金工实习气焊方法优化研究文档格式.docx
- 文档编号:3801762
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:206.84KB
金工实习气焊方法优化研究文档格式.docx
《金工实习气焊方法优化研究文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金工实习气焊方法优化研究文档格式.docx(20页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
三、提出问题—问题分析—解决问题
1、何为焊接?
…………………………………………………………………………………6
2、焊接…………………………………………………………………………………………6
2.1焊接过程的物理本质……………………………………………………………6
2.2焊接的分类………………………………………………………………………7
3焊接中的气焊………………………………………………………………………………7
4、气焊的动作方法优化研究…………………………………………………………………7
4.1程序分析——流程程序图………………………………………………………………8
4.2作业分析—双手作业分析……………………………………………………………11
4.3动作分析—动素分析…………………………………………………………………13
专业实践论文评审表……………………………………………………………………………15
参考文献…………………………………………………………………………………………16
(一)实践工作介绍
本文是对金工实习焊接这一环节中气焊进行动作方法优化研究。
何为金工实习?
金工实习又叫金属加工工艺实习。
包括车工,铣工,特殊加工(线切割,激光加工),数控车,数控铣,钳工,沙型铸造,等。
金工实习是一门实践基础课,是机械类各专业学生学习工程材料及机械制造基础等课程必不可少的选修课,是飞机类有关专业教学计划中重要的实践教学环节。
它对于培养我们的动手能力有很大的意义。
而且可以使我们了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术。
《金工实习》是一门实践性很强的技术基本课,是机制类专业学生熟悉加工生产过程、培养实践动手能力的实践性教学环节,是必修课。
通过金工实习使学生熟悉机械制造的一般过程,掌握金属加工的主要工艺方法和工艺过程,熟悉各种设备和工具的安全操作使用方法;
了解新工艺和新技术在机械制造中的使用;
掌握对简单零件加工方法选择和工艺分析的能力;
培养学生认识图纸、加工符号及了解技术条件的能力。
通过实习,让学生养成热爱劳动,遵守纪建的好习惯,培养经济观点和理论联系实际的严谨作风;
并为学习《工程材料及成型工艺基础》和《机械制造技术基础》等后续课程打下良好的基础。
(二)论文研究目的意义
1、对工业工程专业学科的认识
工业工程简称IE,即IndustrialEngineering.是一门技术与管理相结合的交叉学科。
一般认为,泰勒(FrederickW.Taylor)和吉尔布雷斯(FrankB.Gilbreth)是工业工程的开山鼻祖,在19世纪80年代,泰勒和吉尔布雷斯分别通过自己的实践,观察工人的作业方式,寻找效率最高的作业方法,并且设定标准时间进行效率评估,取得了提高生产效率和增加工人收入的成效,从而开创的工业工程研究的先河。
工业工程是由人员、物料、设备、能源、信息组成的各种生产及经营管理系统以及服务系统,具有对生产系统进行规划、设计、评价和创新的功能。
它综合运用了数学、物理学以及社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论,特别运用了系统工程的理论、方法和计算机系统技术。
它的任务是如何将人员、物料、设备、能源和信息等要素设计和建立成一个集成系统,并不断改善,从而实现更有效的运行。
并将提高生产率和效率、降低成本、保证质量安全作为自己的目标。
工业工程(IE)直接面向企业的生产运作过程;
它与数学、人因学、经济管理、各种工程技术有着密切的关系,以系统工程为哲理,以运筹学等数学方法为理论基础,以现代信息技术为工具,用工程量化的分析方法对包括制造业、服务业在内的由人、物料、设备、能源、信息等多种因素所组成的各种复杂的企业或组织系统中的实际工程与管理问题进行定量、系统的分析、设计与优化,从而实现系统的最大效率和效益。
工业工程(IE)是唯一一门以系统效率和效益为目标的工程技术,因此成为其它工程所不能替代,同时又对其它工程互补性很强的一项的综合性边缘学科。
工业工程是一门实践性很强的应用学科,是综合性的应用知识体系,并且注重人的因素。
从20世纪初到现在,工业工程的发展经历了科学管理时期、工业工程时期、工业工程与运筹学结合时期和工业工程与系统工程结合并共同发展时期。
2、工业工程在实践中的作用
首先,IE是进行作业标准·
时间设定的工具。
如果没有这种作业标准·
时间设定,那么不仅工厂的生产计划无法制定,甚至是否有剩余产能或是产能不足都不得而知。
所以标准作业·
时间设定是近代企业经营不可缺少的东西。
其次,IE是工程分析的改善工具。
以往的IE是将工厂细分化,然后逐步的改善。
但现在这种方法只能适合局部的改善,由于不能和企业利益直接挂钩,所以渐渐采取先进行整体分析,然后改善的方法。
(一)工作研究之方法研究
1、工作研究
工作研究是以作业或操作系统为研究对象寻找一种最经济有效,最令人愉悦胜任的工作方法与工作时间,以保证人员及物料等资源均能作最有效的运用,达到提高生产力、降低成本、改善工作环境的目标。
工作研究又称为基础IE,最显著的特点是:
只需很少投资或不需要投资的情况下,通过改进作业流程和操作方法,实行先进合理的工作定额,充分利用企业自身的人力、、物力、财力等资源,走内涵式发展的道路,挖掘企业内部潜力,提高企业的生产效率和效益,降低成本,增强企业的竞争能力。
工作研究包括方法研究和作业测定,在这里我们主要将方法研究。
2、方法研究
方法研究是运用各种分析技术对现有工作(加工、制造、装配、管理、操作、服务等)方法进行详细的记录、严格的分析和改进,设计出最经济、最合理、最有效的工作方法,从而减少人员、机器的无效动作和资源的消耗,并使方法标准化的一系列活动[1]。
方法研究是一种系统研究技术,它的研究对象是系统,解决的是系统优化问题。
因此,方法研究着眼于全局,从宏观到微观,从整体到局部,从粗到细的研究过程。
方法研究包括程序分析、作业分析、动作分析。
在分析的过程中具有一定的层次性,一般首先进行程序分析,使工作流程化、优化、标准化,然后,进行作业分析,最后再进行动作分析。
程序分析是对整个过程的分析,研究的最小单位是工序;
作业分析是对某项具体工序进行的分析,研究的最小单位是动素。
方法研究的分析层次如下:
上图的“工序”是指一个工人或一组工人,在一个工作地点,对一个劳动对象或一组劳动对象连续进行的操作;
“操作”是指工人为了达到一个明显的目的,使用一定的方法所完成的若干个动作的总和,它是工序的基本组成部分;
而“动素”则是指构成动作的基本单位,如伸手、移物等。
2.1程序分析
程序分析是依照工作流程,从第一个工作地到最后一个工作地,全面地分析有无多余、重复、不合理的作业,程序是否合理,搬运是否过多,延迟等待是否太长等问题,通过对整个工作过程的逐步分析,改进现行的作业方法及空间布置,提高生产效率。
程序分析的工作流程一般由五种基本活动构成,即加工(
)、检查(
)、搬运(
)、等待或暂存(D)、储存(
)。
程序分析分为:
工艺程序分析、流程程序分析、布置与经路分析以及管理事务分析。
程序分析的方法采用“5W1H”(What做什么、Why为何做、When何时做、Where何处做、Who何人做、How如何做)、“ECRS4大原则”(Eliminate取消、Combine合并、Rearrange重排、Simple简化)的分析方法。
2.2作业分析
作业分析是通过对以人为主的工序的详细研究,使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排,达到工序结构合理,减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业时间,以提高产品的质量和产量为目的而作的分析。
作业分析可分为:
人—机作业分析、联合作业分析、双手作业分析。
2.3动作分析
动作分析是按操作者实施的动作顺序观察动作,用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容,并将记录图表化,一以此为基础,判断动作的好坏,找出改善点的一套分析方法。
动作分析的方法可分为:
动素分析、慢速摄影分析、VTR分析、常速摄影分析方法,一般以动素分析为主要分析方法。
动素分析是通过观察手、足动作和眼、头活动,吧动作的顺序和方法与两手、眼的活动联系起来详尽地分析,用动素记号记录分类,找出动作顺序和方法存在的问题、单手等待、不合理动作以及浪费动作等为题并加以改善的一种分析方法。
动素一共有18种:
7种有效动素:
伸手(
)、握取(
)、移物(
)、装配(#)、拆卸(
)、使用(U)、放手(
);
7种辅助动素:
定位(
)、寻找(
)、发现(
)、选择(
)、预置(
)、拿住(
4种无效动素:
思考(
)、不可避免的延迟(
)、可避免的延迟(
)、休息(
3、动作经济原则
要改善动作,单具备动作意识还不够。
单靠观察作业动作还拿不出改进方案。
吉尔布雷斯发明的动素分析法,提出了作业动作应具备的基本条件,总结出动作经济原则。
所谓动作经济原则,就是人为了以最低限的疲劳获得最高的效率,寻求最合理的作业动作时应遵循的原则。
按照动作的三要素:
动作方法、作业现场布置、工夹具与机器三方面分别讨论,制定出动作经济四大原则:
减少动作数量、双手同时动作、缩短动作距离、轻松动作。
焊接是一种连接金属或热塑性塑料的制造或雕塑过程。
焊接过程中,工件和焊料熔化形成熔融区域,熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。
这一过程中,通常还需要施加压力。
焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
19世纪末之前,唯一的焊接工艺是铁匠沿用了数百年的金属锻焊。
最早的现代焊接技术出现在19世纪末,先是弧焊和氧燃气焊,稍后出现了电阻焊。
20世纪早期,随着第一次和第二次世界大战开战,对军用器材廉价可靠的连接方法需求极大,故促进了焊接技术的发展。
今天,随着焊接机器人在工业应用中的广泛应用,研究人员仍在深入研究焊接的本质,继续开发新的焊接方法,以进一步提高焊接质量。
2、焊接
2.1焊接过程的物理本质
焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程.
促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压,或同时加热又加压.
2.2焊接的分类
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类.
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。
熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。
熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。
常用的呀焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
3焊接中的气焊
气焊,oxygenfuelgaswelding(简称OFW)。
是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源,熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。
助燃气体主要为氧气,可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。
所使用的焊接材料主要包括可燃气体、助燃气体、焊丝、气焊溶剂等。
特点设备简单不需用电。
设备主要包括氧气瓶、乙炔瓶(如采用乙炔作为可燃气体)、减压器、焊枪、胶管等。
由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体,所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。
气焊的优点:
(a)设备简单、使用灵活;
(b)对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性;
(C)在电力供应不足的地方需要焊接时,气焊可以发挥更大的作用。
气焊的缺点:
(a)生产效率较低;
(b)焊接后工件变形和热影响区较大;
(C)较难实现自动化。
4、气焊的动作方法优化研究:
现场布置图:
图2
4.1程序分析——流程程序图:
改进前的流程程序图:
图3
改进前流程程序图统计:
统计
活动
次数
时间/min
距离/m
加工
3
1.7
搬运
4
0.7
表1
依据动作经济原则、运用5W1H提问技术分析存在问题及原因:
(1)是否可以改善或省略放钢板这一动作以减少工作时间?
答:
可以。
从改进工夹具这方面考虑,可以采用机器自动将钢板准确放置在木板上面,这样在焊接了一个钢板后就可以立即焊接下一个钢板,不仅缩短了工作时间,达到省略放置钢板这一动作的效果,还可以是钢板放置准确无误。
(2)拿焊柄现行方法是用手拿,可否用机器固定来移动它?
不可以,因为这一动作很关键,如果用机器固定焊柄的话不安全,而且用于焊接的铁条不一定全是均匀的,有的地方需要多焊一下,如果使焊柄持续匀速移动的话还会使焊接不均匀。
(3)拿铁丝这一动作可否改善?
从作业现场布置来考虑,现行方法中铁丝是平放着的,这样操作者在拿取时会很不方便,因此可以将铁丝装在一个立起来的铁桶中,这样拿取更方便,缩短了工作时间。
(4)可否缩短焊接时间?
从动作方法考虑,焊接时,要注意焊柄的移动速度和铁丝的下压程度,这两方面都要依据铁丝的粗细来确定,焊接时可以缓慢地使焰火左右移动,有助于焊接均匀,这些都有助于缩短焊接时间。
(5)可否缩短移开焊接好的钢板的距离?
焊接好后,将钢板放置在较近的前方。
改进后的现场布置图:
图4
改进后的流程程序图:
图5
改进后的流程程序图统计:
2
1
0.5
改进前后分析比较:
改进前,加工次数为3次,加工时间为1.7min,改进后,加工次数为2次,加工时间为1min,通过改进使工作时间减少0.7min;
改进前,搬运次数为4次,搬运距离为0.7m,改进后,搬运次数为4次,搬运距离为0.5m,通过改进使工作距离减少0.2m。
4.2作业分析—双手作业分析
改进前的双手作业图:
图6
改进前双手作业图统计:
现行方法
左手
动作
右手
D
(1)为何不双手同时作业?
应采用双手同时作业。
至铁丝处、拿铁丝和至焊柄处、拿焊柄这四个动作可以使用双手同时作业,减少工作时间。
改进后的双手作业图:
图7
改进后双手作业图统计:
改进前,左手动作数为5个,右手动作为4个,改进后左手动作数为4个,右手动作数为3个,通过改进使左手动作数减少1个,右手动作数减少1个,双手共减少2个。
4.3动作分析—动素分析
改进前的动素分析图:
图8
改进后的动素分析:
改进前,左手动素数为9个,右手动素数为7个。
改进后,左手动素数为8个,右手动素数为6个。
通过改进,使左手动素数减少1个,右手动素数减少1个,双手共减少2个。
专业实践论文评审表
评价项目
A
B
C
E
时间质量
01
社会实践内容和解决问题符合专业方向
02
实践工作及解决问题的难易度
03
实践工作量
04
理论意义或实际价值
能力水平
05
查阅文献资料能力
06
知识运用能力
07
研究方案的设计能力
08
研究方法和手段的运用能力
成果质量
09
文题相符
10
写作水平
11
写作规范
12
篇幅
13
成果的理论或实际价值
评定成绩(优、良、中、及格、不及格)
评阅人签名:
20年月日
说明:
在“A、B、C、D、E”对应的栏目下划“√”
参考文献:
(1)易树平,郭伏.《基础工业工程》.北京:
机械工业出版社,2007.3
(2)罗振璧,朱立强.《工业工程导论》.北京:
机械工业出版社,2003.3
(3)刘建成,甘勇,孔庆华.《金工实习》.同济大学出版社,2009.2
(4)刘明岗.《学气焊》.中原农民出版社.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金工 实习 气焊 方法 优化 研究