单元一 机械制造过程与机械加工工艺系统

例题 二：源自示过程见录像演示过程见录像
例题 三：
四、机械制造的生产组织
1、 生产纲领 生产纲领是企业根据市场需求和自身的生产能力决定的， 在计划生产期内应当生产的产量和进度计划。计划期为一年 抵生产纲领为年产量。
生产纲领 N=Qn(1+a)(1+ β)
式中 Q——产品的年产量； n——单台产品中该零件的数量； α——备品率，以百分数计； β——备品率，以百分数计。
（3）展成法
切削刃各瞬时位置的包络线是齿形表面的母线， 导线是由刀具沿齿长方向的运动形成的。
（4）相切法 采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具自身的 旋转运动形成圆形发生线，同时切削刃相对于工件的运 动形成其他发生线。
2、机械加工的运动 （1） 表面成形运动 是保证得到工件要求的表面形状的运动。它是机床上 最基本的运动，是机床上的刀具和工件为了形成表面发生 线而作的相对运动。 形成表面所 需的成形运 动实质上就 是形成其母 线和导线所 需的成形运 动总和
2. 生产组织类型的划分 生产组织类型是指产品生产的专业化程度，根据生产 纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为 三种生产类型 1）单件生产 单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生 产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。 2）成批生产 产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期 性地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变 换。 如机床制造等。根据产品特征及批量大小又分为： 小批生产---其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似； 大批生产---其工艺过程的特点和大量生产相似； 中批生产---其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批 大量生产之间。
5～100
100～300 300～1000 大于1000
10～200
200～500 500～5000 大于5000
100～500
500～5000 5000～50000 大于50000
机械装配
按规定的技术要求，将零件或部件进行 配合和连接，使之成为成品或半成品的工 艺过程称为装配。 将若干个零件组合起来成为组件，称为 组装。 把组件组合起来形成部件，称为部装。 把部件按一定要求组合成机械产品，称 为总装。 组装、部装和总装统称为装配。
单元一 机械制造过程与机械加工工 艺系统
§1.1 机械制造的生产组织
一、生产过程 根据产品设计信息将原材料或半成品制成成品的全过程 为生产过程。这种成品可以是一台机器、一个部件、或是某 种零件。对于机器的制造而言，其生产过程如表所示：
序号 1 2 3 4 5 6
内容 原材料的运输与保管 技术准备过程 毛坯的制造 零件的加工 产品的装配 产品的检验
5.配作 配作是指配钻、配铰、配刮、配磨等 工作。通过配作可以有效地提高运动副运 动精度、接触结合面的接触精度和刚度， 保证连接精度和定位精度，在零件加工精 度难以满足产品精度要求时，配作是有效 的途径之一。配作通常与校正和调整结合 进行。
6.平衡 对高速回转的机械，为防止振动，需 对回转部分进行平衡。生产中使用的有静 平衡和动平衡两种方法。对大直径小长度 零件可采用静平衡，对长度较大的零件则 要采用动平衡法。
发生线是形成工件表面的几何要素，是在金属切削机床运 转时，由工件和刀具彼此间协调的相对运动和刀具切削刃的形 状共同形成的 2)形成发生线的方法 （1）刀尖轨迹法 母线和导线都是刀具切削刃端点相对于工件的 运动轨迹。
（2）成形法 刀具的切削 刃就是被加工表 面的母线，导线 是刀具切削刃相 对于工件的运动 形成的。
举 例
如产品的开发和设计、工艺规程的编制、专用工装设备的设计 和制造、各种生产资料的准备和生产组织等方面的工作等 如铸造、锻造、冲压、各种材料的棒料等 如机械加工、焊接、铆接和热处理等 如部装、调试、总装等 如各种尺寸和位置精度的要求等
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， 称为机械制造工艺过程，简称为工艺过程。
3、大量生产 产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点 的加工的对象固定不变。如自行车、洗衣机、汽车等生产。
零件的年生产纲领/件 生产类型 重型零件 （30kg以上） 小于5 中型零件 （4～30kg） 小于10 轻型零件 （4kg以下） 小于100
单件生产
小批量生产
中批量生产 大批量生产 大量生产
机械装配
装配是机械产品生产过程的最后一个阶
段，它包括装配、调整、检验等工作。机械产品 的质量除与零件的加工质量有关外，在很大程度 上与装配质量有关。在某些情况下，装配是决定 产品质量的决定性因素。 随着机械加工技术的进步，机械装配在机械 制造生产过程中的比重日益增大。只有尽快提高 装配工艺技术水平，才能适应机械工业形式发展， 达到高质量、高效率和低成本的要求。
根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型： （1）简单成形运动：是独立的 成形运动，由最基本的旋转运 动或直线运动构成的，则此成 形运动称为简单成形运动。
（2）复合成形运动：是由两个或 两个以上简单运动（旋转运动或 直线运动），按照某种确定的运 动关系组合而成，则称此成形运 动为复合成形运动。
对应于不同的加工 方法有不同的机械加工 工艺系统，如车削工艺 系统、铣削工艺系统、 磨削工艺系统等。
二、零件表面的成形和机械加工运动 1、零件表面的成形 1）机械零件上常见的表面
这些表面都可以看成是由一条线为母线，以另一条线 为轨迹（称导线）运动而形成 ，母线和导线统称为发生线。
形成平面、圆柱面和直线成形表面的母线和导线的作 用可以互换，称为可逆表面。 形成螺纹面、圆环面、球面和圆锥面的母线和导线则 不能互换，称为非可逆表面 。
vc
dw n
1000
(m / min)
计算时取刀具（或工件）最外 缘点的线速度，即最大切削速度。 ②当主运动为直线运动时，切削速度为刀具相对于工件的直 线运动速度。
（2）进给速度Vf ：指刀具上选定点相对于工件的瞬时进 给速度，mm/min。 ①进给量 f ：指在主运动的一个循环内，刀具在进给运 动方向上相对工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程 的位移量来表述和度量。 mm/r或mm/行程。 ⅰ、对于车外圆，f 为工件转一圈，刀具沿工件轴向移 动的距离，mm/r； ⅱ、主运动为直线往复旋转运动时，进给量 f 为每一往 复行程，刀具相对工件沿进给方向移动的距离，mm/行程；
3.校正 校正工作是对机械产品中相关零部件 的相互位臵进行找正、找平及调整的工作， 多用于产品总装和大型机械的基体件装配。 例如车床总装中床头箱主轴中心与尾 座套筒中心的等高校正等。
4.调整 调整是机械装配过程中对相关零部件 相互位臵所进行的具体调节工作以及为保 证运动零部件的运动精度而对运动副间隙 进行的调节工作。
（3）分度运动 使工件或刀具回转到所需要的角度，多 用于加工若干个完全相同的沿圆周均匀分布的表面，也有在 直线分度机上刻直尺时，工件相对刀具的直线分度运动。 （4）操纵及控制运动 包括变速、换向、启停及工件的 装夹等。
三、切削用量和切削层参数 1、切削中工件的表面 加工中，随刀具与工件的相对运动，工件上切削层金属 被切下而形成切削，同时原工件上表面不断被形成的新表面 所取代，运动中不断变化着的工件表面形成为已加工表面、 待加工表面、过渡表面 1）待加工表面：工件上有待切除的 表面。 2）过渡表面：刀具切削刃正在切除 的表面。该表面在切削加工过程中 不断变化，并且始终处于待加工表 面和已加工表面之间。 3）已加工表面：工件上经刀具切 削后产生的表面。
一个或一组工人在一个工作地点，对一个或同时对几个 工件所连续完成的那部分工艺过程叫工序。
工作地不变动；加工对象唯一；工作连续完成。是构成工艺 的要素
2. 安
装
工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。
3. 工 位 工件在一次安装后，工件与夹具或设备的可动部 分一起相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个 位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位。如图所 示
二、机械制造过程
1．概述 机器是由零件、组件、部件等组成的，因而一台 机器的制造过程包含了从零、部件加工到整机装配的全过程。
机器制造过 程的构成
主轴箱部件图
主轴箱箱体零件图
主轴零件图
主轴箱装配系统图
三、机械制造过程的分析 1．机械制造过程的基本概念
每个零件的机械加工工艺过程都是由若干个基本单元组成， 该组成单元称作工序。每一工序又分若干步骤即工步、安装、 工位和走刀。 （1）工序：
装配工作的基本内容
1.清洗 进入装配的零部件，必须进行清洗。 这一工作对于保证装配配合质量，提高 产品使用寿命有着重要的意义。对于机器的 关键部件，如轴承、密封、精密零件等，更 为重要。 通过清洗可以去除零件表面的油污及杂 质，根据不同的情况，可以采取擦洗、浸洗、 喷洗、超声清洗等不同的方法。
2.连接 连接是装配工作的主要内容之一，包括 可拆卸连接和不可拆卸连接两种。 可拆卸连接常用的有螺纹连接、键连接 和销连接。 不可拆卸连接常用的有焊接、过盈连接 等。
为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多工位夹 具或多轴（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过 若干个不同位置顺次进行加工。
图3－9
多工位加工
4. 工步与复合工步
在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指转速和 进给量）都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺 过程，称为一个工步。
有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面 用几把刀具同时进行加工，这可看作为一个工步，并 称为复合工步。
例
题
从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成 形运动可分为：主运动和进给运动。 （1）主运动：使工件与刀具产生相 对运动以进行切削的最基本运动，称 为主运动。主运动的速度最高，所以 消耗的功率最大。 注意： 主运动可为刀具，也可为工件； 主运动可是直线运动也可是旋转运动； 切削过程中，主运动只有一个。 （2）进给运动：是配合主运动实现依 次连续不断地切除多余金属层的刀具 与工件之间的附加相对运动。