機械制造工藝學(xué) 第3版 課件 模塊一 機械加工工藝規(guī)程+1工序2工藝規(guī)程制定

機械制造工藝學(xué)機械制造工藝課程組課程定位機械制造及自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，旨在通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工程領(lǐng)域零件常用機械加工工藝方法。課程要求以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為中心，教師講解與學(xué)生（小組）探討相結(jié)合，通過視頻、PPT、微課、仿真等教學(xué)手段，集講解、探討等教學(xué)方法完成項目任務(wù)完成組織教學(xué)。課程結(jié)構(gòu)本課程涵蓋5個模塊，8個項目，每個項目選取若干個典型任務(wù)作為項目載體，以問題為導(dǎo)向，在解決問題的過程中將專業(yè)知識、技術(shù)技能融入其中，最終以解決問題為項目結(jié)點，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，逐步建立發(fā)現(xiàn)問題解決問題的一般方法，掌握機械零件加工的一般規(guī)律與步驟。思政融入以培養(yǎng)工匠精神（愛崗敬業(yè)、精益求精、持之以恒、守正創(chuàng)新）為課程思政融入主線、思政案例和元素的選擇從任務(wù)特點出發(fā)、潤物細(xì)無聲的將工匠精神融入課程全過程。課程目標(biāo)對常規(guī)零件進行工藝分析，選擇毛坯、熱處理方法、定位方式、加工設(shè)備及方式、確定加工余量和切削用量等，并制定零件機械加工工藝規(guī)程的能力。素質(zhì)目標(biāo)機械工程師需具備的基本職業(yè)素養(yǎng)（職業(yè)道德、工作態(tài)度、工匠精神）；查閱手冊、圖冊等技術(shù)資料，運算和編寫技術(shù)文件等基本素質(zhì)。掌握常用材料，重點是鋼鐵材料的特點、熱處理方法，恰當(dāng)?shù)倪x擇熱處理方式；學(xué)習(xí)、掌握工藝規(guī)程的制訂原則、步驟；掌握典型零件（以軸、套筒、箱體為主）的加工工藝；掌握車銑刨磨等加工方式、工藝特點和適用范圍；掌握工件的定位原則和夾具設(shè)計方法、步驟；掌握在零件加工過程中加工精度和表面質(zhì)量的保證及實現(xiàn)方法。知識目標(biāo)能力目標(biāo)......機械基礎(chǔ)金工實習(xí)機械設(shè)計機械制圖前序課程AUTOCAD01STEP02STEP03STEP04STEP機械加工工藝規(guī)程基礎(chǔ)典型零件機械加工工藝文件制訂機械加工精度與表面質(zhì)量控制機械裝配工藝知識拓展05STEP321軸類零件盤套類零件箱體類零件4綜合類零件任務(wù)模塊一圖1-1所示為一支架套零件，結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求如下：內(nèi)孔尺寸精度分別為

mm和

mm，表面粗糙度Ra分別為0.10?和0.40?，因轉(zhuǎn)動要求精度較高，所以兩孔的圓度要求很高，均為0.0015mm，同軸度為0.002mm，

孔內(nèi)安放滾針軸承的滾針及儀器主軸頸，同時該支架套的外圓和內(nèi)孔均有臺階，并有徑向孔需要加工。試制定該零件的機械加工工藝文件。公差帶基本偏差在對一個零件進行機械加工前，必須首先制定該零件的工藝規(guī)程，才能有效的保證用較低的成本，較高的效率加工出該零件，該支架套為一盤套類零件，要制定其機械加工文藝文件，需掌握制定機械加工工藝文件的相關(guān)基礎(chǔ)知識，熟悉機械加工工藝文件制定的一般過程和步驟，具備零件圖紙的分析能力，定位基準(zhǔn)選擇能力，工序尺寸和公差確定方法，并適當(dāng)了解機械加工工藝過程中的經(jīng)濟性問題分析。1.掌握零件機械加工工藝規(guī)程的制訂原則、步驟及相關(guān)概念。2.掌握零件結(jié)構(gòu)工藝性分析內(nèi)容及方法。3.掌握工序、基準(zhǔn)、定位、尺寸鏈等相關(guān)概念及應(yīng)用。4.掌握粗精基準(zhǔn)選擇原則、熱處理安排、毛坯確定原則。5.掌握工序尺寸、加工余量的確定及工藝尺寸鏈的計算辦法。1.具有對零件進行結(jié)構(gòu)工藝性分析的能力。2.具有零件制造中毛坯選擇、定位基準(zhǔn)選擇、熱處理確定、工序尺寸計算的能力。培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勤奮鉆研的優(yōu)良品質(zhì)。知識鏈接1什么是生產(chǎn)過程？原材料/半成品成品原材料的運輸與保管生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備涂裝與入庫毛坯制造機械加工熱處理裝配測試與檢驗生產(chǎn)過程知識鏈接1什么是工藝過程？在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程，稱為工藝過程。如毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配等過程均為工藝過程。毛坯制造機械加工熱處理裝配裝配工藝過程機械加工工藝過程0201機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。什么是工序？1234一組工人一個工人一個工作地點若干個工件一個工件一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。端面螺紋外圓切斷退刀槽組成生產(chǎn)過程的最小單元加工是否連續(xù)

完成？2

工作地點

是否變化？1工序的劃分工作地點的變化1車床銑床000

工序1工序2加工過程的連續(xù)性判斷2加工過程的連續(xù)性判斷2端面1外圓1調(diào)頭外圓2一個工序端面2

加工過程的連續(xù)性判斷2端面1外圓1端面2外圓2

工序一工序二技術(shù)要求加工數(shù)量現(xiàn)有工藝條件工序數(shù)目的確定工序數(shù)目的確定圖1-2階梯軸簡圖工序號工序內(nèi)容設(shè)備1車端面，鉆中心孔、車全部外圓、車槽與倒角車床2銑鍵槽、去毛刺銑床3磨外圓外圓磨床工序號工序內(nèi)容設(shè)備1銑端面、鉆中心孔銑端面鉆中心孔機床2車外圓、車槽與倒角車床3銑鍵槽銑床4去毛刺鉗工臺5磨外圓外圓磨床工序數(shù)目的確定單件小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)工序數(shù)目的確定Ra3.2Ra0.8課堂訓(xùn)練單件小批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)工序號工序內(nèi)容設(shè)備1車端面，鉆中心孔車床2車外圓，切槽及倒角車床3銑鍵槽；去毛刺銑床4磨外圓磨床工序號工序內(nèi)容設(shè)備1同時銑兩端面，鉆中心孔組合機床2粗車外圓及倒角車床3精車外圓、倒角及切退刀槽車床4銑鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺6磨外圓磨床工序數(shù)目的確定單件小批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)課堂訓(xùn)練工序又可分為哪些組成部分？1生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型分別指什么？2思考題工步與走刀工步是指加工表面(或裝配時的聯(lián)接表面）和加工(或裝配)工具不變的條件下所連續(xù)完成的那部分工藝過程。一個工序可包括一個工步，也可包括幾個工步。在一個工步內(nèi)，若被加工表面需要切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀（也稱進給）。一個工步可包括一次或幾次走刀（或進給）。若干相同的工步寫成一個工步圖1-3包括四個相同表面加工的工步

幾把刀具同時加工幾個表面的工步，稱為復(fù)合工步圖1-4復(fù)合工步安裝與工位工件在加工之前，在機床或夾具上先占據(jù)一正確位置(定位)，然后再予以夾緊的過程稱為裝夾（Fixing）。工件(或裝配單元)經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝。包括定位和夾緊兩項內(nèi)容。定位(fixturing)——使工件在機床或夾具上占有正確位置。夾緊(fastening)——對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變。為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件(或裝配單元)與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。圖1-5多工位加工工位Ⅰ—裝卸工件工位Ⅱ—鉆孔工位Ⅲ—擴孔工位Ⅳ—鉸孔生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算:N=Qn(1+a%+b%)式中：N—零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)；Q—產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；n—每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量；a%—備品的百分率；b%—廢品的百分率。企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。一般可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)(件)重型零件(30kg以上)中型零件(4~30kg)輕型零件(4kg以下)單件生產(chǎn)<5<10<100成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)5~10010~200100~500中批生產(chǎn)100~300200~500500~5000大批生產(chǎn)300~1000500~50005000~50000大量生產(chǎn)>1000>5000>50000表1-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征工藝特征生產(chǎn)類型單件小批中批大批大量零件的互換性用修配法，鉗工修配，缺乏互換性大部分具有互換性。裝配精度要求高時，靈活應(yīng)用分組裝配法和調(diào)整法，同時還保留某些修配法具有廣泛的互換性。少數(shù)裝配精度較高外，采用分組裝配法和調(diào)整法毛坯的制造方法與加工余量木模手工造型或自由鍛造。毛坯精度低，加工余量大部分采用金屬型鑄造或模鍛。毛坯精度和加工余量中等廣泛采用金屬型機器造型、模鍛或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小機床設(shè)備及其布置形式通用機床。按機床類別采用機群式布置部分通用機床和高效機床。按零件類別分工段排列設(shè)備廣泛采用高效專用機床及自動機床。按流水線和自動線排列設(shè)備工藝裝備大多采用通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件、通用刀具和萬能量具。靠劃線和試切法達到精度要求廣泛采用夾具，部分靠找正裝夾，達到精度要求。較多采用專用刀具和量具廣泛采用專用高效夾具、復(fù)合刀具、專用量具或自動檢驗裝置?？空{(diào)整法達到精度要求對工人技術(shù)要求需技術(shù)水平較高的工人需一定技術(shù)水平的工人對調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對操作工的技術(shù)水平要求較低工藝文件有工藝過程卡，關(guān)鍵工序要工序卡有工藝過程卡，關(guān)鍵工序要工序卡有工藝過程卡和工序卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗卡成本較高中等較低機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法的技術(shù)文件。（一）機械加工工藝規(guī)程的作用1.工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。2.工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)。3.工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料。（1）機械加工工藝過程卡片（二）工藝文件的格式（二）工藝文件的格式（2）機械加工工序卡片一、工藝規(guī)程制訂的原則工藝規(guī)程制訂的原則是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，爭取最好的經(jīng)濟效益。在制訂時，應(yīng)注意下列問題。1.技術(shù)上的先進性在制訂工藝規(guī)程時，要了解國內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展水平，通過必要的工藝試驗，積極采用適用的先進工藝和工藝裝備。2.經(jīng)濟上的合理性在一定的生產(chǎn)條件下，可能會出現(xiàn)幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案。此時應(yīng)通過核算或相互對比，選擇經(jīng)濟上最合理的方案，使產(chǎn)品的能源、材料消耗和生產(chǎn)成本最低。3.有良好的勞動條件在制訂工藝規(guī)程時，要注意保證工人操作時有良好而安全的勞動條件。因此，在工藝方案上要注意采取機械化或自動化措施，以減輕工人繁雜的體力勞動。二、制定工藝規(guī)程的步驟1)計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。2）分析研究零件圖及產(chǎn)品裝配圖，了解該零件在產(chǎn)品或部件中的作用，找出其要求較高的主要表面及主要技術(shù)要求，并了解各項技術(shù)要求制定的依據(jù)，審查其結(jié)構(gòu)工藝性。3)選擇毛坯。4)擬訂工藝路線。主要工作是選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面的加工方法，安排加工順序，確定工序分散與集中的程度，安排熱處理以及檢驗等輔助工序。5)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的設(shè)備及刀、夾、量具和輔助工具。7)確定切削用量及時間定額。8)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。9)填寫工藝文件。三、制訂工藝規(guī)程的原始資料制訂工藝規(guī)程時，通常應(yīng)具備下列原始資料。1)產(chǎn)品的全套裝配圖和零件工作圖。2)產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)(年產(chǎn)量)。4)