第5章 工艺规程设计

确定工艺路线后，每步化学合成反应或生物合成反应不会因为小试、 中试放大和大型生产条件不同而又明显变化，但各步最佳工艺条件， 则随试验规模和设备等外部条件的不同而有可能需要调整。
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
三、中试放大的方法
经验放大法—主要凭借经验通过逐级放大（试验装置、中间装 置、中型装置、大型装置）来摸索反应器的特征。在合成药物 的工艺研究中，中试放大主要采用经验放大法，也是化工研究 中的主要方法。
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
5.工艺流程与操作方法的确定
在中试放大阶段由于处理物料增加，因而有必 要考虑使反应与后处理的操作方法如何适应 工业生产的要求，特别要注意缩短工序、简 化操作。
中试放大：PTC反应
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
6.原辅材料和中间体的质量控制
相似放大法—主要应用相似理论进行放大。使用于物理过程， 有一定局限性。（非线性）
数学模拟放大法—应用计算机技术的放大法，它是今后发展的 主要方向。（数字工厂）
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
三、中试放大的研究内容
1、生产工艺路线的复审 当选定的工艺路线和工艺过程，在中试放大时暴露出难
实验室条件： 氯乙醛缩二甲醇＋20％甲醇钠，140℃，10×105Pa
分馏塔
中试放大条件： 氯乙醛缩二甲醇＋20％甲醇钠，140℃，常压
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
小试：芦丁：环氧乙烷：氢氧化钠 = 80 ：100 ：3.6 中试：芦丁：环氧乙烷：氢氧化钠 = 80 ：50 ：2.2
4.反应条件的进一步研究
实验室阶段获得的最佳反应条件不一定能符合 中试放大要求。应该就其中的主要的影响因素， 如放热反应中的加料速度，反应罐的传热面积 与传热系数，以及制冷剂等因素进行深入的试 验研究，掌握它们在中试装置中的变化规律， 以得到更合适的反应条件。

开始中试放大时应考虑所需各种设备的材质和型式， 并考查是否合适，尤其应注意接触腐蚀性物料的 设备材质的选择。
如：含水1％以下的二甲基亚砜对钢板腐蚀性很小， 含水量达到5％以上时，对钢板有强腐蚀作用。可 以用铝板作反应容器。
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
3、搅拌器型式与搅拌速度的 考查
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
8)生产工艺过程 配料比；工艺操作；主要工艺条件及其说明；生 产过程中的中间体及其理化性质和反应终点控制； 后处理方法及收率等。
9)生产技术经济指标 生产能力（年，月）；中间体、成品收率，分步 收率和产品总收率，收率计算方法；劳动生产率 及成本；原辅材料及中间体消耗定额。
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
v 车间总收率
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
四、物料计算的步骤
①收集和计算所必需的基本数据。 ②列出化学反应方程式，包括主反应和副反应；根据给定 条件画出流程简图。 ③选择物料计算的基准。 ④进行物料衡算 ⑤列出物料平衡表
31 中试放大 2 物料平衡 3 生产工艺规程
化学制药工艺学课件第5章中试放大 与生产工艺规程
第二节 物料平衡
一、物料平衡的理论基础
物料衡算——是研究某一个体系内进、出物料及组成的变 化，即物料平衡。所谓体系就是物料衡算的范围，可以是 一个设备或多个设备，可以是一个单元操作或整个化工过 程。
物料衡算的理论基础为质量守恒定律： 进入反应器的物料量－流出反应器的物料量－反应器中的 转化量＝反应器中的积累量
以克服的重大问题时，就需要复审实验室工艺路线，修正 其工艺过程。

图5.12
图5.13
图5.14 解决弯曲件翘曲的办法：从模具结构上采取措施，如采用带侧板的弯曲模， 可阻止材料沿弯曲线侧向流动而减小翘曲，还可在弯曲模上将翘曲量设计在 与翘曲方向相反的方向上。而剖面畸变的现象实际上是由于径向压应变力所 引起的，因此，弯曲型材与管材时，必须在断面中间加填料或垫块。 5.4弯曲工艺设计 5.4.1零件的弯曲工艺性分析 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料选用及技术要求等是否适合
件，可采用成双弯曲成形后再切开（见图5.17）。
图5.16对弯曲件宽窄交界处的要求
图5.17成双弯曲成形
⑥边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时 将无法弯曲成形。此时可在缺口处留有联接带（见图5.18），将缺口联接， 待弯曲成形后再将联接带切除。 （2）弯曲件的尺寸精度和表面粗糙度 ①弯曲件圆角半径的极限偏差如表5.3所示，工件上孔中心距及孔组间距的 极限偏差如表5.4所示，弯曲件的公差等级如表5.5所示。
线与材料纤维呈一定的夹角（见图5.9（c））。
图5.9 ⑤板料表面和冲裁断面的质量。板料表面不得有缺陷，否则弯曲时容易断裂 。在冲裁或裁剪后，剪切表面常不光洁，有毛刺，形成应力集中，降低了塑 性，使允许的最小弯曲半径增大，因此不宜采用最小弯曲半径为零件的圆角
半径，应尽可能大些。当必须弯曲小圆角半径时，就应先去掉毛刺。在一般 情况下，如毛刺较小，可把有毛刺的一边置于弯曲内侧（即处于受压区）， 以防止产生裂纹。 最小弯曲半径数值由试验方法确定。如表5.1所示为最小弯曲半径数值。
②弯曲件的直边高度太小时，弯曲边在模具上支 持的长度过小，将会影响弯曲件成形后的精度。 因此，必须使弯曲件的直边高度h≥2t。若h<2t， 则必须制槽口，或增加直边高度（弯曲后再加工 去除），如图5.15所示。 ③弯曲件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯 曲半径（见表5.1）。 ④当弯曲件的弯曲线处于宽窄交界处时，为了使弯曲时易于变形，防止交界 处开裂，弯曲线位置应满足l≥r（见图5.16（a））。若不满足，则可适当 增添工艺孔、工艺槽（见图5.16（b）、图5.16（c）、图5.16（d）），用 以切断变形区与不变形部位的纤维，防止因弯曲部位的成形而发生撕裂现象 ⑤为防止弯曲时坯料的偏移，弯曲件的形状应尽可能对称。对于非对称形零 图5.15

工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产 计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安 装、工位、工步、走刀等组成部分。
工艺过程组成
工艺过程组成
2）安装
工件加工前，使其在机床或夹具中相对刀具占 据正确位置并给予固定的过程，称为装夹。（装夹 包括定位和夹紧两过程）
安装是指工件通过一次装夹后所完成的那一部 分工序。
1、生产纲领： 指包括备品、备件在内的该产品 的年产量。产品的年生产纲领就是产品的年生产量。 零件的年生产纲领由下式计算
N=Qn(1+a)(1+b)
式中：
N：零件的生产纲领（件/年）； Q:产品的年产量（台/年）； n:单台产品该零件的数量（件/年）； a:备品率，以百分数计； b:废品率，以百分数计。
第五章 机械加工工艺规程设计
本章主要介绍以下内容： 5.1 零件制造的工艺过程 5.2 工艺规程的作用及设计步骤 5.3 零件工艺性分析与毛坯的选择 5.4 定位基准的选择 5.5 工艺路线的拟定 5.6 加工余量的确定 5.7 尺寸链和工序尺寸的确定 5.8 时间定额和经济分析
重点、难点：定位基准的选择；尺寸链和工序尺寸 的确定
定义：全年中重复制造同一产品。 特点：产品品 种少、产量大，长期重复进行同一产品的加工。
5.2 各种生产类型工艺过程的主要特点
工艺过程特点 工件的互换性
单件生产
一般是配对制造，没有互换 性，广泛用钳工修配
毛坯的制造方 法及加工余量
铸件用木模手工造型；锻件 用自由锻。毛坯精度低，加 工余量大
生产类型
5）走刀
走刀（又称工作行程）是指刀具相对工件加工 表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步 可包括一次走刀或几次走刀。