机械工艺学第一章

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1、MMT1第1章 绪论本章要点机械制造工程学科发展工艺过程与工艺系统生产类型与工艺特点基准与定位MMT2第1章 绪论学习指南 本章首先介绍机械工程学科的发展，强调制造技术在当今社 会发展中的重要地位；然后介绍机械加工工艺的一些基本知识， 包括工艺过程与工艺系统，生产类型与其工艺特点等；最后对加 工中的重要问题基准与定位进行详细论述。 学习本章应对机械工程学科的发展有较全面的了解，对机械 制造工艺过程和工艺系统、生产类型与工艺特点有正确理解；特 别是对基准与定位概念有深入理解，并能将其正确应用在实际生 产中。 为准确把握基准与定位概念，需对大量工程实例进行分析， 并应进行较多的练习。针对练习中的问

2、题，可以安排习题课，必 要时也可以组织课堂讨论。 本章建议学时6。MMT3机械制造工艺学第1章 绪论Intrduction1.1 机械制造工程学科的发展Development of Mechanical Manufacturing TechnologyMMT1.1.1 制造的永恒性机械制造技术的发展 机械制造技术两方面含义： 1）用机械来加工零件（或工件） 的技术； 2）制造某种机械的技术。 先进制造技术：将机械、电子、信息、材料、能源和管理等 方面技术，进行交叉、融合和集成，综合应用于产品全生命周期 的制造全过程，包括市场需求、产品设计、工艺设计、加工装配、 检测、销售、使用、维修、报废处理

3、等，以实现优质、敏捷、高 效、低耗、清洁生产，快速响应市场的需求。 制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术 物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家 工业化的关键。4MMT51.1.1 制造的永恒性制造技术的重要性 社会发展与制造技术密切相关：人类的发展过程就是一个不断 制造的过程。MMT61.1.1 制造的永恒性 制造技术是科学技术物化的基础制造系统工程学体系结构MMT1.1.1 制造的永恒性 制造技术是所有工业的支柱 世界发达国家无不具有强大的制造业。 机械制造业是制造业的基础，是重中之重。当今制造业的社会功能 7MMT1.1.1 制造的永恒性 国力和国防的后盾 国家

4、经济和军事实力与制造技术密不可分。 日本、德国由于重视制造业，二次大战后国力很快恢复，经 济实力处于世界前列。 与此相反，美国在相当长一段时 间内忽视了制造技术发展，结果导 致经济衰退，竞争力下降，直至克 林顿执政期间情况才有所改变。 2008年美国爆发的次贷危机及其 引起的金融海啸，2011年开始的欧债 危机，从另一个角度表明制造业的重 要地位。8MMT91.1.2 广义制造论狭义制造与广义制造 狭义制造传统意义上的制造，由于设计和工艺分家，制造 被定位于制造工艺。它是指生产过程从原材料转变成成品直接起 作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、 检验、包装等具体操作（物质流）

5、。 广义制造狭义制造的扩展，又称为“大制造”。CIRP（国 际生产工程科学院）定义：制造包括制造企业的产品设计、材料 选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运 作和活动。MMT1.1.2 广义制造论广义制造形成因素 制造设计一体化 工艺与设计密切结合（设计不仅指产品设计，而且包括工艺 设计、生产调度设计和质量控制设计等）。 制造技术发展的三个重要里程碑： 手工业生产阶段依靠工匠技艺，体脑结合，设计工艺 一体，生产率低下。 大工业生产阶段18世纪20世纪中叶，使用机器，劳 动分工，设计与工艺分开，专业技术发展，机械化与自动化 使生产率大幅度提升。 虚拟现实工业生产阶段信息技术与制

6、造技术融合，形 成计算机集成制造模式，设计与工艺高度结合，生产率进一 步提升，市场响应能力大大加强。10MMT1.1.2 广义制造论 去除加工 而成形。 结合加工又称为分离加工，是从工件上去除一部分材料利用物理和化学方法将相同材料或不同材料结 合（bonding）在一起而成形。按结合机理和结合强弱又可 分为附着（deposition）、注入（injection）和连接（jointed） 三种。 变形加工又称为流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能，如特种锻 造、特种铸造等。11 材料成形机理的扩展 传统制造工艺：冷加工，热加工 现代加工成形机理：去除加工，

7、结合加工，变形加工MMT121.1.2 广义制造论材料成形机理的范畴MMT1.1.2 广义制造论 制造技术综合性现代制造技术是一门以机械为主体，交叉融合光、电、信息、 材料、管理等学科的综合体，并与社会科学，文化、艺术等密切 相关。 制造模式发展计算机集成制造是制造技术与信息技术相结合的产物。集成制 造系统首先强调信息集成，即计算机辅助设计、计算机辅助制造 和计算机辅助管理的集成。进一步发展出柔性制造、敏捷制造、 虚拟制造、网络制造、智能制造和协同制造等多种制造模式。 丰富的硬软件工具、平台和支撑环境（硬件是基础，软 件是支撑） 产品全生命周期13MMT141.1.2 广义制造论产品生命周期全

8、过程MMT15现代制造技术现代设计技术1.1.3 机械制造科学技术的发展设计方法学和创新设计 生命周期设计和并行工程现代加工技术现代成形与改进技术反求工程设计 绿色产品设计 微型产品设计现代成形与改进技术材料成形过程仿真 质量监控与无损检测 清洁成形与改进技术制造系统与管理技术高速与超高速加工 精密工程与纳米技术 特种加工技术 数控加工技术 自动化加工技术柔性制造技术 集成制造技术 虚拟制造技术 智能制造技术 先进制造技术 工业工程 机械制造科学技术的发展方向MMT16机械制造工艺学第1章 绪论Intrduction1.2 生产过程、工艺过程与工艺系统Production Process，Ma

9、nufacturing Process andManufacturing SystemMMT171.2.1 机械产品生产过程机械产品生产过程 指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。 包括直接生产过程和辅助生产过程。 直接生产过程：用于直接改变加工对象形状、尺寸、性能 等，包括毛坯的制造、零件的机械加工和热处理、机器的装 配、检验、测试和油漆等主要劳动过程。 辅助生产过程：专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机 器的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以 及动力（电、压缩空气、液压等）供应等。 生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多 个工厂协作完成。MMT181.2.2 机械

10、加工工艺过程机械加工工艺过程 是机械产品直接生产过程的一部分，传统上指采用金属 切削刀具或磨具加工零件，使之达到要求的形状、尺寸、 表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。 现在指各种加工方法 除切削和磨削外，还包括其 他加工方法，如电加工、超 声加工、电子束加工、离子 束加工、激光束加工，以及 化学加工等 。MMT191.2.2 机械加工工艺过程机械加工工艺过程的组成 工序由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地， 对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺 过程。 安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部 分工序。阶梯轴零件MMT201.2.2 机械加工工艺

11、过程阶梯轴单件生产工艺过程工序号1 23 4工序名称和内容 车端面，打中心孔，车外圆，切退刀槽，倒角 铣键槽 磨外圆 去毛刺阶梯轴大批量生产工艺过程工序号1 2 3 4 5 6工序名称和内容铣端面，打中心孔 粗车外圆 精车外圆，倒角，切退刀槽 铣键槽 磨外圆 去毛刺设备铣钻联合机床 车床 车床 铣床 磨床 钳工台设备 车床 铣床 磨床 钳工台MMT211.2.2 机械加工工艺过程 工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分 工序。多工位加工 1装卸工件2钻孔3扩孔4绞孔MMT1.2.2 机械加工工艺过程 工步指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所 连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有

12、几把刀具 同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步复合工步示例 走刀同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工 作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。 22MMT231.2.3 机械加工工艺系统 零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一 个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。通常，一个系 统由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。 物质分系统（系统硬件）：由工件、机床、工具和夹具所 组成。 信息分系统（系统软件）：包括加工方法、工艺过程、数 控程序等。工艺系统软件是对工艺系统硬件的必要支持。 能量分系统：指动力供应。 研究

13、机械制造工艺系统的组成及其内在规律，其目的是 为了使工艺系统的软、硬件有机地结合起来，以达到工艺 过程最佳化的目标。MMT24机械制造工艺学第1章 绪论Intrduction1.3 生产类型与工艺特点Production Type and Technology FeaturesMMT1.3.1 生产纲领 生产纲领：指在计划期内，应当生产的产品产量和进度 计划。 年生产纲领：计划期为一年的生产纲领。 零件生产纲领计算公式式中 N 年生产纲领（件/年）； Q产品年产量（台/年）； n 每台产品中该零件数量（件/台）； 备品率； 废品率。 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）

14、设计的基本文件。25N Qn(1%)（1-1）MMT1.3.2 生产批量 生产批量：指一次投入戓产出的同一产品戓零件的数量。式中 n 每批中的零件数量； N 年生产纲领规定的零件数量；A零件应该储备的天数； F一年中工作日天数。 确定生产批量考虑的因素 满足市场需求（当前需求及可预见的未来需求）。 便于生产组织与安排，保证多品种产品均衡生产。 产品的制造工作量：大型产品，批量可少些。 资金投入：批量小，次数多，有利于资金周转。 制造效率和成本：批量大，可采用先进、专用高效工装。26NA Fn （1-2）MMT271.3.3 生产类型及工艺特点生产类型单件生产批量生产小批量生产 中批量生产 大批

15、量生产中批生产 生产类型划分大量生产 生产类型规范 各种生产类型规范生产类型单件生产小批生产重型机械55100零件年生产纲领（件/年） 中型机械2020200轻型机械100100500中批生产大批生产大量生产1003003001000100020050050050005000500500050005000050000单件小批生产大批大量生产MMT28各种生产类型的工艺特点MMT29机械制造工艺学第1章 绪论Intrduction1.4 工件加工时的定位和基准Location and Datum for machiningMMT301.4.1 工件的定位工件的装夹 装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。 定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置。 夹紧 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在 加工过程中保持不变。 工件装夹方法夹具中装夹 精度和效率均高， 广泛采用。 直接找正装夹精度高，效率低， 对工人技术水平要求高。划线找正装夹精度不高，效率 低，多用于形状复杂的铸件。MMT划线找正安装311.4.1 工件的定位直接找正安装MMT32工件在夹具上装夹（滚齿夹具）1.4.1 工件的定位 任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度分MMT33之为六点定位原理。六点定位原则1.4.1 工件的定位定位原理