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1、一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程第一节 基本概念企业组织产品生产的模式：企业组织产品生产的模式：1）生产全部零部件、组装机器。）生产全部零部件、组装机器。2 2）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。3 3）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。企业在市场导向下，产品的生产过程主要企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、新产品开发、产品制造、产品销售和售后服务阶段。产品销售和售后服务阶段。2.工艺过程工艺过程 工艺过程可根据其
2、具体工作内容分为铸造、锻造、冲工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。工艺过程。对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。的过程称为工艺过程。二、生产系统和工艺系统1机械加工工艺系统机械加工工艺系统 传统的机械制造过程，尤其是进行单件小传统的机械制造过程，尤其是进行单件小批生产时，基本上是一个离散的生产过程。各批生产时，基本上是一个离散的生产过程。各个工步、工序之间甚至可以不相关联。切削过个工步、工序之间甚至可
3、以不相关联。切削过程中机床、刀具、夹具、工件等，被视为各自程中机床、刀具、夹具、工件等，被视为各自独立的单元。通过长年的生产经验的积累，并独立的单元。通过长年的生产经验的积累，并随着机械制造由一种劳动技艺逐步转化成一门随着机械制造由一种劳动技艺逐步转化成一门工程技术学科时，人们才逐渐认识了工程技术学科时，人们才逐渐认识了“工艺系工艺系统统”这个科学的概念，以及它在制造过程中的这个科学的概念，以及它在制造过程中的作用和价值。作用和价值。前文所述的把工艺过程看作物质流动、信息流动、前文所述的把工艺过程看作物质流动、信息流动、能量流动能量流动(简称物质流、信息流和能量流简称物质流、信息流和能量流)的
4、综合的综合动态过程，是在时间上的一种描述。对于物质流动态过程，是在时间上的一种描述。对于物质流来说，这种物质的流动还必须存在于一定的空间，来说，这种物质的流动还必须存在于一定的空间，也就是工艺系统。也就是工艺系统。一般把机械加工中由机床、一般把机械加工中由机床、刀具、夹具和工件组成的相互作用、相互刀具、夹具和工件组成的相互作用、相互依赖，并具有特定功能的有机整体，称为依赖，并具有特定功能的有机整体，称为机械加工工艺系统，简称为工艺系统。机械加工工艺系统，简称为工艺系统。对信对信息流和能量流来说，也同样以工艺系统为其存在息流和能量流来说，也同样以工艺系统为其存在的空间。的空间。把把“系统系统”的
5、概念引入制造过程，只是指的概念引入制造过程，只是指示人们在制造过程中对各种现象和问题进示人们在制造过程中对各种现象和问题进行认识、分析和解决时，不要局限于对各行认识、分析和解决时，不要局限于对各个单一因素作孤立的研究，而应该把工艺个单一因素作孤立的研究，而应该把工艺过程、生产过程的全过程中的各有关要素过程、生产过程的全过程中的各有关要素看成一有机整体，并从系统的视角作全面看成一有机整体，并从系统的视角作全面的分析和研究，才能对加工质量、产品质的分析和研究，才能对加工质量、产品质量以及制造过程实行有效的控制和管理，量以及制造过程实行有效的控制和管理，并取得理想的效果。优质的机床、刀具、并取得理想
6、的效果。优质的机床、刀具、夹具和工件毛坯，并不一定能获得优良的夹具和工件毛坯，并不一定能获得优良的加工质量，而只有在工艺系统中，对四者加工质量，而只有在工艺系统中，对四者进行合理的配置或优化组合，才能取得事进行合理的配置或优化组合，才能取得事半功倍的效果。半功倍的效果。机械加工工艺系统的整体机械加工工艺系统的整体目标是在特目标是在特定的生产条件下，适应环境要求，定的生产条件下，适应环境要求，在保证机械加工工序质量和生产率在保证机械加工工序质量和生产率的前提下，采用合理的工艺过程，的前提下，采用合理的工艺过程，并尽可能降低工序的加工成本并尽可能降低工序的加工成本。因。因此，必须从系统这个整体出发
7、，去分析此，必须从系统这个整体出发，去分析和研究各种有关问题，才能实现系统的和研究各种有关问题，才能实现系统的最佳工艺方案。最佳工艺方案。2.机械制造系统机械制造系统 如果以整个机械加工车间为更高一级的系统如果以整个机械加工车间为更高一级的系统来考虑，则来考虑，则该系统的整体目标就是使该车间该系统的整体目标就是使该车间能最有效地全面完成所承担的零件机械加能最有效地全面完成所承担的零件机械加工任务。工任务。机械加工过程中，将毛坯、刀具、夹具、机械加工过程中，将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为量具和其它辅助物料作为“原材料原材料”输入机械制输入机械制造系统，经过存储、运输、加工、检测等环节
8、，造系统，经过存储、运输、加工、检测等环节，最后作为机械加工后的成品输出，形成物质流，最后作为机械加工后的成品输出，形成物质流，由加工任务、加工顺序、加工方法、物质流要求由加工任务、加工顺序、加工方法、物质流要求等确定的计划、调度、管理等属于信息流。机械等确定的计划、调度、管理等属于信息流。机械制造系统中能量的消耗及其流程为能量流。制造系统中能量的消耗及其流程为能量流。3生产系统生产系统 如果以整个机械制造工厂为整体，为了实现最如果以整个机械制造工厂为整体，为了实现最有效的经营管理，以获得最高的经济效益，则不有效的经营管理，以获得最高的经济效益，则不仅要把原材料、毛坯制造、机械加工、热处理、仅
9、要把原材料、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、油漆、试车、包装、运输和保管等属于物装配、油漆、试车、包装、运输和保管等属于物质范畴的因素作为要素来考虑，而且还必须把技质范畴的因素作为要素来考虑，而且还必须把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更为重要的和国际因素等信息作为影响系统效果更为重要的要素来考虑。要素来考虑。工厂是社会生产的基层单位，在市场经工厂是社会生产的基层单位，在市场经济体制下，工厂应根据市场供销情况及自济体制下，工
10、厂应根据市场供销情况及自身的生产条件，决定自己生产的产品类型身的生产条件，决定自己生产的产品类型和产量，制定生产计划，进行产品设计、和产量，制定生产计划，进行产品设计、制造和装配等，最后输出产品。所有这些制造和装配等，最后输出产品。所有这些生产活动的总和，用系统的观点来看，就生产活动的总和，用系统的观点来看，就是一个具有输入和输出的生产系统。是一个具有输入和输出的生产系统。随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以运筹随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以运筹学为理论基础，以计算机为工具的系统工程理论学为理论基础，以计算机为工具的系统工程理论和实践在制造过程中获得日益广泛的应用，促使和实践在制造过
11、程中获得日益广泛的应用，促使机械制造技术产生了质的飞跃。机械制造技术产生了质的飞跃。机械制造自动化机械制造自动化生产的较高级的层次生产的较高级的层次FMS(柔性制造系统柔性制造系统)和和CIMS(计算机集成制造系统计算机集成制造系统)，就是近几十年就是近几十年来，特别是近来，特别是近20年来，微电子科学与技术、计算年来，微电子科学与技术、计算机科学与技术、系统科学与技术、信息科学与技机科学与技术、系统科学与技术、信息科学与技术、人工智能技术、虚拟现实技术等，与机械制术、人工智能技术、虚拟现实技术等，与机械制造技术相结合的产物。它们为机械制造自动化提造技术相结合的产物。它们为机械制造自动化提供了
12、重要的系统理论、方法与实现的技术，使生供了重要的系统理论、方法与实现的技术，使生产系统与制造系统的各个子系统之间，能够用统产系统与制造系统的各个子系统之间，能够用统一的数据形式、语言定义实现言息传递与信息资一的数据形式、语言定义实现言息传递与信息资源共享，从而取代产品工程图样与其它技术文件。源共享，从而取代产品工程图样与其它技术文件。利用计算机网络和数据库技术实现各子系统互连，利用计算机网络和数据库技术实现各子系统互连，可构成一个具有有机联系的整体，即自动化工厂。可构成一个具有有机联系的整体，即自动化工厂。CIMS充分反映了制造系统的这一新发展充分反映了制造系统的这一新发展。三、工艺过程及其组
13、成三、工艺过程及其组成1.工工 序序如图所示工件，可按下列两种方案加工。方案：对一个工件钻孔，然后调头车外圆。此方案中两个表面的加工属同一道工序。方案：钻 孔 对一批工件；车外圆 对一批工件。此方案中两个表面的加工分属两道工序。2.工步与复合工步工步与复合工步 图图36 转塔自动车床的不同工步转塔自动车床的不同工步 图图37 复合工步复合工步图图35 底座零件底孔加工工序底座零件底孔加工工序3.走走 刀刀4.安安 装装5.工工 位位图图39 多工位加工多工位加工1.生产纲领生产纲领 产品的年生产产品的年生产纲领就是产品的年纲领就是产品的年生产量。生产量。第二节、第二节、生产纲领与生产类型生产纲
14、领与生产类型2.生产类型的划分生产类型的划分 根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型。同的生产类型。1.单单 件件 生生 产产 产品品种不固定，每一产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常数工作地点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单件生产。船业等一般属于单件生产。2.大大 量量 生生 产产 产品品种固定，每种产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工产品数量很大，大多数工作地点的加工的对象固定作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、轴承不变。例
15、如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产制造等一般属于大量生产。3.成批生产成批生产 产品品种基本固定，产品品种基本固定，但数量少，品种较多，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。对象是周期性的变换。三、节三、节 拍拍 节拍是指生产每节拍是指生产每一个零件所规定的时一个零件所规定的时间指标。间指标。1.工艺规程的作用工艺规程的作用1）.工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件2）.工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据3）.工艺规程是新建或扩建工厂或车
16、间的基本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料第三节第三节 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要技术文件。主要技术文件。2.常用工艺文件的种类常用工艺文件的种类（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片（2）机械加工工艺卡）机械加工工艺卡（3）机械加工工序卡机械加工工序卡产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图质量标准质量标准生产纲领、生产类型生产纲领、生产类型毛坯情况毛坯情况本厂现有生产条件本厂现有生产条件先进技术、工艺先进技术、工艺有关手册、图册有关手册、图册3.制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料（1）机械加工工艺规程制定的原则机械加工工艺规程制定的原则A、保证加工质量、保证加工质量B、保证生产效率、保证生产效率C、较低制造成本、较低制造成本D、良好劳动条件、良好劳动条件4.制订机械加工工艺规程的原则及步骤制订机械加工工艺规程的原则及步骤（2）步）步 骤骤分析研究产品图纸分析研究产品图纸工艺性分析工艺性分析选择毛坯选择毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线选择设备、工装选择设备、工装确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、工时定额确定切削用量、工时定额技术经济分析技术经济分析填写工艺文件填写工艺文件