第一章生产过程基本知识

1、第一章第一章 生产过程基本知识生产过程基本知识 第一节第一节 基本概念基本概念图1.2 阶梯轴市场动态调查市场动态调查政策决策政策决策生产计划生产计划劳动力及能源资源调配劳动力及能源资源调配产品设计产品设计生产线技术准备生产线技术准备原材料的运输及保管原材料的运输及保管毛坯制造毛坯制造机械加工及热处理机械加工及热处理零部件的装配零部件的装配调试检验及试车调试检验及试车油漆和包装油漆和包装市场供销市场供销 决策决策研发、管理研发、管理生产生产售后售后 生产系统生产系统是以机械制造企业为依托，根据市场调查和生产条件等客观因素，决定产品的种类和产量，制定生产计划，进而进行产品的设计开发与制造的有机集

2、成系统。 市场动态调查市场动态调查政策决策政策决策生产计划生产计划劳动力及能源资源调配劳动力及能源资源调配产品设计产品设计生产线技术准备生产线技术准备原材料的运输及保管原材料的运输及保管毛坯制造毛坯制造机械加工及热处理机械加工及热处理零部件的装配零部件的装配调试检验及试车调试检验及试车油漆和包装油漆和包装市场供销市场供销 决策决策研发、管理研发、管理售后售后生产生产一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程包括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；零件的机械加工、热处理和其它表面处理；产品的装配、调试、检验、油漆和包装等。生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程

3、。市场动态调查市场动态调查政策决策政策决策生产计划生产计划劳动力及能源资源调配劳动力及能源资源调配产品设计产品设计生产线技术准备生产线技术准备原材料的运输及保管原材料的运输及保管毛坯制造毛坯制造机械加工及热处理机械加工及热处理零部件的装配零部件的装配调试检验及试车调试检验及试车油漆和包装油漆和包装市场供销市场供销 决策决策研发、管理研发、管理售后售后 在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接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，这一过程称为工艺过程工艺过程。市场动态调查市场动态调查政策决策政策决策生产计划生产计划劳动力及能源资源调配劳动

4、力及能源资源调配产品设计产品设计生产线技术准备生产线技术准备原材料的运输及保管原材料的运输及保管毛坯制造毛坯制造机械加工及热处理机械加工及热处理零部件的装配零部件的装配调试检验及试车调试检验及试车油漆和包装油漆和包装市场供销市场供销 决策决策研发、管理研发、管理售后售后 采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程。生产过程 是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。生产过程 = 工艺过程 + 辅助过程生产过程中直接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，这一过程称为 工艺过程。工艺过程 =机械加工工艺过

5、程 + 机械装配过程 + 。 采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为 机械加工工艺过程。机械加工工艺过程 = ？ 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔车床车床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角调头车小外圆及倒角车床车床 3铣键槽铣键槽铣床铣床机械加工工艺过程机械加工工艺过程 = = 工序工序1+1+工序工序2+2+.+.+工序工序n n单件小批量生产阶梯轴：二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成工序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

6、或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序工序。划分工序的依据：三不变：工作地点不变、加工对象不变、工人（工种）不变 一连续：加工是否连续 工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1铣两端面，打中心孔铣两端面，打中心孔专用机床专用机床2 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3 3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4 4铣键槽铣键槽铣床铣床5 5去毛刺去毛刺钳工台钳工台大批量生产阶梯轴： 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔车床车床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角调头车小外圆

7、及倒角车床车床 3铣键槽铣键槽铣床铣床 4去毛刺去毛刺钳工台钳工台单件小批量生产阶梯轴：机械加工工艺过程机械加工工艺过程 = = 工序工序1+1+工序工序2+2+.+.+工序工序n n在零件的加工过程中，有一些工作并不改变零件的形状、尺寸和表面质量，但却影响工艺过程的完成。一般称完成这些工作的工序为辅助工序辅助工序。工序工序是组成工艺过程的是组成工艺过程的基本单元基本单元 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔车床车床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角调头车小外圆及倒角车床车床 3铣键槽铣键

8、槽铣床铣床 4去毛刺去毛刺钳工台钳工台安装安装 工件在加工前，先要把工件位置放准，确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位定位。 工件定位后将其固定住，使其在加工过程中的位置保持不变的操作称为夹紧夹紧。工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产生更大的误差。生更大的误差。 将工件在机床上或夹具中定位后加以夹紧的过程称为安装安装。工序工序 = = 安装安装1+1+安装安装2+2+ +安装安装n n 工序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔掉头车另一端

9、面，打中心孔车床车床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角调头车小外圆及倒角车床车床 3铣键槽铣键槽铣床铣床 4去毛刺去毛刺钳工台钳工台工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产生更大的误差。生更大的误差。工位工位 一个工序内一次装夹后，工件在机床上的每一个加工位置，称为工位工位。采用采用多工位加工多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。 工步工步 在加工表面、刀具、进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步工步。 工

10、序号工序号 工序内容工序内容设备设备 1车一端面，打中心孔车一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔掉头车另一端面，打中心孔车床车床 2车大外圆及倒角车大外圆及倒角调头车小外圆及倒角调头车小外圆及倒角车床车床 3铣键槽铣键槽铣床铣床 4去毛刺去毛刺钳工台钳工台一个工序含有一个或几个工步一个工序含有一个或几个工步 为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一个工步，并称为复合工步复合工步。 那些连续进行的若干相同的工步，通常也看作一个复合工步。走刀走刀 在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可分几次切削，每一次切削就称为一次走刀走刀。走刀走刀是构成工艺过

11、程的是构成工艺过程的最小单元最小单元。作业：1.5要求以列表的形式完成，样表如下：工序号安装工步工位走刀第二节第二节 生产纲领和生产类型生产纲领和生产类型一、生产纲领一、生产纲领生产纲领生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量。零件的生产纲领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： 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。%)1%)(1 (baQnN生产类型：企业生产专业化程度的分类。根据生产纲 领大小，可分为单件生产、大量生产和成 批生产 成批生产：一年中分批轮流地制造，工作地点

12、周期重复单件生产：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二、生产类型二、生产类型生产纲领决定一生产类型，产品大小也对生产类型有影响。表1.2 生产纲领与生产类型的关系生产类型零件年生产纲领（件/年）重型零件中型零件轻型零件单件生产 5 10 100小批生产 5100 10200100500中批生产 100300 2005005005000大批生产 3001000 5005000500050000大量生产 1000 500050000生产类型不同，在生产组织、车间布置、毛坯、设备、工具、加工方法和工人的熟练程度等各方面的要求也会不同，采取的技术措施、达

13、到的经济效果均有不同。 三、工艺特征三、工艺特征表1.3 各种生产类型的工艺特征序号项 目单 件 生 产成 批 生 产大 量 生 产1零件出产形式事先不决定是否重复生产周期地成批生产长时间连续生产2毛坯制造方法木模砂型铸造和自由锻造部分采用金属模造型及模锻多采用金属模、机器、造型模锻等高效率生产方法3机床设备通用机床、数控机床部分通用、专用及数控机床广泛采用高效率专机和自动机床4工件的装夹方法通用夹具或划线找正广泛采用专用夹具装夹，少数采用划线找正全部专用夹具装夹5装配方法广泛采用修配法大多采用互换法互换法6工装夹具通用夹具，一般刀具、通用量具广泛采用夹具、专用刀具（不复杂）和专用量具采用高效

14、率专用夹具、专用刀具和量具v7操作工人的平均技术水平高一般较低8机床布置方式按机床类型的不同，用机群式布置按照零件的组别进行机床布置按照零件的工艺过程，将机床布置成流水生产线9工艺文件形式编制简单的工艺过程卡编制成较详细的工艺卡片，采用工艺过程卡片及工序卡片10生产率低一般高11成本高一般低作业： 确定年产量为6000件的重15kg的发动机连杆的生产类型，并明确其工艺特征。第三节第三节 获得加工精度的方法获得加工精度的方法 及工件的装夹及工件的装夹一、获得尺寸精度的方法一、获得尺寸精度的方法1 试切法：试切法：调整调整试切试切测量计算测量计算调整，这样反复几次直到试切尺寸调整，这样反复几次直到

15、试切尺寸符合要求为止。符合要求为止。 主要影响因素主要影响因素: : 测量精度测量精度, ,微进给机构的准确性微进给机构的准确性, ,刀具的切削性能；可刀具的切削性能；可达到很高的精度。达到很高的精度。 应用应用： 多用于单件、小批量生产或高精度零件的加工。多用于单件、小批量生产或高精度零件的加工。2 自动控制法自动控制法: 将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工系统将测量、调整和切削等机构组成一个自动加工系统,工件达工件达到尺寸后，系统自动停止加工（自动化的试切法）。到尺寸后，系统自动停止加工（自动化的试切法）。 影响因素影响因素：系统中的测量装置。：系统中的测量装置。 应用应用：大批生产

16、：大批生产3 调整法：调整法：首先调整好刀具与工件的相对位置首先调整好刀具与工件的相对位置,并要求在一批零件的加工并要求在一批零件的加工过程中保持这个位置不变。过程中保持这个位置不变。 影响因素影响因素：调整方法、调整装置和调整工水平。：调整方法、调整装置和调整工水平。 应用应用：成批、大量生产。：成批、大量生产。4 定尺寸刀具法定尺寸刀具法: 用刀具尺寸来保证工件尺寸。用刀具尺寸来保证工件尺寸。 影响因素影响因素：刀具尺寸精度、刀具相对工件的位置、工件的：刀具尺寸精度、刀具相对工件的位置、工件的性质。性质。 应用应用：钻、扩、铰、拉孔等孔、槽面、成形表面的加工。：钻、扩、铰、拉孔等孔、槽面、

17、成形表面的加工。二、获得形状精度的方法二、获得形状精度的方法l 轨迹法：轨迹法：利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。工件形状精度主要取决于成形运动的精度。面的形状。工件形状精度主要取决于成形运动的精度。l 成形法：成形法：利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。工利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。工件形状精度主要取决于刀刃的形状精度与刀具的装夹精度。件形状精度主要取决于刀刃的形状精度与刀具的装夹精度。l 仿形法：仿形法：通过靠模实现。精度取决于靠模的精度。l 展成法：展成法：利用刀具和工件作展成切削运动时，刀刃在被加利用刀具和

18、工件作展成切削运动时，刀刃在被加工表面上的包络面形成成形表面。工件形状精度主要取决工表面上的包络面形成成形表面。工件形状精度主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度等因素。于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度等因素。三、获得位置精度的方法三、获得位置精度的方法工件必须在机床上占据一个固定的正确位置，才能保证能够获得高工件必须在机床上占据一个固定的正确位置，才能保证能够获得高的位置精度，这一要求通过的位置精度，这一要求通过装夹装夹来实现。装夹包括来实现。装夹包括定位定位和和夹紧夹紧两个两个过程。过程。装夹有三种主要的方法：装夹有三种主要的方法：直接找正装夹、划线直接找正装夹、划线

19、找正装夹找正装夹、夹具装夹、夹具装夹直接找正装夹磨内孔直接找正装夹磨内孔l 效率低效率低l 定位精度取决于找正工具和工人定位精度取决于找正工具和工人的技术水平的技术水平l 用划针找正定位精度用划针找正定位精度0.5mm左右左右l 用百分表达用百分表达0.02mm左右左右l 用精密量具可达用精密量具可达0.010.005m 1 直接找正装夹直接找正装夹用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法特点：特点：l 单件小批量单件小批量l 精度要求高精度要求高直接找正装夹的应用：直接找正装夹的应用：2 划线找正装夹划线找正装夹先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并

20、夹紧。特点：特点：划线找正装夹划线找正装夹位置位置线线找正找正线线加工加工线线毛坯毛坯孔孔工件工件四爪卡四爪卡盘盘l 效率低、费时效率低、费时l 划线找正的对线精度一般为划线找正的对线精度一般为0.10.5mm，定位精度不高定位精度不高l 不需要其它专门设备，通用性好不需要其它专门设备，通用性好l 适用于单件小批量，形状复杂、毛坯公适用于单件小批量，形状复杂、毛坯公差大，精度要求低，大型工件的粗加工工差大，精度要求低，大型工件的粗加工工序。序。3 夹具装夹：夹具装夹：先根据工件某一工序的加工要求设计、制造夹先根据工件某一工序的加工要求设计、制造夹具，工件定位基准面与夹具上的定位面紧密贴合而定位

21、，具，工件定位基准面与夹具上的定位面紧密贴合而定位，然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。特点：特点：精度高且稳定，效率高。精度高且稳定，效率高。应用：应用：适用于成批大量生产适用于成批大量生产第四节第四节 机床夹具机床夹具机械加工过程中，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机床夹具。一、机床夹具的结构组成及分类一、机床夹具的结构组成及分类通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具可调夹具可调夹具组合夹具组合夹具按夹具的应用按夹具的应用范围和特点分范围和特点分车床夹具车床夹具铣床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具镗床夹具镗床夹具按所使用的

22、按所使用的机床分机床分手动夹具手动夹具气动夹具气动夹具液压夹具液压夹具电动夹具电动夹具按产生夹紧力按产生夹紧力的动力源分的动力源分1、机床夹具的分类、机床夹具的分类2、机床夹具的主要功能、机床夹具的主要功能使工件相对于刀具及机床使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置占有正确的加工位置，保证其被加，保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。工表面达到工序所规定的各项技术要求。工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在在加工过程中保持正确位置不变加工过程中保持正确位置不变。1 1）定位）定位2 2）夹紧）夹紧3、机床夹具的组成、

23、机床夹具的组成定位元件定位元件夹紧元件夹紧元件对刀对刀-导向元件导向元件夹具体夹具体连接元件连接元件用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的零件。用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的零件。钻套和导向套：用在钻床夹具和镗床夹具上；钻套和导向套：用在钻床夹具和镗床夹具上；对刀块：用在铣床、刨床夹具上。对刀块：用在铣床、刨床夹具上。是夹具的基准零件，用它来连接并固定定位元件、夹紧机是夹具的基准零件，用它来连接并固定定位元件、夹紧机构和导向元件等，使之成为一个整体，并通过它将夹具安构和导向元件等，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。装在机床上。将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导将夹

24、具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。轨的相互位置。夹具与工件选定的定位基准面接触，用以确定工件正确位置夹具与工件选定的定位基准面接触，用以确定工件正确位置的零件即的零件即定位元件定位元件。支承钉支承钉V形块形块工件定位后，为了防止工件由于受切削力等外力的作用而产工件定位后，为了防止工件由于受切削力等外力的作用而产生位移，而将其夹牢紧固的机构称为生位移，而将其夹牢紧固的机构称为夹紧机构夹紧机构。常用的夹紧机构有螺钉压板、偏心压板、螺旋夹紧机构、常用的夹紧机构有螺钉压板、偏心压板、螺旋夹紧机构、斜楔夹紧机构、铰链夹紧机构等。斜楔夹紧机构、铰链夹紧机构等。螺钉压板螺钉压板二、工件定位的基本原理二、工件定位的基本原理1 1、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轴移动轴移动绕绕X X、Y Y、Z Z轴轴转动转