机械加工工艺与装备电子教案

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教 案

2014―2015学年第二学期

所属系（部） _ __ 机电学院 __

教研室（实验室）模具和数控教研室

课 程 名 称 _ 机械加工工艺及装备

适 用 班 级 _ 12职数控 _

主 讲 教 师 ___ 蔡军 _ __

2015年3月 1日

首 页

课程名称 机械加工工艺及装备 授课对象

（班级） 12职数控

课程编号

课程类型 必修课 公共基础课（ ）；专业基础课（ ）；专业课（√）

选修课 专业选修课（ ）；公共选修课（ ）

授课方式 课堂讲授（√）；实践课（ ） 考核方式 考试（√）；

课程教学

总学时数 90 学分数 5

学时分配 理论教学：82学时； 实验（实训）：8学时

选用的教材及主要参考资料 序号 教材名称 作者 出版社 出版时间

1 机械加工工艺及装备 朱淑萍 机械工业出版社 2009.8.

2

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授课教师 蔡军 职称 助教 2 / 95 授课时间 2014 —2015学年第二学期 1—18周

教学

目的

要求 目的：使学生掌握零件的机械加工工艺安排；并对某工序的工艺装备（夹具）的设计思路和简单夹具的设计。

要求：刀具几何角度对切削的影响；刀具材料、数控机床刀具；工艺装备、简单夹具设计方法；工艺基本知识的应用。

教学

重点

难点

重点：金属切削刀具及加工方法，工件定位夹紧，专用夹具设计。

难点：刀具角度、夹具定位及定位误差，工艺尺寸链。

课程教案

授课时间 第 周 第 节课 年 月 日 课次 1

授课方式

（请打√） 理论课（√） 讨论课（ ） 实践课（ ）

习题课（ ） 其 他（ ） 课时安排 2 3 / 95 授课题目（教学章、节或主题）：

第一章 总论

第一节 制造技术与社会发展

第二节 零件的构成要素

第三节 零件制造的工艺方法

第四节 金属切削加工自动化

教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

目的：了解制造与社会发展关系，掌握零件的制造方法，熟悉机械制造发展

要求：认识制造业在国民经济的地位，制造与设计的关系；认识机械制造及工艺装备的重要性。

教学内容重点及难点：

重点：制造方法；机械制造与机械设计的关系

难点：制造方法

教 具

作业

思考题 思考题：1、简述制造与社会发展的关系。

2、机械制造与机械设计是什么样关系？

3、零件制造方法有哪些？

课后小结

1、人类物质文明的发展离不开制造业的发展，而制造业的发展有必须以制造技术为依托。制造技术是机械发展的瓶颈。

2、零件制造方法有按传统分法和按材料质量变化分法。

3、如何学好本门课程。

教 学 基 本 内 容 方法及手段

内容提要：

一、制造技术与社会发展

二、零件制造方法

三、金属切削加工自动化

第一章 总论

人类物质文明的发展史制造业的进步息息相关的，而制造业的进步又必然以制造技术的提升作为依托。“经济的竞争归根到底是制造技术和制造能力的竞争”；“中国玉世界先进水平的差距主要是制造技术的差距”。“重设计、轻制造”是观念上的一个重大误区，它的代价是落后和竞争失败。

“成形”与“精度”是零件制造的两个重点。

教 学 基 本 内 容 方法及手段 4 / 95 第一节 制造技术与社会发展

一、制造技术推动社会的发展和进步

1、人类开始寻求扩展、延伸和取代人们体力方法，早在五千年前建造庞大的金字塔时，为了搬运、推砌3t~30t/块的巨石，人们使用杠杆、滚轮、斜面、螺旋灯作为原始而简单的机械以达到延伸人的体力因而产生了机械。

今天，机械作为各种产品已经是现代物质文明的重要载体，已经深深的渗入了人们生产、生活的各个方面。

庞大的制造业是各种其他工业的基础，因为制造业提供的产品是各种各样的，它给各样各业提供了生产设备、装备和工具。包括人类生活、国防和建设，更有数量巨大的家用产品进入千家万户，成为人们生活的重要帮手。

2、计算机产生推动了产品的发展进而促使社会发展

20世纪80年代，由于计算机技术和机电一体化技术的发展，使机械产品的结构发生了质的变化，大部分机械产品被机电一体化产品取代，产品正以最苦的速度在更高的层次上发展，并开拓、延伸和取代人们脑力的历程。

历史证明：人类物质文明的发展是与制造业息息相关的，而制造业的进步又必然以制造技术的提升作为依托。

人们处于各种需求、追求或探索而不断的产生和提出许多新的、奇妙的、甚至充满幻想的构思和设计，只有通过制造，将这些果实和设计变成物质产品以后，才能取得实际效果，体现出它的价值。而更重要的是制造技术的每次突破，都会引起产品设计的新的飞跃，有力地推动社会的发展和进步。

结合目前国家发展可看出，经济竞争归根到底是制造技术和制造能力的竞争。从上述分析可看出制造业的重要性——是国民经济的支柱产业。

二、设计与制造的关系

1、 产品的产品过程

设计→制造

一个无论多好的产品设计出来后一定要制造出来才能实现其价值。

例如：（1）达芬奇的飞行器

（2）瓦特蒸汽机汽缸内孔加工

φ710mm孔加工尺寸误差13mm，漏气无法工作

（3）机床夹刀具的改进——车床早生产了手持刀具

（4）计算机发展——电子管→集成→大型集成→超大规模集成→线宽

（5）数控技术

举例：如集成电路的“线宽”为影响集成→计算价格→曲轴加工→发动机

教 学 基 本 内 容 方法及手段 5 / 95 2、 设计与制造关系

现有不合理现象：产品设计和制造上是“重设计、轻制造”，对设计要求保密，而对制造技术和工艺则不设防也不重视；把设计工作看得很高尚，而认为制造工作是苦力等。

上述观念上的重大误区，肯定对现实有影响的，造成不 的后果。

在基于商品经济的工业发达国家的制造业中，由于激烈的市场竞争，对设计和制造的关系有不同的观点。产品设计固然重要，但在市场经济的社会中，除了一些属于国家机密的设计受到严格保密外，任何产品只要一进入市场，竞争对手就很容易从产品本身了解其设计，而制造水平，制造技术和制造工艺就竞争更为激烈。你明知是这种设计也可为产品的设计画出图纸，可能各有技术、有工艺、有工装制造出呢？

例如：导弹命中率取决于陀螺定向仪

美国认为的“夕阳工业”

从另一个方面看轻制造有其客观原因：

如设计工作要求有较高的理论知识，工作环境相对较好，而传统的制造工作，工作场所，机械设备，工作环境等，不如设计工作。

而现在的制造环境：传感器，计算机，机电一体化等，环境与传统的不可同日而语了。

第二节零件的制造工艺方法

一、零件的构成要素

1、产品与零件

2、零件材料

3、零件的大小

4、零件的几何结构

5、零件的精度，表面粗糙度

精度：尺寸、形状、位置

粗糙度：一般的零件 IT5~IT6，Ra0.8mm~0.2mm

微米级和亚微米级的零件 Ra>1~0.01mm

超精加工纳米级 1nm=0.001微米

二、零件制造实质

1、零件制造的实质：用适合的方法，使原材料发生符合要求的改变。

符合要求：形状、精度

2、成形工艺的要求

① 材料：是改变的对象。

② 能量：要使不同材料改变时需要的形状→能量（包括机械能、热能、电能、化学能等。）

教 学 基 本 内 容 方法及手段 6 / 95 ③ 信息：形状改变，尺寸改变，精度以及性能改变的信息。

三流：制造系统中的“三流”

物流（材料流动）——能量流——信息流（还可细分：误差流、资金流等）

三、成形工艺类型

1、传统分法

热加工：铸、锻、热处理

冷加工：不需加热的金属加工（车、铣、钻……）

2、按材料质量变化分类

① 材料质量减少：切除多余金属——切削加工

冲裁加工

② 材料质量不变：（基于材料塑性变形） 轧制

锻造

拉深

冷镦

挤压

弯曲

胀形

（基于材料形态变化） 铸造

烧结

3、材料质量增加

焊接

四、快速原形/零件制造技术RPM

第三节金属切削加工自动化

（一）刚性自动化——加工自动化的第一阶段

（二）加工中心——加工自动化的第二阶段

（三）柔性制造系统FMS——自动化的第三阶段

（四）计算机集成制造系统CIMS——自动化的第四阶段

讨论：如何学好本门课程

参考资料：

备注：

课程教案

授课时间 第 周 第 节课 年 月 日 课次 2