第一章 机械工艺学绪论.ppt

1、1、第1章绪论，本章要点，2、机械制造技术，1、第1章导论，1.1机械制造工程学科机械制造技术的发展，3、1.1.1.1制造永恒，瓦特改进蒸汽机在20世纪60年代，标志着第一次工业革命的兴起和工业大规模生产的开始。18世纪，麦克斯韦建立了电磁场理论，电气化时代开始了。20世纪初，福特汽车生产线和泰勒的科学管理方法标志着自动化时代(以大规模生产为特征的大规模生产)的到来。第二次世界大战后，计算机、微电子技术、信息技术和软科学的发展，以及市场竞争的加剧和市场需求多样化的趋势，使得中小批量生产自动化成为可能，并产生了综合自动化和多种制造技术。21世纪，制造技术正朝着自动化、柔性化、集成化、智能化、精

2、密化和清洁化的方向发展。制造业的永恒性、社会发展和制造技术是密切相关的，制造业的永恒性是科学技术物化的基础，制造业的永恒性是工业的支柱，制造业的永恒性是国力和国防的后盾，是国民经济的支柱。机械制造是制造业的基础，也是最重要的。相反，美国长期忽视制造技术的发展，导致经济衰退，竞争力下降，出现家电、汽车等产业输给日本的局面。直到20世纪80年代初，美国才开始觉醒，更加关注制造业的发展。到1994年，美国的汽车产量再次超过日本。8、美国和日本汽车生产在世界市场中的份额，1.1.1制造永恒，国力和国防的后盾，1963年，1983年，9.1.1.1制造永恒，国力和国防的后盾，东芝事件，10.1.1.2广

3、义上的制造，狭义上的制造，由于设计和技术，是指生产过程中直接从原材料和成品起作用的部分，包括毛坯制造，零件加工，产品装配，检验，包装和其他具体操作(物流)。广义制造业是狭义制造业的延伸，也称为“大制造业”。CIRP定义：制造业包括制造企业的产品设计、材料选择、制造、质量保证、管理和营销等一系列内在相关的操作和活动。美国的制造企业将机械、电子、轻工、纺织、冶金和化工等行业列为制造业。(除建筑、建材、能源和电力以外的第二产业)，11.1.1.2广义制造理论认为，材料成形机制的扩展使制造和设计一体化，去除加工，也称为分离加工，就是从工件上去除一部分材料并成形。粘合处理使用物理和化学方法将相同的材料或

4、不同的材料粘合在一起形成。根据结合机理和结合强度，可分为三种类型：沉积型、注射型和接合型。变形加工，又称流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件变形，改变其尺寸、形状和性能，如特种锻造、特种铸造等。12，1.1.2广义制造理论，材料成形机理范畴，13，1.1.2广义制造理论，14，1.1.2广义制造理论，15，1.1.2广义制造理论，快速成型机床与光、电、信息、材料、管理等学科的交叉融合，与社会科学、文化、艺术等密切相关。计算机集成制造技术的发展是制造技术和信息技术相结合的产物。集成制造系统首先强调信息集成，即计算机辅助的集成进一步发展柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、智能制造和协同

5、制造等。丰富的硬件和软件工具、平台和支持环境硬件是基础，软件支持产品的整个生命周期，17，1.1.2广义制造理论，产品生命周期的全过程，18，1.1.3制造科学和技术的发展，19，机械制造技术，第1章简介，1.2制造过程和制造系统，20，1.2.1机械产品生产过程，机械产品生产过程，指从原材料开始到成品交付的整个劳动过程。 包括主要的劳动过程，如毛坯制造、零件加工和热处理、机器装配、检验、测试和喷漆(称为直接生产过程)，以及特殊工具、夹具、测量工具和辅助工具的制造、机器包装、工件和成品的储存和运输以及加工设备的维护。 以及辅助劳动过程，如动力(电力、压缩空气、液压等)。)供应(称为辅助生产过程

6、)，生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多个工厂合作完成。21.1.2.2机械加工过程是机械产品直接生产过程的一部分。传统上，它指的是使用金属切削工具或磨削工具来加工零件。使其达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度、机械和物理性能，并成为合格零件的生产过程，现在是指除切削和磨削之外的各种加工方法，包括其他加工方法，如电加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工和化学加工等。22、工序是指一个或一组工人在同一机床或同一工作地点，同时连续完成一个或几个工件。1 . 2 . 2加工过程，23、安装在一个工序中，该工序的一部分在工件的每次夹紧后完成，称为安装。工作站由工件占据机床上每个

7、位置而完成的过程部分称为工作站。1.2.2加工过程，24，工作步骤是指在加工表面和刀具不变的情况下连续完成的部分过程。(在一个加工步骤中，如果几个刀具同时加工几个不同的表面，这个加工步骤称为复合加工步骤)，同一加工表面的加工余量很大，因此可以分成几个加工进给，每个加工进给完成的加工步骤称为一个进给。a)立轴转塔车床的复合工艺b)钻孔和铰孔的复合工艺，1.2.2加工工艺，25，1.2.3加工系统，当零件被加工时，必须满足一定的条件，即必须有一个系统来支持它们，这就是所谓的机械制造工艺系统。一般来说，一个系统由物质子系统、能量子系统和信息子系统组成。机械制造过程系统的材料子系统(系统硬件)由工件、

8、机床、工具和夹具组成。机械制造过程系统的信息子系统(系统软件)包括加工方法、工艺过程、数控程序等。过程系统软件是过程系统硬件的必要支持。能源子系统是指电源。研究机械制造过程系统的组成和内在规律的目的是将过程系统的软件和硬件有机地结合起来，从而达到优化过程的目的。26，机械制造技术，第1章介绍，1.3生产类型和技术特点，27，1.3.1生产计划，生产计划在计划期内，应生产的产品的产量和进度计划年度生产计划，其中年度生产计划(件/年)；产品年产量(单位/年)；m每个产品的零件数量(件/套)；备件价格。废品率。年度生产计划是设计或修改工艺流程的重要依据，是车间(或工段)设计的基本文件。28、1.3.

9、2生产批次，指同一产品或零件一次投入生产的数量，其中n为每批零件的数量；N年生产计划中规定的零件数量；怒族确定生产批量的考虑因素，满足市场需求(当前需求和可预见的未来需求)，便于生产组织和安排，并保证多品种产品的均衡生产。产品的制造工作量：大批量产品，可以少投入资金：小批量，多倍，有利于资金周转，制造效率和成本：大批量，可以使用先进，特殊，高效的工装，29.1.3.3生产类型和工艺特点、生产类型规范，30，1.3.3，生产类型和工艺特征，不同生产类型的工艺特征，31，机械制造技术，第1章简介，32，1.4.1基准，以及被加工物体上确定几何特征之间几何关系的点、线和平面称为基准。设计图纸中采用的

10、基准，定位轴承零件，33、1.4.1基准，工艺过程中采用的基准。也可分为工艺基准、定位基准、测量基准和装配基准。轴承零件的第一步(车削)、34、1.4.1基准、35、1.4.1基准、轴承零件的第三步(钻孔和分配孔)和划线通常用于形状复杂的铸件，因为其精度低且效率低。广泛适用于技术水平高、夹紧精度高、效率高的工人。定位使工件在机床或夹具上占据正确的位置。夹具对工件施加一定的外力，使其在加工过程中确定的位置保持不变。37897.97979797985 1.4.2工件夹紧、39、1.4.2工件夹紧、工件夹紧在夹具(滚齿夹具)中、40、1.4.3定位原理、六点定位原理，要确定其空间位置，必须限制其六个

11、自由度。任何物体在空间直角坐标系中都有六个自由度，41、这与理论力学和机构中的自由度概念不同。位置不确定性夹紧和定位的概念是分开的。工件和夹具是弹性体。需要注意两点：“点”的含义限制了自由度，与实际接触点不同。1.4.3定位原理，42、工件的六个自由度是有限的，这叫做完全定位。工件六个自由度中的一个或几个不受限制，这称为不完全定位。完全定位和不完全定位有两种主要情况：如果工件本身相对于某一点或线完全对称，工件围绕该点或线的旋转自由度不能受到限制(即使受到限制，也没有意义)。例如，球体围绕中心轴的旋转，圆柱体围绕其自身轴的旋转，等等。工件加工不需要限制一个或几个自由度。如果加工平板的上表面，并且

12、要求平板的厚度及其与下平面的平行度，则只需要限制三个自由度。1.4.3定位原理，43，1.4.3定位原理，完全定位和不完全定位，工件应限制的自由度，44，欠定位，工件加工时必须限制的自由度没有完全限制，称为欠定位。定位不足不能保证工件的正确安装，因此是不允许的。1.4.3定位原理，45，过定位，过定位工件的某个自由度(或几个自由度)受到两个(或多个)约束点的约束，这称为过定位。是否允许过定位取决于具体情况：1)如果工件的定位面加工好，形状、尺寸和位置精度高，则允许过定位。有时是必要的，因为合理的过定位不仅会影响加工精度，还会增强工艺系统的刚性，增加定位的稳定性。2)相反，如果工件的定位面是空白

13、面，或者加工后加工精度不高，一般不允许过定位，因为这样会造成定位不准确、定位不稳定或定位干涉等。，1.4.3定位原理，46，过度定位分析(工作台和三脚架)，过度定位分析，1.4.3定位原理，47，过度定位分析，过度定位示例，1.4.3定位原理，48，过度定位分析，过度定位示例，1.4.3定位原理，1.4.3定位原理，51，过度定位讨论，1.4.3定位原理，52，过度定位引起的夹紧变形，1.4.3定位原理，53，过度定位分析1.4.3定位原理，55，过定位实例分析，1.4.3定位原理，56，过定位实例分析，1.4.3定位原理，57，过定位实例分析，1.4.3定位原理，58。 常用的定位元件包括支撑钉、支撑板、夹具支架、夹具本体的凸台和平面等。1.4.4工件的常用定位方法，59，工件采用圆孔定位，多为居中定位(定位基准为圆柱孔轴线)。常见的定位元件是定位销和心轴。定位销包括圆柱销、圆锥销、菱形销等。心轴可分为刚性心轴(过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等)。)和弹性心轴。1.4.4工件的常用定位方法，60，外圆柱面工件的定位，外圆柱面工件的定位：定心定位和支撑定位。工件在圆柱面外的定心和定位类似于带圆孔的工件定位(心轴或销由套筒和卡盘代替)。支撑和定位在工件圆柱面外的部件通常采用V形块，短V形块限制两个自由度，长V形块(或两个短V形块的组合)限制四个自由度。1.4.4工件的常用定