机械制造工艺与工装教案1

机械制造工艺与工装1第一章生产边程的基本概念第一节生产过程和工艺过程一、生产过程和生产系统1、生产过程生产过程：由原材料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。包括：（1）生产技术准备过程包括产品投产前的市场调查分析，产品研制，技术鉴定等。（2）生产工艺过程包括毛坯制造，零件加工，部件和产品装配、调试、油漆和包装等。（3）辅助生产过程为基本生产过程能正常进行所必经的辅助过程，包括工艺装备的设计制造、能源供应、设备维修等。（4）生产服务过程包括原材料采购运输、保管、供应及产品包装、销售等。发展趋势：动态联盟，异地协同设计与制造。2、生产系统（1）系统：任何事物都是由数个相互作用和相互依赖的部分组成并具有特定功能的有机整体。（2）机械加工工艺系统：由机床、刀具、夹具和工件四个要素组成。该系统的整体目的：在特定的生产条件下，适应环境的要求，在保证机械加工工序质量的前提下，采用合理的工艺过程，降低该工序的加工成本。（3）机械制造系统：在工艺系统基础上以整个机械加工车间为整体的更高一级的系统。该系统的整体目的：使该车间能最有效地全面完成全部零件的机械加工任务。（4）生产系统以整个机械制造厂为整体，是包括制造系统的更高一级的系统。为了最有效地经营，获得最高经济效益，一方面把原材料供应、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验与试车、油漆、包装、运输、保管等因素作为基本物质因素来考虑；另一方面把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经营政策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更重要的要素来考虑。二、工艺过程和工艺规程工艺过程：在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为半成品或成品的过程。是生产过程的主体。包括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验、机器装配等。辅助过程：为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造，机床调整维修等。机械加工工艺过程：在工艺过程中，以机械加工方法按一定顺序逐步改变毛坯形状、尺寸、相对机械制造工艺与工装2位置和性能等，直至成为合格零件的过程。工艺规程：技术人员根据产品数量、设备条件和个人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成的工艺文件。三、机械加工工艺过程的组成工艺过程不同层次的单元：工序、安装、工位、工步和工作行程。（便于工艺规程的编制、执行和生产组织管理）工序：工艺过程的基本单元。机械加工工艺过程由若干个工序组成。每个工序可能包括一个或几个安装。每个安装可能包括一个或几个工位。每个工位可能包括一个或几个工步。每个工步可能包括一个或几个工作行程。1、工序：一个或一组工人，在一个工作地或一台机床上，对一个或同时对几个工件，连续完成的那一部分工艺过程。划分依据：工作地点是否变化、过程是否连续。阶梯轴简图阶梯轴工艺过程（小批量生产）工序号工序内容设备1车端面、钻中心孔车床2车外圆、车槽、倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床4磨外圆磨床机械制造工艺与工装3阶梯轴工艺过程（大批量生产）工序号工序内容设备1两端同时铣端面、钻中心孔车床2车一端外圆、车槽、倒角车床3车另一端外圆、车槽、倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床2、安装：在工序中，使工件在机床上或夹具中占据某一准确位置，并被夹紧的过程，成为装夹。安装是指工件经过一次装夹后，所完成的那部分工序内容。一道工序包括一个或多个安装。3、工位：工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容。为减少装夹次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。如图，工件装夹后，先在工位I铣端面，然后移动到工位Ⅱ钻中心孔。4、工步在加工表面不变，加工工具和切削用量（不包括背吃刀量）都不变的条件下，所连续完成的那一部分工序内容。如图，用一个钻头顺次进行加工4个孔，可算作一个工步。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个加工表面的工步，称为复合工步。可以看做一个工步，机械制造工艺与工装4例如组合钻床加工多孔箱体孔就是一个复合工步。钻4个相同孔的工步5、工作行程有些工步由于加工余量较大或其他原因，需要同一把刀具以同一切削用量对同一表面进行多次切削。在切削速度和进给量不变的前提下，刀具完成一次进给运动称为一个工作行程（走刀）。思考：课本图1－2识读。第二节生产纲领和生产类型一、生产纲领机械产品结构和技术要求不同，其加工工艺也显然不同；同一产品如果生产的批量不同，其工艺也会有很大区别；因而研究加工技术必须分析产品的生产批量。1、产品生产纲领产品生产纲领是企业在计划期内应生产的产品产量。计划期一般定为一年，所以称为年产量。2、零件生产纲领零件生产纲领是企业依据产品生产纲领在计划期内生产的零件数量。零件生产纲领与产品生产纲领的关系为)1)(1(QnN—N零件的生产纲领（件）；—Q产品的生产纲领（台）；—n每台产品中生产该零件的数量(件/台)；—备品的百分率；—废品的百分率。机械制造工艺与工装5近似为：)1(QnN每批投入生产的数量叫做批量。二、生产类型是企业（或车间、工段等）生产专业化程度的分类。取决于生产纲领。1、大量生产：连续地大量生产同一种产品。产品数量很大。如汽车、轴承、标准件等。2、成批生产：一年中分批轮流地制造若干不同的产品，每种产品都有一定的数量，周期性重复。分小批、中批、大批生产。小批接近于单件，大批接近于大量。中批是指产品品种规格有限，生产有一定的周期性。如通用机床、电动机、纺织机械等。3、单件生产：产品品种多、产量少、重复少。如试制产品、机修零件、专用工夹量具、重型机械等。生产类型和生产纲领的关系生产类型生产纲领（件或台/年）重型机械或重型零件中型机械或中型零件小型机械或轻型零件单件生产≤5≤20≤100小批生产5～10020～200100～500中批生产100~300200~500500～5000大批生产300~1000500~50005000～50000大量生产＞1000＞5000＞50000注：分别以轧钢机、柴油机、缝纫机为代表。生产类型还可以利用成批性系数cK来划分。成批性系数是指：在同一工作地（或机床上）完成的不同工序数。1～3为大量生产；3～5为大批生产；5～20为中批生产；大于20为单件小批生产。机械制造工艺与工装6各种生产类型的工艺特点工艺特点单件、小批生产中批生产大批、大量生产零件互换性钳工试配普遍应用互换性，保留某些试配全部互换，某些精度较高的配合用配磨、配研、选择装配保证毛坯的制造方法与加工余量木模手工造型及自由锻造。毛坯精度低，加工余量大部分采用机器造型及模锻。毛坯精度和加工余量中等广泛采用机器造型、模锻或其他少无切削及高效率毛坯生产工艺。毛坯精度高余量少机床布置及生产组织形式通用机床，机群式布置，工作很少专业化机床按工艺路线布置成流水线，按周期变换流水生产组织形式机床严格按生产环节和工艺路线布置工艺装备大多采用通用工具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切达到要求部分采用专用夹具，部分靠找正达到精度要求。较多采用专用刀具和量具广泛采用专用夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求装配组织形式装配对象固定不动，熟练程度很高的装配工人对一个产品由始至终装配完成装配对象固定不动，装配工人在同类工种中实行专业化采用移动式流水装配，每一装配工人只完成某一、二项装配工作对工人技术等级要求高中等对操作工技术等级要求低，对调整工技术等级要求高工艺文件的详细程度只编制简单的工艺过程卡片，关键工序要求有工序卡除工艺卡外，重要工序需编制工序卡（关键零件需工序卡）详细编制工艺规程所有文件：工艺过程卡、工序卡，关键工序要有调整卡和检验卡生产率低中高生产成本高中低机械制造工艺与工装7第三节机械加工的经济精度经济精度是确定工艺路线时选择合理工艺方案的主要依据。选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。各种加工方法的经济精度见下表。各种加工方法经济精度的参考数据加工方法精度等级基本尺寸为30～50mm的误差（mm）平均经济精度经济精度范围平均经济精度经济精度范围新国标旧国标新国标旧国标粗车、粗镗、粗刨IT12~137IT11~146~80.340.1~0.62半精车、半精镗、半精刨IT116IT10~115~60.170.1~0.2精车、精镗、精刨IT94IT6~102~50.050.02~0.1细车、金刚镗IT62IT4~81~30.0170.01~0.03粗铣IT116IT10~135~70.170.1~0.34半精铣、精铣IT94IT8~113~60.050.03~0.17钻孔IT12~137IT11~146~80.340.17~0.62粗铰IT94IT8~103~50.050.04~0.10精铰IT72IT6~81~30.0270.01~0.04拉削IT83IT7~92~40.040.015~0.05精拉IT72IT6~71~20.0270.01~0.03粗磨IT105IT9~114~60.100.05~0.17精磨IT62IT6~81~30.0170.01~0.03细磨（镜面磨）IT410.0080.002~0.011研磨高于IT4高于1级＜0.0080.001~0.011