76机械加工基础知识

•第一节机械制造工程学科的发展•第二节生产过程、工艺过程与工艺系统•第三节生产类型与工艺特点•第四节工件加工时的定位和基准第一章绪论一、制造的永恒性（一）机械制造技术的发展（二）制造技术的重要性1、社会发展与制造技术密切相关2、制造技术时科学技术物化的基础3、制造技术时所有工业的支柱4、国力和国防的后盾第一节机械制造工程学科的发展二、广义制造论（一）制造设计一体化设计不仅是指产品设计，而且包括工艺设计、生产调度设计、质量控制设计等。1、手工业生产阶段2、大工业生产阶段3、虚拟现实工业生产阶段（二）材料成形机理的扩展表1-1（三）制造技术的综合性以机械为主体，交叉融合了光、电、信息、材料、管理等学科的综合体，并与社会科学、文化、艺术等关系密切。（四）制造模式的发展（五）产品的全生命周期传统：设计、加工、装配发展：市场调研、设计制造、销售、维修、报废处理等。（六）丰富的软硬件工具、平台和支撑环境三、机械科学技术的发展主要沿着“广义制造”或称“大发展”的方向发展。图1-3第二节生产过程、工艺过程与工艺系统一、机械产品生产过程二、机械加工工艺过程三、机械加工工艺系统一、机械产品生产过程机械产品生产过程：指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。1、主要劳动过程包括：毛坯→加工→热处理→装配→检验→试车→油漆2、辅助劳动过程包括：包装→储存→运输随着机械产品复杂程度的不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多各工厂联合完成二、机械加工工艺过程（一）机械加工工艺过程的概念是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种加工方法。直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能。例如：切削加工、磨削加工、电加工、超声加工、电子束及离子束加工等•机械加工工艺过程由若干个工序组成。•每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。（二）机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程中的工序是指：一个（或一组）操作者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。只要操作者、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则成为另一个工序。1.工序概念（3个1）零件的加工内容是：①加工小端面；②对小端面钻中心孔；③加工大端面；④对大端面钻中心孔⑤车大端外圆；⑥对大端倒角；⑦车小端外圆；⑧对小端倒角；⑨铣键槽；⑩去毛刺。例表1－1阶梯轴的一种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床表1-2阶梯轴第二种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角车床2加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床1：只要操作者、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。2：同一个零件、同样的加工内容可以有不同的工序安排3：工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、生产类型和现有工艺条件等有关。（为什么？）结论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。装夹是指定位和夹紧的操作过程。2．安装表1-3工序和安装工序号安装号工序内容设备1车小端面，钻小端中心孔。粗车小端外圆，倒角2车大端面，钻大端中心孔。粗车大端外圆，倒角3精车大端外圆14精车小端外圆车床21铣键槽，手工去毛刺铣床表1－1阶梯轴的一种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床表1-2阶梯轴第二种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角车床2加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床问题：表1-2中各工序各有几次安装？一次安装完成的工序内容是什么？在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置。每一个加工位置上的安装内容称为工位。在一个安装中，可能只有一个工位，也可能需要有几个工位。如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是安装内容，同时也就是工位内容。3．工位立轴式回转工作台：一个安装有四个工位。工位I：装卸工件，工位II～IV：分别加工零件的三个表面。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位内容，称为一个工步复合工步：对于带回转刀架的机床（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。应用复合工步目的：主要是为了提高工作效率。4．工步一次转位形成一个工步（复合工步）复合钻头同时铣几个平面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.走刀次数又称行程次数。5.走刀三、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，称之为机械制造系统。组成：物质分系统：工件、机床、工具和夹具信息分系统：现代的数控机床、加工中心和生产线和信息技术密切相关。具有信息分系统。能量分系统：指动力供应。第三节生产类型与工艺特点一、生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。年生产纲领计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。零件的年生产纲领通常按下式计算：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）设计的基本依据。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）；α%——备品率；β%——废品率。%)%1(QnN生产批量生产批量是指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。n——每批中的零件数量(件/批）N——年生产纲领（件/年）A——零件应该储备的天数（天/批）F——一年中工作日天数（天/年）FNAn（三）生产类型及其工艺特点大量生产成批生产：大批、中批、小批单件生产表1-4各种生产类型的规范零件的年生产纲领（件/年）生产类型重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产≤55~100100~300300~10001000≤2020~200200~500500~50005000≤100100~500500~50005000~500050000从工艺特点上看，由于小批量生产和单件生产的工艺特点相似，大批生产和大量生产的工艺特点相似单件、小批生产中批生产大批大量生产这三种生产类型的工艺特点归纳如下：表1-5各种生产类型的工艺特点特类型点项目单件小批生产中批生产大批生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯的制造方法及加工余量木摸手工造型；自由段。毛坯精度低，加工余量大部分铸件用金属模；部分铸件用模锻，毛坯精度中等。加工中等广泛采用金属模机器造型、压铸、精铸、模锻，毛坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式通用机床，按类别和规格大小，采用‘机群式‘排列布置部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，布置成‘机群式’广泛采用专用机床，按流水线或自动线布置夹具通用夹具或组织夹具，必要时采用专用夹具广泛使用专用夹具，可调夹具广泛使用高效的专用夹具生产类型不同，其工艺特点有很大差异刀具和量具通用刀具和量具按零件产量和精度部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具广泛使用高效专用刀具和量具工件的装夹方法划线找正装夹，必耍时采用通用夹具或专用夹具装夹部分采用划线找正、广泛采用通用或专用夹具装夹具广泛使用高效率专用刀具和量具装配方法广泛采用配刮少量采用配利，多采用互换装配法采用互换装配法操作工人平均技术水平高一般高生产率低一般低成本高一般低工艺文件用简单的工艺过程卡管理生产有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产详细制订工艺规程，用工序卡、操作卡及调整卡管理生产各种生产类型都朝柔性化方向发展生产过程发展趋势：智能化柔性化