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(三)工艺流程的基本组成分析
工作流程反映了完成生产,制造某种产品的全过程。在工业生产和制造中,工艺流程带有一定的技术与工艺的特征。工艺流程的环节与时序与生产制造有关的生产技术、生产过程和工艺设备等紧密相关。
设计与实践
活动
大家一起动手造纸。
目的
通过自己造纸的过程,理解工艺流程的环节和时序。
过程
造纸原料、工具、方法和过程如图2-9所示。
1.制造纸浆,首先要把废纸撕成碎片,放进加了一茶匙洗涤剂的水中泡一段时间,碎纸便会变得柔软。
2.用搅拌器搅拌,以确保碎纸真正分解。如果混合物不够松,还要再加一点水或一些碎纸。
3.纸浆准备好,用手舀4把纸浆放进一个装了水的盆中(例如洗碗碟用的盆),然后搅合。
4.找1个木框架,然后用纱布或做窗帘用的细孔织品网在木框架底部并钉好。把木框架浸入纸浆中再拿起,1层纸浆便会留在网上。让多余的水滤去,然后翻转框架,让纸浆落在1块柔软的棉布或吸墨纸上。这片像薄煎饼似的东西就是你做的第1张纸了。
5.把另一块棉布或吸墨纸铺在你造的纸上,用擀面杖压走纸浆上的水。纸张差不多干时,小心地把棉布或吸墨纸拿走,把纸张放在温暖处让它变硬。重复以上步骤多造几张纸。
图2-9动手造纸
现代工业化大生产又是如何造纸的呢?现代造纸工业流程又是怎样的呢?
纸张记载了文字和文明,也是我们学习、生活和工作不可缺少的物品。两千多年来,随着科学技术的发展,今天的造纸工业已发展到了机械化、自动化和环保、低污染的水平。现代造纸的原料来源于木材或其他植物。以木材造纸的过程为例,将原木去掉树皮、切成木屑,经蒸煮分离纤维、洗涤、漂白和打浆后变成纸浆,将纸浆放在网带上晾干水分。经压水滚筒压榨、热滚筒烘干,最后卷取成纸。其工艺流程如下:
原木→去掉树皮→切成木屑→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→打纸浆→网带上控干水分→压水滚筒压榨→热滚筒把纸烘干→卷取成纸
造纸工艺流程示意如图2-10所示。
造纸工艺流程反映了造纸的全过程,通过从原料(木材)的投入到各个工艺环节的连续处理,最后得到纸。在造纸的工艺流程中,各工艺环节是造纸过程中的关键工艺步骤,例如,①蒸煮分离纤维环节:将木屑与腐蚀性的碱或其他化合物一起煮沸,使木屑变得柔软,并除去杂质、分离纤维;②打纸浆环节:纸浆被捶打分解成纤维,使它们容易缠结在一起。还有其他环节这里就不一一赘述。每一个环节根据不同的处理要求选用相应的设备。造纸工艺流程中,各个环节之间的处理顺序是根据造纸的生产过程和工艺要求所确定的。类似工业行业还有石油化工、冶金炼制、纺织印染等,它们的共同特点为生产过程往往是连续不断的。
讨论与分析
1.工艺流程中环节和时序的作用。
2.如果将工艺流程中的时序颠倒会产生什么结果?
工艺流程是由一系列工艺或加工环节,以及反映这些环节之间的相互关系的时序(先后顺序)所组成。环节是具体的处理或加工内容和所需的技术或工艺要求,并对应着相应的设备、装置和过程。时序(先后顺序)则是生产和制造过程的反映。
机械设备、电子产品、家具的制造中,一般分为两个过程,即零部件或元件制造过程以及整体的装配过程。由于生产目标、生产过程不同,其工艺流程也不一样。在《技术与设计1》中我们已学过一些机械加工的知识和多功能六面广告宣传灯的制作,调查本章第一节的某种产品(家用电器、农机具、电子产品、家具)的制造工艺流程,并进行下面的讨论。
讨论与分析
1.零件制造和整体装配工艺流程与造纸工艺流程的环节和时序有何相同点与不同点?
2.根据已学过的有关流程的知识,分析生产流水线的特点。
对同样的原料,由于不同的工艺条件和设备,在工艺流程中环节的内容和数量都有可能随之改变,产品的物理和化学性能也会有所不同,相应的应用范围也不一样。
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知识者
聚乙烯
聚乙烯(polyethylene)具有热塑性,它一般无臭、无毒,具有优良的耐低温性能和电绝缘性,用途十分广泛,主要用来制造塑料制品,如包装薄膜、电线电缆的绝缘材料和日用品等。用高纯度乙烯为原料,在引发剂或催化剂的作用下聚合为聚乙烯,经分离和造粒得到固体聚乙烯。它具有高压聚合法和低压聚合法两种生产工艺及流程,聚乙烯的密度性能指标和主要用其生产的产品如表2-3.图2-11为用聚乙烯生产的产品一一塑料薄膜。
表2-3 聚乙烯的密度性能指标和主要产品
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聚合方法 |
聚合压力/MPa |
密度/(g·cm3) |
主要产品 |
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高压聚合法 |
130-250 |
0.91~0.92 |
塑料薄膜(食品包装、各种商品包装、农育秧薄膜等) |
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低压聚合法 |
5以下 |
0.93~0.96 |
容器、管道、电绝缘材料、硬泡沫塑料等 |
图2-11 用聚乙烯生产的产品一一塑料薄膜。
聚乙烯薄膜
这幅照片所示的薄膜是用经过浸泡的再生聚乙烯碎片制成的。再生聚乙烯被熔化以后,被压进一个模具里,从模具中通过的热气流把聚乙烯吹成筒状并把它烘干。随后聚乙烯筒被滚轮拉向上方,被压成薄膜,图中的工人正在对薄膜进行检查。
在工业化、自动化和智能化的大生产中,都涉及人员的分工、设备的有效使用和生产环节的合理安排等。无论是从生产管理的角度考虑,还是从生产过程的复杂性角度考虑,生产过程复杂的产品往往都不可能用一个流程来表达。一般在流程的环节中,往往还可以包含有过程及相应的流程。例如,在印刷电路板的制造流程中,其预处理环节就是一个过程,包括制作胶片和钻孔图、钻孔、金属孔化。其相应的流程为:制作胶片和钻孔图→钻孔→金属孔化。同样其他各个环节也都含有过程和相应的流程。
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