机械制造工艺学第一章-XXXXm.pptx
第一节第一节 机械制造工程学科的开展机械制造工程学科的开展一、机械制造技术的开展一、机械制造技术的开展 1 1、什么是机械制造技术、什么是机械制造技术?用机器加工零件（工件）的技术，用机器加工零件（工件）的技术，用切削方法加工零件。用切削方法加工零件。（狭义）（狭义）机器：称机床机器：称机床(工作母机工作母机)机械制造技术也称制造某种机器的机械制造技术也称制造某种机器的技术，如汽车、飞机等。技术，如汽车、飞机等。2 2、制造技术（广义）、制造技术（广义）用机械加工方法和非机械加工方法用机械加工方法和非机械加工方法（电加工、光学加工、化学加工、电子（电加工、光学加工、化学加工、电子加工）制造产品的技术统称制造技术。加工）制造产品的技术统称制造技术。从原材料进厂一直到成品制造出来各有关劳动过程的总和。包括：原材料运输保管，生产准备，原材料制成毛坏，毛坏制成零件，零件装配成机器,以及检验、试车、油漆、包装等。同时还包括刀具、夹具、量具、辅具制造以及设备维修与动力供给等。生产过程包括直接生产过程和辅助生产过程原料库毛坯生产车间机加车间热处理车间装配车间油漆车间成品库技术部采购部生产部管理部营销部第二节第二节第二节第二节 生产过程、工艺过程、工艺系统生产过程、工艺过程、工艺系统生产过程、工艺过程、工艺系统生产过程、工艺过程、工艺系统一、机械产品的生产过程一、机械产品的生产过程机械制造厂的构成机械产品生产过程工艺过程可分为：工艺过程可分为：工艺过程可分为：工艺过程可分为：铸铸造造、锻锻造造、冲冲压压、焊焊接接、机机械械加加工工、热热处处理理、装装配等工艺过程。配等工艺过程。机机械械制制造造工工艺艺过过程程一一般般指指零零件件的的机机械械加加工工工工艺艺过过程程和装配工艺过程。和装配工艺过程。二、机械加工二、机械加工工艺过程工艺过程（一）工艺过程的概念（一）工艺过程的概念 在生产过程中，凡改变生产对象形状、尺寸、相对在生产过程中，凡改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性能（物理、化学、机械）的过程，称工艺过程。位置和性能（物理、化学、机械）的过程，称工艺过程。其他过程则为辅助过程，如材料运输、保管、动力供给其他过程则为辅助过程，如材料运输、保管、动力供给设备维修等。设备维修等。工艺过程是生产过程的一局部，是直接生产过程。工艺过程是生产过程的一局部，是直接生产过程。用文件形式确定下来的工艺过程称为工艺规程。用文件形式确定下来的工艺过程称为工艺规程。（二）机械加工工艺过程的组成（二）机械加工工艺过程的组成n工序是组成工艺过程的基本单元工序是组成工艺过程的基本单元,工艺由约干道工序组成工艺由约干道工序组成n每一工序又可分为多个安装、工位、工步和走刀。每一工序又可分为多个安装、工位、工步和走刀。1 1、工序、工序 工工序序是是指指一一个个（或或一一组组）工工人人，在在一一台台机机床床（或或一一个个工工作作地地），对对同同一一个个（或或同同时时对对几几个个）工工件件所所连连续续完成的那一局部工艺过程。完成的那一局部工艺过程。一组（个）工人一个工作地（指机床）连续加工工序包括三要素三要素任何一个改变都将视为不同工序。（如热处理后再一次回到同一工作地）。n同一零件、相同的加工内容可以有不同的工序安排。同一零件、相同的加工内容可以有不同的工序安排。适于单件小批量生产适于单件小批量生产适于大批量生产适于大批量生产2、安装、安装 安安装装是是工工序序中中装装夹夹工工件件所所完完成成的的那那局局部部工工艺艺过过程程。在在一一道道工工序序中中可可以以进进行行屡屡次次安安装装。如如上上图图；在在平平面面磨磨床上，磨车床的刀架座需装夹床上，磨车床的刀架座需装夹4次次。注注意意：从从减减少少安安装装误误差差和和装装夹夹工工件件的的时间来考虑，应尽量减少安装次数。时间来考虑，应尽量减少安装次数。3、工位、工位 同同一一工工序序中中，为为减减少少因因屡屡次次安安装装带带来来的的误误差差和和时时间损失，采用转位工作台或者转位夹具。间损失，采用转位工作台或者转位夹具。工工位位：是是在在工工件件的的一一次次安安装装中中，工工件件相相对对于于机机床床（刀刀具具）每每占占住住一一个个确确切切位位置置所所完完成成的的那那一一局局部部工工艺过程。艺过程。图图a为四个工位：钻、扩、铰、装卸为四个工位：钻、扩、铰、装卸4、工步、工步 在在一一道道工工序序中中可可能能需需加加工工假假设设干干个个外外表表，也也可可能能只只加加工工一一个个外外表表而而要要用用假假设设干干把把刀刀具具或或用用一一把把刀刀具具选选用假设干种不同的切削用量分假设干次加工。用假设干种不同的切削用量分假设干次加工。工工步步：是是指指在在加加工工外外表表不不变变、加加工工工工具具不不变变、切切削削用用量量不不变变（仅仅指指转转速速和和进进给给量量）的的条条件件下下所所完完成成的的那那一一局部工艺过程。局部工艺过程。加工外表不变（可是单个外表或组合外表）加工外表不变（可是单个外表或组合外表）工具不变（四角刀架，换刀）工具不变（四角刀架，换刀）切削用量不变（转速和进给量）切削用量不变（转速和进给量）工步包括三要素工步包括三要素只要有一个要素变化就属不同工步。只要有一个要素变化就属不同工步。例：例：该工序含该工序含四个工步四个工步 为提高生产率有时将几个待加工外表，用几把刀为提高生产率有时将几个待加工外表，用几把刀具同时加工，可以看作一个工步，称为复合工步。具同时加工，可以看作一个工步，称为复合工步。当几个相同工步连续进行时，有时为简化工艺文当几个相同工步连续进行时，有时为简化工艺文件，看作是一个工步。件，看作是一个工步。如在同一工件上钻假设干个直如在同一工件上钻假设干个直径相同的孔。径相同的孔。5、走刀（又称行程）、走刀（又称行程）有的工序，加工余量较大，需用同一刀具对同一外表进行屡次切削，刀具在加工外表上切削一次所完成的工步局部称为一次走刀（如车大余量的轴，车螺纹、磨外圆）。生产规模不同，工序划分和每一个工序中包含的加工内容是不同的，一道工序中可以有屡次安装，一次安装中可含多个工步、一个工步可含屡次走刀。工工 序序安安 装装工工 位位工工 步步走走 刀刀工艺过程工艺过程第三节第三节 生成类型与工艺特点生成类型与工艺特点一、生产纲领一、生产纲领 产品生产纲领：企业在方案期内应当生产的产品年产量。产品生产纲领：企业在方案期内应当生产的产品年产量。零件生产纲领：是包括备品率和废品率在内的年产量。零件生产纲领：是包括备品率和废品率在内的年产量。生生产产纲纲领领是是设设计计工工艺艺规规程程重重要要依依据据，也也是是设设计计车车间间和和工工段的重要依据。段的重要依据。生产纲领确定后，还应确定生产批量生产纲领确定后，还应确定生产批量.二、生产批量二、生产批量生产批量：每批制造相同产品的数量。零件生产批量生产批量：每批制造相同产品的数量。零件生产批量确定生产批量需考虑以下因素：确定生产批量需考虑以下因素：1）市场需求）市场需求2)生产的组织与安排生产的组织与安排3)产品的制造工作量产品的制造工作量4)生产资金的投入生产资金的投入5)制造生产率和本钱制造生产率和本钱三、生产类型三、生产类型 根根据据零零件件生生产产纲纲领领和和零零件件本本身身特特征征（轻轻、重重、大大、小小和和复复杂杂程程度度），以以及及生生产产专专业业化化程程度度的的不不同同，生生产产类类型分为三种：单件生产、成批生产和大量生产。型分为三种：单件生产、成批生产和大量生产。1单件生产特征：产品生产数量少，只做一件或数件；一个工作地进行多工序和多品种的作业；重型机器、大型船舶，样机制造属此类型。2成批生产特征：产品生产数量较多，按周期成批投入生产；一个工作地顺序地、分批地完成不同工件的某些工序；通用机床，数量需求不大，经常更新产品就属此类型。3.大量生产 特征:产品生产数量大，需连续不断地进行生产；一个工作地重复不断地进行某工序的加工；如汽车通用件（轴承、螺栓等）自行车等属此生产类型。第四节第四节 工件加工时的定位和基准工件加工时的定位和基准一、工件的定位一、工件的定位（一）工件的装夹（一）工件的装夹 工件加工前，必须将工件正确安装在机床或夹具中，工件加工前，必须将工件正确安装在机床或夹具中，安装过程包括定位和夹紧。安装过程包括定位和夹紧。定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程，在这定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程，在这一位置接受加工能保证尺寸和形位精度要求。一位置接受加工能保证尺寸和形位精度要求。夹紧：工件定位后将其固定，在加工过程中能承受重力、夹紧：工件定位后将其固定，在加工过程中能承受重力、切削力而保护位置不变的操使其作。切削力而保护位置不变的操使其作。工件固定不动了，是不是定位了？工件固定不动了，是不是定位了？1、夹具装夹 夹具是按工序要求而专门设计的。夹具中的定位元件确定位置，夹具中的夹紧装置实现夹紧。只需把工件装到夹具上，工件就相对于机床和刀具占有正确位置，能保证工件的精度要求。1 1夹具体夹具体 2 2定位元件定位元件 3 3导向元件导向元件 4 4工件工件n夹具装夹的特点：1）易于保证零件加工精度）易于保证零件加工精度2）操作简单、生产效率高）操作简单、生产效率高3）需制造或购置夹具）需制造或购置夹具4、用于成批生产和大批大量生产。、用于成批生产和大批大量生产。n缺点：需投入夹具费用，在单件、需投入夹具费用，在单件、小批量时本钱提高。小批量时本钱提高。2 2、直接找正法、直接找正法、直接找正法、直接找正法 工件定位是由工人用千分表、划针等工具，找正某些外表，以保证被加工外表相对刀具的正确位置。优点：减少夹具开支，适合单件小批量生产或对定位精度要求高（误差小于0.01-0.005），夹具难到达时，可用此法。缺点：效率低、凭经验，对工人要求高。3 3、划线找正法、划线找正法、划线找正法、划线找正法缺点：多一道划线工序，定缺点：多一道划线工序，定位精度决定于划线线迹，位精度决定于划线线迹，不很高（一般不很高（一般0.2-0.2-0.30.3）多用于批量小，）多用于批量小，毛坯精度低和大型工件毛坯精度低和大型工件不宜采用夹具的场合。不宜采用夹具的场合。优点：减少找正时间，对工优点：减少找正时间，对工人技术要求不高。适于人技术要求不高。适于中小批量的复杂铸件或中小批量的复杂铸件或铸件精度较低的精加工铸件精度较低的精加工工序。工序。在工件上画出加工外表的位置，按在工件上画出加工外表的位置，按划线用划针找正被加工外表相对刀划线用划针找正被加工外表相对刀具的正确位置具的正确位置（二）定位原理（二）定位原理1、六点定位原理、六点定位原理 物体在空间具有六个自由度（物体在空间具有六个自由度（XYZ移动移动XYZ转动），工转动），工件定位是采用约束措施限制工件自由度的过程件定位是采用约束措施限制工件自由度的过程 通常用约束点来描述，一个约束点只限制一个自由度通常用约束点来描述，一个约束点只限制一个自由度.例例如一个长方体工件如一个长方体工件 六点定位：用六点定位：用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，使工件在空间位置中完全确定。个自由度，使工件在空间位置中完全确定。2、工件的实际定位、工件的实际定位 实际定位中，常用接触面积很小的支承钉作为约束点。实际定位中，常用接触面积很小的支承钉作为约束点。定位元件所限制的自由度数目，与其大小长度、数量及组合关系有关。1）长短关系：短销限制2自由度，长销限制4自由度2）大小关系：大支承板（3），条形板（2），支承钉（1）3）数量关系：一个短V形块限2，两个限44）组合关系：1个条形支承板限2，2个条形支承板限3，3 3、完全定位与不完全定位、完全定位与不完全定位、完全定位与不完全定位、完全定位与不完全定位完全定位：工件的六个自由度全部被限制完全定位：工件的六个自由度全部被限制完全定位：工件的六个自由度全部被限制完全定位：工件的六个自由度全部被限制不完全定位：根据加工要求，不需将不完全定位：根据加工要求，不需将不完全定位：根据加工要求，不需将不完全定位：根据加工要求，不需将6 6个自由度全部限制。个自由度全部限制。个自由度全部限制。个自由度全部限制。a,1b,2c,3d,4e,5n不完全定位在生产中是允许的。但有时为了承受夹紧不完全定位在生产中是允许的。但有时为了承受夹紧力、切削力、和安装方便力、切削力、和安装方便,可以多限度工件的自由度可以多限度工件的自由度,这是必要的，也是合理的。这是必要的，也是合理的。4、欠定位和过定位、欠定位和过定位n欠定位：根据加工要求，应该限制的自由度而没有被限制。欠定位：根据加工要求，应该限制的自由度而没有被限制。注意注意:1)欠定位不允许存在欠定位不允许存在2)不完全定位不一定就是欠定位不完全定位不一定就是欠定位,要判断应限制的自要判断应限制的自由度是否已被限制由度是否已被限制.n过定位：同一个自由度同时被过定位：同一个自由度同时被2个或个或2个以上的约束点个以上的约束点所限制。也称重复定位。所限制。也称重复定位。n由于过定位，可能会破坏定位，一般情况是不允许的，由于过定位，可能会破坏定位，一般情况是不允许的，但如果工件的定位面精度高，同时定位元件的制造精但如果工件的定位面精度高，同时定位元件的制造精度也很高，此时不仅不会影响定位，而且还能起到提度也很高，此时不仅不会影响定位，而且还能起到提高刚性的作用，这种情况过定位是允许的。高刚性的作用，这种情况过定位是允许的。为减少重复定位造成的加工误差，可采取如为减少重复定位造成的加工误差，可采取如下措施：下措施：（1）改变定位元件结构）改变定位元件结构（2）撤消重复定位的定位元件：）撤消重复定位的定位元件：5、定位分析方法、定位分析方法按思路分：按思路分：正向分析法：从限制了哪些自由度的角度来分析正向分析法：从限制了哪些自由度的角度来分析 逆向分析法：从哪些自由度没有限制的角度来分析逆向分析法：从哪些自由度没有限制的角度来分析按步骤分按步骤分 总体分析法：从工件定位的总体来分析限制了哪些总体分析法：从工件定位的总体来分析限制了哪些自由度。该方法易于判断是否存在欠定位。自由度。该方法易于判断是否存在欠定位。分件分析法：从各定位面所受约束来分析所限制的分件分析法：从各定位面所受约束来分析所限制的自由度。该方法易于判断是否存在过定位。自由度。该方法易于判断是否存在过定位。进行定位分析时，先分析限制自由度较多的定位元进行定位分析时，先分析限制自由度较多的定位元件，再分析限制自由度较少的定位元件。件，再分析限制自由度较少的定位元件。二、基准二、基准 基准：是用于来确定生产对象上几何要素间的几何关系基准：是用于来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点线面。所依据的点线面。根据基准作用的不同，基准分为设计基准和工艺基准。根据基准作用的不同，基准分为设计基准和工艺基准。（一）（一）（一）（一）设计基准设计基准设计基准设计基准 零零件件设设计计图图样样上上所所采采用用的的基基准准。是是图图纸纸上上用用来来确确定定其其它它点点线线面面位位置置的的那那些些点点线线面面。它它根根据据零零件件在在产产品品中中功能、作用和加工工艺性来确定。功能、作用和加工工艺性来确定。一般情况应以装配基准作为设计基准一般情况应以装配基准作为设计基准（二）（二）（二）（二）工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准 在加工和装配过程中使用的基准。按用途不同在加工和装配过程中使用的基准。按用途不同工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。1、工序基准、工序基准 工工序序基基准准是是指指工工序序图图(工工序序卡卡中中)上上确确定定被被加加工工外外表表尺尺寸寸、位置所使用的基准，在多数情况下该基准与设计基准重合。位置所使用的基准，在多数情况下该基准与设计基准重合。工工序序基基准准可可以以是是工工件件上上具具体体存存在在的的外外表表，也也可可以以是是中中心心线线、对对称称面面或对称线。或对称线。2 2、定位基准定位基准定位基准定位基准 定定位位基基准准是是指指在在加加工工中中，使使工工件件在在机机床床或或夹夹具具中中占占有有正正确确位位置置所所采采用用的的基基准准。定定位位基基准准尽尽可可能能与与设设计计基准重合基准重合.附加基准附加基准附加基准附加基准(也称辅助基准也称辅助基准也称辅助基准也称辅助基准)3、测量基准、测量基准 测测量量基基准准是是指指在在加加工工中中或或加加工工后后，用用于于测测量量工工件各外表尺寸、形状和位置所使用的基准。件各外表尺寸、形状和位置所使用的基准。4 4、装配基准、装配基准、装配基准、装配基准装配基准：确定零件在部件或产品中位置的基准。装配基准：确定零件在部件或产品中位置的基准。注注意意：一一般般用用装装配配基基准准作作为为设设计计基基准准,用用设设计计基基准准作作定位基准和测量基准定位基准和测量基准.谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH
