工艺设计论文（共8篇）
工艺设计论文 篇1
XX 大 学 《生物工艺原理课程设计》 说 明 书 题 目：年产2万吨木薯燃料酒精生产工艺的初步设计 ──木薯淀粉预处理及其糖化工艺初步设计 学 院：
材料与化工学院 专 业：
生物工程 班 级：
生物工程班 学 号：
姓 名：
组 员：
指导教师：
时 间: 2014年X月 目录 摘要 4 第一章绪论 5 1.1引言 5 1.2 木薯酒精介绍 6 1.3 设计指导思想和原则 6 1.4 设计依据 6 1.4.1设计课题 6 1.4.2 设计条件 7 第二章 生产工艺流程选择和论证 8 2.1 木薯燃料酒精生产流程 8 2.1.1 木薯燃料酒精发酵方式介绍 8 2.1.2 木薯酒精发酵方式 9 2.2木薯淀粉预处理及其糖化工艺流程 9 2.2.1 木薯淀粉预处理 9 2.2.2木薯淀粉糖化工艺流程 10 第三章生产工艺设计 11 3.1 木薯除杂设备的设计 11 3.2原料输送 11 3.3粉碎装置 12 3.4液化技术 12 3.4.1糊化 12 3.4.2液化 13 3.4.3 DE值的控制 13 3.5糖化 14 3.5.1糖化用酶 14 3.5.2糖化工艺 14 3.6板框压滤 14 3.6.1影响过滤的因素及提高过滤速度的方法 15 3.6.2工艺对过滤速率的影响 15 3.7 中和 15 3.8.脱色工艺及设备 16 3.81脱色的目的及原理 16 3.8.2脱色工艺条件 16 3.8.3脱色设备 16 3.9工艺流程 16 第四章工艺计算 17 4.1物料衡算 17 4.2热量衡算 19 第五章生产设备设计与选型 22 5.1分离设备 22 5.1.2.薯粉回收与灰尘去除设备设计 23 5.2 粉碎机选型 23 5.2.1锤式粉碎机的生产能力 23 5.2.2粉碎机数量 24 5.2.3主要尺寸计算 24 5.3 糊化锅的设计及选型 25 5.3.1能力的确定 26 5.3.2设备容积的计算 26 5.3.3设备数量的计算 26 5.3.4设备主要尺寸计算 26 5.3.5糊化锅的操作注意事项： 5.4 糖化锅设备选型 29 5.4.1原料消耗的计算 29 5.4.2淀粉酶消耗量 29 5.4.3糖化酶耗用量 29 5.4.4 硫酸氨耗用量 30 5.4.5蒸煮醪量的计算 30 5.4.6.糖化醪与发酵醪量的计算 31 5.4.7糖化锅操作步骤 32 5.4.8 糖化锅注意事项 32 第六章 设计结果评析 33 第七章 总结感想 33 参考文献 34 附图 34 摘要 木薯具有良好的加工性能，也不与粮食作物争地，是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源，将其应用到发酵工业，具有广阔的发展前景。据相关资料显示广西的木薯产量较大，[1]全国60%的木薯淀粉是由广西生产，广西对于生产木薯酒精具有独特的优势。海南也具有独特的自然环境，木薯酒精生产具有深远的优势，以木薯为原料进行酒精发酵的工艺较成熟。本文简述了木薯原料预处理、液化及酶糖化生产工艺。
关键词: 木薯酒精 ；
双酶制糖 ；
燃料酒精 ；
第一章绪论 1.1引言 乙醇工业在我国轻工业中占有十分重要的位置,它是许多化工产品的生产原料,在医药工业、食品工业和燃料工业等方面都有广泛的应用,同时也是国家战略安全保障基础之一。在过去的几十年里,随着世界经济的发展,全球乙醇需求持续迅速增长。
全球乙醇迅速发展的原因主要有1、保障能源安全,解决能源紧张。随着全球 经济不断扩张,各国对能源需求的压力越来越大。可用石油和天然气却越来越少,且价格飞涨。寻求新能源以保障本国能源安全已成为包括中国在内的许多国家的重要战略目标。2、减少环境污染。由于传统能源消耗所产生的二氧化碳等温室气体及其导致的全球气候变化已成为近期全球关注的焦点,发展生物质能源可以降低温室气体排放。乙醇以其燃烧更完全、CO排放量较低、燃烧性能与汽油相似等优良特性,被誉为21世纪的“绿色能源”。3、生物液体能源的出现为农产品找到了新市场。一方面解决了当地农产品转化问题,增加了加工深度,提高了产品附加值,发挥了稳定农产品价格、提供就业岗位、增加农民收入的作用;另一方面,也使国家拥有一个可靠的粮食转化和调控手段,促进本国农业生产和消费形成良好循环。
进入21世纪,我国经济和社会可持续发展面临的能源、环境、农业等问题越来越突出,开发燃料乙醇,节省石油消耗,是我国重要的战略举措之一。从能源安全的角度出发,新能源和可再生能源的开发利用,可以缓解石油进口量和进口依存度迅速攀登造成的影响。随着我国城市化建设的进行,大气污染日趋严重,与CO:的排放量分别居世界的第一和第二位。通过在汽油中添加燃料乙醇,可切实减少温室气体等有害气体排放,对改善我国城市环境质量意义重大。作为一个幅员广阔的农业大国,在亚热带省份发展可开垦荒草地、可开垦盐碱地、可开垦滩涂等种植木薯等经济作物,不仅可以有效增加农民收入,且将形成一个新型能源一农业产业链,带动传统农业向现代化农业转变,为中国农村的城镇化建设提供强有力的支持。
目前,我国燃料乙醇发展尚处于起步阶段。原料资源不确定、产业化基础薄弱、产品缺乏市场竞争力以及政策和市场环境不完善等都显著制约了燃料乙醇产业的快速发展。当前形势下,全球的发酵乙醇产业,在生产规模和整体加工工艺方面已出现一场由生物工程技术指导下的跨越性进步。如由发酵罐容积变大以及连续发酵的实现,每吨原料的乙醇产量的明显提高;由设备、工艺改进,发酵过程控制进步带来的发酵成熟醪乙醇浓度的大幅度提高,每吨乙醇耗能的大幅度降低。解决大量燃料乙醇生产需要的廉价、非粮原料来源,生产过程中的大量能耗问题等将是发酵乙醇作为成为可再生能源产业所面临的首当其冲问题。
在学习掌握所学的生物工艺学、生物工程设备、化工原理等课程的基本理论和基础知识的基础上，通过本次课程设计，培养我们综合运用这些知识分析和解决实际问题的能力以及协作攻关的能力，训练我们使用文献资料和进行技术设计、运算的能力，提高文字和语言表达能力，为其它专业课程的学习和毕业论文（设计）打下基础。
1.2 木薯酒精介绍 木薯(cassava)是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物,多年生,属大戟科,灌木状,植株高2～3m,茎干直径5cm,质地甚脆,多髓心,叶片呈掌状。根为块根,呈柱形或纺锤形,直径5～15cm,长30～40cm,长者可达80～100cm。块根表面为一层棕色或淡黄色的表皮,块根质地松脆,淀粉较纯,除供食用和淀粉工业原料之外,大多数国家作饲料用。由于木薯适应性强,耐水、耐旱,在任何土质中都能生长,是一种不与粮食争地的有发展前途的酒精生产原料。木薯品种很多,一般分为苦味木薯(Manihot utilissima)和甜味木薯(Manihot aipi)。苦味木薯;又称有毒木薯,茎杆为红色或淡红色,产量高,但生长期较长,一般为18个月,且含氢氰酸较多。氢氰酸易挥发,在木薯晒干后大部分消失,在酒精生产过程中,经蒸煮后几乎大部分消失,故不会影响酒精发酵和成品质量。甜味木薯:又称无毒木薯,茎杆为绿色或棕色,生长期较短,一般为12个月,产量较低。块根中氢氰酸含量较少,处理后可以食用。
木薯块根的化学成分,除水外,主要是碳水化合物,其他成分,如蛋白质、脂肪、果胶质等含量都比较少。木薯被誉为“淀粉之王”。[2]鲜木薯淀粉含量达25%～30%(木薯干可达70%左右),此外还含有4%左右的蔗糖。木薯表皮含有的氢氰酸配体,是氢氰酸的主要来源。木薯作为世界公认的一种具有很大发展潜力的酒精生产再生资源。在国内受到广泛的关注。但作为酒精生产原料木薯也存在一些缺点,如第一,木薯原料的淀粉颗粒大,其中所含的支链淀粉所占的比例要大于瓜干中支链淀粉的比例。这些原因都影响着糖化的效果,继而影响了发酵的最终结果。第二,木薯干根的表面有一层棕色或淡黄色的表皮,其中含有的单宁、色素等对酵母生长繁殖的抑制作用的有机生长因子,直接影响着发酵的结果。如发酵期延长,残糖值偏高等弊病亦于此有关。第三,木薯含氮量较低,不能满足酵母生长所需,所以在用木薯生产酒精时,必须在酒母糖化醪和发酵糖化醪中补充氮源,以利于酵母生长。
1.3 设计指导思想和原则 一、设计按照设计任务书进行，尽量符合任务书的要求，各种计划进程在任务书的可控范围内。
二、工厂充分考虑现今的一些技术，设备，以及设计先进理念，以“工艺先进、技术可靠、系统科学、经济合理、安全环保”为原则，各种设计方案综合比较，取长补短，制定一个高产节能的设计方案，高效生产合格燃料乙醇。
三、设计尽量贴近实际，并且努力使其经济效益最大化，在各种设备选型中，合理考虑性价比和地区特性，不盲目追求新设备，新生产线。
1.4 设计依据 1.4.1设计课题 年产2万吨木薯燃料酒精生产工艺的初步设计──木薯淀粉预处理及其糖化工艺初步设计（《海南大学生物工程课程内容任务书》）1.4.2 设计条件 生产能力：年产2万吨99.5%酒精含量燃料乙醇 原料：木薯 产品: 糖化醪 生产方法: 双酶制糖工艺 ；
同步糖化浓醪发酵工艺 第二章 生产工艺流程选择和论证 2.1 木薯燃料酒精生产流程 2.1.1 木薯燃料酒精发酵方式介绍 乙醇生产工艺，按发酵过程物料存在的状态、发酵法可分为液体发酵、半固体发酵和固体发酵；
根据发酵料注入发酵罐的方式，可分为间歇式、半连续式、连续式[3]。乙醇生产工艺分类及关系见图1。
现阶段，木薯发酵乙醇工艺主要有生料发酵工艺、固定化发酵工艺、先水解后发酵工艺和同步糖化发酵工艺等[4]。
生料发酵工艺是指微生物将未经蒸煮的生淀粉直接利用进行生长代谢的过程。生料发酵可分两种：一种是利用添加的酶将生淀粉水解成可发酵性的糖来生产乙醇；
另一种是微生物直接将生淀粉转化成乙醇。实践证明，生料发酵乙醇随着底物浓度加大，发酵醪中的乙醇浓度也会增大，但同时残余总糖及还原糖也会越多，造成淀粉利用率降低。
固定化技术是利用酶或活细胞的高度集中，与普通游离状态的酶或细胞相比，能加快反应速率，并使反应周期缩短和生产效率提高。
先水解后发酵工艺中的水解和发酵分别在不同反应器里进行，发酵初期高糖浓度会抑制酵母的生长和糖化酶活性，延长发酵时间。
同步糖化发酵工艺是糖化和发酵在一个反应器中同时进行。葡萄糖一经生成，就被酵母代谢，此法能解除底物和产物抑制，并保持糖化酶的活性，避免染菌 同步糖化发酵工艺工艺与生料发酵工艺工艺相比，能避免底物抑制，提高乙醇产率，降低能耗，缩短总体发酵时间。
木薯生料发酵乙醇工艺，虽然在节能方面具有优异效果，但容易染菌，造成发酵不彻底。
木薯固定化发酵乙醇工艺，因木薯属于淀粉类原料，要先水解后才能发酵，否则易造成传输困难。木薯先水解后发酵乙醇工艺，会造成发酵初期糖浓度过高，影响酵母的发酵效率。木薯同步糖化发酵能提高设备的利用率，避免高糖浓度抑制酵母发酵，缩短总体发酵时间。现阶段，大多数乙醇企业多采用半连续同步糖化发酵工艺进行生产。
木薯生产乙醇一般需要经过液化、糖化、发酵、蒸馏4个工段，其中蒸馏工段的耗能占总耗能的比例较大。若采用同步糖化浓醪发酵工艺，能提高发酵醪中乙醇浓度，有效降低能耗，并且提高了发酵罐的生产效率，但浓醪发酵会造成高浓度底物醪液的黏度较大，输送较困难。因此，木薯发酵乙醇工艺中需要构建新型酵母，避免高浓度底物对它的胁迫，还需要进一步发展新型的酶制剂，降低醪 液的黏度，并将木薯中除淀粉外的其他碳水化合物水解，而为酵母利用，提高木薯原料的出酒率。
2.1.2 木薯酒精发酵方式 生产工艺采用同步糖化浓醪发酵工艺[5]，如图 木薯料 空气 种子 粉碎车间 α-淀粉酶 空压机 斜面培养 糊化车间 糖化酶 过滤器 三角瓶培养 酒母罐 发酵车间 蒸馏车间 废糟 酒精 杂醇油 2.2木薯淀粉预处理及其糖化工艺流程 2.2.1 木薯淀粉预处理 原料在进行正式生产之前，必须预处理，以保证生产的正常进行和提高生产的效益，预处理包括除杂和粉碎两个工序。
木薯在收获和干燥过程中，经常会惨夹进泥土、沙石、粗纤维，金属杂质等杂质，这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除，将严重影响生产的正常进行。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或损坏，造成生产的中断；
机械设备运转部位，会因泥沙的存在而加速磨损，泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。所以用木薯原料生产酒精前，必须进行除杂，以保证生产的正常进行和提高生产的效益。
木薯原料粉碎可以使原料的颗粒变小，原料的细胞组织部分破坏，淀粉颗粒部分外泄，增加原理的表面积，在进行水热处理时，加快原料的吸水速度，降低水热处理的温度，节约水热处理蒸汽；
有利于α-淀粉酶与原料中淀粉分子的充分接触，促使其水解彻底，速度加快，提高淀粉的转化率；
有利于物料在生产过程中的输送。酒精生产原料的粉碎按带水与否分为：干式粉碎和湿式粉碎，实际生产中多采用干式粉碎。国内酒精生产原料粉碎设备主要是锤片式粉碎机，合理的干式粉碎应采用粗碎和细碎两级工艺，在进入锤碎机前先经过粗碎，把大块原理啊初步打碎成小块原料，在经过锤碎机，将小块原料打碎成较细的粉末原料。湿式粉碎是指粉碎时将搅拌用水和原料一起加到粉碎机中去进行粉碎。
2.2.2木薯淀粉糖化工艺流程 （1）液化 木薯淀粉中含直链淀粉17%，支链淀粉83%，淀粉浆的液化是将淀粉链打断，淀粉的网状结构被破坏，从而使淀粉浆的粘度降低，使淀粉水解为糖和糊精。传统的液化工艺采用高温高压蒸煮法。原料和水混匀后，于130℃下进行高温高压处理。随着酶工程的发展，传统的高温高压蒸煮逐渐被取代，液化可分为有蒸煮方式和无蒸煮方式，现在的有蒸煮液化方式与传统的高温高压蒸煮液化方式有着本质的区别，它是建立在酶制剂技术上的一种液化方式。液化过程中广泛使用液化酶（α-淀粉酶）对原料进行液化处理[6]。根据蒸煮温度和加酶品种的不同，目前的有蒸煮液化处理方式分为三种，高温蒸煮、中温蒸煮和低温蒸煮，高温蒸煮会造成原料中可发酵性物质损失，且安全性差：中温蒸煮不易染菌，但冷却设备投资大，耐高温酶价格高，酒精成本高：低温蒸煮节约蒸汽和冷却水效果显著，可发酵性物质损失少，但糊化、糖化不彻底，易染菌，发酵升酸高。无蒸煮方式又称为生料发酵工工艺，凡是完全排除对淀粉质原理啊进行预处理的酒精生产工艺属于无蒸煮方式。但是，目前生料发酵中液化，糖化效果比蒸煮方式要低。
（2）糖化 糖化是将短的淀粉链即糊精转化为可发酵性糖，糖化分前糖化阶段和后糖化阶段，因为糖化过程的时间限制，不可能将全部的淀粉转化为糖，所以在发酵过程中还存在糖化过程，称后糖化。糖化是一个复杂的生物化学过程，受糖化酶添加量、时间、温度等多种因素的影响。糖化酶在木薯酒精发酵中有很大作用，它将木薯中的淀粉分解成可发酵性糖，以利于酵母酒精的发酵。糖化酶的用量对酒精发酵有很大的影响，糖化酶的用量过少，会造成发酵不彻底；
糖化酶太多，则增加了生产的成本。糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量，而且与糖化时间有很大的关系，糖化时间不足，造成糖化不完全，不利于提高原料的出酒率；
糖化时间过长，会延长生长周期，降低设备使用率。糖化的温度高低对糖化也有一定的影响。酶的化学本质是蛋白质，反应温度高于适宜温度时，酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱，甚至丧失其催化活性，温度低于适宜温度容易染菌，所以糖化的温度的控制是非常重要的。[7]从历年来，木薯酒精发酵的研究资料来看，糖化酶的添加量一般控制在100-200μ/g原料，糖化阶段的温度在58-62℃，糖化时间控制在30-60min。
第三章生产工艺设计 3.1 木薯除杂设备的设计 惯性除尘 灰尘 薯粉回收 振动筛选 1 2 3 石沙杂质 风选 物气分离 气 薯干 粉碎 搅拌加热 发酵 薯干不同于大豆，玉米，小麦等粮食原料，树干的大小，厚度，含水量很不均匀，而且随着季节的变化，转运次数的多少而变化，因此，不能用粮食除杂的现成设备进行薯干的除杂。经过对酒精生产厂的调查和用木薯做了多次试验后证明，应将薯干进行分级处理，当然薯干及砂，石等杂质也相应分级处。即选择不同的风量和风速进行分级后薯干及砂，石进行风选，可以达到除杂的效果。整个薯干除杂设备的示意框图见图：
3.2原料输送 在酒精厂中，原料输送可采用气流输送、带式输送、螺旋输送、刮板输送及斗式提升输送。
气流输送就是利用高速流动的空气在管道中运送物料。其优点是设备紧凑，主要装置是运送物料的管网；
投资和维修费用较省；
车间内部整齐清洁。气流输送又有真空吸引式输送、压力压出式输送以及混合式输送。
输送机械的概念连续输送机械是以连续，均匀，稳定的输送方式，沿着一定的线路搬运或输送散状物料和成件物品的机械装置，简称输送机械。
带式输送机(belt conveyer)又称胶带输送机，广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。线体输送可根据工艺要求选用：普通连续运行、节拍运行、变速运行等多种控制方式；
线体因地制宜选用：直线、弯道、斜坡等线体形式 输送设备包括：皮带输送机也叫带式输送机或胶带输送机等，是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的经济型物流输送设备。皮带机按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带输送机，轻型皮带机如用在电子塑料，食品轻工，化工医药等行业。皮带输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用输送带的连续或间歇运动来输送100KG以下的物品或粉状、颗状物品，其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。
斗式输送机，适用于冶金、矿山、建筑、化工、食品、粮食等行业一定粒度、块度的物料和粉料的输送。它包括有驱动装置（含逆止装置）、壳体（包括水平段、改向段、垂直段）、及位于壳体内的牵引链、料斗、头轮和尾轮，在壳体的两端设有加料段和卸料段，料斗的两侧通过联接环分别与两根平行的牵引链相联接。头轮上设有与牵引链相吻合的齿。其输送形式为一字形、L形、Z形三种。本实用新型的优点是具有体积小、功耗低、输送形式灵活、密封输送等特点。
螺旋输送机在输送形式上分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种，在外型上分为U型螺旋输送机和管式螺旋输送机。有轴螺旋输送机适用于无粘性的干粉物料和小颗粒物料.（例如：水泥、粉煤灰、石灰、粮等）而无轴螺旋输送机适合输送机由粘性的和易缠绕的物料。（例如：污泥、生物质、垃圾等）螺旋输送机的工作原理是旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送，使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。螺旋输送机旋转轴上焊的螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型等型式。螺旋输送机的螺旋轴在物料运动方向的终端有止推轴承以随物料给螺旋的轴向反力，在机长较长时，应加中间吊挂轴承。
本设计采用真空吸引式气流输送。
3.3粉碎装置 粉碎的方法有以下几种: l 挤压:适于坚硬物料 l 撞击: 适于坚硬物料 l 研磨:适于韧性物料 l 劈列:适于脆性物料 淀粉质原料的粉碎设备型式很多，但糖厂几乎都采用锤式粉碎机。因为锤式粉碎机的适应性强，单位产品的能量消耗较低，且体积小，生产能力大。机内的筛网可根据物料的性能、要求粉碎度随时更换，还可根据需要调节锤刀和筛网之间的间隙。
为了能使木薯醪得到更好的糊化和液化，要求粉碎度在40-60目。
3.4液化技术 3.4.1糊化 若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失。温度继续上升，淀粉颗粒继续膨胀，可达原体积的几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，体积膨大，互相接触，变成糊状液体，淀粉不再沉淀，这种现象叫“糊化”。
糊化分成三阶段：第一阶段：预糊化淀粉吸入少量水分，体积膨胀很少，淀粉乳的粘度增加也少。第二阶段：糊化淀粉颗粒突然膨胀很多，体积膨胀几倍到几十倍，吸入大量水分，很快失去偏光十字，淀粉乳的粘度大为增高，透明度也增高，并且有一小部分的淀粉溶于水中，淀粉乳变成淀粉糊。第三阶段：溶解继续加热，糊化淀粉溶解于水中。
3.4.2液化 按水解动力不同可分为：酸法、酸酶法、酶法及机械液化法；
按生产工艺不同可分为：间歇式、半连续式和连续式 按设备不同可分为：管式、罐式和喷射式 按加酶方式不同可分为：一次加酶、二次加酶、三次加酶 按原料精粗不同可分为：淀粉质原料直接液化法、精制淀粉液化法 3.4.3 DE值的控制 液化的程度通常是用DE值来衡量的。为了提高麦芽糖的生成量，必须防止葡萄糖的聚合度为奇数的低聚糖的生成。液化后DE值越高，则奇数聚合度低聚糖的机会也越多，糖化后会生成较多的麦芽三糖而使麦芽糖的收率降低。
液化液DE值 葡萄糖，% 麦芽糖，% 麦芽三糖，% 其它糖类，% 12.6 1.4 74.4 18.0 6.2 14.0 1.6 71.8 20.9 6.7 19.6 2.7 66.2 23.4 7.6 25.5 4.2 65.2 24.0 6.6 31.8 7.1 61.2 25.6 6.3 但是DE值太低，则糖液粘度太高而难以操作。而本设计的木薯用作燃料酒精的主原料，要求麦芽糖含量较高，葡萄糖含量低，因此我认为液化液的DE值应在15～20之间。
综上所述，[8]对于本设计的年产2万吨的木薯燃料酒精，液化工段采用糊化进行连续操作，且淀粉的液化也较彻底，蛋白质类絮凝效果好，适合以木薯汁为原料的液化，在当今大多数酒精厂也广泛使用。有关糊化锅的在设计计算一章进行了详细的说明。
3.5糖化 3.5.1糖化用酶 糖化是利用糖化酶[9](也称葡萄糠淀粉酶，Ec 3．2．1．3)将淀粉液化产物糊精及低聚糠边一步水解成葡萄糖的过程。糖化过程中葡菏糖含量不断增加。糖化酶对底物的作用是从非还原性末端开始进行的，属于外酶，—个分子一个分子地切下葡萄糖单位，产生a-—葡萄糖。糖化两对a—1，4—糖苷键和a—1，6—糖苷键都能进行水解。
液化液的糖化速度与酶制剂的用量有关，糖化酶制剂用量决定于酶活力高低。酶活力高，则用量少；
液化液浓度高，加酶量要多。生产上采用30％淀粉时，用酶量按80一100u／g淀粉计。糖化初期，糖化进行速度快，葡萄糖值小断增加，迅速达到95％，以后糖化较慢，达到一定时间后，葡萄糖值不再上升，接着就稍有下降。因此，当葡萄糖值达到最高时，应当停止酶反应(可加热至80℃，20min灭酶)，否则葡萄糖值将由于葡萄糖经a—1，6糖昔键起复合反应而降低。复合反应发个的程度与酶的浓度及底物浓度有关。提高酶的浓度，缩短糖化时间，最终葡萄糖值也高；
但酶浓度过高反而能促使复合反应的发生，导致葡萄糖值降低。而糖化的底物浓度(即液化液浓度)大，也使复合反应增强。因此，在糖化的操作中，必须控制糖化酶的用量及糖化底物的性质，才能保证糖胶的质量。
采用曲法糖化，糖化液的质量比酸法糖化已大大提高，但由于糖化酶对a—1，6—糖苷键的水解速度慢，对葡萄糖的复合反应有催化作用．致使糖化生成的葡萄糖又经a—1，6—糖甘键结合成为异麦芽糖等，影响葡萄糖的的得率。为了解决这个问题，国外曾报道，在糖化过程中加入能水解a-1，6—糖苷键的葡萄糖苷酶，与糖化酶一起搪化，并选用较高的糖化pH值(6．0一6．2)，抑制糖化酶催化复合反应的作用，可提高葡苟糖的产率，所得糖化液含葡萄储可达99％。而单独采用糖化酪时糠化液台葡萄糖一般都不超过96％。
3.5.2糖化工艺 液化结束后，迅速将液化液用酸调pH恢至4．2—4．5,同时迅速降温至60℃，然后加入糖化酶，60℃保温数小时后。用入水酒精检验无糊精存在时，将料液pH值调至4.8—5.0，同时加热到90℃．保温20min，然后待料液温度降低到60℃一70℃时升始过滤，滤液进入贮罐，在60℃以上保温待用。
3.6板框压滤 自60年代末以来，酶法制糖开始试用于味精等发酵工业。但是，由于当时国产酶制剂质量差，液化设备庞大，投资高，液化效率低，更为突出的问题是糖化醪液过滤相当困难。现在，通过使用耐高温α-淀粉酶进行液化及双酶糖化，大大提高了过滤速度。
因此，对糖厂进行设计，必需要考虑到过滤速度是否符合要求。从滤渣成分分析可知，影响过滤速度的主要因素为两大类物质：一类为蛋白质，另一类为糊精类（包括不溶性淀粉颗粒及老化的糊精）。要想提高糖化液的过滤速率，在制糖中必须消除糊精类物质的存在，并使蛋白质物质凝聚。
3.6.1影响过滤的因素及提高过滤速度的方法 （1）酶活力对过滤速度的影响 酶本身是蛋白质，如果酶活力低，酶蛋白增加，过滤速度就会减慢。如杰能科生产的[10]耐高温α-淀粉酶(15000u/ml)比中温α-淀粉酶(6000u/g)活力高，所以从此意义上讲应用耐高温α-淀粉酶。
（2）液化酶种类对过滤速度的影响 液化实际上是淀粉由悬浮液变为透明胶体的过程。BF-7658α-淀粉酶在液化时，还有部分颗粒结晶，不能完全形成亲水胶体，而耐高温α-淀粉酶能形成稳定的亲水胶体，没有不溶性淀粉结晶体沉淀，糖化终了无糊精，因此过滤速度快。
不同液化酶比较如下（以木薯为原料）：
项目 液化酶类型 耐高温α-淀粉酶 中温α-淀粉酶 过滤速度/L.(m2.h)-0.2MPa 180 70 不溶性淀粉颗粒 不存在 存在，约2% 淀粉转化率% 98 96 蛋白质类凝聚效果 好 差 3.6.2工艺对过滤速率的影响（1）淀粉要用温水调浆 淀粉用温水调浆（50℃左右），可以提高液化效果，液化时形成不溶性淀粉颗粒较少，过滤速度加快。
（2）液化DE值的控制 若DE值较高，小分子类物质过多，不宜于糖化酶形成络合物。糖化终了，麦芽糖等小分子物质的含量较大，不仅导致淀粉转化率降低，而且使糖化液粘度增大，过滤速度减慢。
若DE值过低，液化液易老化，糖化酶对老化糊精不起作用。糖化终了，由于大分子类物质的存在，糖液粘度更大过滤会更困难。
（3）液化液老化 影响液化液老化的因素有：
①PH值：碱性条件下有抑制老化的作用，酸性条件下易于老化 ②时间：其液化时间长或液化时升降温速度慢，都会加快液化液老化液化液老化，会严重影响过滤速度及淀粉转化率。
（4）过滤PH对过滤速度的影响 综合蛋白质凝聚、糖液颜色、糖化透光等因素，以木薯为原料，过滤PH值以4.8-5.0为佳。
3.7 中和 从糖化锅出来的糖化液温度很高(140—150℃)，需经冷印才能进行中和。中和的日的是降低糖液的酸度，调节PH值，使糖液中胶体物质析出，便于过滤除去。生产过程中用的中和剂有纯碱和烧碱。纯碱（Na2CO3)温和，糖液质量好，但产生的泡沫多，生产中难控制。使用烧碱．应将烧碱配成NaoH溶液，浓度过高易造成局部过碱，葡萄糖焦化而产生焦糖，焦糖能抑制谷氨酸茵的生长，增加色泽，难以精制。
中和时应将Na2Co3化成碱水缓慢进行，否则由于局部碱性过大．复合物和分解物易形成。造成糖的损失，增加提取的困难。要求边中和边测pH值，保持pH值在4．6—5．0。一般在中和操作中注意控制中和温度为60一70℃。温度高，脱色效果较差；
温度低，将使糖粘度增大，难过滤。
3.8.脱色工艺及设备 3.81脱色的目的及原理 糖液中含有的有色物质和一些杂质必须除去，方能获得澄清透明、甚至无色的糖浆产品。工业上一般采用活性炭脱色，活性炭又分颗粒炭和粉末炭两种。
粉末活性炭为黑色粉末，除含少量的水分和微量的灰分外，其余为炭。每克活性炭的吸附面积高达500m2。活性炭脱色就是将有色物等杂质吸附在活性炭的表面，从糖液中除去。
3.8.2脱色工艺条件 （1）糖液温度 活性炭的表面吸附力与温度成反比，但温度高，吸附速率快，在较高温度下，糖液粘度较低，加速糖液渗透到活性炭的吸附内表面，对吸附有利。但温度不能太高，以免造成糖分解而着色。一般以80℃为宜。
（2）PH值 在较低PH值下进行，脱色效率高，糖液也稳定。
（3）脱色时间 一般认为吸附是瞬间完成的，为了使糖液与活性炭充分混合均匀，脱色时间以25-30min为好。
3.8.3脱色设备 糖液脱色是在具有防腐材料制成的脱色罐内完成。罐内设有搅拌器和保温管，罐顶部有排气筒。脱色后的糖液经过滤得到无色透明的液体。
糖浆的脱色用活性炭，活性炭的吸附作用是可逆的，它吸附颜色物质的量决定于物质的浓度，所以先脱颜色浅的物料，再脱颜色深的物料，这种方法可以减少炭的用量，降低成本，在工业上叫逆流法。从脱色的效果来看,由于酿酒用糖浆不需脱至无色,一次脱色已基本达到要求,若再次脱色,势必会加大蛋白质的损失。所以一次脱色后，即可送去浓缩。
3.9工艺流程 原料预处理→调浆（料水比1:3,50℃）→糊化锅→灭酶处理→调节pH、冷却→糖化锅→灭酶处理→ 冷却→中和、脱色→板框压滤→去发酵 第四章工艺计算 4.1物料衡算 物料消耗的计算 淀粉原料生产酒精的总化学反应式：
糖化：
（C6H10O5）n + nH2O——nC6H12O6 162 18 180 发酵：
C6H12O6——2C2H5OH + 2CO2 180 92 88 1.生产1吨无水酒精的理论淀粉消耗量 由上式可求的理论上生产1吨无水酒精所耗的淀粉量为：
1000×162÷92=1760.9（kg）2.生产1吨三级酒精的理论淀粉消耗量 普通三级酒精的乙醇含量在95%（体积分数）以上，相当于92.41%（质量分数），故生产1吨普通三级酒精理论上须淀粉量为：
1760.9×92.41%=1627.2（kg）.3.生产1吨普通三级酒精实际淀粉消耗量 由于整个生产过程要经过原料处理、发酵及蒸馏等工序，有一系列复杂的物理化学和生物化学反应，产品得率必然低于理论率。据实际经验，各阶段淀粉损失率如表所示。
表二 生产过程各阶段淀粉损失 生 产 过 程 损 失 原 因 淀 粉 损 失（%）备 注 原料处理 粉尘损失 0.40 蒸煮 淀粉损失及糖分损失 0.50 发酵 发酵残糖 1.50 发酵 巴斯德效应 4.00 发酵 酒汽自然蒸发与被CO2带走 1.30 有酒精扑集器为0.30% 蒸馏 废糟带走等 1.85 总计损失 9.55 假定发酵系统设有酒精扑集器，则淀粉损失率为8.55%。故生产1吨普通三级酒精须淀粉量为：
1627.2 =1779.3（kg）100%-8.55% 这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为1000÷1779.3=56.2%，达到了我国先阶木薯原料生产酒精的先进出酒率水平。
4.生产1吨普通三级酒精木薯原料消耗量 据基础数据给出，木薯根茎淀粉含量为76.7%，故1吨酒精耗木薯根茎量为：
1779.3÷0.767=2319.8（kg）生产20000吨酒精需要消耗木薯块茎量为：
2319.8×20000=46396（吨）5.淀粉酶消耗量 酶活力为2000u/g的 固体曲使淀粉液化，促进糊化，可以减少蒸汽消耗量。
酶用量按8u/g原料计算。
用曲量为：
2319.8×1000×8 =9.28（kg）2000 6.糖化酶耗用量 所用固体曲糖化酶的活力为20000u/g，生产所需酶量为150u/g原料，则糖化曲消耗量为：
2319.8×1000×150 =17.4（kg）20000 7.蒸煮醪量的计算 根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:4.5,所以粉浆量为：
m粉浆 =2319.8×（1+4.5）=12758.9(kg)设煮沸时间是40min，蒸发量为每小时5%，则煮沸蒸发水分为 V1= m粉浆×5%×40÷60 =425.30kg 故煮沸后的蒸煮醪量为：
m1 = m粉浆－V1 =12758.9－425.30 = 12333.6kg 8.蒸煮醪量的计算 根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:4.5,所以粉浆量为：
m粉浆 =2319.8×（1+4.5）=12758.9(kg)设煮沸时间是40min，蒸发量为每小时5%，则煮沸蒸发水分为 V1= m粉浆×5%×40÷60 =425.30kg 故煮沸后的蒸煮醪量为：
m1 = m粉浆－V1 =12758.9－425.30 = 12333.6kg 9.糖化醪与发酵醪量的计算 后发酵结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（质量分数）。假设蒸煮效率为98%，而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%，则生产1000kg95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下：
10.木薯酒精的成熟发酵醪量为：
F1 = 1000×92.41% ×（100+5+1）÷100 98%×8.01% = 124477(kg)不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为：
12477÷106% = 11771(kg)入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为：
1000×92.41% = 7.56%（质量分数）98%×12477 相应发酵过程放出CO2总量为：
1000×92.41% × 44 = 902(kg)98% 66 接种量按10%计，则酒母醪量为：
11771+902 ×10% = 1152.1(kg)（100+10）÷100 糖化醪量 酒母醪的70%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为 11771+902 ×1152.1×70% = 12327(kg)（100+10）÷100 年产20000吨木薯酒精厂总物料衡算 对淀粉原料生产1000kg酒精（95%）进行物料平衡计算后，以下对20000吨/年甘薯干原料酒精厂进行计算。
主要原料木薯干用量 年消耗量：
2319.8×20000 = 46396000（kg）=46396（t）日消耗量：
46396000÷300 = 154635.3（kg）≈154.64（t）4.2热量衡算 热量衡算 一、蒸煮段（一）糊化用水耗热量Q1 根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1：4.5粉浆量为：
m粉浆=2319.8×（1+4.5）=12758.9(kg)根据本设计工艺，糊化锅加水量为：
m1=2319.8*4.5=10439.1（kg）（式中，2319.8——1吨酒精消耗木薯根茎量）取自来水平均温度t1=18摄氏度，而糊化配料用水温度t2=58摄氏度，故耗热量为：Q1=m1*Cw（t2-t1）=10439.1*4.18*（58-18）=1745417.52kJ（一）粉浆糊化加热耗热量Q2：
Q2=Q2’+Q2’’+Q2’’’ 1.糊化锅内粉浆由初温t0加热至100摄氏度耗热Q2’ Q2’=m粉浆c粉浆（100-t0）（1）计算粉浆的比热容 干物质含量B0=87.1%的薯干比热容为：
C0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63[kJ/(kg.K)] 粉浆干物质浓度为：
B1 = 87.1/（4.3*100）= 20.3% 粉浆比热容为：
C1 = B1×C0+（1.0-B1×CW）= 20.3%×1.63+（1.0-20.3%）×4.18 = 3.66[kJ/(kg.K)] 式中 Cw——水的比热容[kJ/(kg.K)] 为简化计算，假定粉浆的比热容在整个糊化过程维持不变。
（2）计算粉浆的初温 设原料甘薯粉初温为18摄氏度，而热水为58摄氏度，则 t0=（m甘薯粉*C0*18+m1Cw*58）/(m粉浆C1）=（2319.8*1.63*18+10439.1*4.18*58）/(12758.9*3.66)≈55.65摄氏度（3）则Q2’=12758.9*3.66*（100-55.65）=2071037.407kJ 2.整个糊化加热过程中蒸汽带出的热量Q2’’ 设糊化时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为：
mv1=m粉浆*5%*40/60=12758.9*5%*40/60≈425.30kg Q2’’=mv1I=425.30*2257.2=959987.16kJ 3.热损失Q2’’’ 粉浆升温和液化过程的热损失约为前两次耗热量的15% Q2’’’=15%(Q2’+Q2’’)4.有上述结果得Q2 Q2=1.15(Q2’+Q2’’)=1.15*(2071037.407+959987.16)=3485678.252kJ（二）糊化结束灭酶过程耗热量Q3 糊化结束，蒸煮醪要升温至120摄氏度，进行灭酶处理5min，由于此过程时间较短，忽略此过程中蒸汽带走的热量及热损失。
根据物料衡算，煮沸后的蒸煮醪量为：
m蒸煮= m粉浆－mV1 =12758.9－425.30 = 12333.6kg Q3 =m蒸煮C1（120-100）=12333.6*3.66*（120-100）=902819.52kJ 糖化段（三）糖化过程前降温至63摄氏度放热量Q4 糊化灭酶过程后蒸煮醪要经过冷却，将蒸煮醪降温至63摄氏度。根据物料衡算，经灭酶后的蒸煮醪温度120摄氏度，经过冷却放出热量为：
Q4=m蒸煮C1（120-63）=12333.6*3.66*（120-63）=2573035.632kJ（四）维持糖化过程耗热量Q5 由糖化工艺流程可知，在糖化过程中，糖化罐内维持温度63摄氏度。
Q5=Q5’+Q5’’ 1.整个糖化过程中蒸汽带出的热量Q5’ 设糖化时间为2h，蒸发量为每小时4%，则蒸发水分量为：
mv2=m蒸煮*4%*2=12333.6*4%*2=986.688kg Q5’=mv2I=986.688*2345.5=2314276.704kJ 2.热损失Q5’’ 糖化过程热损失约为前一次耗热量的15% Q5’’=15%Q5’ 3.由上述结果Q5 Q5=1.15Q5’=1.15*2314276.704=2661418.21kJ（五）糖化结束灭酶过程耗热量Q6 糖化结束，糖化醪要升温至115摄氏度，进行灭酶处理5min，由于此过程时间较短，忽略此过程中蒸汽带走的热量及热损失。
由物料衡算可知：m糖化醪= 12327kg Q6 =m糖化醪C1（115-100）=12327*3.66*（115-100）=676752.3kJ 中和脱色，过滤段（六）中和除杂段冷却耗热量Q7 Q7 = Q7’+ Q7’’ + Q7’’’ 1.糖化醪冷却到65摄氏度，放出热量Q7’ Q7’= m糖化醪C1（115-65）=12327*3.66*（115-65）=2255841kJ 2.维持中和脱水过滤过程中耗热量Q7’’ 中和脱色过滤整个过程约40min，维持糖化醪温度在65摄氏度，设蒸发强度为4%，则蒸发水分量为：
mv3=m糖化醪*4%*40/60=12327*4%*40/60=328.72kg Q7’’=mv3I=328.72*2345.5=771012.76kJ 3.热损失 中和脱色过滤过程热损失约为前一次耗热量的15% Q7’’’=15%Q7’’ 4.由上述结果Q7 Q7=Q7’+1.15Q7’’=-2255841+1.15*71012.76=-2174176.326kJ（七）糖化生产一吨酒精总耗热：
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7 =1745417.52+3485678.252+902819.52-2573035.632+2661418.21+676752.3-2174176.326=4724873.844≈4.725*106kJ（六）糖化生产一吨酒精耗用蒸汽量：
使用表压为0.3MPa的饱和蒸汽，h=2725.3kJ/kg m0 = Q总 = 4.725*106 ≈2298.56kg（h-i）η(2725.3-561.47)*95%（七）据设计，年产20000t酒精耗热量 Q总=4.725*106*20000=1.0017*107kJ（八）年产20000t酒精耗热量耗蒸汽总量 m总=2298.56*20000=45971200kg 第五章生产设备设计与选型 5.1分离设备 为了达到薯干分级目的，必须选用不同网目的筛网进行筛选，为了筛选过程中薯干能翻动以使大块薯干表面的沙石翻落下来，对筛网的振幅和振动频率都有一定的要求，将所选用筛网的级别、网目尺寸，晒后丽都等指标列附表如下：
薯干分级 筛网层序 筛网目尺寸（mm）筛后粒度 所占总量比例 第一级 1 30×30 >25×25 75% 第二级 2 15×15 >10×10 5%—8% 第三级 3 2.5×2.5 >2×2 5% 第四级 4 >2×2 5%—6% 整个筛选过程由振动筛选机完成，其示意如图2所示。
三层筛网与水平方向分别成（20±2）°，（15±2）°，（10±2）°，均有±2°的可调范围，以适应不同季节、不同类型的薯干筛选。筛网架由电动机驱动双偏心套筒式曲柄连杆机构，振幅50mm并且可调整，频率177次/分，分级后的薯干由机器的后、左、右、下四个方向分别输出进入风选设备进行风选。
为使振动筛选机进料均匀，进料口中加一避风板和匀料器。为避免筛选中产生的粉尘发生燃烧、危险、在机器上方加有吸尘器。整个机器尺寸约为3000mm×1710mm×2500m5.1.1风选设备设计 风选设备选用直立式三通接料输送器，由振动筛选机筛选后的四种粒度的薯干和石砾，沙粒杂质分别进入四种不同规格的直立式三通接料输送器，通过不同风速的气流将薯干和沙石分离开来。第一级25mm×25mm以上粒度的薯干和石块通过一个有风机单独调节风俗的三通接料输送器，另外三种粒度的薯干和沙石共用一个风机，在接料器管路中各自由风门调节风速。薯干和石块的输送管路与水平夹角可以调整，以找到最适合的风速。
5.1.2.薯粉回收与灰尘去除设备设计 气液与薯干分离后由于其中含有很细的细砂（即灰尘）和薯粉，薯粉含量约占薯干总量的2%左右，必须进行回收，而灰尘应去除，故在回收薯粉之前，在风送管道中加一惯性除尘器，然后进入筛板式水淋塔，气流中的薯粉得以回收。水淋塔中间安装两层筛板，筛板上布满有φ16的圆孔，水流从塔底部进入，由于容积突然增大，气流速度迅速减小，由下向上缓慢流动，经过水淋，薯粉得以回收，水淋后的气流已无薯粉和灰尘排入大气，水淋后薯粉和水流一起进入搅拌器。
5.2 粉碎机选型 5.2.1锤式粉碎机的生产能力 对于圆孔筛的锤式粉碎机，设一个圆筛孔排出的产品容量为V0（m3）：
V0=D02dμ 式中，D0为筛孔直径，单位为m；
d为产品粒度，单位为m，木薯淀粉粒径为 5～35μm，取30μm；
μ为排料的不均匀系数，一般取为0.7。
在本设计的条件下，一个圆筛孔排出的产品容量为：
V0 = ×（2.5×10-3）2×30×10-6×0.7 =1.03×10-12 m3 锤刀扫过筛孔时才有产品排出。若转子上有k排锤刀，则转子转一周，锤刀就扫过k次。若转子转速为n(r/min),筛孔总数为Z个，则每小时排出的产品量（m3）为：
V = 60×V0Zkn = 15πD02dμZkn 根据粉碎机转子直径D（mm）,取400mm，线速度 V和实际加工要求，转子转速 n由下式可 得： n= = r/min = 1911 r/min 该设计采用的锤式粉碎机k= 4，锤刀总数为16，每个锤刀上有两个孔，故共有32个孔，即Z=32 V=1.03×10-12×60×32×4×1911m3 =1.5×10-5m3/h 粉碎产品的松散体积质量为γ=1.7×104t/m3，Q =Vγ =15πD02dμZknγ =1.5×10-5×1.7×104(t/h)=0.255(t/h)5.2.2粉碎机数量 由物料衡算得出每小时需要木薯淀粉的量为6.58t，即Q0为6.58t/h，而每台粉碎机每小时的生产能力为0.255t，所以达到生产要求需要的粉碎机数量为：
N =6.58÷0.255（个）≈26个 5.2.3主要尺寸计算 粉碎室宽度太大，物料分布不均匀，当凿片数量一定时，搓擦次数少，粉碎 能力低；
粉碎室宽度太小，物料不能得到很好的粉碎，粉碎能力降低，生产率也 降低。根据现有资料和转子直径，考虑到粉碎物料为秸杆等粗纤维物质，B 可取大些，故确定粉碎室宽度B=200mm。
锤片粉碎机转子在工作时锤片端部线速达 90~105 m/s，但是锤片的线速度高，冲击粉碎能力强，但噪音大,粉碎机振动加剧且空转转速增加，冲击负荷大，功率消耗大，并使得生产率降低。由于木薯原料较容易粉碎，其线速度可取较小值且考虑到轴承寿命、零件强度、转子动平衡问题，故取V=40m/s，锤片与单粒物料打击时间为1×10-5~4×10-5s.表1 当使用2.5mm孔径筛片时几种常见物料的最佳线速度 m/s 一般将筛孔按其直径分为4个等级：小孔1~3 毫米，中孔3~5毫米，粗孔5~6毫米，大孔8毫米。筛孔的孔形状和筛片厚度以及有效筛孔面积（开孔率）都是影响粉碎机工作特性的因素。此次设计筛孔直径设计为2.5mm，为小孔，孔距取3.5mm。
通过上述数据可知筛片的开孔率K为：
K = = 90.7()2% =46.2 % 其中，d为筛孔直径（mm），t为筛孔中心距（mm）。
开孔率K是筛片质量的一个重要参数，它是指筛片上筛孔总面积占整个筛 面有效筛粒面积的百分率。它反映了相同孔径的筛片物料过筛能力。筛片开孔率越大，粉碎时，可供物料过筛的面积就越大，粉碎效率也就越高。
5.3 糊化锅的设计及选型 糊化锅是用来使大米、玉米粉及淀粉等辅料加热煮沸，使淀粉糊化和液化的设备。
5.3.1能力的确定 根据物料衡算确定，蒸煮的体积流量为。因此要求连续蒸煮设备的生产能力即为 1.产量：20000t/a 2.主原料：木薯 3.拟选糊化锅：圆柱形锅身，球形加热底，弧形顶盖，锅身直径与高度之比1.5:1~2:1。23m3,锥底角度以小于120°为宜 4.填充系数：70% 5.每日糊化投料量：154635.3kg 糊化锅的选用 材质：锅身，锥底和顶盖宜采用不锈钢，球底宜采用紫铜 净空高度：不小于500mm。排气管截面积与锅身截面积之比：1/30~1/50 需设附件：人孔门，照明灯，液位、温度测量装置，清洗装置，安全装置，排气管蝶阀 表面要求：锅盖、锅身和锅底内表面焊缝应磨平抛光，应作耐腐蚀的酸性钝化处理。外露表面抛光，不应有碰伤、划伤痕迹。
加热方式：夹套间接蒸汽加热，夹套蒸汽压力为0.3~0.6MPa 升温速度：不低于1.5/min 搅拌装置：搅拌器选用桨式搅拌器，转速一般为20—100r/min，选用50r/min.5.3.2设备容积的计算 通常，按每100Kg原料所需糊化锅的有效体积为550L做计算基准，每日糊化投料量为154635.3kg，由于是连续操作，糊化投料量为6443.14kg/h，每个糊化锅糊化所需时间为60min。
则糊化锅的有效体积为 V有=单次糊化投料量6443.14×550/100×10-3=35.44(m3)5.3.3设备数量的计算 根据n= V有/φ/V总 其中φ为填充系数：70% V总为糊化锅总体积：23m3 则可得 n= V有/φ/V总 =35.44/0.7/23=2.2（个）圆整为 n=3(个)因此所需糊化锅3个 5.3.4设备主要尺寸计算 1.糊化锅体主要尺寸计算 圆柱部分体积V1=0.785D2h1 h1=D/2 D—糊化锅直径 h1—圆柱高度 椭圆底部容积V2=2/3π×a2h2 h2=D/4 a=D/2 a— 锅底半径 h2—椭圆底部高度 V总=V1+V2=23 即：
23＝0.785D2h1＋2/3πa2h2 ＝0.785 D2D/2＋2/3π（D/2）2D/4 由此可求得：
D=3.53 圆整为D=3.60（m）h1=D/2=1.80（m）h2=D/4=0.9(m)a=D/2=1.80(m)2.接管设计 2.1 排气管 排气管的截面积与锅底面积 d2 / D2 =(1/30 ～ 1/50)取 1/40 d — 排气管直径 D —糊化锅直径 d2 / D2 = 1/40 d =（D2/40）1/2=569mm 取整 d =570mm 复核d2 / D2 =(570/3600)2 = 1/39.9符合要求 2.2 物料进口（下粉管）成品木薯粉比重1.6t/ m3 木薯总重量为：6443.14/3=2147.71kg V总=2147.71×1.6/1000=3.44（m3）设30min投料完成 Vs = 3.44/(30×60)=0.0019（m3/s）设u = 1.0 m/s 则 1*πd2/4=0.0019 d= 0.049m 取整 49mm 2.3 功率计算 糊化锅一般采用二折叶旋桨式搅拌器，搅拌器直径D搅=D×2/3=2.4(m)2.3.1雷诺系数 根据公式Re=D搅2n×ρ/μ 式中 D—搅拌器直径(m)n—搅拌器转速(r/s)ρ—流体密度(Kg/m3)μ—流体黏度(Pa·s)设流体黏度为μ=0.002Pa·s，密度为ρ=1480 Kg/m3 则 雷诺数Re= D搅2n×ρ/μ=2.42×0.8×1480/0.002=3409920 2.3.2 功率准数 根据公式 Np = A/Re + B ×[（103 + 1.2 Re0.66）/(103 + 3.2 Re0.66)]p×(H液/D)(0.35 + b/D)×（sinθ）1.2 其中液面高度 H =1.26 m , b = 0.24m，θ = 60°，d/D= 2.4/3.6=0.67，b/D=0.24/3.6=0.067，根据啤酒工艺手册公式 A=14+（b/D）[670(b/D-0.6)0.6+185] B=10(1.3-4(b/D-0.5)2-1.14 b/D)P=1.1+4 b/D-2.5(b/D-0.5)2-7(b/D)4 计算得： A = 29.54，B= 0.61，p =1.30 Np = 0.096kw 搅拌所需轴功率 N轴=Np×ρ×n3×d5=5.79kw 电动机所需功率 N电 =κ×（κ1 N轴+ N摩）/ η总 κ1 — 阻力系数 2～2.4 取2.4 κ= 1.4，N摩 = 0.5kw η总 = 0.4～0.5 取0.4 N电 = 1.4(2.4×5.79aaa+ 0.5)/ 0.4 = 50.39KW 5.3.5糊化锅的操作注意事项：
1、为节能和保护设备考虑，搅拌电机应在自动控制系统中配变频调速器，以实现低速启动。
2、使用该设备前应先空机和带虚拟载荷试机，待减速机运转达到12小时后，应重换减速机润滑油。
3、在糊化锅进料前，先开启糊化锅搅拌，再开进料阀。 4、为使投料量灵活，在投料量减小时不至于造成糊锅现象，应将筒体的加热段分开控制（加阀门），在加热效果不理想时，相应控制加热段。2 5、减速机的保养见厂家提供的减速机保养说明书。6、设备正常运行时应关闭人孔门。l 7、当需要进行设备清洗时，开启CIP清洗系统。
5.4 糖化锅设备选型 甘薯干原料含淀粉76.9%,水分12.9%。α-淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。
硫酸氨用量 7kg/t（酒精）。
硫酸用量（调PH用）5kg/t（酒精）。
5.4.1原料消耗的计算 （1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式：
糖化：
（C6H10O5）n + nH2O——nC6H12O6 162 18 180 发酵：
C6H12O6——2C2H5OH + 2CO2 180 92 88 生产1000kg三级酒精的理论淀粉消耗量 普通三级酒精的乙醇含量在95%（体积分数）以上，相当于92.41%（质量分数），故生产1000kg普通三级酒精理论上须淀粉量为：
1760.9×92.41%=1627.2（kg）.假定发酵系统设有酒精扑集器，则淀粉损失率为8.55%。故生产1000kg普通三级酒精须淀粉量为：
1627.2 =1779.3（kg）100%-8.55% 这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为1000÷1779.3=56.2%，着达到了我国现阶段甘薯干原料生产酒精的出酒率水平。
生产1000kg普通三级酒精甘薯干原料消耗量 据基础数据给出，甘薯干原料含淀粉76.7%，故1吨酒精耗甘薯干量为：
1779.3÷76.7=2319.8（kg）若应用液体曲糖化工艺。并设每生产1000kg酒精需要的糖化剂所含淀粉量为G1，则淀粉原料需用量为：
（1779.3-G1）÷76.7% 5.4.2淀粉酶消耗量 应用酶活力为2000u/g的 α–淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。
-淀粉酶用量按8u/g原料计算。
用酶量为：
2319.8×1000×8 =9.28（kg）2000 5.4.3糖化酶耗用量 若所用糖化酶的活力为20000u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消耗量为：
2319.8×100×0150 =17.4（kg）20000 此外，酒母糖化酶用量按300u/g（原料）计，且酒母用量为10%，则用酶量为：
2319.8×10%×70%×300 =2.44（kg）20000 式中70%为酒母的糖化液占70%，其于为稀释水和糖化剂。
5.4.4 硫酸氨耗用量 硫酸氨用于酒母培养基的补充氮源，其用量为酒母量的0.1%，设酒母醪量为G0，则硫酸氨耗量为：
0.1%G0 5.4.5蒸煮醪量的计算 根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1：3.3粉浆量为：
2319.8×（1+3.3）=9975.14 蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。
假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度55℃，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃，然后进入连续液化器液化，再经115℃高温灭酶后，再真空冷却器中闪几蒸发冷却至63℃后入糖化罐。
干物质含量B0=87.1%的薯干比热容为；
C0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63[kJ/(kg.K)] 粉浆干物质浓度为：
B1 = 87.1/（4.3*100）= 20.3% 蒸煮醪比热容为：
C1 = B1×C0+（1.0-B1×CW）= 20.3%×1.63+（1.0-20.3%）×4.18 = 3.66[kJ/(kg.K)] 式中 Cw——水的比热容[kJ/(kg.K)] 为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不便。
（1）经喷射液化加热后蒸煮醪量为：
9975.14 + 9975.14×3.66×（88-55）= 10481.1（kg）2748.9-88×4.18 式中 2748.9——喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓（kJ/K）（2）经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：
10481.1 – 10481.1×3.66×（88-84）= 10414.0(kg)2288.3 式中 2288.3——第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)(3)经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为；
10414.0 + 10414.0×3.66（115-84）=10934.9(kg)2748.9-115×4.18 式中 115——灭酶温度（摄氏度）2748.9——0.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/K）（4）经汽液分离器后的蒸煮醪量：
10934.9-10934.9×3.66（115-104.3）= 10744.2(kg)2245 式中 2245——104.3摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热(kg)（5）经真空冷却后最终蒸煮醪量为：
10744.2-10744.2×3.66（104.3-63）=10020.8(kg)2351 式中 2351——真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)5.4.6.糖化醪与发酵醪量的计算 后发酵结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（质量分数）。并设蒸煮效率为98%，而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%则生产1000kg95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下：
（1）的成熟发酵醪量为：
F1 = 1000×92.41% ×（100+5+1）÷100 = 124477(kg)98%×8.01%（2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为：
12477÷106% = 11771(kg)（3）入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为：
1000×92.41% =7.56%（质量分数）98%×12477（4）相应发酵过程放出CO2总量为：
1000×92.41% × 44 =902(kg)98% 66(5)接种量按10%计，则酒母醪量为：
11771+902 ×10% = 1152.1(kg)（100+10）÷100（6）糖化醪量 酒母醪的70%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为 11771+902 1152.1× 70% = 12327(kg)（100+10）÷100 所以生产1吨 95%酒精所需要的木薯原料为12327 kg。
糖化醪中干物质量%= 1627.2*（1-12.9%）*100% =11.5% 12327 得糖化醪相对密度为1.02g/ml 则糖化锅的有效容积为12327 =12.1 m3 1.02*1000 取糖化锅充满系数为0.7，则糖化锅的总容积＝12.1/0.7＝17.3 m3 本设计采用平底糖化锅，上封头采用120°锥形封头。取糖化锅径高比为2﹕1 则 D＝[17.3/(0.785*0.5)] ∧(1/3)＝3.53 m 圆整取=4000 mm H＝D＝2000mm 糖化锅升气管的直径为d，根据工艺要求～ 则 d＝0.63m 圆整取d＝600mm V设计==25.12 m3 V设计>v有效 符合要求 取一年工作300天，则生产能力为：
12327*20000 =33.6 m3/h 1020*300*24 设液化时间为60 min，则 V有效= v*τ=33.6 * 60 =33.6 m3 60 取填充系数为0.7，则 n= v有效 =33.6/(0.7*25.12)≈1.9 个 ψv′ 取整数为2 个 所以糖化罐的数目为2个 5.4.7糖化锅操作步骤：
1.当糊化锅升温适当或结束后，就开始准备糖化锅的下料，下料时间一般为24分钟，进料时间10分钟后加辅料。
2.下料结束后就进入保温状态，时间为固定30分钟。
3.保温结束即进入兑醪状态，一般为8分钟，兑醪时自动开上蒸汽，结束后观察蒸汽是否关闭。兑醪温度为66.5摄氏度。
4.兑醪结束就加热至68摄氏度，一般时间为3-4分钟。
5.升温结束即进入保温状态，保温温度为72-73摄氏度，保温时间固定33分钟，保温至只剩3-5分钟时沉淀槽就铺水。
5.4.8 糖化锅注意事项：
1.进料时注意糖化锅的温度，同时关注自动和手动画面，准时，准量，准确添加辅料。
2.调整好糊化锅和糖化锅的时间，保证二者同时达到兑醪时间。
第六章 设计结果评析 木薯酒精的预处理和糖化的确定是根据糖化醪的需求量的要求,在保证产品质量的前提下要尽可能地节省设备投资与生产费用，并要求管道布置简单，工作操作方便为原则。本次工艺，利用淀粉类原料木薯发酵制备燃料酒精，查资料得知燃料酒精的要求质量不高，所以不考虑采用设备复杂，操作繁琐，成本高的喷射液化等液化设备，而采用双酶法制糖工艺。
本次设计的物料和热量计算，以及设备尺寸的选择，不仅以实际生产量为基础，而且还考虑了现实存在的影响因素。因此，从总体上说来，本次设计依照任务书为总体方针，查阅了大量资料文献，吸取了很多前辈的经验，考虑了力所能及的因素，基本完成了本次设计内容。
第七章 总结感想 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关木薯酒精方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手操作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。我已经掌握了木薯酒精生产的整体过程，更熟悉了它的预处理和糖化过程，从它的设计过程可以知道，事情一旦细节化，必然会有很大提升空间。
设计过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。
在此，感谢各位老师和同学的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！参考文献 [1]罗启平.木薯酒精发酵过程的优化控制研究[J].山西财经大学学报,2011,S4:253.[2].木薯将成发展生物能源的生力军[J].中国农业信息,2006,12:12-13.[3]徐大鹏,冯英,王俊增,武光传,赵彦平,师立亮.木薯发酵乙醇工艺的研究进展[J].酿酒科技,2012,01:93-97.[4]包莹玲.木薯乙醇生料浓醪同步糖化发酵过程优化及其动力学研究[D].华南理工大学,2011.[5]董昭.木薯酒精连续发酵生产工艺研究[D].重庆大学,2010.[6]宋瑶.耐高温酒精酵母菌株的筛选及其发酵特性研究[D].武汉工业学院,2009.[7]张树河,李海明,潘世明,林一心.木薯淀粉酶解糖化工艺研究[J].福建农业学报,2011,05:818-821.[8]方镇宏,邓红波,张小希,张建,鲍杰.木薯纤维素乙醇发酵的纤维素酶成本评价[J].生物工程学报,2013,03:312-324.[9]朱德明,匡钰,韩志萍,李积华,王晓芳.木薯酒精发酵工艺研究[J].广西农业科学,2008,04:470-473.[10]薛万伟,党选举,李鑫.木薯酒精发酵工艺的研究[J].酿酒,2005,04:39-40.附图无
工艺设计论文 篇2
贮气筒总成 (如图1) 是商用车制动系统中的重要组成部分, 由贮气筒本体、贮气筒端盖、贮气筒支架三大零件总成焊接而成, 并通过贮气筒支架与车架底盘连接。贮气筒总成属于保安件, 因此要求贮气筒支架零件强度可靠, 在整车的使用中不允许有脱落、断裂的不良情况发生。
图2是公司某车型为适应整车布置需要, 采用的一种翻边成形结构的贮气筒支架。本文将从贮气筒支架的产品冲压工艺性分析、对产品工艺进行优化、冲压工艺设计和模具设计工艺等方面进行阐述。
1 零件结构及工艺难点
贮气筒支架 (材料为Q235) 厚度为3.5 mm, 零件尺寸如图3。2-Φ13mm孔为焊接螺母用孔, 用于贮气筒总成与整车之间的装配, 孔位精度要求严格, 公差要求≤±0.3 mm;R140 mm圆弧缺口用于支架与贮气筒本体之间的匹配焊接, 公差要求≤±0.5 mm;零件中间的Φ44 mm大孔和40 mm×26 mm的方孔, 是电线用孔, 对于尺寸精度要求为自由公差。
为了了解贮气筒支架产品冲压工艺的合理性, 在收到公司的第一版产品图纸后, 用成形分析软件autoform对产品进行了成形工艺性分析, 分析结果如图4。
由图4看出, 零件在圆角及三边结合处出现明显的起皱。结合以上分析, 要保证零件尺寸达到产品设计要求存在以下几个工艺难点。
(1) 该零件2-Φ13 mm孔为焊接螺母用孔, 要求在圆心Φ21 mm区域不允许有变形, 而孔边到折弯线的距离只有6 mm, 而一般成形需要的孔边距至少也要7 mm, 为了保证不能变形, 该零件的成形圆角不能过大。
(2) R140 mm的圆弧缺口公差要求控制在±0.5 mm, 而零件在成形时材料会因受拉导致圆弧缺口变形而超出公差。
(3) 零件中间的Φ44 mm大孔和40 mm×26 mm的方孔, 如果在成形工序之前实现, 则在成形工序无合适的成形的定位, 同时压料面过小导致压料力不足会造成零件外形尺寸的超差。
(4) 零件两边的翻边在与零件前段的直边过渡处, 此处材料在成形时双向受压, 势必会产生材料堆积, 转角半径越小材料堆积越厉害。如果加大转角半径, 可能导致直边部分产生弯曲变形。
2 工艺优化
2.1 产品工艺性优化
经过以上分析, 对产品进行了工艺适应性的修改, 如图5。
(1) 为了保证2-Φ13 mm孔位尺寸, 以及在圆心Φ21 mm区域内不允许有变形, 将成形圆角R6 mm改为R5 mm。
(2) 为了保证Φ22 mm区域内不变形以及转角半径处不开裂, 将转弯R6 mm半径更改为R8 mm。
(3) 为了缓解转角处的材料堆积, 将翻边高度25~15 mm的过渡更改为22~12 mm的过渡。
(4) 为了改善零件的冲压成形性能, 将材料由Q235更改为08Al。
根据以上修改, 再一次通过成形软件进行成形分析, 如图6。
从图6看出, 零件的成形得到了很好的改观, 起皱区域明显减少。
2.2 冲压工艺设计要求
依据更改后的产品图和工艺分析中存在的工艺难点, 确定贮气筒支架冲压工艺方案为落料冲孔→成形压印→修边。
各工序的工艺设计要求如下。
(1) 落料冲孔工序
落料冲孔工序实现了零件展开后的外形 (如图7) , 暂不实现产品要求的R140 mm圆弧缺口, 以避免在后续成形工序中产生变形而造成尺寸超差。由于零件成形后圆弧缺口与翻边相切, 可能导致修边刃口即修边凸模无法布置, 因此设计了合适的“空刀” (圆弧形的缺口) , 同时为了解决后序修边冲孔时零件与定位靠不紧的问题, 增加了2-Φ17 mm的圆弧作为定位导向缺口;冲孔实现产品要求的2-Φ13 mm焊接螺母用孔, 以及后序成形定位用的2-Φ15 mm工艺孔。
(2) 成形压印工序
此工序以2-Φ15 mm工艺孔定位。考虑到零件成形时的侧向力, 加之贮气筒支架是左右对称件, 因此采用左右件对称成形的方式, 既抵消了大部分的侧向力, 同时也提高了生产效率 (如图8) 。
(3) 修边冲孔工序
此工序以零件外形定位, 依靠2-Φ17 mm的圆弧导向缺口导向, 修R140 mm缺口以及Φ44 mm大孔和40 mm×26 mm的方孔, 此时的2-Φ15 mm成形定位孔也被包含在冲孔废料区域, 采用了左右件成双修边冲孔的方式 (如图9) 。
2.3 模具工艺优化
在冲压工艺方案设计完毕后, 在模具设计制造中, 向模具制造厂
家提出了相应的模具设计工艺技
术要求。
(1) 落料冲孔模
要求零件冲裁方向与成形光亮带的方向一致;保证条料的定位准确, 落料步行图如图10;设计合理的凸凹模刃口间隙, 冲模上模采用打杆打件的方式。
(2) 压弯压印模 (如图11)
a.零件在成形时, 由于前后成形力不对称, 增加了防侧向力装置和凹模固定座壁厚, 以提高固定座的强度。
b.凹模镶块拆分应考虑确保成形后的孔位精度和模具的维修。
(3) 修边冲孔模 (如图12)
螺钉、定位销;9—托杆;10—退料螺钉
1—底板;2—导柱导套;3—冲孔凸模;4—修边凸模;5—导正销;6—压料板;7—定位块;8—定位块;9—修边凹模;10—冲孔凹模;11—分料板;12—退料弹簧;13—垫板;14—下底板;15—存放限制器
(下转第26页)
(上接第20页)
a.由于零件是左右件对称修边, 模具应设计合适的防反装置, 防止零件放反导致零件报废。
b.由于修边废料较长、较宽, 需合理设计废料槽, 使废料能顺利排出, 以防止废料卡在下模而损坏模具。
c.零件修边时, 在模具宽度方向上会产生较大的侧向力, 因此修边凹模应采用整体结构, 以抵消侧向力。
d.在模具凸模上设计合理的导向装置, 以通过导向销的作用使零件与模具定位靠紧。
3 零件生产情况
通过对此贮气筒支架前期的产品冲压工艺性优化、合理的工艺设计和模具设计, 在模具制造完成后, 零件调试一次合格, 没有明显的起皱, 关键尺寸都达到了产品公差要求, 如图13。
4 结束语
该贮气筒支架的生产准备是在提出同步工程的背景下, 在产品设计初期工艺部门提前介入, 从而将问题解决在制造之前, 缩短了零件生产准备周期, 提高了产品质量, 降低了模具制造风险和制造成本。同时, 也进一步证明了同步工程在生产准备中的重要性。&AMT
相关链接
同步工程 (S E, S i m u l t a n e o u s Engineering) , 又称并行工程, 是对整个产品开发过程实施同步、一体化设计, 促使开发者始终考虑从概念形成直到用后处置的整个产品生命周期内的所有因素 (包括质量、成本、进度和用户要求) 的一种系统方法。它把目前大多按阶段进行的跨部门 (包括供应商和协作单位) 的工作尽可能进行同步作业。同步工程的目标是提高质量、降低成本、缩短产品开发周期。同步工程在实现上述目标过程中, 主要通过以下方法。
(1) 开发有效性改进:使开发全过程方案更改次数减少50%以上;
(2) 开发过程同步:使产品开发周期缩短40%~60%;
工艺设计论文 篇3
关键词：机场跑道接缝密封胶施工
机场跑道及辅助道面一般由高强度水泥混凝土铺砌而成，其工艺缝、伸缩缝及意外造成的裂缝均需用嵌缝密封剂密封，否则会因石子嵌入、积水等原因造成接缝应力应变性能变化而使接缝边缘混凝土损坏。另外，雨雪水进人道面下基础，会造成基础和土体含水量过大，降低基础和土体的强度及稳定性，产生不均匀沉降和冻胀，使道面板块断裂、鼓起错台或在轮载的反复作用下出现结构性破损，影响飞机及地面车辆行驶的平稳性。国内机场跑道接缝密封剂由最早的热熔沥青、聚氯乙烯胶泥、热熔聚氨酯发展到现在的冷施工聚氨酯密封剂、冷施工聚硫密封剂、改性聚硫密封剂等先进材料，对机场道面接缝的密封效果和寿命有了很大的提高。但国内机场跑道接缝密封剂的施工工艺却一直沿用1994年建设部颁布的JTJ01294《公路水泥混凝土道面设计规范》中的一些规定，但该规范提及的嵌缝材料均属淘汰产品的沥青、聚氯乙烯胶泥等热熔性嵌缝材料及常温施工式填缝料聚氨酯焦油、氯丁橡胶类、乳化沥青橡胶等，很显然该规范已不能完全适用于新型材料的施工。机场道面的按缝既是施工的需要，也是为了控制板内收缩应力和翘曲应力引起的裂缝。
一、各项准备工作
工程开工前，项目监理部应对各项前期工作做好充分准备，并对将会影响基础施工质量的各种因素进行事前分析，制定相应对策加以防范，这是确保基础施工质量的先决条件。
熟悉图纸，会审交底
开工前，项目监理部应组织各专业监理人员认真熟悉图纸及相关资料，除了掌握本专业的设计要求外，还应弄清各专业、各工序互相之间的关系，各功能场块相邻衔接的具体要求，并对现场地形、地貌、地质情况踏勘了解，做到心中有数。对设计中的不详不明、错漏、讹误事先记载笔录，以期在会审交底时提出并解决。在图纸会审时，务必要充分发表意见，并按照体育专业要求及本工程特点，找出主要矛盾和关键问题，逐一解决落实，形成一致意见。并以图纸会审纪要予以确认。
(二)施工方案，认真审查项目监理部要严格审查施工单位编制的施工方案或施工组织设计，着重审查其合理性、针对性和可操作性。对质量管理、技术管理体系、质量保证措施、各管理网络等都要结合工程实际，审核是否合理、科学。同时，对进度计划也要进行缜密的分析，力求达到切实可行的要求。施工方案要有编制人、审核人、批准人签字、单位盖章、日期齐全。对可能会增加费用的施工方法、措施、新技术的使用等等，要作重点审查。对施工方案报审表签署的监理意见必须准确、及时。在此基础上，项目监理部应结合监理规划和已审批的施工方案或施工组织设计，编制详细具体，具有可行性的监理细则，其中包括旁站方案，以此作为监理质量控制的依据。
(三)复核放线，精确定位
塑胶跑道的尺寸、标高、坡度是否准确，从基础测量放线的准备工作起就要严格要求。一般塑胶跑道占地面积大，而且不少场地是在原有田径场的基础上改建、翻建的，不可能完全改变周边的建筑物或构筑物现状。因此，监理人员应配合建设单位将施工现场的周围情况摸底并理顺关系。如高程引测、外排贯通、人流交通等等，然后根据图纸要求和现场实际合理定位。监理人员应对施单位的测量报审进行复测，要求定位基础应按永久性标准设置，基点的测定距离不允许有负差，最大正差应小于1／10000，并使所属区域内的点、位、线形成闭合，达到放线准确，定位精确。
二、接缝密封材料特征
(一)安全性
结合运动科学和材质科学，采用工厂预制工艺，能充分满足和体现运动员参与者对跑道的专业要求，并全面通过国际田联(IAAF)对田径跑道的理化性能指标检测。独特的表面凸纹和底部凹巢设计提供了合适的冲击吸收和能量回送系统，这样有效提高运动成绩的同时也保证了运动的安全性。
(二)环保性
材料中摒弃了有毒有害物质，真正为运动参与者的身心健康着想；超长的质量保证和可二次翻新设计延长了产品的使用寿命，也节约了地球资源；作为制造者的我们保证在使用年限到期后的回收和资源再利用。
优异耐倏性
在常规气候条件下，具有良好的耐酸雨、耐碱、抗紫外线，抗霉菌性能，在潮湿条件下也能满足专业比赛所需的抗滑性能，即使在恶劣的气候条件下(如低温、高原气候、高紫外线地区等)，同样具有优异运动性能表现。
经济耐用
较高的性价比，能给体育场地的投入带来最大化的回报，牢固结实构造为产品在大、中、小学田径场的高频率使用提高了保证。
(四)多色彩效果：不眩目的多色彩组合，增添了运动场的美观，并带给运动场参与者愉悦的身心体验。
(五)便捷的安装：只需使用我们配套提供的专用粘接剂，在少量人力和机械条件下，即可将跑道卷材铺垫在密实的基础上，安装完跑道在24小时后即可投入正常的使用。免维护：无脱粒掉屑现象，具有一定的自洁性能，标线历久常新，只需日常的清扫，无需专业的维护。
(六)抗水密封性
抗水密封性是盾尾密封脂的关键性能，抗水密封性不好，盾构机在实际使用过程中很可能发生透水事故，造成机毁人亡的重大事故，所以抗水密封性是盾尾密封脂所必须具备的性能。為了保证盾尾密封脂的抗水密封性，一般都加入了一定的纤维，这些纤维在盾尾密封脂中起到骨架的作用，保证在高水压下的密封性。
三、机场跑道接缝密封施工工艺
(一)密封材料的稳定性
在密封装置中，密封材料的工作能力首先是由密封介质中材料的稳定性所决定的，密封材料在密封介质中的稳定性是包括多种待性的综合判据。首先，它必须以密封材料与密封介质之间不发生化学反应为前提。其次，密封材料还要具有对接触应力松驰和蠕变的稳定性。密封材料的蠕变会导致密封件从密封间隙中被挤出，并伴随着产生密封应力的松驰，从而使漏泄增加。
(二)密封材料的工艺性和经济性
密封材料的工艺性与密封制造的经济技术要求是密切相关的。对于密封件来说，除考虑结构、密封材料的性能外，还要同时考虑材料的工艺性，因为材料的工艺性关系到密封件的加工制造工时、能量消耗以及加工质量。因此材料的工艺性直接与加工制造成本有关，也就是说与经济性是紧密相连的。
比如，对于机械密封密封环的端面，由于表面粗糙度及平面度要求都比较高，一般都需要研磨加工，那么对于不同材料，其研磨加工的工艺差异很大，这不仅包括研磨机的特性，还包括研磨机在加工时转速、压重、研磨盘材质选择、磨料的种类、粒度等多种因素。对于不同材质的密封环，由于研磨工艺的不同，显然研磨的工时及成本相差都会很大。
四，结束语
工艺设计控制程序 篇4
1、目的
对产品工艺设计的全过程进行合理的划分和有效控制，确保产品能满足顾客的需求以及有关法律、法规和产品标准的要求，保证工艺技术资料的唯一性，使公司各部门使用文件的各种场合和个人均使用有效版本的工艺技术资料，避免出现混乱和差错，使公司的工艺技术资料有效运作，对工艺设计的过程进行控制，以缩短工艺设计开发周期，使设计开发充分满足生产经营的需要。
2、范围
本程序适用于公司所有产品的工艺设计和工艺技术资料文件的控制，也适用于老产品的工艺设计更改过程。
3、职责
3.1 工艺设计部经理负责产品工艺设计的实施, 编制《产品工艺结构设计计划》,审核产品结构设计方案。
3.2 工艺技师负责市场信息的收集、家具市场发展动态的调研和新材料新工艺的研究和开发，并研究同行业的竞争对手的工艺，提供工艺策划方案、工艺更改方案和工艺设计，绘制产品工艺技术资料，参与结构设计和可行性评审。
3.3 工艺设计部负责结构设计的可行性评估，产品结构设计与修改，工模夹具设计，工艺技术资料的保存与输出，批量生产的可行性评估。
3.4 营销部门负责提供市场信息，参加产品正式样板的评审。3.5 采购部负责产品样板制作及小批量试产所需物料的供应。
3.6 生产部负责协助产品开发和小批量试产的实施、信息反馈、参与评审。3.7 品管部负责小批量试产的检验，并参与评审。
3.8 工艺设计部负责编制产品技术资料、物料需求计划、和bom清单及现场指导，各种数据信息的收集和改进。
4、产品工艺设计程序
4.1 工艺设计开发的策划及各种工艺技术资料的编制，工艺设计部对整个工艺设计过程进行策划，其内容包括：
a)工艺设计要求，包括采用的国家、行业工艺技术标准，产品的性能、物理参数（如外形、尺寸、允差、强度、表面质量等），客户提出的其它要求等输入、设计、样板制作、评审、验证、小批量试产、设计确认、正稿的输出等阶段的划分，每个阶段主要工作内容、依据和验证方法；
b)各阶段的人员分工、责任人、进度要求和配合单位；设计输出清单，包括图纸、模板、物料清单、开料规格及产品质量计划等； c)工艺要求：包括工艺流程、工艺路线、作业指导书的编制要求；产品的成本构成及预算。d）设计开发各阶段的划分，设计评审、验证、确认的时机及时间安排 e）参与产品的各部门/职能和人员的工作职责和协助关系；
f）开料表、部件图、五金表、排料方案、物料需求、折装图、包装清单和包装图等作业指导书的编制和发放及现场指导； 4.2 工艺设计开发输入
4.2.1工艺设计部综合公司内外反馈信息和个人创意，绘出产品效果图，制成《产品评审表》，并制作样品，由营销部门和相关人员进行市场前景评估。必要时，在结构和制造的可行性评估征求各相关部门的意见，对有市场前景和结构上可行的产品提出开发建议，并提交总经理批准。所有评估和批准都记录在《产品设计提案表》上，一式两份、开发中心和工艺部各保管一份。
4.3 产品设计、样板制作及评审
4.3.1工艺设计部根据《产品开发项目建议书》和《产品设计提案表》,制定《产品开发研制计划》成立项目小组、任命样板工艺技师，开始进行产品的结构设计,在设计过程中要充分考虑和分析《产品设计提案表》的要求，以确保在设计施工图时最大限度满足产品要求； 4.3.2产品打样阶段, 项目工程师绘制产品打样图(包括总装图、部件图、外协零件图、外购材料清单)交主管审核，对于比较复杂的结构形式, 主管则组织相关人员进行评审, 评审主要内容：
a)对于本阶段的设计工作，输入条件是否足够和明确；
b)设计方案的合理性，是否有在使用过程中可能存在潜在的隐患；
c)从结构、功能、设计、制造、质量、安全、成本控制等方面出发，并从大批量生产的角度，结合以往经验或其它产品的类似结构对设计内容进行评审。
通过评审，提供多个方案进行比较、论证，以确定优选方案，评审结果记录在《设计和开发评审报告》中，由部门经理批准后进行样板制作。
4.3.3工艺部把打样图及相关工艺技术文件交付生产部进行毛坯样板制作，工艺技师进行全程跟踪，及时解决样板制作过中的技术问题。毛坯样板试制完毕后，由工艺负责人及时编制样板试制报告，提出毛坯样板试制过程中出现的所有问题，由工艺副经理组织相关设计人员进行评审论证并提出改进方案。
4.3.4 生产部负责人根据改进后方案进行模具制作，其过程参照《样板、模具管理规定》执行，并用模具加工正式样板, 正式样板代表产品的主要特征，要按输入要求进行制作并作表面处理。正式样板完成后, 工艺设计部组织相关部门进行评审,评审的内容： a)样板是否符合设计要求； b)是否存在潜在的工艺隐患；
c)样板的工艺结构是否最合理，是否需要改进； d)产品的使用功能是否满足输入要求。所有评审都记录在《产品样板评审表》中。4.4 工艺设计的验证
4.4.1在样品制作的适当阶段也可以进行验证,可采用毛坯证实或类似毛坯进行比较计算验证、模拟试验等。
4.4.2正式样板评审完成后，品管部负责对正式样板和模具进行测试、验证，以验证产品是否满足输入要求。
4.4.3工艺相关人员和各部门负责人对产品的安全性进行评估。
4.4.4工艺相关人员在必要时提供已经证实的类似设计的有关证据，如关键结构受力分析、强度计算等依据，作为设计验证的依据。
4.4.5在试生产阶段，对工艺、工模夹具、产能进行验证。4.4.6品管部对试生产的产品进行检验，出具相应的质量报告；
4.4.7批量生产之后，对客户要求的设计更改，其它的重大修改应进行相应的验证； 所有测试、验证结果都记录在《产品测试、验证报告》和《模具制作、鉴定、移交卡》中。4.5 设计开发的确认
4.5.1 正式样板验证合格后，工艺设计部将试产资料连同模具移交五金厂和总装厂进行小批量试产，以检验产品的加工工艺，确保产品顺利投产。试产完成后，工艺设计部组织相关部门对产品进行确认。确认时,由项目小组提供以下资料: a)产品设计和开发工作总结；
b)产品图纸、工艺资料和其它要求的完整的技术资料； c)小批量试生产报告（包括工艺结论与质量结论）； d)品管部提供质量检测报告； e)其它必要的相关资料。
4.5.2确认内容:资料的完整性、交期、成本、质量是否满足顾客要求及设计目标； 4.5.3确认报告中判定不能进入大批量生产的问题点，项目小组应在改善后重新提出确认。4.5.4给出确认结论:设计和开发是否通过, 若确认结论通过，撰写《产品投产确认书》,正式移交生产。4.6 设计开发的输出
4.6.1技术组依据测试报告、试产情况、《产品投产确认书》和顾客需求等相关要求，编制出正式的设计文件。4.6.2应输出的文件如下：
a)结构设计相关内容：零（部）件图、装配图、技术要求、立体图、包装设计图等； b)材料清单（包括外协、外购件清单）；
c)必要时，重要构件的受力分析、强度校核、寿命计算等； d)包装要求及包装资料； e)其它要求的文件。
4.7 工艺设计文件的编制、审核与审批 工艺经理负责组织工艺设计文件的编制，并审批与审批。4.7.1 外购、外协加工资料文件编制与控制
当涉及采用新的原材料、零部件时，工艺技师将图纸、物料清单和工艺技术文件交给采购员，由采购员选择合适的协作厂。必要时，工艺经理/生产主管应会同协作厂对加工内容及技术要求进行评审，以保证协作厂清楚明白，对可能存在的问题加以预防。
4.7.2 协作厂首次提交的零部件由工艺经理组织人员验证，验证时发现问题，立即通知协作厂更改，确保不出问题。
4.7.3 发放给协作厂的技术文件要受控，当文件更改时，须收回已作废文件然后发放新改技术资料和相关文件。4.8 样品试制与产品验证
4.8.1 当产品（新工艺）生产所需各种物料、模板/样板、外购外协件齐全时，生产主管将盖有“试制”章的图纸和相关技术资料交各车间安排样品试制,样品试制数量由总经理或副总经理确定。（见《文件控制程序》。）
4.8.2 样品试制过程中，工艺经理派专人进行必要的跟踪，对图纸中的错漏和与设计任务书不一致的地方进行记录；如果发现工艺技术方面不能实现或不能完全实现设计任务书的要求，应向工艺经理反馈，确定解决办法。
4.8.3 样品试制过程中，要对样品进行明确标识，以防误用。4.8.4 工艺经理、生产主管、品管主管共同对样品的性能进行检测。
4.8.5 样品验证由副总经理或工艺经理组织，设计中心、生产部、品管部、财务部、相关人员参加，验证的方法可以是：
a）将性能检测的结果与设计要求或有关国家、行业标准比较； b）将新设计与以往的设计进行比较。4.8.6 验证的内容包括：
a）产品性能和外观是否符合设计要求； b）产品质量是否达到相应标准或检验规范要求； c）产品部件、五金件的安装与组装是否符合要求。
4.8.7 经验证发现的问题，属于模板、图纸和其它设计输出文件方面的，由工艺经理组织改进；属外协件方面的，由协作厂改正。所有改正结果都要重新进行验证。4.9 小批量生产
4.9.1 当试制样品尚不能对产品或新工艺作出充分的评审结论时，应进行小批量试制。4.9.2 工艺经理向总经理、副总经理提出小批量试制申请，经批准后，安排试制的生产计划。
4.9.3 参与工艺设计的人员应跟踪试制过程，生产车间对试制产品要明确标识，隔离存放。4.9.4 工艺经理组织小批量生产后的评审，评审内容包括： a）批量生产中的产品工艺性能质量稳定性； b）批量生产中的产品成本经济性； c）批量生产中的生产效率； d）批量生产的相关条件是否具备。
4.9.5 小批量生产中发现的问题由工艺经理组织相关人员处理。4.10 设计确认
4.10.1 在产品或新工艺正式投产之前，必须进行设计确认，评价产品满足顾客要求的能力。4.10.2 设计确认一般以鉴定会的形式进行（可以摆放样品的现场进行），由工艺经理组织，有关设计、生产、工艺、品管、营销等有关方面人员参加并签名（可请顾客代表参与），必要时应有顾客的使用意见。
4.10.3合同环境下的设计开发确认，必须由副总经理或业务经理、客户签字。4.11 文件与模板管理
4.11.1设计确认完成后，在正式投入大批量生产之前，由工艺经理对产品图纸、工艺文件进行审批，加盖“受控”印章后按照《文件控制程序》进行受控管理。
4.11.2 产品模板/色板由生产主管负责贴上标识牌，登录《模板/色板清单》,并要求使用车间保管。
4.12 工艺设计更改的控制 4.12.1 更改时机：
应严格控制工艺的更改，当工艺需要更改时，应在相关文件中写明生产工具、设备、材料、模板、样板或工艺的所有更改内容，应有相关的人员进行会审，经批准后，才能生效。因工艺更改而引起文件更改或修订时，应按照《工艺文件控制程序》的规定进行控制。工艺设计部协同生产部组织制定制程作业指导书、产品的结构图、模板、检验方法标准及针对特定产品的质量计划，保证完整清晰，使这些岗位有章可循，有法可依。现场使用的文件不得任意修改。
4.3.4 在任何情况下，工艺设计部、生产部应研究过程控制及其相应工艺文件与产品标准之间的关系，使其协调一致。
4.3.4 车间发现生产工艺需改进时，应向开发中心报告，由开发中心审查确定后统一进行更改。每次工艺更改后，应对产品进行评价，以验证更改是否对产品质量、生产效率产生了预期效果，并可在文件中写明更改引起的工艺流程与产品特性之间的任何变化。4.3.5 车间主任应组织员工学习工艺文件，作好培训记录，生产过程中注意纠 正违反工艺文件的行为；技术人员应深入车间，对各车间执行工艺文件的情况定 期进行检查，并予以通报，以培员工遵守工艺纪律的自觉性。
a）对在设计开发评审、验证、确认过程中或产品使用过程中暴露的问题，应采取更改措施。b）原设计开发输入发生了变化，或应顾客、供方的要求对产品性能进行改进时，也应进行设计更改。
c）因生产工艺改进，原有设计输出不再适用时，应进行设计更改。4.8 设计和开发更改的控制
4.8.1各职能部门在产品生产、检验或销售过程中发现产品设计存在不合理或可以改善、提高之处，或发现技术文件有需要更改之处时，均可提出更改的书面申请，经本部门主管审批后提交工艺设计部确认是否需要进行工程更改；
4.8.2在设计和开发的初始阶段,有关技术文件尚未正式发布,设计和开发的项目小组成员可以在初稿上直接更改，但必须要有签名及日期。
4.8.3当工艺设计部技术组接到要求更改的书面申请时,应组织技术人员对要求更改的内容进行评审，必要时，应召集相关职能部门在内的有关人员进行评审。评审内容包括： a)工程更改的必要性和合理性；
b)确认工程更改的类型是一般更改还是重大更改；
若为一般更改，确认工程更改实施对原材料的使用、生产过程、库存成品等方面带来的影响；原材料、零部件与总成件相互之间的配合性之影响；功能寿命以及产品使用之影响；是否需要试制和试生产；是否需要整个产品或局部做验证、确认；
c)若为重大修改时，应召集包括职能部门（视实际情况，可召集开发组、技术组、品管部、采购部、五金厂、总装厂、营销部等）有关人员在内的各部门人员进行评审，以确认工程更改实施对使用性能、安全性、可靠性等方面带来的影响。
4.8.4若经评审决定对更改要求不予采纳时，应以书面形式将理由反馈到提出部门。4.8.5若为重大工程更改，评审后还应重新确认，必要时应对更改的部位做相应的验证和确认或进行试制或小批量试生产。当验证结论证明可以进行更改时，有更改措施制定人填写《工程更改通知》，并将有关验证文件作为附件，经部门经理审核，总工程师批准后，分发到各部门予以实施。4.12.2 更改审批
工艺设计更改由总裁或授权工艺经理负责审批，合同环境下的设计更改由副总经理或业务经理、客户协同工艺经理确认并签名。
4.12.3 设计更改通知单应发放到相关部门/职能和人员，由相关人员在图纸、工艺文件和模板上作出标识，或更换图纸、工艺文件和模板
5、文件的管理
本公司质量管理体系文件按“受控文件”和“非受控文件”两种方式管理。5.1 文件的标志
a）受控文件封面或第一页必须盖有“受控文件”印章，并有文件编号、版本、修改状态、页码、发放号等标志。
b）非受控文件在封面或第一页上盖上“非受控文件”的印章，或不盖印章。c）存档文件、保留的作废文件必须在封面或第一页上盖相应标识的印章。
d）顾客提供的图纸、照片、资料等，若直接复制后下发，用于指导生产、检验的，应按“受控文件”管理。否则即作为参考资料管理，在其上标明“××客户提供”。e）发给供方使用的文件应作为受控文件管理。5.2 文件的发放原则：
发放到使用该文件的部门和个人，以及认证机构和供方。非受控文件发放到不直接用于指导工作和生产的部门和人员，如咨询师等。5.3 文件的发放和使用范围 5.3.1 受控文件的发放、保存和使用
工艺技师拟定受控文件的使用部门和数量，并填写发放登记表，经工艺经理审批后，按批准的数量复制好文件，在文件副本的封面或首页的右上角盖上“受控文件”的印章，在受控文件印章内填写分发号后按发放登记表发放。各使用部门对受控文件应妥善保存，确保使用有效版本，不得私自复制。原未发文件而又确实需要文件指导工作的员工，可申请领用，按前述程序发放；文件破损、污染不能使用的，可向工艺设计部办申请以旧换新，发放号不变；丢失的，应向工艺设计部提出申请，经工艺经理表批准后办补发，使用新的发放号，原发放号作废。员工调换工作岗位，应交还与原岗位有关的文件，领取新岗位所需的文件。
设计图纸、开料表等技术性文件，由工艺经理确定发放范围，加盖“受控文件”印章后，由工艺技师填写分发号后登记、分发。工艺设计部、生产部和各保存一套。另有一套随生产任务单一起下到生产车间，按产品流程流转，发放由工艺设计部、负责，生产部办理领用手续，订单完成后由生产部负责收回，交还给工艺设计部、有些产品涉及多部门同时作业，为保证使用需要，经生产部提出，工艺设计部应酌情增加在生产车间流转的技术文件份数。
工艺技术资料文件的原件由工艺设计部集中保管、各类人员需要借阅受控文件时，需经工艺经理批准，并办理借阅手续。
文件属本公司无形资产，员工如果离开公司，应交回领用或借用的所有文件。5.3.2 非受控文件的发放和使用
非受控文件在发放前也要经过工艺部经理审批。
非受控文件仅作工作参考用，不得将非受控文件用于指导工作和生产，不得代替受控文件的有效版本使用，不作回收。5.4 文件的更改
5.4 文件需更改时，应由文件更改提出人填写“文件更改审批表”，说明更改原因，对重要的更改还应附有充分的证据。5.4.1 文件的更改应重新获得批准。
5.4.2 文件更改批准后，工艺经理按下述方法执行更改：
a）更改内容较多时，分发更改页给使用部门，由工艺设计部或使用部门将更改页替换相应的原文件页，同时收回销毁原文件页。
b）更改内容较少时在文件上更改，采用划改方式，即在原文上划二道杠，将更改后的内容写在旁边，标注更改审批表的编号并签上更改人的姓名、日期。5.4.3 工艺技术文件的更改由工艺设计部参照上述程序执行。5.4.4 文件的作废与回收
文件经10次更改后（修改状态从“0”到“9”）或文件需大幅度修改时，可以换版，但必须在发放新版本文件后，才能将旧版本作废。经理办按文件发放记录并对作废回收作废版本文件。回收文件由工艺设计部及时换版或销毁。5.4.5 电子媒体文件的管理
5.4.6 在计算机内存储的所有受控文件，均必须有一份硬拷贝存档。当电子媒体文件内容与硬拷贝不一致时，以硬拷贝内容为准。
5.4.7 对电子媒体受控文件所作的任何修改，均必须经过批准，并且由授权人 员进行，以防止误操作。
5.4.8 设计图纸采用硬盘备份方式，以防止数据丢失造成重大损失。用作备份的硬盘应妥善保管，尽可能与计算机异地放置。
5.4.9 计算机操作人员应做好系统维护，防范计算机病毒，确保计算机
6、工艺控制
6.1 公司产品生产流程中的关键过程包括：
开料、试装、油漆喷涂、安装。
公司在各关键过程设置监测点，配备专职或兼职检验员进行现场全检或抽检，检验结果应形成记录。
6.1.1 公司特殊过程包括：油漆喷涂。
开发中心协同生产部负责识别特殊过程并制订作业指导书、人员技能要求、设备能力评定办法，并由经理办组织相关部门对其进行每年一次的评审和确认。6.1.2 生产部拟定特殊过程所需的工艺记录表格，并对记录进行控制。
工艺设计论文 篇5
产品名称：
技术要求：
1、材料、厚度；
2、尺寸精度等级；
3、批量；
4、其它要求，如毛刺问题等。
图1 产品图
一、产品冲压工艺性分析
1、冲裁工艺性分析
P157-1582、弯曲工艺性分析
P217-2183、拉深工艺性分析
P2334、其它成形工艺性分析
相应的成形方式章节
二、工艺方案的确定
P158-159
三、工艺设计和计算
1、弯曲展开计算
需要图形配合，标出每一段的代号，如L1、L2等。
2、拉深坯料计算
需要图形配合，画出各次拉深的产品形状，且对其进行关键数据的标注，见P272-273。
3、排样设计
需要图形配合，说明产品间的搭边值、料带宽、步距等。
4、废料设计
4.1 需要图形配合，在写其中一块废料时需使其图形清晰，其它废料如果确实会影响它的清晰，可以适当隐藏。任何一块废料的尺寸都需要说明，且标在图上。
4.2 需注意废料之间的重叠问题和废料的圆角过渡问题。
4.3 材料利用率的计算。
5、冲裁刃口尺寸计算
需要图形配合，对任何冲裁的冲头尺寸都需要计算。
6、冲压力计算
需要图形配合7、压力中心计算
需要图形配合8、压力机的选择
四、模具结构设计
1、模架设计
需要图形配合。
2、成形凸、凹模设计
2.1 冲裁凸模和凹模入子设计
需要图形配合，标出尺寸及公差。
计算冲裁间隙、凸模长度，确定凸模结构形式。
确定凹模入子的结构形式。
2.2 弯曲冲头设计
需要图形配合，设计冲头结构形式，对其进行数据说明，在图中标出。
2.3 拉深凸、凹模设计
需要图形配合，对其进行数据说明，在图中标出。注意各次拉深的凸、凹模都要进行设计。
2.4 其它成形凸、凹模设计
需要图形配合，对其进行数据说明，在图中标出。
3、导料和定位设计
需要图形配合，说明数据且标在图上。
4、卸料结构设计
需要图形配合，需要在模具上进行排布，且说明尺寸；需对单个的卸料螺钉进行画图说明。
5、模板固定设计
螺钉的排布，需要图形配合，一般用其俯视图即可。
五、装配图
必须是AUTOCAD图档，对其要进行必要的零件明细说明。
六、模板零件图
必须是AUTOCAD图档，可以用UG的制图做出来，要进行标注。
注意：
1、图形可调好大小打印出来贴在设计说明书上，但是必须清晰可读；
2、涉及到手动画图的地方，必须用铅笔和量尺，不允许徒手画；
3、字迹工整可读；
汽车车身焊接工艺设计教案 篇6
浅析汽车车身的焊接工艺设计
在 汽车厂中，焊接生产线相对于涂装线和总装线来说，刚性强，多品种车型的通用性差，每更新换代一种车型，均需要更新车间大量专用设备和生产工艺。焊接工艺设 计可以称得上是焊接生产线的“灵魂”，涉及的专业知识较多，如机械化、电控、非标设备、建筑、结构、水道、暖通、动力、电气、计算机、环保和通讯等，从宏 观上决定车间的工艺水平、物流、投资和预留发展，具体决定着生产线的工艺设备种类和数量、夹具形式、物流工位器具形式、机械化输送方式及控制模式等。因 此，焊接工艺设计在焊接生产线的开发中占有举足轻重的地位，是产生高性价比焊接生产线的关键。
1、车身焊接工艺设计的前提条件 1.1产品资料
a.产品的数学模型（简 称数模）。在汽车制造行业中，一般情况下用UG,Catia,ProE等三维软件均能打开数模（如图1），并在其中获取数据或进行深人的工作。在工艺设计 过程中，将所有数模装配在一起就构成了一个整车数模，从数模中可以获得零部件的结构尺寸、位置关系。由数模还可以生成整车、分总成、冲压件的各种视图（包 括轴测图），以及可以输出剖面图。
b.全套产品图纸。
c.样车、样件（包括整车车身总成、各大总成、分总成和冲压件）。
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
d.产品零部件明细表（包括各部件的名称、编号，冲压件的名称、编号、数量，标准件的规格、数量）。
工艺设计时，业主必须提供上述a、b、c中至少1项，d项可以从前3项中分析出来，正常状态下d项（如图2）早在汽车设计结束时就已经确定了。如果仅提供b项，那么需要增加大量的车身拆解、分析工作。
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
1.2工厂设计的参数
工厂设计的参数包括以下几方面： a.生产纲领即年产量；
b.年时基数即生产班次、生产线的利用率等；
c.生产线的自动化程度（机器人＋自动焊钳焊点数／全车身焊点数x 100%=自动化率）；
d.生产线的工艺水平要求（如主要设备选用原则、生产线的输送方式，电气控制水平等）；
e.各种材料、外购件的选用原则（如型材、控制元件、气动元件、电机、减速器）； f.各种公用动力介质的供应方式、能力、品质等参数，建厂所在地的环境状况如温度、湿度等；
g.当生产线布置在原有厂房内时，应收集原有房的土建、公用有关资料，如厂房柱顶标高、屋架承载能力、电力和动力介质的余富程度等。
2、工艺分析 2.1工艺线路分析
根据业主提供的产品资料进行产品工艺线路分析（如业主仅提供样车及样件则需经过样车分析→样车拆解→样车测量→样车再装配过程），完成装焊工艺线路图或爆炸图设计。
2.1.1产品分块
同类型车身的分块基本相 同（一般车身均由地板、侧围、前／后围、门、顶盖等大总成组成），但各总成之间的连接方式及顺序往往有较大区别，合理的分块才能保
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
证车身的装配和焊接。例 如，解放平头驾驶室的装配顺序就比较特殊，先形成侧后围焊接总成（左／右侧围与后围形成焊接总成），而后形成驾驶室总成。
2.1.2确定基准
整个车身的设计、制造、检验均建立在同一坐标系上，在车身设计时一般已经考虑到装配、焊接、总装配和搬运过程中所需的基准（孔、面），车身装焊的整个过程必须建立在一定的基准上 才能保证整车的几何形状和尺寸，同时这些基准也是夹具设计、制造、调整、检测和维修的基准。确定基准时应注意以下几个方面：
a.基准的统一性，在焊接过程中基准是逐步传递的； b.基准应便于测量；
c.基准应保证零件的准确定位； d.基准应考虑便于焊接操作。
2.1.3确定车身装配的几何精度及检测的基准面
几何基准是零件或部件的某个明显部位，用来确定该零部件在X,Y,Z坐标系统内的理论位置；准确的部件基准位置用以保证装配的几何形状的准确性，因此基准位置对装配工作非常重要，在研究焊接过程之前需要仔细分析部件的基准，必须与用户一起完成几何形状的分析，由用户确定其基准位置、或由设计人员确定后再取得用户同意。
为了使这些基准能一直保持准确，在夹具制造与安装调试过程中必须严格控制以下几方面。a.在制造焊装夹具时进行调整（检测）；b.在生产时，对装配好的部件的最后几何尺寸进行校核；C．在维修装焊夹具时进行检测。
2.1.4确定装配顺序
车身的每个冲压件、分总成和总成都是按照严格的顺序进行组装、焊接从而完成整个车身焊接的，每个零件的装配顺序必须保证能完成全部焊接工作且便于焊接。
2.1.5焊点分析
表明焊点的主要参数（焊点的数量、位置、幅度、重要程度）是产品设计时决定的，但目前部分业主仅提供产品数模而没有产品图纸。这时，焊点的主要参数需要工艺设计人员确定。
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
2.1.5.1定形焊点的确定
相对复杂的工件之间的焊 接，往往需经过组装、补焊的过程完成。在组装工位，由于生产节拍限制、设备数量布置空间需要和夹具有效空间占用等原因，不可能完成全部焊接工作，但必须完 成部分焊点，这些焊点应能保证工件离开夹具时的形状尺寸，这部分焊点称为定形焊点，一般情况下定形焊点占总焊接点数的1/3左右。
2.1.5.2焊点分组
车身每个总成上都要完成许多焊点，在编制工艺时必须对焊点进行分组，即将1把焊钳在1个工作节拍内完成的焊点分为1个焊点组。
2.1.5.3焊钳初步选型
焊点分组工作完成后即可进行焊钳选型，确定焊点组的数量即焊钳的最小数量，根据工件的形状及尺寸确定焊钳的形式（X 形,C形）及喉深、开档、行程、电极形状，焊钳的吊挂形式（横吊、纵吊、转环）根据焊点位置和操作位置确定。焊钳型号的确定要在夹具总图设计完成之后，根 据选定的焊钳制造商提供的型谱进行焊钳型号的选择，对于在型谱中找不到合适焊钳焊接的焊点，需要重新设计焊钳与之匹配。2.2编制工艺过程卡
在具备前提条件下，经过工艺分析，就可以开始编制装焊工艺过程卡。工艺过程卡是装焊线设计、制造和调试整个过程的指导性文件，是装焊线全部工作的基础，装焊工艺过程卡的编制深度和质量对装焊线设计、制造。调试整个过程的质量甚至成败起决定性作用。2.2.1生产节拍
一般生产节拍可按式（1)计算：
T节＝全年工作日x每日班次x每班工时xK1 x K2/年纲领（1）式中，K1 为工时利用率，一般取 0.9；K2为设备利用率，一般取0.8-0.9。
2.2.2工位设置及工位生产周期
工位是构成生产线的基本 单元，工位生产周期必须小于或等于生产线节拍。工位生产周期是从待焊接零部件上料（装件）开始到完成本工位全部作业并将工件取出的整个过程时间，同时应考 虑工时利用率及设备利用率。工位生产周期与操作工人的熟练程度有很大关系，一般准确的工位生产周期需由实测确定，工艺设计旧寸应使所有工位的工位生产周期 尽可能相等并接近生产节拍。
2.2.3工作密度
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
工作密度是指一个工位上设置的焊接设备数量及操作工人数量，主要由工件外形尺寸、焊接工艺方法和焊接工作量决定。
a.按工件外形尺寸决定工作密度。
外形尺寸小于1000 mmxl 500 mm，工作密度取1；外形尺寸小于2 000 mmxl 500 mm，工作密度取1-2；外形尺寸小于3 000 mmx 1500 mm，工作密度取2-3；外形尺寸小于6 000 mmx 1 500 mm，工作密度取3-4.b.按照焊接工作量和生产节拍确定工作密度。2.2.4工时定额估算
工时定额＝焊接工作时间＋辅助工作时间
每一工位或工序的时间定额一般由装件、夹具动作夹紧、焊接、松开夹具和将工件送至下一工位的时间累计构成，也可用焊接时间放大而得出，即概算定额，工序时间定额（工时）＝焊接工作量÷焊接速度xK。
以下是几种焊接方法焊接速度的一般状况估算值，其焊接速度与焊点及焊缝的间距、分布、焊钳及焊枪的接近性、工人操作难易程度等有一定的关系，故仅供工艺编制参考。a.手工焊钳点焊15点/min;b．机械手焊钳点焊20点/min;c.C02半自动焊300 mm/min;d.机械手C02自动焊400 mm/min;e.螺柱焊（手工8 个/min;f.凸焊螺母（手工）3个/min;g.铜钎焊100 mm/min。
2.2:5工艺卡的内容
a.焊件（总成或合件）简图一般为轴测图（立体图），图中：应标出进入装配冲压零件的名称、图号及数量；同时要标出焊点的位置、数量，甚至施焊的顺序；各种标准件如螺母、螺柱、支架等位置、数量及焊接方法。b二工艺过程描述：从工件（零、合件）的装入、定位夹紧、焊接及焊后将合件送往下工序的整个过程，按先后顺序既简单又全面的描述。
c.工序所采用的夹具、设备、辅具及工具的名称、编号及数量作定性及定量分析。
d.给出工序的时间定额，甚至分每一工步给出，而工时的确定有如下几种方法：凭经验；采用人工模仿，秒表测定；计算机仿真。
2.2.6工艺卡的格式
工艺卡格式见焊接工艺卡附表（如表1）。
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
2.2.7工艺卡编制的工作量
以三厢轿车为例估算：简图约100张，工艺卡约200张，需要3个有经验的能够独立工作的技术人员花两个月的时间完成。
3、工艺设计
工艺设计是焊接生产线设计的基础，其他专业（机械化、非标设备、土建、公用、电控）设计均以工艺设计文件为指导，工艺设计文件的深度必须满足相关专业的设计需要。工艺设计文件一般包括以下内容。
3.1工艺设备安装图
标明工艺设备安装位置、设备外形、编号，原材料、半成品、成品存放地及通道，工人操作位置，预留面积（如果有），起重设备质量、跨度、轨道线，机械化运输悬
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
链、单轨等的范围轨迹，水、电、气供应点及局部通风位置的坐标等。
3.2设备明细表 3.3焊机、时控箱布置图
表示焊机、时控箱及相关设备的型号、数量、安装位置、安装方式、接管尺寸等内容，供公用各专业设计支管线和焊机、时控箱安装时使用。简单的装焊线可直接在车间工艺设备安装图中表示。
3.4焊钳、平衡器布置图
表示焊钳、平衡器的型号、数量、安装位置、吊挂方式，供焊钳安装使用。简单的装焊线可直接在车间工艺平面图中表示。
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
3.5滑轨、滑车布置图
表示滑轨型号、长度位置，滑车形式、尺寸、位置、数量，供机械化专业设计滑轨、滑车安装图使用。简单的装焊线可直接在车间工艺设备安装图中表示。
3.6标准设备订货任务书 3.7非标设备设计任务书
说明对机械化运输方式的要求，与机械化相关的吊挂要求，设备长、宽、高及其技术要求，工艺参数，最大工件尺寸、面积和质量等。
3.8夹具设计任务书
夹具设计任务书（如图3）是夹具设计的指导文件，也是夹具最终验收的依据，所以夹具任务书一定要得到甲方的认可并签字。
3.8.1编制的前提条件
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
a.已编好的工艺卡，认为确实可行并得到用户的认可。
b.按合同与业主商定的技术条件，如手动或气动，外购件的来源等。3.8.2编制步骤
a.根据工艺卡了解装配顺序、焊接顺序、焊钳类型、操作位置来确定工件的位置，以及工作台面的高度，同时确定台面是固定或是可旋转（水平或垂直），是否需要带举升取件的装置。
b.确定进人装配的零部件定位及夹紧点，并表示出来，给出序号。c.确定定位销及支承夹紧器的形式，并将断面图画出。d.确定测量点及计算出其数据（理论数据）。3.9检具设计任务书 3.10工位器具设计任务书
工位器具设计任务书是工位器具设计的指导文件，也是工位器具最终验收的依据；工位器具任务书必须符合设计深度要求，必须经业主签字确认后方可进行工位器具设计。说明放置工件的名称、编号、数量，工件放置形式、运输形式，必要时画出简图及注明尺寸。
3.11公用管道司令图
用以指导厂房管线设计的管线总体布置：规划图，避免管线之间或管线与建筑物／构筑物之间直接相碰或不满足规定的安全距离要求。
3.12车间土建资料 3.13 车间公用资料
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
4、工艺设计的主要注意事项
a.汽车车身在装焊过程中，合理分块非常重要，而车身总成的分块大体相同，但往往对头接缝处有所变化，要认真分析。分块决定夹具的套数、工艺流程，是工艺设计的第一步。
b.工艺设计不能只顾眼前，应该远近结合、滚动发展，做到近期合理、远期可行。c.要充分考虑混线生产的可能性，在夹具设计任务书和工艺设备选型上尽可能柔性化。
d.生产方式尽可能精益，尽量减少在制品存放，大型外覆盖件的物流尽量短；灵活布局车间内的各条生产线，使各生产线之间工件输送及与其他车间的衔接尽量短捷、顺畅，提高生产效率。
e.生产线的布置要考虑空中机械化运输设备和水、电、气管线布置流畅。f.小件生产尽量集中布置，提高设备利用率。按照工艺流程在线旁布置小件的模式，从节约成本的角度看是不可取的。
g.焊钳的选型不容易做好，在焊接生产线调试过程中更换5%的焊钳是比较低的，故需要进行三维焊钳与夹具的焊接过程动态模拟，提高选型准确性。
h.有条件的项目建议应用数字化工厂软件虚拟焊接车间，将以往设计中不宜发现的问题经过计算机仿真，较早地被发现和解决，提高设计方案、图纸的准确性和节拍平衡。
i: 工艺设计不能脱离生产管理系统，计算机系统在那些工位取得生产信息，就要求在设备定货技术任务书明确功能及接口条件。
5、结束语
焊接工艺设计涉及的知识 领域宽，受到制约同样比较多，比如产品系列、用户观
绵阳理工学院汽车工程培训
绵阳理工学院汽车工程培训
念、工艺水平、质量精度要求、周边物流状况、投资限制、原有厂房及厂区等，因此要求工艺设计人员见多识 广。生产线技术水平和自动化率不是越高越好，也不是生产线投资越低越好，在保证产品质量的前提下，高性价比的焊接生产线是工艺设计永恒的追求目标。随着我 国汽车行业自主品牌的不断增加，焊接工艺设计也必实现由国外设计多而转变成国内设计多，将会有更多的自主品牌焊接生产线得到广泛应用。
——四川绵阳理工学院
无氰镀铜工艺设计 篇7
1 总体思路
本工艺设计从实际需求出发, 以掌握的理论知识为基础, 从主络合剂的选择入手, 和主盐一起组成基础配方。对基础配方进行试验, 摸索最佳成分比例, 寻找能提高镀液性能的氧化剂、添加剂、辅助络合剂等。确定工艺参数, 进行批量试生产, 形成工艺文件指导生产。
2 基本原理
铁基体上电镀铜有两方面难点:一是铁的钝化难处理, 铁在空气、水及各种介质中, 由于热力学不稳定性, 其表面处于一种相对钝化状态。基体与镀层结合不牢, 是这一钝化现象的宏观表露;二是铁对铜的置换难以解决, 由于存在反应:F e+C u 2+→C u+F e 2+, 铁基金属在溶液中很容易附着上一层结合力较差的置换铜层, 然后在这样疏松的铜层上电镀, 整个镀层的结合力自然难以保证。在氰化镀铜液中, 络合剂是氰化钠, 溶液中以[C u (C N) 2]-、[C u (C N) 3]2-、[C u (C N) 4]3-形式存在, 由于C N-具有很强的络合能力及还原性, 溶液中铜基本上是以络合物的形式存在, 即使有少量的铜离子也是以一价铜离子存在。所以溶液中不会发生C u 2+的置换反应, 加上C N-的强力去污和活化能力, 这样镀层结合力很容易得到保证。试验主要针对这两点, 加强活化, 确保以活化的状态进入镀液来避免钝化的产生。使用合适的络合剂对C u 2+充分络合, 形成电位较低的络合物, 避免置换的发生, 利用辅助络合剂对极少的游离的C u 2+进行辅助络合, 从而使结合力得到了保证。
3 基础配方及试验条件
通过查阅相关资料[1～3]结合试验经验得出基础配如表1所示。
这种配方比例及条件存在着结合力、稳定性差等问题需进一步改进。
4 基础配方反映出的问题及解决方法
4.1 结合力差
由于无氰镀铜溶液中普遍存在Cu2+, 钢铁零件进入槽液时, 电镀未开始就附着上一层置换的结合力差的薄铜层, 然后再在这层结合力差的铜层上电沉积电镀层, 整个镀层结合力不好。为避免铜置换反应的发生, 必须使Cu2+充分络合, 这样就能避免置换反应的发生。除主络合剂外又寻找到辅助络合剂, 该辅助络合剂主要是针对H E D P体系, 对H E D P络合后剩余的C u 2+进行络合, 确保溶液没有游离Cu2+存在, 这样就避免了置换的发生。
在阴极极化曲线测试的整个电位范围内, 阴极极化能力明显强于未加辅助络合剂。在有些电位区间, 其极化能力已经超过了氰化物。辅助络合剂的加入较大幅度地提高了对铜离子的络合能力, 铜配离子在阴极过程中放电更加困难, 降低了铜的析出电位。加入辅助络合剂后进行了四批试样, 与未加入辅助络合剂时相比零件合格率明显提高。该辅助络合剂的加入提高了铜析出时的阴极极化, 降低了临界起始电流密度, 使铁的表面在铜沉积前得到了充分活化, 提高了铜镀层与基体的结合强度, 最终使合格率有了明显的提高。
4.2 溶液稳定性差
配置的溶液在放置过程中, 出现了大量白色絮状物。采用外力搅拌、加温、加水都不溶解。分析产生该现象的原因有三种:一是有机酸腐败发酵产生;二是自来水中Ca2+、Mg2+的沉积物;三是溶液中络合物溶解度低。通过加酸观察到白色絮状物遇酸溶解, 而有机酸腐败变质产生的话, 应该是不可逆的, 可以排除第一种可能。加适量的络合剂溶解, 而水中Ca2+、Mg2+的沉积物在络合剂中是不溶解的, 排除第二种可能。可以确定是第三种原因。用KOH代替NaOH调节p H值, 消除H E D P的钠盐因溶解度低对溶液的影响。通过这样的方法不但使原来的沉淀完全溶解, 也彻底解决了生成沉淀问题。
4.3 允许电流密度范围低
该工艺允许的电流密度低, 镀层薄, 镀层孔隙率高, 溶液分散能力不好, 电镀过程中局部金属离子密度低。采取的措施是: (1) 使主要离子充分络合; (2) 改善溶液的分散能力。加入辅助络合剂后, 由于二价铜离子全部络合, 溶液中存在的能放电的离子均是以较大颗粒状的离子团存在, 这样较大的离子团在电场的趋动下移动速度较慢, 使得电流沉积速度较慢, 分散能力较差。根据上述原因, 加入了合适的导电盐, 从而增加了电流密度的上限 (能达到3A/dm2) , 提高了电镀速度, 改善了溶液的分散能力。
5 性能分析
5.1 溶液的稳定性
工作槽液配好至今, 槽液澄清, 没有沉淀和絮状物析出, 只有水分的蒸发和补充, 各成分一直比较稳定。
5.2 镀层的性能
经过90min电镀后, 按WJ456-1995金属覆盖层光学仪器用铜电镀层规范—划线试验法, 铜镀层没有任何部分脱离基体, 附着强度合格。经过30min电镀后, 孔隙率检验, 零件主要面上有孔隙3～5个/cm2, 经60min电镀后主要面上孔隙率为零。
6 溶液配方与工艺条件
经过多次试验测试努力, 得出较为合理的配方。
7 结语
该工艺有效解决了钢铁件易钝化问题, 大幅提高镀液的阴极极化能力, 降低临界起始电流密度, 有效保证了镀液和镀层性能。清洁生产, 绿色电镀是表面处理行业的发展趋势。通过本工艺的研究, 为无氰镀铜工艺全面取代氰化镀铜探索出一条思路。
参考文献
[1]张梅生, 张炳乾.无氰碱性镀铜工艺[J].材料保护, 2004.
整机装配工艺设计探析 篇8
【关键词】整机；装配工艺；设计探析
时代的发展和技术进步，为我国整机装配工艺设计工作的发展带来了极大的推动作用。对此，文章通过下文对整机装配工艺设计进行了详细的分析和阐述，为相关技术人员提供一定的借鉴作用。
一、相关概念分析
在生产过程中，整机装配是其中最后一个环节，装配、调整、检验和试验是包含在其中的主要内容，由装配保证产品的最终质量。
通过产品的使用效果、寿命和工作性能来评定产品的质量。为了确保产品质量，将很多项装配要求抛向了产品，应该在装配的过程中实现这些装配要求。装配精度，就是装配产品之后的工作性能、参数、理想几何原理、工作性能和实际几何参数等，主要为每个关联零件联系面的位置精度，涵盖配合面之间的过盈相对位置和间隙，及其因为装配时零件联系面的形状变化，产生的微观几何精度和形状变化。
二、设计分析
（一）分析装配作业过程
1、装配关系分析
最多可以有四层装配关系组成整机，最简易的可能就存在两层。首先，各层能够利用种种差异的单元件构成；其次，由下层零件及单元组成上层装配单元；再次，在装配产品的时候，以最基本的单元出发。
在工作中，对生产和装配我们需要有序的进行，防止因为某个零件的短缺，对组装设计带来影响，造成拖延生产周期的情况出现。
2、确定装配工艺配合法
首先，互换法。这种方法是在装配中，每个配合零件不通过选择、调整和修复就能够完成装配精度的方式。在对装配精度进行保证的过程中.使用加工误差法控制零件。
其次，选配法。将组成环的公差在尺寸链中向经济可行程度转化，在装配的过程中，对合适的零件进行选择，进而对规定进度给予满足，根据不同的形式有这样几种类型：分组选配法、复合选配法和直接选配法。
再次，修配法。在装配中，按照具体的测量结果，对预定的修配件尺寸，在尺寸链中进行改变，令封闭环能够依据要求的装配精度去执行。
（二）分析装配作业顺序
首先，分析作业程序，为了能够对装配合理完成，应该做到：
①、依據装配要求和装配结构逐层的分解产品，使独立装配的构件能够通过产品逐层分解构造出来。
②、对同一层零部件的装配顺序进行研究确定。
③、对每个单元中每个构件的装配顺序进行研究确定。
其次，工艺原则：
①、并联尺寸链：对精度高的尺寸链先进行安装，有相同精度时，先对多数尺寸链的链组进行组装。
②、串联形式：利用方便、简单的原则对装配顺序进行安排。
③、装配每个尺寸链的顺序：需要从基础尺寸链入手，先公共，再普通；先下再上，由内到外，由难到易，由重到轻的原则。
（三）设计装配工艺的主要方案
按照相应的规定，可以从这样几个方面入手：
①、系统图分析
系统内部各个独立部分之间的关系图表，即为装配系统图。对装配作业对象的组成、方法和顺序用系统图的方式来描绘，有助于指导生产和组织生产。但是，有一定的复杂性存在于装配作业构件形状尺寸中。为了能够将装配的顺序和关系表示出来，可以使用方框图，它不但可以将装配单元划分反映出来，对装配工艺过程也可以直接表示出来，有利于制作装配工艺过程、组织计划、控制装配和指导工作等方面工作的完成。并且还能够有效的简化一些复杂的装配设计，为今后的工作打下良好的基础。
②、按工艺过程卡进行装配
首先，准备工作：为了按照有关的规定来工作，要刮削相关的零件。因为这样能提升工件的形位精度和尺寸精度，提高接触刚度和表面的粗糙度。检验中可对涂色法进行使用。对零件测量中，要修配大孔，用丝锥穿过小孔，对不需要涂漆的进行修刮。同时，在装配调整方位传动机构之后，各个零件和部件将拆装标记要做好，便于以后工作的推进。
其次，相关的要求分析：
第一，在装配很多零部件中，对互换装配法进行使用。底座为基准件，需要处理好上平面和底座底面，满足平行度和平面度的要求，对平尺和可用水平仪进行检测。
第二，对零件进行旋转。例如，啮合间隙和齿轮等，装配中用修配法和调整法进行，能够按照规定确定齿轮副侧隙，在将齿轮加工因素排除之外，和中心距偏差有着很大的联系。因为齿轮的接触精度还会受到侧隙的影响，所以应该结合起接触精度对中心距进行调整。
第三，在测量误差的基础上，对装配精度予以参照，对于其中存在的种种偏差，利用修配法和调整法进行消除，之后对装配的精度进行检验，确保能够符合产品每项技术规定，之后打销、固定。
第四，在调整合格所有的机构之后，再紧固和密封所有的盖板，将机装调整合格之后，再实施电装。
第五、有关工作人员的技术要求。例如，在稳定平台一些比较复杂的装配中，对等级的要求上一般都比较高，通常的时候，都需要高级以上。进而对产品装配的质量上给予相应的保证，并且很多装配，还应该有多人一同来给予完成。
第六、相关的环境规定。应该有防振和防尘的措施存在于工作的场地（装配间）中，确保工作人员能够在舒适、安全的环境中工作，防止对其健康上带来影响。
第七、在总装各个部件之间与总装以后，都要通过必要的试验和严格细致的检验，要将三检制度有效的落实到各个工序间当中，对工艺纪律需要严格的执行，确保工作能够顺理成章的被完成。
结语
以整个装配工艺的过程出发，从产品的性能、要求和用途入手，到设计装配系统图，之后对各个装配单元互相之间的关系和组成，按照装配系统图进行描述，对装配方法进行确定、对装配工序进行划分、对工序计划进行规定等。进而有效的指导生产，用最终装配工艺技术来保证设计人员的目的要求。在工作中，要引导工作人员把握细节，促进工作正常推进。
参考文献
[1]张爱平.整机装配工艺设计分析[J].电子机械工程，2011（09）.
[2]孙刚，万毕乐，刘检华，尚炜.基于三维模型的卫星装配工艺设计与应用技术[J].计算机集成制造系统，2011（08）.
【工艺设计论文】推荐阅读：
零件尺寸设计工艺论文12-03
典型零件工艺设计论文12-05
V型滤池工艺设计探讨论文06-15
锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计论文11-24
液化石油气码头卸船工艺设计要点论文07-29
机械工艺设计06-06
工艺选型设计06-22
设计工艺并行08-23
工艺设计运行09-06
工艺装备设计09-10