第1章 機(jī)械制造概論新

1.1機(jī)械制造過(guò)程的基本術(shù)語(yǔ)及概念第一講第一章機(jī)械制造過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)1.2機(jī)械加工表面的成形1.3機(jī)械加工方法1.1機(jī)械制造過(guò)程的基本術(shù)語(yǔ)及概念機(jī)械制造可以簡(jiǎn)單的理解為將原材料轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的全過(guò)程，包括生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯制造、零件加工、檢驗(yàn)、裝配、包裝運(yùn)輸?shù)取膹V義上講，機(jī)械制造的過(guò)程可以理解為是將社會(huì)資源（物質(zhì)、能源、設(shè)備、信息、人力等）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的全過(guò)程。一個(gè)產(chǎn)品制造的全過(guò)程如下圖：第一講第一章機(jī)械制造概論零件的制造是機(jī)械制造過(guò)程中最基礎(chǔ)、最主要的環(huán)節(jié)，其目的是通過(guò)一系列的工藝方法、獲取具有一定形狀、尺寸、力學(xué)性能和物理性能的零件。使零件獲得一定的力學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度等）及物理、化學(xué)（耐磨、耐蝕）等特性的工藝方法，主要指熱處理工藝（退火、淬火、正火、表面處理等）；使零件獲得一定幾何形狀的工藝方法，按發(fā)展過(guò)程大概可分為傳統(tǒng)加工方法，特種加工方法，以及20世紀(jì)80年代興起的高技術(shù)加工方法（如激光加工、快速成型加工等）。我國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中，將機(jī)械制造工藝方法按大、中、小和細(xì)4個(gè)層次進(jìn)行了分類(lèi)，如下表：

目前，按照由原材料或毛坯制造成零件的過(guò)程中其質(zhì)量的變化，可以將獲得一定形狀的制造工藝方法分為材料去除法（質(zhì)量減少、△m<0）、材料成形法（質(zhì)量不變、△m=0）和材料累加法（質(zhì)量增加、△m>0）三種類(lèi)型。

①材料去除法主要包括切削加工和特種加工。②材料成形法主要包括零件和毛坯的成形。③材料累加法主要如快速成形技術(shù)。機(jī)械制造工藝方法類(lèi)別劃分及代碼1.1.1生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)度計(jì)劃，某零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，可按下式計(jì)算

N=Qn(1+a%)(1+b%)N-零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；Q-產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；n-每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）；a%-備品率；b%-廢品率；生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計(jì)制訂工藝規(guī)程的重要依據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)并考慮資金周轉(zhuǎn)速度、零件加工成本、裝配銷(xiāo)售儲(chǔ)備量等因素可以確定該產(chǎn)品一次投入生產(chǎn)的批量和每年投入生產(chǎn)的批次，即生產(chǎn)批量。從實(shí)際市場(chǎng)角度來(lái)看，產(chǎn)品的生產(chǎn)批量首先取決于市場(chǎng)對(duì)該產(chǎn)品的容量、企業(yè)在市場(chǎng)上占有的份額以及該產(chǎn)品在市場(chǎng)上的銷(xiāo)售和壽命周期。1.1.2生產(chǎn)類(lèi)型

生產(chǎn)類(lèi)型是指某生產(chǎn)單位（企業(yè)、車(chē)間、班組、工段、工作地）生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。一般分為三種生產(chǎn)類(lèi)型：1、單件生產(chǎn)：是指制造的產(chǎn)品數(shù)量不多，生產(chǎn)中各工作地點(diǎn)的工作很少重復(fù)或不定期重復(fù)的生產(chǎn)。如重型機(jī)械等的生產(chǎn)和各種機(jī)械產(chǎn)品的試制、維修生產(chǎn)等。其生產(chǎn)組織的特點(diǎn)是要能適應(yīng)產(chǎn)品品種的靈活多變2、成批生產(chǎn)：產(chǎn)品品種基本固定，但數(shù)量少，品種較多，需要周期性地輪換生產(chǎn)，大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象是周期性的變換。按批量大小，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。3、大量生產(chǎn)：產(chǎn)品品種固定，每種產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工的對(duì)象固定不變。例如，汽車(chē)、軸承制造等一般屬于大量生產(chǎn)。生產(chǎn)類(lèi)型的劃分主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，下表列出了他們之間的關(guān)系。第一講第一章機(jī)械制造概論1.1.2

生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程指的是將原材料（或半成品）轉(zhuǎn)變?yōu)槌善罚C(jī)械）所進(jìn)行的全部過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程包含的主要階段是：毛坯制造階段（鑄、鍛、型材、粉末冶金）零件加工階段（機(jī)加工、沖壓、焊接、鉚接、熱處理等車(chē)間）裝配階段（裝配車(chē)間）試驗(yàn)調(diào)試階段（試驗(yàn)車(chē)間或工段）油漆、包裝出廠（入庫(kù)）此外還包括：生產(chǎn)準(zhǔn)備工作階段：制訂生產(chǎn)計(jì)劃、制訂工藝文件、準(zhǔn)備生產(chǎn)工具。生產(chǎn)輔助工作階段：設(shè)備維修，原料的運(yùn)輸、保管、準(zhǔn)備，刀具刃磨，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、核算等第一講第一章機(jī)械制造概論1.1.3工藝過(guò)程及其組成1.

工藝過(guò)程

在生產(chǎn)過(guò)程中，凡是直接改變?cè)牧系男螤?、尺寸、相?duì)位置和性質(zhì)等使之成為成品或半成品的過(guò)程，稱(chēng)為機(jī)械制造工藝過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)工藝過(guò)程。它是生產(chǎn)過(guò)程中的主要組成部分。主要內(nèi)容包括：毛坯和零件成形（鑄造、鍛壓、沖壓、焊接、壓制、燒結(jié)、注塑、壓塑等）；機(jī)械加工（切削磨削、特種加工等）；材料改性與處理（熱處理、電鍍、轉(zhuǎn)化膜、涂裝、熱噴涂等）；機(jī)械裝配等工藝過(guò)程。2.機(jī)械加工工藝過(guò)程用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學(xué)物理性能，使之成為合格零件的工藝過(guò)程，稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程。

第一講第一章機(jī)械制造概論1.14.機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)工序組成。機(jī)械加工中的每一個(gè)工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。（1）工序機(jī)械加工工藝過(guò)程的工序是指：一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。根據(jù)這一定義，只要工人、工作地點(diǎn)、工作對(duì)象（工件）之一發(fā)生變化或不是連續(xù)完成，則應(yīng)成為另一個(gè)工序。一個(gè)零件的工藝過(guò)程往往是由若干道工序組成的。若生產(chǎn)規(guī)模不同，工序的劃分及每一道工序所包含的加工內(nèi)容也有所不同。例如圖1-1所示零件:第一講第一章機(jī)械制造概論圖1-1階梯軸簡(jiǎn)圖第一講第一章機(jī)械制造概論零件的加工內(nèi)容是：①加工左端面；②對(duì)左端面鉆中心孔；③加工右端面；④對(duì)右端面鉆中心孔；⑤車(chē)左端外圓；⑥對(duì)左端倒角；⑦車(chē)右端外圓；⑧對(duì)右端倒角；⑨銑鍵槽；⑩去毛刺。這些加工內(nèi)容可以安排在四個(gè)工序中完成（表1-1）；也可以安排在六個(gè)工序中完成（表1-2），還可以有其它安排。

表1-1階梯軸第一種單件小批生產(chǎn)工序安排方案第一講第一章機(jī)械制造概論

表1-2階梯軸第二種成批生產(chǎn)的工序安排方案第一講第一章機(jī)械制造概論一般在單件、小批生產(chǎn)時(shí)，將工藝過(guò)程劃分到工序，寫(xiě)明工序內(nèi)容，畫(huà)出必要的工序圖，操作者就能理解。但在大批大量生產(chǎn)時(shí)，為保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，就必須對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行更細(xì)的劃分。工序安排和工序數(shù)目的確定與零件的技術(shù)要求、零件的數(shù)量和現(xiàn)有工藝條件等有關(guān)。（2）安裝如果在一個(gè)工序中需要對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分工序內(nèi)容稱(chēng)為一個(gè)安裝。例如表1-1中的工序1，在一次裝夾下完成后尚需有三次調(diào)頭裝夾，才能完成全部工序內(nèi)容，因此該工序共有四次安裝；表1-1工序2是在一次裝夾下完成全部工序內(nèi)容，故該工序只有一次安裝。第一講第一章機(jī)械制造概論表1-3工序和安裝工序號(hào)安裝號(hào)安裝內(nèi)容設(shè)備11車(chē)小端面，鉆小端中心孔。粗車(chē)小端外圓，倒角車(chē)床2車(chē)大端面，鉆大端中心孔。粗車(chē)大端外圓，倒角3精車(chē)大端外圓4精車(chē)小端外圓21銑鍵槽，手工去毛刺銑床第一講第一章機(jī)械制造概論（3）工位

在工件的一次安裝中，通過(guò)分度（或移位）裝置，使工件相對(duì)機(jī)床床身變換加工位置。我們把工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定不分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱(chēng)為工位。（4）工步加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的工步內(nèi)容，稱(chēng)為一個(gè)工步。按照工步的定義，帶回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)床（轉(zhuǎn)塔車(chē)床、加工中心）其回轉(zhuǎn)刀架的一次轉(zhuǎn)位所完成的工位內(nèi)容應(yīng)屬于一個(gè)工步，此時(shí)若有幾把刀具同時(shí)參與切削，該工步稱(chēng)為復(fù)合工步。

第一講第一章機(jī)械制造概論

第一講第一章機(jī)械制造概論

（a）連續(xù)工步（b）復(fù)合工步圖1-2連續(xù)工步和復(fù)合工步第一講第一章機(jī)械制造概論（5）走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱(chēng)為一次走刀。一個(gè)工步可包括一次或數(shù)次走刀。當(dāng)需要切去的金屬層很厚，不能在一次走刀下切完，則需分幾次走刀，走刀次數(shù)又稱(chēng)過(guò)程行程次數(shù)。返回第一講第一章機(jī)械制造概論2023/2/1

1.2機(jī)械加工表面的成形1.2.1工件表面的成形方法

1．被加工工件的表面形狀2．工件表面的形成方法各種典型表面都可以看做是一條線（稱(chēng)為母線）沿著另一條線（稱(chēng)為導(dǎo)線）運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱(chēng)為形成表面的發(fā)生線。需要注意的是，有些表面的兩條發(fā)生線完全相同，只因母線的原始位置不同，也可形成不同的表面。第二講第一章機(jī)械制造概論2023/2/121第二講第一章機(jī)械制造概論（a）平面（b）成形表面（c）圓柱面（d）圓錐面（e）球面（f）圓環(huán)面（g）螺旋面圖1-組成工件輪廓的幾種幾何表面第二講第一章機(jī)械制造概論2023/2/1(a)圓柱面(b)圓錐面(c)雙曲面圖1-母線原始位置變化時(shí)形成的表面第二講第一章機(jī)械制造概論3．零件表面的形成方法及所需的成形運(yùn)動(dòng)（1）軌跡法（2）成形法（3）相切法（4）展成法用展成法生成發(fā)生線時(shí)，刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)通常由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)組合而成，它們之間保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，彼此不獨(dú)立，共同組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為展成運(yùn)動(dòng)。第二講第一章機(jī)械制造概論

圖1-形成表面發(fā)生線的四種方法第二講第一章機(jī)械制造概論1.2.2表面成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)1．表面成形運(yùn)動(dòng)要形成發(fā)生線，需要刀具與工件之間作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種形成發(fā)生線，亦即形成被加工表面的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為表面成形運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)成形運(yùn)動(dòng)。（1）簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，是由單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)成，則稱(chēng)此成形運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)。（2）復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)如果一個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)按照某種驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系組合而成，則稱(chēng)此運(yùn)動(dòng)為復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)。如車(chē)螺紋。第二講第一章機(jī)械制造概論（3）主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是切下切屑的最基本運(yùn)動(dòng)，其速度最高，消耗功率最大，同時(shí)主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。（4）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使金屬層不斷投入切削，從而獲得完整表面的運(yùn)動(dòng)。與主運(yùn)動(dòng)相比，速度較低，消耗功率較少。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)或幾個(gè)，可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。2．輔助運(yùn)動(dòng)

(1)各種空行程運(yùn)動(dòng)；(2)切入運(yùn)動(dòng)；(3)分度運(yùn)動(dòng)；(4)操作和控制運(yùn)動(dòng)。第二講第一章機(jī)械制造概論1.2.3加工表面與切削要素1．加工表面（1）待加工表面它是工件上即將被切去切屑的表面。（2）已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面。（3）過(guò)渡表面工件上被切削刃正在切削的表面。它總是處在待加工表面與己加工表面之間。2．切削要素切削要素主要指切削過(guò)程的切削用量要素和在切削過(guò)程中由余量變成切屑的切削層參數(shù)第二講第一章機(jī)械制造概論圖1-車(chē)削加工時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)、加工表面及切削層參數(shù)第二講第一章機(jī)械制造概論2023/2/1（1）切削用量要素1）切削速度vc2）進(jìn)給量f3）背吃刀量ap（2）切削層參數(shù)1）切削層公稱(chēng)厚度2）切削層公稱(chēng)寬度3）切削層公稱(chēng)橫截面積第二講第一章機(jī)械制造概論1.3機(jī)械加工方法1.3.1車(chē)削

第一講第一章機(jī)械制造概論1.3.2銑削1.周銑法;2.端銑法;3.順銑;4.逆銑

第二講第一章機(jī)械制造概論1.3.3刨削第二講第一章機(jī)械制造概論1.3.4磨削

砂輪的磨削過(guò)程實(shí)際上是磨粒對(duì)工件表面的滑擦、耕犁和切削三種作用的綜合效應(yīng)。磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當(dāng)切削力超過(guò)砂輪粘合劑強(qiáng)度時(shí)，磨鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，此即為砂輪的“自銳性”。第二講第一章機(jī)械制造概論第二講第一章機(jī)械制造概論1.3.5鉆削與鏜削第二講第一章機(jī)械制造概論1.3.6齒面加工

齒輪齒面加工方法可分為兩大類(lèi)：成形法和展成法。成形法加工齒面所使用的機(jī)床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個(gè)簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)：刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B1為