《机械制造工艺分析》课件

机械制造工艺分析本课件旨在系统地介绍机械制造工艺分析的各个方面，内容涵盖工艺学概论、工艺规程设计、机械加工工艺、机床与刀具选择、工艺装备设计、典型零件加工工艺、先进制造技术以及工艺质量控制等方面通过本课程的学习，学生将能够掌握机械制造工艺分析的基本理论、方法和技术，具备分析和解决实际工程问题的能力课程概述课程目标学习内容12使学生掌握机械制造工艺分析包括机械制造工艺概论、工艺的基本理论和方法，培养学生规程设计基础、机械加工工艺解决实际工程问题的能力分析等考核方式3采用平时成绩和期末考试相结合的方式，全面考察学生的学习效果第一章机械制造工艺概论工艺学的定义1工艺学是研究机械制造过程中各种工艺方法、工艺参数以及工艺装备的学科工艺学的发展历程2经历了从经验工艺到科学工艺的发展过程，不断吸收新的技术和理论工艺学的重要性3在机械制造中起着至关重要的作用，直接影响产品的质量、成本和生产效率机械制造工艺的基本概念工艺过程工序工步指改变生产对象的形状、尺寸、表面粗糙指在一个工作地点，由一个或一组工人，指在工序中，加工表面不变，加工工具不度或性能等，使其成为成品或半成品的全在同一台机床上，使用相同的工艺装备，变，切削用量不变的那部分工艺过程部过程工艺过程由一个或若干个工序组连续完成的那部分工艺过程成机械制造工艺的类型铸造锻造将金属熔炼成液体后，注入铸型中，冷却凝固后获得具有一定形状利用冲击或压力使金属坯料产生塑性变形，以获得具有一定形状、、尺寸和性能的零件的成形方法尺寸和性能的零件的加工方法焊接机械加工通过加热或加压，使两块或两块以上的金属材料连接在一起的加工利用切削刀具从工件上切除多余材料，以获得具有一定形状、尺寸方法和表面质量的零件的加工方法机械制造工艺的发展趋势智能制造绿色制造精密制造将人工智能、大数据、物联网等技术应用在机械制造过程中，最大限度地减少资源提高机械制造的精度和可靠性，满足高端于机械制造过程，实现生产过程的自动化消耗和环境污染，实现可持续发展装备制造的需求、智能化和网络化第二章工艺规程设计基础工艺规程的定义工艺规程的重要性工艺规程的组成部分指导机械制造过程的技术文件，是生产保证产品质量、提高生产效率、降低生包括工艺路线、工序卡、操作卡等过程中各个环节的依据产成本的重要手段工艺规程设计的原则经济性原则可行性原则12在保证产品质量的前提下，尽工艺规程应具有可操作性，能可能降低生产成本够顺利实施先进性原则3尽可能采用先进的工艺方法和技术，提高生产效率工艺规程设计的步骤分析图纸和技术要求1了解零件的结构、尺寸、精度、材料等信息确定加工方案2选择合适的加工方法和工艺路线选择加工设备和工艺装备3根据加工要求选择合适的机床、刀具和夹具工艺路线的制定工艺路线的类型2包括集中工序、分散工序和混合工序等工艺路线的定义指零件在加工过程中所经过的各个工序1的先后顺序工艺路线的选择依据根据零件的结构、尺寸、精度和生产批3量等因素综合考虑加工余量与工艺尺寸加工余量的概念工艺尺寸的计算尺寸链分析指工件在加工过程中，为了消除前道工序根据零件的尺寸、精度和加工余量等因素分析零件的尺寸关系，确定各个尺寸的精的缺陷和误差，而预留的金属层厚度进行计算度要求工艺文件的编制工艺卡片工序卡汇总零件的工艺信息，包括工艺详细描述每个工序的加工内容、路线、加工余量、工艺尺寸等加工设备、刀具和切削用量等操作卡指导工人进行具体操作，包括装夹方式、操作步骤和注意事项等第三章机械加工工艺分析机械加工的定义利用切削刀具从工件上切除多余材料，以获得具有一定形状、尺寸和表面质量的零件的加工方法机械加工的特点加工精度高、适用范围广、生产效率高机械加工的分类包括车削、铣削、钻削、磨削等金属切削原理切削运动切削参数切屑形成机理包括主运动、进给运动和背吃刀量包括切削速度、进给量和切削深度金属在切削过程中，由于切削力的作用，产生塑性变形和断裂，形成切屑车削加工车削的定义车削的特点利用车床加工回转体零件的表面加工精度高、表面质量好、生产，包括外圆、内孔、端面、螺纹效率高等常用车削方法包括粗车、精车、切断、镗孔、螺纹车削等铣削加工铣削的定义铣削的特点常用铣削方法利用铣刀加工各种平面、曲面和孔的加工加工范围广、适应性强、生产效率高包括平面铣削、立铣削、端面铣削、轮廓方法铣削等钻削加工钻削的定义钻削的特点利用钻头在工件上加工孔的加工操作简单、成本低、生产效率高方法常用钻削方法包括钻孔、扩孔、铰孔和镗孔等磨削加工磨削的定义磨削的特点常用磨削方法利用砂轮从工件上磨削掉少量材料，以获加工精度高、表面质量好、适用范围广包括外圆磨削、内圆磨削、平面磨削和无得高精度和低表面粗糙度的加工方法心磨削等特种加工方法电火花加工激光加工利用电火花放电的原理，去除工利用激光束照射工件表面，使材件材料的加工方法，适用于加工料熔化或气化，从而实现加工的硬脆材料和复杂形状零件方法，适用于切割、焊接和表面处理等超声波加工利用超声波的振动，使磨料对工件表面进行冲击和磨削，从而实现加工的方法，适用于加工硬脆材料和微细零件第四章机床与刀具选择机床的分类根据加工对象和加工方法，可分为车床、铣床、钻床、磨床等刀具的分类根据刀具材料和结构，可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具等选择原则根据零件的材料、形状、尺寸、精度和生产批量等因素综合考虑车床的选择车床的类型车床的特点车床的选择依据包括普通车床、数控车床、自动车床等加工精度高、适用范围广、生产效率高根据零件的尺寸、精度和生产批量等因素综合考虑铣床的选择铣床的类型铣床的特点包括普通铣床、数控铣床、龙门加工范围广、适应性强、生产效铣床等率高铣床的选择依据根据零件的尺寸、精度和生产批量等因素综合考虑钻床的选择钻床的类型钻床的特点钻床的选择依据包括台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等操作简单、成本低、生产效率高根据零件的尺寸、精度和生产批量等因素综合考虑磨床的选择磨床的类型磨床的特点磨床的选择依据包括外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等加工精度高、表面质量好、适用范围广根据零件的尺寸、精度和生产批量等因素综合考虑刀具材料高速钢硬质合金陶瓷刀具具有较高的硬度、耐磨性和韧性，适用于具有很高的硬度、耐磨性和耐热性，适用具有极高的硬度、耐磨性和耐热性，适用加工碳钢、合金钢等材料于高速切削和加工硬材料于高速切削和加工超硬材料সাধারণ刀具几何参数前角后角影响切削力和切屑变形，前角越减小刀具与工件之间的摩擦，后大，切削力越小，切屑变形越大角越大，摩擦越小主偏角影响切削力和切屑宽度，主偏角越小，切削力越小，切屑宽度越大第五章工艺装备设计工艺装备的概念指在机械制造过程中所使用的各种工具、夹具、量具和辅助设备等工艺装备的分类包括夹具、量具、刀具、模具和辅助设备等工艺装备的作用提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本夹具设计夹具的定义夹具的分类夹具设计原则用于固定工件，使工件在加工过程中保持包括通用夹具、专用夹具和组合夹具等保证定位准确、夹紧可靠、操作方便、结正确的位置和方向的装置构简单定位原理定位的概念定位基准的选择常用定位方式使工件在夹具中占据唯一确定的位置应选择精度高、刚性好、易于测量的表包括平面定位、圆柱面定位和锥面定位面作为定位基准等夹紧机构夹紧力的计算常用夹紧元件夹紧机构的选择根据切削力、摩擦力和夹紧力之间的关系包括螺栓、螺母、压板、弹簧等应根据工件的形状、尺寸和夹紧力的大小进行计算等因素综合考虑专用量具设计量具的分类量具的设计原则包括卡尺、千分尺、百分表、角保证测量精度、操作方便、结构度尺等简单常用量具介绍详细介绍各种量具的结构、原理和使用方法第六章典型零件加工工艺典型零件的概念指在机械产品中广泛使用，具有代表性的零件典型零件的分类包括轴类零件、套类零件、盘类零件、箱体类零件等工艺分析方法包括分析零件的结构、尺寸、精度、材料等信息，确定合适的加工方法和工艺路线轴类零件加工工艺轴的分类轴的加工特点轴的加工工艺路线包括光轴、阶梯轴、花键轴等精度要求高、表面质量要求好粗车精车磨削热处理→→→套类零件加工工艺套的分类套的加工特点包括直线套、法兰套等精度要求高、内外表面同轴度要求高套的加工工艺路线粗车精车磨削热处理→→→盘类零件加工工艺盘的分类盘的加工特点盘的加工工艺路线包括齿轮盘、皮带轮盘等平面度要求高、表面粗糙度要求好粗车精车磨削热处理→→→箱体类零件加工工艺箱体的分类箱体的加工特点包括减速器箱体、发动机箱体等结构复杂、精度要求高箱体的加工工艺路线粗铣精铣钻孔镗孔→→→齿轮加工工艺齿轮的分类齿轮的加工方法齿轮的加工工艺路线包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等包括滚齿、插齿、磨齿等粗滚精滚磨齿热处理→→→螺纹加工工艺螺纹的分类螺纹的加工方法包括普通螺纹、梯形螺纹、锯齿包括车削、攻丝、套丝等形螺纹等螺纹的加工工艺路线粗车精车热处理磨削→→→第七章先进制造技术先进制造技术的概念指将现代科学技术应用于机械制造过程，以提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的各种技术先进制造技术的特点智能化、自动化、网络化、绿色化先进制造技术的应用包括数控加工技术、柔性制造系统、增材制造技术等数控加工技术数控加工的定义数控加工的特点数控加工的应用利用计算机控制机床进行加工的技术加工精度高、自动化程度高、生产效率高广泛应用于航空航天、汽车、模具等领域柔性制造系统柔性制造系统的定义柔性制造系统的组成一种高度自动化的制造系统，能包括数控机床、机器人、物料输够根据生产任务的变化，快速调送系统、计算机控制系统等整生产过程柔性制造系统的优势适应性强、生产效率高、质量稳定增材制造技术打印技术增材制造的优势增材制造的应用3D一种基于数字模型，通过逐层堆积材料来可以制造复杂形状的零件、缩短生产周期广泛应用于航空航天、医疗、汽车等领域制造三维物体的技术、降低生产成本智能制造工业智能工厂

4.0利用物联网、大数据、云计算等一种高度自动化的工厂，能够根技术，实现生产过程的智能化和据生产任务的变化，自主调整生网络化产过程人工智能在制造中的应用包括工艺优化、质量检测、设备维护等第八章工艺质量控制质量控制的概念指在生产过程中，对产品质量进行监控和管理，以保证产品质量满足要求质量控制的重要性保证产品质量、提高企业竞争力、维护消费者权益质量控制的方法包括统计过程控制、六西格玛管理等加工精度分析加工精度的定义影响加工精度的因素提高加工精度的措施指零件加工后的实际尺寸、形状和位置与包括机床精度、刀具精度、夹具精度、工提高机床精度、选择合适的刀具和夹具、理想尺寸、形状和位置的符合程度艺参数等优化工艺参数等表面质量控制表面粗糙度表面完整性指零件表面微观几何形状的不平指零件表面层的物理、化学和力度，影响零件的耐磨性、疲劳强学性能，影响零件的使用寿命度和密封性表面质量的测量方法包括触针式测量、光学测量和电容式测量等统计过程控制的概念控制图的应用过程能力分析SPC利用统计学原理，对生产过程进行监控和利用控制图，监控生产过程中的各种参数分析生产过程的能力，判断是否能够满足管理，以保证产品质量的稳定，及时发现异常情况产品质量要求第九章工艺经济性分析工艺经济性的概念指在保证产品质量的前提下，尽可能降低生产成本工艺经济性分析的意义选择经济合理的加工方法和工艺路线，降低生产成本，提高企业竞争力。