生产技术准备工作

第五节　生产技术准备工作

技术开发主要是产品开发，发展新产品或改进老产品，都需要在生产前做好生产技术准备工作。这项准备工作的内容，按其工作性质可以概括为三个方面，即设计准备、工艺准备、试制鉴定。

一、设计准备

产品设计是生产技术准备工作的第一步，从明确设计任务开始到确定产品的具体结构为止的一系列工作均属设计准备工作。它的工作质量，不仅决定产品投产后的生产秩序及经济效益，而且也影响其他准备工作。为使新产品开发有较高成功的把握，首先要编制新产品开发方案，就是根据新产品开发目标要求，对未来产品的基本特征和开发条件进行必要的描述。新产品开发方案决定后，就要编制设计任务书。它的内容包括:新开发产品的结构、特征、技术规格，新产品的用途和使用范围，与国内外同类产品的分析比较，开发这一产品的理由和根据等。设计任务书是指导产品设计的基础文件，要经过批准手续方能实施，接着就可以进行产品设计了。

(一)对产品设计的要求

产品设计要符合用户的使用要求，即保证产品具有良好的性能和质量，如性能好、实用、经济、安全可靠、美观;符合我国自然条件和技术经济发展水平;保证使用的经济合理性，即保证用户在使用时取得良好的经济效果。产品设计还要满足制造的要求，主要是结构工艺性好，便于加工制造，便于工人劳动操作;设计的产品继承性好，即通用件、标准件比重尽可能高，结构典型化，以便扩大零部件批量生产，便于采用先进的生产组织形式;减少生产技术准备及生产组织的工作量;设计的产品应该能保证尽可能高的制造经济效果，各种消耗少，成本低。产品设计工作要满足使用和制造两方面要求，必须做好调查研究工作，广泛听取有关人员的意见，研究来自国内外的一切有关资料。在广泛调查的基础上，要进行系统分析、研究、比较，根据技术经济合理的原则，进行产品设计工作。在产品设计工作中还要贯彻国家的技术政策。如能源和资料政策，系列化、标准化、通用化的政策等。

系列化就是把同类型产品的主要参数，通过技术经济分析，按照使用要求及经济合理原则，进行选择排列，发展结构先进的品种，编成产品系列。如:中小型交流电机功率系列，在40千瓦到100千瓦之间，安排有40、55、75、100千瓦等四种。产品系列化工作最终落实在编制的“系列型谱”上。通用化，即对于大量生产和广泛使用的产品和零部件，按照经济适用原则，将几种性能规格相似的统一为一种，便于通用。把通用范围扩大，并制定标准的规格型号，就是标准化。“三化”工作就是用尽量少的品种来满足社会上广泛的需求，它对于节约人力、物力，加快工业的发展，具有很大的作用。

(二)产品设计的程序

一般分为初步设计、技术设计和工作图设计三个阶段。

1.初步设计它一般为下一步技术设计作准备，主要任务是对新开发的产品结构方案、组成整机的零部件，以及与之相关的新原理、新工艺等方面进行专题试验研究，以取得设计时必要的参数;或通过试验证实某些方案实现的可能性，并为新产品的设计规范、设计计算方法、选择合理的允许应力及安全系数提供科学上的依据。由于这些研究试验是在产品正式设计前进行的，在很大程度上决定着新产品性能，所以也称之为“先行开发阶段”。在初步设计中还要画出产品结构草图，确定产品的轮廓尺寸及有关基本要求，确定产品各组成部件以及它们的结合方式和尺寸。重要产品的初步设计还要进行必要的技术经济论证，进行方案比较，从中选出最佳方案。

2.技术设计技术设计是新产品的定型阶段。它是在初步设计基础上，确定新产品各个部件、组件的详细结构、尺寸及其配合关系和技术条件;画出产品总图、部件和组件的结构装配图、传动系统图、润滑系统图，以及电气原理图等;计算产品主要技术参数，对新产品进行技术经济分析，并检查其性能、成本是否达到技术开发的要求。技术设计完成后，必须组织有关部门对产品结构的先进性、工艺性及使用操作性进行审查，改进设计。

3.工作图设计它是产品设计的最后一步，其任务是提供试制和生产所需要的全套图纸，提供试制、制造和使用所需要全部技术文件。其主要内容有:绘制零件工作图(包括详细尺寸、公差、材料、热处理及其技术要求)和部件图、总图;编制零部件、备件及附件明细表;提供通用件、标准件、外协件、自制件以及原材料、毛坯等综合明细表;编制产品说明书及使用、维护、保养和操作规程等。工作图设计完成后，须经有关部门和人员审核批准。

产品设计程序反映了设计工作内部的客观联系，应当遵循产品设计程度，不要随意省略和超越，否则会影响设计质量，浪费人力、物力与时间。当然，根据产品设计的种类，产品的复杂程度以及设计人员的水平，可以适当合并或简化。

二、工艺准备

产品设计主要解决生产什么样的产品的问题，至于怎样生产出这个产品，包括确定使用什么样的设备和工具，采用什么样的加工顺序和方法等原则问题，就需要通过工艺准备来解决。工艺准备是保证新产品试制和正式生产达到设计要求，指导工人操作，保证产品质量，降低生产成本，提高劳动生产率，决定产品制造经济效果的重要环节。工艺管理工作的内容:对产品图纸进行工艺性分析和审查;制定工时定额和材料、工艺用燃料、动力、工具消耗定额;设计及采用合理的技术检查方法;设计先进的生产组织及劳动组织形式。这些工作内容分别在样品试制、小批试制和成批生产等阶段进行。

(一)产品设计的工艺性分析和审查

这是根据工艺技术上的要求，民营企业的设备能力以及外协的靠性，来评定产品设计是否合理，是否能够保证民营企业在制造这种产品时获得良好的经济效果。产品设计工艺性分析与审查的内容是:

1.产品结构的继承性，其指标是继承性系数，即旧零件数量与全部零件数量之比。

2.产品结构的标准化与规格化程度，其指标是标准化系数与规格化系数，即标准件或规格件与全部零部件数量之比。

3.产品结构的工艺性，零件的结构与几何形状是否合理，是否便于加工和保证质量。

4.精度、光洁度及技术是否方便合适。

5.工艺基准面的选择是否方便可靠。

6.材料选择是否合适，是否经济，是否符合材料标准规格。

7.是否适合本民营企业生产设备条件，是否便于采用高效率加工方法等。

工艺性分析与审查工作应该在设计工作阶段进行，所有的设计图纸都必须经过工艺性分析与审查，并经工艺师和标准化组同意签字后，才能成为工艺设计的依据，才能交付生产车间使用。

(二)工艺方案的编制

在工艺设计开始时，应该首先编制工艺方案。工艺方案是新产品开发研制工作中组织工艺准备的总纲，是进行工艺设计工作的指导性文件。工艺方案的内容包括:新产品的性能、主要精度及其特点和特殊要求，产品的投入方式，试制中的各种关键问题、关键件及其解决措施，工艺路线的安排原则，工艺规程的制定原则、形式和繁简程度，装配与试车的要求，工艺装备系数及其工艺装备的设计原则，劳动总工时，以及经济效果的分析等。编制工艺方案的依据是:产品设计是创新还是复制，是系列基型还是变型，是通用还是专用，产品生产是大量、成批还是单件生产等。

编制工艺方案，一般由主任工艺师或产品工艺师提出初稿。为此，他应该参加新产品技术任务书的讨论审查，以及设计图纸的会审会签工作，从中了解产品性能、精度和技术条件等，预先摸清试制中的工艺关键，掌握编制工艺方案的主要依据。编制工艺方案，还要发扬民主，广泛听取工艺科工艺员、工装设计员、车间技术员、检验员、老工人等的意见。

工艺方案编制的一个重要内容是正确确定工艺装备系数。工艺装备系数就是为制造某种产品而设计的专用工艺装备的种数与所制造产品的专用零件种数之比。工艺装备系数是用来控制专用工艺装备数量，以及确定设计和制造工艺装备工作量、安排准备计划的依据。专用工艺装备主要是用来保证产品制造质量及效率的。工艺装备系数大，专用工艺装备多，固然有利于保证质量，提高劳动生产率，降低消耗，但却要增加工艺装备的设计、制造和维修费用，延长技术准备周期。在产量不多的情况下，会提高产品成本。因此，确定工艺装备系数必须从全面提高民营企业经济效益出发，不能片面追求产品生产效率。一般说，产品产量大，标准化、通用化程度低，工人技术水平低，工艺装备系数应该大一些。反之，工艺装备系数应该小一些。

(三)工艺文件的编制

工艺技术文件包括工艺规程、检验规程、工艺装备图、劳动定额表、原材料和工具消耗定额表以及其他表格卡片等。在大量大批生产时，还包括设备负荷计算、设备布置设计、劳动组织和工作地设计、运输方案设计及其他服务于工艺过程的辅助设施的设计。

在工艺文件中，最主要的是工艺规程。工艺规程是一个总称，它包括产品及其各个部分的制造方法与顺序，设备的选择，切削用量的选择，工艺装备的确定，劳动量及工作物等级的确定，设备调整方法，产品装备与零件加工的技术条件等。工艺规程的主要形式有工艺路线卡、工艺卡、操作卡及工艺守则。此外，还有检查卡、调整卡等辅助性文件形式。

1.工艺路线卡它是按产品的每个零件编制的，它规定这一零件经过的车间、小组、各道工序的名称，使用的设备和工艺装备等。它是编制其他工艺规程和进行车间分工以及生产调度的重要依据。

2.工艺卡它是按每一零件的每一工艺阶段或车间编制的一种工艺路线，它规定着加工对象在制造过程中在一个工艺阶段内所经过的各道工序，以及各道工序所有的设备、工艺装备、切削用量和工时定额，所用材料的材质规格等。它主要用来指导车间的生产活动。

3.工序卡它是按产品或者零件的每道工序编制的工艺规程。它规定着这一道工序的详细操作方法、技术要求和注意事项等，是用来具体指导工人操作的一种工艺文件。

4.工艺守则它规定操作要领和基本的注意事项;它根据同类工艺操作来制定，一般是对重要和关键工序制订工艺守则。

工艺规程是根据工艺方案和其他一些技术资料编制的。一个新产品往往由几十个、几百个，甚至成千上万个零件组成，经过上万道工序加工而成。因此，编制工艺规程的工作量是非常大的。为了加速工艺设计工作，应该尽量地组织工艺规程的典型化，就是在对零件进行分类的基础上，为同类型零件编制通用的工艺规程。这不仅可以减少工艺工作量，缩短工艺准备周期，降低工艺准备的费用，简化工艺文件，而且可以把工艺人员从整天忙于编制工艺中解脱出来去研究和改进现有工艺，提高工艺水平。

(四)工艺装备的设计

工艺装备一般可分为标准的和专用的两种。标准的工艺装备适用于制造各种产品，专用的工艺装备则仅适用于制造一定的产品或零件。标准的工艺装备有专业厂生产，民营企业可以订购。专用的工艺装备才需要本厂设计与制造。这也需要进行一系列生产技术准备工作，特别是二道工具，即制造产品专用工艺装备所需要的工艺装备，还要进行设计和制造。

工艺装备设计是根据工艺规程要求进行的。但在实际工作中，早在编制工艺规程之前，主任工艺师在参加图纸会审过程中，就要提出关键的专用工艺装备设计任务书，以便及早动手进行准备。一般的专用工艺装备设计任务书，则由产品零件工艺员在编制工艺规程过程中分批提出。工艺规程编制结束时，根据车间工作人员的意见，再提出最后一批专用工艺装备设计任务书。工艺装备设计员根据工艺装备设计任务书进行设计。设计的先后次序应该根据产品试制及生产要求的进度来安排，先要的和复杂的工艺装备应该先设计，后要的和一般的工艺装备后设计。工艺装备设计出来后，要经过使用部门(试制及生产车间)和工具制造部门(工具科及工具车间)会审会签。

各类工艺装备设计完后，应该根据工艺装备在试制和生产时的使用要求，列出工艺装备清单。在清单中注明零件名称、使用工序编号、工装名称、复杂等级、工艺装备设计出图日期和工艺装备需用日期。工艺装备清单是向工具科办理厂内订货的依据，也是工具制造部门安排生产计划的依据。

专用工艺装备制造，属于单件小批生产性质，做好生产前的准备工作，即毛坯、原材料、二类工具等的供应工作，加强工艺装备生产的调度工作，是保证工艺装备按期、按质、成套供应生产使用的关键。

工艺装备制造出来后，要通过生产使用进行验证，发现和改进装备设计与制造中的缺陷，并帮助工人掌握正确使用的方法。工艺装备验证的目的是要保证所设计的工艺装备结构可靠，技术先进，经济合理。

工艺装备的设计和制造是生产技术准备中工作量最大，周期最长的阶段。因此，组织好工艺装备的设计和制造工作，对于缩短技术准周期和提高民营企业的经济效益都有重要影响。积极开展工艺装备的“三化”工作，大力推广组合夹具，是节省工艺装备设计和制造费用、缩短工艺装备制造周期的重要措施。

(五)日常工艺管理

主要有三项内容:一是教育职工遵守工艺纪律，严格执行工艺文件。这就要组织职工学习工艺文件，教育职工养成按图纸、按工艺、按操作规程办事的优良作风和习惯。为保证工艺文件的贯彻，还要把严格按工艺文件操作列入岗位责任制。对工艺纪律执行得好的人员应该给予表扬和奖励，对违反纪律的人员应该给予必要的批评乃至纪律处分。二是及时整顿和改进工艺。三是保证工艺文件的完整统一。

三、试制鉴定

产品图纸、工艺技术文件设计出来后，能否达到预期的质量和经济效果，只有通过试验才能得到证明。因此，在新产品或改进的老产品正式投入生产前，必须有一个试验过程。通过试制，一方面对产品设计、工艺文件、工艺装备等进行验证，通过修改使之定型;另一方面使广大职工熟悉和掌握新产品，从而为顺利投入正常生产创造条件。

(一)试制程序

新产品试制一般分为样品试制和小批试制两个阶段。

1.样品试制其目的是考核产品设计量，考验产品结构、性能及主要工艺，验证和修正设计图纸，使产品设计基本定型，同时也要验证产品结构工艺性，审查主要工艺上存在的问题。为此，必须严格地按照设计图纸和试制条件进行。样品试制一般在试制车间进行。试制数量可以是一台，也可以是几台。样品试制的工艺准备，应该力求简化，一般只对样品生产必需的工艺进行准备。设计人员要根据试制和试验结果对原设计进行必要的修改或重新进行设计。样品试制是产品设计定型阶段。

2.小批试制其工作重点在于工艺准备，主要目的是考验产品的工艺，检查图纸的工艺性，验证全面工艺文件和全面工艺装备，并对设计图纸再一次进行审查修改。工艺文件及工装的验证工作，主要是验证它在正常生产条件下，能否保证达到所规定的技术条件、质量和经济效果。因此，小批试制要在正常生产线上进行，要使用设计所要求的各种工艺装备，要采用正常的生产组织和劳动组织。这就要求在小批试制前做好各项准备工作。小批试制后要做好总结和调整工作，为生产定型和正式生产做好一切准备。小批试制的批量，依产品和民营企业情况不同而异，少则几台，多则上千台。

(二)试制与鉴定

新产品装配至鉴定前，要做好试车及试验工作，对样品进行全面检查、试验和调整。鉴定前，产品设计部门要制定试制鉴定大纲，工艺部门要编制试验规程，并会同有关部门准备好所需的工具、仪器和设备。与此同时，还应该由车间主任、主任设计师、主任工艺师、技术检验员和装配工人等组成试车小组。该小组应该负责将新产品试验和调整好，并做出总结，交民营企业鉴定委员会进行鉴定。民营企业鉴定委员会由民营企业领导人员，质量管理、设计、工艺等科室以及有关车间人员和使用单位代表组成。

新产品试制完后，必须进行鉴定，对新产品从技术上、经济上做出全面评价，以确定是否可以进入下一阶段试制或成批大量生产。通过产品的评价鉴定，能及早发现问题，并采取措施加以解决。特别是一些重要的新产品，往往需要经历多次反复评价鉴定和改进，才能最后形成设计定型和生产定型。忽视这项工作，将给新产品带来不良后果。因此，搞好新产品的鉴定评价是产品开发的重要环节。产品鉴定的内容一般包括:检查产品是否符合已经批准的技术文件和国家、部门、民营企业的技术标准;检查工艺文件、工艺装备是否先进合理;检查零部件和成品的质量，评价一般性能:使用性能、安全性能、可靠性、环境性能、工艺性以及对产品进行技术经济分析等。

新产品鉴定完后，民营企业应该根据批准的鉴定书，消除产品缺陷，做好转入下一阶段试制或正式生产的准备。有些产品鉴定后，还需要经过一定范围和一定时间的使用考验，广泛听取用户意见，发现缺陷，加以改进，然后才能得出全面定型结论，投入正式生产。