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化工工艺工程设计(6篇)

时间: 2026-02-01 栏目:实用范文

化工工艺工程设计篇1

电子产品工艺理实一体化内涵教案考核《电子产品工艺》是应用电子专业的核心课程,该课程要求学生学会电子产品装接、调试、检测等多种技能,使学生成为适应现代制造业需要,主要从事电子产品生产、设备维护和工艺管理、质量管理的高端技能型人才。

近年来,我校对《电子产品工艺》这门课程的项目课程、工作任务驱动式课程等教、学、做一体式教学有了初步的研究和实践,对该课程的理实一体化的具体课程设计进行了的探索,积累了一些经验,提出了理实一体化课程的课堂层面的设计,通过设定教学任务和教学目标,让师生双方边教、边学、边做,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。教学实践表明,这种微观设计对提高教学质量是有效的。

一、《电子产品工艺》理实一体化课程内涵

理实一体化通常是指“理论与实践的有机结合”。理实一体化课程的基本内涵是:将理论、实验及实训等教学内容一体化设置;讲授、听课与实验、操作等教学形式一体化实施;教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置;知识、技能与素质等职业要求一体化训练;理论和实践交替进行,形象和抽象交错出现。由此形成融知识传授、能力培养和素质教育于一体的一体化课程模式。

《电子产品工艺》是实践性非常强的课程,在教学内容设计上,可以考虑以实践为主,设计成多个教学单元,每个教学单元中需要什么理论就学什么理论,不必强调理论的系统性。把传统的教室搬到实训场地去。在有多种电子产品生产流水线的实训室中设有听课和讨论的地方。目前,有许多学校有“三区一室”“四区一室”等多种形式的一体化教室。如果学校条件不允许的话,我认为有“二区一室”也可以,即有讲授区和实践区,讨论可以就在讲授区中进行。

二、《电子产品工艺》理实一体化教案

教案是教师在授课前准备的教学方案,有学习单元教案和1次课教案,理实一体化课程应采用理实一体化教案。

1.教案编写要求

《电子产品工艺》理实一体化教案的设计要求有五点:(1)教学内容分为多个教学单元或学习单元,每一次教学应围绕着完成某一个学习单元进行设计,教案设计应包括理论知识与实践操作两部分内容,以实践操作为主线,理论为实践服务,“用什么,学什么”。(2)教案的设计必须包括教师教的活动和学生学的活动两个方面的内容。(3)教案设计应体现出具体教学内容与实施的具体活动方法和步骤,设计教学过程中该“做什么”,“怎么做”和“什么时候做”等具体步骤。(4)教案内容上不要过于详尽,形式上不要过于琐碎,结构上不要过于程式化和封闭化。(5)在设计教案之前,一般要认真备课,重点把握三个环节:认真学纲,钻研教材,确定教学目标和重点难点;认真备学生;认真备教法。

《电子产品工艺》理实一体化教案主要栏目填写要求如下:

(1)教学目标

①有技能教学目标、知识教学目标和素质目标;②目标清楚明白、具体,便于师生操作;③体现理实一体化教学的鲜明特色;④体现知识、技能、情感、职业道德等方面的基本要求。

《电子产品工艺》的技能要求较高,多个电子产品在设计制作过程中要求达到的技能、知识、素质都有所侧重和不同,对学生的职业道德的培养也有很重要的作用。

(2)教学步骤

①《电子产品工艺》课程是由通过多个电子产品的设计制作为载体学习单元组成的,教学步骤任务有层次,简单产品为载体的学习单元先做,过程复杂、要求高的载体内容放在后面。理实教学过渡自然,理实教学时间分配合理;②根据实际需要有些教学步骤中有小步骤设计,小步骤设计完整,时间分配合理;③教学步骤设计巧妙,主要体现在教学过程中和方法要运用上新颖独特,符合学生的认知规律和特点,要能提高学生的兴趣。

(3)教学方法

①要体现多种教学方法,比如:讲授法、演示法、讨论法、现场操作法等,不同学习单元的相关步骤用不同的方法。②教学方法选择恰当。要依据学校的教学资源和学生实际情况设置每个学习单元及其教学方法。教学方法多样,一法为主,多法配合,优化组合;③运用教学手段得当。根据实际需要,教具、学具、实训设施和设备选择得当。

三、《电子产品工艺》理实一体化课程的考核

《电子产品工艺》课程是由一个个学习单元或学习任务组成,所以过程性考核是非常重要的。如果没有过程性考核,则每个学习任务的完成质量得不到保证。主要以完成每个工作任务的质量作为考核内容,应包括学习态度、学习能力和学习效果三方面。教师应制订过程性考核标准,即制定每一个学习任务的优秀、良好和及格标准。考核标准应向学生公开,以激励学生去争取优秀。有了考核标准,可以采取学生自我考核、相互考核或小组考核。让学生自己考核自己,这样可以培养学生自我考核和自我评价的能力。

课程考核以实际操作考核为主,理论考试和实践考试相结合的考核评价方式。对每一个以电子产品为载体的学习任务,要考核评价学生产品的设计、焊接、整机组装、工艺文件等多方面的效果,还要纵向比较学生这个产品与上个产品,进步明显的要体现在成绩上。在加强实践考试的同时也不能走向一个极端,如果期末考试只有实践考核而没有理论考核,导致学生不重视理论知识学习,学生只知其然,而不知其所以然。

《电子产品工艺》理实一体教学除了教学任务设计、教案设计、考核方式的改革还应该有理实一体教材的编写、学习指导书的编写等,需要有一整套的教学、学习材料。

理实一体教学实现“教、学、做”一体,把理论和实践揉合在一起,以电子产品生产过程为主线,理论“用什么,讲什么”,符合学生的认识规律,为应用电子专业的学生适应今后的电子装接、调试、维修、质检等多个就业岗位打下坚实的基础。

参考文献:

化工工艺工程设计篇2

关键词:室内设计;民间工艺;现代设计

我国作为一个历史悠久的国家,民间工艺的由来已久,并且在我国的发展历程中,民间工艺在不同的历史时期,表现方式也是有所不同的。虽然民间工艺的状态和形式各异,但是作为我国传统文化不可缺少的组成部分,对于我们今后的生活和发展都能带来更大的帮助。随着现代社会的发展,我们在室内设计的过程中也开始加大了对民间工艺的重视程度,不断地将民间工艺与现代设计相融合两者之间通过相互的影响和借鉴,不断地将室内设计的水平进行发展和提高。

一、民间工艺的含义和特点

民间工艺指的对物体的加工过程。民间工艺不是指产品的生产场所或所在地是在民间,而是指用相对传统的民间工艺对民间工艺品进行加工和生产,除了人们可以用眼睛看到的物体的表象,民间工艺本身还有更为丰富的内涵。民间工艺的内涵和表现,才是把民间工艺和普通工艺相区别的一种基本标志[1]。民间工艺的特点主要表现在几个方面:第一,地域性。民间工艺可以说是来源于生活,又要在一定程度上高于生活,因此在不同的地区,民间工艺的表现形式也有所不同。第二,多样性。一个地区的民间工艺并不是单纯的表现在一个地区的某一个方面,在人们的日常生活中,民间工艺表现在方方面面,不仅种类多样,而且涉及的种类也十分繁多,丰富程度更是难以想象。比如在东北地区,建筑的种类都多的数不胜数,比如在哈尔滨主要流行的是俄罗斯风格的建筑,在朝鲜主要流行韩国居住风格的圆顶房等等[2]。这些建筑中不仅包含了多种形式的建筑行业的民间工艺,同时样式、种类的丰富也更加突出了民间工艺的多样性。

二、室内设计中民间工艺与现代设计融合的必要性

1、民间工艺与现代设计在基本要求上呈重叠的趋势

民间工艺作为历史传承下来的巨大财富,在很大程度上能够满足人民群众对于建筑房屋的基本要求,无论是在房屋的功能还是在艺术美感上的表现上,民间工艺都具有较高的水准,保证了房屋的实用性和美观。;而现代设计是现代社会在不断发展和进步中总结出的新的设计方法,很好的跟上了现代社会的发展脚步,因此两者在一定程度上发展的方向和目标基本相同,因此两者在室内设计的过程中,实现融合对今后室内设计的发展有很大的帮助作用[3]。

2、民间工艺可以为现代设计提供更多素材

在我们进行室内设计的过程中,如何将作品得到更大程度上的利用,并且保持美感不受影响是现阶段现代设计中急需要解决的问题。想要更好的做到功能的设计、合理的划分空间以及节省装修的成本,作为设计师要不断的从生活中不断对自身的灵感进行挖掘,让民间工艺中的先进功能、艺术性在现代设计中得以体现。同时民间工艺经过长时间的发展和累积,不仅能够为室内设计中的现代设计提供更多的素材,同时还能在社会的发展中不断完善自身的工艺。

三、民间工艺与现代设计融合的可行性路径

1、用现代设计语言诠释民间工艺

民间工艺的内涵通过现代设计语言进行诠释是室内设计中我们经常会提到的一句话[4]。在进行诠释的过程中,最常见的一种解释方法就是用现代设计方法来对民间工艺进行开发。我们在对民间工艺进行诠释和理解的过程中,要尽可能的减少形式化现象的出现,民间工艺作为一种传统艺术的表现形式,能够经过长时间的文化发展还能继续延续的原因就是因为民间艺术与人们的生活紧密相连,并且通过现代设计的诠释,民间工艺的特点更加鲜明、独特,因此也被我们应用在室内设计中。

2、提升民间工艺的现代性

想要将民间工艺更好的和现代设计融合在一起,首先我们要将民间工艺在一定程度上进行改良和优化,让民间工艺更好的满足现代设计的发展。同时为了更好的适应现代社会的发展需求,我们在进行室内设计的过程中应该更加尊重现代认得生活需求和习惯,不断在设计的过程中加强民间工艺的优化,让其更好地适应现代化社会。

四、关于民间工艺的再思考

随着现代社会中,民间工艺的不断进步和发展,我国的工艺水平也在不断受到更多的关注,作为室内设计师也在将民间工艺更好的融合到现代设计中,令我国在建筑设计的发展中不断取得新的进展。在室内设计的环节中没有统一和固定的发展方向和模式,只要在进行设计的过程中能够更好地满足人们的需求,那么室内设计就是成功的[5]。在设计的过程中,民族性是设计中非常宝贵的环节,在现代社会的发展背景下,我们要不断的将设计中的民族性去掉,才能更好的将设计与世界上先进的水平相联系。当然,很多人把这种现代化的发展归结于受到西方文化的影响,但是我们应该明白,我们在进行室内设计的过程中,在内容上我国的民间艺术的地位不会动摇,因为现代设计只有不断寻找和挖掘民间工艺的优点和净化,我国的室内设计的发展的水平才会得到进一步的提升。五、结束语民间工艺作为我国传统文化流传下来的瑰宝,在进行对民间工艺的改良时,仍然要尽可能保持民间工艺的特点,让其在发展的过程中,更好的适应现代设计的发展步伐,经过室内设计中民间工艺与现代社的融合和发展,我相信我国的建筑行业的总体水平也能得到更大的提升和发展,不断满足现代社会的发展需求,丰富民间工艺的发展,提升我国的综合实力。

作者:王志强单位:泰州职业技术学院

参考文献:

[1]周凡,甘亭亭.浅谈室内设计中民间工艺与现代设计的融合[J].江西建材,2016,23(10):51-52.

[2]孙毅,向世前.中国传统建筑文化与现代室内设计的关系[J].中国建材科技,2013,22(3):117-118.

[3]毛文正.论闽台高校文化创意产业平台的构建——福建传统民间工艺在闽台文化创意产业中的运用与实践[J].福建师范大学学报(哲学社会科学版),2010,17(1):51-55.

化工工艺工程设计篇3

关键词:数控加工;加工工艺;标准化

企业要想在激烈的市场竞争中占有一席之地,必须要从自身实际出发,提升综合实力。新时期以来,数控加工工艺企业的发展异常迅猛,在科学技术的带动下,数控机床在现代制造业中扮演的角色越来越重要,这就催生了一大批现代制造企业,使得市场竞争加剧。标准化的数控加工工艺作为现代企业追求的目标,制造业应当意识到数控加工工艺标准化对自身发展的意义,通过各种合理手段实现数控加工工艺的标准化。

1数控加工工艺的特点和流程

1.1数控加工工艺的特点

现代制造业中,数控加工工艺技术的应用,可以最大限度地减少工装数量,提高生产的效率。比如在对复杂零件修改的时候,数控加工工艺处理方法的应用,只需要修改其零件的加工程序,不需要“伤筋动骨”。在进行加工处理的时候,加工的质量必须要得到保证,通过数控加工工艺处理方法的应用不仅可以保证加工的质量,还可以提高加工的精准度。在解决机床型面,数控加工工艺处理方法除了能够解决常规型面之外,还能够解决一些非常规型面,提高了生产效率,适用性非常广泛。

1.2数控加工工艺的流程

数控加工工艺的应用离不开编程的应用。现阶段,绝大部分企业在数控加工工艺过程中采用的是计算机编程。在数控加工工艺处理方法的应用中,计算机编程的意义重大,是数控加工工艺的重要一环。当然,数控加工工艺中,计算机编程的作用巨大,但除了计算机编程之外,还需要做好编程之前的准备工作以及编程后的后续工作。也就是说,数控加工工艺的流程具有系统性、程序性的特点,在实际的操作过程对技术人员的技术要求非常高,这也从侧面反映了数据加工工艺的重要性。

2数控加工工艺存在的问题

2.1缺乏可循的标准

数控加工工艺制定流程没有标准作为参照,数控编程受到技术人员的主观因素影响较大,由于不同的技术人员其认为的工艺标准不一样,这就使得数控工艺产品在生产过程中存在不同的规格,质量各不相同,容易出现不合格产品。最为关键的是,没有标准可依,容易造成工艺文件的堆积,造成材料浪费,还增加了加工的成本。以电极、镶件等零部件为例,这些零部件存在着相似的加工工艺,要求在数控加工工艺上注重方案的相似性,没有标准可循,相似性也就无从谈起。

2.2制造流程不规范

纵观当前数控加工工艺的实施,90%以上都是沿用独立分散的方法进行:模具加工过程中,技术操作人员修改加工程序时,依靠的是自身的主观经验自行修改,在模具加工过程中,为了保证模具的质量,必须要不断地修改加工程序。独立分散的方法应用在程序修改过程中,无法保证产品的精确度,容易因操作人员的因素造成误差的出现。以数控加工的刀具、参数为例,这些因素的准确度必须要高,特别是在当前精密性要求越来越严的情况下,而不规范的制造流程显然不符合现阶段要求。

3数控加工工艺标准化的内容设计

数控加工工艺中,标准化设计的实现,需要全面分析,从加工定位的标准化设计、加工刀具的标准化设计、工艺参数的标准化设计、加工策略的标准化设计4个方面着手。

3.1加工定位的标准化设计

对数控加工工艺标准内容进行加工定位具有必要性。关于加工定位的标准化设计,需要做好以下两个方面。第一,零件加工的基准要确定下来。所谓基准指的是零件加工过程中,为确定零件点线面的位置,需要参照物,被称之为基准。基准在零件加工过程中的影响很大,会影响加工工序的规划与实施,间接地影响质量。在具体定位过程中,通常先在毛坯表面进行定位。第二,合理规划零件加工的区域。现实情况中,零件曲面的类型多种多样,复杂度很高,这就要求在进行加工之前,技术操作人员应当合理地规划所要加工的区域,之后再确定要使用到的加工工艺。

3.2加工刀具的标准化设计

数控加工工艺过程中,刀具非常关键,刀具的选择会直接影响到数控加工工艺的质量。所以,数控加工工艺标准化实现,刀具材料、类型及参数的标准化必不可少。在刀具材料的选择上,常见的材料有硬质合金钢、高速钢、涂层硬质合金钢等,能够准确对坚硬零件的层切。在刀具类型的选择方面,球头刀和端铣刀是最常见的两种刀具类型,它们自身结构比较规范,应用在数控加工工艺中有利于标准化的实现。在刀具参数的设置方面,主要包括走刀路线、走刀区域、颜色选择等,在进行不同零件数控加工时,应当具体情况具体分析,根据零件的不同,针对性地设置刀具的相关参数。

3.3工艺参数的标准化设计

数控加工工艺中,参数的标准化设计是其标准化实现的关键部分。通常情况下,数控加工工艺中的参数包括速度、深度、程度等内容。工艺参数的标准化设计具体可以从以下几个方面着手。(1)速度方面,零件加工的切削速度受到刀具材料的影响,一般材质较硬的刀具可以对质地较硬的零件进行深加工;零件加工过程中,如果零件硬度不高,则可以加快切削的速度。(2)深度方面,深度会受到精度要求产生不同的影响。(3)程度方面,也就是给量,要求合理设置给量的工艺参数。在实际的数控加工工艺过程中,经验非常重要,很多时候可以根据以往的经验对工艺参数进行合理设置,为工艺参数标准化的实现提供宝贵的参考依据。

3.4加工策略的标准化设计

结合当前数控加工工艺的实际情况,标准化的实现任重道远,要想加快数控加工工艺标准化的实现速度,对加工策略的标准化设计必不可少。一般而言,加工策略标准化设计的实现需要注意两个方面,一方面是加工工序的选择,另一方面是拟定合理的加工策略。首先,技术操作人员应当选择合理的加工工序。当前,工序有粗加工和精加工两种情况,数控加工工艺过程中应当坚持“从粗至精”的原则。其次,技术操作人员应当拟定合理的加工策略。数控加工工艺中,走刀路线的选择十分关键,加工策略的拟定会对走刀路线的选择造成重大影响,要想确保走刀路线合理,就必须拟定科学的加工策略。

4数控加工工艺标准化的设计

上述提及到的是数控加工工艺标准化的内容设计,接下来在参考相关文献资料的基础上,结合自身的工作经验,从整体设计和操作流程两个层面探讨数控加工工艺标准化的设计。

4.1数控加工工艺的整体设计

对于整体设计而言,具体包括两个方面:功能设计和框架设计。首先,功能设计。功能设计涉及到的内容诸多,如零件曲面的自动识别、工艺选择、工艺参数修改等。在具体的操作过程中,技术人员要对加工零件进行识别和管理,然后选择合理的加工工艺,紧接着再对不满足加工要求的工艺参数进行修改,之后存储已经加工完成的零件的信息,作为后续标准化设计的依据,最后形成文件并输出。其次,框架设计。框架设计可以分为三层,分别为显示层、逻辑层和数据库层。显示层显示加工处理过程中的信息,逻辑层处理用户的相关请求,数据层存储加工处理中的全部数据信息。

4.2数控加工工艺的操作流程

数控加工工艺操作流程的系统,主要包括5个步骤。步骤一:进入主界面,导入模型。步骤二:系统识别已导入的模型,进入下一环节,未识别再次重复此操作。步骤三:判断模型类型,已判断进入下一阶段,未判断则返回上一级。步骤四:录入标准化数控加工工艺,若要修改,形成数据,如果不要修改,则再进行是否修改工艺信息的判断。步骤五:进行前面四个步骤之后,处理关键数据,完成操作流程。

5数控加工工艺标准化的方法

5.1典型工艺法

典型工艺法上个世纪30年代末期索克洛夫提出的,其着眼点是工艺过程的标准化,也就是将零件根据结构、形状相似性和工艺过程相似性标准进行分类,同类零件采用相同的典型工艺。从目前来看,数控加工过程中,应用典型工艺法有利有弊,利的地方是将其应用在齿轮、标准件等结构形状稳定性、批量相对较大的零件中更加适合,弊端在于面对批量不大或者非标准结构的零件该种工艺法不太适合。因而,在形状结构差别大、批量小的生产场合,典型工艺法无法充分发挥出其功能作用,但是可以作为零件工艺设计的参考资料。据有关研究显示,在当前的数控加工工艺标准化的过程中,典型工艺法的使用率约为1/5,但是这1/5使用典型工艺法的零件加工获取的效果并不是非常令人满意,典型工艺法需要随着生产的不断发展而改进,以便符合现代化的数控加工工艺标准化要求。

5.2成组工艺法

成组工艺法是20世纪50年代特洛范诺夫提出来的,该工艺法的着眼点在与工序的标准化。也就是,成组工艺法更多关注的是零件加工过程中的全部或者一部分相似加工工序的零件划分为一组,在此基础上针对每一组的具体情况制定最为合适的成组加工工艺。在典型工艺法无法满足数控加工工艺标准化的设计要求情况下,成组工艺法的出现和应用,有效弥补了典型工艺法的不足。成组工艺法在实际的应用过程中,在加工零件时,只需要根据该零件的需要,利用成组工艺法作出适当的调整或者补充,即可完成对该零件加工工艺的设计。相关研究表明,成组工艺法的应用率高达4/5,远远高于典型工艺法,并且其应用效果非常显著,对数控加工工艺标准化的实现奠定了基础。

6结语

总而言之,数控加工工艺的水平也有了显著的提升,加快了数控加工工艺标准化的实现。对于制造加工行业来说,应当紧跟时展,做到与时俱进,认真分析数控加工工艺过程中的存在的问题,根据出现的问题,结合数控工艺加工的特点,从加工定位的标准化设计、加工刀具的标准化设计、工艺参数的标准化设计、加工策略的标准化设计等方面完善标准化设计的内容,利用典型工艺法、成组工艺法实现对数控加工工艺的整体设计,完善数控加工工艺的操作流程,促进我国制造行业的进一步发展。

参考文献:

[1]陈宏博.数控加工工艺标准化的研究[J].河南科技,2014,24(23):77-77.

[2]姚雪琼.数控加工工艺标准化分析[J].山东工业技术,2016,12(6):26-26.

[3]黄平平.数控加工工艺决策与切削参数规范化的分析[J].工程技术:文摘版,2016,12(10):00123-00123.

[4]张本忠.关于数控加工工艺标准化的探讨[J].时代农机,2016,36(3):68-69.

[5]窦卫兵.数控加工工艺过程及典型零件工艺分析[J].工程技术:文摘版,2016,12(7):00261-00261.

[6]李敏.数控加工工艺中的误差分析[J].中小企业管理与科技旬刊,2013,52(5):317-318.

[7]任桔.论数控加工工艺及实际应用[J].读与写:教育教学刊,2012,45(11):206-207.

化工工艺工程设计篇4

关键词:倒置A/A/O工艺,一级A排放标准,BioWin工艺模型,生物智能优化控制系统,节能降耗

苏州市中心城区福星污水处理厂一期规模8万m3/d,于2002年12月31日建成投运,采用交替式一体化工艺,执行GB8978-1996二级排放标准(见表1)[1]。为了有效控制太湖流域水环境的藻类繁殖,改善区域内河和太湖流域的水环境状况,需削减排入太湖的有机污染物和营养盐负荷。福星污水厂需严格执行《太湖流域城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》DB32/1072-2007标准,出水排放要求达到一级A标准,尤其对TN和TP排放有了明确的限制。

福星污水厂一期工程交替式反应池设计时并不具备较好的脱氮除磷功能,同时一期工程采用表曝模式运行,浮渣飞沫比较严重,因考虑地处苏州市中心需进行加盖除臭工程,一期工程交替式反应池必须先改造成底部曝气模式,但4m有效水深采用底部曝气充氧效率较低,改造后的优势并不明显。另外,一期工程建成至今已经近10年,设备设施老化现象严重、故障率较高,直接加盖后维修保养困难,因而建议拆除现有一期工程交替式反应池后按照国标一级A标准建设一体化反应池并同步考虑加盖除臭。

表1福星厂原有一期进出水水质(2004.4-2008.12)(单位:mg/L)

Table1InfluentandeffluentqualityoforiginalPhaseⅠprojectofFuxingWWTP(2004.4-2008.12)

化工工艺工程设计篇5

关键词:三维装配工艺设计;装配仿真;DELMIA;俯仰装置

中图分类号:TP391.7文献标志码:B

作者简介:胡国高(1977-),男,高级工程师,主要从事航空电子产品系统工艺总体设计等方面的研究

目前,电子装备行业内工艺设计的主要手段是采用填卡片式的二维CAPP,装配工艺设计主要依靠图样和二维装配工艺规程卡片来表达。电气结构设计阶段所形成的产品数字三维模型得不到充分利用,已有的数字化设计信息需要工艺人员分析和重新输入,与数字化三维CAD系统没有建立有效传递途径,不能与设计协同工作,工艺设计工作繁琐,效率低下,表达不直观,线缆敷设根据实物在现场进行手工实施,线缆设计没有三维模型化,布线路径不具体,机械装配和电气互联交错装配工艺过程不能准确清晰表达,不能进行装配工艺定量虚拟仿真和流程优化,装配工艺靠工艺人员的知识水平和装配经验来完成复杂的装配工艺设计,装配工艺可行性、装配顺序工艺合理性、装配工具及路径最优化、装配操作空间可达性等问题无法在装配设计阶段得到有效验证,导致工艺更改较为频繁,输出的工艺规程可读性差,指导性不够,装配工艺规划编制周期长。在电子设备的样机研制过程中,对其装配性能的分析和评价都是根据零部件实物来完成的,即在零件加工完成后,在产品实际的装配过程中对其装配工艺可行性、合理性进行分析和验证,根据装配结果对其装配工艺性进行修改迭代,使其满足设计要求,是一种典型的“试装配调试修正设计再试装配”传统电子设备研制生产流程,大大增加了装备研制周期和费用。先进的产品设计生产制造流程迫切需要以产品三维模型和设计物料清单(EBOM)为基础,改变现有的工艺集成制造体系,建立数字化工艺模型,形成以数字化模型为核心的数字化三维工艺设计体系,实现三维装配工艺设计仿真与产品设计并行,真正实现数字化设计制造一体化。

1三维装配工艺设计仿真规划

装配工艺过程仿真为产品装配提供一个三维的虚拟制造环境来验证和评价工艺规划的装配顺序、路径及操作程序的合理可达性。基于模型定义的数字化三维装配工艺设计过程需从产品数据管理平台(PDM)中获取某雷达产品设计数据,通过自行集成开发的数据转换程序将产品设计数据转换成DEL-MIA软件可以编辑识别的三维工艺设计数据,形成适用于工艺设计过程的产品结构树;将已定义的相关资源(如车间、工作台、工装、工具和人等)加入到DELMIA软件系统的装配工艺规划模块(DPE)环境中,形成工艺资源结构树,并在DPE中创建详细产品工艺结构树,进行三维装配单元组件划分、装配顺序和装配路径规划等工艺过程设计;根据规划好的装配组件、装配顺序及路径在DELMIA软件的工艺仿真与验证模块(DPM)中进行装配干涉检查、装配顺序仿真、装配工装工具仿真和人机功效仿真,根据仿真结果评判其合理可行性,优化迭代三维装配工艺,并将根据最终仿真结果固化的工艺输出可视化操作文档;将文档检入工艺管理系统(CAPP)中,同时从产品数据管理平台(PDM)导入设计物料清单(EBOM),在CAPP系统中进行计划物料清单(PBOM)配置,并进行编辑形成二维和三维可视化集成的工艺文件;然后将可视化集成工艺文件检入PDM系统进行归档,将的工艺文件传输到车间MES生产制造管理系统中,进行排产和作业分配,并将可视化文档在车间终端上进行显示,指导技术工人装配,实现无纸化装配生产。基于DEL-MIA软件的三维装配工艺设计与仿真总体规划。

2三维装配工艺设计与仿真的关键技术

2.1三维装配工艺仿真数据转换接口

首先,从产品设计数据管理系统PDM中下载三维UG模型文件(*.prt)转换成DELMIA软件系统可以读取的STEP格式文件模型;然后,在DELMIA系统中导入STEP格式的模型文件,建立装配结构树[3-4]。在DELMIA软件装配环境中,利用VB软件自行集成开发的宏程序,调用产品设计数据管理系统(PDM)中输出的物料清单文件,将零件编号、名称和材料属性等相关信息自动添加到STEP格式的中性几何模型中,更新零件属性、为数字化装配工艺设计进行数据预处理。

2.2快速三维装配工艺规划设计

在DELMIA软件装配环境中,通过人机交互的方式进行装配工艺设计,规划装配单元组件的装配顺序,定义装配工序及工步。其中,工步主要有直线运动、平面运动、径向运动、螺旋运动、牵引运动及典型运动[5]。而复杂电子设备的装配过程涉及电子元器件组装、线缆装配、机械装配和系统联试等,同时军用电子产品研制特点是多品种小批量生产,研制周期短,而且大多数产品处于研制状态,变化频繁,其装配过程就成为一个经验性很强的工艺活动,装配路径和装配顺序规划、装配操作过程指令生成等需要反复迭代。军用电子设备的联接螺钉数量较多,需根据工艺人员的装配经验和装配生产环境,分析制定合理的工艺组件,分层次划分装配单元,并将装配工艺流程信息添加到工艺组件的名称中,通过工艺组件及其工艺(工步)流程信息,不断优化装配顺序路线,提高装配顺序的并行度以提高装配生产资源利用率,使装配过程中差异不大的装配作业集中完成,减少工艺组件的装夹和装配工具的更换次数,缩短装配所用时间,降低装配成本。

2.3某电子设备雷达俯仰装置装配的工艺过程仿真

2.3.1俯仰装置装配特点

俯仰装置是该电子设备雷达转台中最重要的结构件之一,是整个雷达最重要的俯仰转动与承力结构,装配精度高且过程复杂。主要结构件包括俯仰支架、轴承端盖、挡板、齿轮、轴承、电动机、轴套和平键,在挡板与支架之间还有定位销(见图2)。

2.3.2装配干涉的仿真

在DELMIA虚拟装配环境中,依据在工艺规划模块(DPE)中设计好的装配工艺流程和工艺组件装配顺序,通过对每个工艺组件的移动、定位和装配过程等进行组件与组件、组件与工装之间的干涉检查,一旦系统发现有干涉情况,自动停止模拟仿真过程并报警,同时给出干涉位置和干涉量,这样可以有效帮助查找和分析干涉原因(见图3)。该项是检查工艺装配单元组件沿着设计好的模拟装配路径在移动过程中是否与周边环境或产品有碰撞,整个检查过程在三维环境中进行直观地显示,为装配工艺过程优化提供可靠有效的数据。

2.3.3装配顺序的仿真

在DELMIA软件的三维装配环境中,利用已定义的装配工艺流程设计信息、产品设计信息和工艺资源信息,依据在工艺规划模块(DPE)中规划的装配工艺过程及定义好的工艺组件装配路径,对产品装配过程和拆卸过程进行三维装配工艺动态仿真,验证每个工艺组件按照设计好的工艺顺序是否能够无阻碍装配。如果发现工艺设计过程中存在装配顺序的错误,则可以重新定义工艺装配单元组件装配顺序、装配工序和装配工步,反复迭代装配顺序,避免出现在实际装配时才发现工艺组件装不上去的情况(见图4)。装配顺序虽然是按先工装后工艺组件,自下而上,由里向外的原则进行设计的,但仍不能保证规划的装配顺序合理可行,因为电子设备的各个装配结构单元之间需要用各种各样的线缆进行电气连接,导致规划的工艺组件装配顺序在接线时发现无法操作,同时实际装配生产现场制造资源布局、装配技能及操作习惯也会影响产品工艺组件的装配顺序、装配作业指令;所以装配知识与经验在装配工艺过程中占据举足轻重的地位,尤其在电气互联复杂的电子设备研制过程中,这种产品装配特性体现得更明显。

2.3.4人机工程的仿真

电子设备的装配过程,会涉及很多种类的工具、工装和操作工人的各种运动及动作,设备工艺组件装配移动的过程是一个人机互动的过程。在DEL-MIA软件三维虚拟装配环境中,通过控制虚拟人体模型,模拟现场装配人员在装配时的站位及各种实际操作动作,并进行计算和仿真分析,实现装配工艺方案的预装配及人机工效评估,这样就可以及时发现产品在装配过程中可能遇到的问题[6]。在DEL-MIA软件中可以根据虚拟装配环境进行人机功效仿真,分析各个工艺组件的装配顺序,可以对人体各种极限姿势进行模拟,检查装配路径对人体操作可达性的影响,工艺组件的装配是否在极限姿势的操作范围之内;同时也可以检查装配的操作空间是否能满足人体作业需求,装配操作是否舒适,相关设备布局是否合理(见图5)。在产品及工艺资源模拟结构环境中,将人体的标准三维模型放入虚拟装配环境中,根据可视、可达、可操作、舒适以及安全等5个要求,按照工艺设计流程对工人的每一个操作特性动作进行仿真。

2.3.5装配过程的记录及生成相关文档

利用上述装配过程的三维数字化装配工艺仿真功能,将整个装配过程记录下来,形成可以播放的可视化文档及动画视频文件,指导现场操作人员进行该雷达俯仰装置装配,实现可视化装配,验证雷达俯仰装置装配工艺设计的合理性和仿真符合度,整个装配仿真过程经装配验证无误后,可以根据产品装配生产需要,定制生成相关文档(见图6)。同时,也可以制作维护保养电子手册和对雷达维护人员进行上岗培训,帮助操作人员直观地了解设备操作全过程。

3工程验证

以某雷达部件装配为对象,利用数据转换器将产品设计数据转换成DELMIA软件可以识别的工艺模型数据,该数据导入DELMIA软件中构建装配工艺结构树,将装配过程中的工装模型、夹具模型等相关资源加入模拟仿真环境;同时,进行装配工艺顺序规划和装配路径规划,分配工艺装配单元组件,针对规划好的装配顺序和路径进行装配干涉动态检查、装配顺序仿真和人机工程仿真,并根据规划好的装配工艺指令,对装配工艺规划进行可视化的展示,交互式实现对每步装配操作的可视化分析,对装配协调过程中的可达性、可操作性和安全性等进行全面的分析,同时检查装配工艺方案是否可行。最终根据仿真的结果生成电子的三维装配工艺文件,指导装配生产,显著提高了工艺指导性以及现场执行效率。利用实物装配来验证依据仿真结果输出的工艺文件的正确性,结果其仿真符合率>98%,证实基于DELMIA软件的三维装配工艺设计与仿真方法的可靠性和准确性。仿真过程分析了装配过程中操作工具的可达性,操作空间的可行性,以及人机操作过程的工效,验证了毫米波雷达部件和其配套工装的可行性。

4结语

以某雷达俯仰装置为例,开展了基于DELMIA软件系统的三维装配工艺设计和仿真技术研究,实现了三维装配工艺的规划、装配过程的三维模拟仿真以及整个装配过程的可视化输出,实现了装配信息从设计到工艺的有效传递与共享,提高了装配工艺设计效率和指导性,减少了装配现场的问题,提高了装配质量和效率,三维装配工艺设计和仿真是提高复杂电子产品数字化水平的必要途径。本文未对基于三维模型的电子设备线缆敷设作业分析技术进行相关讨论,但其今后将是电子设备三维装配工艺设计的一个重点研究方向。目前的线缆敷设作业分析不是基于电子设备数字化样机来完成的,而是根据工艺人员的知识和经验来确定线缆敷设操作指令,容易导致线缆敷设设计的随意性;布线是否合理很大程度上取决于从事线缆敷设设计人员的技术水平和经验。线缆敷设工序的合理选择、分配与优化,能够提升电子设备的一次性装配成功率,实现电子设备线缆敷设的快速分析、分配与优化,这对于提高零件线缆敷设的可实现性和操作性至关重要。

参考文献

[1]邹晓明,许建新,耿俊浩.基于三维模型的装配工艺规划技术研究[J].工艺与装备,2008(7):97-100.

[2]冯廷廷,金霞,王珉.基于MBD的飞机装配工艺模型设计[J].航空制造技术,2010(24):95-98.

[3]景武,赵所,刘春晓.基于DELMIA的飞机三维装配工艺设计与仿真[J].航空制造技术,2012(12):80-82.

[4]孙中雷,陶华.飞机装配工艺仿真与可视化技术研究[J].现代制造工程,2006(2):55-58.

化工工艺工程设计篇6

关键词:化工工艺设计危险识别和控制

一、前言

近年来,化工工艺设计引起了人们的关注。工艺设计中危险识别和控制对化工工艺过程起着非常重要的作用。在新时期下,我们要加大对化工工艺安全设计中危险识别和控制的思考与探索,确保化工工艺的顺利进行。

二、关于化工工艺设计

在整个化工设计过程中,我们必须熟悉它的原则和精神,从而贯彻到其中去。把化工工艺设计中的细节进行灵活运用,既符合规范,又不造成对生产的违背。实现对化工生产的安全高效运行。因为在化工生产中,安全是第一性的,所以我们必须对生产中的安全性进行剖析。

熟悉我们的原材料和产品性质,以便我们对号入座。化工规范把物品的危险程度分为五个等级。它的划分主要是综合生产过程中所使用、产生及存储的原料、中间品和成品的物理化学性质、数量及其火灾爆炸危险程度和生产过程的性质等情况来决定的。根据危险等级的不同我们才能确定防火间距、防爆等级。它对我们选用设备仪表、操作方式、消防器材的选用起到决定性的作用。

三、化工工艺设计的分类

1、概念设计。概念设计是假象设计,它是按拟建规模工业生产装置进行的,概念设计一般在中试前进行,主要目的是为了检查工艺条件和生产路线是否合理,确定数据和小试补充的内容以及必要时中试规模和中试目的。

2、中试设计。中试内容和任务主要是检验小试确定的工艺路线和条件;试制产品考核的使用性能;考验工艺系统连续运转可靠性;获取设计工艺必需的工艺和工程数据;考察放大致应和检验校正放大模型;考核杂质积累对工艺过程及最终产品质量的影响;以上内容和业务在检验时可以是全部也可以是部分,视具体情况而定。

3、基础设计。基础设计是整个技术开发阶段的最终研究成果,目的是提供建设生产装置的一切技术要点。

4、初步设计。初步设计是精细化工工程设计的第一阶段,它的成果是初步设汁说明书和总概算书。根据基础设计和批准的设计任务书、厂址选择报告,对工程在技术和经济上进行总体研究与计算的具体建设方案。初步设计结果应能满足项目审查和施工推备,材料与设备订货,项目招标等要求,能提供建厂投资依据。

5、施工图设计。施工图设计是依据上级对初步设计的审批意见,将初步设计中确定的设计原则和方案,根据建筑与非标准设备制作的要求,以图样和文字方式招工艺和设备各个组成部分的尺寸,布置和主要施工方法具体化,明确化,并解决初步设计阶段待定的各项问题。

四、化工工艺设计的特点

设计基础资料不完整。设计基础资料一般由科研单位根据已有试验数据及有关资料编制而成。由于没有经过工业化生产的检验和完善,其数据的可靠性和完整性都不如常规装置。

由于化工装置工艺流程一般较独特,包括的设备种类繁多,规格特殊,设备的功能化无论是对非标设备的设计,还是对定型设备的选用都提出了特殊要求。

工作量大。具有总体投资大、设备多、管道多,且处理的物料都较特殊,其管道设计也要作特殊考虑。设计周期短。为了尽快占领市场,缩短建设周期,化工工艺设计往往要打破正常的设计周期,边开发边设计,边建设边更改设计的现象较普遍。

规模大小不一,一般情况装置的规模有大有小,为节约投资,某些设计不可能完全按照规范、规定去做。但有时为了测得所需的工程数据或获得一定的产量,往往也需要较大的规模。

五、化工工艺设计中安全危险识别和控制

1、化工工艺设计的安全危险识别

所谓的化工工艺设计中的安全危险识别、就是指对化学工艺流程中引发安全事故的危险因素的发现和识别、也就是说在化学产品生产活动中会因为各种不安全因素到引起的安全事故、安全危险识别就是研究并分析其活动中的不安全因素和隐患问题。由于化工工艺设计中安全危险因素的不确定性和潜在性、我们在加强规范化、科学化操作的基础上、也要加强对其潜在危险因素的分析能力和识别能力的提高。

要想加强化工工艺设计中安全危险识别能力、我们就要加强对化工产品特别是危险化学品原材料、中间产品和产品副产品的固有危险性的认识、认真对生产工序和生产工艺的进行研究、通过考察整个工艺流程的生产过程、对一些有可能出现的安全事故作出相应的安全防护措施、尽量消除所有隐患、从而提高化工工艺设计的安全性。

2、化工工艺设计危险因素的控制

对于化工工艺设计安全危险因素的控制、我们可以根据其工艺流程特性的不同、分别采取相应的措施。我们分别从化工产品的原材料、工艺流程、设备材质、物理化学反应条件以及管道运输等几个方面来研究。

(1)我们可以对化工产品的原材料的挑选和质量方面进行控制、在不影响产品的性能的基础上、尽量选择危险性地、危害性小的原材料。

(2)对于相应的工艺流程、我们可以努力研究、争取设计一种工艺流程较为简洁、工艺路线较为规律和统一的生产流程、合理的分析并考量产品的制作流程、尽量降低危险物质的生产、并减低其产品的危险性和危害性。

(3)对于产品的设备来说、我们也要充分考虑其材质对于整个生产流程的影响、包括其湿度、温度、物理化学反应等等这些因素、要根据实际生产情况选择质量高、耐高温以及耐腐蚀的合理设备。

(4)在化工产品生产制造过程中、出现的各种物理化学反应有很多、因此我们对这一环节的控制比较困难、对于这些我们就要设置一些容易控制的反应器来控制其化学反应过程、从而控制其危险因素、可以根据化学反应所需条件的不同、来调节其反应温度和反应速度等一些可控条件和因素、从而避免危险的化学反应的产生。

(5)在管道运输中的材料一般都是一些腐蚀性强、危险性高以及对人体毒害大的物料、因此我们一定要严格控制其运输过程中的密封性、对于管道的强度和结构也要进行合理的选用、避免泄漏、爆炸等危险事故的发生。

六、结束语

通过对化工工艺安全设计中危险识别和控制问题分析,进一步明确了危险识别和控制在化工工艺中的重要性。因此,我们要加强对该工艺设计的重视。

参考文献:

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