目前已廣泛地用于電子電器工業(yè).清洗半導(dǎo)體器件.電子管零件.印刷電路.繼電器.開關(guān)和濾 波器等；機械工業(yè)中用于清洗齒輪.軸承.油泵油嘴偶件.燃油過濾器.閥門及其他 機械零件,大如發(fā)動機及導(dǎo)彈部件,小如手表零件；再如光學(xué)和醫(yī)療器械方面用于清 洗各種透鏡.眼鏡及框.醫(yī)用玻璃器皿.針管和手術(shù)器具等；此次設(shè)計的超聲波清洗 機主要應(yīng)用于家庭中廚具和一些難洗的生活用具；該產(chǎn)品為一種機電產(chǎn)品,通過壓電 陶瓷材料做成的超聲波換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變成機械振動,在液體中產(chǎn)生超聲波 振動進行清洗；利用超聲波可以穿透固體物質(zhì)而使整個清洗介質(zhì)振動并產(chǎn)生空化氣

3、泡,該清洗方式對任何生活用具不存在清洗不到的死角,且清洗潔凈度特別高；這種新一代時尚家電,能夠使人們從繁瑣的家務(wù)勞動中解脫出來；關(guān)鍵詞： 超聲波；清洗機；換能器2精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載ultrasonic washerabstract:ultrasonic cleaning began in the early 1950s、 with the development of technology application widening. currently has been widely used in electronic industry、 semiconducto

4、r device、 cleaning tube parts and printing circuit、 relays、 switches and filter; etc. mechanical industry for the cleaning gears、 bearings、 diesel oil、 fuel filter、 valves and other mechanical parts、 such as engine and missile components、 such as watch of small parts、 again、 such as optical and medi

5、cal equipment used for washing various aspects lens、 glasses and frame、 glassware、 medical and surgical instruments、 etc.; adjusted the design of ultrasonic cleaning machine is mainly used in the family of kitchen utensils and appliances and some difficult life washing. this product is a kind of mec

6、hanical and electrical products、 through the piezoelectric materials made of ultrasonic transducer will exceed audio electrical oscillation into mechanical vibration、 ultrasonic vibration in liquid incleaning. using ultrasonic can penetrate solid material and make the cleaning medium vibration and p

7、roduce cavitation bubbles、 the cleaning method for any life appliance does not exist in a corner、 and not cleaned clean cleanliness is very high. this new generation of fashionable home appliance、 can make people from the housework.keywords : ultrasonic、 cleaner、 transducer3精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載引言

8、超聲波為一種超過人類聽力頻率范疇的聲波,具有頻率高.方向性準.穿透能力強等特點,廣泛應(yīng)用于清洗.距離測量.醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域；超聲清洗始于2o世紀5o歲月初,開頭主要用于電子.光學(xué)和醫(yī)藥等領(lǐng)域,作為一項有用性很強的技術(shù),其應(yīng)用場所廣泛,涉及到大的機械零部件,小半導(dǎo)體器件的清洗等,常常稱作“無刷清洗”；超聲波清洗的主要特點為速度快.成效好.簡潔實現(xiàn)工業(yè)掌握等針對復(fù)雜工件表面,如空穴.凹凸處,一般清洗方法很難實現(xiàn),而采納超聲波就可以獲得很好的成效；隨著聲化學(xué)的顯現(xiàn)與應(yīng)用,再協(xié)作使用適當?shù)娜芤?調(diào)劑清洗液酸堿度等,清洗成效更好4精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載第一章超聲波清洗機原理與結(jié)構(gòu)1.1

9、 超 聲波 清洗 的 原 理和 特 點圖1為超聲波清洗的原理圖,換能器將超聲頻電能轉(zhuǎn)換成機械振動并通過清洗槽 壁向盛在槽中的清洗液輻射超聲波；存在于液體中的微氣泡 稱為空化核 在聲波的作用下振動,當聲壓或聲強達到肯定值時,氣泡快速增長,然后突然閉合；在氣泡閉合時,產(chǎn)生沖擊波,在氣泡四周產(chǎn)生10 一10 pa 的壓力及局部高溫,這種物理現(xiàn)象稱為超聲空化；空化所產(chǎn)生的龐大壓力能破壞不溶性污物而使它們分散于溶液中；蒸汽型空化對污垢層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會引起污物層的疲憊破壞而脫離；氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗,污層一旦有縫可鉆,氣泡仍能“鉆入”裂縫作振動

10、,使污垢脫落；由于空化作用,兩種液體在界面快速分散而乳化,當固體粒子被油污裹著而附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子自行脫落；超聲在清洗液中傳播時會產(chǎn)生正負交變的聲壓,沖擊清洗件,同時由于非線形效應(yīng)會產(chǎn)生聲流和微聲流,而超聲空化在固體和液體界面上會產(chǎn)生高速的微聲流,全部這些作用能夠破壞污物,除去或減弱邊界污層,增加攪拌.擴散作用,加速可溶性污物的溶解,強化化學(xué)清洗劑的清洗作用；圖 1 超聲波清洗機原理圖由此可見,凡為液體能浸到聲場存在的地方都有清洗作用,而且清洗速度快.質(zhì)量高,特殊適合于清洗件表面外形復(fù)雜,如空穴.狹縫等的細致清洗,易于實現(xiàn)清洗自動化；對一般的除油.防銹.磷化等工藝過程,在超聲

11、波作用下只5精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載需兩三分鐘即可完成,其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍到幾十倍,清潔度也達到高標準；在某些場合下可以用水劑代替有機溶劑進行清洗,或降低酸堿的濃 度；對于一些有損人體健康的清洗,如清洗放射性污物可以實現(xiàn)遙控和自動化清洗； 超聲清洗也有其局限性,例如對聲波反射強的材料如金屬.陶瓷和玻璃等清洗成效好,而對聲波吸取大的材料如布料.橡膠以及粘度大的污物清洗成效差；1.2 超 聲波 清洗 機 的 結(jié)構(gòu) 和 參 數(shù) 設(shè)定(1) 超聲波清洗機結(jié)構(gòu)設(shè)計超聲波清洗機主要由超聲波發(fā)生器.超聲換能器和清洗槽組成,其結(jié)構(gòu)如圖1；超聲波發(fā)生器將 50hz的溝通電轉(zhuǎn)換成超聲

12、頻電振蕩信號后,通過電纜輸送給超聲換能器；清洗槽為盛放清洗液和被清洗零部件的容器；(2) 參數(shù)設(shè)定為了實現(xiàn)超聲波清洗的高效率,應(yīng)當挑選正確的聲強.頻率及清洗槽聲場分布 等參數(shù)；工作頻率選在2050khz之間；低頻聲波的空化氣泡大.數(shù)量少,易于清洗較粗糙物品；高頻聲波空化氣泡小.數(shù)量多,易于清洗精細且外形復(fù)雜的物品；本超聲波清洗機用于清洗較粗糙的生活用具,所以采納低頻20khz；清洗液采納碳氫清洗液,碳氫清洗液具有以下特點：清洗性能好,蒸發(fā)缺失小,無毒,材料相容性好,不破壞環(huán)境,價格廉價；6精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載其次章超聲波發(fā)生器設(shè)計2.1 超 聲 波發(fā) 生器 的選 擇超

13、聲波發(fā)生器也稱作超聲電源,它為一種用以產(chǎn)生超聲頻電能并向超聲換能器供應(yīng)的裝置；依據(jù)所采納的工作原理,可以把超聲波發(fā)生器分為模擬電路 和數(shù)字電路兩大類；模擬電路超聲波發(fā)生器又分為振蕩一放大型和逆變型兩種；本設(shè)計采納振蕩一放大型超聲波發(fā)生器,其結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示；它為一個帶有振蕩電路的放大器,由振蕩.放大.匹配電路和電源組成；振蕩器產(chǎn)生肯定頻率的信號,放大器將其放大到肯定的功率輸出；達到正確負載值,通過輸出變壓器進行阻抗匹配,并通過功放輸出；振蕩器放大器匹配器超聲換能器電源圖 2 振蕩- 放大型超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖振蕩條件：從結(jié)構(gòu)上看,正弦波振蕩器就為一個沒有輸入信號的.帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋精品學(xué)

14、習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載放大器； 圖 3 表示接正反饋時放大器在輸入信號x 1 =0 時的方框圖,簡化下得圖精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載4；由圖 4 可知,假如在放大器輸入端1 外接肯定頻率,肯定幅度的正弦波信號xa,經(jīng)過基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成的環(huán)路輸出后,在反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端2得到反饋信號xf 與 xa 在大小和相位上都一樣,就可以除去外接信號xa,將 1.7精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載2 兩端連接在一起 如圖中虛線所示 而形成閉環(huán)系統(tǒng),其輸出端可連續(xù)愛護與精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載開環(huán)時一樣的輸入信號,即.x f =

15、 x a ；精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載基本放大器（ a）反饋網(wǎng)絡(luò)（ f）圖 3 正弦波振蕩器方框圖.a.f圖 4正弦波振蕩器方框圖.afaf1振幅平穩(wěn)條件8精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載和a +f =2nn=0、1、2、3相位平穩(wěn)條件這兩個式子為正弦波振蕩器產(chǎn)生連續(xù)振蕩的兩個必要條件；振蕩器的振蕩頻率f 0 為由相位平穩(wěn)條件打算的；一個正弦波振蕩器只在某一個頻率下滿意相位精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載.平穩(wěn)條件,這個頻率就為f0、 這就為要求在af環(huán)路中包含一個具有選頻特性精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載的網(wǎng)絡(luò)；它可以設(shè)置在放大

16、器a中,也可以設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)f 中,它可以用r.c元件組成,也可以用l.c元件組成；欲使振蕩器能自行建立振蕩,就必需滿精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載.足 af 1 的條件；這樣在接通電源后,振蕩器就可以自行起振,最終趨于穩(wěn)精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載態(tài)平穩(wěn)；2.2 超 聲 波振 蕩器 設(shè)計由于 tl494 價格廉價而且性能優(yōu)越,設(shè)計采納由開關(guān)穩(wěn)壓塊tl494 構(gòu)成的振蕩器；振蕩器電路見圖5圖 5 振蕩器電路圖9精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載將 tl494的 5 腳ct 和 6 腳rt 接定時元件電阻r和電容 c,即可起振,振蕩器精品學(xué)習資料精選

17、學(xué)習資料 - - - 歡迎下載工作頻率由下式打算：f =0.817rc11.4210 6 h z 精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載由于頻率選為20k h z由上公式得 rc=0.5958× 10 6s 1 、 振蕩器輸出方波的占空精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載比為換能器產(chǎn)生的超聲波強度的打算因素；通過給tl494的 4 腳加以肯定的直流電壓就可實現(xiàn)占空比調(diào)整；定時元件由電容c.電阻 r1和電位器 r2 構(gòu)成,調(diào)劑電位器 r2即可實現(xiàn)頻率的調(diào)整；本機供電電源為12v,采納的為推挽工作方 式；電阻 r310kq和

18、電位器r410kq構(gòu)成分壓電路,死區(qū)時間掌握端的電位應(yīng) 界于 255v 之間；調(diào)劑電位器r4亦可實現(xiàn)超聲波的強度調(diào)劑；2.3 超 聲 波放 大器 設(shè)計（ 1）超聲波放大器的挑選超聲波放大器的作用為將振蕩信號放大至所需電平；放大部分可以為單級的,也可以為多級的,主要看輸出功率的需要；早期的超聲波發(fā)生器使用電子管做放大器件,現(xiàn)在就普遍采納晶體管（三極管.場效應(yīng)管和ibgt 器件）；近年來越來越多的廠家采納功率集成電路做超聲波發(fā)生器的放大器件；目前工業(yè)上廣泛使用的超聲波發(fā)生器基本上被晶體管電路壟斷；與電子管發(fā)生器相比,晶體管發(fā)生器的優(yōu)點在于體積小.重量輕.效率高；但從另一方面講由于受到方向擊穿電壓.

19、最大集電極電流.最大集電極耗散功率參數(shù)的限制,通常一對晶體管的最大輸出功率只能達到百瓦級；要提高晶體管發(fā)生器的輸出才能,除了有賴于高性能器件外, 仍必需采納高效率的電路；傳統(tǒng)的甲類.乙類.丙類放大器為把有源器件作為電流源工作；在這些放大器中,晶體管工作在伏安特性曲線的有源區(qū)；集電極電流受基極鼓勵信號掌握作相應(yīng)變化；(2) 低壓驅(qū)動電路本機采納高壓小電流功放電路,由兩只三極管和耦合變壓器構(gòu)成,見圖6；為了防止兩只功放管同時導(dǎo)通,導(dǎo)致內(nèi)部功耗增加,兩管的導(dǎo)通時間必需錯開,使它們在交替工作時有一段同時截止的時間；為此,三極管p1和 p2對振蕩器的輸出作反相處理,三極管選用pnp型的 8550；低壓驅(qū)

20、動電路所用的電源為直流10精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載12v,而功放電路的電源為溝通220v,在三極管后加入一個耦合變壓器,完成高低壓隔離的任務(wù)；圖 6 低壓驅(qū)動電路圖(3) 功放匹配電路功放電路如圖 7 所示；電路由兩個vmos功率場效應(yīng)管2sk791構(gòu)成；具有線性度高.頻率響應(yīng)好.開關(guān)速度快等優(yōu)點,為抱負的開關(guān)元件；但其關(guān)斷特性在電流小時并不抱負,下降沿有拖尾；11精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載圖 7 功放電路2.4 高 頻驅(qū) 動和 匹 配 電路超聲發(fā)生器與一般放大器的一個重要區(qū)分在于它的匹配電路部分；一般放大器與負載之間的匹配只牽涉到阻抗變換,而超聲波發(fā)

21、生器與負載之間的匹配就除了阻抗變換之外,仍有一項很重要的內(nèi)容調(diào)諧,即選用肯定值的阻抗元件,使之在工作頻率上與負載中的電抗成分諧振；只有在同時進行了阻抗變換和調(diào)諧之后,整個系統(tǒng)才算為達到了匹配,換能器才能正常工作；高頻驅(qū)動和匹配電路如圖812精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載圖 8 高頻驅(qū)動和匹配電路超聲波清洗機中的匹配電路為將發(fā)生器輸出的電能送往換能器的通道；匹 配電路雖然結(jié)構(gòu)簡潔 通常只有一個匹配電感 ,卻具有重要作用；相同型號的清洗機,匹配調(diào)得好的清洗成效好；匹配調(diào)得差的就清洗成效差；對同一臺機 器而言,假如工作一段時間后清洗成效變差,或者換能器經(jīng)過更換,都需要重 新調(diào)整匹配；

22、與一般電子設(shè)備的匹配有所不同,超聲清洗機的匹配除了要解決變阻問題 即變換負載的阻值,使之與發(fā)生器的正確負載值相等 外,仍要解決調(diào)諧問題,即用匹配電感的感抗抵消換能器的容抗,使換能器呈純阻性；技術(shù)人員通常為依據(jù)各自的體會進行匹配；例如,有人在轉(zhuǎn)變清洗槽水位時觀看電流的變化,假如電流變化處于肯定范疇之內(nèi),同時管子不發(fā)熱,空化聲強,便認為匹配已調(diào)好；也有人讓機器空載時稍,微呈電感性,而在加載后轉(zhuǎn)變?yōu)榧冏锠顟B(tài)；這些體會都為適用的；但在已有體會的基礎(chǔ)上,再把握匹配的原理,就可以在匹配時有的放矢,更加主動,從而收到事半功倍的成效；第三章 超聲波換能器設(shè)計13精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載3

23、.1 換 能 器的 挑選用于超聲清洗的換能器有兩種類型一為磁致伸縮換能器, 另一種為壓電換能器,磁致伸縮換能器這種換能器的電聲效率比較低而且金屬鎳材料價格昂貴,制造工藝復(fù)雜, 所以目前很少采納； 仍有一種用鐵氧體材料做成的磁致伸縮換能器,雖然其電聲效率比較高,但機械強度低,所能承擔的電功率容量小,因而目 前我國也很少應(yīng)用；目前我國主要采納壓電換能器 ,由于這種換能器的電聲轉(zhuǎn)換效率高 原材料價格廉價, 而且便于制造不同的結(jié)構(gòu), 以適應(yīng)不同的清洗要求； 壓電換能器又有很多種如圓柱形.喇叭形等；經(jīng)過對比最終確定選用喇叭形夾心壓電換能器作為此次的換能器；換能器為用來進行能量轉(zhuǎn)換的器件,為將一種形式的能

24、量轉(zhuǎn)換為另一種形式的能量的裝置；在聲學(xué)爭論領(lǐng)域中,換能器主要為指電聲換能器,它能實現(xiàn)電能和聲能之間的此 處刪 除 500字精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載a cosn1 sin n精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載22精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載b j1 n1n2sinn1 ncos精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載c j sin精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載d cosn1sin精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載14精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載且 n s / s1/2,kl精品學(xué)習資料精選學(xué)習

25、資料 - - - 歡迎下載12）精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載阻抗的反變換為zdwb cwa精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載節(jié)面在前后蓋板長度滿意：wl 3wl 2z 2tan tanc3c2z 3ntann1精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載由上式得l320mml 210mml137.25mmd17.5mms260 mm精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載圖 9 喇叭形換能器結(jié)構(gòu)精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載z00s 0 c0zl精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載圖 10 等截面細棒阻抗變換15精品學(xué)習資料精選學(xué)

26、習資料 - - - 歡迎下載第四章清洗槽設(shè)計清洗槽由內(nèi)槽和外殼組成 內(nèi)槽的外表面 一般在槽底外表 粘結(jié)超聲換能器,槽內(nèi)盛清洗液 槽一般用耐腐蝕的不銹鋼板制成,過于厚會影響聲的輻射槽的內(nèi)壁,特殊為粘有換能器的輻射板要平整拋光,不能有傷痕, 否就易產(chǎn)生空化腐蝕,縮短使用壽命 為防止被清洗工件直接與槽壁板接觸而劃傷,一般用鏤空吊16精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載籃 網(wǎng)籃 或支架將清洗件懸吊在清洗液中網(wǎng)籃的骨架應(yīng)盡可能地小而輕,一般用不銹鋼絲編成或用其它反射聲良好的材料做成結(jié)構(gòu)上要使超聲波受阻小而清洗液易于流淌 內(nèi)槽的尺寸要依據(jù)清洗件的大小和外形而定清洗件的總表面積不應(yīng)大于內(nèi)槽的體積

27、粘有換能器的輻射板 如槽底板 所承擔的電功率強度一般低于15 wcm2用壓電換能器時大多數(shù)應(yīng)在05 1 wcm2之間 過高的強度會加速輻射板表面的空化腐蝕,同時由于過猛烈的空化所產(chǎn)生的氣泡會影響能量傳遞,使遠離輻射面的液體空間聲強變?nèi)醵_不到勻稱清洗的目的在一般的清洗槽中, 由于液面的反射, 在清洗槽中會產(chǎn)生的駐波,使得在液體空間有些區(qū)域聲壓最小 波節(jié)處 ,有些地方聲壓最大 波腹處 而造成清洗潔凈程度不勻稱為削減駐波的形成,有時清洗槽的外形要特殊設(shè)計,或?qū)嵭衅渌胧?例 如掃頻工作方式 清洗件在槽中的排列要有肯定的間隔,而最窄小的面應(yīng)朝向換能器的輻射面,以免阻礙聲輻射到整個清洗槽空間內(nèi)槽尺寸為

28、 400×360×200mm,超聲波功率為 500瓦；外槽尺寸為 420×490× 380mm；超聲波發(fā)生器電路箱為 224×100× 135mm,由六個直徑為 4.5 毫米的螺紋固定；參考文獻1 曹風國 .超聲加工技術(shù) m. 化學(xué)工業(yè)出版社,200512 張海燕超聲波清洗技術(shù)j近代物理學(xué)問,200263 白基成郭永豐 .特種加工技術(shù) m. 哈爾濱工業(yè)高校出版社,2006117精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載4 胡傳忻夏志東 .特種加工手冊 m. 北京工業(yè)高校出版社,200795 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) m. 高等訓(xùn)練出

29、版社,198766 艾小洋中國工業(yè)清洗領(lǐng)域的現(xiàn)狀與進展趨勢m 現(xiàn)代制造, 200427 欒桂冬張金鐸 .王仁乾壓電換能器和換能器陣m 修訂版；北京高校出版社, 20059附錄一 :工藝規(guī)程制訂與并行工程工藝規(guī)程制訂與并行工程t. ramayah and noraini ismail18精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載摘要產(chǎn)品設(shè)計為用于產(chǎn)品,及它的部件裝配的方案；為了把產(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)換成一個實際物體,這需要一個制造方案；而制訂一個這樣的方案的行動就叫做工藝規(guī)程制訂；它為產(chǎn)品設(shè)計和制造之間的連接,工藝規(guī)程制訂包括打算加工次序和制造產(chǎn)品所必需完成的裝配步驟；在以下文章中、 我們將說明工藝規(guī)

30、程制訂和他的一些相關(guān)主題文章開頭,我們應(yīng)當區(qū)分在以下文章中被反復(fù)提到的工藝規(guī)程制訂和生產(chǎn)方案；工藝規(guī)程制訂與如何制造產(chǎn)品和它的零件等工程技術(shù)問題有關(guān),制造零件和裝配產(chǎn)品需要什么樣的設(shè)備和工具？工藝規(guī)程制訂與產(chǎn)品制造物流治理有關(guān)系；它在工藝規(guī)程制訂后面與原料分類及獲得滿意制造充分數(shù)量產(chǎn)品要求的資源有關(guān)；工藝規(guī)程制訂工藝規(guī)程制訂包括打算最適當?shù)闹圃旒把b配步驟和次序,在這些次序和步驟中他們必需依據(jù)所提出的具體的設(shè)計說明書規(guī)范完成給定零件或產(chǎn)品制造；能夠被方案的工藝范疇和多樣性通常由于公司車間可用設(shè)備和技術(shù)才能而受到限制；在公司內(nèi)部不能夠制造的零件必需到外部市場購買,工藝規(guī)程制訂所提及的工藝挑選同樣也

31、受到具體設(shè)計資料的限制,我們稍后將會回到這一點；工藝規(guī)程制訂通常為由制造工程師完成的,工藝制訂者必需熟識工廠中具體可用的制造流程并且能夠說明工程圖；基于制訂者的學(xué)問.技術(shù)和體會,用于制造每個零件的工藝步驟以最合乎規(guī)律的次序被進展制訂；以下各項為在工藝規(guī)程制訂范疇里的很多打算和具體資料：. 設(shè)計圖的說明.在工藝規(guī)程制訂的開頭,產(chǎn)品設(shè)計的這一部分材料.尺寸.公差.表面處理等等 必需進行分析；. 工藝和次序 .工藝制訂者必需挑選哪一個工藝為必需的及必需工藝的序列；此外仍必需預(yù)備好一個簡短的工藝步驟描述；. 設(shè)備挑選 .大體上,工藝制訂者必需逐步綻開利用工廠現(xiàn)有機器的方案；另外,組件必需被購買或在新設(shè)

32、備上的投資必需被制定；19精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載. 工具.沖模.鑄模.夾具.量具.工藝必需打算每個工序需要什么工具,這些工具的實際設(shè)計和制造通常通過委派工具設(shè)計部門和工具庫或者聯(lián)系專攻那種工具制造的外面廠商來完成；. 方法分析 .車間規(guī)劃,小工具,提升重物的提升間；甚至在一些人工操作情形中的肢體動作也被指定；. 操作步驟 .工作測量技術(shù)被用來為每個操作設(shè)定時間標準；. 切削工具和切削條件.這些必需對加工操作通過舉薦標準手冊來進行具體說明；零件工藝規(guī)程制訂對于單個零件,加工次序通過一種被稱為進路表的表格來進行文件證明備份；就如工程圖被用于具體說明設(shè)計產(chǎn)品一樣,進路表被用于

33、具體說明工藝方案；他們?yōu)轭愃频?一個用于產(chǎn)品設(shè)計,另一個用于制造；制造單個零件的典型加工次序包括：1一個基本工序2二級工序3提高物質(zhì)特性工序和4最終工序；一個基本工序打算了工件的起始造型；金屬鑄件.塑料成型.金屬精煉為基本工序中的實例；起始造型常常必需通過轉(zhuǎn)變起始造型操作 或者接近于最終造型 的二級工序來精制；二級工序習慣于和基本工序一起供應(yīng)起始造型,當砂型鑄造為基本工序,車加工通常為二級工序；當軋鋼廠制造金屬片為基本工 序,沖壓操作像沖裁和彎曲通常為二級工序；當塑料注入成型為基本工序時,二級工 序通常為不必要的,由于他的大多數(shù)幾何特點制造通過別的方式如成型制造來完成； 塑料成型和其他操作的二

34、級工序被稱為凈成型工序的并發(fā)二級工序,需要一些但并不 多的二級工序的操作就為所提到的近似成型工序；很多有印象的摸鍛件就為這一類, 這類零件能夠常常在鍛造 初級工序 階段被成型,因此削減了必要的加工 二級工序 ；一旦模型被建立,很多零件的下一步為改良它們的機械物理性能；提高特性工序并不轉(zhuǎn)變零件模型,然而,它卻能轉(zhuǎn)變零件的物理特性；金屬零件的熱處理操作就為20精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載最一般的實例；類似的如玻璃通過熱處理來制造鋼化玻璃,對于大多數(shù)零件的制造來說,這些特性加強工序在加工工序中并不需要；最終工序通常對零件 或裝配體 的表面供應(yīng)一個涂層；例如電鍍.薄膜沉積技術(shù).涂漆；

35、表面處理的目的為改善外觀,轉(zhuǎn)變顏色或者表面愛護防止腐蝕和磨損等 等；在很多零件中最終工序為并不需要的；例如：塑料成型就很少需要最終程序；當必需需要最終程序,他通常為加工次序的最終一步；裝配工藝規(guī)程制訂一個既定產(chǎn)品的典型裝配方法由以下因素打算的：1 預(yù)期產(chǎn)品數(shù)量 2 裝配產(chǎn)品的復(fù)雜性；例如：不同組件的數(shù)量和3 常用裝配工藝；例如：機械定位焊接.對于小數(shù)量產(chǎn)品,通常在人工裝配線上進行裝配；對于大量制造的一打或這樣組件的簡潔零件,要采納適當?shù)淖詣影缪b配線；無論如何這里有一個工作必需被完成的優(yōu)先次序,這個優(yōu)先需求常常用一個優(yōu)先表來進行圖表描畫；裝配工藝規(guī)程制訂包括裝配指令的進展,但為更具體地對于小批量

36、生產(chǎn)；在一個崗位完成整個裝配,對于一個裝配線上的大批量生產(chǎn),工藝規(guī)程制訂由一種安排工作條件到裝配線個別工位并被叫做人工投入線性平穩(wěn)法的程序組成；這種裝配線依據(jù)裝配線平穩(wěn)解決方案打算的次序發(fā)送工作單元到個別工位,在個別組成,任意工具或夾具的工藝規(guī)程制訂時,一條裝配線的打算.設(shè)計和制造必需被完成,并且工作站的必需被列出來；制造或購買打算在工藝制定過程中顯現(xiàn)的一個重大問題為一個特定零件應(yīng)當在公司內(nèi)部的工廠內(nèi)生產(chǎn)仍為從外部銷售商處購買,并且這個問題的答案被認為為制造或購買打算；假如公司沒有技術(shù)設(shè)備或制造零件所必需的具體制造工藝中的特地技術(shù),那么答案就很明顯了；由于沒有其他挑選零件必需購買；然而,在很多

37、例子中零件既可以在利用現(xiàn)有設(shè)備在內(nèi)部制造或者可以從外部擁有相像制造才能的生產(chǎn)銷售商處購買；21精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載在我們的關(guān)于制造或購買的打算的爭論中,他應(yīng)當熟識到在開頭幾乎全部的制造者從供應(yīng)商那里購買原料；一個機械加工廠從一個金屬經(jīng)銷商購買他的起動柄原料或從一個鑄造廠購買他的砂型鑄件；一個塑料成型廠從一個化工廠購買他的模塑料；一個沖壓廠可以去經(jīng)銷商或直接從軋鋼廠購買金屬片；很少的公司能夠在操作中從原料始終進行垂直整合,這看來至少購買一些或許在他的工廠可以另外制造的零件為合理的；也有可能為公司使用的每一個組成要求制造或購買打算；這里有很多影響制造或購買打算的因素,一個

38、人可能認為成本為打算為購買仍為制造零件的最重要的因素；假如一個外部經(jīng)銷商比公司工廠更熟知于制造零件的工 藝,因而公司內(nèi)部生產(chǎn)成本可能比經(jīng)銷商賺取成本后的價格仍要高；可為,假如購買打算導(dǎo)致公司工廠設(shè)備和勞動的閑置,購買零件的表面優(yōu)勢就會丟失；考慮以下例子制造或購買打算；為一個特定零件被引述的價格為100 個單位的每單位$20.00 ；制造零件的成分如下所示：單位原料成本 =每單位 $8.00 直接勞動成本 =每單位 $6.00 勞動加班 150%=每單位 $9.00 設(shè)備修理成本 =每單位 $5.00總計 =每單位 $28.00這個組成應(yīng)當被購買仍為在內(nèi)部制造？解決方案：盡管經(jīng)銷商的引證似乎支持

39、購買打算,讓我們來考慮假如引證被接受 可能在生產(chǎn)操作中的沖突；$5.00 設(shè)備修理成本為已經(jīng)被制定的投資成本,假如設(shè)備設(shè)計由于購買零件的打算而變的沒有利用價值,那么這個固定成本仍舊連續(xù)盡管設(shè)備閑置著；同樣,假如零件被購買由工廠空間,效用和勞動成本組成的$9.00 的勞動間接成22精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載本仍舊連續(xù)；通過這種推理,假如應(yīng)當已用于生產(chǎn)零件的設(shè)備閑置的購買打算并不為一個好打算由于他可能花費公司將近$20.00+$5.0+$9.00=$34.0每單元；另一方面,假如正在爭論的設(shè)備可以被用于生產(chǎn)其他零件并且內(nèi)部生產(chǎn)成本低于外部聯(lián)系報價,那么一個購買打算就為一個好打算

40、；制造或購買打算并不像這個例子中的那樣直接；這幾年的一個趨勢,特殊在汽車工業(yè),公司和零件供應(yīng)者建立緊密關(guān)系；由此我們將引出并行工程；在方案操作方面制造公司有很大愛好利用運算機幫助工藝（ capp）系統(tǒng)來完成；那些熟識加工具體資料和其他工藝的工廠培訓(xùn)的工人逐步退休,并且這些人在將來工藝制訂的過程中為特別有用的；一種可挑選的用于完成這種功能的方式為必需的,capp供應(yīng) 了這種挑選；capp常常被看作為運算機幫助制造（cam）的一部分；然而這種趨向意味著 cam為一系列系統(tǒng)；事實上,當cad和運算機幫助設(shè)計協(xié)同作用制造了一個cad/cam系統(tǒng)；在這樣一個系統(tǒng)中,capp成為設(shè)計和制造之間的直接聯(lián)結(jié)；

41、來自運算機幫助工藝的優(yōu)點包括以下幾點：. 工藝合理化和標準化.自動工藝規(guī)程制訂比完全用手工編制工藝產(chǎn)生的更合理化和一樣化；標準設(shè)計趨向產(chǎn)生低成本和高生產(chǎn)質(zhì)量；. 增強工藝制訂者的生產(chǎn)力.在數(shù)據(jù)文件中的系統(tǒng)方法和標準加工設(shè)計的有用性使工藝制訂者可完成更多的工作；. 削減工藝規(guī)程的制訂時間.與手工預(yù)備相比,利用capp系統(tǒng)的工藝制訂者可以在較短的時間內(nèi)預(yù)備好進路表；. 改良異讀性 .運算機預(yù)備的進路表比手工預(yù)備的進路表更簡潔簡潔；. 結(jié)合其他應(yīng)用軟件.capp 系統(tǒng)可以在界面上與其它應(yīng)用軟件結(jié)合,象成本估量和工作標準；運算機幫助工藝環(huán)圍著兩個路徑來設(shè)計,這兩個路徑被叫做：（1）capp檢索系統(tǒng)和（

42、 2）capp生成系統(tǒng)；很多capp系統(tǒng)結(jié)合這兩種路徑而被稱為生成檢索capp系統(tǒng)；23精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載制造業(yè)的并行工程和設(shè)計并行工程引用一種常用于產(chǎn)品進展的路徑,通過它使工程設(shè)計功能.工程制造功能和其他功能綜合起來以削減一種新產(chǎn)品投放市場所需要的共用時間,也被稱為并發(fā)工程,他可能被認為為cad/cam技術(shù)的類似組織版本,依據(jù)傳統(tǒng)路徑來使一件產(chǎn)品投放市場；如圖 1a所示,工程設(shè)計功能和工程制造功能這兩種功能為分開并且連續(xù)的, 產(chǎn)品設(shè)計部門開展一項新的設(shè)計有時很少考慮到公司的制造才能,也很少有機會能夠讓制造工程師來供應(yīng)如何使設(shè)計更簡潔制造的一些建議；他似乎排除了在設(shè)

43、計和制造之間的一堵墻,當設(shè)計部門完成設(shè)計,他投擲工程圖和說明書越過這面墻,并且那時工藝規(guī)程制訂也開頭了；24精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載圖（ 1）比 較 : a傳統(tǒng)產(chǎn)品進展周期和b并行產(chǎn)品的進展周期通過比較,實行并行工程的公司,工程制造部門在早期就參加到產(chǎn)品進展周期；為如何使產(chǎn)品和他的組成能夠被設(shè)計的更適于制造供應(yīng)建議；他同樣為產(chǎn)品供應(yīng)制造方案連續(xù)進行的早期預(yù)備,這種并行工程的路徑在圖1b中被描畫出；除了工程制造以外其他功能同樣被包括在產(chǎn)品進展周期中,如質(zhì)量工程.制造部門.后勤服務(wù).市場供應(yīng)評定組成和一些情形下將使用這些產(chǎn)品的消費者；在產(chǎn)品進展階段的全部這些功能不僅能改善新產(chǎn)

44、品的功能和性能,同時也能改善他的可造性.自檢性.易測性.服務(wù)才能和可愛護性；通過早期功能改善,由于在最終產(chǎn)品設(shè)計之后的回憶太晚以至25精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載于不能對設(shè)計進行便利的修改的不利因素的排除,使產(chǎn)品進展周期的連續(xù)期大大減少；并行設(shè)計包含以下因素：1 一些制造和裝配設(shè)計2 質(zhì)量設(shè)計 3 成本設(shè)計和 4生命周期設(shè)計；另外,像快速成型.虛擬制造.和組織轉(zhuǎn)變等幫助技術(shù)需要被用來促進公司的并行工程；制造和裝配設(shè)計據(jù)估量一件產(chǎn)品的70%的生命周期成本為由在產(chǎn)品設(shè)計時所做的基本打算所打算的,這些設(shè)計打算包括每個零件的材料.零件模型.公差.表面處理.零件為如何被 組織裝配的和常

45、用裝配方法；一旦這些打算被指定,削減產(chǎn)品制造成本的才能就會被 限制；例如,假如產(chǎn)品設(shè)計者打算用鋁砂型鑄造法制造一個分開零件,但為這個零件 的工藝特性只能通過加工來完成 如螺紋孔和協(xié)作公差 ,制造工程師沒有挑選的余地,只能依據(jù)先砂型鑄造在加工的方法來達到既定要求；在這個例子中,用一個在單 獨步驟所需要的塑料模制品或許為一個較好的打算；因此,當產(chǎn)品設(shè)計綻開時給制造 工程師一個忠告設(shè)計者的機會對產(chǎn)品的順當可造性為特別重要的；這種被用于嘗試描述順當轉(zhuǎn)變一件新產(chǎn)品的可造性的條件為制造設(shè)計dfm和裝配 設(shè)計 dfa；當然, dfm和 dfa為緊密相連的,因此讓我們用制造和裝配設(shè)計 dfm/a 的形式來表達

46、；制造和裝配設(shè)計包括在一件新產(chǎn)品中的可造性和可裝配性的綜合考慮,這包括：1組織變化和 2 設(shè)計原理和指導(dǎo)方針；. 在 dfm/a中的組織變化.dfm/a 的有效執(zhí)行包括公司組織機構(gòu)的正式或非正式的變化,因此設(shè)計職工和制造職工之間有很好的溝通和交互作用；這可以通過以下方法來完成： 1 通過成立由產(chǎn)品設(shè)計者制造工程師和其他員工 例如：質(zhì)量工程師.材 料專家 組成的攻關(guān)小組來進行產(chǎn)品開發(fā)；2 通過要求設(shè)計工程師用一些事業(yè)時間在 制造上,以能夠把握第一手可造性和可裝配性為如何通過產(chǎn)品設(shè)計聯(lián)系在一起的；3 通過指派制造工程師到產(chǎn)品設(shè)計部門在一個暫時的或?qū)Ｈ蔚幕A(chǔ)上做一個仍原性顧問；26精品學(xué)習資料精選學(xué)

47、習資料 - - - 歡迎下載. 設(shè)計說明和指導(dǎo)方針.dfm/a 為了懂得如何設(shè)計一個既定產(chǎn)品來使可造性和可裝配性最大化也依靠于設(shè)計說明和指導(dǎo)方針的使用,這些通用設(shè)計指導(dǎo)方針中的一些幾乎適用于任何產(chǎn)品設(shè)計；在其他方面,一些設(shè)計原理只適用于特定工序,例如：軸或錐度在階梯中的使用和利用模制品來切除模內(nèi)零件,在制造過程中我們只把這些具體過程指導(dǎo)方針放在書本上；指導(dǎo)方針有時相互沖突,一條指導(dǎo)方針為“簡化零件模型,防止不必要的特 征”；但為在同一表格里的另一指導(dǎo)方針為了裝配安全而規(guī)定在設(shè)計產(chǎn)品時“特殊幾何特點必需不時加上他的組成”；而且他或許值得來結(jié)合個別裝配件的特點來削減產(chǎn)品中零件的數(shù)量；在這些示例中零

48、件制造設(shè)計與裝配設(shè)計相沖突,在這個沖突沖突的兩邊,一個適當解決方法必需被發(fā)覺；27精品學(xué)習資料精選學(xué)習資料 - - - 歡迎下載process planning and concurrent engineeringt. ramayah and noraini ismailabstractthe product design is the plan for the product and its components and subassemblies. to convert the product design into a physical entity、 a manufacturing p

49、lan is needed. the activity of developing such a plan is called process planning. it is the link between product design and manufacturing. process planning involves determining the sequence of processing and assembly steps that must be accomplished to make the product. in the present chapter、 we examine processing planning and several related topics.process planningprocess planning involves determining the most appropriate manufacturing and assembly processes and the sequence in which they should be accomplished to produce a g