第一章 绪论.ppt

1、机械制造工艺学,机械工程学院 高 军 电 话： 2786912（7912） 办公地点： 12号教学楼537,第一章 绪论,第一节 制造业发展概况,第三节 生产过程、工艺过程与工艺系统,第四节 生产类型和工艺特点,第五节 工件加工时的定位和基准,第二节 课程的主要内容和学习方法,第一节 制造业发展概况,制造（Manufacturing）源于拉丁语 “manu” 和“facere”原意手工制作，即把原材料用手工方式制成有用的产品。 工业革命诞生的几百年前，制造主要靠人们手工技艺和体力劳动来完成。 英语词典 ：用体力劳动或机械制作某物体，尤指以大规模的方式运作。 说明了某种意义上制造发展的历史趋势

2、从两百年前的工业革命以来，机器在制造中开始发挥了越来越重要的作用。,一、 制造业相关术语,制造,生产,从系统的观点出发： 生产可被定义为一个将生产要素转变为经济财富， 并创造效益的输入输出系统。,第一节 制造业发展概况,制造可以理解为制造企业的生产活动，也是一个输入输出系统，输入是生产要素，输出是具有使用价值的产品。 广义理解 制造应该包括从市场分析、经营决策、工程设计、加工装配、质量控制、销售运输、售后服务直至产品报废的全过程。,第一节 制造业发展概况,制造技术 按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使用的一系列技术

3、的总称。 制造过程 产品从设计、生产、使用、维修、报废、回收等的全过程，也称为产品生命周期。 制造业 将制造资源（物料、能源、设备、工具、资金、信息、人力等）利用制造技术，通过制造过程，转化为供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。,第一节 制造业发展概况,制造系统由若干个具有独立功能的子系统组成： 工程设计子系统 进行产品设计、工艺设计、工程分析、样机试制、试验与评价。 车间制造子系统 零件加工、部件及产品装配、检验、物料储存与输送、废料存放与处理。 市场与销售子系统 进行市场调研与预测，制定销售计划，开展销售与售后服务。 采购供应子系统 负责原材料及外购件的采购、验收、储存。 质量控制

4、子系统 收集用户需求与反馈信息，进行质量监控和统计过程控制。,制造系统,第一节 制造业发展概况,生产管理子系统 制定生产计划、作业计划，进行库存管理、成本管理、资源管理、生产过程管理。 经营管理子系统 确定企业经营方针和发展方向，进行战略规划、决策。 研究与开发子系统 制定开发计划，进行基础研究、应用研究与产品开发。 财务子系统 制定财务计划，进行企业预算和成本核算，负责财务会计工作。 人事子系统 人事安排，招工与裁员 。,第一节 制造业发展概况,二、 制造业的发展历程,第一节 制造业发展概况,美国80年代的经济衰退教训,四个典型事例：,日本的汽车制造和微电子制造经验,东南亚经济危机的启示,瑞

5、士依靠什么使人均产值居世界第一？,第一节 制造业发展概况,三、 制造业的地位（重要性）,制造业是国民经济的物资基础和产业主体，是富民强国之本。,三、 制造业的地位,工业化国家 ： 约 1 / 4的人口从事制造业 约 70 % 80 %的物质财富来自制造业。,第一节 制造业发展概况,制造业是发挥后发优势实现跨越式发展战略的中坚力量。 制造业是科学技术的载体和实现创新的舞台。 制造业的水平体现了国家的综合实力和国际竞争力。,制造业是为社会提供实用、可视的物质财富的基础。强大的制造基础对国家的经济和军事力量是至关重要的!,一个国家只有生产得好才能生活的好!,中国制造业在GDP里面所占的比重一直都是比

6、较高的（目前贡献率约为1/3）， 我们现在正处于工业化的中期。本世纪初，世界制造业的主要国家：美国，日本，德国和中国。2006年制造业经济总量超过了德国，成为第二制造大国。 制造业，特别是装备制造业始终是高于GDP的速度在增长，它已经成为我国最大的产业和国民经济重要的组成部分。,第一节 制造业发展概况,四、 中国制造业的发展概况,与国际先进水平的差距：,劳动生产率比较低，消耗大 中国制造业劳动密集型偏多，人用得比较多。中国的制造业能源消耗大，污染比较严重，制造业的能耗占全国能耗的63，单位产品的能耗高出国际水平20至30，全国CO2的排放量67.2是锅炉排放。,第一节 制造业发展概况,产品以低

7、端为主，附加价值不高 增加值率仅为26.23，比美国、日本及德国分别低22、22和11，出口主要是劳动密集型和技术含量低的产品。 当然事情是两方面，这既是一个缺点有的时候也是优点，因为中国需要解决就业问题，如果都搞自动化工厂每年新增就业就有问题。,第一节 制造业发展概况,产业结构不合理 作为先进生产力代表，国家核心竞争力关键是装备制造业，在我们国家只占26，比发达国家低10个百分点左右。我们进口的产品占外贸出口总额将近一半左右，集成电路95要进口，轿车制造装备、数控机床、纺织机械70依赖进口。 我们出口的是中低端产品，即使少数高新技术产品也是劳动密集型的或者是来料加工型，而进口是高新技术产品。

8、,第一节 制造业发展概况,自主知识产权缺乏，创新能力不强，缺乏核心竞争力 2001年中国接受海外申请专利37800件，而我们自己到海外申请专利不到2000件，这2000件还主要集中在中医药和保健品上，很少涉及高新技术。在制造技术领域，我国的发明专利数只有美国、日本的130，韩国的140。,第一节 制造业发展概况,另外我们在引进、消化、吸收、创新当中，投入经费不够。2002年我国高新技术产业用于技术引进与消化吸收的收支比10.1，其中医药产品制造业引进设备消化的比例比较高一点，大概是10.18，电子通信只有10.13，作为计算机制造的IT核心企业，只有10.01，而多数工业国家安排引进消化经费大

9、概是引进项目总经费的3倍，日本在经济振兴期达到了10倍。,第一节 制造业发展概况,工艺： 使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程 机械制造工艺： 各种机械的制造方法和过程的总称 工艺过程： 在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程,第二节 课程的主要内容和学习方法,一 课程研究的对象与任务,1、课程研究的主要对象 主要对象：机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配两方面。 研究的重点：工艺过程，包括零件加工的工艺过程和装配工艺过程。,一个机械产品他的生产制造过程大致可以分为以下几个步骤：,总体设计,2、本课程主要任务（内容）是： 1）加工质量（加

10、工精度和表面质量） 2）零件机械加工工艺规程的制定 3）装配工艺过程设计 4）机床夹具设计原理 5）机械制造技术的发展,二 课程的特点和学习方法,1、本课程为专业课，随科学技术和经济的发展。课程内容也会不断更新和充实。 2、课程的实践性很强 3、课程具有工程性，内容必须从工程应用的角度来理解和掌握。 4、学习本课程需要习题、课程设计、实验、实习等环节的内容。 5、需要先修的课程很多。金属工艺学、金工实习、互换性和测量技术、金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床等。,第三节 生产过程、工艺过程与工艺系统,一机械产品生产过程,从原材料到机械产品出厂的全部劳动过程。包括： 1）毛坯的制造 2）原材

11、料、半成品、成品的运输和保存 3）生产准备和技术准备 4）零件的机械加工及热处理 5）产品的装配、检验、试车、油漆 6）工、夹、量具的制造 7）设备维修与动力供应等。,主要劳动过程：,辅助劳动过程：,使被加工对象的尺寸和性能产生一定的变化，即与生产过程有直接关系 直接生产过程,使被加工对象的尺寸和性能产生一定的变化，但也非常必要 辅助生产过程,二、机械加工工艺过程,是生产过程的一部分，是对零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。分为传统机械加工方法和先进加工方法。,（一）机械加工工艺过程概念,（二）机械加工工艺过程的组成,

12、工序,一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 划分工序的主要依据： 工作地点是否改变和加工是否连续完成。,如图所示的阶梯轴的加工：,加工内容：,1加工小头端面 2.小头端面钻中心孔 3加工大头端面 4.大头端面钻中心孔 5车大端外圆 6.对大端倒角 7车小端外圆 8.对小端倒角 9精车外圆 10铣键槽 11.去毛刺,工序1：加工内容1到9车床 工序2：加工内容10、11铣床（手工去毛刺）,工序方案1,工序1：加工内容1、2、7、8加工小端 工序2：加工内容3、4、5、6加工大端 工序3：加工内容9 工序4：加工内容10、11,工序方案2,工

13、序1：加工内容：1、2、3、4铣两端面打中心孔 工序2：加工内容：5、6、7、8仿形车外圆、倒角 工序3：加工内容：9精车外圆 工序4：加工内容：10铣键槽 工序5：加工内容：11去毛刺,工序方案3,2、安装,如果在一个工序中要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分加工内容称为一个安装。,3、工位,在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，我们把每一个加工位置上的安装内容称为工位。一个安装中可能只有一个工位，也可能有几个工位。,如图为一回转工作台。该加工共有4个工位,4、工步,指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量不变的情况下所完成的工位内容，称为一

14、个工步。,如上述第二种工序安排，工序1、2各有4个工步,注意： 1）组成工步的任一因素（刀具、切削用量，加工表面）改变后为另一工步。 2）连续进行的若干相同的工步，为简化工艺，习惯看作为一个工步。如一个个加工4-10的孔。 3）复合工步 为提高生产率，经常把几个待加工表面，用几把刀具同时进行加工，或采用复合刀具加工表面，采用复合刀具和多刀加工的工步称为复合工步。,复合工步举例,5、走刀,切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可以包括一次或数次走刀。,三、机械加工工艺系统,机械加工工艺系统： 零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称为机械加工

15、工艺系统。 物质分系统： 工件、机床、刀具、夹具 能量分系统： 动力供应 信息分系统： 数控机床、加工中心和生产线的控制系统,一、生产纲领,企业在计划期内，应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领，计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。,第四节 生产类型和工艺特点,2年生产纲领 N=Qn(1+a%+b%) Q：产品的年产量（台/年） n：每台产品中该零件的数量（件/台） a%：备品百分率 b%：废品百分率,二、生产批量：,一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量 考虑因素： 1）市场需求及趋势分析 2）便于生产的组织与安排 3）产品的制造工作量 4）生产资金的投入 5）制造生产率和成本,计算公式

16、： n：每批中零件数量 N：年生产纲领中规定的零件数量 A：零件应储备的天数 F：一年中工作日天数。,三、生产类型,按企业生产专业化程度划分： 大量生产： 成批生产（大批、中批、小批）： 单件：,从工艺角度划分： 单件小批生产 中批生产 大批大量生产,下表为按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出的不同生产类型的规范。,各种生产类型的工艺特征,第五节 工件加工时的定位和基准,一、工件的定位,1、工件的装夹（安装）,装夹（安装）：工件在机床上占有正确位置并固定的过程。分为定位和夹紧两方面内容。 1）定位：占有正确位置，保证尺寸和形 位精度。 2）夹紧：将工件固定，并在加工过程位置不变的操作。

17、,2）工件装夹的实质 在机床上加工工件时，为使该工序所加工表面达到图纸规定的尺寸、几何形状及相对位置等技术要求，加工前必须将工件装好、夹牢。如图A所示 装好：定位 夹牢：夹紧 工件装夹的实质是在机床上对工件进行定位和夹紧，装夹的目的是通过定位和夹紧使工件在加工过程中始终保持正确的加工位置，以保证该工序所规定的加工技术要求。,图 A,2工件装夹的方法,1）直接找正法：如图B,2）划线找正法：如图C,3）夹具装夹：,图B,图C,2工件装夹的方法,3）夹具装夹：如图A,机床夹具：机床上用来装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。,将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确定工件的位置，由夹紧装置进行夹紧。夹具安装在机床的一定位置。,图A,下表为各种装夹方法的比较,1、基准的含义： 指工件上的一些点、线、面，在零件设计或加工中，可以用这些点、线、面来确定其他点、线、面的位置。 2、分类 1