書名 機械制造工程ISBN 978 7 111 47620 7作者 郭彩芬出版社 機械工業出版社本書配有電子課件 第1章機械制造工藝基礎 本章要點 生產過程的概念工藝過程及其組成生產綱領與生產類型各種機械制造方法機械制造工藝系統 教學重點 掌握機械產品生產過程的概念及組成 掌握機械制造工藝及工藝系統的含義和相關概念 掌握機械加工工藝過程的組成掌握生產綱領的計算方法和各生產類型的分類 教學難點 工序 三同一連續 原則的工程含義 工序的劃分與組成 第1章機械制造工藝基礎 1 1 1生產過程 1 生產技術準備過程 產品設計 工藝設計和專用工藝裝備的設計制造 2 生產服務 包括原材料 半成品 工具的供應 運輸和保管 3 毛坯制造 如鑄造 鍛造和沖壓等 4 零件的加工 表面處理過程5 生產裝配 部裝 調試 總裝 6 產品包裝 產品裝箱 包裹 捆扎等工作 1 1機械產品生產過程 圖1 1產品的生產過程 1 1 2工藝過程 工藝 是使各種原材料 半成品成為成品的方法和過程 機械加工工藝過程 用機械加工方法來改變生產對象的形狀 尺寸 相對位置和性質等 使其成為成品或半成品的過程 圖1 2產品零部件加工工藝路線 1 1機械產品生產過程 1 工序 1 工序定義工序是一個 或一組 工人 在一個工作地對同一個 或同時對幾個 工件進行加工所連續完成的那部分工藝過程 工序是組成工藝過程的基本單元 也是生產計劃的基本單元 特點 三同 一個連續 1 1機械產品生產過程 表1 1階梯軸加工工藝過程 單件小批生產 表1 2階梯軸加工工藝過程 中批生產 1 1機械產品生產過程 2 工序的分類1 工藝工序 它是工人利用勞動工具改變勞動對象的物理和化學性質 使之成為產品的工序 可分為一般工序 重要工序和關鍵工序 關鍵工序 對產品質量起決定性作用的 直接明顯影響最終產品質量的工序 主體工序 如沖壓 車削 銑削 輔助工序 如去毛刺 除銹等 2 檢驗工序 對原材料 半成品和成品等進行質量控制 檢驗 評估 的工序 3 運輸工序 在工藝工序之間 工藝工序和檢驗工序之間 搬運輸送原材料 半成品和成品的工序 1 1機械產品生產過程 2安裝與工位 1 安裝 是工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序 2 工位為了完成一定的工序內容 工件一次裝夾后 工件或裝配單元與夾具或設備的可動部分 一起相對于夾具或設備的固定部分 所占據的每一個位置 叫做工位 也就是說 機械加工的某道工序中 工位就是借助于轉位 移位工作臺或轉位夾具 工件在機床上占據的每個位置 1 1機械產品生產過程 圖1 4四工位加工 1 1機械產品生產過程 3工步與工作行程 1 工步工步是在加工表面 或裝配時的連接表面 和加工 或裝配 工具不變的情況下 所連續完成的那一部分工序 復合工步 用幾把刀具同時分別加工幾個表面 2 工作行程也稱走刀 它是切削工具以加工進給速度 相對工件所完成一次進給運動的工步部分 1 1機械產品生產過程 圖1 5采用組合銑刀的復合工步 1 1機械產品生產過程 復合工步舉例 1 1機械產品生產過程 1 2獲得預定精度的加工方法 1 加工精度定義 機械加工后 零件的實際幾何參數值 尺寸 形狀和位置 與設計理想值的符合程度 稱為機械加工精度 簡稱加工精度 它們之間的不符合程度稱為加工誤差 包括三個方面 1 尺寸精度 限制加工表面與其基準面間尺寸誤差不超過一定范圍 2 形狀精度 限制加工表面宏觀幾何形狀誤差 如圓度 圓柱度 平面度 直線度等 3 位置精度 限制加工表面與其基準面間的相互位置誤差 如平行度 垂直度 同軸度等 1 2獲得預定精度的加工方法 2 獲得加工精度的方法 1 獲得表面形狀精度的加工方法1 軌跡法 這種方法是依靠刀具與工件的相對運動軌跡來獲得工件形狀的 這時刀具的切削刃與被加工表面間為點接觸 當該點按給定的規律運動時 便形成了所需的發生線 圖1 8軌跡法 1 2獲得預定精度的加工方法 2 成形法 成形法是指刀具與工件表面之間為線接觸 切削刃的形狀與形成工件表面的發生線完全相同 圖1 9成形法 1 2獲得預定精度的加工方法 3 展成法 展成法是指各種齒形表面進行加工時 刀具的切削刃與工件表面之間為線接觸 但切削刃形狀不同于齒形表面形狀 刀具與工件之間作展成運動 或稱嚙合運動 齒形表面的母線是切削刃各瞬時位置的包絡線 圖1 10展成法 1 2獲得預定精度的加工方法 4 相切法 是指利用刀具邊旋轉邊作軌跡運動對工件進行加工的方法 相切法中 刀具的各個切削刃的運動軌跡共同形成了曲面的發生線 圖1 11相切法 1 2獲得預定精度的加工方法 2 獲得尺寸精度的方法1 試切法2 調整法3 定尺寸刀具法4 主動測量法5 自動控制法 3 獲得位置精度的方法1 根據工件上的有關基準 找出工件在加工 或裝配 時的正確位置 即用找正法來保證工件的相互位置精度 2 用夾具裝夾工件 工件的位置精度由夾具保證 1 3生產綱領與生產類型 1 3 1生產綱領1 生產綱領生產綱領是指企業在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃 因計劃期常常定為1年 所以也稱為年產量 年度生產計劃也稱作年生產綱領 零件的生產綱領要記入備品和廢品的數量 N Qk 1 i1 1 i2 表1 3生產類型劃分 1 3生產綱領與生產類型 表1 4各種生產類型的工藝特征 1 3生產綱領與生產類型 表1 4各種生產類型的工藝特征 續 1 3生產綱領與生產類型 1 4機械加工方法 1 4 1去除加工去除加工 又稱分離加工 分離成形 它是從工件表面去除 分離 部分材料而成形 去除加工使工件的質量 重量 由大變小 外形 體積都隨之發生變化 常用加工方法 切削加工 特種加工中的電火花加工 電子束加工 離子束加工 等離子加工 激光加工 超聲加工 電解加工 化學銑削 電解磨削 加熱機械切割 振動切削 超聲研磨 超聲電火花加工 高壓水切割 爆炸索切割等 1 4機械制造方法 表1 5各種去除加工的特點和適用范圍 表1 5各種去除加工的特點和適用范圍 續 1 4機械制造方法 1 4 2結合加工結合加工 是利用物理和化學方法 像做 加法 一樣累加成形 將相同材料或不同材料結合在一起的累加成形制造方法 結合加工過程中 工件外形體積由小變大 結合加工的加工類型有 1 兩種相同或不同材料通過物理或化學方法連接在一起的連接 接合 加工 如焊接 鉚接 膠接 粘結 快速成形制造等 2 在工件表面覆蓋一層材料的附著 沉積 加工 如電鍍 電鑄 噴鍍 涂裝 搪瓷等 另外 晶體生長 也屬于結合加工 它主要是半導體制造技術的工藝方法 常用結合加工的方法及適用范圍見表1 6 1 4機械制造方法 表1 6常用結合加工方法的特點和適用范圍 1 4機械制造方法 1 4 3變形加工變形加工是利用力 熱 分子運動等手段 使工件材料產生變形 改變其形狀 尺寸和性能 它是使工件外形產生變化 但體積不變的 等量 加工 1 聚集成形聚集成形把分散的原材料通過相應的手段聚集而獲得所需要的形狀 主要有鑄造 粉末冶金 非金屬材料 塑料 橡膠 玻璃 復合材料 成形等 2 轉移成形轉移成形是利用固態材料本身的質點相對位移 通過相應的工藝手段獲得所需形狀的工藝方法 主要有壓力加工 包括鍛造 軋制 沖壓 擠壓 旋壓 拉拔等 冷作 又稱鈑金 包括變形 收縮 整形等 表面噴砂粗化與光整 包括作表面預處理表面噴砂粗化 作表面強化處理的滾光 擠光等 纏繞和編織 如彈簧纏繞加工 篩網編織等 等 1 4機械制造方法 1 4 4改性加工改性加工是工件外形不變 工件體積不變 但其機械 物理或化學特性 形態 化學成分 組織結構 應力狀態等 發生改變的加工方法 改性加工有整體改性和表面改性 一般常采用表面改性加工 機械制造方法中的改性加工主要有熱處理 包括整體熱處理 表面熱處理 化學熱處理 化學轉化膜 包括發藍膜 磷化膜 草酸鹽膜 鋁陽極氧化膜等 表面強化 包括噴丸強化 擠壓強化 離子注入等 等 工件在磁力夾具上卸下后 進行的 退磁 也是屬于 改性加工 1 4機械制造方法 1 機械制造系統是在特定的環境下 見圖1 6 依托物料流 能量流 信息流和資金流 由 人 機 料 法 環 測 運 管 等軟件硬件要素組成的 采用機械制造工藝 制造能增益的社會需求的產品的有機整體 2 機械加工工藝系統機械切削加工物質分子系統 是指在機械切削加工中由工具 機床 夾具和