01机械制造与夹具教案ggv.docx

第1章 机械制造技术概述第1章 机械械制造技技术概述述教学目标标与要求求 了解解机械制制造技术术的发展展概况 了解解生产过过程与组组织方式式 了解解并掌握握机械加加工工艺艺过程的的组成及及其概念念教学重点点 生产产过程与与组织方方式 机械械加工工工艺过程程的组成成及其概概念1.1 制造造业与制制造技术术1.1.1 制造技技术的发发展概况况国民经济济的发展展和进步步，在很很大程度度上取决决于机械械制造技技术的水水平和发发展。可可以看到到，当今今信息技技术的发发展，使使传统的的制造业业革新了了它原来来的面貌貌，但这这决不是是削弱了了它的重重要地位位，这一一点已为为不少国国家经济济发展的的历史所所证明。表1-11机械制制造的过过去、现现在和将将来18世纪纪初19世纪纪20世纪纪21世纪纪用铁砧和和铁锤操操作的人人蒸汽机床床计算机辅辅助设计计、规划划与制造造网络和信信息系统统对工艺过过程缺乏乏了解对工艺过过程的了了解加强强采用闭环环控制的的有限的的工艺过过程模型型可靠的工工艺过程程与智能能控制工匠与家家庭作坊坊位于城市市中的工工厂工厂自动动化程度度提高全球企业业及虚拟拟制造公公司当前，机机械制造造技术向向着以下下几个方方面不断断发展。（1）向向高柔性性化和自自动化方方向发展展。（2）精精密加工工和超精精密加工工的应用用将日益益广泛。（3）发发展高速速切削、强强力切削削。 （4）多多种加工工技术并并行发展展。1.1.2 机械制制造技术术图1-1 制造活动过程任何产品品的制造造活动都都不是一一个单一一的过程程，它通通常包含含了从市市场调研研到售后后服务的的全过程程，并受受到多种种条件的的相互作作用，如如图1-1所示示。机械制造造技术是是各种机机械制造造过程所所涉及的的技术的的总称，它它通常包包括以下下内容。 材料（金金属与非非金属）成成型技术术 . 切削削加工技技术 特种种加工技技术机械装装配技术术1.2 生产产过程与与组织方方式1.2.1 基本概概念1生产产过程产品的制制造过程程实际上上包括了了零件加加工、部部件装配配、整机机制造等等几种方方式，通通常可以以划分为为以下几几个阶段段。 生产技术术准备过过程 毛坯制制造阶段段 零件加加工过程程。部件与与产品的的装配过过程。生产服服务过程程生产过程程可分为为两大类类型，一一类是直直接生产产过程，它它们直接接改变被被加工对对象的形形状、尺尺寸、性性能和相相对位置置,另一类类为辅助助生产过过程，如如技术准准备、售售后服务务等2生产产纲领产品的用用途不同同决定了了产品的的市场需需求量不不同，从从而决定定了产品品有不同同的产量量，即生生产纲领领。这就就要求生生产组织织方式要要与产品品的产量量相适应应。生产纲领领是企业业在计划划期内应应当生产产的产品品产量，即即包括备备品和废废品在内内的（年年）产量量。N=Qnn（1+a）（11+b）式中，aa备品率率；b废品品率；Q产品品的计划划期内产产量；n每件件产品中中该种零零件的数数量；N零件件的计划划期内产产量。生产纲领领和零件件的类型型决定了了企业的的生产类类型和生生产组织织方式。1.2.2 生产类类型与组组织方式式按照年生生产纲领领，生产产类型可可划分成成单件生生产、成成批生产产、大量量生产。成成批生产产又可以以分为小小批量生生产、中中批量生生产和大大批量生生产3种种。表11-2所所示是各各种生产产类型的的划分状状况。表1-22各种生生产类型型的划分分（件/年）生 产 类 型型零件年生生产纲领领重 型 机 械械中 型 机 械械轻 型 机 械械单件生产产5201000续表生 产 类 型型零件年生生产纲领领重 型 机 械械中 型 机 械械轻 型 机 械械小批生产产510002022001005000中批生产产100300020050005005 0000大批生产产3001 00005005 00005 0000550 0000大量生产产1 00005 000050  0000不同生产产类型，生生产特点点不同，在在组织生生产的方方式上往往往有很很大区别别。表11-3所所示是不不同生产产类型及及其工艺艺特点。表1-33生产类类型及其其工艺特特点工 艺 特 点点生 产 类 型型单 件 小 批批中 批 生 产产成 批 大 量量工件的互互换性一般配对对制造，无无互换性性，广泛泛用于钳钳工修配配大部分有有互换性性，少量量钳工修修配具有完全全互换性性装配方法法修配法、调调整法部分互换换法、调调整法等等完全互换换法、分分组选配配法毛坯及其其加工余余量手工木模模铸件、自自由锻件件。毛坯坯精度低低，加工工余量大大部分金属属模铸造造件、部部分模锻锻件。毛毛坯精度度和加工工余量中中等广泛采用用金属模模及其造造型和模模锻件以以及其他他高精度度制造方方法。毛毛坯精度度高，加加工余量量小机床设备备通用机床床、数控控机床。采采用机群群式布置置部分通用用机床和和部分专专用机床床，广泛泛使用数数控机床床、加工工中心、柔柔性制造造单元等等数控机床床、加工工中心、专专用机床床、专用用生产线线、自动动生产线线、柔性性制造生生产线等等夹具 多用标准准附件如如卡盘、虎虎钳、压压板等，靠靠划线和和试切达达到精度度采用专用用夹具或或组合夹夹具，精精度可以以靠夹具具保证，或或在加工工中心上上一次安安装高生产率率的专用用夹具，靠靠夹具及及其调整整保证工工件精度度刀具与量量具通用刀具具和通用用量具采用专用用刀具、专专用量具具或三坐坐标测量量机等高生产率率的专用用刀具和和专用量量具，或或采用统统计分析析法保证证成品率率对工人的的技术要要求需要技术术熟练的的技术工工人需要一定定熟练程程度的技技术工人人和编程程人员需要高素素质的生生产线维维护人员员、编程程人员，对对操作工工人技术术要求低低工艺规程程有简单的的工艺规规程有工艺规规程，对对重要零零件有详详细的工工序卡有详细的的工艺规规程及工工艺卡、工工序卡加工成本本高中低【例】 如图11-2所所示，不不同生产产类型阶阶梯轴的的工艺过过程，如如方法11、方法法2所示示。方法1（单单件小批批生产的的工艺过过程）：序 号工 序 名 称称工 序 内 容容设 备1车车一端外外圆与端端面、打打中心孔孔并倒角角，径向向尺寸至至f26mmm；掉掉头车另另一端外外圆及端端面并倒倒角，径径向尺寸寸至f188mm，轴轴向尺寸寸至322mm，轴轴向总长长至611mm车床2铣铣键槽、去去毛刺铣床图1-22 阶阶梯轴加加工方法2（大大批量生生产的工工艺过程程）：序 号工序名称称工 序 内 容容主要工艺艺参数设 备1铣铣端面、打打中心孔孔，轴向向尺寸至至61mmmf40立铣铣刀，转转速8000r/minn，进给给量0.3m/minn，背吃吃刀量11.5mmm铣端面打打中心孔孔机床，夹夹具SJJ-188022车1车大端外外圆并倒倒角，径径向尺寸寸至f266mm转速12200rr/miin，进进给量00.255mm/r，背背吃刀量量2mmmCA611403车2车小端外外圆并倒倒角，径径向尺寸寸至f188mm，轴轴向尺寸寸至322mm转速12200rr/miin，进进给量00.255mm/r，背背吃刀量量3mmmCA61140（另另一台）4 铣铣键槽f8键槽铣铣刀，转转速8000r/minnX613325钳去毛刺钳工台由上可知知，虽然然加工对对象是同同一个零零件，但但因生产产类型的的不同，其其工艺过过程相差差甚远。因因此在安安排工艺艺过程时时，必须须依据生生产类型型和现场场生产条条件进行行统筹考考虑，力力求工艺艺过程的的科学性性与合理理性。1.3 机械械制造工工艺过程程1.3.1 机械制制造工艺艺过程1机械械制造工工艺规程程的主要要内容 规定定零件工工艺过程程和操作作方法等等全部工工艺内容容。 清楚楚地标明明零件加加工或机机械装配配的工艺艺路线、车车间、工工段等。能标明明各工序序的具体体内容，如如设备、工工装、切切削用量量、时间间定额、检检验项目目和检验验方法等等问题。2工艺艺规程的的作用（1）工工艺规程程是指导导生产的的纪律文文件，是是指挥现现场生产产的主要要依据。当当生产条条件发生生变化时时，工艺艺规程可可以进行行修改，但但必须有有严格的的审批手手续。（2）工工艺规程程是组织织和管理理生产的的基本依依据。（3）工工艺规程程是新建建和扩建建工厂、车车间的基基本资料料。1.3.2 机械加加工工艺艺过程的的组成1工序序工序是指指一个（或或一组）工工人，在在一台机机床上（同同一个工工作地点点）、对对一个（或或同时对对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程。工序是组组成工艺艺过程的的基本单单元，区区分工序序的两个个主要依依据是：工作地地是否变变动，加加工是否否连续。只只要有任任何一个个条件发发生变化化，即是是另外一一道工序序。安装是指指工件在在加工前前，在机机床或夹夹具上占占据一个个正确的的位置（定定位），并并使之在在加工中中始终不不改变原原有位置置（夹紧紧）的过过程。工位装卸工工件；工工位钻孔；工位扩孔孔；工位位铰孔孔图1-3 多工位位加工2工步步当零件的的某道工工序内容容较多时时，常再再被细分分为若干干个工步步。工步是指指零件被被加工表表面不变变、加工工所使用用的刀具具不变时时所连续续完成的的那部分分工艺过过程。如例1-1的方方法2，第第1道工工序内，首首先用铣铣刀铣端端面，为为一个工工步；然然后再钻钻中心孔孔，为第第2个工工步。即即一道工工序内包包含两个个工步。多数情况况下，一一个工步步的切削削用量（n、f）不变。在一次安安装中连连续进行行的若干干相同加加工内容容，可以以看成一一个工步步。如图图1-44所示，在在同一表表面上钻钻4个孔孔，可以以写成一一个工步步，即钻钻4-f115孔。 有时在一一个工位位上，采采用几把把刀具同同时对几几个表面面进行加加工，称称为复合合工步。复复合工步步中，各各表面的的加工开开始时间间不同，但但同时结结束切削削，如图图1-55所示。图1-44 包包括4个个相同表表面加工工的工步步 图1-5 复合工工步3走刀刀在一个工工步中，若若被加工工表面需需要切除除的金属属层很厚厚，需要要分几次次切削，则则刀具在在加工表表面上每每切削一一次所完完成的那那部分工工艺过程程叫做走走刀。对同一个个工件，生生产条件件不同，工工艺过程程和工艺艺路线可可以不同同，因此此，组织织生产的的方式和和工艺系系统都会会发生变变化，生生产成本本、效率率也会不不同。1.3.3 机械制制造工艺艺系统的的组成机械产品品的用途途和零件件的结构构差别很很大，但但不论零零件结构构如何复复杂，其其加工过过程都是是形成各各种表面面的过程程。1.4 工件件的加工工质量及及其安装装与基准准1.4.1 工件的的加工质质量工件是机机械加工工过程中中加工对对象的总总称。任任何一个个工件均均要经过过从毛坯坯到成品品的过程程。加工工过程中中可以称称为在制制品，加加工完成成后称为为零件。由于零件件的用途途不同，其其技术要要求就不不同，对对零件毛毛坯的类类型、质质量、制制造方法法等都有有不同的的要求，并并且毛坯坯及其制制造方法法不同，工工件结构构不同，后后续加工工方法就就有很大大不同。常常用毛坯坯的种类类有铸件件、锻件件、型材材、焊接接件等。加工精度度是工件件加工后后的几何何参数与与图纸规规定的零零件几何何参数的的符合程程度。符符合程度度越高，加加工精度度就越高高。零件件的加工工精度只只要保持持在一定定范围内内，就能能满足其其功能要要求，而而不必也也不可能能做到绝绝对精确确。表面质量量是加工工后零件件的表面面微观几几何性能能和表层层物理、力力学性能能，包括括表面粗粗糙度、波波度、表表层硬化化、残余余应力等等。1.4.2 工件的的安装与与基准工件在加加工前必必须进行行正确的的安装（定定位和夹夹紧）。工工件的安安装方法法有直接接找正安安装、划划线找正正安装、用用夹具安安装3种种。为使使工件正正确安装装，必须须在工件件上选择择合理的的定位基基准。基准是指指工件上上用来确确定其他他点、线线、面位位置的那那些点、线线、面。基基准可以以分为两两大类：设计基基准和工工艺基准准，工艺艺基准又又可以分分为工序序基准、定定位基准准、测量量基准、装装配基准准。各类类基准在在不同的的制造环环节中起起作用。本 章 小 结结（1）机机械制造造技术是是各种机机械制造造过程所所涉及的的技术的的总称。它它主要包包括：材材料成型型技术、切削加工技术、特种加工技术和机械装配技术。目前机械制造技术正朝着柔性化和自动化、精密加工和高精密加工、高速切削和强力切削以及多种加工技术并行的方向发展。（2）生生产过程程是指把把原材料料或半成成品变为为成品的的活动过过程。它它包含了了产品从从设计、选选材、生生产计划划组织到到加工装装配、质质量保证证等活动动。生产类型型可划分分为单件件生产、成成批生产产和大量量生产，而而成批生生产又可可以划分分为小批批量生产产、中批批量生产产和大批批量生产产3种类类型。不不同生产产类型对对应着不不同的生生产特点点与组织织方式。（3）机机械加工工工艺过过程以工工序为基基本组成成单元，而而工序又又可细化化为工步步、走刀刀。每道道工序有有时又需需要划分分为若干干次安装装和工位位。（4）工工件是机机械加工工对象的的总称。零零件的加加工质量量通常指指加工精精度（形形状、位位置、尺尺寸）和和表面质质量（表表面粗糙糙度、表表层质量量）。 15