您好,欢迎来到乌哈旅游。
搜索
您的当前位置:首页热处理工艺数据管理技术研究

热处理工艺数据管理技术研究

来源:乌哈旅游
文章编号:1006—3269(2010)01—0044—05 热处理工艺数据管理技术研究 田彦博,杨建军 (北京航空航天大学机械工程及其自动化学院,北京100191) 摘要: 针对企业热处理车间工艺管理复杂、重复工 针对目前的情况,作者决定从热处理工艺特点 作多的现状,根据热处理的生产特点,采用热处理工艺的工 出发,运用先进的计算机和科学管理方法,采用模板 艺模板化管理方案,实现工艺模板化管理,并应用到车间 MES系统中,达到了工艺归类、方便应用、节省人力成本和 工艺维护成本的目的. 化工艺管理方式,将热处理过程本身的复杂性、多因 素性、经验性转变为标准化和规范化的工艺文件. 关 键 词: 热处理;工艺模板;工艺数据;工艺 管理 1热处理工艺分析 1.1热处理工艺特点 1.1.1 典型热处理工艺 中图分类号: TH166 文献标识码: A doi:10.3969/j.issn.1006—3269.2010.01.010 这里以钢铁回火的一个工艺为例子. 热(表)处理是改善金属零件机械性能和寿命的 关键T艺,是机械制造过程中一道十分关键的生产 工序[1].国际工业界公认,热处理技术的先进程度 回火的目的:①消除淬火时产生的残余内应力, 提高材料的塑性和韧性;②获得良好的综合力学性 不发生变化. 能;③稳定工件尺寸,使钢的组织在工件使用过程中 回火工艺参数: 系见表1. 是保证机械制造技术先进与否和保证产品质量的关 键因素 . 目前,我国热处理现状却不容乐观,热处理企业 (1)回火温度:常用钢的回火温度与硬度的关 普遍存在着生产不饱满、设备利用率低、生产成本 高、能耗大等问题,热处理企业生产效率低下,是美 国的1/26,设备利用率和负荷率不到30 ,而能耗 比美国高出40 口].造成这种情况的原因是由于生 表1 回火温度与硬度关系表 ℃ 产的工艺水平和管理水平还不能达到一定的高度. 在科技飞速发展的今天,随着计算机技术的快速发 展,计算机技术的应用已经深入到工厂企业的各个 领域,将计算机引入到零件的热处理生产管理中 来 ],可以克服以往工作程序中的许多问题,同时 也有助于企业数据信息的集成,促使生产管理工作 标准化、规范化和科学化. 收稿日期:2010—2—20 作者简介:田彦博(1985一),男,北京延庆人,硕士研究生,研究方向 为信息系统与企业信息化. 《成组技术与生产现代化》2O10年第27卷第1期 (2)回火时fs】:从一T 件入炉后炉温升至回火温 到热处理的参数. 度开始计算.回火时间一般为1~3 h.呵参考经验 公式计算: t, 一K +A, ×D 2模板化工艺管理 模板化工艺管理主要集中在2个方面:_r岂横 板化和模板化T艺的管理. 式中:f 一一回火时间;K 一一回火时间基数; A 一一回火时间系数;D一一 有效厚度(ram). 其中K 和A 可由表2确定. 表2 K 和A 系数表 通过分析热(表)处理T艺巾存在的问题。发现 热处理_lI 艺的问题主要体现在T艺路线乖¨ 1 艺参数 可以重用.以及经验公式和相关参数的固定性问题, 只要解决了这些问题,那么T岂便町以大大简化. 本文提 了:r艺模板的管理方案。可以解决上述问 题.T艺模板的思路如图1所示. 圆(3)回火后的冷却:钢制T件回火后采用空冷, 不允许重新产生内应力的1 件应缓冷. 圈豳 1.1.2 热(表)处理工艺特点 回火1二艺体现了金属热处理的典型特点,由此 可以归纳m热处理的丁艺特点. (1)T艺路线主要根据材质和热处理方法唯一 确定; (2)_T艺路线相对同定.材质相同、热处理方法 图1 工艺模板示意图 为了精简_lr艺模板的数量,也为了更方便台询 和选择T艺模板,就必须针对 艺模板进行分类管 理.所以模板化 【艺的管理也是十分重要的. 2.1 工艺模板的分类管理 金属的热处理分类标准GB/ F1 2603~1 9O按 T艺类型、T艺名称和实现T艺的加热方法等3个 相同的工艺路线相同,但热处理参数不同,如丁件厚 度大,保温时间会相应延长; (3)T艺路线涉及到的参数固定.加热过程中, 只涉及到温度、时间、介质等参数; (4)工艺参数分为两大类:材料相关参数,如回 火温度;l_1 件相关参数.如回火时间; (j)表面处理T艺参数主要与涂覆层的厚度 相关. 层次划分的金属热处理基础分类及代号,共2O种不 同的金属热处理分类.常用热处理 1 艺在此大类的 基础上共有1 92种.金属表面处理根据加]:原理、 表面技术可分为1 9种方法.常川具体r 艺方法『{】 93种.根据实际情况,存在的T艺数 远远高于这 个数量. 2.1.1 热处理归纳分类 1.2热处理工艺存在问题 热(表)处理T艺管理主要解决的问题也就是热 (表)处理1_艺存薛的问题。主要体现在下面几点. (1)T岂的可重用性高。但实际生产中T艺的重 用度很低: 为了方便实际应用和快速杏找。本系统根据以 上的分类标准进行分类,分类标准如同2所示. 第一层为热处理的基本标题;第二层为热处理 T艺大类;第三层为分类《热处理1 程师手册》和热 处理分类标准中热处理基本类;第匹l层是热处理附 加分类.也是基本的方法和通用的热处理和表面处 理方法. (2)T艺路线中常_}}j的丁艺参数由经验公式确 定,完全可以存定制T艺的时候完成参数的确定,但 实际生产中必须在] 件到达后进行计算,因而不能 体现_1 艺定制过程中的统一性; (3)经验公式在很长一段时间内是不会发生改 2.1.2 工艺对象模型 依据上面的分类方法,建立对象模型如图3 所示. 变的.完全可以定制公式。直接通过 件相关信息得 Group Technology&Production Modernization Vo1.27。No.1,201 0 。 图4 工艺模板应用示意图 图2热处理工艺分类树 要求,也就是没有参数化的工艺和参数使用的问题. 这要求工艺模板的模型不仅能够包含参数化的工艺 板的对象模型. 路线,同时也要包含普通工艺路线.图5为工艺模 圈3工艺分类对象模型 B—CLASS—INFO对象用来保存分类树, 图5 参数化工艺路线对象模型 BROUTINGHEADER对象用来处理工艺路线 信息. 2.2工艺的模板化 工艺模板是一条含有未确定工艺参数的工艺路 线,其中未确定的工艺参数可以由工艺路线主要参 数带入经验公式加以确定.工艺路线的主要参数根 据不同的零件信息可以定义不同的值,从而得到不 同的实际生产中应用的工艺路线.主要参数是指工 艺路线的基本参数和基本公式常量;工艺参数是指 普通工艺路线对象模型包括B—ROUTING— HEADER,BROUTINGoPER,BROUTINE 3 —个对象.工艺路线(BROUTINGHEADER)包含 多条工艺(BROUTINE),它们之间可以建立多对 多的联系(B—ROUTING—OPER),这就可以达到工 艺重用的目的.参数化工艺路线在此基础上定义了 工艺中未确定的参数,可以由主要参数计算得出. 实际工艺路线由模板产生,因为模板是有参数 的工艺路线,但参数值为空,是为了适合所有应用该 工艺的零件(见图4).针对不同尺寸规格的零件,工 艺路线不会改变,改变的只是部分或全部参数. 2.2.1模板工艺的对象模型 参数和参数公式(B—PARAMETER),一条工艺路 线可以对应多个工艺参数,一个工序也可以对应多 个工序参数和参数公式.当模板化工艺路线实例化 TERVALUE). 的时候,产生对应数量的工艺参数值(B—PARAME— 这样的对象模型使工艺路线参数化和实例化, 形成系统所需的工艺模板. 《成组技术与生产现代化》2Olo年第27卷第1期 T艺模板的建模必须考虑到其他车间对工艺的 2.2.2 工艺模板算法 行编写,这样可以快速地完成计算,并把结果储存到 _r艺模板的算法主要是3个方面:参数的提取、 数据库.这种计算的范围可以覆盖热处理经验公 式.表3为公式计算器的计算范围. 表3公式计算器计算范围表 运算符 四则 逻辑 一一 () * 汁算和替代. 为T艺模板巾定义的T序参数是由 主要参数和参数公式计算得来的,而且丁序内容巾 只有1-序参数.并没有实际的参数值.所以必须先计 算T 参数的参数值,再替代_厂艺内容中的参数,完 成_r岂模板实例的生成. 2.2.2.1 参数的表达 数学符号(数学解释) 算法的基础是能够提取参数.提取参数的基础 就是参数的表达.参数表达简洁、实用。会给算法的 编辑带来很火的便利. 艺要求中的T艺参数是两 数学 AB?‘ 绝对值;Ac‘ s‘ 反余弦;As ‘ 反 正弦;…… 个“¥”7符q1间的内容.nf以是中文、英文.但不町 以再次m观“S”字符.参数公式中的主要参数表 示:各种运算符和两个“S”之间的主要参数构成. 仞J如:回火时间的公式乃:“S回火时问基数¥十 S吲火时间系数S*¥i 件厚度¥”. 2.2.2.2 参数的提取 图7为参数公式计算的算法流程 参数的提取就是辨认“¥”宁符的过程.提取丁 芝要求叶l“¥”之间的内容.作为一I 以参数.算法流 程{H1 6所尔. 图6参数提取流程图 2.2.2.3参数的替代 参数替代主要发生往I 艺参数实例化的过程 中 用实际T芝参数值和单位替换掉T岂模板中的 丁芝=参数.形成实例的一r 模板.这个过程中T艺 模板没仃任何变化.实例的丁艺模板是一个虚拟的 岂路线.}}1 1 艺模板加参数形成.这也是T艺模板 图7 参数公式计算流程图 2.3工艺管理功能模型 这里使用用例冈来形象地总结丁艺模板功能 模型. ~【:艺管理主要应用T艺模板的方法,一部分是 丁艺管理的基本功能,一部分是 1 艺模板所需的功 的麻刚H的.所以.系统巾不存在实体的丁:艺路线, 这也 体现_r参牧替代的重要性. 参数替代和参数的提取算法基本相同.只是最 后…步 去掉r艺要求或参数公式巾的字符“¥”的 能.具体功能见图8的用例图. 2.4工艺模板信息模型 同时,}}j 艺参数值替换掉l 岂参数. !.2.2.,i 参数的汁锋 针对]_艺模板的对象模型和功能模型.可以做 出系统数据的物理模型(如图9所示). 参数的公式汁算器.直接使用PlJSQI 语句进 Group Technology&Production Modernization Vo1.27.No.1.2O10 \ —、、,、/ 应用实际热处理工艺路线 一./ O 、 /\ 车间计划员 ,\ o 产生工序参数参数值 _7 A ’‘、、 o 填写主要参数参数值 配置资源设置检验任务配置物料设置工序组设置关键工序 图8工艺管理用例图 、T吴 ,其 № 出符合热处理工艺管理的系统,达到了模块化管理 工 广半 ;L ROUTING ̄PEk 圈 I [] 型盟圈1 .绝大部分热处理工艺的目的. 艺 多荣工艺路线 型:I  :i 参考文献: 1-13张立文,赵亮.热处理生产过程控制系统的开发与应用[J]. 金属热处理,2006,31(2):2. 薹 L : :::譬 : — l::: l E2]樊东篱.论我国热处理生产的技术改造[J].金属热处理, 1998,23(7):28—29. 图9 工艺模板数据物理模型 [33樊东黎.热处理划时代的进展(一)[J].机械工人(热加工), 2003,(4):2—14. [4]ASM Internationa1.Heat Treating Industry Vision 2020 ER].1997. 3 结束语 针对热处理的计算机辅助管理技术主要集中在 Es]ASM Internationa1.ASM Heat Treating SocietyER].1999 Re— search 8L Development Plan,1998. Es]《热处理手册》编委会.热处理手册[M].北京:机械工业出版 社,2001:35. CAPP、过程管理、设备管理上,在工艺数据管理方 面的内容很少,本文从热处理典型工艺出发,开发 (下转第53页) ・48・ 《成组技术与生产现代化》2010年第27卷第1期 解释,结合原有的知识体系和相关理论基础,由典型 事件或部分证据推出规律性判断.在此推理过程中, 定性研究方法发挥了很大的作用,重视多种定性方 法的使用,方法的互补可以克服研究障碍及研究者 个人的偏见影响. 管理出版社.2005. E4] 中国物流与采购联合会编.中国物流学术前沿报告[M].北 京:中国物资出版社,2005:l一358. d J.Bowersox).供应链物流管 [j] 唐纳德J.鲍尔索克斯(Donal理[M] 李习文,王增东泽.北京:机械I二、 出版社, 2004:34. -划,李 6] (德)汉斯・克利斯蒂安・波弗尔.物流前沿 M .张it5 结束语 人们一般认为只要本身是好的研究.不管它使 用何种方法,它仍然是好的研究.不过,要是能清晰 铁倩.陈晖译.北京:机械1二业出版社,2004:1 . The Situation and Comparative Analysis of Research Methods Applied in Logistics Area 范式,时刻明确研究的可能性和局限性,选择合适的 研究方法,扬长避短.往往能使研究结果更加可靠, 更加有说服力.通过回顾过去的研究者在论文里所 LIU Fei—yan (Guangzhou Auto College,South China University of Technology.Guangzhou 510800,China) 使用的研究方法,我们发现:多种研究方法共同运用 的趋势增加;研究角度多样化,研究的问题也随所运 用方法的增多而细化;定性分析与定量分析相结合, 互补互渗,共同解决问题;研究者们比以前更加注重 使用调查、实验、观察等方法解释分析问题.多方收 集数据。同时,增加刚性研究方法和技巧来挖掘理论 的深层含义.可以预见:对研究方法的创新使用可以 在物流研究领域寻得更多研究机会. Abstract:It’S very important for seholar to analyze problems in terms of the right methods,especiall5 in logis tics field.Considering that logistics issues always are COrn prehensive, systematic. and interdisc ina , schola rs trends to use their familiar methods which x,vere always ap plied in their original discipline.This paper compares differ ent research methods applied in logistics area and finds out 参考文献: Robe.r/Franke1.Dag Naslund and Yemisi Bolumole。“The white space”of logistics research:a look at the role of meth— some tendency:combination of different methods、multi per spective conclusion”qualitative analysis with quantitatix e a nalysis”pattern increased,and empirical research att racts ods usage[j .Journal of Business Logistics,2005,26(2):83 more attention.Taking advantage of the t rend s can find more research opportunities in logistics field。 Key words:research method;logistics research:re— search paradigm;qualitative analysis;quantitative analysis 102. 罗仲伟.管理学方法与经济学方法的借鉴、融合[J .中国 业 经济,2005,(9):114—1:i. 黄速建.黄群慧.管理科学化与管理学方法论 Mj.北京:经济 ¨一一一._.一.-.…一一一….-.一◆一¨一.-.…一…一一.-.一一十一一一…一 (上接第48页) The Researches on the Data Management of Heat Treatment Process multi—duplication of the heat treatment workshop startls.ac cording to the production of heat treatment characteristics. heat treatment process management system using template is realized and applied to the plant MES systems,yea(’hi ng HAN Yan—bo,YANG Jian—jUFI (School of Mechanical Engineering and Automation, process classified,facilitating their application.saving labor COSTS.and process maintenance costs. Key words:heat treatment;process templat ̄ :process data;process management Beijing Unix’ersity of Aeronautics and Astronautics, Beijing 1O01 91,China) Abstract:For the process management confusion and Group Technology&Production Modernization Vo1.27,No。1.20l0 ・ j3 ・ 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- wuhaninfo.cn 版权所有

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务