机械制造工艺学第1章

2、课程特点
（1）综合性：工艺系统四要素（机床、夹具、刀具与 工件）的合理选择与优化组合对制订合理的工艺过程， 保证工序质量，提高生产率和降低成本起着决定性的 作用。但这些因素的选择与组合是许多先修课程知识 的综合与应用。 （2）实践性：从生产实践与科学实验中精选出来， 又直接用于和指导实践。 （3）多变性：在实际生产中，加工零件的种类各式各 样，各个生产企业的生产条件也千差万别。因此，考虑 工艺问题的思路就不可能千篇一律。
找正费时，定位精度不易保证，生产率较低，仅适用于单件小批生产。
2）采用夹具安装法 靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的 正确位置。
操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于成批及大量生产。
通用夹具 指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。
三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖；平口虎钳、分度头和回转工作台
四、本课程主要任务
1、掌握机械加工和装配的基本理论； 2、学会制订机械加工工艺规程；
3、掌握夹具设计的基本原理和方法，能设计出一般 的夹具； 4、了解当前制造技术的发展及先进制造技术，认识 制造技术的作用和重要性。
小结
1、《机械制造工艺学》的研究对象及特点？
2、《机械制造工艺学》的任务要求？
第一章
欠定位与过定位
•欠定位——应该消除的自由度没有 消除，不允许。 •过定位——几个支承点重复限制某个 自由度，一般不允许，应用是有条件的。
正确处理过定位
•提高工件定位表面与定位元件之间的 位置精度； •改变定位元件的结构。
正确配置支承点
•一般按三、二、一布置。 •主要定位表面受力面积越大越好。
小结
10000X4X1.05X1.02=42840
2、生产类型：指企业生产专业化程度的分类。
根据生产纲领和产品的大小，可分பைடு நூலகம்：
单件生产：单个生产，很少重复或不重复的生产类型 大量生产：产品数量很大，大多数工作地点重复进行
成批生产：一年中分批轮流地制造，工作地点周期重复
生产纲领决定生产类型，产品大小也对生产类型有影响。
N=Qn(1+a)(1+b)
式中， N——零件的生产纲领（件/年） Q——产品的生产纲领（台/年）
n——每台产品中含该零件的数量（件/台） a——零件备品率； b——零件废品率。
三、生产纲领与生产类型
1、生产纲领的计算案例
公司计划在一年内为10000台4105型的柴油机生产 “连杆”配件，公司生产该类零件的备用率为5%，废 品率为2%，请计算该零件的生产纲领。（注：4105柴 油机为4缸、缸径105mm，每个气缸有一组活塞连杆， 所以它有4只连杆。）
＜100 100～500 500～5000 5000～50000 ＞50000
3、工艺特征：不同的生产类型具有不同的工艺特点。
表1-2 各种生产类型的工艺特点
工艺特点 毛坯情况 机床设备及其布置形 式 工艺装置 生产类型 单件生产 锻件自由锻造，铸件木模手 工造型，毛坯精度低 通用机床，机群式布置，也 可用数控机床 通用刀具、量具和夹具，或 组合夹具，找正后装夹工件 需要技术熟练 批量 生 产 锻件部分采用模锻，铸件部 分用金属模，毛坯精度中等 部分通用机床，部分专用机 床，机床按零件类别分工段 布置 广泛采用夹具，部分靠找正 装夹工件，较多采用专用量 具和刀具 中等 工艺过程卡，关键零件有工 序卡 中等 中等 大量生产 广泛采用模锻，金属机器 模造型等高效方法生产毛 坯，毛坯精度高 广泛采用自动机床，专用 机床，按流水线、自动线 排列设备 高效专用夹具，多用专用 刀具，专用量具及自动检 测装置 对调整工人的技术水平要 求高，对操作工人技术水 平要求低 详细的工艺文件，工艺过 程卡、工序卡、调整卡等 高 低
专用夹具 专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。
常用的通用夹具：顶尖、三爪卡盘、四爪卡盘、花盘、跟刀架。
专 用 夹 具 钻 模
---
1夹具体
2定位元件
3导向元件
4工件
三、工件的定位原理
工件的定位应解决两方面的问题 ：
1) “定与不定” 2) “准与不准”
1、自由度
一个在空间处于自由状态的物体具有六个自由度。 移动自由度 转动自由度 沿X、Y、Z轴移动 绕X、Y、Z轴转动
4 5
铣 钳
铣键槽 去毛刺
X6132 钳工台
小结
一、机械制造系统 二、生产过程与工艺过程的概念 三、生产纲领及生产类型的关系
第二节 工件的定位和基准
一、基准的概念及其分类
零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、 线、面，它往往是计算、测量或标注尺寸的起点。 设计基准
基准
工艺基准
1、设计基准
工件的六个自由度
2、六点定位原则 定位，即限制自由度。用合理设置的6个支承点，限制工件 的6个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定 位的“六点定位原理”。
矩形工件的定位
轴类零件的定位
小平面限制一个自由度； 窄长平面限制两个自由度； 大平面限制三个自由度。
长销限制4个自由度；
短销限制2个自由度
学习目标
机械制造工艺的基本概念
1．了解生产过程与工艺过程的概念，生产纲领 及生产类型的关系 2．掌握工件的定位及基准的概念
第一节 基本概念和定义
一、机械制造系统的概念
机械制造系统图
二、生产过程和工艺过程
生产过程 是指将原材料或半成品转变为成品的所有劳动过程。
包括： ⑴原材料和成品的运输与保管； ⑵生产技术准备工作； ⑶毛坯的制造； ⑷零件加工
固定V形块： 短接触限制2个自由度； 长接触限制4个自由度。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位 指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采 用四点定位可以满足加工要求。
工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求， 故只用三点定位。
一、基准的概念及其分类
1、设计基准 2、工艺基准
二、工件装夹方式
1、找正安装法 2、夹具安装法
三、工件的定位原理
1、自由度 2、六点定位原则
3、工件定位中的几种情况
对工人的技术要求
工艺文件 生产率 加工成本
仅要工艺过程卡 较低 较高
【例】 如下图所示，不同生产类型阶梯轴的工艺过程， 如方法1、方法2所示。
阶梯轴加工
方法1（单件小批生产的工艺过程）：
序 号
工 序 名 称 车
工 序 内 容
设 备
1
车一端外圆与端面、打中心孔并倒角，径向 尺寸至26mm；掉头车另一端外圆及端面并倒角， 车床 径向尺寸至18mm，轴向尺寸至32mm，轴向总长 至61mm 铣键槽、去毛刺 铣床
表1-1 生产类型和生产纲领的关系
零件的年生产量/件
生 产 类 型
重型零件 零件重量＞ 50kg
中型零件 零件重量15～ 50kg
轻型零件 零件重量＜ 15kg
单件生产 小批量 成批生产 中批量 大批量 大量生产
＜5 5～100 100～300 300～1000 ＞1000
＜10 10～200 200～500 500～5000 ＞5000
2
铣
方法2（大批量生产的工艺过程）：
序号 工序名称 工 序 内 容 铣端面、打中心孔，轴向尺寸 至61mm 设 备
1 2
3
铣 车1
车2
铣端面打中心孔机 床，夹具SJ-1802
车大端外圆并倒角，径向尺寸 至26mm
车小端外圆并倒角，径向尺寸 至18mm，轴向尺寸至32mm
CA6140
CA6140（另一台）
如生产计划的制订、工艺规程的编制与生产 工具的准备等 锻压、铸造、焊接等 机械加工、热处理和表面处理等
⑸产品的装配、调试、检验、油漆和包装等。
工艺过程 是与改变原材料或半成品使之成为成品直接有关
的过程。 生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状（铸造、 锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热 处理）使其成为预期产品的过程。
包括：
锻压、铸造、机械加工、热处理、表面处理、装配等。
在具体的生产条件下，采用最合理或较合理的工艺过程， 按规定的表格形式书写成的工艺文件，称为机械加工工艺 规程 。
三、生产纲领与生产类型
1、生产纲领：指企业在计划期内应生产的产品产量。 对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需的数量外，还要 包括一定的备品和废品，通常为5%的备品率和2%废品率。 零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式 计算：
定位基准表示方法
二、工件装夹方式
机械加工过程中，为保证加工精度，固定工件，使之占有确定 位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具。
1）找正安装法 直接找正安装：操作者利用划针、百分表等量具直接校准待 加工面或相关表面以获得正确位置。 划线找正安装：钳工先按加工要求在工件表面划好线，机加 工时工人按划线找正后再夹紧。
机械制造工艺学
主讲：谢飞县
一、本专业的应用现状及发展方向
1、应用现状
1）数控技术在机床上的应用 2）数控技术在注塑行业中的应用 3）数控技术在纺织、木工、雕刻艺术行业中的应用
2、发展方向
1）高速、高精加工技术及装备
普通数控机床 10μm ---- 5μm 精密级加工中心 3-5μm ---- 1-1.5μm 超精密加工 纳米级
2）五轴联动加工和复合加工机床快速发展 3）智能化、开放式、网络化
二、本课程的含义
机械制造工艺：各种机械的制造方法和过程的总称。
即从零件的毛坯制造至装配成机械为止的方法和过程，