第一章-机械制造工艺的基本概念 PPT课件

第一章机械制造工艺的基本概念 第一节生产过程和工艺过程及其组成第二节制造过程第三节系统的概念 工艺系统和制造系统第四节生产纲领 生产类型及其工艺特征第五节基本的加工方法 2020 4 7 1 第一节生产过程和工艺过程及其组成 一 生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程 对机械制造而言 生产过程包括下列过程 1 原材料 半成品和成品 产品 的运输和保管 2 生产和技术准备工作 3 毛坯制造 4 零件的机械加工 热处理和其他表面处理等 5 部件和产品的装配 调整 检验 试验 涂装和包装等 2020 4 7 2 二 工艺过程及其组成 一 工艺过程的概念工艺过程 改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性质等 使其成为成品或半成品的过程 机械加工工艺过程 采用机械加工的方法 直接改变毛坯的形状 尺寸和表面质量等 使其成为零件的过程 以下简称为工艺过程 2020 4 7 3 工序是组成工艺过程的基本单元 也是生产计划的基本单元 工序可分为安装 工位 工步和行程 二 工艺过程的组成1 工序工序 一个或一组工人 在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程 2020 4 7 4 划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续 如图1 1所示阶梯轴 当生产量较小时 其工序划分见表1 1 当生产量较大时 其工序划分见表1 2 图1 1 2020 4 7 5 2 安装安装 工件 或装配单元 经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装 确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧 将工件在机床上或夹具中定位 夹紧的过程称为装夹 2020 4 7 6 3 工位工位 为了完成一定的工序部分 一次装夹工件后 工件 或装配单元 与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置 称为工位 图1 2 2020 4 7 7 4 工步工步 在加工表面 或装配时的连接表面 和加工 或装配 工具不变的情况下 所连续完成的那一部分工序 为简化工艺文件 对于那些连续进行的若干个相同的工步 通常都看做一个工步 例如 加工图1 3所示零件 在同一工序中 连续钻四个 15mm的孔 就可看做一个工步 图1 3 2020 4 7 8 5 行程行程 进给次数 有工作行程和空行程之分 工作行程是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分 空行程是指刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分 2020 4 7 9 第二节制造过程 制造过程 市场需求 产品开发和设计 产品的生产过程 市场对产品的评价 的完整循环过程称为制造过程 2020 4 7 10 生产过程 和 制造过程 从字面上看 区别不大 但 制造过程 的含义更为丰富 首先 由于在制造过程的概念中 产品的开发和设计是由市场决定的 这就把计划经济体制时卖方市场转变为市场经济体制下的买方市场 其次 生产过程中人们关注的重点是将原材料转变为成品 产品 的物质形态转变 即物质流 这是传统制造工艺技术的主要内容 三流 物质流信息流能量流 2020 4 7 11 第三节系统的概念 工艺系统和制造系统 一 系统的概念系统 有若干个相互作用和相互依赖的元素 或部分 组成 具有特定功能和目标的有机整体称为系统 系统的基本特征为 1 整体性2 环境适应性3 元素集合性4 层次性 2020 4 7 12 二 工艺系统用系统的概念 分析传统工艺过程 就产生了工艺系统 如果以一个零件的机械加工工艺过程作为高一级的工艺系统 那么该系统的元素就是组成工艺过程的各个工序 必须全面协调组成该零件机械加工工艺过程的各个工序的有关工艺参数 才能实现一个零件机械加工的最佳化目标 2020 4 7 13 三 制造系统用系统工程的理论和方法 分析和研究制造过程 就产生了制造系统 现代制造业有两个最基本的特征 一是整体性 二是系统具有最大的环境适应能力即柔性 2020 4 7 14 制造系统是由制造全过程所涉及的硬件和软件以及相关人员所组成的一个统一整体 其过程包括 市场分析 产品的开发和设计 产品生产 物料供应链管理 生产计划和控制 产品的质量保证 售后服务等制造的全过程 其功能是具有将制造资源转变为成品的输入输出系统 其整体目标是满足市场需要 赢得市场 取得最佳的技术经济和社会效果 2020 4 7 15 第四节生产纲领 生产类型及其工艺特征 制造工艺的共同特征取决于企业的生产类型 而企业的生产类型又是由企业的生产纲领决定的 1 生产纲领生产纲领 是指企业根据市场需求确定 在计划期内应当生产的产品产量和进度计划 计划期常定为一 所以生产纲领也称年产量 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量 可按下式计算N Qn 1 1 2020 4 7 16 2 生产类型生产类型是指企业 或车间 工段 班组 工作地 生产专业化程度的分类 一般分为以下三种类型 1 单件生产2 大量生产3 成批生产属成批生产 2020 4 7 17 每一次投入或产出的同一产品 或零件 的数量称为生产批量 简称批量 按批量的多少 成批生产又可分为小批 中批和大批生产三种 生产类型的具体划分 可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数 参考表1 3确定 判断企业或车间的生产类型 应根据企业或车间中占主导地位的工艺过程的性质来确定 2020 4 7 18 目前我国机械工业中 批量为10 100件的零件约占生产零件种类总数的70 1972年 国际生产工程研究协会 CIRP 曾对美国 日本和欧洲各工业部门所采用的生产类型进行过一次调查 其调查结果如图1 4所示 图1 4 2020 4 7 19 3 各种生产类型的工艺特征生产类型不同 零件和产品的制造工艺 所用设备及工艺装备 对工人的技术要求 采取的技术措施和达到的技术经济效果也会不同 各种生产类型的工艺特征归纳在表1 5中 在制订零件机械加工工艺规程时 先确定生产类型 再参考表1 5确定该生产类型下的工艺特征 以使所制订的工艺规程正确合理 表1 5中一些项目的结论都是在传统的生产条件下归纳的 2020 4 7 20 目前各种生产类型的企业既要适应多品种生产的要求 又要提高经济效益 它们的发展趋势是既要朝着生产过程柔性化的方向发展 又要上规模 扩大批量 以提高经济效益 成组技术和数控技术为这种发展趋势提供了重要的基础 各种现代制造技术都是在这种条件下应运而生的 2020 4 7 21 第五节基本的加工方法 一 获得尺寸精度的方法1 试切法试切法 通过试切 测量 调整 再试切 反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法称为试切法 作为试切法的一种类型 配作 它是以已加工件为基准 加工与其相配的另一工件 或将两个 或两个以上 工件组合在一起进行加工的方法 2020 4 7 22 2 调整法调整法 通过先调整好刀具和工件在机床上的相对位置 并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变 以保证工件被加工尺寸的方法称为调整法 影响调整法精度的因素有 测量精度 调整精度 重复定位精度等 3 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸刀具法 影响尺寸精度的因素有 刀具的尺寸精度 刀具与工件的位置精度等 2020 4 7 23 4 主动测量法主动测量法 在加工过程中 边加工边测量加工尺寸 并将所测结果与设计要求的尺寸比较后 或使机床继续工作 或使机床停止工作 这就称为主动测量法 主动测量法把测量装置加入工艺系统 即机床 刀具 夹具和工件组成的统一体 中 成为其第五个因素 5 自动控制法自动控制法 这种方法是把测量 进给装置和控制系统组成一个自动加工系统 加工过程依靠系统自动完成的 初期的自动控制法是利用主动测量和机械或液压等控制系统完成的 2020 4 7 24 二 获得形状精度的方法1 刀尖轨迹法刀尖轨迹法 依靠刀尖的运动轨迹获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法 刀尖轨迹法所获得的形状精度取决于成形运动的精度 普通车削 铣削 刨削和磨削等均属刀尖轨迹法 2 仿形法仿形法 刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法 仿形法所得到的形状精度取决于仿形装置的精度及其他成形运动精度 仿形车 仿形铣等均属仿形法加工 2020 4 7 25 3 成形法成形法 利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法 成形法所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其他成形运动精度 用成形刀具或砂轮的车 铣 刨 磨 拉等都属成形法 4 展成法 滚切法 展成法 利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法 展成法所获得的精度取决于切削刃的形