第1章-生產(chǎn)過程基本概念概要

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高校能源與動(dòng)力工程學(xué)院

2016.32第一篇

船機(jī)制造工藝學(xué)基礎(chǔ)

MarineMechanicalManufacturingTechnology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)】【供應(yīng)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概論紡織機(jī)械動(dòng)力機(jī)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(jī)械建筑機(jī)械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機(jī)器制造農(nóng)業(yè)機(jī)械化工設(shè)備制造業(yè)

當(dāng)今制造業(yè)的社會(huì)功能二、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)系親密。三、機(jī)械工業(yè)的發(fā)展17世紀(jì)60年頭，瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)，標(biāo)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(jì)中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時(shí)代起先20世紀(jì)初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標(biāo)記自動(dòng)化時(shí)代到來（以大量生產(chǎn)為特征—MassProduction）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)化和很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)探討和探究對前人機(jī)械制造成果和閱歷的總結(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)行分析及探討的科學(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。7Howtomanufacture?dieselpiston8五、教學(xué)內(nèi)容《船舶機(jī)械制造工藝學(xué)》教學(xué)：48h；試驗(yàn)：4h1)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)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)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)。駕馭機(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、運(yùn)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(jì)算。能較全面地了解加工中所運(yùn)用的工藝設(shè)備和各類機(jī)床夾具，并堅(jiān)固駕馭各種夾具的設(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)地駕馭船舶柴油機(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。駕馭裝配工藝基礎(chǔ)、筒形活塞柴油機(jī)的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(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。理論親密聯(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)踐閱歷，加深理論相識。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）?！?.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(dòng)橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配

車身安裝最后試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)機(jī)械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機(jī)械加工自動(dòng)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(dòng)過程。

包括范圍:(1)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程。Technicalpreparationofproduction(資料、設(shè)計(jì)、探討、工裝設(shè)計(jì)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(jī)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(yàn)與試車(test)；(5)協(xié)助勞動(dòng)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(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)。2023/2/28162.生產(chǎn)系統(tǒng)(productionsystem)系統(tǒng):任何事物都是由數(shù)個(gè)相互作用和相互依靠的部分組成，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—工廠依據(jù)市場，自身?xiàng)l件，制定自己的生產(chǎn)支配，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、裝配等，最終輸出產(chǎn)品，全部這些生產(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)。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(jì)劃管理生產(chǎn)技術(shù)廠部決策2023/2/28182）機(jī)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(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、量具以及其它協(xié)助原材料輸入，經(jīng)過存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工等環(huán)節(jié)→成品。信息子系統(tǒng)(informationsubsystem)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)、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(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(chǔ)運(yùn)輸檢驗(yàn)加工成品能源系統(tǒng)能源能量流物料流；信息流；圖1-13機(jī)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(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。2023/2/28222.機(jī)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(jī)械加工工藝過程………………………………24（1）工序(WorkingProcedure)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。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(jī)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(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。Expandtoolreamerdrillvelocity2023/2/2831螺母加工（工位）刀具不動(dòng)，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(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：?457mm；

最大加工直徑：?284mm2023/2/2833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”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(shí)加工多個(gè)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(gè)工步可以包括一次或數(shù)次走刀。2023/2/2836例:velocitypartlayer1layer2layer3機(jī)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(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)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(shí)的機(jī)械加工工藝過程。JA

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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(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(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(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，接受分度頭旋轉(zhuǎn)180°來加工其次個(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)。JA

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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(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)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(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(gè)或少數(shù)幾個(gè)，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(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。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(diǎn)常常重復(fù)地進(jìn)行某一個(gè)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～