《机械设计制造基础》 课件 第1章 机械制造概论

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1、1.1 机械制造过程的基本术语及概念,第一讲,第一章 机械制造概论,1.2 机械加工表面的成形,1.3 机械加工方法,1.1 机械制造过程的基本术语及概念,1.1.1 生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品质量和进度计划，某零件的年生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量，可按下式计算 N=Qn(1+a%)(1+b%) N-零件的年生产纲领（件/年）； Q-产品的年产量（台/年）； n-每台产品中该零件的数量（件/台）； a%-备品率； b%-废品率；,第一讲,第一章 机械制造概论,1.1.2生产类型,生产类型是指某生产单位（企业、车间、班组、工段、工作地）生产专业化程度的分类。一般

2、分为三种生产类型： 1、单件生产： 2、成批生产：按批量大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。 3、大量生产： 生产类型的划分主要取决于生产纲领、产品大小、结构复杂程度，下表列出了他们之间的关系。,第一讲,第一章 机械制造概论,此处缺一表，本张供插入表格用,1.1.2 生产过程 生产过程指的是将原材料（或半成品）转变为成品（机械）所进行的全部过程。 生产过程包含的主要阶段是： 毛坯制造阶段（铸、锻、型材、粉末冶金） 零件加工阶段（机加工、冲压、焊接、铆接、热处理等车间） 装配阶段（装配车间） 试验调试阶段（试验车间或工段） 油漆、包装 出厂（入库） 此外还包括： 生产准备工作阶段

3、：制订生产计划、制订工艺文件、准备生产工具。 生产辅助工作阶段：设备维修，原料的运输、保管、准备，刀具刃磨，生产统计、核算等,第一讲,第一章 机械制造概论,1.1.3 工艺过程及其组成 1. 工艺过程 在生产过程中，凡是直接改变原材料的形状、尺寸、相对位置和性质等使之成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。 2. 机械加工工艺过程 用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的工艺过程，称为机械加工工艺过程 。,第一讲,第一章 机械制造概论,1.14. 机械加工工艺过程的组成,机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中的每一个工序又可依次细分为安装、

4、工位、工步和走刀。 （1）工序 机械加工工艺过程的工序是指：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。根据这一定义，只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。因此，同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排，例如图1-1所示:,第一讲,第一章 机械制造概论,图1-1 阶梯轴简图,第一讲,第一章 机械制造概论,零件的加工内容是：加工小端面；对小端面钻中心孔；加工大端面；对大端面钻中心孔；车大端外圆；对大端倒角；车小端外圆；对小端倒角；铣键槽；去毛刺。这些加工内容可以安排在两个工序中完成（表1-1）；也可以安

5、排在四个工序中完成（表1-2）；还可以有其它安排。工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关。 表1-1 阶梯轴第一种工序安排方案,第一讲,第一章 机械制造概论,表1-2 阶梯轴第二种工序安排方案,第一讲,第一章 机械制造概论,（2）安装 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分工序内容称为一个安装。例如表1-1中的工序1，在一次装夹下完成后尚需有三次调头装夹，才能完成全部工序内容，因此该工序共有四次安装；表1-1工序2是在一次装夹下完成全部工序内容，故该工序只有一次安装。,第一讲,第一章 机械制造概论,表1-3 工序和安装,第一讲,第一章

6、 机械制造概论,（3）工位 在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对机 床床身变换加工位置。我们把工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定不分所占据的每一个位置称为工位。 （4）工步 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步内容，称为一个工步。 按照工步的定义，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应属于一个工步，此时若有几把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步。,第一讲,第一章 机械制造概论,第一讲,第一章 机械制造概论,（a）连续工步 （b）复合工步 图1-2 连续工步和复合工步,第一讲,第一章 机械制造概论

7、,（5）走刀 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚，不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀，走刀次数又称过程行程次数。,返回,第一讲,第一章 机械制造概论,2020/8/18,1.2 机械加工表面的成形 1.2.1 工件表面的成形方法 1被加工工件的表面形状 2工件表面的形成方法 各种典型表面都可以看做是一条线（称为母线）沿着另一条线（称为导线）运动的轨迹。母线和导线统称为形成表面的发生线。 需要注意的是，有些表面的两条发生线完全相同，只因母线的原始位置不同，也可形成不同的表面。,第二讲,第一章 机械制造概论,2020/

8、8/18,18,第二讲,第一章 机械制造概论,（a）平面 （b）成形表面 （c）圆柱面 （d）圆锥面 （e）球面 （f）圆环面 （g）螺旋面 图1- 组成工件轮廓的几种几何表面,第二讲,第一章 机械制造概论,2020/8/18,(a) 圆柱面 (b) 圆锥面 (c) 双曲面 图1- 母线原始位置变化时形成的表面,第二讲,第一章 机械制造概论,3零件表面的形成方法及所需的成形运动 （1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 （4）展成法用展成法生成发生线时，刀具与工件之间的相对运动通常由两个分运动组合而成，它们之间保持严格的运动关系，彼此不独立，共同组成一个运动，称为展成运动。,第二讲,第一章 机

9、械制造概论,图1- 形成表面发生线的四种方法,第二讲,第一章 机械制造概论,1.2.2 表面成形运动和辅助运动 1表面成形运动 要形成发生线，需要刀具与工件之间作相对运动。这种形成发生线，亦即形成被加工表面的运动，称为表面成形运动，简称成形运动。 （1）简单成形运动 如果一个独立的成形运动，是由单独的旋转运动或直线运动构成，则称此成形运动为简单成形运动。 （2）复合成形运动 如果一个独立的成形运动，是由两个或两个以上的旋转运动或直线运动按照某种驱动的运动关系组合而成，则称此运动为复合成形运动。如车螺纹。,第二讲,第一章 机械制造概论,（3）主运动 主运动是切下切屑的最基本运动，其速度最高，消耗

10、功率最大，同时主运动只有一个。 （4）进给运动 进给运动是使金属层不断投入切削，从而获得完整表面的运动。与主运动相比，速度较低，消耗功率较少。进给运动可以有一个或几个，可以是连续的，也可以是间断的。 2辅助运动 (1)各种空行程运动 ； (2)切入运动； (3)分度运动； (4)操作和控制运动。,第二讲,第一章 机械制造概论,1.2.3 加工表面与切削要素 1加工表面 （1）待加工表面 它是工件上即将被切去切屑的表面。 （2）已加工表面 工件上经刀具切削后形成的表面。 （3）过渡表面 工件上被切削刃正在切削的表面。它总 是处在待加工表面与己加工表面之间。 2切削要素 切削要素主要指切削过程的切

11、削用量要素和在切削过程中由余量变成切屑的切削层参数,第二讲,第一章 机械制造概论,图1- 车削加工时的切削运动、加工表面及切削层参数,第二讲,第一章 机械制造概论,2020/8/18,（1）切削用量要素 1）切削速度 vc 2）进给量f 3）背吃刀量 ap （2）切削层参数 1）切削层公称厚度 2）切削层公称宽度 3）切削层公称横截面积,第二讲,第一章 机械制造概论,1.3 机械加工方法 1.3.1 车削,第一讲,第一章 机械制造概论,1.3.2 铣削 1.周铣法 ;2.端铣法 ;3.顺铣 ;4.逆铣,第二讲,第一章 机械制造概论,1.3.3 刨削,第二讲,第一章 机械制造概论,1.3.4 磨

12、削 砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的滑擦、耕犁和切削三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过砂轮粘合剂强度时，磨钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，此即为砂轮的“自锐性”。,第二讲,第一章 机械制造概论,第二讲,第一章 机械制造概论,1.3.5 钻削与镗削,第二讲,第一章 机械制造概论,1.3.6 齿面加工 齿轮齿面加工方法可分为两大类：成形法和展成法。成形法加工齿面所使用的机床一般为普通铣床，刀具为成形铣刀，需要两个简单成形运动：刀具的旋转运动B1为其主运动和直线移动A2为其进给运动，如图1-20所示。展成法加工齿面的常用机床有滚齿机（如Y3150E型滚齿机）、插齿机（如工件径向进给和调位Y5132型插齿机）等。在滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时，滚刀的旋转为其主运动，同时还需要两个复合成形运动：由滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12组成的展成运动，由刀架轴向移动A21和工件附加旋转运动B22组成差动运动。前者产生渐开线齿形，后者切出螺旋线齿长。,第二讲,第一章 机械制造概论,第二讲,第一章 机械制造概论,第一讲,第一章 机械制造概论,第二讲,第一章 机械制造概论,