《工艺设计》PPT课件.ppt

家具制造工艺学 第 1页 Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学 第 2页 家具制造工艺学 本章内容 9.1 工艺设计的依据 9.2 原材料的计算 9.3 工艺过程的制定 9.4 机床设备的选择和计算 9.5 车间规划与设备布置 第 3页 家具制造工艺学 本章重点 一、工艺设计的内容、依据和步骤 二、原材料计算的方法与步骤 三、工艺过程制定的原则、方法和步骤 四、机床设备选择与计算、车间规划与设备布 置 第 4页 家具制造工艺学 9.1.1 家具生产的特点和类型 9.1.2 家具结构和技术条件 9.1.3 生产计划的编制 家具制造工艺学 第 5页 Furniture Manufacturing Technique 9.1.1 家具生产的特点和类型 1. 家具生产特点 1)原料： 2)产品： 3)生产工艺： 4)生产方式： 2.类型 1)产品种类 2)生产规模 3)生产流水线 可再生性：木质材料 多样性 家具制造工艺学 第 6页 Furniture Manufacturing Technique 2.类型 1)产品种类 种类： 实木家具、板式家具等； 用途： 办公家具、民用家具等。 2)生产规模 单件生产： 成批生产： 大量生产： 特点 工艺设计：实木家具工艺、板式家具工艺。 工艺设计：一般通用工艺过程。 工艺设计：批量最大、常生产的产品为依据 工艺设计：定型产品为依据。 家具制造工艺学 第 7页 Furniture Manufacturing Technique 3)生产流水线 加工工件沿着依次排列的设备或工作位置移 动进行加工的生产方式。 间隙式生产流水线： 连续式生产流水线： 工序之间有缓冲仓库 工艺过程的连续性、协调性和均衡性。 家具制造工艺学 第 8页 Furniture Manufacturing Technique 9.1.2 家具结构和技术条件 家具结构 包括材料、形状、尺寸和结合等，影 响产品的外形和强度，也和生产过程的组织、车 间设备的布置密切相关。 1)材料选用的合理性 提高原料（尤其是贵重木材）的利用率，产品 应能体现原料的价值。 2)零部件的互换性 3)结构的工艺性 各零件是否易加工、易装配，是否适合批量生 产，结构是否合理等。 4)结构的正确性 抱肩榫、粽角榫 家具制造工艺学 第 9页 Furniture Manufacturing Technique 9.1.3 生产计划的编制 生产计划： 企业全年的产品生产总量或年生产 能力、生产规模。 1.精确计划 根据每个零件计算所需原料、设备、人工等。 适合于大量生产，单件生产或小批量生产，计算 量过大。 2.折合计划 1)折合系数法 2)类似部件分组法 3)典型工艺路线法 家具制造工艺学 第 10页 Furniture Manufacturing Technique 1)折合系数法 以一种主要产品作为参考产品（称为计算制 品），其他产品的劳动量（机床小时数）除以计 算制品的劳动量，得到劳动量系数，再利用这个 劳动量系数将其他产品折算成计算制品。 如下表所示： 家具制造工艺学 第 11页 Furniture Manufacturing Technique 2)类似部件分组法 把所有产品中类似零部件分为一组，例如木方 为一组，木框为一组，箱框一组，板式部件一组 等，每一组再按尺寸大小分成小组，求其平均尺 寸，按平距尺寸计算用料、机床、人工等。 例：在不同家具制品中，有下列一种木框共 80件， 确定其平均尺寸 (mm)。 L B H (10001500) (400600) (2530) 长 L 1000mm 30个 宽 B 400mm 20个 L 1200mm 20个 B 500mm 30个 L 1300mm 10个 B 600mm 30个 L 1500mm 20个 厚 H 25mm 40个 H 30mm 40个 家具制造工艺学 第 12页 Furniture Manufacturing Technique 折合尺寸： L B H 1212.5 512.5 27.5 第 13页 家具制造工艺学 9.2.1 原材料计算 9.2.2 其他材料计算 主要材料包括胶料、涂料、饰面层材料、封 边材料、玻璃、镜子、金属（塑料）配件等。辅 助材料是指砂纸、棉花团、棉纱等。 计算涂料、胶料等材料消耗时，首先要计算 涂胶（装饰）面积。 家具制造工艺学 第 14页 Furniture Manufacturing Technique 结构装配图描述家具的内外详细结构，包括零、部件的形状及其之间的连 接方法。 内容有：视图、尺寸、局部详图、零部件明细表、技术条件等。 家具制造工艺学 第 15页 Furniture Manufacturing Technique 原材料计算明细表 产品名称： 五斗柜 计划产量： 10000件 G 0. 0. 1 1 2 4 0 抽 面 柞 5 6 2 2 0 5 3 3 6 2 2 0 4 5 4 6 4 8. 7 屉 板 木 0 0 0 1 0 0 3 1 1. 8. 0 7. 5 4 0 0 2 5 3 4 2 3 1 5 1 0 1 4 0 6 1 家具制造工艺学 第 16页 Furniture Manufacturing Technique 净料和毛料材积： 考虑报废率时毛料材积： 需用原料材积： 料净出材率： 式中： K为报废率； N为配料时毛料出材率。 1 0 0 )1 0 0( kVV N VV 1000 CBAV )()()( cCbBaAV Vk VN V VC )1 0 0( 1 0 0 0 家具制造工艺学 第 17页 Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学 第 18页 Furniture Manufacturing Technique 原材料清单 产品名称： 计划产量： 木质材料种类与等级 树种 规格尺寸 (mm) 数量 长度 宽度 厚度 材积 (m) 材积 (块 ) 1 2 3 4 5 6 7 家具制造工艺学 第 19页 Furniture Manufacturing Technique 胶料计算明细表 产品名称： 计划产量： 编号 零件 部件 名称 零件 部件 数量 胶料 种类 涂胶尺寸 (mm) 每一 制品 涂胶 面积 消耗 定额 (kg/m2 ) 耗用量 (kg) 长度 宽度 每一制品 年耗用量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.2 610/bLnF 式中： n为消耗定额。 家具制造工艺学 第 20页 Furniture Manufacturing Technique 编 号 零 件 部 件 名 称 数 量 零 件 部 件 涂 料 种 类 涂饰尺寸 (mm) 每一制 品涂胶 面积 消耗 定额 (kg/ m2 ) 耗用量 (kg) 内表面 外表面 每一 制品 年耗 用量 长度 宽度 长度 宽度 内面 外面 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 酚 醛 清 漆 0.12 涂料计算明细表 产品名称： 计划产量： 家具制造工艺学 第 21页 Furniture Manufacturing Technique 第 22页 家具制造工艺学 9.3.1 车间和工段划分 9.3.2 工艺卡片编制 9.3.3 工艺路线图编制 家具制造工艺学 第 23页 Furniture Manufacturing Technique 9.3.1 车间和工段划分 原材料天然实木材料、木质人造板 1)制材 2)干燥 3)配料 4)毛料加工 5)净料加工 6)胶合与胶贴 7)弯曲成型 8)装饰 9)装配 制材车间 干燥车间 配料车间 机加工 成型车间 装配车间 家具制造工艺学 第 24页 Furniture Manufacturing Technique 9.3.2 工艺卡片编制 1.工艺规程： 规定生产中合理加工工艺和加工方法的技术 文件。 内容：工艺卡、检验卡 2.作用： 1)指导生产的主要技术文件 2)生产组织和管理的基本依据 3)新建或扩建工厂设计的基础 家具制造工艺学 第 25页 Furniture Manufacturing Technique 加工 (装配、装饰 )工艺卡片 制品名称： 零件名称： 制品中零件数量： (零件图 ) 材料 (树种、等级 )： 净料尺寸： 毛料尺寸： 倍数毛料尺寸： 编 号 工 序 名 称 机床 工作 位置 刀具 工具 加工规程 加工 后的 尺寸 工艺 质量 要求 工人 工时 定额 备 注 名称 尺寸 名称 编号 进料速度 切削速度 走刀次数 安装工 件数 机床工数 铺助工数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 家具制造工艺学 第 26页 Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学 第 27页 Furniture Manufacturing Technique 9.3.3 工艺路线图编制 工艺路线图规定家具生产中的所有零件及产品 的加工的步骤、要求及设备、人员等。 编 号 零 件 名 称 尺 寸 (m m) 设备 工作 位置 画线 台 线 锯 机械 纵解 圆锯 手工 纵解 圆锯 平刨 补节 机 四面 刨 双端 开榫 机 铣床 打眼 机 工序 名称 板材 画线 截 断 纵解 纵解 基准 加工 补节 四面 刨削 开榫 型面 铣削 打榫 眼 1 2 3 家具制造工艺学 第 28页 Furniture Manufacturing Technique 工艺路线图尽量不出现倒流现象及增补机床。 尽量选用流水线生产、尽量用自动化程度高的设 备；尽量缩短生产周期。 第 29页 家具制造工艺学 9.4.1 机床设备选择 9.4.2 机床设备和工作位置计算 9.4.3 设备负荷的平衡和调整 9.4.4 设备清单编制 家具制造工艺学 第 30页 Furniture Manufacturing Technique 9.4.1 机床设备选择 设备的选择主要考虑设备的加工能力、最大加 工尺寸、加工精度等是否能满足工艺需要，也要 考虑设备的机械化程度。 设备选择原则： 1)技术上先进； 2)性能上可靠； 3)生产上可行； 4)使用上方便； 5)经济上合理。 家具制造工艺学 第 31页 Furniture Manufacturing Technique 9.4.2 机床设备和工作位置计算 按年生产计划所需的机床小时数 T： T=tAnK(小时 ) 式中： t-零件加工的工时定额 (min)、 A-年生产计划产量、 n-零件在制品中的数量、 K-零件报废的系数 (k 1) 按年生产计划在该工序上所需的机床小时数 T。 T= T1+T2+T3+Tn 式中： T1、 T2、 T3等分别为按年生产计划各 种零件在该工序上所需的机床小时数。 家具制造工艺学 第 32页 Furniture Manufacturing Technique 常用机床的工时定额： （一）截锯定额 1、方木类 定额 (块 /小时 ) 料长 (mm) 料厚 (mm) 15以下 16-25 26-35 36-50 51以上 250以下 1400 1100 1000 820 670 251-500 1200 1000 900 800 650 510-750 1000 900 750 700 500 760-1000 900 700 700 600 450 1010-1250 800 650 600 500 330 1260-1500 650 600 500 410 300 1510-1750 600 504 456 360 270 1760-2000 576 432 403 288 220 2010-2250 504 360 300 216 160 2250以上 458 288 240 144 100 家具制造工艺学 第 33页 Furniture Manufacturing Technique 机床全年拥有的机床小时数 M： M=365-(D1+7+D2)CSK 式中： D1-年星期休息日 (双休日 D1=104天 ) 365-年的总天数、 7-年的公休日 D2-年的大修日和小修日 (D2=2-4天 ) C-工作班数 S-每班工作小时数 K-修理系数 (复杂设备 K=0.93-0.95，简 单设备或工作位置 K=0.98-1) 家具制造工艺学 第 34页 Furniture Manufacturing Technique 计算机床或工作台的数量： 计算结果的小数部分不足 0.25舍去，超过 0.25按 1计算。 计算设备的负荷率： TTn / 100 nTTp 编号 设备与 工作位置 计划产量需要 机床小时数 全年拥有 机床小时数 工作 班数 机床和工作 位置计算数 机床或工作 采用位置数 负荷 率 (% ) 1 2 3 4 5 6 7 8 横截锯 3000 4500 2 0.67 1 67 顺锯 7000 4500 2 1.56 2 78 家具制造工艺学 第 35页 Furniture Manufacturing Technique 9.4.3 设备负荷的平衡和调整 负荷率超过 100，其部分工作可分给其他机 床，也可更换生产能力更大的设备。设备平均负 荷率应在 70以上。 负荷率很低的机床可以取消，其工作用其他机 床代替。 机 床 生 产 量 90% 100% 110% 120% 130% 负荷 (%) 机床台数 (台 ) 负荷 (%) 机床台数 (台 ) 负荷 (%) 机床台数 (台 ) 负荷 (%) 机床台数 (台 ) 负荷 (%) 机床台数 (台 ) A 78 2 86 2 95 2 103 2 74 3 B 105 2 78 3 86 3 93 3 101 3 C 81 1 90 1 99 1 54 2 59 2 D 63 1 70 1 77 1 81 1 91 1 合计 6 7 7 8 9 平均 85 81 89 85 82 家具制造工艺学 第 36页 Furniture Manufacturing Technique 多台相同的机床可以考虑用一台生产能力更 大的机床代替。 如果产量允许调整，也可以通过调整产量来 提高生被平均负荷率（比如产量增大 10、 20 、 30重新计算 ）。 9.4.4 设备清单编制 编 号 设 备 名 称 型 号 数 量 (台 ) 刀具 转速 进 料 速 度 加工 工件 尺寸 转 动 类 型 电机 台数 (台 ) 电机 功率 (kw) 机床 重量 (kg) 机床外 形尺寸 (mm) 单 价 (元 ) 总 价 (元 ) 生 产 厂 家 备 注 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 8 13 14 15 16 第 37页 家具制造工艺学 9.5.1 工作位置组织 9.5.2 车间面积计算 9.5.3 车间建筑规划 9.5.4 车间设备布置 家具制造工艺学 第 38页 Furniture Manufacturing Technique 9.5.1 工作位置组织 工作位置的组织就是沿着家具生产的工艺流水线 方向，合理安排操作工人、加工设备、工作台和工 件之间的相互位置。 需要考虑原料和产品的运输方便，工人操作方便， 设备维修方便。 工作台的高度一般为 800mm，其他如材料的堆放 位置、高度、宽度等及机床的位置组织。 锯机的工作位置 家具制造工艺学 第 39页 Furniture Manufacturing Technique 刨床的工作位置 家具制造工艺学 第 40页 Furniture Manufacturing Technique 9.5.2 车间面积计算 家具生产中各车间的生产面积平均标准： 配料车间 45-55 m2，加工车间 30-40 m2 。 车间概略的面积的计算： S=1.2S1+S2(m2) 式中： S车间总需概略面积 (m2) S1机床和工作位置占用面积的总和 (m2) S2中间缓冲仓库的面积， S2=LbntK(m2) 在设计各个车间（或工段）的生产面积时，可 先根据概略指标来确定。各种设备占用生产面积平 均值，如表所示。 家具制造工艺学 第 41页 Furniture Manufacturing Technique 车间概略的面积： 在生产面积平均值中，包括通道和原材料堆所 占用的面积，大约为 40%。而设备和设备占用面积 仅为 60%。此外，还应单独考虑办公室、辅助房间 的面积以及中间仓库所占用面积等。 车间名称 单台设备及工作位置占用生产面积 平均标准（ m2） 中型产品（家具） 小型产品（椅、音箱壳） 配料车间 45 55 45 55 加工车间 30 40 25 30 装配车间 25 40 20 30 涂饰车间 25 35 20 30 机修车间 15 18 15 18 家具制造工艺学 第 42页 Furniture Manufacturing Technique 9.5.3 车间建筑规划 根据设计任务书、生产计划、产品特点、工艺 过程方案及工艺技术要求，按照国家建筑规范的标 准来设计车间。 车间规划是工艺设计的集中表现。以上各项计 算、分析、论证的结果，经过调整，平衡或优选后 确定的方案和各种数据，都将在车间规划中付诸实 现。 流水线长度不同时，车间可建成台阶式建筑。 家具制造工艺学 第 43页 Furniture Manufacturing Technique 两条流水线混合时的建筑。 有特殊要求的加工环境可单独设置或在车间内隔出。 家具制造工艺学 第 44页 Furniture Manufacturing Technique 9.5.4 车间设备布置 1、按类布置 把同类设备按加工顺序来布置； 优点：便于管理同类设备。 缺点：可能出现倒流现象。 适用于工艺过程简单、工序少、工件沿工艺流 水线方向移动距离短和生产量大，有时可以根据产 量同时布置几条平行作业线。 2、按加工顺序布置 按照各种零件加工工艺的相似性，兼顾某些零 件加工的实际需要来布置加工设备。 适合于多品种和多零件的家具生产。 家具制造工艺学 第 45页 Furniture Manufacturing Technique 3、布置的原则 1)机床与墙壁 a、机床与侧墙 b、机床与端墙 2)机床与中柱 3)机床前后 家具制造工艺学 第 46页 Furniture Manufacturing Technique 4)通道装置 a、主通道 手推车单向运输，宽度为 2.0m，双向运输时宽度 为 3.0m； 电动小车单向运输，宽度为 2.0m，双向运输时宽 度为 3.6m。 b、横向通道 每 50m处应设一条横向工艺通道，宽度为 2m。 5)机床在车间内的排列 9-12米跨度排 2列， 15-18米跨度排 3-4列。 家具制造工艺学 第 47页 Furniture Manufacturing Technique 厂区规划图 家具制造工艺学 第 48页 Furniture Manufacturing Technique 家具制造工艺学 第 49页 Furniture Manufacturing Technique 车间平面布置图 家具制造工艺学 第 50页 Furniture Manufacturing Technique 车间设备平面布置图 家具制造工艺学 第 51页 Furniture Manufacturing Technique 第 52页 家具制造工艺学 本章重点 一、工艺设计的内容、依据和步骤 二、原材料计算的方法与步骤 三、工艺过程制定的原则、方法和步骤 四、机床设备选择与计算、车间规划与设备布 置