机械制造装备与工艺

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。
（原材料和成品是相对的）
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
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
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。
经济性 C:Cost
加工
制 造 工 艺
装配
第一章 绪
成型工艺
性能强化 工艺
表面工艺
永久结合 工艺
机械紧固 工艺
论
铸造、模塑工艺 粉末冶金工艺 变形工艺 去除工艺 热处理
清洗及表面处理工艺 膜工艺
焊接工艺 钎焊工艺 粘结工艺 螺纹紧固 永久紧固方法
第一章 绪 论 第八节 生产过程、生产类型与工艺过程
工序内容 铣两端面，打中心孔
车大外圆及倒角 车小外圆及倒角
铣键槽 手工去毛刺
设备 专用机床
车床 车床 键槽铣床 钳工台
型；精度低，余量大
型；精度及余量中等 度高、余量小
通用机床按机群式排列； 通用、部分专用机床 广泛采用自动机床、专用
部分采用数控机床及柔 及高效自动机床；按 机床，采用自动线或专用
性制造单元
零件类别分工段排列 机床流水线排列
通用或组合夹具；划线 通用、专用或成组夹 高效专用夹具；定程及自
试切保证尺寸
三、机械加工工艺过程
（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
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。
第一章 绪 论
第八节 生产过程、生产类型与工艺过程 机械加工工艺过程的组成 ➢工序（工艺过程的基本单元） 工序的定义： 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。
《机械制造工艺与装备》
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，2007 2）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
5000～ 50000
大量 生产 ＞1000
＞5000
＞50000
加工对象
毛坯制造方法 及加工余量 机床设备及机 床布置
工 夹具及尺寸保 证
艺 刀具、量具
零件的互换性
特
工艺文件的要
点求 生产率
成本
对工人的技术 要求 发展趋势
单件小批 第一章 中绪批 论 大批大量
经常变换
周期性变换ຫໍສະໝຸດ 固定不变自由锻造，木模手工造 部分模锻、金属模造 模锻，机器造型；毛坯精
“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：
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
第一章 绪 论
制造的重要性： ✓制造使技术成为可能
技术
✓制造是国家和民族创造财富的重要工具
经济
✓制造对人类文明的发展具有极为重要的影响 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206～220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（J·Wilkinson）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。
关键：工人、地点、工件不变，连续完成
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： ①加工小端面； ②对小端面钻中心孔； ③车小端外圆； ④对小端倒角； ⑤加工大端面； ⑥对大端面钻中心孔 ⑦车大端外圆； ⑧对大端倒角； ⑨铣键槽； ⑩去毛刺。
第一章 绪 论 第八节 生产过程、生产类型与工艺过程
高
数控机床可提高生产率
较高
中等
低
需要技术熟练的工人
需要一定熟练程度的 对操作工人要求较低，对
技术工人
调整工人要求较高
采用成组工艺、数控机 采用成组工艺， 床、加工中心及FMC FMS或FML
用计算机控制的自动化制 造系统、车间或无人工厂， 实现自适应控制
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
我国的机械制造业
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。
具；定程法保证尺寸 动测量控制尺寸
通用刀具，标准量具
专用或标准刀量具 专用刀量具，自动测量
配对制造，互换性低， 多数互换，部分试配 全部互换，高精度偶件采
多采用钳工修配
或修配
用分组装配、配磨
编制简单的工艺过程卡 编制详细工艺规程及 编制详细工艺规程、工序
片
关键工序卡片
卡片、调整卡片
传统加工，生产率低， 中等
第八节 生产过程、生产类型与工艺过程
计算公式：
零件的年生产纲领（件／年）
产品的年产量（台／年）
N Q (1 n % 1 )( %)
β%——废品率 α%——备品率 每台产品中该零件的数量（件／台)
N Q(1 n % %)
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
制造业是所有与制造有关的行业的总体 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。
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）
n NA F
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
大批
大批大量
成批生产
中批
中批
小批 单件生产：单个或少数几个
版社
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
主要内容 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
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。
（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