機械制造裝備與工藝

《機械制造工藝與裝備》主講：陳蔚芳所在系：機械電子工程系辦公地點：15-A420電話：84892509(辦用教材：葉文華等編，機械制造工藝與裝備，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社

參考資料：1）王先逵編著，機械制造工藝學(xué)，機械工業(yè)出版社，20072）王啟平主編，機械制造工藝學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社3）王信義主編，機械制造工藝學(xué)，北京理工大學(xué)出版社4）李旦主編，機械制造工藝試題精選與技巧，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社主要內(nèi)容教材章節(jié)安排第一章緒論第二章機械制造中的加工方法及裝備第三章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計第四章典型零件工藝分析第五章機床夾具設(shè)計第六章機械加工精度第七章機械加工表面質(zhì)量第八章機械裝配工藝第九章先進機械制造技術(shù)課程的任務(wù)1）切削機床結(jié)構(gòu)及工作原理2）掌握工藝規(guī)程設(shè)計的一般原則和基本方法3）典型零件的工藝分析和設(shè)計4）中等復(fù)雜程度的夾具設(shè)計5）運用所學(xué)知識分析解決生產(chǎn)實際中的問題（如加工精度、表面質(zhì)量）6）了解當(dāng)前本學(xué)科的科研動態(tài)和最新成果課程的內(nèi)容及課時安排加工方法與裝備（6）機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（12）典型零件工藝分析（4）機床夾具設(shè)計（10）機械加工精度（8）機械加工表面質(zhì)量（6）機械裝配工藝（4）先進機械制造技術(shù)（2）習(xí)題課（4）機床現(xiàn)場課、夾具現(xiàn)場課、實驗（8）課程的學(xué)習(xí)方法1）注意掌握基本概念，如工序、基準(zhǔn)、尺寸鏈、加工精度和加工表面質(zhì)量等。2）注意學(xué)習(xí)一些基本方法，如了解工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈的方法、制訂零件加工工藝過程和機械裝配工藝過程的方法、機床夾具設(shè)計方法等。3）注意和實際結(jié)合，要向?qū)嶋H學(xué)習(xí)，積累實際知識。4）要重視與課程有關(guān)的各教學(xué)環(huán)節(jié)（課程設(shè)計、下廠實習(xí)）的學(xué)習(xí)，使之產(chǎn)生相輔相成的效果。課程的特點1）《機械制造工藝與裝備》是一門專業(yè)課，它與基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課不同，隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展，課程內(nèi)容在不斷地更新和充實。由于制造工藝非常復(fù)雜，影響因素很多，課程在理論上和體系上需不斷完善和提高。課程的特點2）課程的實踐性很強，與生產(chǎn)實際的聯(lián)系十分密切，有實踐知識才能在學(xué)習(xí)時理解得比較深入和透徹，因此要注意實踐知識的學(xué)習(xí)和積累。課程的特點3）課程具有工程性，有不少設(shè)計方法方面的內(nèi)容，需要從工程應(yīng)用的角度去理解和掌握，不能不純粹從理論上去理解。4)掌握課程的內(nèi)容要有習(xí)題、課程設(shè)計、實驗、實習(xí)等各環(huán)節(jié)的相互配合，每個環(huán)節(jié)都是重要的，不可缺少的，各教學(xué)環(huán)節(jié)之間應(yīng)密切結(jié)合和有機聯(lián)系，形成一個整體。課程的特點5）有先修課程的要求，在學(xué)習(xí)《機械制造工藝學(xué)》時應(yīng)具備《金屬工藝學(xué)》、《金工實習(xí)》、《互換性與技術(shù)測量》、《機械制造技術(shù)（刀具）》等知識。制造是人類最最主要的的生產(chǎn)活活動之一一。它是是指人類類按照所所需目的的，運用用主觀掌掌握的知知識和技技能，通通過手工或可以利利用的客客觀的物質(zhì)工具具與設(shè)備備，采用有有效的方方法，將將原材料轉(zhuǎn)化為有有使用價價值的物質(zhì)產(chǎn)品品并投放放市場的的全過程程。第一章緒緒論論制造業(yè)的的重要性性制造在英英文含義義：Manufacture拉丁字manus（手）+factus（做）第一章緒緒論論工業(yè)化國國家中以以各種形形式從事事制造活活動的人人員約占占全國從從業(yè)人數(shù)數(shù)的四分之一一以上。美國約約68％％的財富富來源于于制造業(yè)業(yè)，日本本國民生生產(chǎn)總值值的約50％由由制造業(yè)業(yè)創(chuàng)造，，我國的的制造業(yè)業(yè)在工業(yè)業(yè)總產(chǎn)值值中占了了約40％。制造業(yè)為為國民經(jīng)經(jīng)濟各部部門和科科技、國國防提供供技術(shù)裝裝備，是是整個工工業(yè)、經(jīng)經(jīng)濟與科科技、國國防的基基礎(chǔ)。制造業(yè)是是所有與與制造有有關(guān)的行行業(yè)的總總體第一章緒緒論論機械制造造業(yè)是制造業(yè)業(yè)的最主主要的組組成部分分，為用用戶創(chuàng)造造和提供供機械產(chǎn)產(chǎn)品的行行業(yè)，包包括了機機械產(chǎn)品品的開發(fā)發(fā)、設(shè)計計、制造造生產(chǎn)、、流通和和售后服服務(wù)全過過程。機械制造造業(yè)肩負(fù)著雙雙重任務(wù)務(wù)：一是直接接為最終終用戶提提供消費費品；二是為國國民經(jīng)濟濟各行業(yè)業(yè)提供生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)裝備。。機械制造造技術(shù)水水平的提高與與進步將將對整個個國經(jīng)濟濟的發(fā)展展和科技技、國防防實力產(chǎn)產(chǎn)生直接接的作用用和影響響，是衡衡量一個個國家科科技水平平的重要要標(biāo)志之之一，在在綜合國國力競爭爭中具有有重要的的地位。。第一章緒緒論論我國的的機械械制造造業(yè)已已具有有相當(dāng)當(dāng)規(guī)模模和一一定的的技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)，成成為我我國工工業(yè)體體系中中最大大的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)之之一。。隨著科科技、、經(jīng)濟濟、社社會的的日益益進步步和快快速發(fā)發(fā)展，，日趨趨激烈烈的國國際競競爭及及不斷斷提高高的人人民生生活水水平對對機械械產(chǎn)品品在性能、、價格格、質(zhì)質(zhì)量、、服務(wù)務(wù)、環(huán)環(huán)保及及多樣樣性、、可靠靠性、、準(zhǔn)時時性等等方面提提出的的要求求越來來越高高，對對先進進的生生產(chǎn)技技術(shù)裝裝備、、科技技與國國防裝裝備的的需求求越來來越大大，機械制制造業(yè)業(yè)面臨臨著新新的發(fā)發(fā)展機機遇和和挑戰(zhàn)戰(zhàn)。我國的的機械械制造造業(yè)第一章章緒緒論論制造的的重要要性：：制造使使技術(shù)術(shù)成為為可能能制造是是國家家和民民族創(chuàng)創(chuàng)造財財富的的重要要工具具制造對對人類類文明明的發(fā)發(fā)展具具有極極為重重要的的影響響技術(shù)經(jīng)濟歷史第一章章緒緒論論機械制制造技技術(shù)的的歷史史含義：：1））用機機械加加工零零件的的技術(shù)術(shù)2）制制造某某種機機械的的技術(shù)術(shù)第一章章緒緒論論機械制制造技技術(shù)的的歷史史據(jù)考古古證實實，距距今3萬年年前，已發(fā)發(fā)明琢鉆和和磨制制技術(shù)；；從秦始始皇陵陵出土土的2200多多年前前文物物推斷斷磨削削技術(shù)術(shù)形成成；從漢代代出土土的文文物推推斷，，當(dāng)時時（公公元前前206～～220年年）的的機械械制造造技術(shù)術(shù)已達(dá)達(dá)到了了一定定的水水平；；1668年年我國國已有有了馬馬拉銑銑床和和腳踏踏砂輪輪機；；1775年年英國國的約約翰··威爾爾金森森（J·Wilkinson）為為加工工瓦特特蒸汽汽機的的汽缸缸，研研制成成功鏜鏜床；；此后至至1860年期期間，，先后后出現(xiàn)現(xiàn)了車車、銑銑、刨刨、插插、齒齒輪、、螺紋紋加工工等各各種機機床。。第一章章緒緒論論機床已已由皮皮帶傳傳動、、齒輪輪傳動動發(fā)展展到電電磁直直接驅(qū)驅(qū)動，，其主主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速已已達(dá)每每分鐘鐘數(shù)千千轉(zhuǎn)、、數(shù)萬萬轉(zhuǎn)、、；加工精精度由由當(dāng)年年瓦特特蒸汽汽機汽汽缸的的1毫米米提高到到現(xiàn)代代制造造技術(shù)術(shù)的0.01微微米甚至達(dá)達(dá)到原子尺尺度（0.1nm））的加工工水平平；在自動動化加加工技技術(shù)方方面，，從20世世紀(jì)60年年代起起，數(shù)數(shù)控機機床、、加工工中心心、柔柔性加加工系系統(tǒng)等等高效效、高高精度度、高高自動動化的的現(xiàn)代代制造造技術(shù)術(shù)等得得到了了飛速速的發(fā)發(fā)展和和應(yīng)用用。第一章章緒緒論論制造技技術(shù)的的重要要性制造技技術(shù)是是生產(chǎn)產(chǎn)、國國際經(jīng)經(jīng)濟競競爭、、產(chǎn)品品革新新的重重要手手段。。各國國都非非常重重視制制造技技術(shù)研研究和和應(yīng)用用。a)美美國國b)日日本本c)中中國國制制造造大國國—制制造強強國現(xiàn)在，，各工工業(yè)化化國家家都把把制造造技術(shù)術(shù)視為為當(dāng)代代科技技發(fā)展展最為為活躍躍的領(lǐng)領(lǐng)域和和國際際間科科技競競爭的的主戰(zhàn)戰(zhàn)場。。第一章章緒緒論論“機械械制造造工工藝藝為本本”“重產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)設(shè)計、、輕制制造工工藝””“工藝藝上水水平””工藝技術(shù)術(shù)水平裝備水平平檢測水平平操作水平平工藝管理理水平第一章緒緒論論我國工藝藝最薄弱弱的環(huán)節(jié)節(jié)是：工藝方法法落后：：特別是是機加工工藝和成成型工藝藝。裝配工藝藝落后，，但不是是主要的的弱項。。對比法法國直升升機公司司和昌河河直升機機的裝配配，差別別不大，，關(guān)鍵在在零件加加工。國產(chǎn)機械械--有有幾大原原因：1、材料料差。這這是目前前急需解解決的。。2、加工工手段落落后。設(shè)設(shè)計時，，必須把把公差放放大再放放大，否否則無法加工工出來。。3、工人人素質(zhì)太太差。理理論水平平，動手手能力，，質(zhì)量意意識非常常差。第一章緒緒論論機械制造造工藝:研究機械械制造中中優(yōu)質(zhì)、高高產(chǎn)、低低消耗地生產(chǎn)機機械裝備備的原理理和方法法的學(xué)科科。制造質(zhì)量量生產(chǎn)率經(jīng)濟性T:TimeQ:QualityC:Cost研究對象象第一章緒緒論論制造工藝加工裝配成型工藝性能強化工藝表面工藝鑄造、模塑工藝清洗及表面處理工藝粉末冶金工藝變形工藝去除工藝熱處理膜工藝焊接工藝釬焊工藝粘結(jié)工藝螺紋緊固永久緊固方法永久結(jié)合工藝機械緊固工藝第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程（原材料料和成品品是相對對的）一、機械械產(chǎn)品生生產(chǎn)過程程狹義的生生產(chǎn)過程程是指機械械產(chǎn)品從從原材料料到成品品之間各各相互關(guān)關(guān)聯(lián)的工工作過程程的總和和。廣義的生生產(chǎn)過程程是指原材材料—成成品—用用戶整個個勞動過過程的總總和。第一章緒緒論論機械產(chǎn)品品生產(chǎn)過過程包括括：原材料的的運輸、、保存生產(chǎn)準(zhǔn)備備（圖紙紙、工藝藝、刀具具）毛坯制造造零件加工工、熱處處理裝配檢驗、試試車包裝主要勞動動過程和和輔助勞勞動過程程第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程二、生產(chǎn)產(chǎn)綱領(lǐng)與與生產(chǎn)類類型生產(chǎn)類型型是由產(chǎn)產(chǎn)品的年年生產(chǎn)綱綱領(lǐng)來區(qū)區(qū)別。生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)和生產(chǎn)產(chǎn)批量生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)：企業(yè)根據(jù)據(jù)市場需需求和自自身的生生產(chǎn)能力力編制的的在計劃劃期內(nèi)，，應(yīng)當(dāng)生生產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量量和進度度計劃。。計劃期為為一年------年生生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程計算公式式：產(chǎn)品的年年產(chǎn)量（（臺／年年）零件的年年生產(chǎn)綱綱領(lǐng)（件件／年））每臺產(chǎn)品品中該零零件的數(shù)數(shù)量（件件／臺)α%———備品率率β%———廢品率率第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程生產(chǎn)批量量：指一次投投入或產(chǎn)產(chǎn)出的同同一產(chǎn)品品（或零零件）的的數(shù)量。。每批中的的零件數(shù)數(shù)量(件件/批））年生產(chǎn)綱綱領(lǐng)（件件/年））零件應(yīng)該該儲備的的天數(shù)（（天/批批）一年中工工作日天天數(shù)（天天/年））第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程生產(chǎn)類型型：大量生產(chǎn)產(chǎn)成批生產(chǎn)產(chǎn)大批中批小批單件生產(chǎn)產(chǎn)：單個個或少數(shù)數(shù)幾個大批大量量單件、小小批中批第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程生產(chǎn)特點生產(chǎn)綱領(lǐng)及特點單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)小批中批大批產(chǎn)品類型重型機械＜55～100100～300300～1000＞1000中型機械＜2020～200200～500500～5000＞5000輕型機械＜100100～500500～50005000～50000＞50000第一章緒緒論論工藝特點加工對象經(jīng)常變換周期性變換固定不變毛坯制造方法及加工余量自由鍛造，木模手工造型；精度低，余量大部分模鍛、金屬模造型；精度及余量中等模鍛，機器造型；毛坯精度高、余量小機床設(shè)備及機床布置通用機床按機群式排列；部分采用數(shù)控機床及柔性制造單元通用、部分專用機床及高效自動機床；按零件類別分工段排列廣泛采用自動機床、專用機床，采用自動線或?qū)Ｓ脵C床流水線排列夾具及尺寸保證通用或組合夾具；劃線試切保證尺寸通用、專用或成組夾具；定程法保證尺寸高效專用夾具；定程及自動測量控制尺寸刀具、量具通用刀具，標(biāo)準(zhǔn)量具專用或標(biāo)準(zhǔn)刀量具專用刀量具，自動測量零件的互換性配對制造，互換性低，多采用鉗工修配多數(shù)互換，部分試配或修配全部互換，高精度偶件采用分組裝配、配磨工藝文件的要求編制簡單的工藝過程卡片編制詳細(xì)工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序卡片編制詳細(xì)工藝規(guī)程、工序卡片、調(diào)整卡片生產(chǎn)率傳統(tǒng)加工，生產(chǎn)率低，數(shù)控機床可提高生產(chǎn)率中等高成本較高中等低對工人的技術(shù)要求需要技術(shù)熟練的工人需要一定熟練程度的技術(shù)工人對操作工人要求較低，對調(diào)整工人要求較高發(fā)展趨勢采用成組工藝、數(shù)控機床、加工中心及FMC采用成組工藝，F(xiàn)MS或FML用計算機控制的自動化制造系統(tǒng)、車間或無人工廠，實現(xiàn)自適應(yīng)控制單件小批批中批大批大量量第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程三、機械械加工工工藝過程程機械加工工工藝過過程是用機械械加工方方法（切切削加工工、磨削削加工、特特種加工工等）直直接改變變毛坯的的形狀、、尺寸、、相對位位置、表表面粗糙糙度以及及力學(xué)物物理性能能，使之之成為合合格零件件的全部部勞動過過程。（機械產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)過程的的一部分分）工藝：制造產(chǎn)品品的方法法，機加加工、鑄鑄造、焊焊接等第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程一個（或或一組））工人，，在一個個工作地地點，對對一個（（或同時時對幾個個）工件件連續(xù)完完成的那那部分工工藝過程程。關(guān)鍵：工工人、地地點、工工件不變變，連續(xù)續(xù)完成工序的定定義：機械加工工工藝過過程的組組成工序（工工藝過程程的基本本單元））第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程零件的加加工內(nèi)容容是：①加工小小端面；；②對小端端面鉆中中心孔；；③車小端端外圓；；④對小端端倒角；；⑤加工大大端面；；⑥對大端端面鉆中中心孔⑦車大端端外圓；；⑧對大端端倒角；；⑨銑鍵槽槽；⑩去毛刺刺。第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程工序號工序內(nèi)容設(shè)備10車小端面，對小端面打中心孔，車小端外圓，對小端倒角，調(diào)頭車大端面，對大端面打中心孔，車大端外圓，對大端倒角車床20銑鍵槽,手工去毛刺銑床單件小批批生產(chǎn)的的工藝過過程第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程大批大量量生產(chǎn)的的工藝過過程工序號工序內(nèi)容設(shè)備10銑兩端面，打中心孔專用機床20車大外圓及倒角車床30車小外圓及倒角車床40銑鍵槽鍵槽銑床50手工去毛刺鉗工臺第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程結(jié)論2：：同一個零零件、同同樣的加加工內(nèi)容容可以有有不同的的工序安安排結(jié)論3：：工序安排排和工序序數(shù)目的的確定與與零件的的技術(shù)要要求、生生產(chǎn)類型型和現(xiàn)有有工藝條條件等有有關(guān)。結(jié)論1：：只要工人人、工作作地點、、工作對對象（工工件）之之一發(fā)生生變化或或不是連連續(xù)完成成，則應(yīng)應(yīng)成為另另一個工工序。第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)產(chǎn)過程、、生產(chǎn)類類型與工工藝過程程每次裝夾下下完成的那那部分工序序內(nèi)容稱為為一個安裝裝。安裝工序和安裝裝工序號安裝號工序內(nèi)容設(shè)備101車小端面，對小端面打中心孔，車小端外圓，對小端倒角車床2車大端面，對大端面打中心孔，車大端外圓，對大端倒角201銑鍵槽,手工去毛刺銑床第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)過程程、生產(chǎn)類類型與工藝藝過程工位工件在一次次夾緊后在在機床上占占有的位置置。（通過分度度或移位裝裝置）立軸式回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作臺：：有四個工工位。工位1—裝裝卸工件工位2—鉆鉆孔工位3—擴擴孔工位4—鉸鉸孔第一章緒緒論論第八節(jié)生生產(chǎn)過程程、生