第1章-机械制造过程概述教材课件

第1章 机械制造过程概述本章要点本章要点机械制造业过程机械制造业过程机械制造企业的生产机械制造企业的生产组织组织1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程生产系统生产系统制造过程的物料流、信息流、能量流及制造过程的物料流、信息流、能量流及设备与人构成了生产系统设备与人构成了生产系统1.1.1 1.1.1 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念生产生产系统系统物料流物料流信息流信息流能量流能量流生产生产系统系统决策级决策级经营管理级经营管理级制造级制造级1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程生产过程生产过程1.1.1 1.1.1 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念原材料和原材料和半成品半成品产品（机器）产品（机器）生产技术准备生产技术准备毛坯制造毛坯制造切削加工切削加工检验、装检验、装配调试配调试（车，铣，（车，铣，刨，磨，钻，刨，磨，钻，镗等）镗等）（检验、（检验、组装，部组装，部装，总装）装，总装）（铸造，焊（铸造，焊接，压力加接，压力加工等）工等）（工艺规程、（工艺规程、原材料供应、原材料供应、工艺装备的工艺装备的配备）配备）生产过程包括：生产过程包括：原材料的运输、保管和准备原材料的运输、保管和准备 生产的准备工作生产的准备工作 毛坯的制造毛坯的制造 零件的机械加工与热处理零件的机械加工与热处理 零件装配成机器零件装配成机器 机器的质量检查及运行试验机器的质量检查及运行试验 机器的油漆、包装和入库机器的油漆、包装和入库生产过程生产过程机械生产过程的构成图机械生产过程的构成图原料或毛坯原料或毛坯存储存储运输运输制造制造检验检验成品成品信信 息息 系系 统统能源能源能能 量量 系系 统统物流物流信息流信息流能量流能量流1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程机械制造机械制造工艺工艺指将各种原材料、半成品加工成为产品的指将各种原材料、半成品加工成为产品的方法和过程。方法和过程。1.1.1 1.1.1 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念机械制造机械制造工艺过程工艺过程在生产过程中，直接改变生产对象的形状、在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为或半成品的过程称为工艺过程工艺过程毛坯的制造毛坯的制造 零件的机械加工与热处理零件的机械加工与热处理 零件装配成机器零件装配成机器 机器的质量检查及运行试验机器的质量检查及运行试验工艺过程工艺过程1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程1.1.1 1.1.1 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念机械制造机械制造工艺过程工艺过程在在生产过程生产过程中，直接改变生产对象的形状、中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为或半成品的过程称为工艺过程工艺过程机械加工机械加工工艺过程工艺过程机械装配机械装配工艺过程工艺过程在在加工过程加工过程中，采用合理的加工方法，逐中，采用合理的加工方法，逐渐改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和表渐改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和表面质量，使其成为合格零件的过程。面质量，使其成为合格零件的过程。采用各种装配工艺方法，把组成产品的全采用各种装配工艺方法，把组成产品的全部零件按照设计要求正确组合在一起的过部零件按照设计要求正确组合在一起的过程。程。1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程机械制造机械制造工艺规程工艺规程在机械产品的生产中，用来规定产品或在机械产品的生产中，用来规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为文件，称为机械制造工艺规程机械制造工艺规程。1.1.1 1.1.1 生产过程中的基本概念生产过程中的基本概念表 机械加工工艺过程卡片表 机械加工工艺卡片1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程机械制造机械制造工艺过程工艺过程1.1.2 1.1.2 机械制造工艺过程的组成机械制造工艺过程的组成零件零件部件部件机器机器零部件零部件整机整机机器的组成：机器的组成：合件合件1 1组件组件1 1合件合件2 2部件部件1 1组件组件2 2组件组件3 3部件部件3 3合件合件3 3机机 器器部件部件2 2零件零件机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程分为机械加工工艺过程分为工序、安装、工位、工序、安装、工位、工步和工步和走刀走刀。1 1、工序、工序 指一个指一个(或一组或一组)工人工人在一个在一个工作地点工作地点对一对一个个(或同时对几个或同时对几个)工件工件，连续连续完成的那一完成的那一部分加工过程。部分加工过程。同一个零件，同样的加工内容可以有不同同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排的工序安排 加工要求：加工要求：加工小端面；加工小端面；小端面钻中心孔；小端面钻中心孔；加工加工大端面；大端面；大端面钻中心孔；大端面钻中心孔；车大端外圆；车大端外圆；对大端倒对大端倒角；角；车小端外圆；车小端外圆；对小端倒角；对小端倒角；铣键槽；铣键槽；去毛刺。去毛刺。图 阶梯轴零件图工序号工序号工序内容工序内容设备设备1 1 车小端面，钻小端中心孔，车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角；大端面，粗车小端外圆，倒角；大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角；精车外圆倒角；精车外圆车床车床2 2铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床铣床单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程 小结：小结：工序的主要特征是工作地点和工人工序的主要特征是工作地点和工人，由零，由零件加工的工序数就可以知道工作面积的大小，工人件加工的工序数就可以知道工作面积的大小，工人人数和设备数量，因此，工序是非常重要的。人数和设备数量，因此，工序是非常重要的。工序号工序内容设备1 车小端面，钻小端中心孔，车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角粗车小端外圆，倒角车床2 车大端面，钻大端中心孔，车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角粗车大端外圆，倒角车床3精车外圆精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床大批量生产的工艺过程大批量生产的工艺过程2、安装、安装在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分加工称为一个成的那部分加工称为一个安装。安装。一个工序中工件可安装一次或几次。阶梯轴第一个工序中工件可安装一次或几次。阶梯轴第一种工序安排方案的安装次数如表。一种工序安排方案的安装次数如表。工序号安装号工序内容设备11车小端面，钻小端中心孔，粗车车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角小端外圆，倒角车床2车大端面，钻大端中心孔，粗车车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角大端外圆，倒角车床3精车大端外圆精车大端外圆车床4精车小端外圆精车小端外圆车床21铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床表 工序和安装3.工位工位在工件的一次安装中，每一个加工位置在工件的一次安装中，每一个加工位置上所完成的工艺过程称为上所完成的工艺过程称为工位工位。如果一个工序只有一个安装，并且该安如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是装中只有一个工位，则工序内容就是安装安装内内容，同时也就是容，同时也就是工位工位内容。内容。一次安装完成多个工位的例子：一次安装完成多个工位的例子：图中共有图中共有4个工位，工位个工位，工位1：装卸工件，工位：装卸工件，工位2：钻孔，工位钻孔，工位3：扩孔，工位：扩孔，工位4：铰孔。：铰孔。多工位安装4、工步在一个工序中，在一个工序中，加工表面加工表面、切削刀具切削刀具、切削切削速度速度和和进给量进给量都不变的情况下所完成的加工，称都不变的情况下所完成的加工，称为一个为一个工步工步。对于一次安装中连续进行的若干相同多工位加工对于一次安装中连续进行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一个工步的工步，通常算作一个工步用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，也看作一个工步，称为复合工几个表面的工步，也看作一个工步，称为复合工步步 应用复合工步主要是为了提高工作效率。图 复合工步5.5.走刀走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次成的工步内容，称为一次走刀。走刀。走刀是构成工艺过程的最小单元。走刀是构成工艺过程的最小单元。一个工步可包括一次或数次走刀。当一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚，不能在一次走刀需要切去的金属层很厚，不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀。下切完，则需分几次走刀。由若干个顺序排列的工序由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。安装、工位、工步和走刀。基本概念基本概念一个（或一组）一个（或一组）工人，在一个工工人，在一个工作地（或一台机作地（或一台机床）上对一个床）上对一个（或同时对几个（或同时对几个工件）连续完成工件）连续完成的那一部分工艺的那一部分工艺过程称为工序。过程称为工序。安装是指工件安装是指工件经过一次装夹经过一次装夹后所完成的那后所完成的那部分工序内容。部分工序内容。工艺过程工艺过程的组成的组成工序工序安装安装基本概念基本概念在加工表面、切削刀具、切削速度和进在加工表面、切削刀具、切削速度和进给量不变的条件下，连续完成的那一部给量不变的条件下，连续完成的那一部分工序内容称为工步。分工序内容称为工步。工件相对于机床或刀具每占据一工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序个加工位置所完成的那部分工序内容，称为工位。内容，称为工位。加工刀具在加工表面上加工一次所加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分称为走刀。完成的工步部分称为走刀。工步工步工位工位走刀走刀1 1、材料成形工艺（、材料成形工艺（m=0m=0）指加工时材料的形状、尺寸、性能等发生变化，指加工时材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而其质量未发生变化。而其质量未发生变化。铸造铸造 锻造锻造 粉末冶金粉末冶金1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程1.1.3 1.1.3 零件（毛坯）成型方法零件（毛坯）成型方法根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺方法分为：根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺方法分为：常用成型工艺常用成型工艺铸造将液体金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯 或零件的生产方法。商周时期，青铜冶炼、铸造技术已达到很高的水平商代晚期，青铜业进入了鼎盛时期。最能反映这个时期青铜冶铸技术水平的，是1939年在河南安阳出土的司母戊鼎。它重达875公斤，带耳，高133厘米，横长110厘米，宽78厘米，它是我国到目前为止发掘出最大的青铜器，也是世界上最大的古青铜器，它造型瑰丽、浑厚，鼎外布满花纹。司母戊鼎的铸造，若没有规模巨大和相当高超的采矿、冶炼、制范、熔铸等技术，是不可想象的，它的铸造充分体现了我国古代劳动人民的高度智慧。距今3000多年1965年12月的时候，考古工作者在湖北江陵一座楚国的墓葬中，出土了600多件器物，其中就有这柄铜剑。它的长度有55.6厘米，插于黑漆剑鞘里。当人们将它从剑鞘内抽出时，顿时有一种寒气逼人的感觉。只见剑身呈紫黄颜色，毫无锈斑，其光亮、色泽如同新铸成的一般。仔细一看，剑身还布满略显黑色的菱形纹饰，剑格正面用蓝色琉璃，剑格背面用绿松石镶嵌成美丽的花纹，在靠近把手的部位，有两行用金丝镶嵌的鸟篆文字：“越王勾践，自作用剑。”北京的大钟寺，原名觉生寺，觉生寺的大钟是明代永乐年间铸造的，所以叫“永乐大钟”。铜钟悬挂在大钟楼中央巨架上，通体褚黄，高6.75米，直径3.7米，重46.5吨。钟唇厚18.5匣米，钟体光洁，无一处裂缝，内外铸有经文230184字，无一字遗漏，铸造工艺精美，为佛教文化和书法艺术的珍品。箱体箱体启动阀启动阀压力成型压力成型利用金属在外力作用利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。坯或零件的生产方法。2 2、材料去除工艺（、材料去除工艺（mm0 0）按照一定的方式从工件上去除多余的材料形成符按照一定的方式从工件上去除多余的材料形成符合技术要求的零件的工艺方法。合技术要求的零件的工艺方法。切削加工切削加工 磨削加工磨削加工 特种加工特种加工1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺分为：根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺分为：常用成型工艺常用成型工艺1.1.3 1.1.3 零件（毛坯）成型方法零件（毛坯）成型方法钳工钳工是用手持工具加工工件以获得需要的形状、尺寸和位置要求的方法车削车削车削 在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动进行切削加工的方法，称在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动进行切削加工的方法，称车削加工车削加工。车削加工主要用来加工各种回转体表面以及回转体端面，。车削加工主要用来加工各种回转体表面以及回转体端面，还可进行切断、切槽、车螺纹、钻孔、绞孔、扩孔等工作。还可进行切断、切槽、车螺纹、钻孔、绞孔、扩孔等工作。车削加工的应用范围车削加工的应用范围铣削铣削铣削用多刃回转刀具在铣床上对平面、台阶面、沟槽、成形表面、型腔表面、螺旋表面进行切削加工的方法称为铣削加工铣削加工。铣削加工的应用 钻削和镗削钻削和镗削镗床镗床钻床钻床钻削和镗削钻削加工钻削加工是用钻头或扩孔钻等刀具在工件上加工孔的方法。用钻头在实体材料上加工孔的方法称为钻孔钻孔，用扩孔钻扩大已有孔的方法称为扩孔扩孔。此外，还可以进行锪孔、锪埋头孔和攻螺纹等工作。钻削加工范围刨削与拉削刨削与拉削刨削与拉削刨削与拉削 刨削是在刨床上用刨刀对工件做水平相对直线往复运动的切削加工方法。其基本工作内容有刨平面、刨垂直面、刨斜面、刨V形槽、刨燕尾槽、刨成形表面等。刨削加工的范围 拉削拉削 在拉床上用拉刀加工工件成为拉削加工拉削加工。拉削不但可以加工平面和没有障碍的外表面，还可以加工各种形状的通孔拉削加工的应用 磨削磨削 在磨床上用磨具（砂轮、砂带、油石、研磨剂等）对工件进行切削加工的方法称为磨削。磨削加工是零件精加工的主要方法，其工艺范围很广。常见的磨削加工类型3 3、材料累计工艺（、材料累计工艺（mm0 0）利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方法。法。连接与装配连接与装配 电铸电镀加工电铸电镀加工 快速成形快速成形1.1 1.1 机械制造过程机械制造过程根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺分为：根据加工过程中质量的变化，毛坯的制造工艺分为：常用成型工艺常用成型工艺1.1.3 1.1.3 零件（毛坯）成型方法零件（毛坯）成型方法焊接焊接利用加热或加压力等利用加热或加压力等手段，借助原子之间手段，借助原子之间的结合与扩散作用，的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢使分离的金属材料牢固的连接起来的一种固的连接起来的一种加工方法。加工方法。生产纲领生产纲领 产品的年产量。产品的年产量。生产纲领生产纲领产品的年产量产品的年产量废品废品率率备品备品每台产品中该零件的数量每台产品中该零件的数量1.2 1.2 机械制造企业的生产组机械制造企业的生产组织织1.2.1 1.2.1 生产纲领生产纲领 1、分类：、分类：大量生产大量生产，成批生产成批生产和和单件生产单件生产。其。其中，中，成批生产成批生产又可分为又可分为大批大批生产，生产，中批中批生产和生产和小批小批生产。生产。单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。分批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。分批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。小批生产：中批生产：中批生产：大批生产：大批生产：在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的生产。生产。1.2.2 1.2.2 生产类型生产类型表 各种生产类型的规范生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产5510010030030010001000202020020050050050005000100100500500500050005000050000按年生产量列出了不同生产类型的规范，可供编制按年生产量列出了不同生产类型的规范，可供编制工艺规程时参考工艺规程时参考2 2、划分的依据：、划分的依据：a a、生产纲领即年生产量；、生产纲领即年生产量；b b、产品本身的大小和结构的复杂性。产品本身的大小和结构的复杂性。3 3、三种生产类的工艺特点，见课本、三种生产类的工艺特点，见课本表表1-41-4。1.2.2 1.2.2 生产类型生产类型机械加工工艺系统机械加工工艺系统物流物流信息流信息流能量流能量流原料或毛坯原料或毛坯存存储储机机 床床刀刀 具具夹夹 具具机机械械加加工工工工艺艺过过 程程检检验验工工件件工工 艺艺 信信 息息信信 息息 系系 统统能能源源能能 量量 系系 统统工工艺艺规规程程、数数控控程程序序、适适用用控控制制模模型型等等上上工工序序下下工工序序机械加工工艺系统机械加工工艺系统