14机械制造工艺学

机械制造工艺学机械制造工艺学的研究对象•机械制造工艺学是以机械制造过程中的工艺问题为研究对象的一门技术学科•工艺：是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程•机械制造工艺：各种机械的制造方法和过程的总称机械制造工艺的内容•包括毛坯制造、机械加工、热处理、产品装配等，机械制造工艺学主要研究机械加工和装配两部分。•工艺问题：质量、生产率、经济性。课程的主要内容•机械加工工艺规程的制订•典型零件加工工艺分析•机械加工精度、机械加工表面质量•装配工艺基础等。课程的特点•实践性强。注意掌握基本概念及其在实际中的应用。•涉及面广。它与金工、机械加工基础、公差、刀具、机床、夹具，企业管理等课程都有联系•灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性，在不同的条件甚至在相同的条件下可以有不同的处理方法，因此必须根据具体情况进行辩证的分析。学习本课程的目的和要求通过本课程的教学过程，学生初步具有分析和解决工艺问题的能力及自学工艺理论和新工艺新技术的能力。具体有以下三点要求：（1）掌握机械制造工艺的基本理论，学会进行工艺分析、实验研究的方法。（2）具有制订中等复杂零件的机械加工工艺规程和制订一般产品的装配工艺规程的初步能力。（3）对于机械制造中的新工艺、新技术和发展动向应有所了解，以扩大视野，开阔思路。•本课程只能涉及工艺理论中最基本的内容，不管工艺水平发展到何种程度，都和这些基本内容有着密切的关系。因此，要掌握最基本的内容，为今后通过工作实践和继续学习，不断增加工艺知识和提高分析、解决工艺问题的能力打好基础。第一章机械加工工艺规程的制订第一节基本概念一、机械的生产过程和工艺过程•生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。包括：1、生产技术准备过程；2、毛坯制造过程；3、机械加工和热处理；4、装配过程；5、生产服务过程。其中，2、3、4为工艺过程，3、4为机制工艺过程，3为机加工工艺过程。二、机械加工工艺过程组成•机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。（一）工序•一个或一组工人，在一上工作地对一上或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。•区分工序的主要依据，是设备（或工作地）是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续。•工序是制订工艺过程的基本单元，也是制订劳动定额、配备工人、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。（二）工步与走刀•工序还可以进一步划分工步•工步指加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的条件下所完成的那部分工艺过程。•但在一次安装中连续进行若干相同的工步的复合工步称一个工步。几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步。•在一个工步内，若加工表面需切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。（三）安装与工位•工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再予以夹紧的过程称装夹。•工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。•在一个工序中，工件可能只需一次安装，也可能需要几次安装。工件加工中应尽量减少安装次数，以减少安装误差及辅助时间。•工位：工件在机床上占据的每一个加工位置。为提高效率，可采用多工位。三、生产类型及工艺特点•（一）生产纲领企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领。零件的年生产纲领指包括备品和废品在内的年产量。N=Qn(1+a%)(1+b%)•根据生产纲领确定生产类型,不同的生产类型有不同的工艺特征。生产纲领与生产类型的关系生产类型零件的年生产纲领重型零件中型零件轻型零件单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产55～100100～300300～100010001010～200200～500500～50005000100100～500500～50005000～5000050000各种生产类型的工艺特征。工艺特征单件小批中批大批大量零件的互换性缺乏互换性大部分具有互换性具有广泛的互换性毛坯制造方法与加工余量木模手工造型或自由锻，加工余量大部分采用金属模铸造或模锻，加工余量中等广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法，加工余量小机床设备通用机床部分通用机床和高效机床广泛采用高效专用机床及自动机床工艺装备大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具、万能量具。广泛采用夹具，较多采用专用刀具和量具广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置生产组织机群式分工段排列设备流水线或自动线对工人的技术要求较高一定水平调整工：要求高操作工：要求低成本较高中等较低四、机械加工工艺规程的概念、内容、格式•概念：机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的技术文件。•一般包括下列内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目用检验方法、切削用量、时间定额等。•格式：机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序卡等五、机械加工工艺规程的作用•是指导生产的主要技术文件。•是生产组织和管理工作的基本依据。•是新建和扩建工厂或车间的基本资料。六、工艺规程制订的原则•在优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。注意技术上的先进性，经济上的合理性，有良好的劳动条件。七、工艺规程制订的主要依据•1、产品的全套装配图和零件工作图。•2、产品的验收的质量标准。•3、产品的生产纲领（年产量）。•4、毛坯资料。•5、现场的生产条件。•6、国内外的工艺技术发展的情况。•7、有关的工艺手册及图册。八、制订工艺规程的步骤•1、计算年生产纲领，确定生产类型。•2、分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。•3、选择毛坯。•4、拟订工艺路线。•5、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。•6、确定设备、刀、夹、量具和辅助工具。•7、确定切削用量及时间定额。•8、确定各主要工序的技术要求及检验方法。•9、填写工艺文件。[小结]•机加工工艺过程是生产过程的一部分，它包括对零件的毛坯进行机加工、焊、热处理及其它表面处理，使零件成为成品的过程，这是本课程的研究对象。•机加工过程的基本单元是工序，工序以“一个工作地”“连续加工”为划分依据，一个工序包含一个或几个工步，工期个工步包括一次或几次走刀•工艺规程有过程卡、工艺卡、工序卡三种格式，是指导生产的主要技术文件，是生产组织和管理工作的基本依据，是新扩建工厂和车间的基本资料，制订工艺规程时，以优质、高产、低成本、高效为原则，具备各种原始资料，按规定的步骤进行。第1次作业•教材P69：1-2、1-6第二节•零件的工艺分析零件图是制订工艺规程最主要的原始资料，通过分析零件图及产品总装图、部件装配图以及验收标准，理解零件的功用、结构、技术要求。对零件图的具体分析内容•零件的视图、尺寸、公差、和技术要求等是否齐全。•零件图所规定的加工要求是否合理•零件的选材是否恰当•零件的结构工艺性•零件的技术要求分析零件的结构工艺性•一、通过结构分析，选择适当的加工方法•1、形体：决定加工方法。基本表面：内外圆柱面、圆锥面、平面等。特形表面：螺旋面、渐开线齿形表面及其它。•2、尺寸：表面尺寸对加工方案有重要影响。•3、加工面的组合：也影响加工工艺。在机械制造业中，通常按照零件结构和工艺过程的相似性，将各种零件大致分为轴类零件、套筒类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体等。二、结构工艺性分析•指零件的结构在保证使用要求的前提下是否能以较高的生产率和最低的成本方便地制造出来的特性。•结构工艺性是多方面的，有铸造工艺性、锻造工艺性、冲压工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性、装配工艺性等。•结构工艺性的分析，可从零件尺寸标注、零件结构要素两方面阐述。结构工艺性的分析•按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证。•零件要素的工艺性•零件整体结构的工艺性零件的技术要求分析•1、加工表面的尺寸精度。2、主要加工表面的形状精度。3、主要加工表面之间的相互位置精度。4、各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的要求。5、热处理及其它要求。其中1、2、4决定了加工方法、加工方案，3决定了加工顺序，5对工艺有较大影响，所以分析了零件的技术要求后，对制订零件加工工艺规程便有了一个初步的轮廓。[小结]•这节课介绍了零件的工艺分析，从结构分析和技术要求分析两方面进行，结构方面分析形体、尺寸、加工面的组合、结构工艺性，技术要求方面分析尺寸、形状、位置精度、表面质量、热处理及其它要求。第2次作业•：习题集P71：（1）