机械制造工艺学_第一章
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机械制造工艺学课件-第一章--绪论-机械制造工艺学
❖ 结构性过剩成为制约机械工业发展的主要因素。随着短缺经济的
结束，机械工业结构性过剩的矛盾日益突出。一方面，一般性 产品需求下降，生产能力普遍闲置；另一方面，高新技 术的重大装备和关键部件的供给严重不足。结构性过剩使
得企业发展空间趋紧，低价竞销的无序竞争局面严重，平均利润 率大幅下降，企业亏损增加。
实现优质、高效、低成本的有效措施
采用多个工厂联合协作，有利于组织专业化的生产，有利 于达到这一目的。一个工厂的生产过程是为了便于组织生产 和管理，常分为各个车间或分厂的生产过程。一个车间或分 厂生产成品，往往又是其它车间或分厂车间的原材料。
如：铸造和锻造车间的成品就是机械加工车间的" 毛坯"；机械加工车间的成品，又是装配车间的"原材料"。
❖ 在信息技术发展的今天，日本依然坚信制造业是立国 之本，制造业是日本的生命线，没有制造业就没有信 息产业和软件产业。在信息时代，制造技术的重要性 不仅没有减少，反而是进一步增加了。因此，他们采 取各种措施加紧研究开发新的制造技术，期望以此重 振经济大国雄风并成为世界高技术产品的供应基地。
6、机械制造科学及其发展
2、中国还不是世界工厂
什么是“世界工厂”？世界工厂应该是指世
界制造业的主要集中地。现在，我国制造业的工 业增加值仅为美国的22.14％、日本的35.43％， 我国制造业的劳动生产率约为美国的4.38％、日 本的4.07％、德国的5.56％，所以还不能算是世 界工厂。
5、机械制造技术的重要性
❖ 机械工业是国民经济的装备工业，机械工业的水平 和规模在很大程度上决定了国民经济各部门的水平 和规模，也在很大程度上决定了国防工业的水平和 实力。机械工业是促进农业现代化的重要技术保障 和加强农业基础地位的物质保障，也是满足人民消 费日益增长的物质基础，像我们这样一个大国，要 实现四个现代化，制造业始终起着核心的作用，机 械工业更起着重要的关键作用。
结束，机械工业结构性过剩的矛盾日益突出。一方面，一般性 产品需求下降，生产能力普遍闲置；另一方面，高新技 术的重大装备和关键部件的供给严重不足。结构性过剩使
得企业发展空间趋紧，低价竞销的无序竞争局面严重，平均利润 率大幅下降，企业亏损增加。
实现优质、高效、低成本的有效措施
采用多个工厂联合协作，有利于组织专业化的生产，有利 于达到这一目的。一个工厂的生产过程是为了便于组织生产 和管理，常分为各个车间或分厂的生产过程。一个车间或分 厂生产成品，往往又是其它车间或分厂车间的原材料。
如：铸造和锻造车间的成品就是机械加工车间的" 毛坯"；机械加工车间的成品，又是装配车间的"原材料"。
❖ 在信息技术发展的今天，日本依然坚信制造业是立国 之本，制造业是日本的生命线，没有制造业就没有信 息产业和软件产业。在信息时代，制造技术的重要性 不仅没有减少，反而是进一步增加了。因此，他们采 取各种措施加紧研究开发新的制造技术，期望以此重 振经济大国雄风并成为世界高技术产品的供应基地。
6、机械制造科学及其发展
2、中国还不是世界工厂
什么是“世界工厂”？世界工厂应该是指世
界制造业的主要集中地。现在，我国制造业的工 业增加值仅为美国的22.14％、日本的35.43％， 我国制造业的劳动生产率约为美国的4.38％、日 本的4.07％、德国的5.56％，所以还不能算是世 界工厂。
5、机械制造技术的重要性
❖ 机械工业是国民经济的装备工业，机械工业的水平 和规模在很大程度上决定了国民经济各部门的水平 和规模，也在很大程度上决定了国防工业的水平和 实力。机械工业是促进农业现代化的重要技术保障 和加强农业基础地位的物质保障，也是满足人民消 费日益增长的物质基础，像我们这样一个大国，要 实现四个现代化，制造业始终起着核心的作用，机 械工业更起着重要的关键作用。
机械制造工艺学第一章课件
化工设备
当今制造业社会功能
11
MMT
国力和国防的后盾
1.1.1 制造的永恒性
➢ 国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。
➢机械制造业是制造业的基础, 是重中之重。
➢ 日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为世界经济大国。
➢与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家 电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才开始清醒，重新关注制造业的发展，至 1994年美国汽车产量重新超过日本。
1.1.1 制造的永恒性
9
MMT
制造技术是科学技术物化的基础
1.1.1 制造的永恒性
协同论
数控技 术
制造技 术
微电子技 拆卸系
术
统
物料系 统
成形技 检测系 术
统
系 统
装配系 统
物质系统
信 息
论 传感技 术 加工系 统
制造系统
能
转换系 统
材料技 术
论
量
系
自动控 制技术
工程设
计
信息系统
统 分配输 送 设计方 法学
4、 在生产中要解决的主要问题
花费、效率、质量
工艺对这三者是直接相关的。工艺是制造的基础，是企业的核心和灵魂。工艺是否合理的依据就是看所用的工艺能否优 质、高效、低消耗地生产出产品。因此企业制造常以工艺作为突破口，工艺甚至对产品能否加工出来有着决定性的影响。
5
MMT 5、本课程的任务
1) 使学生掌握工艺的基本理论、掌握机械加工和装配工艺规程制定的原则、步骤和方法，并能结合具体条件制定出工艺上可 行、经济上合理的工艺规程；
当今制造业社会功能
11
MMT
国力和国防的后盾
1.1.1 制造的永恒性
➢ 国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。
➢机械制造业是制造业的基础, 是重中之重。
➢ 日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为世界经济大国。
➢与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家 电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才开始清醒，重新关注制造业的发展，至 1994年美国汽车产量重新超过日本。
1.1.1 制造的永恒性
9
MMT
制造技术是科学技术物化的基础
1.1.1 制造的永恒性
协同论
数控技 术
制造技 术
微电子技 拆卸系
术
统
物料系 统
成形技 检测系 术
统
系 统
装配系 统
物质系统
信 息
论 传感技 术 加工系 统
制造系统
能
转换系 统
材料技 术
论
量
系
自动控 制技术
工程设
计
信息系统
统 分配输 送 设计方 法学
4、 在生产中要解决的主要问题
花费、效率、质量
工艺对这三者是直接相关的。工艺是制造的基础，是企业的核心和灵魂。工艺是否合理的依据就是看所用的工艺能否优 质、高效、低消耗地生产出产品。因此企业制造常以工艺作为突破口，工艺甚至对产品能否加工出来有着决定性的影响。
5
MMT 5、本课程的任务
1) 使学生掌握工艺的基本理论、掌握机械加工和装配工艺规程制定的原则、步骤和方法，并能结合具体条件制定出工艺上可 行、经济上合理的工艺规程；
机械制造工艺学：第一章绪论 第四节 工件加工时的定位和基准
3）一个约束点只能限制工件一个自由度
4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相 矛盾。
(二) 定位原理
3. 完全定位和不完全定位 完全定位指工件的六个自由度需全部被限制。不完全定位
指工件只需限制1-5个自由度。
A: Z、X、Y B: X、Z
C：Y
不需保证C
不需保证B、C
也不必限制Y A: Z、X、Y
插齿机简介
二、基准 设计工序基准时，应考虑如下三个方面的问题：
①应首先考虑用设计基准为工序基准；
②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；
③采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必 须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。
（2）定位基准 在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用
的基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准和附加基准。
3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度；
5）定位元件应有较高的耐磨性
(二)定位原理
定位基本原理要点：
1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中， 用约束点限制工件自由度的方式来分析。
2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在 定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的 加工技术要求所确定。
附加基准2定位基准二基准2定位基准车端面车端面e和内孔ff车外圆车外圆aa和端面和端面bb二基准4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准3测量基准在加工中或加工后用来测量工件的形状位置和尺寸误差所采用的基准
第四节 工件加工时的定位和基准
一、定位 (一)工件的装夹 1. 定位
确定工件在机床或夹具中占有正确加工位置的过程。 1）应使工件相对于机床或夹具处于一个正确的位置
4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相 矛盾。
(二) 定位原理
3. 完全定位和不完全定位 完全定位指工件的六个自由度需全部被限制。不完全定位
指工件只需限制1-5个自由度。
A: Z、X、Y B: X、Z
C：Y
不需保证C
不需保证B、C
也不必限制Y A: Z、X、Y
插齿机简介
二、基准 设计工序基准时，应考虑如下三个方面的问题：
①应首先考虑用设计基准为工序基准；
②所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；
③采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必 须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。
（2）定位基准 在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用
的基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准和附加基准。
3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度；
5）定位元件应有较高的耐磨性
(二)定位原理
定位基本原理要点：
1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中， 用约束点限制工件自由度的方式来分析。
2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在 定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的 加工技术要求所确定。
附加基准2定位基准二基准2定位基准车端面车端面e和内孔ff车外圆车外圆aa和端面和端面bb二基准4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准3测量基准在加工中或加工后用来测量工件的形状位置和尺寸误差所采用的基准
第四节 工件加工时的定位和基准
一、定位 (一)工件的装夹 1. 定位
确定工件在机床或夹具中占有正确加工位置的过程。 1）应使工件相对于机床或夹具处于一个正确的位置
机械制造工艺学王先逵(第一章)
1.1.2 广义制造论
狭义制造——传统意义上的制造，由于设计和工艺 分家，制造被定位于制造工艺。它是指生产过程从 原材料转变成成品直接起作用的那部分工作内容， 包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装 等具体操作（物质流）。
广义制造——狭义制造的扩展，又称为“大制造”。 CIRP（国际生产工程科学院）定义：制造包括制造 企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、 管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。
1.2.2 机械加工工艺过程
传统上指采用金属切削刀具或磨具加工零件，使之达到要求 的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件 的生产过程。
现在指各种加工方法——除切削和磨削外，还包括其他加工 方法，如电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激 光束加工，以及化学加工等。
MMT 1.2 生产过程、工艺过程与工艺系统
课程特点与学习方法
综合性——注意联系和综合应用以往所学知识。 实践性——注意理论联系生产实际，重视实践性环节。
灵活性——掌握基本原理，活学活用。
MMT
课程简介
课程任务
掌握机械加工和装配方面的基本理论和知识（如定位原 理、尺寸链理论、加工精度理论……）。
了解影响加工质量的各项因素，学会分析、研究加工质 量的方法。
掌握制订零件机械加工工艺过程和部件、产品装配工艺 过程的方法。
掌握机床夹具设计的基本理论和方法。
了解当前制造技术的发展及一些重要的先进制造技术， 认识制造技术的作用和重要性。
通过课程学习及实验、生产实习及课程设计等实践环节 训练，培养分析和解决机械制造工艺问题的基本能力。
MMT
课程简介
机械制造技术的发展
机械制造技术两方面含义： 1）用机械来加工零件（或工件） 的技术； 2）制造某种机械的技术。
《机械制造工艺学》第一章基本概念32
种装置。其作用是使工件在机床上有一个正确
的位置，并保持该位置不变。 专用夹具：为完成一种工件的一道工序（或 某几道工序）而专门设计和制造的夹具。
车孔夹具
钻孔夹具（固定式钻模）
铣 轴 端 槽 夹 具
特点：
无需划线和找正，定位精度较高(一般可达 0.01mm) 、操作简单、装卸方便、生产率高
左右）；若A不需要加
工，只要求B能切去均
直接找正定位法
匀的余量，则应以B找 正装夹
1.直接找正装夹
利用百分表、划针等工具，将工件直 接靠紧或贴合在机床上的装夹面上进 行定位和夹紧。
用途：单件小批生产中加工表面单
一、加工精度要求不高、生产率较
低的加工情况。
2.划线找正装夹
在工件表面上先划出中心线、对称线及待加工
（4）一个定位支承点只能限制一个自由度。
（5）定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧接触。
四、工件的实际定位—定位元件
典型定位方式及其定位元件P123
平面定位 以外圆定位 内孔定位 特殊表面定位 支承钉 支承板 圆柱销 心轴 V形块 定位套 ……
组合定位
……
典型定位方式及其定位元件
（一）工件以平面定位
企业在计划期内应当生产的产品产量和 进度计划。计划期为一年的生产纲领称 为年生产纲领，即年产量。
N Qn(1 )(1 )
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）设计的基本文件。
第一节 第三节
生产批量:
计划期内一次投入或产出的同一产品
（或零件）的数量
NA n F
装夹
定位
机械制造工艺学-第1章
第四节 定位和基准
一、工件的装夹方法 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。
工件在机床上或夹具中装夹有三种 主要的方法
直接找正法 划线找正法 采用专用夹具安装
直接找正法
定位是由工人用千分表、划针等工 具，找正某些表面，以保 证 被加工
表面相对刀具的正确位置 。
机械加工和热处理
程
装配过程
生产服务过程
机械制造工艺过程
机械加工工艺过程的组成 [实例1]阶梯轴零件的加工
阶梯轴单件加工工艺过程
阶梯轴机械加工工艺过程
05 落料（锯床） 10 打顶针孔（车床）
装夹在车床上平一端面，钻中心孔；掉头，平另一端 面，钻另一中心孔。
15 车外园（车床）
用鸡心夹头夹一端，用顶针支承，车大外园，车小外 园，并保证两端长度；掉头，用鸡心夹头夹已车好的小 外园车另一外园，并保持中间部分长度。
定 位 元 件 V 型 块 约 束 自 由 度 演 示
节返回
完全定位：工件在夹具中定位时，六个不定度 均被限制，称为完全定位。
不完全定位：工件在夹具中定位时，六个不定 度没有被全部限制，称为不完全定位。
影响加工要求的自由度，必须限制；不影响加工要求
的自由度可限制，可不限制。
欠定位：工件在夹具中定位时，若定位支承 点数目少于工序加工所要求的数目，工件定 位不足，称为欠定位。欠定位，工件在夹具 中不能正确定位，不能满足加工要求。因此， 是绝对不允许的。
多工位加工动画演示
4、工步：是指在加工表面Байду номын сангаас变，加工工具不变和
切削用量（切削速度和进给量）不变的情况下连续 完成的那一部分工序。
机械制造工艺学第1章工艺过程概述PPT课件
第1章 工艺过程概述
1.1 生产过程与工艺过程
一、生产过程
在机械制造厂制造机器时，将原材来自转变为 成品的全过程。生
产
1.毛坯制造
｛ 过
程
2.零件加工
的
3.部件和整机的装配
阶 段
4.机械的检验调试
.
1
二、工艺过程
生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相 对位置和性质使其成为成品或半成品的过程称为 工艺过程。
加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺 寸、形状、位置）与理想几何参数的偏离程度。
加工精度越高，加工误差越小，满足加工精 度要求就是使加工误差小于等于零件图上规定的 公差。
机械加工精度是指尺寸精度、形状精度、位置关
系精度。
.
18
二、机械加工精度的获得方法
（一）尺寸精度的获得方法
1.试削法
对加工表面尺寸不断测量，不断调整刀具对 加工表面位置进行切削，直至达到尺寸精度求。
生产类型是指企业（或车间、工段）生产专 业化程度的分类。生产类型主要决定于产品零件 的数量。
1.单件生产
产品的种类多,同一产品的产量少,各工作地的加 工对象经常改变而且很少重复。如：重型机械制 造、新产品试制、专用设备及工艺装备的制造。
2.成批生产
产品的品种较多，每一品种均有一定的数量，各品
种是分期分批地轮流进行.生产。
工序号
工艺内容
设备
1 车外圆、端面及镗孔
车床
2 磨内孔
内圆磨
3 铣槽
铣床
4 去毛刺
钳工台
5 钻孔
钻床
6 检验
2.装夹
使工件在机床上占据正确位置并使工件夹紧的
过程称为装夹。在一个工序中有时工件需几次装
1.1 生产过程与工艺过程
一、生产过程
在机械制造厂制造机器时，将原材来自转变为 成品的全过程。生
产
1.毛坯制造
｛ 过
程
2.零件加工
的
3.部件和整机的装配
阶 段
4.机械的检验调试
.
1
二、工艺过程
生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相 对位置和性质使其成为成品或半成品的过程称为 工艺过程。
加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺 寸、形状、位置）与理想几何参数的偏离程度。
加工精度越高，加工误差越小，满足加工精 度要求就是使加工误差小于等于零件图上规定的 公差。
机械加工精度是指尺寸精度、形状精度、位置关
系精度。
.
18
二、机械加工精度的获得方法
（一）尺寸精度的获得方法
1.试削法
对加工表面尺寸不断测量，不断调整刀具对 加工表面位置进行切削，直至达到尺寸精度求。
生产类型是指企业（或车间、工段）生产专 业化程度的分类。生产类型主要决定于产品零件 的数量。
1.单件生产
产品的种类多,同一产品的产量少,各工作地的加 工对象经常改变而且很少重复。如：重型机械制 造、新产品试制、专用设备及工艺装备的制造。
2.成批生产
产品的品种较多，每一品种均有一定的数量，各品
种是分期分批地轮流进行.生产。
工序号
工艺内容
设备
1 车外圆、端面及镗孔
车床
2 磨内孔
内圆磨
3 铣槽
铣床
4 去毛刺
钳工台
5 钻孔
钻床
6 检验
2.装夹
使工件在机床上占据正确位置并使工件夹紧的
过程称为装夹。在一个工序中有时工件需几次装
机械制造工艺学第一章-XXXXm
第一节 机械制造工程学科的发展
一、机械制造技术的发展 1、什么是机械制造技术? 用机器加工零件（工件）的技术，
用切削方法加工零件。 （狭义） 机器：称机床(工作母机) 机械制造技术也称制造某种机器的
技术，如汽车、飞机等。 2、制造技术（广义） 用机械加工方法和非机械加工方法
（电加工、光学加工、化学加工、电子 加工）制造产品的技术统称制造技术。
缺点：需投入夹具费用，在单件、
小批量时成本提高。
2、直接找正法
工件定位是由工人用千分表、划针等工具，找正某
些表面，以保证被加工表面相对刀具的正确位置 。
优点：减少夹具开支，适合单件小批量生产或对定位精度要求 高（误差小于0.0率低、凭经验，对工人要求高。
工艺过程
工
安
工
工
走
序 装
位步
刀
第三节 生成类型与工艺特点
一、生产纲领 产品生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品年产量。 零件生产纲领：是包括备品率和废品率在内的年产量。
N零 Q n(1% %)
生产纲领是设计工艺规程重要依据，也是设计车间和工 段的重要依据。
生产纲领确定后，还应确定生产批量.
4、欠定位和过定位
欠定位：根据加工要求，应该限制的自由度而没有被限制。
注意: 1)欠定位不允许存在 2)不完全定位不一定就是欠定位,要判断应限制的自 由度是否已被限制.
过定位：同一个自由度同时被2个或2个以上的约束点 所限制。也称重复定位。
由于过定位，可能会破坏定位，一般情况是不允许的， 但如果工件的定位面精度高，同时定位元件的制造精 度也很高，此时不仅不会影响定位，而且还能起到提 高刚性的作用，这种情况过定位是允许的。
一、机械制造技术的发展 1、什么是机械制造技术? 用机器加工零件（工件）的技术，
用切削方法加工零件。 （狭义） 机器：称机床(工作母机) 机械制造技术也称制造某种机器的
技术，如汽车、飞机等。 2、制造技术（广义） 用机械加工方法和非机械加工方法
（电加工、光学加工、化学加工、电子 加工）制造产品的技术统称制造技术。
缺点：需投入夹具费用，在单件、
小批量时成本提高。
2、直接找正法
工件定位是由工人用千分表、划针等工具，找正某
些表面，以保证被加工表面相对刀具的正确位置 。
优点：减少夹具开支，适合单件小批量生产或对定位精度要求 高（误差小于0.0率低、凭经验，对工人要求高。
工艺过程
工
安
工
工
走
序 装
位步
刀
第三节 生成类型与工艺特点
一、生产纲领 产品生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品年产量。 零件生产纲领：是包括备品率和废品率在内的年产量。
N零 Q n(1% %)
生产纲领是设计工艺规程重要依据，也是设计车间和工 段的重要依据。
生产纲领确定后，还应确定生产批量.
4、欠定位和过定位
欠定位：根据加工要求，应该限制的自由度而没有被限制。
注意: 1)欠定位不允许存在 2)不完全定位不一定就是欠定位,要判断应限制的自 由度是否已被限制.
过定位：同一个自由度同时被2个或2个以上的约束点 所限制。也称重复定位。
由于过定位，可能会破坏定位，一般情况是不允许的， 但如果工件的定位面精度高，同时定位元件的制造精 度也很高，此时不仅不会影响定位，而且还能起到提 高刚性的作用，这种情况过定位是允许的。