机械制造工艺学PPT课件

• （一）学情分析 • 1、知识技能 • 学生已经学习了《机械制图》、《工程力学》、等专业基础课的 学习，还参加了金工实习，对金属切削刀具和金属切削机床都有了一 定的感性认识，为这门课的学习奠定了基础。 • 2、学习态度 • 机械类专业的学生男同学较多，学生总体情况比较好，大部分学生 学习态度端正，学习积极性较高，上课活跃，爱动脑子，对实验实践 很感兴趣，具有较强的动手能力。 • （二）教学过程 • 采用”教、学、看”三合一的模式。教学方法与过程如下： • 理论性知识采用课前预习及自学，课上以答疑的方式，既缩短了课 堂教学的时间，同时培养了学生的自主学习意识。课程的重点、难点 采用参观实习的方式来突出重点，化解难点。
《机械制造工艺学》 说课稿
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共分七个方面： 一、课 程 定 位 与 目 标 二、课 程 资 源 三、课 程 内 容 四、教 学 过 程 五、教 学 方 法 六、课 程 考 核 与 反 馈 七、课 程 特 色
一、课 程 定 位 与 目 标
• （一）课程定位 • 本课程是数控专业学生的一门必修专业技能领域课程。 • 1、本课程的任务是：使学生掌握机械制造的基本理论和 工艺规程的编制，对工艺问题能进行分析和提出改进措施， 掌握零件加工和机器装配结构工艺性的原则，设计的产品 具有良好的结构工艺性，掌握保证机器装配精度的方法， 掌握机床夹具的设计原理和方法，具有设计机床夹具的初 步能力，具有综合分析和解决实际工艺问题的能力，提出 保证质量，提高劳动效率，降低成本的工艺途径。
六、考 核 与 反 馈
• （一）考 核 • 学习态度10%、作业20%、参观实习10%、 理论考核60% • （二）反 馈 • 促进教学，建立多途径、多级别的反馈系 统。 • 1、不同对象：学生直接反馈、小组反馈、 班级反馈、辅导员反馈。 • 2、不同途径：对话、问卷、网络等。

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二、制定装配工艺规程的步骤
➢3．划分装配单元，确定装配顺序 无论那一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级 的装配单元作为装配基准件。
装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。 基准件应有较大的体积和重量，有足够的支承面，以满 足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。
例如：床身零件是床身组件的装配基准零件；床身组件 是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装配 基准部件。在划分装配单元，确定装配基准零件以后，即 可安排装配顺序，并以装配系统图的形式表示出来。具体 来说一般是先难后易、先内后外、先下后上，预处理工序 在前。图 5－7 表示卧式车床床身装配简图，图 5－8 表 示床身部件装配系统图。
零 件
机器
部部 件件
组套 件件
图5-2 机器装配系统示意图
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一、机器装配的基本概念
套件与组件
❖在一个基准零件上，装上一个或若干个零件就构成了一个 套件，它是最小的装配单元。每个套件只有一个基准零件， 它的作用是联接相关零件和确定各零件的相对位置。为形成 套件而进行的装配工作称为套装。 ❖套件可以是若干个零件永久性联接（焊接或铆接等）或是 连接在一个"基准零件"上少数零件的组合。套件组合后，可 能还要需要加工。为形成套件而进行的装配工作称为套装。
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二、制定装配工艺规程的步骤
➢4．编制装配工艺文件 单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按 产品装配图及装配系统图工作。 成批生产时，通常还制定部件、总装的装配工艺卡，写 明工序次序，简要工序内容，设备名称，工夹具名称与编 号，工人技术等级和时间定额等项。 在大批大量生产中，不仅要制定装配工艺卡，而且要制 定装配工序卡，以直接指导工人进行产品装配。 此外，还应按产品图样要求，制定装配检验及试验卡片。

● 3）设置一个定位支承点的平面限制一个自由度，称为止 推定位面或防转定位面。究竟是止推作用还是防转作用， 要根据这个定位支承点所限制的自由度是移动的还是转动 的而定。
● 4）一个定位支承点只能限制一个自由度。
●5）定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧 接触。一旦分离，定位支承点就失去了限制工 件自由度的作用。
常见的装配工作内容有下列几项： 1 清洗 2 联接 3 校正、调整与配作 4 平衡 5 验收
对旋转体内部的不平衡，需要结合校正 方法进行： ●1）用补焊、铆接、胶接或螺纹联接等方法 加配部分质量。 ● 2）用钻、铣、磨或锉等方法去除部分质量。
●3）在预制的平衡槽内改变平衡块的位置和 数量，加以平衡
●6）工件在定位时需要限制的自由度数目以及究 竟是哪几个自由度，完全由工件该工序的加工 要求所决定，应该根据实际情况进行具体分析， 合理设置定位支承点的数量和分布情况。
●7）定位支承点所限制的自由度，原则上不允许 重复或相互矛盾。
（二）完全定位与不完全定位
工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全 确定的唯一位置，称为完全定位。
在分析基准问题时，必须注意下列两点：
● 1）作为基准的点、ຫໍສະໝຸດ 、面在工件上不一定具体存在，而 由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。例如，内 孔的中心线是通过内孔表面来体现的，内孔中心线是基准， 内孔表面是基面。因此，选择基准的问题就是选择恰当的 基面的问题。特别地，有时为了叙述方便，可以将基准和 基面统称为基准。
没有全部限制工件的6个自由度，但也能满足加工 要求的定位，称为不完全定位。
图1-6
图1-7
（三）欠定位与过定位
根据加工的要求，工件必须限制的自由度没有达到 全部限制的定位，称为欠定位。

工艺规程的分类 ➢机械加工工艺过程卡 ➢机械加工工艺卡 ➢机械加工工序卡
工艺规程的作用
它是机械制造厂最主要的技术文件之一， 是生产一线的法规性文件。新工艺是衡 量生产部门技术力量的标志，是产品设 计和技术革新的内容之一
➢指导生产的主要技术文件
➢组织和管理生产的基本依据
➢新建和扩建工厂的基本资料
划分加工阶段的原因
保证加工质量（粗加工切削力、切削热、夹紧力、 变形都大，不可能达到高精度）； 合理利用机床设备； 合理安排热处理和检验工序； 及时发现毛坯缺陷，及时修补或报废； 精加工应放在最后，避免损伤已加工表面。
加工顺序的安排
复杂工件的机械加工工艺路线通常要 经过切削加工、热处理和辅助工序。
件、协作关系、工艺装备、工人技术状态 等） ➢工厂的发展前景 ➢国内外的生产技术发展状态等
制订工艺规程的步骤（十大步骤） ➢ 分析零件图和产品装配图； ➢ 选择毛坯； ➢ 拟定工艺路线； ➢ 选择定位基准； ➢ 确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计
算工序尺寸和公差； ➢ 确定各主要工序的技术要求及检验方法； ➢ 确定切削用量和工时定额； ➢ 进行经济分析，选择最佳方案； ➢ 填写工艺文件
定位基准的确定
工件加工前，在机床上或夹具中占据某一正确位置的过 程称为定位。
为了使定位的工件在切削力的作用下不发生偏移，还需 将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。 定位和夹紧过程的总和称为装夹。
工件的装夹方式
划线找正法 直接找正法 夹具找正法
划线找正法
直接找正法
基准的概念
基准-用来确定生产对象上几何要素间的几 何关系所依据的那些点、线、面。
一、生产过程与工艺过程
生产过程的概念
机械产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过 程 对于机器的制造而言，生产过程包括： ➢ 生产技术准备过程 ➢ 毛坯的制造过程 ➢ 零件的机械加工、热处理和其他表面处理 ➢ 产品的装配、调试、检验和油漆 ➢ 原材料和成品的运输与保管

1.3 生产纲领与生产类型
1.3.1 生产纲领
1. 生产纲领
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产
量和进度计划。因计划期常常定为1年，所以也称为年
产量。
年度生产计划也称作年生产纲领。
零件的生产纲领要记入备品和废品的数量 ：
N=Qk(1+i1)(1+i2)
1.3 生产纲领与生产类型
2. 生产类型
机械加工工艺过程组成见图1-2。
1.2 工艺过程及其组成
1.2 工艺过程及其组成
1.2.1 工序 1. 工序及其划分
工序是一个（或一组）工人，在一个工作地对同 一个（或同时对几个）工件进行加工所连续完成的那 部分工艺过程 。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计 划的基本单元。
特点：“三同”和“一个连续”。
1.2 工艺过程及其组成 复合工步举例
1.2 工艺过程及其组成
2.工作行程（走刀） 工作行程，也称走刀，它是切削工具以加工进
给速度，相对工件所完成一次进给运动的工步部分。 当工件表面的加工余量较大，不可能一次工作行程
就能完成，这时就要分几次工作行程（走刀）。工 作行程的次数也称行程次数。
刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进 给运动的工步部分，称作“空行程”。空行程能检 查刀具相对工件的运动轨迹。
是产品除外购件以外的全部零（部）件，在 由毛坯准备到成品包装入库的生产过程中，所经 过的各有关部门（科室、车间、工段、小组或工 种）或工序的先后顺序。
1.2 工艺过程及其组成
工艺过程: 工艺过程就是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置
和性质等，使其成为成品或半成品的过程。 机械加工工艺过程：
机械加工工艺过程是指利用机械加工的方法，直接改变 毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为成品或半成品的过 程。

一、砂轮特性及其选择
1. 砂轮 是用结合剂把磨粒粘结起来，经压坯、干燥、焙烧及车整而成。
磨粒---主要起切削作用 气孔---主要起容屑和冷却作用 结合剂---主要起粘接作用
2. 砂轮的特性
砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度和组 织等五因素所决定。
1）砂轮的磨料
取决于工件材料的硬度
氧化物
棕刚玉 白刚玉 络刚玉
vc do no m / s 1000
2. 工件的切向进给运动
VW m / s 或m/min
3. 工件轴向进给运动
fa mm/ r 或 mm/st
4. 径向进给量
fr mm
三、磨削过程
1.砂轮工作表面的形貌特征
1）磨粒在砂轮工作表面上是 随机分布的； 2）每一颗磨粒的形状和大小 都是不规则的。
❖ 2.影响磨削温度的因素 ❖ (1)砂轮速度
提高砂轮速度,单位时间通过工件表面的磨粒数增多， 单颗磨粒切削厚度减小，挤压和摩擦作用加剧，单位时 间内产生的热量增加，使磨削温度升高。 ❖ (2)工件速度
增大工件速度，单位时间内进入磨削区的工件材料增 加，单颗磨粒的切削厚度加大，磨削力及能耗增加，磨 削温度上升；
1.砂轮工作表面的形貌特征
2. 磨屑的形成过程 1）单颗磨粒的切削过程 滑擦—耕犁—切削
2）磨削速度与隆起量的关系
3与切削力相比，磨削力有如下主要特征；
❖ 1)单位磨削力值大，原因是磨粒大多以较大的负 前角进行切削。单位磨削力在70KN/mm2以上， 而其他切削加工的值均在7KN/mm2以下。
❖ 6）砂轮形状
3. 砂轮的型号、代号、标记和尺寸
形状—尺寸—磨料—粒度号—硬度—组织号—结合 剂—最高线速度
形状

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机械制造技术课件
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
机械制造概述 传统机械制造技术 现代机械制造技术 机械制造工艺流程 机械制造质量控制 机械制造的未来发展
01
机械制造概述
机械制造的定义
机械制造是将原材料转化为成品的生产过程。 机械制造包括产品设计、工艺设计、加工制造、检测和质量控制等环节。 机械制造广泛应用于各个领域，如航空、汽车、机床等。 机械制造的核心目标是提高生产效率、降低成本、保证产品质量。
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机械制造质量控制
质量控制的方法
统计过程控制 测量系统分析 过程能力分析 质量改进方法
质量检测的步骤
检测计划制定 检测工具准备 样品选择与制备 检测数据记录与分析
质量问题的解决
确定问题：明确机械制造过程中出现的质量问题
分析原因：分析问题产生的原因，如材料、工艺、设备等
制定措施：根据分析，制定相应的解决措施，如改进工艺、更换材料、 调整设备等 实施方案：按照制定的措施实施方案，并对实施过程进行监控和调 整
精密加工技术
定义：使用精密机床和精细加工刀具进行加工 分类：超精加工、镜面加工、纳米加工等 应用：航空航天、医疗器械、光学仪器等领域 发展趋势：高精度、高效率、智能化
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机械制造工艺流程
零件的定位与装夹
定位原理：六点 定位原理，限制 工件的自由度
装夹方法：如三 爪卡盘、四爪卡 盘等，固定工件
定位元件：如V 形块、定位销等， 限制工件的自由 度
焊接工艺及 设备
焊接种类及 特点
焊接应用及 发展
切削加工技术
定义：利用切削 工具从工件上切 除多余材料的加 工方法
分类：车削、铣 削、钻孔、刨削、 磨削等

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第7章 精密、超精密及微细加工工艺
➢ 精密、超精密磨削和磨料加工
超精密磨削和磨料加工是利用细粒度的磨粒和微 粉主要对黑色金属、硬脆材料等进行加工，可分为固 结磨料和游离磨料两大类加工方式。
固结磨料加工主要有：超精密砂轮磨削和超硬材 料微粉砂轮磨削、超精密砂带磨削、ELID 磨削、双 端面精密磨削以及电泳磨削等。
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
7.1 概述
现代制造业持续不断地致力于提高加工精度和加
工表面质量，主要目标是提高产品性能、质量和可靠性
，改善零件的互换性，提高装配效率。超精密加工技术
是精加工的重要手段，在提高机电产品的性能、质量和
发展高新技术方面都有着至关重要的作用，因此，该技
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
游离磨料类加工是指在加工时磨粒或微粉成游离状态，如研磨时的研磨 剂、抛光时的抛光液，其中的磨粒或微粉在加工时不是固结在一起的。 游离磨料加工的典型方法是超精密研磨与抛光加工。
① 超精密研磨技术
研磨是在被加工表面和研具之间置以游离磨料和润滑液，使被加工表面
和研具产生相对运动并加压，磨料产生切削、挤压作用，从而去除表面
7
第7章 精密、超精密及微细加工工艺
② 超精密砂带磨削技术 随着砂带制作质量的迅速提高，砂带上砂粒的等高性和 微刃性较好，并采用带有一定弹性的接触轮材料，使砂 带磨削具有磨削、研磨和抛光的多重作用，从而可以达 到高精度和低表面粗糙度值。
砂带磨削机构示意图
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第7章 精密、超精密及微细加工工艺
③ ELID（电解在线修整）超精密镜面磨削技术
术是衡量一个国家先进制造技术水平的重要指标之一，

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CA6140. 车床主轴图
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主轴的机械加工工艺过程
➢主轴加工工艺过程制订的依据 主轴的结构；技术要求；生产批量；
设备条件 ➢主轴加工工艺过程 批量：大批；材料：45钢；毛坯：模
锻件
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➢工艺过程： 分为三个阶段（参见表5-5）：
粗加工：工序 1~6 半精加工：工序 7~13（7为预备） 精加工：工序 14~26（14为预备）
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箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动 和轴向窜动，加剧轴承磨损 同一轴线上各孔的同轴度误差 孔端面对轴线垂直度误差
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孔和平面的位置精度
主要是规定主要孔和主轴箱安装基 面的平行度
主要平面的精度
影响主轴箱与床身的连接刚度
规定底面和导向面必须平直和相互 垂直
平面度、垂直度公差等级为5级
第二节
典型零件加工 工艺过程
机械制造工程——第五章
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1
一、轴（杆）类零件的加工
1．轴类零件的分类、技术要求
➢轴类零件的作用 支撑传动零件； 承受载荷； 传递扭矩。
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2
➢轴类零件的特点 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、
螺纹、花键、沟轴 阶梯轴 空心轴 异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、
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➢加工顺序的安排和工序的确定
三种方案
粗加工外圆→钻深孔→精加工外圆→ 粗加工锥孔→精加工锥孔
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工锥孔→精加工外圆
粗加工外圆→钻深孔→粗加工锥孔→ 精加工外圆→精加工锥孔
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工序确定的两个原则
➢工序中所用的基准应在该工序前加工

机械制造系统是生产系统中的一个重要组成部分， 完成由原材料变为产品的整个生产过程。按生产流程 的职能和流向，机械制造系统中存在着物质流、信息 流和能量流三类流动，如下图所示。
其中，物质流用于改变物料的形态和地点；信息 流用于规划、指挥、协调和控制物料的流动，使机械
制造系统有效地 运行；能量流为 生产活动提供能 量，保证生产活 动正常进行。
项目一 机械制造技术导论
项目学习要点
• 机械产品生产的相关知识 • 机械产品制造的相关知识 • 关于机械制造技术 • 综合实训 • 项目小结
任务一 机械产品生产的相关知识
机械产品是指机械厂家向用户或市场所提供的 成品或附件，如汽车、发动机、机床等。任何机械 产品按传统习惯都可以看作由若干部件组成，而部 件又可分为组件、套件，直至最基本的零件单元。
通过对本课程的学习，要求： 1．掌握金属切削的基础知识和规律，初步具备根 据具体情况合理选择加工方法的能力。 2．了解常用工艺装备（主要指通用机床、刀具和 夹具），并具备初步设计能力（主要指夹具设计）。 3．了解影响加工质量的各种因素，能对金属切削 加工中出现的常见质量问题进行分析解决。 4．以制造工艺为主线，要求掌握机械加工工艺过 程和装配工艺过程的基本原理和基本知识，具备设计 机械加工工艺规程的能力。
0.4 机械制造技术的发展
21世纪制造业的发展方向和趋势有以下几个方面。
1．柔性化 2．高精度化 3．全球化 4．虚拟化 5．绿色化
0.5 本课程的特点及学习要求
本课程将传统的机械类课程《金属切削原理与 刀具》、《金属切削机床》、《机床夹具设计》和 《机械制造工艺学》进行了有机地整合，紧紧围绕 机械制造技术进行介绍。
3．检验
检验是指采用测量器具对毛坏、零件、成品等 进行尺寸精度、形状精度、位置精度的检测，以及 通过目视检验、无损探伤、机械性能试验及金相检 验等方法对产品质量进行的鉴定。

薄壁套夹紧变形
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◆ 重力影响 【例】龙门铣横梁
解决：变形补偿
龙门铣横梁变形
龙门铣横梁变形补偿
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◆ 传动力与惯性力影响
➢ 理论上不会产生 圆度误差（但会产 生圆柱度误差） ➢周期性的力易会 引起强迫振动
z
l a）
Fcd
φ Fcd
R Fc yFcd Fp y r
Y
O″ Fp rcd=Fcd / kc
Fc Fc / kc
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2、工艺系统受力变形对加工精度的影响 （1）切削力作用点位置变化引起工件形状误差 B′
A′
yx
ytj ywz
Δx
A FA
x
C
B
C′
FB
Fp
L
工艺系统变形随受力点变化规律
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工件刚度小-------腰鼓形 工件刚度大-------马鞍形
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(2)误差复映规律
切削加工中，由于 毛坯本身的误差（形状 或位置）使切削深度不 断变化，从而引起切削 力的变化，促使工艺系 统产生相应的变形，因 而工件表面上保留了与 毛坯表面类似的形状和 位置误差，但加工后残 留的误差比毛坯误差从 数值上大大减少了，这 一现象称为“误差复映”
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8）提高主轴回转精度的措施 ➢提高主轴部件的制造精度
首先应提高轴承的回转精度．其次是提高箱体支承孔、 主轴轴颈和与轴承相配合有关表而的加工精度。此外，还 可在装配时先测出滚动轴承及主轴锥孔的径向圆跳动，然 后调节径向圆跳动的方位，使误差相互补偿或抵消，以减 少轴承误差对主轴回转精度的影响。 ➢对滚动轴承进行预紧，消除间隙
③与轴承配合的零件误差的影响 由于轴承内、外圈或轴瓦很薄，受力后容易变形，因此