第1章-生產(chǎn)過程基本概念概要

1船舶機械制造工藝學(xué)第1章生產(chǎn)過程基本概念丁彰雄武漢理工高校能源與動力工程學(xué)院

2016.32第一篇

船機制造工藝學(xué)基礎(chǔ)

MarineMechanicalManufacturingTechnology一、機械工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位、任務(wù)和作用【支柱產(chǎn)業(yè)】【供應(yīng)技術(shù)裝備】【促進經(jīng)濟發(fā)展】

第1章

生產(chǎn)過程基本概念§1.1概論紡織機械動力機械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂冶金機械建筑機械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機器制造農(nóng)業(yè)機械化工設(shè)備制造業(yè)

當今制造業(yè)的社會功能二、機械工業(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)系親密。三、機械工業(yè)的發(fā)展17世紀60年頭，瓦特改進蒸汽機，標記第一次工業(yè)革命興起，工業(yè)化大生產(chǎn)從今起先18世紀中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時代起先20世紀初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標記自動化時代到來（以大量生產(chǎn)為特征—MassProduction）二戰(zhàn)后，計算機、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)自動化成為可能，并產(chǎn)生了綜合自動化和很多新的制造哲理與生產(chǎn)模式。進入21世紀，制造技術(shù)向自動化、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、機械制造工藝學(xué)和船舶機械制造工藝學(xué)1.機械制造工藝

機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.機械制造工藝學(xué)對上述方法和過程的分析、科學(xué)探討和探究對前人機械制造成果和閱歷的總結(jié)和提煉。4.船舶機械制造工藝學(xué)對船舶機械制造工藝進行分析及探討的科學(xué)。2.評價工藝優(yōu)劣的指標：

質(zhì)量要求、生產(chǎn)效率、制造成本。7Howtomanufacture?dieselpiston8五、教學(xué)內(nèi)容《船舶機械制造工藝學(xué)》教學(xué)：48h；試驗：4h1)第1章：生產(chǎn)過程基本概念2學(xué)時2)第2章：機械加工精度8學(xué)時3)第3章：機械加工表面質(zhì)量6學(xué)時4)第4章：機械加工工藝規(guī)程的制訂6學(xué)時5)第5章先進制造技術(shù)4學(xué)時6)第6章機床夾具6學(xué)時7)第7章：機座制造2學(xué)時8)第8章：曲軸制造2學(xué)時9)第10章連桿制造2學(xué)時10)第13章：船舶柴油機的裝配6學(xué)時六、本課程特點1.以船舶機械制造工藝為講授對象，以船舶柴油機制造工藝為重點，具有明顯的船舶行業(yè)特點；2.以大中型柴油機為例，重點介紹船用主機裝配特點和裝配工藝過程；將船舶機械制造與裝配融為一體。既介紹機械加工原理、船舶柴油機典型零件制造，又介紹典型零件的部裝以及整機總裝，具有系統(tǒng)性、專業(yè)特色突出；綜合性很強，實踐性很強，工程性很強。5.介紹綠色制造工藝與技術(shù)。正確理解生產(chǎn)過程、工藝過程、機械加工工藝過程的組成，生產(chǎn)類型的概念與特點。駕馭機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、運用性能的影響及其限制方法。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、工序路途擬定、工序尺寸及公差確定以及工藝尺寸鏈的計算。能較全面地了解加工中所運用的工藝設(shè)備和各類機床夾具，并堅固駕馭各種夾具的設(shè)計、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。能系統(tǒng)地駕馭船舶柴油機主要零件，如機座、曲軸等的材料、毛坯及技術(shù)要求、加工工藝特點、加工方法及工藝裝備、表面處理及成品檢驗方法。駕馭裝配工藝基礎(chǔ)、筒形活塞柴油機的裝配工藝過程以及了解大型低速柴油機的裝配特點。了解現(xiàn)代機械制造的先進技術(shù)與發(fā)展動向。七、本課程的基本要求六、本課程的學(xué)習方法留意駕馭基本理論，如工件定位、加工精度、表面質(zhì)量等。留意學(xué)習解決問題的基本方法，如工藝尺寸鏈解算、工藝規(guī)程制定、機床夾具設(shè)計方法等。理論親密聯(lián)系實際，結(jié)合作業(yè)、實習和設(shè)計不斷積累實踐閱歷，加深理論相識。機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品（機器）的全過程（相關(guān)作業(yè)總和）?！?.2生產(chǎn)過程寶馬740Li（2013款）汽車的生產(chǎn)過程

壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗發(fā)動機裝配發(fā)動機試驗機械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機械加工自動線熱處理汽車生產(chǎn)物流示意圖2023/2/28141.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過程。

包括范圍:(1)生產(chǎn)技術(shù)準備過程。Technicalpreparationofproduction(資料、設(shè)計、探討、工裝設(shè)計等)；(2)毛坯制造過程。鍛造、鑄造、沖壓或接受型材等；(forging,casting,punching,sectionbar)(3)加工過程。機加工、焊接、熱處理；

(processing,welding,heattreatment)(4)產(chǎn)品裝配過程(fittingprocess)。組裝、部裝、總裝、檢驗與試車(test)；(5)協(xié)助勞動過程（nonproductivelabor）。工具供應(yīng)、設(shè)備修理、包裝、保管發(fā)送等。2023/2/2815Engine,piston,crankshaft現(xiàn)代很多企業(yè)接受專業(yè)化生產(chǎn)，可實現(xiàn)效率高、質(zhì)量好、成本低、標準化、通用化、產(chǎn)品系列化(standardization,universalization,seriation)。2023/2/28162.生產(chǎn)系統(tǒng)(productionsystem)系統(tǒng):任何事物都是由數(shù)個相互作用和相互依靠的部分組成，并具有特定功能的有機整體。1)生產(chǎn)系統(tǒng)從系統(tǒng)觀點看，社會生產(chǎn)的基層單位—工廠依據(jù)市場，自身條件，制定自己的生產(chǎn)支配，進行產(chǎn)品設(shè)計、制造、裝配等，最終輸出產(chǎn)品，全部這些生產(chǎn)活動的總和就是一個具有輸入與輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。2023/2/2817生產(chǎn)系統(tǒng)具有3大部分:廠部決策、支配管理、生產(chǎn)技術(shù)（生產(chǎn)制造）。生產(chǎn)系統(tǒng)計劃管理生產(chǎn)技術(shù)廠部決策2023/2/28182）機械制造系統(tǒng)（mechanicalmanufacturingsystem）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。MechanicalmanufacturingsystemInformationsubsystemMaterialsubsystemEnergysubsystem2023/2/2819物質(zhì)子系統(tǒng)（mattersubsystem）負責物料存儲、運輸、加工、檢驗的多元件的總稱。毛坯、刀具、夾具、量具以及其它協(xié)助原材料輸入，經(jīng)過存儲、運輸、加工等環(huán)節(jié)→成品。信息子系統(tǒng)(informationsubsystem)進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)、依次、方法及物流要求確定的支配、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)(energysubsystem)進行能量傳遞、轉(zhuǎn)換的有關(guān)元件為能量系統(tǒng)，如發(fā)電機、電機、電站鍋爐等。20加工任務(wù)加工順序加工方法物流要求信息系統(tǒng)原材料存儲運輸檢驗加工成品能源系統(tǒng)能源能量流物料流；信息流；圖1-13機械制造系統(tǒng)圖2023/2/2821§1.3

加工工藝過程及其組成1.工藝過程(technologyprocess)1)定義:在生產(chǎn)過程中，按確定依次逐步變更生產(chǎn)對象的形態(tài)(鑄造、鍛造等)、尺寸(機加工)、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、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。2023/2/28222.機械加工工藝過程(mechanicalprocess)1)定義接受切削加工(cuttingprocessing)的方法，干脆變更毛坯的形態(tài)、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。2023/2/2823工序2安裝1安裝n安裝2工步2工步1工步m走刀2走刀1走刀j工位1工位n工序x工序1機械加工工藝過程………………………………24（1）工序(WorkingProcedure)指由一個(或一組)工人，在一臺機床(或其它設(shè)備及工作地)上，對一個(或同時對幾個)工件所連續(xù)完成的那部分過程，為機械加工工藝過程基本單元。2023/2/2825例:墊塊上鉆孔毛坯→銑(1)→鉆孔(2);(1)(2)兩道工序

drillingmilling2023/2/2828(2)安裝

指在同一工序中，工件在機床或夾具中經(jīng)一次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)BA2023/2/2829FORANEXAMPLE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)BABA卡盤2023/2/2830（3）工位：加工中接受轉(zhuǎn)位（或移位夾具）回轉(zhuǎn)工作臺或在多軸機床上加工時，工件在機床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個位置依次進行加工，工件在機床上所占據(jù)的每一個位置上相對刀具所完成的那部分加工過程。Expandtoolreamerdrillvelocity2023/2/2831螺母加工（工位）刀具不動，棒料與轉(zhuǎn)盤一起旋轉(zhuǎn)。棒料車刀轉(zhuǎn)盤（4）工步—加工表面、刀具、切削用量不變的狀況下完成的工位內(nèi)容。切削用量：切削速度、切削進給量及切削深度（吃刀量）。臥式車床(美國哈挺機床)主要參數(shù)：床身最大旋徑：?457mm；

最大加工直徑：?284mm2023/2/2833幾個加工表面完全相同，所用刀具與切削用量不變，工藝規(guī)程上也可看作一個“工步”4―?20復(fù)合工步—為提高生產(chǎn)效率用多把調(diào)整好的刀具同時加工多個表面fixtureworkpieceCuttingtool（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。依據(jù)被切除的金屬厚度不同，一個工步可以包括一次或數(shù)次走刀。2023/2/2836例:velocitypartlayer1layer2layer3機械加工工藝過程組成小結(jié)工序1工藝過程工序2工序i工序n……安裝1安裝2安裝i安裝m……工位1工位2工位i工位p……工步1工步2工步i工步k……走刀1走刀2走刀i走刀q……n、m、p、k、q均為除零以外的自然數(shù)2023/2/2838例:加工一階梯軸(單件小批量)，若軸的各處直徑與粗糙度要求不同，其加工支配。工序1:車一端面，打中心孔(一次安裝;2個工步)，調(diào)頭車另一端,打中心孔(一次安裝;2個工步)。工序2:車大外圓及倒角(一次安裝;2個工步)，調(diào)頭車小外圓及倒角(一次安裝;2個工步)。工序3:銑鍵槽,去毛刺(一次安裝;2個工步)LD2D1mnFblankxs12.5其余6.36.32023/2/2839例:制定下圖所示軸件在成批生產(chǎn)時的機械加工工藝過程。JA

B

C

F

H

E

圖1-4軸加工工藝過程2023/2/2840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，接受分度頭旋轉(zhuǎn)180°來加工其次個鍵槽。工位(1)銑鍵槽H（幾次走刀。工位(2)銑鍵榴J（幾次走刀)。JA

B

C

F

H

E

2023/2/2841§1.4生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)(productionprogramme)定義:年生產(chǎn)量。是指企業(yè)在支配期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度支配。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=Q?n(1+α%)(1+?%)α—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)組織支配的便利性產(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)。2023/2/28433.生產(chǎn)類型定義:是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，依據(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)(pieceproduction)生產(chǎn)的品種繁多，每種產(chǎn)品僅制造一個或少數(shù)幾個，且很少再重復(fù)生產(chǎn)。2）成批生產(chǎn)(lotproduction)生產(chǎn)品種較多，每種產(chǎn)品均有確定數(shù)量，多種產(chǎn)品分期分批輪番進行生產(chǎn)。同一產(chǎn)品（或零件）每批投入生產(chǎn)的數(shù)量為批量。依據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)可分為小批﹑中批﹑大批。3）大量生產(chǎn)(duplicateproduction)產(chǎn)品數(shù)量大，大多數(shù)工作地點常常重復(fù)地進行某一個零件的某一道工序的加工.2023/2/2844生產(chǎn)零件劃分輕﹑中﹑重型的依據(jù)為其重量.輕型≤100kg;中型>100～