第2讲生产的组织形式工艺过程设计的基本概念

基本概念1.1.3生产的组织形式（1）制造活动的定义生产是将各种生产要素的输入转变为产品输出的过程。生产要素生产对象生产劳动生产资料生产信息基本概念•制造活动要完成的主要任务：（1）将原材料或毛坯转变成一定尺寸和形状的零件和产品；（2）达到加工质量的要求，包括几何参数、力学、物理、化学性能的要求。基本概念基本概念（2）生产组织方式生产全部零部件、组装机器。生产一部分关键的零件，其余由其他企业供应。完全不生产零部件，自己只负责设计、装配和销售。企业的生产组织模式生产的组织方式敏捷制造AgileManufacturingAgile-敏捷的，轻快的，灵活的。敏捷制造一、敏捷制造的产生背景为了响应日本企业的挑战，重振美国制造业的雄风，1988年，美国通用汽车公司（GM）与美国里海大学的几位教授共同首次提出了一种新的制造企业战略――敏捷制造“AgileManufacturing”的概念。1991年，美国Iacocca研究所在美国国会和国防部的支持下，主持召开了21世纪发展战略讨论会，历时半年形成了一份著名报告——“美国21世纪制造战略报告”，并向美国国会提交。这份报告对敏捷制造的概念，方法及相关技术作了全面的描述。敏捷制造（一）敏捷制造的概念美国AgilityForum（敏捷制造的研究组织）将敏捷制造AM定义为：能在不可预测的持续变化的竞争环境中使企业繁荣和成长，并具有面对由顾客需求的产品和服务驱动的市场作出迅速响应的能力。二、敏捷制造的概念敏捷制造（二）敏捷制造的要素敏捷制造有三大组成要素：1．集成(Integration,Boundarylessamongpeople,technologyandorganization)2．高速(quickturnaround,shorterinnovationtime,ontimedelivery,fastinstallation)3．各级工作人员的自信心和责任心(skillful,knowledgeableandempoweredemployees)敏捷制造模式强调将柔性的、先进的、实用的制造技术，熟练掌握生产技能的、高素质的劳动者以及企业之间和企业内部灵活的管理三者有机地集成起来，实现总体最佳化，对千变万化的市场做出快速反应。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：1、技术研发能力高技术含量的产品带来高附加值。技术成为决定产品利润的重要因素。这也正是美国企业赖以抗衡日本企业的武器。日本人提出了精益生产模式，主要是通过降低成本的方法来提高利润。而美国人的敏捷制造模式认为，决定产品成本、产品利润和产品竞争能力的主要因素是开发、生产该产品所需的知识的价值而不是材料，设备或劳动力。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：2、生产的柔性能力现在生产潮流由大批量生产转向小批量多品种的方式，因此刚性生产模式也要改成敏捷化生产。即通过可重组的、模块化的加工单元，实现快速生产新产品及各种各样的变型产品，从而使生产小批量、高性能产品能达到与大批量生产同样的效益，达到同一产品的价格和生产批量无关。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：3、个性化生产敏捷制造型企业按订单组织生产，以合适的价格生产顾客的订制产品或顾客个性化产品。这种方式取代了单一品种的生产模式，满足了顾客多种多样的要求。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：4、企业间的动态合作敏捷制造要求企业对内部的生产工艺、流程、机构能迅速进行重组，以对市场机遇作出敏捷反应，生产出用户所需要的产品。当企业发现单独不能作出敏捷反应时，就要进行企业间的合作。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：5、激发员工的创造精神敏捷制造型企业建立一种能充分调动员工积极性、保持员工创造性的环境，以巩固和提升企业持续的创新能力。有远见的领导者将具有创新能力的员工看成是企业的主要财富，而把对员工的培养和再教育作为企业长期投资行为。敏捷制造（三）敏捷制造的特点敏捷制造要求企业具备的特点：6、新型的用户关系敏捷制造型企业强调与用户建立一种崭新的“战略依存关系”，强调用户参与制造的全过程。敏捷制造（3）生产与工艺系统生产与工艺系统是由若干部分组成的有机整体。工艺系统是由机床、刀具、工件及夹具构成的整体，用来改变工件形状和尺寸，是通过信息流、物质流和能量流联系起来的。敏捷制造（3）生产与工艺系统生产系统是由以下八个子系统构成：①决策管理子系统②设计技术子系统③生产技术子系统④物资供应子系统⑤产品销售子系统⑥从事教育子系统⑦成本财务子系统⑧制造过程及辅助生产子系统基本概念1.2工艺过程设计的基本概念•工艺过程设计是指把产品的设计信息转化为制造信息的过程设计。•在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为半成品或成品的过程，亦即生产过程中由毛坯制造起到油漆为止的过程。Moretolearn基本概念完整的工艺过程设计分为以下步骤：①进行零件的描述、建立零件的信息模型；②设计加工工艺方法和路线，选择机床或其他设备；③确定加工基准，选用或设计夹具；④确定工序等加工工艺过程；⑤设计加工余量和工序尺寸参数；⑥计算工时和制造成本；⑦设计检验方法、选择或设计检验量具；⑧生成工艺卡片等。Moretolearn基本概念•工艺过程包括：•毛坯制造过程•热处理过程•机械加工艺过程•装配工艺过程等Moretolearn基本概念•工艺过程的组成：工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成•工序：一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床上），对同一个零件（或一组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺过程•划分工序的主要依据是：•工作地点（或机床）是否改变•加工是否连续Moretolearn基本概念安装：加工前，使工件在机床上（或夹具中）定位后（即占据正确位置）然后夹紧的过程工位：工件在机床上所占据的每一个待加工位置工步：在一道工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程基本概念Moretolearn•工序划分不同，工步可能相同，也可能不同•对于一次安装中连续进行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一个工步•用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，也看作一个工步，称为复合工步基本概念走刀：切削刀具在工件表面上每切削去一层金属所完成的那部分工艺过程•一个工步可以包括一次或几次走刀基本概念Moretolearn基本概念基本概念基本概念3．生产纲领与生产类型生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，即一年中制造产品的数量。零件的生产纲领还应包括备品和废品，可按下式计算：N=Qn(1+a%)(1+b%)生产类型：企业生产专业化程度的分类基本概念Moretolearn•单件生产：单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复特点是：品种多；产量小；工作地点的加工对象经常改变•大量生产：同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工特点是：产量大；工作地点的加工对象较少改变；加工过程重复基本概念Moretolearn•批量生产：一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性重复特点是：有一定的生产数量；加工对象周期性改变；加工过程周期性重复基本概念4．获得加工精度的方法获得尺寸精度的方法•试切法：通过试切—测量—调整—再试切，反复进行到工件尺寸达到规定要求为止•调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸基本概念Moretolearn基本概念•定尺寸刀具法：通过刀具的相应尺寸保证加工表面的尺寸精度•自动控制法：将测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，通过自动测量和数字控制装置，在达到尺寸精度后自动停止加工•主动测量法：边加工边测量加工尺寸获得形状精度的方法•刀尖轨迹法：通过刀尖运动的轨迹来获得形状精度的方法•仿形法：刀具依照仿形装置进给获得工件形状精度的方法•成形法：利用成形刀具对工件加工获得形状精度的方法•展成法：利用工件和刀具的展成切削运动进行加工的方法基本概念获得位置精度的方法•直接找正定位法：用划针或百分表直接在机床上找正工件位置•划线找正定位法：先按零件图在毛坯上划好线，再以所的划线为基准找正它在机床的位置•夹具定位法：在机床上安装好夹具，工件放在夹具中定位•机床控制法：利用机床的相对位置精度保证位置精度基本概念1.2.3加工工艺规程1．工艺规程的概念按一定的格式，用文件的方式规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为机械加工工艺规程2．工艺规程的分类•机械加工工艺过程卡•机械加工工艺卡•机械加工工序卡工艺规程概述3．工艺规程的作用它是机械制造厂最主要的技术文件之一，是生产一线的法规性文件。新工艺是衡量生产部门技术力量的标志，是产品设计和技术革新的内容之一•指导生产的主要技术文件•组织和管理生产的基本依据•新建和扩建工厂的基本资料•交流和推广经验的基本文件工艺规程概述4．制订工艺规程的原则•保证产品质量；•提高劳动生产率；•降低成本；•采用国内外先进工艺技术；•保证良好的劳动条件工艺规程概述5．制订工艺规程的原始资料•产品的整套装配图和零件工作图•产品验收的质量标准•产品的生产纲领和生产类型•现有的生产条件和资料（包括毛坯生产条件、协作关系、工艺装备、工人技术状态等）•工厂的发展前景•国内外的生产技术发展状态等工艺规程概述6．制订工艺规程的步骤（十大步骤）•分析零件图和产品装配图；•选择毛坯；•拟定工艺路线；•选择定位基准；•确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；•确定各主要工序的技术要求及检验方法；•确定切削用量和工时定额；•进行经济分析，选择最佳方案；•填写工艺文件工艺规程概述制订工艺规程时要解决的主要问题1．零件的工艺分析检查产品图样的完整性和正确性审查零件的结构工艺性零件结构工艺性的主要要求：•零件图的尺寸标注应适应机械加工工艺和检验的要求•尽可能减少机械加工量，提高生产率•提高生产效率，保证产品质量•减少装夹次数，缩短辅助时间•结构应适应刀具要求•保证装配的方便和可拆性Moretolearn零件的技术要求分析•加工表面的尺寸精度•主要加工表面的形状精度•主要加工表面之间的位置精度•加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求•热处理要求•其它要求制订工艺规程时要解决的主要问题2．毛坯的选择选择毛坯的基本任务：选定毛坯的制造方法及其制造精度毛坯的种类：•铸件;锻件;冲压件;压制件;型材;焊接件选择毛坯时应考虑的因素：•零件的材料及机械性能要求•零件的结构形状与尺寸•生产纲领及生产类型•现有生产条件•充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性制订工艺规程时要解决的主要问题3.基准的选择基准的概念•基准是确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面（或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面）基准的分类：•设计基准——零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。•工艺基准——零件加工、测量、装配过程中采用的基准制订工艺规程时要解决的主要问题•定位基准——加工时用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准•工序基准——用以标定被加工表面位置（或者说确定某加工精度）的基准•测量基准——用以测量已加工表面尺寸和位置的基准•装配基准——装配时用以确定零件在机器中位置的基准说明：基准是依据，因此必然客观存在，但不一定具体存在：有的是轮廓要素，可直接接触；有的是中心要素，不可触摸，常由某些具体存在的基面来体现制订工艺规程时要解决的主要问题制订工艺规程时要解决的主要问题定位基准的选择通常先选择精基准，后选择粗基准。精基准的选择（减少误差，提高定位精度）：•基准重合原则：即选择设计基准作为定位基准•基准统一原则：即采用同一基准加工尽可能多的表面•自为基准原则：即精加工某些余量小而均匀的重要表面时