机械加工生产率和技术经济分析(上)

机械加⼯技术（⾼教版）全套教案授课教案SHOU KE JIAO AN课程名称机械加⼯技术教材机械加⼯技术授授课时间：第⼀周星期三5~6授课班级：12秋机1课时：2课题：绪⾔教学⽬的：了解课程的特点，掌握机械制造⼯艺学的研究对象。

掌握⽣产过程和⼯艺过程的概念教学重点：⽣产过程和⼯艺过程的概念教学⽅法：讲授与师⽣互动相结合教具：教学过程：绪论⼀、我国机械制造⼯业的现状和今后的任务：1、机械制造⼯业在国民经济中的地位：机械制造⼯业是国民经济的⽀柱产业机械制造⼯业是社会财富的创造者举例：2、我国机械⼯业的成就和差距：我国机械⼯业的主要成就有：1）、增强了提供重⼤技术装备的能⼒。

例：60万kw⽕⼒和30万kw⽔⼒发电设备，1000万t露天煤矿成套设备，300万t钢铁的成套设备，6000m⽯油钻机及采油设备等。

2）、积极开发⾼⽔平的新产品。

⼤部分产品赶上或超过国际80年代⽔平，有的已达到国际先进⽔平。

例：20-10FP500NC超重型数控龙门铣床、PJ-1喷漆机器⼈、SX041⼤规模集成电路光栅数显仪、可编程控制器等都达到国际先进⽔平。

3）、增强提⾼国防建设新装备的能⼒。

例：我国机械⼯业虽然取得了很⼤的成绩，但与发达的⼯业国家相⽐，在⽣产能⼒、技术⽔平、管理⽔平和劳动⽣产率等⽅⾯还有很⼤的差距。

3、今后我国机械⼯业的发展趋势：⼆、机械制造⼯艺学的研究对象1、机械制造⼯艺学的研究对象：机械制造中的⼯艺问题。

机械制造⼯艺学的课程性质：应⽤性技术学科。

2、什么是机械制造⼯艺？机械制造⼯艺是各种机械的制造⽅法和过程的总称。

3、什么是应⽤性技术学科：深⼊了解实践的基础上，利⽤各种基础理论，解决⾯临的实际⼯艺问题。

4、机械制造⼯艺学的形成：5、机械制造⼯艺学解决的问题：（1）、如何保证和提⾼产品的质量。

举例：从精度要求出发说明。

Nm技术应⽤（2）、提⾼劳动⽣产率的措施：①利⽤新材料、新装备、新⽅法。

举例：特种⼑具材料、新型加⼯⽅法、综合专⽤设备（NC、MC、FMS、CIMS）②新⼯艺、新材料：举例：⽆屑加⼯⽅法，新型材料（复合材料、纳⽶材料）③管理机制。

6-1什么是生产过程，工艺过程和工艺规程（1）生产过程一一将原材料转变为成品的过程。

（2）工艺过程一一在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

（3）工艺规程一一把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产，这些工艺文件称为工艺规程。

6-2何谓工序、工步、走刀（1）工序是指一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点）对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那部分工艺过程。

（2）工步是在加工表面不变，加工工具不变，切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。

（3）走刀又叫工作行程，是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。

6-3零件获得尺寸精度、形状精度、位置精度的方法有哪些（1）零件获得尺寸精度的方法：试切法、定尺寸刀具法、调整法、自动控制法。

（2）零件获得形状精度的方法：轨迹法、成形法、展成法。

（3）零件获得位置精度的方法：找正法、装夹法。

6-4不同生产类型的工艺过程的特点：p222-223表6-4.6-5试述工艺规程的设计原则、设计内容、设计步骤。

（1）工艺规程的设计原则：1所设计的工艺规程应能保证机器零件的加工质量（或机器的装配质量），达到设计图样上规定的各项技术要求。

2应使工艺过程具有较高的生产率，使产品尽快投放市场。

3设法降低制造成本。

4注意减轻劳动工人的劳动强度、保证生产安全。

（2）工艺规程的设计内容及步骤：1分析研究产品的零件图及装配图。

2确定毛坯。

3拟定工艺路线，选择定位基准。

4确定各工序所采用的设备。

5确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具。

6确定各主要工序的技术技术要求及检验方法。

7确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。

8确定切削用量。

9确定工时定额。

10技术经济分析。

11填写工艺文件。

6-6拟定工艺路线需完成那些工作拟定工艺路线须完成的工作：1确定加工方法。

2安排加工顺序。

3确定夹紧方法。

机械加工工艺流程详解1.机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产.机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

1.1 机械加工艺规程的作用(1）是指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。

所以,它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件。

正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低,甚至造成废品。

但是，工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应总结工人的革新创造，可以根据生产实际情况，及时地汲取国内外的先进工艺技术,对现行工艺不断地进行改进和完善，但必须要有严格的审批手续。

（2)是生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的.（3）是新建和扩建工厂(车间)的技术依据在新建和扩建工厂（车间）时，生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格,车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、技术等级及数量、辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。

除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产. 1.2 机械加工工艺规程制订的原则工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本,即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。

在具体制定时，还应注意下列问题：1)技术上的先进性在制订工艺规程时,要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。

2-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。

它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。

2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。

瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。

消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。

2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。

（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。

2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一定律知道生产实践？答：不一样。

机械加工的生产率及技术经济分析1机械加工时间定额的组成（1）时间定额的概念所谓时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。

它是安排作业计划、核算生产成本、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。

（2）时间定额的组成1）基本时间T基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置以及表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。

对于切削加工来说，基本时间就是切除金属所消耗的时间（包括刀具的切入和切出时间在内）。

2）辅助时间T辅助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。

它包括：装卸工件，开停机床，引进或退出刀具，改变切削用量，试切和测量工件等所消耗的时间。

基本时间和辅助时间的总和称为作业时间。

它是直接用于制造产品或零部件所消耗的时间。

辅助时间的确定方法随生产类型而异。

大批大量生产时，为使辅助时间规定得合理，需将辅助动作分解，再分别确定各分解动作的时间，最后予以综合；中批生产则可根据以往统计资料来确定；单件小批生产常用基本时间的百分比进行估算。

3）布置工作地时间T布置工作地时间是为了使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的时间。

它不是直接消耗在每个工件上的。

而是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上的。

一般按作业时间的2%~7估算。

4）休息与生理需要时间T休息与生理需要时间是工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。

T是按一个工作班为计算单位，再折算到每个工件上的。

对机床操作工人一般按作业时间的2%古算。

以上四部分时间的总和称为单件时间T,即T=T+T +T+T5）准备与终结时间T准备与终结时间是指工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。

在单件或成批生产中，每当开始加工一批工件时，工人需要熟悉工艺文件，领取毛坯、材料、工艺装备、安装刀具和夹具，调整机床和其它工艺装备等所消耗的时间以及加工一批工件结束后，需拆下和归还工艺装备，送交成品等所消耗的时间。

《机械制造技术基础》课程教学大纲课程名称：机械制造技术基础学时/学分：64/ 4课程类型：必修课开课专业：机械类专业专科生选用教材：赵世友李跃中主编《机械制造技术基础》机械工业出版社2022年1月第一版主要参考书：一、课程简介【课程名称】《机械制造技术基础》（52~64学时/4学分）【教学目的】《机械制造技术基础》是机械类专业学生的主干学科基础必修课，具有较强的实践性和应用性，为将来解决机械制造中的技术问题打基础。

本课程的教学目的是培养学生掌握机械加工工艺过程和装配工艺过程相关的基本理论知识和相应的技能，通过实践教学环节培养学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。

【教学内容】本课程内容共分七章。

课程主要介绍了机械产品的生产过程,机械加工过程及其系统。

包括了金属切削过程及其基本规律，机床、刀具的基本知识，机械加工工艺和装配工艺规程的设计，机械加工中精度及表面质量的概念及控制方法。

【授课对象】本课程的授课对象为机械类专业专科生。

本课程要求授课对象先修下列课程：机械制图、机械基础、公差配合与技术测量、金属材料及热处理和金工实习等。

二、素质目标1、具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神；2、具有爱岗敬业的敬业精神、培养学生精益求精的工匠精神，养成良好的自我学习和信息获取能力；3、掌握先进制造技术，勇于创新，提升学生创新设计能力；4、良好的交流、沟通、与人合作的能力，具有社会主义核心价值观。

三、课程目标1、对机械制造活动有一个总体的了解与把握。

掌握金属切削过程的基本理论和基本规律；具有根据加工条件合理选择刀具参数、切削用量的能力。

2、掌握制造工艺装备的基本理论、机械加工的基本知识, 时间定额的组成和提高生产率的工艺途径；了解机械制造主要工艺装备的用途和工艺范围, 工艺规程设计的指导思想和设计原则，工艺方案经济分析方法；能正确、合理地选择加工方法与机床、刀具及加工参数；3、掌握机械加工精度与表面质量的基本理论和基本知识；具有研究和分析引起加工误差原因和解决加工精度问题的能力。

机械制造工艺与装备》课程标准
、课程基本情况
《机械制造工艺与装备》是我校机械加工相关专业的核心课程，是一门专业技术基础课。

课程研究的对象是贯穿于零件加工和产品装配两个阶段的机械产品制造工艺。

课程包含的知识和涉及的范围很广，需要多门学科的支持，同时又和生产实际紧密联系。

课程的重点是机械制造工艺过程的分析和研究，即对由机床、刀具、夹具和工件组成的整个机械加工工艺系统进行分析和研究，从而了解研究产品质量的因素，以及提高产品质量的工艺措施。

课程指导思想是在保证产品质量的前提下实现高效生产率和良好的经济效益。

二、课程内容
三、学时分配（总计96学时）
四、项目知识点
五、项目重点及难点
六、基本要求
七、任务目标
课程的教学目的是使学生系统地掌握机械产品的加工制造以及装配检测的基本理论和基础知识；培养学生的工艺分析、夹具设计、装配技术与检测等方面的专业技能；了解机械制造中的新工艺、新技术及发展动向等。

从而为培养合格的专业技术应用型人才奠定基础。

八、参考教材
《机械制造工艺学》朱焕池主编，机械工业出版社。

《机械制造工艺与装备》第二版，劳动和社会保障部教材办公室组织编写，中国劳动社会保障出版社。

《机械制造工艺与装备》，高级技工学校机械类教材编审委员会组织编写，中国劳动出版社。

第二章加工设备自动化（课后习题）2-1.实现加工设备自动化的意义是什么？ （P30）答：加工设备生产率得到有效提高的主要途径之一是采取措施缩短其辅助时 间，加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间，改善公认的劳动条件和减轻工 人的劳动强度。

加工设备自动化是零件整个机械加工工艺过程自动化的基本问题 之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。

2-2.为什么说单台加工设备的自动化是实现零件自动化加工的基础？ （P30） 答：单台加工设备的自动化能较好地满足零件加工过程中某个或几个工序的加 工半自动化和自动化的需要，为多机床管理创造了条件，是建立自动化生产线和 过渡到全盘自动化的必要前提，是机械制造业更进一步向前发展的基础。

2-3.加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些？ （P30）答：加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化和实现了辅助工作自 动化的加工设备。

其主要内容如下:匚自动装卸工件实现加工设备自动化的途径主要有以下几种:（1） 对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现加工设备的完全自动化；（2） 对通用加工设备运用电气控制技、数控技术等进行自动化改造；（3） 根据家公家的特点和工艺要求设计制造专用的自动化加工设备，如组合机床等；（4） 采用数控加工设备，包括数控机床、加工中心等。

2-4.试分析一下生产率与加工设备自动化的关系？ （P32）答：生产率Q=K/（1+K*tf ），式中K ——理想的工艺生产率，K=1/tq ，tq —— 切削时间，tf ——空程辅助时间。

可知：tq 和tf 对机床生产的影响是相互制约 相互促进的。

当生产工艺发展到一定水平，即工艺生产率K 提高到一定程度时， 必须提高机床自动化程度，进一步减少空程辅助时间，促使生产率不断提高。

另 一方面，在相对落后的工艺基础上实现机床自动化，生产率的提高是有限的，为 了取得良好的效果，应当在先进的工艺基础上实现机床自动化。