机械制造工艺学1-2章.ppt

机械制造技术，第一章绪论，第二章机床夹具设计基础，第三章切削加工与控制，第四章机械加工质量分析与控制，第五章工艺规范设计，第一章绪论，第一部分机械制造业在国民经济中的地位和作用；二、机械制造技术的定义、内容和特点；三、先进制造技术的特点和发展趋势；四、课程的性质和学习要求。机械制造业在国民经济中的地位和作用。制造业是将各种原材料加工成可用的工业成品的行业。制造技术是将原材料转化为产品的技术的总称。它是国民经济发展和制造业自身生存的关键基础技术。制造业在许多国家，特别是发达国家的国民经济中占有非常重要的地位，是国民经济的支柱产业。美国68%的财富来自制造业。日本国民生产总值的33，354，49%由制造业提供。中国制造业也占工业总产值的48.6%。机械制造业是制造业的重要组成部分，是国家工业体系的重要基础，是国民经济各部门的装备部门。机械制造技术的改进和进步对整个国民经济的发展，以及科技和国防实力的提高有着直接而重要的影响。它是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。在相当长的一段时间里，中国经济不得不依赖制造业。与工业发达国家相比，中国的制造业和制造技术存在以下差距：工业生产中的高能耗和高物耗。万元产品能耗是发达国家的5倍，材料消耗高40%，劳动生产率低，平均相当于发达国家的1/151/20。工业品质量差，技术含量低，缺乏市场竞争力。基础机械和大型成套设备的档次比发达国家低12个档次，综合技术水平落后20多年。企业在R&D投资不足，自主创新能力差。企业投入的科研经费不到发达国家的1/30。二、机械制造技术的定义、内容和特点；1.机械制造技术、机械工程、力学、机械制造技术和机械工程的定义。根据不同阶段的经验，机械工程科学可以分为两个分支：力学和机械制造技术。定义1:以相关自然科学和技术科学为基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决各种机械的开发、设计、制造、安装、应用和修理中的所有理论和实践问题的应用学科。定义2:机械工程科学是研究机械产品(或系统)的性能、设计和制造的基础理论和技术的科学。从概念到实现，机械系统经历了设计和制造的两个不同阶段。1.机械制造技术的定义。力学是全面、定量地描述机械的功能并控制其性能的基础技术科学。其主要任务是将各种知识和信息注入到设计中，加工成机械系统能够接受的信息，并输入到机械制造系统中，从而生产出满足使用要求并能被市场接受的产品。力学包括力学、机械振动、机械结构强度、摩擦学、设计理论和方法、传动力学、微观力学和机器人力学。力学(mechanics)，定义1:是研究机械制造系统、机械制造过程和制造方法的科学。定义2:这是一门研究新技术和新产业的科学，它融合了机械、电子2.机械制造技术的内容，1)机械制造设备和工艺设备的设计和制造，2)机械制造过程，3)机械加工过程系统中机器、金属切削机、特种加工机、机器人等工艺设备的装配过程，是机械制造的主要设备和工具，是实现机械制造的重要手段。研究各种机械制造设备和工艺设备的设计和制造以及新设备和工装的开发是机械制造学科的重要组成部分。1)机械制造设备和工艺设备、热处理工艺的设计和制造：包括铸造、塑料加工、焊接、热处理、表面改性等。冷加工工艺：包括车削、铣削、刨削、磨削等切削工艺。2)机械制造过程，它们是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质以使其成为成品或半成品的全部过程。机械制造(冷加工)过程一般指零件的机械加工过程和机器装配过程。因此，机械制造(冷加工)也是研究机械加工和装配的工艺过程和方法的科学。零件加工过程：它是机械生产过程的一部分。它研究如何利用切削原理来成形工件，以满足预定的设计要求(尺寸精度、形状、位置精度和表面质量等)。)。广义而言，特殊加工(如激光加工、电火花加工、超声波加工、电子束加工、等离子加工等)。)也是加工过程的一部分，但事实上它不属于加工范畴。与热处理相比，机械制造冷加工由于加工成本低、能耗少，可以加工不同形状、尺寸和精度要求的工件。机器的装配过程也是机械生产过程的一部分。这是一个研究如何匹配和连接零件或组件，使其成为半成品或成品，并达到所需的装配精度的过程。目前，大部分装配工作仍然是手工完成的，装配劳动量仍然占产品制造总劳动量的相当大的比例。研发新的装配技术，大大提高设备质量和装配生产效率，是机械制造过程中的一项重要任务。3)机器的装配过程，3)机械制造技术的特点，1)离散性，2)社会性和劳动离散性表现在以下特征上：毛坯、零件、部件、零件和机器是通过顺序操作或平行操作制造的，能够或不能相互连接的零件的制造或机器的装配需要各种设备、工具、切割工具和控制程序，以及具有各种专业技能的专家。(1)离散性，因为人总是任何技术过程中不可避免的参与者，机械制造技术在很大程度上也是一门社会科学。长期以来，机械制造技术的基础理论发展缓慢，主要原因是该技术难以用数学方法描述。因此，机械制造技术不仅是一门技术科学，也是一门规律难以建模的社会科学。(2)社会性，(3)先进制造技术的特点和发展趋势，(1)先进制造技术的内涵和主要特征先进制造技术是传统制造业在机械、电子、信息、材料和现代管理等方面的最新成果，全面应用于整个制造过程，实现高质量、高效率、低消耗、敏捷和无污染的生产。与传统制造技术相比，先进制造技术的主要特点是：1)传统制造技术是一门以力学和切削理论为基础的学科，而先进制造技术是一门涉及机械科学、信息科学、系统科学和管理科学的综合性学科。2)传统制造技术的主要焦点是实现高质量、高效率和低生产成本。除之外3)先进制造技术比传统制造技术更注重技术与管理的结合。它也更加注重制造过程的组织和管理系统的简化和合理化，产生了一系列技术和管理相结合的新的生产模式。先进制造技术的主要发展趋势：自动化、集成化和智能化、高精度(分子和原子精度)、兼顾社会和环境要求、节约资源的可持续制造技术将越来越受到重视。绿色生产、绿色包装和绿色制造将在本世纪普及。4.课程性质和学习要求机械制造工艺学是机电工程专业的一门重要基础课程。课程的目的是为学生在制造技术方面打下最基础的知识和技能基础。1)掌握夹具设计的基本理论；2)了解切削工程分析和控制技术；3)掌握加工精度和表面质量控制技术4)掌握机械制造工艺的基本理论，有能力制定机械加工工艺规程和装配工艺规程，学会分析机械加工误差的原因，并能针对具体工艺问题提出相应的改进措施；5)对机械制造技术的新发展有一定的了解。学习本课程的主要要求：参考书目：王主编。机械制造技术(顶部和底部)。清华大学出版社、李主编。机械制造技术。北京大学出版社，2.9机床夹具，夹具中工件的基准和分类概述，夹具中工件的定位误差分析，2.9.1概述，定义：用于在机床上夹紧工件(和导向刀具)的装置。它的功能是定位工件，使工件能够获得相对于机床或刀具的正确位置，并可靠地夹紧工件。夹紧：在机床或夹具上定位和夹紧工件的过程。定位：在机床或夹具中确定工件正确位置的过程。夹紧：指工件定位后固定工件的操作，在加工过程中保持其定位位置不变。图2-64尾座套筒键槽铣削夹具。1.使用机床夹具，准确确定工件、机床和刀具的相对位置，降低了对工人的技术要求，保证了工件的加工精度，减少了工人装卸工件的时间和劳动强度，提高了劳动生产率，有时还扩大了机床的使用范围。因此，机床夹具在生产中被广泛使用。根据其应用范围和特点，机床夹具的分类可分为以下几类：(1)通用夹具(2)专用夹具(3)通用可调夹具和组合夹具(4)组合夹具(5)配套夹具，图2-66滑柱钻模、组合夹具、组合夹具、组合夹具、组合夹具和由预制标准部件组合而成的专用夹具。组件和组件可以重复使用。设计和制造周期短。一次性投资很大。自动在线使用，移动。附属夹具，图2-68加工活塞的附属夹具，3。机床夹具的组成、定位元件夹紧装置刀具设置、导向元件或装置连接元件其他装置或元件夹紧特定定位元件、夹紧装置和夹紧特定是夹具的基本组成部分，2.9.2基准及其分类、定义：用于确定生产对象上几何特征之间几何关系的点、线和面。按功能：设计依据和工艺依据。定位基准是加工中用于定位的基准。用于测量的数据。装配基准是用于在装配过程中确定产品中零件或部件相对位置的基准。工艺基准是用于确定工艺图中工艺加工表面的尺寸、形状和位置的基准。测量基准，图2-69钻套，装配基准，图2-70齿轮装配基准，工艺基准，图2-71工件钻孔工艺图，图2.9.3工件在夹具中的定位，六点定位pr图2-72工件的六点定位，2。支撑点和定位元件的定位，2-73连杆的定位，3。完全定位和不完全定位，完全定位：工件六自由度完全受限的定位称为完全定位。不完全定位：根据加工要求，允许一个或多个自由度无限制定位，称为不完全定位。在实际生产中，工件被限制的自由度一般不少于三个。图2-74完全定位和不完全定位，4。欠定位和过定位、欠定位：根据工艺的加工要求，工件的自由度应该是有限的，但不局限于定位，这叫做欠定位。过度定位：工件的相同自由度被两个或多个支撑点反复限制的定位称为过度定位。绝对不允许定位不准。应该正确使用过度定位。图2-75几种常见的过定位，图2-76改善过定位的措施，组合定位时定位元件约束自由度的判断，2.9.4定位误差分析，定位误差：当同一批工件在夹具中定位时，工艺参考位置在工艺尺寸方向或工艺要求方向的最大变化。加工误差不相等，当加工基准仅与定位基准相关时，基准未对准误差的大小通常等于定位基准和加工基准之间的定位尺寸公差。(1)定位误差及其原因，1。基准错位误差BC引起的定位误差，2。由基准位置误差jw引起的定位误差，(2)定位误差的计算(注意：方向的判断)，实施例2-1在v形块上定位和钻孔盘形工件。假设有三种方法来标记孔的位置尺寸，相应的工艺尺寸分别为a、b和c(如图所示)。给定外圆的直径，找出工艺尺寸A、B、C的定位误差，并比较它们的尺寸。解决方案：1。判断工艺基准和定位基准：工艺尺寸a、b、c的工艺基准分别是外圆的中心o、外圆的最高母线d和外圆的最低母线e；定位基准是外圆的中心。只有操作尺寸A的定位基准与操作基准一致，BC(A)=0。2.计算基准未对准误差和基准位置误差BC(B)=BC(C)=Td/2，3。确定BC和jw的方向工艺尺寸:BC(A)=0；工艺尺寸B:BC和jw方向一致，与方向B一致；工艺尺寸C:BC和jw方向相反，与方向C4一致。计算定位误差，5。比较定位误差的大小，2.9.5工件在夹具中的夹紧，(1)夹紧装置的组成和基本要求，(1)夹紧既不能破坏工件的定位或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力防止工件在加工过程中振动；2)夹紧行程充足，夹紧动作迅速，操作方便，安全省力；3)手动夹紧机构应有可靠的自锁，电动夹紧装置应考虑夹紧的自锁和动力的稳定性。4)结构应尽可能简单紧凑，制造和维护应方便。(2)夹紧力的确定，力的三要素：方向、作用点、大小力对工件的影响；惯性运动状态的变化；弹性变形：x=F/k塑性变形；1.夹紧力作用点的选择；夹紧力的作用点应该直接与支撑元件相对，或者位于由支撑元件形成的支撑表面中。夹紧力的作用点应位于工件刚性好的部位。夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以减少夹紧点上的切削力，防止或减少工件的加工振动或弯曲变形。夹紧力作用点的选择，2。夹紧力作用方向的选择，夹紧力作用方向的选择，1)夹紧力的方向应使定位ba(3)夹紧力的计算，(3)典型夹紧机构，(1)斜楔夹紧机构(特性)。利用斜楔夹紧原理的工件夹紧结构简单，具有强化特性；动力可成倍增加约3倍，具有自锁特性；自锁条件12夹紧行程小，不便于直接应用，用作强化机构；2)螺旋夹紧机构(特性)可视为缠绕在圆柱体上的斜面。展开它相当于一个楔块；结构简单紧凑；具有加固特性；可施加100次以上的动力；具有良好的自锁特性；自锁条件12总能满足无限夹紧行程的要求；用途广泛(手动夹紧)；3.圆形偏心夹紧机构(特性)可视为缠绕在基盘上的斜面。展开它相当于一个楔子，结构简单，操作快捷，具有助力特性：动力可放10次以上，自锁特性不稳定：夹紧行程变化不大，应适用于夹紧力不大，无振动，需要快速夹紧的场合。4.定心夹紧机构(特性)，用于定位和夹紧的同一元件可以通过使用该元件以相同的速度接近(或撤回)某一中心线或对称平面，或者使用该元件的均匀弹性变形。工件定