《机械制造工艺与装备》电子教案

1课程机械制造工艺与装备课题授课日期项目一、基本概念授课班级教学方法讲授、启发、演示、对比总结相结合教具多媒体投影仪课时2课时教学目的知识目标掌握熟悉了解1.机械加工工艺过程的概念。2.工序、工步、工位、走刀、安装几个基本概念。1.什么是生产纲领。2.生产类型如何分类。3.不同的生产类型工艺特征。1.什么是生产过程。2.什么是工艺过程。能力目标1.培养学生的主观能动性，思维的积极性，提高其分析问题和解决问题的能力。2.培养学生在实训室或实际生产车间能够深刻理解并掌握工序、工步、工位、走刀、安装的基本概念，生产纲领的含义，生产类型的划分以及不同生产类型的工艺特征。情感目标激发学生的学习热情，增强学生的自信心。教学重点工序、工步、工位、走刀、安装等几个基本概念。教学难点生产类型的工艺特点教材分析本项目主要讲述生产过程中的一些基本概念，内容较多，涉及面较广，是后续内容的基础和铺垫。因此本节是整本书的关键部分，授课时可用大量图片和实例提高学生的认知能力和学习兴趣，激发其学习热情，提高学习效率。2学情分析知识结构：具备一定的理论基础知识，但基础较差，缺乏实践经验，认知能力不强，综合分析和运用科学知识的能力薄弱。心理特征：思想懒惰，缺乏自信，叛逆心理重，需正面引导。教学过程备注时间分配提出学习任务导入新课由广义的农业生产和工业生产入手，讲解生产的过程，从而引入新课题。项目一基本概念一、生产过程和工艺过程（一）生产过程从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过程的总和称为工厂的生产过程。主要包括：1．原材料（或半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备）的购置、运输、检验、保管；设备维修及动力供应等。2．生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等。3．毛坯制造。4．零件的机械加工及热处理。5．产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。（二）工艺过程在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。工艺过程又可分为毛坯制造（如铸造、锻造、冲压、焊接）、机械加工、热处理、装配等工艺过程。工艺过程是生产过程的主要组成部分。机械加工工艺过程：用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。机械装配工艺过程：把零件装配成机器并达到装配要求的过程，称为机械装配工艺过程。二、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程由一个或若干个按一定顺序排列的工序组成。工序又可细分为安装、工位、工步和走刀等组成部分。（一）工序指一个（或一组）工人在一个工作地点（如一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。提起学生兴趣，加强学生对生产以及生产过程的理解强调生产过程和工艺过程的关系5分35分3工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定（时间定额、配备工人、安排作业等）生产计划、进行经济核算和质量检验的的基本单元。工序从内容上包含了在一个工件上连续进行直到转向加工下一个工件为止的全部动作。区分工序的主要依据是：设备（或工作地点）是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续。实例：如图1-1所示的阶梯轴,当单件小批生产时,其加工工艺及工序划分如表1-1所示；当中批生产时,其加工工艺及工序划分如表1-2所示。表1-1阶梯轴加工工艺过程（单件小批生产）工序号工序内容设备1车端面,钻中心孔,车全部外圆,车槽与倒角车床2铣键槽,去毛刺铣床3磨外圆外圆磨床表1-2阶梯轴加工工艺过程（中批生产）工序号工序内容设备1铣端面,钻中心孔铣端面,钻中心孔机床2全外圆,车槽与倒角车床3铣键槽铣床4去毛刺钳工台5磨外圆外圆磨床（二）工步与走刀１．工步在一个工序内，往往需要采用不同的工具对不同的表面进行加工。为了通过案例和表格，引导学生加深对工序概念的理解4便于分析和描述工序的内容，可以进一步把工序划分为工步。工步是指加工表面（或装配时的连接表面）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。一个工序可以包括几个工步，也可以包括一个工步。实例：在表1-2的工序2中,就包括了车各外圆表面、车槽和倒角三个工步。而工序3中，当采用键槽铣刀铣键槽时，就只包括了一个工步。一般来说构成工步的任一因素（如加工表面、刀具）发生改变，即为另一工步。但对于那些在一次安装中连续进行的若干个相同工步，比如图1-2所示零件上四个Ø15mm孔的钻削，可写成一个工步---钻4-Ø15孔。复合工步：用几把刀具同时加工几个表面的工步，称为复合工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。复合工步的利用可以大大提高生产效率。实例：如图1-2，如果在多轴钻床上进行钻孔，则四个孔可以同时钻出，那么这四个孔的钻削就构成了一个复合工步。如图1-3，由三把刀具同时对工件的三个表面进行加工，那么这三个表面的加工就构成了一个复合工步。２．走刀在一个工步内，若被加工表面需要切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就称为一次走刀（即切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容称一次走刀）。一个工步可包括一次或几次走刀。实例：比如在车外圆时，如果外圆加工余量较大，则可通过几次走刀来完成。（三）安装与工位１．安装工件在加工之前，在机床或夹具中相对于刀具需先占据一个正确位置，这个确定工件正确位置的过程称为定位。工件在定位之后，由于加工时会受到较大外力（主要是切削力）作用，原有的定位就会被破坏，这时就需要对工件施加夹紧力，以确保工件在加工强调工序和工步的关系强调定位、夹紧和装夹之5过程中始终处于正确位置，这个过程称为夹紧。完成工件定位和夹紧的过程，称为装夹。工件经过一次装夹后，所完成的那一部分工序内容，称为安装。安装是工序的一部分。在一个工序中，工件可能只需要一次安装，也可能需要几次安装。实例：在表1-2的工序3中，一次安装即可铣出键槽；而在工序2中，为了车出两端全部外圆表面，则最少需要两次安装。在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。２．工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。为了减少工件安装的次数，在大批量生产时，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同位置进行加工。此时，工件在机床上占据每一个加工位置均称为工位。采用这种多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。实例：如图1-4所示，为一种用回转工作台在一次安装中顺序完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工的实例。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，称为生产纲领。产品的年生产纲领就是指产品的年生产量，是指包括备品、备件在内的该产品的年产量。零件的年生产纲领可由下式计算：间的关系通过案例让学生理解多工位加工6N=Qn(1+a)(1+b)式中：N：零件的生产纲领（件/年）；Q:产品的年产量（台/年）；n:单台产品该零件的数量（件/年）；a:备品率，以百分数计；b:废品率，以百分数计。生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备。（二）生产类型根据生产纲领的大小和企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的不同，把生产可以进行分类，称为生产类型。通常可把生产分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。1．单件生产单件生产是指生产的产品品种繁多，但每个产品的数量非常少，仅生产一个或少数几个，而且很少出现再重复生产。例如重型机械产品的制造和新产品的试制等都属于单件生产。2．成批生产成批生产是指分批地生产相同零件或产品，生产成周期性重复。例如机床制造、机车制造等多属于成批生产。一次性投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为批量，根据产品的特征和批量的大小，成批生产又可以分为小批生产、中批生产和大批生产三种。（1）小批生产：生产特点与单件生产基本相同。（2）中批生产：生产特点介于小批生产和大批生产之间。（3）大批生产：生产特点与大量生产相同。３.大量生产大量生产是指生产同一产品的产量很大，品种少，大多数工作地点长期重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如汽车、拖拉机、轴承、自行车等的制造大多都属于大量生产。（三）生产纲领与生产类型的关系生产类型的划分，一方面要考虑生产纲领，即年产量；另一方面还必须考虑产品本身的大小和结构的复杂性。例如一台重型龙门铣床比一台台钻要大而且复杂的多，每年生产20台台钻只能属于单件生产，而生产20台重型龙门铣床则属于小批生产。表1-3所列为生产类型与生产纲领的关系，可供确定生产类型时参考。表1-3所列为生产类型与生产纲领的关系生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型机械中型机械小型机械单件生产5件20件100件强调生产类型和生产纲领之间的关系理清机械7成批生产小批生产5---100件20---200件100---200件中批生产100-300件200-500件500-5000件大批生产300-1000件500-5000件5000-50000件大量生产1000件5000件50000件（四）各种生产类型的工艺特征不同的生产类型，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制定工艺路线时必须明确该产品的生产类型。各种生产类型的工艺特征剑表1-4。各种生产类型的工艺特征剑表1-4课堂小结本项目主要介绍了生产和工艺过程、机械加工工艺过程的组成以及生产类型三大问题，详细来说主要涉及到生产过程、工艺过程、机械加工工艺过程、工序、工步、工位、走刀、安向、生产纲领、生产类型等一些基本概念，以及生产类型的划分和各种生产类型的工艺特点。向学生指明本节内容中应熟练掌握并深刻理解机械加工工艺过程、工序、工步、工位、走刀以及安装等几个基本概念；应熟悉什么是生产纲领、生产类型如何分类、以及不同生产类型的工艺特征；还应了解什么是生产过程和工艺过程。相关概念之间联系强调重点引导学生对图表中各生产类型工艺特征的理解2分8课堂练习(判断题)1．工艺过程属于生产过程的一部分。（）2．机械加工过程和装配过程都属于工艺过程。（）3．焊接过程不属于工艺过程。（）4．机械加工工艺过程由若干道工序组成。（）5．对同一工件，在车床上车外圆之后，再用磨床磨削同一外圆表面，这是同一工序。（）6．一个工序最多只能由两个工步组成。（）7．年生产纲领不能包括备品和备件。（）8．专用机床是单件生产时必须的设备。（）作业1．什么叫机械加工工艺过程？它由什么来组成？。2．什么叫工序？工步？工位？走刀？3．生产类型可分为哪三种？每种生产类型对操作工人的要求有何不同？3分