工艺讲稿绪论、第一章

课程安排：总学时：42+6（讲课42，实验6）工艺学：28学时机床夹具：14学时教材：《机械制造工艺学》柯明扬主编，北京航空航天大学出版社《机床夹具设计》，戴陆武主编，西北工业大学出版社考核方式：期末笔试占70%，作业占10%，实验占10%平时占10%王庆文联系方式：办公地点：新主楼办公室电话：82317485手机：[phone]邮件地址：[e-mail]班长或课代表的联系方式？绪论一、机械制造工艺学课程的定位机械制造工艺学课程的定位是为现代制造业培养面向工程应用的具有自主创新能力的人才。现代制造技术是利用机械、自动控制、计算机、电子等多学科的方法对机械产品与系统进行设计和制造的一种集成技术，机械制造工艺学又是对“工程材料”、“机械零件”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”等多门课程知识，在机械制造工艺引导下的综合应用。绪论工艺学定义根据技术上先进，经济上合理的原则，研究各种原材料、半成品、成品的加工方法和过程的一门学科。各种工程学科都有自己的工艺学如机械制造工艺学，食品制造工艺学，造纸工艺学等。绪论机械制造工艺学：是一门综合性的应用科学技术，是研究制造过程中各种加工过程的规律、合理选择过程参数和控制这些参数的方法与手段的科学，即研究制造过程的本质、相互联系和发展规律的科学。主要研究零件是如何制造出来的该零件是如何制造出来的？绪论二、课程知识体系课程主要有三个知识模块：工艺过程设计的原理和方法：工艺过程设计的内容、方法、步骤、原则。机械加工质量的形成原理：针对机床-夹具-刀具-工件组成的工艺系统，研究各种因素对加工质量的影响。工件装夹的相关理论方法：包括工件的定位原理、夹紧原理、误差分析。绪论三、重要性1．制造业在国民经济中占有重要的地位从美国上世纪七、八十年代经济发展战略的转变来看。七十年代初，美国认为制造业是夕阳产业，把大量的制造业向发展中国家转移。而这时日本在迅速发展制造业，到了八十年代，从家电到汽车日本产品占了较大的份额，到处都是madeinJapan，日本中学生到中国交流考察，当时有一项调查内容是统计中国家庭拥有日本产电器的比例。美国出现经济衰退以后发现制造业是一个国家的支柱。美国开始调整经济发展战略，在二十一世纪，夺回了制造业霸主地位。绪论2．加工技术决定制造业的水平一般对产品的设计不保密，但对制造过程是保密的。大家经常接触的生活用品，如各种电器、手表，它们的设计原理和结构都是相同的，但产品的质量却相差很大，关键在工艺。在早期上海牌手表拿到瑞士去组装，可以提高准时性一倍。例如某生产钻头企业，生产的钻头是美国休斯公司的产品，技术转让费是每年300万美金。转让的实质技术就是制造工艺。绪论3．从社会需要和个人发展看传统的观点认为国有企业经济效益差，工作技术含量低。而随着国有企业的改革，一方面，有些效益出现好转，另外，管理体制有了很大的转变。企业开始重视人才。目前非公有制经济已经占有很大的比重，其中的制造业会越来越多，你们中有一些人就是未来的老板。绪论四、先进制造技术先进制造技术：是将制造技术、信息技术、现代管理技术综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。绪论现代制造企业经营战略的变化70年代以前：成本(C)70年代－80年代：质量(Q)80年代－90年代初：交货期(T)90年代－90年代末：服务(S)21世纪：环境(E)，知识创新(K)绪论生产方式的演变70年代以前：大批量生产，刚性制造线70年代－90年代：多品种小批量，柔性制造90年代－上世纪末：大批量定制，敏捷制造21世纪：网络化，云制造绪论五、制造技术的最新发展1．精密加工和超精密加工技术精密和超精密加工：是指在一定的发展时期，加工精度和表面质量达到较高和最高的加工工艺。目前超精密加工的精度正从微米工艺向纳米工艺提高。有些加工方法已经达到分子级。加工方法包括：金刚石精密切削，超精密磨料加工，以及电子束、离子束、激光等特种加工方法。绪论2．机械加工自动化、数字化随着数控技术和计算机技术在制造领域的应用。出现了数控机床，加工中心，柔性制造系统以及以计算机集成制造系统为代表的信息化系统等。单元信息化：CAD/CAPP/CAM/CAE/VM/AM/OA企业信息集成：CIMS,PDM,MRPⅡ,MBD过程集成：CE,Workflow全生命周期管理：PLM,CRM,SCM,KM“云制造”的概念绪论六、我国工艺现状我国机械加工与国外发达国家的比较（21世纪初官方资料）加工工艺落后，技术经济指标低切削速度是国外的1/2~1/3,精度低1级或1级以上工艺技术进步缓慢，精密机床的比例较低。（实际了解）国防企业的设备条件已达到世界先进水平，但工艺技术和工艺管理落后，人员素质有待提高。绪论国家“制造业信息化工程”国家提出了“以信息化带动工业化”的发展战略，推进制造业信息化是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出的重要任务。制造业信息化的内涵是将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，建造现代化的新兴制造业，全面提升我国制造业的国际竞争力。我国“制造业信息化工程”将突出抓好5个数字化：数字化设计、数字化生产、数字化装备、数字化管理、数字化企业。我国现代制造业的发展历程：家电制造——汽车制造——飞机制造绪论七、课程特点1．实践性：知识的内容和研究解决的对象都有很强的实践性。不利于自学。2．综合性所用知识是综合的。要解决的问题是综合的。除了具有问题分解的能力以外，还要有综合的能力。绪论3．航空工艺的特点要求高：航空零件的加要求多属于精密级，即当前加工工艺所能达到的较高和最高精度。形状复杂：由于减重的需要，航空零件的结构都很复杂，目前飞机中大量采用整体结构件，如整体叶盘等复杂结构。材料难加工：伴随着飞机性能的极限化追求，钛合金、高温合金、高性能陶瓷材料、复合材料等难加工材料，广泛的应用。工艺方法先进：航空产品是先进制造技术的发源地和集中应用地，航空产品的加工需求产生了大量新的加工方法，同时，各种尖端制造技术都应用于航空制造领域。工序安装工步走刀工位I车1(三爪夹盘)(1)车端面A11(2)车外圆E1(3)车螺纹外径D3(4)车端面B1(5)倒角F1(6)车螺纹1(7)切断1II车1三爪夹盘(1)车端面C(2)倒棱G（车倒角）11III铣1旋转夹具(1)铣六方(复合工步)33第一章工艺过程概述希望大家理解给出这些概念的理由。目的是为保证零件加工质量而提出的加工过程约束。掌握在每个层次上不同的加工过程对加工质量的影响。举例：工序：如：外圆与台阶面的加工，采用一个工序还是两个工序加工，保证的外圆与台阶面的垂直度不同；安装：如：台阶轴的顶尖安装和掉头安装，一次安装还是两次安装，对加工面的位置精度影响很大；工位：如：螺钉的铣六方加工，可以由夹具的分度完成，也可以通过三次安装完成加工，工位由夹具保证，减少安装的次数可以提高加工精度；工步：箱体零件在加工中心上的刀具优先和转台优先，对位置精度的保证是不同的；走刀：不同的走刀次数，对加工精度也有影响，如误差复映。数控加工又提出走刀路线和起刀点等概念。第一章工艺过程概述二、设计工艺过程的基本要求1．保证产品质量要保证产品质量稳定，尽可能不依赖操作者的技艺，而要决定于设备，工艺装备，工艺方法的完善程度。但操作者作为制造资源的一部分，又要充分利用。2．保证高的劳动生产率对于国防工业来说它有特殊的意义，但要注意两个方面：一不能片面讲追求高生产率；二提倡缩短产品交货期和提高对市场的应变能力。第一章工艺过程概述3.保证经济的合理性制造成本越低越好另外：要注意改善劳动条件和保护环境，强调绿色制造。往往三个方面是相互矛盾的，在设计时需根据要求的主次综合考虑。注：以上几点即是对T（时间）、Q（质量）、C（成本）的要求，除此之外还有两个要求，S（服务）和E（环境）。工艺过程的设计过程就是对以上的要素进行综合优化的过程。第一章工艺过程概述工艺过程设计的任务工艺规程设计的任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、刀、夹、量具，以及切削条件的计算等，使之能按设计要求生产出合格的成品零件。其主要内容有：①选择加工方法和采用的机床、刀具、夹具及其它工装设备；②安排合理的加工顺序；③选择基准，确定加工余量和毛坯，计算工序尺寸和公差；④选用合理的切削用量；⑤计算时间定额。第一章工艺过程概述四、零件精度的获得方法1．试削法通过多次试切走刀获得精度，即在每次走刀后，进行测量、然后校正切削工具对工件的位置，直到获得所要求的精度为止。适用于单件或小批量生产。2．自动获得法用定尺寸切削工具加工：如钻头，绞刀等用定距装刀法加工：利用挡块，凸轮等作为行程控制装置，由设备本身保证：如端面与外圆的垂直度。各种数控加工：刀具位置由数控程序控制的。自动获得精度的方法，是成批生产和大量生产采用的主要方法，也是机械加工过程自动化的必要条件。接下来讲的基准与定位问题，就是在自动获得精度的前提下进行的。尺寸链分为：设计尺寸链，工艺尺寸链，装配尺寸链；一维线性尺寸链，平面尺寸链（包括：角度尺寸链），空间尺寸链。尺寸链计算方法：极值法，概率法。仅介绍极值法。尺寸链计算公式：111nmjjmiiHHF111nmjjxmiisshhf111nmjjsmiixxhhfF+fs+fx解答：根据尺寸链方程，可得：F＝（52+33+28）-45=684.0)15.0()015.01.0(sf35.015.0)1.01.00(xf0435.068fsfxF尺寸链中增减环的判断方法：首先沿尺寸线画一条封闭曲线，并按一个方向画上箭头（由于是线性尺寸链，因此，箭头只有两个方向），箭头方向与封闭环箭头方向相反的是增环，相同的是减环。第一章工艺过程概述尺寸链计算类型：1.已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。三个方程三个未知数，结果唯一确定。2.已知封闭环的极限尺寸，求各组成环的极限尺寸。经常出现未知数个数多于方程个数，有无穷多组解。可以采用优化方法进行公差分配。也可以遵循一些原则进行简单公差分配。等公差值分配组成环公差=封闭环公差/（n-1),其中:n是尺寸链环数当基本尺寸相差很大时不合理。如0～3(mm)800～1000(mm)IT54(m)40(m)IT1040(m)360(m)等公差级分配各组成环具有相同公差等级。满足：封闭环公差≧组成环公差之和当加工方法不同时，分给相同精度的公差不合理。分主次的等公差级分配先分主次，然后同一类再按等公差级进行公差分配满足：：封闭环公差≧组成环公差之和