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1、第一节第一节 机械制造工程学科的发机械制造工程学科的发展展第二节第二节 生产过程、工艺过程与生产过程、工艺过程与工工 艺系统艺系统第三节第三节 生产类型与工艺特点生产类型与工艺特点第四节第四节 工件加工时的定位和基工件加工时的定位和基准准第一章第一章 绪绪 论论一、制造的永恒性一、制造的永恒性（一）机械制造技术的发展（一）机械制造技术的发展（二）制造技术的重要性（二）制造技术的重要性 1、社会发展与制造技术密切相关、社会发展与制造技术密切相关 2、制造技术时科学技术物化的基础、制造技术时科学技术物化的基础 3、制造技术时所有工业的支柱、制造技术时所有工业的支柱 4、国力和国防的后盾、国力和国防
2、的后盾第一节第一节 机械制造工程学科的发展机械制造工程学科的发展二、广义制造论二、广义制造论 （一）制造设计一体化（一）制造设计一体化 设计不仅是指产品设计，而且包括工艺设计、设计不仅是指产品设计，而且包括工艺设计、生产调度设计、质量控制设计等。生产调度设计、质量控制设计等。 1、手工业生产阶段、手工业生产阶段 2、大工业生产阶段、大工业生产阶段 3、虚拟现实工业生产阶段、虚拟现实工业生产阶段 （二）材料成形机理的扩展（二）材料成形机理的扩展 表表1-1 （三）制造技术的综合性（三）制造技术的综合性 以机械为主体，交叉融合了光、电、信息、以机械为主体，交叉融合了光、电、信息、材料、管理等学科的
3、综合体，并与社会科学、文材料、管理等学科的综合体，并与社会科学、文化、艺术等关系密切。化、艺术等关系密切。（四）制造模式的发展（四）制造模式的发展（五）产品的全生命周期（五）产品的全生命周期 传统：设计、加工、装配传统：设计、加工、装配 发展：市场调研、设计制造、销售、维修、发展：市场调研、设计制造、销售、维修、报报 废处理等。废处理等。 （六）丰富的软硬件工具、平台和支撑环境（六）丰富的软硬件工具、平台和支撑环境三、机械科学技术的发展三、机械科学技术的发展 主要沿着主要沿着“广义制造广义制造”或称或称“大发展大发展”的方向的方向发展。发展。 图图1-3 第二节第二节 生产过程、工艺过程生产过
4、程、工艺过程与工艺系统与工艺系统一、机械产品生产过程一、机械产品生产过程二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程三、机械加工工艺系统三、机械加工工艺系统一、机械产品生产过程一、机械产品生产过程 机械产品生产过程：机械产品生产过程：指从原材料到该机械产品出指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程厂的全部劳动过程。 1 1、主要劳动过程包括主要劳动过程包括：毛坯毛坯加工加工热处理热处理装配装配检验检验试车试车油漆油漆 2、辅助劳动过程包括辅助劳动过程包括：包装包装储存储存运输运输 随着机械产品复杂程度的不同，其生产过程可以由随着机械产品复杂程度的不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以
5、由多各工厂联合完成一个车间或一个工厂完成，也可以由多各工厂联合完成二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程（一）机械加工工艺过程的概念（一）机械加工工艺过程的概念是机械产品生产过程的一部分，是对是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种机械产品中的零件采用各种加工方法加工方法。直接。直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能。及力学物理性能。例如：切削加工、磨削加工、电加工、超声例如：切削加工、磨削加工、电加工、超声加工、电子束及离子束加工等加工、电子束及离子束加工等 机械加工工艺过程机械加工工艺过程由由若干个工序若干个工序组成
6、。组成。 每一个工序又可依每一个工序又可依次细分为次细分为安装、工位、安装、工位、工步和走刀工步和走刀。（二）机械加工工艺过程的组成（二）机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程中的机械加工工艺过程中的工序工序是指：是指：一个一个（或一组）（或一组）操作者操作者在在一个工作地点一个工作地点对对一一个（个（或同时对几个）或同时对几个）工件工件 连续完成连续完成的那的那一部分工艺过程。一部分工艺过程。只要操作者、工作地点、工作对象（工只要操作者、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则件）之一发生变化或不是连续完成，则成为另一个工序。成为另一个工序。1. 工序概念（工序概念（3个个1
7、）零件的加工内容是：零件的加工内容是：加工小端面；加工小端面；对小端面钻中心孔；对小端面钻中心孔；加工大端面；加工大端面；对大端面钻中心孔对大端面钻中心孔车大端外圆；车大端外圆；对大端倒角；对大端倒角；车小端外圆；车小端外圆；对小端倒角；对小端倒角；铣键槽；铣键槽；去毛刺。去毛刺。例表表 1 11 1 阶阶梯梯轴轴的的一一种种工工序序安安排排方方案案 工序号 工序内容 设备 1 加工小端面， 对小端面钻中心孔， 粗车小端外圆， 对小端倒角；加工大端面， 对大端面钻中心孔， 粗车大端外圆， 对大端倒角；精车外圆 车床 2 铣键槽，手工去毛刺 铣床 表 1-2 阶梯轴第二种工序安排方案 工序号 工
8、序内容 设备 1 加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角 车床 2 加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角 车床 3 精车外圆 车床 4 铣键槽，手工去毛刺 铣床 1：只要操作者、工作地点、工作对象（工件）：只要操作者、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。一个工序。2：同一个零件、同样的加工内容可以有不同：同一个零件、同样的加工内容可以有不同的工序安排的工序安排3：工序安排和工序数目的确定与零件的技术：工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、生产类型和现有工艺条件等有关。要求、生产类型
9、和现有工艺条件等有关。（为什么？）（为什么？）结论结论如果在一个工序中需要对工件进行如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个分工序内容称为一个安装安装。装夹装夹是指定位和夹紧的操作过程。是指定位和夹紧的操作过程。2安装安装表表 1 1- -3 3 工工 序序 和和 安安 装装 工序号 安装号 工 序 内 容 设备 1 车 小 端 面 ， 钻 小 端 中 心 孔 。 粗 车 小 端 外 圆 ， 倒 角 2 车 大 端 面 ， 钻 大 端 中 心 孔 。 粗 车 大 端 外 圆 ， 倒 角 3 精 车 大 端 外 圆 1 4
10、精 车 小 端 外 圆 车 床 2 1 铣 键 槽 ， 手 工 去 毛 刺 铣床 表表 1 11 1 阶阶梯梯轴轴的的一一种种工工序序安安排排方方案案 工序号 工序内容 设备 1 加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；精车外圆 车床 2 铣键槽，手工去毛刺 铣床 表 1-2 阶梯轴第二种工序安排方案 工序号 工序内容 设备 1 加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角 车床 2 加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角 车床 3 精车外圆 车床 4 铣键槽，手工去毛刺 铣床 问题：问题： 表表
11、1-2中各工序各有几次安装？一次安装完成中各工序各有几次安装？一次安装完成的工序内容是什么？的工序内容是什么？在工件的一次安装中，通过分度（或移位）在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置。每装置，使工件相对于机床床身变换加工位置。每一个加工位置上的安装内容称为工位。在一个安一个加工位置上的安装内容称为工位。在一个安装中，可能只有一个工位，也可能需要有几个工装中，可能只有一个工位，也可能需要有几个工位。位。如果一个工序只有一个安装，并且该安装中如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是安装内容，同时只有一个工位，则工序内容就是安装内容
12、，同时也就是工位内容。也就是工位内容。3工位工位立轴式回转工作台：立轴式回转工作台：一个安装有四个工一个安装有四个工位。位。工位工位I：装卸工件，：装卸工件，工位工位IIIV：分别加：分别加工零件的三个表面。工零件的三个表面。工步：工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称不变的情况下所完成的工位内容，称为一个为一个工步工步复合工步：复合工步：对于带回转刀架的机床（转塔车床，加工中对于带回转刀架的机床（转塔车床，加工中心），其回转刀架的一次转位所完成的工位内容心），其回转刀架的一次转位所完成的工位内容应属一个工步，此时若有
13、几把刀具同时参与切削，应属一个工步，此时若有几把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步。该工步称为复合工步。应用应用复合工步目的复合工步目的：主要是为了提高工作效：主要是为了提高工作效率。率。4工步工步一次转位形成一次转位形成一个工步（复一个工步（复合工步）合工步）复合钻头复合钻头同时铣几个平面同时铣几个平面 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次步内容，称为一次走刀走刀。一个工步可包括一次或数次走刀一个工步可包括一次或数次走刀.走刀次数又称行程次数。走刀次数又称行程次数。5.走刀走刀n三、机械加工工艺系统三、机械加工工艺系统 零件进行机械加
14、工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造系统。组成： 物质分系统物质分系统：工件、机床、工具和夹具 信息分系统信息分系统：现代的数控机床、加工中心和生产线和信息技术密切相关。具有信息分系统。 能量分系统能量分系统：指动力供应。第三节第三节 生产类型与工艺特点生产类型与工艺特点一、生产纲领一、生产纲领 企业根据市场需求和自身的生产能力决定生企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。度计划称为生产纲领。年生产纲领年生产纲领 计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。计划期为一年的生
15、产纲领称为年生产纲领。 零件的年生零件的年生产纲领通常按下式计算：产纲领通常按下式计算： 年生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是年生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间（或工段）设计的基本依据。车间（或工段）设计的基本依据。NN零件的年生产纲领（件年）；零件的年生产纲领（件年）；QQ产品的年产量（台年）；产品的年产量（台年）；nn每台产品中该零件的数量（件台）；每台产品中该零件的数量（件台）；%备品率；备品率；%废品率。废品率。%)%1( QnN生产批量生产批量 生产批量是指一次投入或产出的同一产品（或零件）的生产批量是指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。数量。 n n每
16、批中的零件数量每批中的零件数量( (件件/ /批）批） NN年生产纲领（件年生产纲领（件/ /年）年） AA零件应该储备的天数（天零件应该储备的天数（天/ /批）批） FF一年中工作日天数（天一年中工作日天数（天/ /年）年）FNAn（三）生产类型及其工艺特点（三）生产类型及其工艺特点大量生产大量生产成批生产：大批、中批、小批成批生产：大批、中批、小批单件生产单件生产表表 1-4 各种生产类型的规范各种生产类型的规范零件的年生产纲领零件的年生产纲领（件（件/年）年）生产类型生产类型重型机械重型机械中型机械中型机械轻型机械轻型机械单件生产单件生产小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产大
17、量生产大量生产0050000 从工艺特点上看，由于小批量生产和单件从工艺特点上看，由于小批量生产和单件生产的工艺特点相似，大批生产和大量生产的生产的工艺特点相似，大批生产和大量生产的工艺特点相似工艺特点相似单件、小批生产单件、小批生产中批生产中批生产大批大量生产大批大量生产这三种生产类型的工艺特点归纳如下：这三种生产类型的工艺特点归纳如下：表 1-5 各种生产类型的
18、工艺特点 特 类型 点项 目单件小批生产中批生产大批生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯的制造方法及加工余量木 摸 手 工 造型；自由段。毛坯精度低，加工余量大部 分 铸 件 用 金 属模；部分铸件用模锻 ， 毛 坯 精 度 中等。加工中等广泛采用金属模机器造型、压铸、精铸、模锻，毛坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式通用机床，按类别和规格大小，采用机群式排列布置部 分 采 用 通 用 机床，部分采用专用机 床 ， 按 零 件 分类，部分布置成流水线，布置成机群式广泛采用专用机床，按流水线或自动线布置夹具通用夹具或组织夹具，必要时采用专用夹具广 泛 使 用 专 用 夹具，可调夹具广泛
19、使用高效的专用夹具生产类型不同，其工艺特点有很大差异生产类型不同，其工艺特点有很大差异刀具和量具通用刀具和量具按零件产量和精度部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具广泛使用高效专用刀具和量具工件的装夹方法划线找正装夹，必耍时采用通用夹具或专用夹具装夹部分采用划线找正、广泛采用通用或专用夹具装夹具广泛使用高效率专用刀具和量具装配方法广泛采用配刮少量采用配利，多采用互换装配法采用互换装配法操作工人平均技术水平高一般高生产率低一般低成本高一般低工艺文件用简单的工艺过程卡管理生产有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产详细 制 订 工艺 规程，用工序卡、操作卡及调整卡管理生产各种生产类型都朝柔性化方向发展各种生产类型都朝柔性化方向发展生产过程发展趋势：智能化生产过程发展趋势：智能化 柔性化柔性化
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