机械制造工艺学第1章1课件.ppt

1、生产过程生产过程 是指将原材料或半成品转变为成品的所有劳动过程。第二节第二节 工艺过程工艺过程一、生产过程一、生产过程原材料和成品的运输与保管生产技术准备工作毛坯的制造零件加工 产品的装配、调试、检验、油漆和包装等。包括：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（切削加工）、热处理和表面处理等二、工艺二、工艺过程过程生产过程中，按一定顺序改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质使其成为预期产品的过程。包括：包括：锻压、铸造、机械加工、热处理、表面处理、装锻压、铸造、机械加工、热处理、表面处理、装配等。配等。* *其它过程为辅助生产过程。其它过程为辅助生产过程。三

2、、机械加工工艺过程的组成三、机械加工工艺过程的组成1. 1. 工序工序 一个或一组一个或一组工人工人在一个工作在一个工作地点地点（或一（或一台机床上）对同一个或同时对几个台机床上）对同一个或同时对几个工件工件所所连续连续完成的那一部分工艺过程。完成的那一部分工艺过程。 例：例：表1-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表1-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3

3、车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图11 阶梯轴讨论：讨论： 生产规模生产规模不同，工序不同，工序的划分不一的划分不一样。样。机械加工工艺过程的组成2. 2. 安装安装 工件实现定位和夹紧的过程称为安装工件实现定位和夹紧的过程称为安装 一道工序中可能有多次安装一道工序中可能有多次安装 例：例：表1-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表1-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端

4、面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图11 阶梯轴两次两次两次两次一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次讨论：讨论： 安装次数多安装次数多好还是少好？好还是少好？机械加工工艺过程的组成3. 3. 工步工步 工步是指在加工表面、加工工具、切削工步是指在加工表面、加工工具、切削速度、进给量不变的情况下，所连续完成速度、进给量不变的情况下，所连续完成的那一部分的那一部分工序内容工序内容。 为提高生产率常用为提高生产率常用“复合工步复合工步”：同时用：同时用几把刀分别加工几个表面（计一个工步）。几把刀分别加工几个表面（计一个工步）。例

5、：例：表1-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表1-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图11 阶梯轴工步是为分解工步是为分解复杂工序和计复杂工序和计算机加工时间算机加工时间而划分的而划分的四个四个五个五个一个一个两个（复合工步）两个（复合工步）三个三个两个两个一个一个机械加工工艺过程的组成4. 4

6、. 走刀走刀 在一个工步中在一个工步中，有时因所需切除的金属，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。则每一次切削称为一次走刀。 机械加工工艺过程的组成5. 5. 工位工位 为了完成一定的工序内容，工件在机床为了完成一定的工序内容，工件在机床上占据的每个加工位置（或范围）都称为上占据的每个加工位置（或范围）都称为一个工位。一个工位。 工序中是否有多个工位取决于机床是否是工序中是否有多个工位取决于机床是否是多工位机床。多工位机床。机械加工工艺过程的组成 在在三个工位三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔上钻、铰圆盘零件上的孔工

7、件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：例：第三节第三节 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型1. 1. 生产纲领生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。 零件在计划期零件在计划期一年中一年中的生产纲领的生产纲领N（件（件/年）可按下式计算：年）可按下式计算： %)%1(aQnN式中式中 Q Q产品的年产量，单位：台产品的年产量，单位：台/ /年；年； n每台产品中所含该零件的数量，单位：件每台产品中所含该零件的数量，单位：件/台；台； a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修

8、配的需要；用户修配的需要； %废品率。废品率。 2、生产类型、生产类型：指企业生产专业化程度的分类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，可分为： 单件生产单件生产：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生产纲领决定生产类型，产品大小也对生产类型有影响。生 产 类 型零件的年生产量/件重型零件零件重量50kg中型零件零件重量1550kg轻型零件零件重量15kg单件生产510100成批生产小批量510010200100500中

9、批量1003002005005005000大批量30010005005000500050000大量生产1000500050000表表1-1 生产类型和生产纲领的关系生产类型和生产纲领的关系3、工艺特征、工艺特征：不同的生产类型具有不同的工艺特点。 工工 艺艺 特特 点点生生 产产 类类 型型单件生产单件生产批量批量 生生 产产大量生产大量生产毛坯情况毛坯情况锻件自由锻造，铸件木模手锻件自由锻造，铸件木模手工造型，毛坯精度低工造型，毛坯精度低锻件部分采用模锻，铸件部锻件部分采用模锻，铸件部分用金属模，毛坯精度中等分用金属模，毛坯精度中等广泛采用模锻，金属机器广泛采用模锻，金属机器模造型等高效方法

10、生产毛模造型等高效方法生产毛坯，毛坯精度高坯，毛坯精度高机床设备及其布置形机床设备及其布置形式式通用机床，机群式布置，也通用机床，机群式布置，也可用数控机床可用数控机床部分通用机床，部分专用机部分通用机床，部分专用机床，机床按零件类别分工段床，机床按零件类别分工段布置布置广泛采用自动机床，专用广泛采用自动机床，专用机床，按流水线、自动线机床，按流水线、自动线排列设备排列设备工艺装置工艺装置通用刀具、量具和夹具，或通用刀具、量具和夹具，或组合夹具，找正后装夹工件组合夹具，找正后装夹工件广泛采用夹具，部分靠找正广泛采用夹具，部分靠找正装夹工件，较多采用专用量装夹工件，较多采用专用量具和刀具具和刀具

11、高效专用夹具，多用专用高效专用夹具，多用专用刀具，专用量具及自动检刀具，专用量具及自动检测装置测装置对工人的技术要求对工人的技术要求需要技术熟练需要技术熟练中等中等对调整工人的技术水平要对调整工人的技术水平要求高，对操作工人技术水求高，对操作工人技术水平要求低平要求低工艺文件工艺文件仅要工艺过程卡仅要工艺过程卡工艺过程卡，关键零件有工工艺过程卡，关键零件有工序卡序卡详细的工艺文件，工艺过详细的工艺文件，工艺过程卡、工序卡、调整卡等程卡、工序卡、调整卡等生产率生产率较低较低中等中等高高加工成本加工成本较高较高中等中等低低表1-2 各种生产类型的工艺特点【例例】 如下图所示，不同生产类型阶梯轴的工

12、艺过程，如下图所示，不同生产类型阶梯轴的工艺过程，如方法如方法1 1、方法、方法2 2所示。所示。阶梯轴加工阶梯轴加工 方法方法1 1（单件小批生产的工艺过程）：（单件小批生产的工艺过程）：序序 号号工工 序序名名 称称工工 序序 内内 容容设设 备备1 1车车 车一端外圆与端面、打中心孔并倒角，径向车一端外圆与端面、打中心孔并倒角，径向尺寸至尺寸至 26mm26mm；掉头车另一端外圆及端面并倒；掉头车另一端外圆及端面并倒角，径向尺寸至角，径向尺寸至 18mm18mm，轴向尺寸至，轴向尺寸至32mm32mm，轴，轴向总长至向总长至61mm61mm车床车床2 2铣铣铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣

13、床铣床方法方法2 2（大批量生产的工艺过程）：（大批量生产的工艺过程）： 序号序号工序名称工序名称工工 序序 内内 容容设设 备备1 1铣铣铣端面、打中心孔，轴向尺寸铣端面、打中心孔，轴向尺寸至至61mm61mm铣端面打中心孔机铣端面打中心孔机床，夹具床，夹具SJ-SJ-180218022 2车车1 1车大端外圆并倒角，径向尺寸车大端外圆并倒角，径向尺寸至至 26mm26mmCA6140CA61403 3车车2 2车小端外圆并倒角，径向尺寸车小端外圆并倒角，径向尺寸至至 18mm18mm，轴向尺寸至，轴向尺寸至32mm32mmCA6140CA6140（另一台）（另一台）4 4 铣铣铣键槽铣键槽

14、X6132X61325 5钳钳去毛刺去毛刺钳工台钳工台小结二、生产过程、工艺过程及其组成的概念三、生产纲领及生产类型的关系作业：P25 16、7、8 题一、机械制造系统第四节第四节 工件加工时的定位和基准工件加工时的定位和基准一、工件装夹方式一、工件装夹方式1 1）找正安装法）找正安装法划线找正安装划线找正安装：先按加工要求用钢针在工件表面划出位置先按加工要求用钢针在工件表面划出位置线、找正线、加工线，按线、找正线、加工线，按找正线找正线定位夹紧。定位夹紧。安装精度低，适用于单件小批形状复杂的铸件和一安装精度低，适用于单件小批形状复杂的铸件和一般铸件的粗加工。般铸件的粗加工。直接找正安装直接找

15、正安装：利用划线盘、百分表等精密量具直接对工利用划线盘、百分表等精密量具直接对工件上位置精度高的表面找正在机床上的位置并夹紧。件上位置精度高的表面找正在机床上的位置并夹紧。安装精度高，但效率低，仅适用于单件小批生产。安装精度高，但效率低，仅适用于单件小批生产。2 2）夹具安装法夹具安装法 利用夹具的功能实现安装，机床夹具种类多，适合高生产率的各级精度的加工。通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具指已经标准化的，在一定范围内可用于加工指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。不同工件的夹具。三爪卡盘、四爪卡盘、顶三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖；平口虎钳、分度头和回转工作台尖；平口虎钳、分度头和回

16、转工作台专为某一工件的某道工序的加工而设计制造专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具的夹具靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、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。机床的正确位置。操作简单，效率高，容易保证加工精度。操作简单，效率高，容易保证加工精度。轴承生产轴承生产均是采用夹具安装法。均是采用夹具安装法。常用的通用夹具：常用的通用夹具：顶尖顶尖、三爪卡盘三爪卡盘、四爪卡盘四爪卡盘、花盘花盘、跟刀架跟刀架。1 1夹具体夹具体 2 2定位元件定位元件 3 3导向元件导向元件 4 4工件工件专用夹具专用夹具-钻模钻模二、工件的定位原理二、工件的定位原理1 1

17、、自由度、自由度移动自由度移动自由度转动自由度转动自由度沿沿X X、Y Y、Z Z轴的移动：轴的移动：绕绕X X、Y Y、Z Z轴的轴的转动转动一个在空间处于自由状态的物体具有六个自由度：一个在空间处于自由状态的物体具有六个自由度：工件的定位应解决两方面的问题工件的定位应解决两方面的问题 ：1)1) “定与不定定与不定” 2) 2) “准与不准准与不准” Z、Y、X工件的六个自由度工件的六个自由度2 2、六点定位原理、六点定位原理定位，即限制自由度。用合理设置的定位，即限制自由度。用合理设置的6 6个个支承点支承点，限制限制工件工件的的6 6个个自由度自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工

18、件定，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定位的位的“六点定位原理六点定位原理”。矩形工件的定位矩形工件的定位轴类零件的定位轴类零件的定位实际定位元件的约束性：实际定位元件的约束性：小平面限制一个自由度；小平面限制一个自由度；窄长平面限制两个自由度；窄长平面限制两个自由度；大平面限制三个自由度。大平面限制三个自由度。长销、长套筒限制长销、长套筒限制4个自由度；个自由度；短销、短套筒限制短销、短套筒限制2个自由度个自由度（短销、短套筒（短销、短套筒单独单独使用不能限制转动）使用不能限制转动）固定固定V V形块：形块：短接触限制短接触限制2 2个自由度；个自由度； 长接触限制长接触限制4 4个自由

19、度。个自由度。实际定位元件的约束性：实际定位元件的约束性： 锥度心轴可限制锥度心轴可限制5 5个自由度：个自由度：3 3移移2 2转转 固定顶尖、短锥销可限制固定顶尖、短锥销可限制3 3个自由度（个自由度（3 3移）移） 浮动顶尖、短锥销可限制浮动顶尖、短锥销可限制2 2个自由度个自由度（常组合限制（常组合限制2 2个转动）个转动） 短扁销短扁销（削边销、菱形销）（削边销、菱形销）可限制可限制1 1个自由度个自由度（常组合限制（常组合限制1 1个转动）个转动） 定位元件组合使用时，限制的自由度数为累加，定位元件组合使用时，限制的自由度数为累加，但性质会变化（移动变为转动）但性质会变化（移动变为

20、转动）3 3、工件定位中的几种情况、工件定位中的几种情况工件各自由度的工件各自由度的限定与否是相对定位元件而言的限定与否是相对定位元件而言的，限定越多，限定越多越复杂。越复杂。1 1）完全定位）完全定位指工件的六个自由度全部被限制。指工件的六个自由度全部被限制。2 2）不完全定位（部分定位）：）不完全定位（部分定位）：约束点数约束点数= =所需限定的自由度数所需限定的自由度数考虑工件形状、加工方法、加工要求考虑工件形状、加工方法、加工要求，并不是所有情况下都需，并不是所有情况下都需要限制工件的全部自由度。要限制工件的全部自由度。（a a）在车床上加工轴的通孔，使用）在车床上加工轴的通孔，使用三

21、爪卡盘夹外圆，限制工件的三爪卡盘夹外圆，限制工件的4 4个自由度个自由度，采用四点定位即可以满足加工要求。，采用四点定位即可以满足加工要求。（回转件）（回转件）（b）工件在平面磨床上采用）工件在平面磨床上采用电磁吸盘电磁吸盘工作台装夹磨平面，且只工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，故大平面定位有厚度及平行度要求，故大平面定位限制了限制了3个自由度个自由度即可。即可。3 3）欠定位）欠定位 约束点数约束点数 所需限定的自由度数所需限定的自由度数 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制，根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被限制，是不允许的是不允许的 改进后的改进后的夹具上的两个

22、或两个以上的定位元件，重复限制工件的同夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度。一个或几个自由度。4 4）过定位（重复定位）：）过定位（重复定位）：相同的自由度被重复限定相同的自由度被重复限定如，大端平面与长销组合产生的过定位：重复限定了两个转动。如，大端平面与长销组合产生的过定位：重复限定了两个转动。对过定位要具体分析是否允许：对过定位要具体分析是否允许： 允许：当工件和定位元件的定位面尺寸、允许：当工件和定位元件的定位面尺寸、位置精度都很高时。位置精度都很高时。 不允许：有下列情形之一的不允许：有下列情形之一的1）定位不稳定，同一批工件位置不同）定位不稳定，同一批

23、工件位置不同2）夹紧变形过量）夹紧变形过量3）安装困难）安装困难改进措施改进措施b b）将长圆柱销改为短圆柱销）将长圆柱销改为短圆柱销 a a）将大支承板改为小支承板）将大支承板改为小支承板 c c）将大支承板改为浮动支承）将大支承板改为浮动支承 4、工件定位几点说明、工件定位几点说明1）定位元件的相对性：单一定位元件相对工件短时）定位元件的相对性：单一定位元件相对工件短时只能限制移动只能限制移动2）分析定位时不要考虑夹紧力的影响，只看工件反）分析定位时不要考虑夹紧力的影响，只看工件反复安装是否能在同一位置上复安装是否能在同一位置上3）对自动找正位置）对自动找正位置定位夹紧同时进行定位夹紧同时

24、进行 看为自动满足过定位允许的条件看为自动满足过定位允许的条件4）对）对“自定位自定位”加工面又是定位面加工面又是定位面 分析定位时仅考虑加工前的状态分析定位时仅考虑加工前的状态5）定位原理不考虑工件毛坯几何偏差的影响，认为）定位原理不考虑工件毛坯几何偏差的影响，认为工件几何理想。工件几何理想。欠定位欠定位应该消除的自由度没有应该消除的自由度没有消除，不允许。消除，不允许。过定位过定位几个支承点重复限制某个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。自由度，一般不允许，应用是有条件的。欠定位与过定位欠定位与过定位 正确配置支承点正确配置支承点正确处理过定位正确处理过定位提高工件定

25、位表面与定位元件之间的提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度；位置精度；改变定位元件的结构。改变定位元件的结构。一般按一般按三、二、一三、二、一布置。布置。主要定位表面受力面积越大越好。主要定位表面受力面积越大越好。小结小结一、工件装夹方式一、工件装夹方式二、工件的定位原理二、工件的定位原理1 1、找正安装法、找正安装法2 2、夹具安装法、夹具安装法1 1、自由度、自由度2 2、六点定位原理、六点定位原理 作业：作业：P25 111P25 111、1212题题3 3、工件定位中的几种情况、工件定位中的几种情况第四节第四节 工件加工时的定位和基准工件加工时的定位和基准零件上用以确定其它点、线、

26、面位置所依据的零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些那些点、线、面点、线、面。它往往是计算、测量或标注。它往往是计算、测量或标注尺寸的起点。尺寸的起点。三、基准的概念及其分类三、基准的概念及其分类基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是基准。它是标注设计尺寸的起点标注设计尺寸的起点。1 1、设计基准设计基准abc2 2、工艺基准工艺基准按用途分为：定位基准定位基准用以用以确定工件在机床上或夹具中正确位置确定工件在机床上或夹具中正确位置所所依据的基准。依据的基准。工序基准工序基准工序图上工序图上用以标

27、定被加工表面位置的基准，用以标定被加工表面位置的基准，即工序图上的设计基准。即工序图上的设计基准。 测量基准测量基准零件零件检验检验时，用以测量已加工表面尺寸及时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。位置的基准。装配基准装配基准装配装配时用以确定零件在机器中位置的基准。时用以确定零件在机器中位置的基准。在零件加工、测量或装配过程中所使用的基准。在零件加工、测量或装配过程中所使用的基准。*定位基准与设计基准、工序基准不重合会定位基准与设计基准、工序基准不重合会带来带来“基准不重合误差基准不重合误差”（自学）（自学） 原有基准、附加基准原有基准、附加基准定位基准分类定位基准分类 粗基准、精基准粗基准、精基准定位基准表示方法定位基准表示方法小结小结基准的概念及其分类基准的概念及其分类1 1、设计基准、设计基准2 2、工艺基准、工艺基准