《机械制造工艺与装备》第1章.ppt

,机械制造工艺与装备,主讲：陈蔚芳、梁睿君所在系：机械电子工程系办公地点：15-A420电话：84892509(办)（陈）（陈）,采用教材：叶文华等编，机械制造工艺与装备，哈尔滨工业大学出版社 参考资料：1）王先逵编著，机械制造工艺学，机械工业出版社，20072）王启平主编，机械制造工艺学，哈尔滨工业大学出版社3）王信义主编，机械制造工艺学，北京理工大学出版社4）李旦主编，机械制造工艺试题精选与技巧，哈尔滨工业大学出版社,主要内容,教材章节安排,第一章 绪 论,第二章 机械制造中的加工方法及装备,第三章 机械加工工艺规程设计,第四章 典型零件工艺分析,第五章 机床夹具设计,第六章 机械加工精度,第七章 机械加工表面质量,第八章 机械装配工艺,第九章 先进机械制造技术,课程的任务,1）切削机床结构及工作原理2）掌握工艺规程设计的一般原则和基本方法3）典型零件的工艺分析和设计4）中等复杂程度的夹具设计5）运用所学知识分析解决生产实际中的问题（如加工精度、表面质量）6）了解当前本学科的科研动态和最新成果,课程的内容及课时安排,加工方法与装备（6）机械加工工艺规程设计（12）典型零件工艺分析（4）机床夹具设计（10）机械加工精度（8）机械加工表面质量（6）机械装配工艺（4）先进机械制造技术（2）习题课（4）机床现场课、夹具现场课、实验（8）,课程的学习方法,1）注意掌握基本概念，如工序、基准、尺寸链、加工精度和加工表面质量等。2）注意学习一些基本方法，如了解工艺尺寸链和装配尺寸链的方法、制订零件加工工艺过程和机械装配工艺过程的方法、机床夹具设计方法等。3）注意和实际结合，要向实际学习，积累实际知识。4）要重视与课程有关的各教学环节（课程设计、下厂实习）的学习，使之产生相辅相成的效果。,课程的特点,1）机械制造工艺与装备是一门专业课，它与基础课和技术基础课不同，随着科学技术和经济的发展，课程内容在不断地更新和充实。由于制造工艺非常复杂，影响因素很多，课程在理论上和体系上需不断完善和提高。,课程的特点,2）课程的实践性很强，与生产实际的联系十分密切，有实践知识才能在学习时理解得比较深入和透彻，因此要注意实践知识的学习和积累。,课程的特点,3）课程具有工程性，有不少设计方法方面的内容，需要从工程应用的角度去理解和掌握，不能不纯粹从理论上去理解。4)掌握课程的内容要有习题、课程设计、实验、实习等各环节的相互配合，每个环节都是重要的，不可缺少的，各教学环节之间应密切结合和有机联系，形成一个整体。,课程的特点,5）有先修课程的要求，在学习机械制造工艺学时应具备金属工艺学、金工实习、互换性与技术测量、机械制造技术（刀具）等知识。,制造是人类最主要的生产活动之一。它是指人类按照所需目的，运用主观掌握的知识和技能，通过手工或可以利用的客观的物质工具与设备，采用有效的方法，将原材料转化为有使用价值的物质产品并投放市场的全过程。,第一章 绪 论,制造业的重要性,制造在英文含义：Manufacture,拉丁字manus（手）+factus（做）,第一章 绪 论,工业化国家中以各种形式从事制造活动的人员约占全国从业人数的四分之一以上。美国约68的财富来源于制造业，日本国民生产总值的约50由制造业创造，我国的制造业在工业总产值中占了约40。制造业为国民经济各部门和科技、国防提供技术装备，是整个工业、经济与科技、国防的基础。,制造业是所有与制造有关的行业的总体,第一章 绪 论,机械制造业是制造业的最主要的组成部分，为用户创造和提供机械产品的行业，包括了机械产品的开发、设计、制造生产、流通和售后服务全过程。机械制造业肩负着双重任务：一是直接为最终用户提供消费品；二是为国民经济各行业提供生产技术装备。机械制造技术水平的提高与进步将对整个国经济的发展和科技、国防实力产生直接的作用和影响，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一，在综合国力竞争中具有重要的地位。,第一章 绪 论,我国的机械制造业已具有相当规模和一定的技术基础，成为我国工业体系中最大的产业之一。随着科技、经济、社会的日益进步和快速发展，日趋激烈的国际竞争及不断提高的人民生活水平对机械产品在性能、价格、质量、服务、环保及多样性、可靠性、准时性等方面提出的要求越来越高，对先进的生产技术装备、科技与国防装备的需求越来越大，机械制造业面临着新的发展机遇和挑战。,我国的机械制造业,第一章 绪 论,制造的重要性：,制造使技术成为可能,制造是国家和民族创造财富的重要工具,制造对人类文明的发展具有极为重要的影响,技术,经济,历史,第一章 绪 论,机械制造技术的历史,含义：1）用机械加工零件的技术 2）制造某种机械的技术,第一章 绪 论,机械制造技术的历史,据考古证实，距今3万年前，已发明琢钻和磨制技术；从秦始皇陵出土的2200多年前文物推断磨削技术形成；从汉代出土的文物推断，当时（公元前206220年）的机械制造技术已达到了一定的水平；1668年我国已有了马拉铣床和脚踏砂轮机；1775年英国的约翰威尔金森（JWilkinson）为加工瓦特蒸汽机的汽缸，研制成功镗床；此后至1860年期间，先后出现了车、铣、刨、插、齿轮、螺纹加工等各种机床。,第一章 绪 论,机床已由皮带传动、齿轮传动发展到电磁直接驱动，其主轴转速已达每分钟数千转、数万转、；加工精度由当年瓦特蒸汽机汽缸的1毫米提高到现代制造技术的0.01微米甚至达到原子尺度（0.1nm）的加工水平；在自动化加工技术方面，从20世纪60年代起，数控机床、加工中心、柔性加工系统等高效、高精度、高自动化的现代制造技术等得到了飞速的发展和应用。,第一章 绪 论,制造技术的重要性,社会发展与制造技术密切相关：人类的发展过程就是一个不断制造的过程。,制造技术是科学技术物化的基础,制造技术是所有工业的支柱 世界发达国家无不具有强大的制造业。机械制造业是制造业的基础，是重中之重。,第一章 绪 论,第一章 绪 论,国力和国防的后盾 国家经济和军事实力与制造技术密不可分。日本、德国由于重视制造业，二次大战后国力很快恢复，经济实力处于世界前列。与此相反，美国在相当长一段时间内忽视了制造技术发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，直至克林顿执政期间情况才有所改变。2008年美国爆发的次贷危机及其引起的金融海啸，2011年开始的欧债危机，从另一个角度表明制造业的重要地位。,第一章 绪 论,“机械制造 工艺为本”,“重产品设计、轻制造工艺”,“工艺上水平”,工艺技术水平装备水平检测水平操作水平工艺管理水平,第一章 绪 论,我国工艺最薄弱的环节是：工艺方法落后：特别是机加工艺和成型工艺。装配工艺落后，但不是主要的弱项。对比法国直升机公司和昌河直升机的装配，差别不大，关键在零件加工。国产机械-有几大原因：1、材料差。这是目前急需解决的。2、加工手段落后。设计时，必须把公差放大再放大，否则 无法加工出来。3、工人素质太差。理论水平，动手能力，质量意识非常差。,第一章 绪 论,机械制造工艺:研究机械制造中优质、高产、低消耗地生产机械装备的原理和方法的学科。,制造质量,生产率,经济性,T:Time,Q:Quality,C:Cost,研究对象,第一章 绪 论,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,（原材料和成品是相对的）,一、机械产品生产过程,狭义的生产过程是指机械产品从原材料到成品之间各相互关联的工作过程的总和。,广义的生产过程是指原材料成品用户整个劳动过程的总和。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,机械产品生产过程包括：,原材料的运输、保存生产准备（图纸、工艺、刀具）毛坯制造零件加工、热处理装配检验、试车包装,主要劳动过程和辅助劳动过程,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,二、生产纲领与生产类型,生产类型是由产品的年生产纲领来区别。,生产纲领和生产批量,生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力编制的在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。,计划期为一年-年生产纲领,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,计算公式：,产品的年产量（台年）,零件的年生产纲领（件年）,每台产品中该零件的数量（件台),%备品率,%废品率,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,生产批量：指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。,每批中的零件数量(件/批）,年生产纲领（件/年）,零件应该储备的天数（天/批）,一年中工作日天数（天/年）,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,生产类型：,大量生产,成批生产,大批,中批,小批,单件生产：单个或少数几个,大批大量,单件、小批,中批,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,第一章 绪 论,单件小批,中批,大批大量,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,三、机械加工工艺过程,机械加工工艺过程是用机械加工方法（切削加工、磨削加工、特种加工等）直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置、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。,（机械产品生产过程的一部分）,工艺：制造产品的方法，机加工、铸造、焊接等,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,一个（或一组）工人，在一个工作地点，对一个（或同时对几个）工件连续完成的那部分工艺过程。,关键：工人、地点、工件不变，连续完成,工序的定义：,机械加工工艺过程的组成,工序（工艺过程的基本单元）,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,零件的加工内容是：加工小端面；对小端面钻中心孔；车小端外圆；对小端倒角；加工大端面；对大端面钻中心孔车大端外圆；对大端倒角；铣键槽；去毛刺。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,单件小批生产的工艺过程,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,大批大量生产的工艺过程,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,结论2：同一个零件、同样的加工内容可以有不同的工序安排,结论3：工序安排和工序数目的确定 与零件的技术要求、生产类型和现有工艺条件等有关。,结论1：只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。,安装,工序和安装,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,工位 工件在一次夹紧后在机床上占有的位置。（通过分度或移位装置）,立轴式回转工作台：有四个工位。,工位1装卸工件工位2钻孔工位3扩孔工位4铰孔,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,工位I：装卸工件，工位IIIV：分别加工零件的三个表面。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,工步加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。例：孔的加工（钻、扩、铰）,复合工步：,用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面可算作一个工步，称为复合工步。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,刨平面复合工步,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,为什么应用复合工步？,钻孔、扩孔复合工步,组合铣刀铣平面复合工步,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,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，不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀，走刀次数又称行程次数。,第一章 绪 论,第八节 生产过程、生产类型与工艺过程,棒料车削加工成阶梯轴的多次走刀,