現(xiàn)階段工藝設(shè)計(jì)分析

曾瑛　章鵬

【摘? 要】工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程。制造工藝設(shè)計(jì)是設(shè)備設(shè)計(jì)和制造工藝間的一個環(huán)節(jié)。

由于各種零部件的用途和性能不同，其材料、結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求也各不相同，所以，各種零件的加工工藝是不同的，即使是相同類型的零件，由于生產(chǎn)條件和批量大小的不同，其工藝過程也不同，因此，應(yīng)制定合理的加工工藝規(guī)程。

【關(guān)鍵詞】工藝;工藝設(shè)計(jì);工藝規(guī)程

1 概述

工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的方法和過程。機(jī)械制造工藝是各種機(jī)械的制造方法和過程的總稱。

制造工藝設(shè)計(jì)是設(shè)備設(shè)計(jì)和制造工藝間的一個環(huán)節(jié)，本質(zhì)上屬于設(shè)計(jì)范圍。由于從國外引進(jìn)軟件技術(shù)的日益發(fā)展，設(shè)備設(shè)計(jì)和制造一體化體制的發(fā)展，以及新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的迅速發(fā)展等原因，如今制造工藝設(shè)計(jì)已有逐步發(fā)展成為獨(dú)立階段的趨勢。

機(jī)械制造中的工藝設(shè)計(jì)是企業(yè)生產(chǎn)活動中最活躍的因素，它與企業(yè)的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝裝備、生產(chǎn)技術(shù)及企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)管理水平等因素有著密不可分的聯(lián)系。

2 工藝設(shè)計(jì)的意義

由于各種零部件的用途和性能不同，其材料、結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)要求也各不相同，所以，各種零件的加工工藝是不同的，即使是相同類型的零件，由于生產(chǎn)條件和批量大小的不同，其工藝過程也不同，因此，應(yīng)制定合理的加工工藝規(guī)程。

一個周期的機(jī)械制造工藝流程主要由原材料的供應(yīng)、毛坯和零件成形、零件機(jī)械加工、材料改性與處理、裝配與包裝、搬運(yùn)與儲存、檢測與質(zhì)量監(jiān)控、自動控制、修復(fù)與再制造等個工藝環(huán)節(jié)組成。按其功能不同，主要分為三類：一類是直接改變工件的形狀、尺寸、性能以及決定零件相互位置關(guān)系的加工過程，如毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、表面處理、裝配、修復(fù)與再制造等，它們直接創(chuàng)造附加價值;另一類是搬運(yùn)、儲存、包裝等輔助工藝過程，它們間接創(chuàng)造附加價值;第三類如檢測、自動控制等并不獨(dú)立構(gòu)成工藝過程，是通過與前兩類工藝過程的融合并提高其技術(shù)水平及質(zhì)量來發(fā)揮作用。

這些對降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，減少資金占用，提高產(chǎn)品作為商品的價值都具有重大的作用。

3 工藝發(fā)展現(xiàn)狀

制造業(yè)在迅速推廣應(yīng)用技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè)的過程中，廣泛采用CAD/CAM等設(shè)計(jì)軟件，將設(shè)計(jì)、計(jì)算分析以及加工等有機(jī)的結(jié)合起來，大大加快了產(chǎn)品的開發(fā)速度，降低了技術(shù)人員的勞動強(qiáng)度。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，產(chǎn)品更替的周期越來越短。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械加工制造業(yè)中75%是屬于加工批量少于50件的中、小批量生產(chǎn)，航空工業(yè)就屬于這個典型。而且即使是大批量生產(chǎn)，也由于買方市場的出現(xiàn)，迫使它不得不具有一定的柔性，以適應(yīng)不同用戶的各種特殊要求。

3.1 我國的發(fā)展概況

高新技術(shù)及現(xiàn)代管理技術(shù)的不斷引入、滲透與融合，不斷改變著傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)的面貌和內(nèi)涵，從而形成了現(xiàn)代機(jī)械制造工藝技術(shù)。

由傳統(tǒng)的制造工藝發(fā)展到現(xiàn)代，其間經(jīng)歷了如下幾個階段和環(huán)節(jié)：

第一階段：在加工工藝流程中，重視必不可少的“ 輔助工序” 如切割、焊接前的鋼板預(yù)處理，成形、加工后的打磨、去毛刺，工序間的防護(hù)、清洗等。

第二階段：在工藝裝備中，重視輔助工裝及工藝材料的配套發(fā)展，使制造技術(shù)成為集工藝方法、工藝裝備、工藝材料于一體的成套技術(shù)。

第三階段：重視物流、存貯、檢驗(yàn)、包裝等輔助生產(chǎn)過程。這是挖潛增效的第一源泉，使制造技術(shù)成為復(fù)蓋原材料進(jìn)廠到加工成產(chǎn)品的全過程的綜合技術(shù)。

第四階段：根據(jù)市場需求，不斷發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效低耗工藝及開發(fā)新型加工方法，并在生產(chǎn)中迅速普及，替代相形見拙的落后工藝。

第五階段：不斷吸收微電子、計(jì)算機(jī)、自動化等高技術(shù)的最新成果，形成了CAD、CAPP、CAM、CAT、NC、MC、MIS、FMS、CIMS、IMT（智能制造技術(shù)）等一系列具有劃時代意義的新技術(shù)，對上述技術(shù)進(jìn)行局部或系統(tǒng)集成后，形成了從單機(jī)到生產(chǎn)線，從剛性到柔性，從簡單到復(fù)雜等不同檔次的自動化制造技術(shù)系統(tǒng)。

第六階段：引入工業(yè)工程最新成果及同步工程概念，使現(xiàn)代制造技術(shù)的覆蓋面擴(kuò)及設(shè)計(jì)及使用維修，并將技術(shù)與管理有機(jī)結(jié)合起來，使制造伎術(shù)演變成以整個設(shè)計(jì)、制造、使用的閉環(huán)過程為對象，以提高質(zhì)量、效率、效益、競爭力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流，信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。

3.2 國內(nèi)工藝設(shè)計(jì)存在的問題及和發(fā)達(dá)國家的差距

目前，工藝設(shè)計(jì)方面存在的主要問題有：

（1）很多工藝規(guī)程的制訂仍建立在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，其科學(xué)性、先進(jìn)性和合理性不夠。

（2）對工件的特性分析不夠深入，忽視某些工件因其材料、精度要求的不同或局部結(jié)構(gòu)的差異會導(dǎo)致其加工工藝發(fā)生很大變化的情況，仍然套用所謂“相似件”的工藝，往往造成加工質(zhì)量問題。

（3）新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備周期較長。

眾所周知，工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣主要取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造工藝水平和科學(xué)管理水平。實(shí)踐證明，我國在目前情況下，制造工藝水平是其中一突出的問題。近幾年，我國有些企業(yè)在引進(jìn)國外產(chǎn)品技術(shù)后，長期達(dá)不到國外同等質(zhì)量水平;更有甚者，花錢買了軟件后，因多年達(dá)不到穩(wěn)定質(zhì)量的要求，而放棄了生產(chǎn)權(quán)利。無數(shù)事實(shí)證明某種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平即使在與國外基本相同條件下，利用我國現(xiàn)有的制造工藝也很難制造出與國外同等質(zhì)量的產(chǎn)品來。

4 設(shè)計(jì)的主要工作

本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是要消化圖紙，明確要求，根據(jù)企業(yè)資源條件是否適合，能否讓工藝路線順利通過，應(yīng)怎么回避或者克服將遇到的阻礙。確定工藝路線后再研究并完善細(xì)節(jié)。

對夾具的基本要求就是將工件定位并可靠的夾持在一定位置，并在機(jī)床工作臺上有一定的方位，其次，還要滿足其他要求，如保證夾具的生產(chǎn)率（容易裝卸工件，采用自動或半自動夾緊裝置，切屑容易排除），操作簡單并安全（如對貴重工件采用防誤功能的元件），有效降低成本（考慮夾具材料和制造過程，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件）。

在設(shè)計(jì)的時候要對材料、毛胚的成形方法、加工方法、精度保證的方法等進(jìn)行選擇，還要考慮負(fù)載物體要在導(dǎo)軌上所移動的距離和位置。對應(yīng)的也要選擇相應(yīng)的加工設(shè)備。

制定機(jī)械加工工藝過程時，通常可以用多種不同的加工方案來實(shí)現(xiàn)，為了選取在給定的生產(chǎn)條件下最經(jīng)濟(jì)合理的方案，對工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和評價就具有重要意義。通過比較，選擇既經(jīng)濟(jì)、合理又簡單方便的加工工藝。

5 結(jié)束語

機(jī)械制造中的工藝設(shè)計(jì)是企業(yè)生產(chǎn)活動中最活躍的因素，它與企業(yè)的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝裝備、生產(chǎn)技術(shù)及企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)管理水平等因素有著密不可分的聯(lián)系。

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