机械制造基础知识

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。
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。例如，汽车、 轴承制造等一般属于大量生产。
③. 大 量 生 产
表1-4 各种生产类型工艺过程的主要特点
生产类型 工艺特征 工件的互换性 单件生产 成批生产 大批量生产
第二节
一
零件的工艺分析
零件图的完整性和正确性
检查零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐 全、合理、符合国家标准，若有错误或遗漏，应提出 修改措施。
二
零件的技术要求分析
零件的技术要求包括下列几个方面： 1）加工表面的尺寸精度。 2）主要加工表面的形状精度。 3）主要加工表面之间的相互位置精度。 4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他 要求。 5）热处理要求。 6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去 毛剌、毛坯要求等）。
4
5
6
7
加工面高度不同，需 两次调整刀具加工， 影响生产率
加工面在同一高度，一次 调整刀具可加工两个平面
பைடு நூலகம்
（续）
序号 8 结构工艺性差 三个退刀槽的宽度有 三种尺寸，需用三把 不同尺寸的刀具加工 结构工艺性好 同一宽度尺寸的退刀槽， 使用一把刀具即可加工
9
加工面大，加工时间 长，平面度误差大
加工面减小，节省工时， 减少刀损耗且易保证平面 度要求
铸造用木模手工造 毛坯的制造方法及加 型；锻件用自由 工余量 锻。毛坯精度低， 加工余量大
机床设备
通用机床或数控机 床或加工中心
单件生产(视频)
批量生产(视频)
（续）
生产类型 工艺特征 单件生产 多采用标准附件， 很少采用夹具，靠 划线及试切法达到 精度要求 采用通用刀具和万 能量具 成批生产 大批量生产
3 机械加工工艺规程制定的原则 （1）保证加工质量 （2）保证生产效率 （3）较低制造成本 （4）良好劳动条件
4. 制订机械加工工艺规程的原始资料
•产品整套装配图、零件图 •质量标准 •生产纲领、生产类型 •毛坯情况 •本厂现有生产条件 •先进技术、工艺 •有关手册、图册
5步
骤
•分析研究产品图纸 •工艺性分析 •选择毛坯 •拟订工艺路线 •选择设备、工装 •确定工序余量、工序尺寸 •确定切削用量、工时定额 •技术经济分析 •填写工艺文件
内壁孔出口处平整，钻孔 方便，易保证孔中心位置
10 11
内壁孔出口处易钻偏 或钻头折断
键槽设置在阶梯轴 90°方向上，需两次 装夹加工
将阶梯轴的两个键槽设计 在同一方向上，一次装夹 即可对两个键槽加工
第三节
毛坯的选择
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其 制造精度。
一
毛坯的种类
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件
2）重要表面原则：为了保证工件上某些重要表 面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。
床身加工粗基准选择
3）非加工表面原则：如果主要要求保证加 工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面 为粗基准，以求均匀，外形对称。
选非加工面为粗基准
4）不重复使用原则：粗基准在同一尺寸方 向上只能使用一次。或P149图4-4
二
毛坯的选择原则
1．零件材料及力学性能要求。 2．零件的结构形状与大小 3．生产类型 4．现有生产条件 5．充分利用新工艺、新材料
第四节 元件装夹和定位基准的选择
一 工件装夹方法
工件的装夹包含两方面的内容： （1）定位 （2）夹紧 1．工件的装夹方法 （1）找正装夹法
1）直接找正：用百分表、划线盘或目测 直接在机床上找正工件位置的装夹方法。
工件定位的基本原理
1．六点定位原则 工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能 沿x、y、z轴线移动，称为移动自由度，分别表示 为 x 、y 、 ；并能绕着x、y、z轴转动，称为转动 z 自由度。
六点定位原理(视频)
3．工件定位中的几种情况 （1）完全定位。 （2）不完全定位。 （3）欠定位。 （4）过定位。
第一节 机械的生产过程和工艺过程
一 生产过程
1.生产过程
指把原材料转变为成品的全过程。
机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保 管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含 热处理），产品装配，检验以及涂装等。
二
工艺过程及其组成
1．工艺过程
把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相
对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品
三
生产纲领与生产类型
产品的年生产 纲领就是产品的年 生产量。
1. 生产纲领
N Qn(1 a% b%)
2．生产类型
①单件生产 ②成批生产 ③大量生产
①. 单 件 生 产
产品品种不固定，每一品种 的产品数量很少，大多数工作地 点的加工对象经常改变。例如， 重型机械、造船业等一般属于单 件生产。
表1-8 零件结构工艺性示例
序号
结构工艺性差
结构工艺性好
1
孔离箱壁太近，钻头 在圆角处易引偏；箱 壁高度尺寸大，需加 长钻头方能钻孔
加长箱耳，不需加长 长头（见图a）；只要 使用上允许将箱耳设 计在某一端，则不需 加长箱耳，即可方便 加工(见图b)
留有退刀槽，可使螺 纹清根，避免打刀
2
车螺纹时，螺纹根部 易打刀，且不能清根
刀具与量具
对工人的要求
需要熟练的技术工 人 有简单的工艺路线 卡
工艺规程
四
机械加工工艺规程
1. 工艺规程的作用
•工艺规程是指导生产的主要技术文件
•工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据
•工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料
2．机械加工工艺规程的格式 生产类型不同，所有的工艺规程的模式和内 容也不相同。 （1）机械加工工艺过程卡片(工艺路线)。 （2）机械加工工艺卡片。 （3）机械加工工序卡片。
以亚泰老总黄来兴的一句话开始


现在的大学生都愿意在办公室画图，我们的主 要图纸都是购买或测绘的。 懂工艺的太少，我们是有图做不出来。
一 机械制造基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 机械的生产过程和工艺过程 零件的工艺分析 (重点) 毛坯的选择 元件装夹和定位基准的选择（难点） 定位误差的分析与计算 (重点) 工件的夹紧 工艺路线的拟定 (重点) 工序尺寸及其公差的确定 （难点） 机械加工生产率 机械制造技术的发展
一般是配对制造， 没有互换性，广泛 用钳工修配
大部分有互换 性，少数用钳工 修配
部分铸件用金属 模；部分锻件用 模锻。毛坯精度 中等，加工余量 中等 数控机床、加工 中心或柔性制造 单元。设备条件 不够时，也采用 部分通用机床、 部分专用机床
全部有互换性，某些 精度较高的配合件用 分组选择装配法
铸件广泛采用金属模 机器造型；锻件广泛 采用模锻及其他高生 产率的毛坯制造方 法。毛坯精度高，加 工余量小 专用生产线、自动生 产线、柔制造生产线 或数控机床
2
铣键槽，去毛刺
铣床
5
精磨外圆
外圆磨床
表1-2 阶梯轴加工工艺过程（成批生产时）
序号 1 2 3 4 工序内容 铣端面、钻中心孔 设备 铣端面钻中心孔机床 序号 5 6 7 8 工序内容 去毛刺 粗磨外圆 热处理 精磨外圆 设备 钳工台 外圆磨床 高频淬火机 外圆磨床
车一端外圆，车槽与 车床 倒角 车另一端外圆，车槽 车床 与倒角 铣键槽 铣床
1
2 3 4 5
粗车
粗车—半精车 粗车—半精车—精车 粗车—半精车—精车—滚压（或抛 光） 粗车—半精车—磨削
IT11~IT13
IT8~IT10 IT7~IT8 IT7~IT8 IT7~IT8
12.5~50
3.2~6.3 0.8~1.6 0.025~0.2 0.4~0.8 主要用于淬火钢， 也可以用于淬火钢， 但不宜加工有色金 属 主要用于要求较同 的有色金属加工 极高精度的外圆加 工 适用于淬火钢以外 的各种金属
6
7
粗车—半精车—粗磨—精磨 粗车—半精车—粗磨—精磨—超精 加工（或轮式超精磨）
粗车—半精车—精车—精细车（金 刚车） 粗车—半精车—粗磨—精磨—超精 磨（或镜面磨）
多工位加工
复合工步
阶梯轴
当加工批量较小时，其工序的划分见表1-1；当加工批量较大时，其工序划 分见表1-2。
表1-1 阶梯轴加工工艺过程（生产批量较小时）
序号 1 工序内容 车端面，钻中心孔；车全部 外圆，车槽与倒角 设备 车床 序号 3 4 工序内容 粗磨各外圆 热处理 设备 外圆磨床 高频淬火机
夹具
广泛采用夹具或组合 广泛采用高生产率夹具， 夹具，部分靠加工中 靠夹具及调整法达到精 心一次安装 度要求 可以采用专用刀具及 广泛采用高生产率刀具 专用量具或三坐标测 和量具，或采用统计分 量机 析法保证质量 对操作工人的技术要求 需要一定熟练程序的 较低，对生产线维护人 工人和编程技术人员 员要求有高的素质 有工艺规程，对关键 零件有详细的工艺规 有详细的工艺规程 程
4）装配基准：装配时，用以确定零件在部 件或产品中位置的基准，称为装配基准。
2．定位基准的选择 定位基准分为粗基准和基准。 （1）精基准的选择 1）基准重合原则：尽可能选用加工表面 的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与 设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
基准不重合误差示例
2）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面 和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统 一原则。
过定位造成的后果： （1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差； （2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销） 过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。
（2）工艺基准 1）定位基准：在加工时，用以确定工件的 机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为 定位基准。 2）工序基准：在工序图上用以标注本工序 加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。 3）测量基准：零件检验时，用以测量已加 工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。
三
零件的结构工艺性分析
•铸件：便于造型、拔模 斜度 •璧厚均匀、无尖边、尖角 •锻件：形状简单、无尖边、 尖角、飞刺，便于出模 •合理标注零件的技术 要求 •便于加工、减少加工 •数控加工工艺性分析 （见表9-1） •便于装配、减少修配量
在毛坯制造方面
在加工方面
在装配方面
表1-8列出了一些零件结构工艺性示例。
不应重复使用粗基准
第七节
一
工艺路线的拟定
表面加工方法的选择
1．加工经济精度和经济表面粗糙度 表1-10、表1-11、表1-12摘录了各种加 工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度及 典型的加工方案。（仅供参考）
表1-10 外圆表面加工方案的加工经济精度和经济表面粗糙度
序 号 加工方案 公差等级 表面粗糙度 Ra / μm 适用范围
直接找正装夹
2）划线找正：在毛坯上按照划好的线在机床上 用划针找正的装夹方法。
划线找正装夹
（2）夹具装夹法
对刀或引导元件
夹紧装置
定位元件
用夹具装夹
夹具体
二 机床夹具组成
（1）定位元件。 （2）夹紧装置。 （3）联接元件。 （4）对刀或导向元件。 （5）夹具体。 （6）其他元件及装置。
三
（续）
序号 3 结构工艺性差 插齿无退刀空间，小 齿轮无法加工 两端轴颈需磨削加工， 因砂轮圆角而不能清 根 斜面钻孔，钻头易引 偏 锥面加工时，易碰伤 圆柱面，且不能清根 结构工艺性好 大齿轮可进行滚齿或插齿， 小齿轮可进行插齿加工 留有砂轮越程槽，磨削时 可以清根 只要结构允许留出平台， 可直接钻孔 可方便地对锥面进行加工
3）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的 表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工 的原则。 4）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的 精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为 基准原则。 （2）粗基准的选择
1）余量最小原则：为了保证零件各加工面都 有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面 为粗基准。
的过程称为工艺过程。

工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、 锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、 表面处理、装配等不同的工艺过程。
工艺过程(视频)
2．工艺过程由工序组成
（1）工序：一个（或一组）工人，在一
个工作地点（或一台机床上），对同一个零件 （或一组零件）进行加工所连续完成的那部分 工艺过程 （2）安装：定位＋夹紧 （3）工位：待加工位置 （4）工步：在一道工序中，当加工表面 不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和 切削速度基本不变的情况下所完成的那部分工 艺过程 （5）走刀：切去一层金属，一个工步可 以包括一次或几次走刀