机械制造技术基础-生产过程与组织

机械制造技术沈阳大学机械工程学院崔敬巍1生产过程与组织1.1产品开发1.2制造过程与生产组织1.3制造技术概论产品开发的重要性产品开发的决策产品开发实施途径产品开发的实施步骤产品的生产过程产品的生产过程主要可划分为新产品开发、产品制造、产品销售和服务三个阶段。新产品开发主要在市场导向下。根据技术的发展和企业的资源特征，通过设计、试制、生产准备等活动，推出有市场前景的产品。它保证了企业的发展与未来。产品的制造活动，主要是根据市场和定单所决定的批量，把开发的产品制造和装配出来。产品销售与服务，主要指把生产出的产品通过一定的渠道推向市场，把产品变为企业实际的利润。在现代社会，售后服务是一个重要方面。1.1.1产品开发的重要性任何产品都有一定的寿命周期，它一般可以分为四个阶段：1.1.1产品开发的重要性介绍期

这是一个市场宣传、产品改进及为批量生产作准备的阶段口这时期销售量有限，制造成本高，销售价也较高。成长期

此时销售额迅速上升，生产成本大幅度下降，利润迅速增大。成熟期

这一阶段销售量较大，但增速趋缓，市场接近饱和，企业利润丰厚衰退期

由于市场上已出现性能或规格品种改进的新产品，或经过激烈竞争，原有产品价格已压到极低的水平，使销售量和利润持续下降，企业已无法取得利润。1.1.1产品开发的重要性企业为了生存，必须不断有新产品来替代老产品，才能保持利润的稳定增长。1.1.1产品开发的重要性对一个有实力的企业，既应该很好地经营管理处于成长期和成熟期的产品，对其进行产品改进，延长其寿命周期，又要不断开发新产品，尤其是创新产品，抢占市场的制高点！销售表明，对有竞争的产品，最早上市的几家公司往往占领市场80%以上的份额。1.1.2产品开发的决策新产品可分为：全新产品、换代产品、改进产品、仿制产品四大类。全新产品指应用新原理、新结构、新技术和新材料制造的前所未有的产品，往往成为科技史上的重大突破。换代产品如计算机发展到386、486、586、……等。改进产品主要是对老产品的改进。仿制产品有时可以在短期内获得较大效益，它节省了产品开发的大量资金、人力和时间的投人，开发风险小。但往往面临知识产权纠纷、生产成熟厂家压价销售的压力、高技术创新产品带来的致命打击等。开发什么样的产品，必须来源于详细的市场调查、认真的评价分析、科学的决策。正确的决策是至关重要的！1.1.2产品开发的决策（一）开发调研新产品开发决策的依据是开发调研，可以从下几方面进行：科技调研主要是调查科技新动态，可以形成产品的技术源，如其技术先进性、成熟度、技术可行性等。市场调研主要是调查市场的需求。分析本项产品可能达到的目标市场、市场可能接受的产品功能及价格。竞争环境调研主要研究国内外竞争对手的情况。包括其产品功能、质量、价格、经营状况、产品开发趋势。这里也包括法律、法规。如可持续性发展战略对减少污染、节约能源、产品报废后回收的要求。企业内部调研主要是研究企业的资源。即资金、设备、人力、技术、管理等各方面的情况，来考虑在拟上项目方面的长处和短处。企业的中长远目标和短期目标，企业的经营策略等。1.1.2产品开发的决策（二）立项评估立项评估的主要内容是经济分析与风险分析。（1）经济分析

固定成本：与产品的生产数量无关，它包括产品的研究开发费、设备折旧费、广告和销售费用等。

变动成本：相对而言，材料费、动力费等与产品生产数量成工比的费用。

1.1.2产品开发的决策①盈亏平衡销售量法：这是计算达到投入、产出平衡的最少销售量的方法。Q:盈亏平衡的销售量；F：年平均固定成本；P：单位产品售价;V：单位产品变动成本。如果市场预测销售量超过Q，该产品就有盈利。

1.1.2产品开发的决策②投资回收期法：设经过N年产品收益可以偿还投资，N可由下式计算：Fi：截止到N年的固定成本总值；Pi：第i年的预期价格；Vi：第i年预期的单位变动成本；Ri：第i年预期销售量。1.1.2产品开发的决策③资金利润率ROI：一个典型的算法是E：年平均收入（指税后利润）;I：平均投资。1.1.2产品开发的决策④利润贴现率r:I：产品所需要的最初投资；Ri：第i年的产品税后收入；Ci：第i年的产品总成本。1.1.2产品开发的决策（2）风险分析新产品开发是有风险的。对风险的评估包含在资金投入效益中，可采用新产品系数法。计算方法如下：R：新产品系数;Pt：技术成功率;Pc：商业成功率;Q：预期年销售量;C：产品定价;V：变动成本;T：产品寿命周期;：产品的固定成本总值。R较大的方案为较佳方案。R等于1表示最低水平，即勉强收回投资。1.1.3产品开发的实施途径独立开发

依靠本企业独立进行新产品开发的全部工作。对开发不太复杂的产品或开发仿制、改进型产品比较适合。一些技术经济实力雄厚的企业，也往往采用这种方式。合作开发

由企业和高校或科研机构合作进行技术开发。由于新产品开发可能涉及到较广泛的学科领域，需要各种检测、实验设备，需要各类人才进行创新工作，而学校科研机关在这些方面有较强的优势。这种方式是比较值得推广的。技术引进

通过购买专利，引进国外技术等方式，这样可以使企业产品迅速赶上先进水平，进入国际市场。但对项目的引进应充分掌握国内外技术发展，进行充分市场分析，以避免风险和损失。1.1.4产品开发的实施步骤整体产品概念由核心部分、形式部分及延伸部分组成。产品的核心部分是其使用价值。形式部分指产品的品质、包装、品牌、款式等内容。产品延伸部分主要指的是服务。如运送安装、质量承诺、售后服务保证。整体产品概念1.1.4产品开发的实施步骤新产品开发的顺序是概念设计、方案没计、详细设计、样机试制与评审、工艺设计、新产品鉴定、试销、生产准备、批量生产。产品概念设计概念没计在立项决策时就基本形成了，以新产品开发任务书的形式有了较明确的规定。它一般包括了产品基本特征、技术原理、主要结构形式、主要功能、市场定位、技术规格、主要参数、目标成本及与国内外类似产品的比较等项要求。1.1.4产品开发的实施步骤

方案设计主要确定实现概念设计的总体方案，包括机械结构方案、电气控制方案、外形方案等。

详细设计阶段进一步完成其结构设汁，以装配图、部件装配图、零件图、电气线路图、控制软件等形式体现出来。详细设计后要组织设计部门、工艺部门、生产管理部门、销售部门人员进行设计评审。评审后进行修改，然后完成样机制造。

1.1.4产品开发的实施步骤产品的许多性能往往要靠样机的试验才能真正确定下来。样机经测试后。连同设计资料及工艺设计一起进行新产品鉴定。由于产品的制造总与理论值有偏差，因此，单个样机的质量并不能代表产品批量生产的质量。单机的制造方法与批量生产也不一致。因此，鉴定后，还应按照工艺设计进行生产准备，即组织生产设备或生产线，设计制造专门的刀具、模具、夹具、检具等工艺装备，然后才进入小批量试制、试销、最后大批量投产。1.2制造过程与生产组织1.2.1基本概念生产过程是指产品制造时，由原材料或半成品进厂到转变为成品的各有关劳动过程的总和

生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处理），使其成为预期产品的这部分主要过程称为工艺过程。生产过程工艺过程机械加工工艺过程1.2.2生产过程及组织形式生产纲领决定生产类型，生产类型决定机械加工工艺过程。

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。零件的年生产纲领计算公式为：

N=Q*n(1+a%)(1+b%)

（件/年）式中，Q——产品的年产量（台/年）；

n——每台产品中该零件的数量（件/台)；

a%——备品的百分率；

b%——废品的百分率。1.2.2生产过程及组织形式生产类型是对企业生产规模的分类。根据零件的结构尺寸、特征、生产纲领和批量，生产类型可分为单件生产、成批生产和大量生产三种：生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型零件中型零件轻型零件单件生产≤5≤10≤100小批生产5～10010～200100～500中批生产100～300200～500500～5000大批生产300～1000500～50005000～50000大量生产≥1000≥5000≥500001.2.2生产过程及组织形式企业组织产品的生产可以有多种模式。1)生产全部零部件、组装机器。2)生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。3)完全不生产零部件，自己只负责设计及销售。

1.3制造技术概论零件表面是由若干个表面元素组成的。这些形状都要通过各种成形方法来完成。零件表面在由原材料或毛坯制造成为产品的过程中，按照质量m减小或增大的变化，可分为△m＝0，△m＜0，△m＞0三种原理，不同原理将采用不同的成形工艺方法。△m＝0，材料基本不变原理△m＜0，材料去除原理△m＞0，材料累加成形原理1.3制造技术概论△m≈0的制造过程是指利用材料塑性变形的工艺来获得零件形状的方法，属无屑加工方法。包括铸造、锻造、冲压等毛坯制造方法。锻压设备包括锻造机、冲压机、挤压机和轧制机四大类。模具是用来将材料填充在其型腔中，以获得所需形状和尺寸制件的工具。按填充方法和填充材料的不同，模具可分为：锻压具模、冲裁具模、拉伸具模、压铸模具、冷冲模具、注射模具、吹塑模具、粉末冶金模具等。1、△m≈0的制造过程1.3制造技术概论2、△m＜0的制造过程

△m＜0制造过程是指从表面去除材料来获得零件形状的方法。包括切削加工和特种加工。切削加工是指零件在切削机床上，通过机床的传动系统，使零件与刀具按一定规律作相对运动，从而获得所需要的表面几何形状的方法。包括车、铣、钻、镗、刨、拉、磨等加工方法。在切削过程中，有力、变形、热、振动、磨损等现象发生，这些运动的综合决定了零件最终获得的几何形状及表面质量。1.3制造技术概论特种加工是指利用电、光或化学等方法以完成零件材料的去除，从而获得所需要的表面几何形状。适合于加工超硬度、易碎等常规加工方法难加工的场合。特种加工近年来发展很快，按其加工原理可分成：电加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、水射流等。2、△m＜0的制造过程

1.3制造技术概论△m＞0的制造过程是指通过材料逐渐堆积形成三维实体工艺方法。成形后与成形前相比