機(jī)械制造基礎(chǔ)-第1章

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)主講：谷東偉主要內(nèi)容緒論一二金屬切削過(guò)程四機(jī)械加工質(zhì)量及其控制工藝規(guī)程設(shè)計(jì)五六機(jī)床夾具設(shè)計(jì)三機(jī)械制造中的加工方法及裝備七機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展2/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位3/74深入理解機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用。了解建國(guó)60年來(lái)我國(guó)在發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)方面所取得的成績(jī)和當(dāng)前存在的主要問(wèn)題。了解“十一五”以至今后十年振興機(jī)械裝備制造業(yè)的主要任務(wù)。了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向。了解生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程的概念，掌握工藝過(guò)程的組成。了解三種不同生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特征，能根據(jù)生產(chǎn)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件本身的特性確定生產(chǎn)類(lèi)型。掌握設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)的概念。掌握工件定位的六點(diǎn)定位原理，能正確分析工件定位時(shí)各定位元件所限制的自由度。掌握欠定位和過(guò)定位的基本概念。

本章主要內(nèi)容4/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位5/74制造業(yè)對(duì)采掘的自然物質(zhì)資源和工農(nóng)生產(chǎn)的原材料進(jìn)行加工和再加工，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門(mén)提供生產(chǎn)資料，為全社會(huì)提供日用消費(fèi)品的社會(huì)生產(chǎn)制造部門(mén)。機(jī)械制造業(yè)

用機(jī)械制造技術(shù)從事機(jī)械產(chǎn)品制造的行業(yè)。制造技術(shù)使原材料變成產(chǎn)品的技術(shù)總稱(chēng)。機(jī)械制造技術(shù)

完成機(jī)械制造活動(dòng)的過(guò)程，即將毛坯、半成品轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械制造過(guò)程中，所采用一切手段之和。機(jī)械制造業(yè)的任務(wù)

圍繞各種工程材料的加工技術(shù)，研究其工藝并設(shè)計(jì)和制造各種工藝裝備，也為新興的產(chǎn)業(yè)群提供從未有過(guò)的技術(shù)裝備。一、制造業(yè)與制造技術(shù)6/74一個(gè)國(guó)家的國(guó)民生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)與制造業(yè)的發(fā)展是密切相關(guān)的。美國(guó)：68%的財(cái)富來(lái)源于制造業(yè)；日本：49%的國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）來(lái)源于制造業(yè)；中國(guó)：制造業(yè)的工業(yè)增加值約占GDP的35%，超過(guò)1/3的國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）由制造業(yè)創(chuàng)造。過(guò)去50年的經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)制造業(yè)的工業(yè)增加值增長(zhǎng)率高出國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率約3～8個(gè)百分點(diǎn)。1.國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)二、制造業(yè)的地位和作用制造業(yè)特別是裝備制造業(yè),承擔(dān)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供裝備的責(zé)任,帶動(dòng)性強(qiáng),涉及面廣,同時(shí)還決定著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量、競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。2.高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的重要基石7/74二、制造業(yè)的地位和作用工業(yè)稅收的90%在制造業(yè)，90%的工業(yè)就業(yè)崗位依靠制造業(yè)提供。2013年我國(guó)制造業(yè)出口銷(xiāo)售2710億歐元。占世界市場(chǎng)份額17%。制造業(yè)創(chuàng)造著巨大的就業(yè)機(jī)會(huì)，接納不同層次的從業(yè)人員，即緩解了社會(huì)就業(yè)壓力，又可擴(kuò)大出口，提高本國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。3.吸納勞動(dòng)就業(yè)和擴(kuò)大出口的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)支持著制造業(yè)的健康發(fā)展，先進(jìn)的制造技術(shù)使一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)處于有競(jìng)爭(zhēng)力的地位，世界發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)不具有強(qiáng)大的制造業(yè)，忽視制造技術(shù)的發(fā)展，就會(huì)導(dǎo)致國(guó)家經(jīng)濟(jì)的衰退。機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ),是重中之重。4.國(guó)家安全的重要保障8/74二、制造業(yè)的地位和作用半導(dǎo)體、晶體管是美國(guó)發(fā)明的，由此興起的微電子工業(yè)也可以說(shuō)純粹是美國(guó)的首創(chuàng)工業(yè)。然而在70～80年代間不到十年的時(shí)間里，其半導(dǎo)體的市場(chǎng)份額由60%降到了40%，消費(fèi)電子產(chǎn)品則幾乎全軍覆沒(méi)。電視機(jī)僅有15%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，其余全部被日本占領(lǐng)。汽車(chē)工業(yè)：1955年：美國(guó)進(jìn)口汽車(chē)僅占1%；1987年：美國(guó)進(jìn)口汽車(chē)上升到31%；1989年：美國(guó)汽車(chē)世界市場(chǎng)占有率從75%下降到25%。機(jī)床行業(yè)：美國(guó)：1980年NC機(jī)床自給率80%，1981～1987年，機(jī)床企業(yè)從1400家減少到500家，進(jìn)口率達(dá)50%；日本：1988年機(jī)床產(chǎn)值居世界首位，占世界總量1/4；經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是制造技術(shù)和制造能力的競(jìng)爭(zhēng)。4.國(guó)家安全的重要保障9/74生產(chǎn)方式BECDA作坊式手工勞動(dòng)生產(chǎn)方式近代生產(chǎn)方式大批量生產(chǎn)方式新制造哲理與生產(chǎn)方式多品種小批量生產(chǎn)方式三、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展10/74三、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展近代生產(chǎn)方式18世紀(jì)70年代瓦特改進(jìn)蒸汽機(jī)為代表，引發(fā)了第一次工業(yè)革命，產(chǎn)生了近代工業(yè)化的生產(chǎn)方式，手工勞動(dòng)逐漸被機(jī)器生產(chǎn)所代替，機(jī)械制造業(yè)逐漸形成規(guī)模。

19世紀(jì)中葉電磁場(chǎng)理論的建立為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，從而迎來(lái)了電氣化時(shí)代。以電力作為動(dòng)力源，使機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大的變化。與此同時(shí)，互換性原理和公差制應(yīng)運(yùn)而生。所有這些使機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了重大變革，并進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。11/74三、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展大批量生產(chǎn)方式20世紀(jì)初內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，使汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)入歐美家庭，引發(fā)了機(jī)械制造業(yè)的又一次革命。流水生產(chǎn)線的出現(xiàn)和泰勒科學(xué)管理理論的產(chǎn)生，標(biāo)志機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入了“大批量生產(chǎn)”（MassProduction）的時(shí)代。以汽車(chē)工業(yè)為代表的大批量自動(dòng)化生產(chǎn)方式使得生產(chǎn)率獲得極大的提高，從而使機(jī)械制造業(yè)有了更迅速的發(fā)展，并開(kāi)始成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。12/74三、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展多品種小批量生產(chǎn)方式二戰(zhàn)以后電子計(jì)算機(jī)和集成電路的出現(xiàn)，以及運(yùn)籌學(xué)、現(xiàn)代控制論、系統(tǒng)工程等軟科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，使機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)生了一次新的飛躍。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)方式只有在大批量生產(chǎn)的條件下才能實(shí)現(xiàn)，而數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)則使中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化成為可能?？茖W(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了生產(chǎn)力的極大提高。傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式已難以滿(mǎn)足市場(chǎng)多變的需要，多品種、中小批量生產(chǎn)日漸成為制造業(yè)的主流生產(chǎn)方式。13/74三、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展新制造哲理與生產(chǎn)模式20世紀(jì)80年代后信息產(chǎn)業(yè)的崛起和通訊技術(shù)的發(fā)展加速了市場(chǎng)的全球化進(jìn)程，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。為了適應(yīng)新的形勢(shì)，在機(jī)械制造領(lǐng)域提出了許多新的制造哲理和生產(chǎn)模式，如計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）、精良生產(chǎn)（LP）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。進(jìn)入21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)正向自動(dòng)化、柔性化、集成化、智能化和清潔化的方向發(fā)展。14/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，一個(gè)自立的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開(kāi)放以來(lái)，開(kāi)放與引進(jìn)促進(jìn)了我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展及制造技術(shù)的提高。但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們還存在差距。按2001年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)制造業(yè)由29個(gè)行業(yè)組成，主要的可歸為三類(lèi)：

輕工紡織制造業(yè)：占30.58%

資源加工工業(yè)：占

33.93%（包括原材料和能源）

機(jī)械電子制造業(yè)：占34.16%相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)機(jī)械電子制造所占比例偏低。以1996年為例：美國(guó)：41.6%日本：43.63%德國(guó)：46.4%法國(guó)：39.63%英國(guó)：37.33%韓國(guó)：45.3%15/74為上海磁懸浮列車(chē)項(xiàng)目提供有8臺(tái)數(shù)控落地鏜銑床組成的軌道深加工自動(dòng)線；年產(chǎn)1～2千萬(wàn)噸級(jí)不同開(kāi)采工藝的露天礦采掘和年產(chǎn)500萬(wàn)噸級(jí)井下礦采掘成套設(shè)備；葛洲壩樞紐工程170兆瓦；轉(zhuǎn)輪直徑11.3米軸流式水電機(jī)組；300兆瓦核電站成套設(shè)備；500千伏交流輸變電成套設(shè)備；水下機(jī)器人；激光照排設(shè)備；正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)；曙光、銀河、聯(lián)想等巨型計(jì)算機(jī)均達(dá)到世界先進(jìn)水平；主戰(zhàn)坦克；新舟60客機(jī)；飛豹轟炸機(jī)；神舟號(hào)無(wú)人飛船；核動(dòng)力潛艇；兩彈一星等。1.建立完整工業(yè)體系，提供重大裝備的能力提高四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀16/74我國(guó)目前處于工業(yè)化的中期，眾多制成品產(chǎn)量已居世界前列。“制造大國(guó)但非制造強(qiáng)國(guó)”。2.制造業(yè)總體生產(chǎn)規(guī)模已居世界首位珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲已成為全球重要的家電、電子及通信設(shè)備制造聚集地。東北重大成套設(shè)備制造聚集地、川陜國(guó)防裝備制造聚集地等正穩(wěn)定地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)揮著不可或缺的作用。3.各具特色的制造業(yè)聚集地逐漸形成四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀17/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀制造業(yè)的人均勞動(dòng)生產(chǎn)率過(guò)低，僅為美國(guó)的1/25、日本的1/26、德國(guó)的1/20。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，裝備制造業(yè)發(fā)展滯后。裝備制造業(yè)工業(yè)增加值占制造業(yè)的比重僅為26.46%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)。低水平生產(chǎn)能力嚴(yán)重過(guò)剩。據(jù)第三次全國(guó)工業(yè)普查，各行業(yè)生產(chǎn)能力利用率為：機(jī)械51.86%

電子54.45%

化工54.9%輕工46.09%

冶金35.55%存在的問(wèn)題18/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀技術(shù)創(chuàng)新能力和自主開(kāi)發(fā)能力薄弱，突出表現(xiàn)為：機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)來(lái)源的57%來(lái)自國(guó)外，絕大多數(shù)電子及通信設(shè)備的核心技術(shù)依賴(lài)進(jìn)口。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)，企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力差。我國(guó)機(jī)械新產(chǎn)品的平均開(kāi)發(fā)周期為18個(gè)月，美國(guó)（1990年）新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期3個(gè)星期，試制周期3個(gè)月。先進(jìn)制造技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚處于初級(jí)開(kāi)發(fā)階段，普及率較低，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著階段性差距。存在的問(wèn)題19/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀1.勞動(dòng)生產(chǎn)率及增加值率低我國(guó)制造業(yè)仍然停留在勞動(dòng)密集階段，技術(shù)含量低，附加值也低。2000年中國(guó)制造業(yè)(城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員)人均增加值為11662美元/人，而同期美國(guó)制造業(yè)人均增加值是它的10.2

倍，日本是它的6.7

倍。到2006年，美國(guó)的制造業(yè)人均增加值還是中國(guó)的7.3倍。到2003年中國(guó)也還低于拉丁美洲和加勒比海地區(qū)以及西亞和歐洲的發(fā)展中地區(qū)，只高于南亞和東亞、北非的發(fā)展中國(guó)家。1993-2006年中國(guó)制造業(yè)增加值率平均值為26.6%，而美國(guó)為47.2%，日本為36.9%。中國(guó)制造業(yè)的增加值率大大低于美國(guó)和日本，說(shuō)明中國(guó)制造業(yè)的獲利能力不強(qiáng)，制造業(yè)技術(shù)水平較低。也說(shuō)明了中國(guó)制造業(yè)在生產(chǎn)中的物耗比重偏大、加工程度低下、技術(shù)含量不高,從而導(dǎo)致制造業(yè)產(chǎn)品附加值較低。存在問(wèn)題分析20/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀2.技術(shù)創(chuàng)新能力十分薄弱，缺乏核心技術(shù)缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和品牌，一直是阻礙我國(guó)制造業(yè)提高發(fā)展水平、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和比較經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要因素。目前，中國(guó)多數(shù)行業(yè)的核心技術(shù)與裝備基本依賴(lài)國(guó)外，大部分產(chǎn)品沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，基本停留在仿制的低層次階段；絕大部分制造業(yè)企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新能力薄弱，缺乏技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)制和優(yōu)秀人才，尚未成為技術(shù)創(chuàng)新的主體，原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品甚少，自主開(kāi)發(fā)能力薄弱。產(chǎn)品缺乏足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，能夠參與國(guó)際主流渠道競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品很少。存在問(wèn)題分析21/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀3.競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的層次低下目前中國(guó)制造業(yè)大多集中在低水平層次上，增值能力有限，附加值較低，以勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)居多，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重不足。在我國(guó)外貿(mào)領(lǐng)域取得領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的行業(yè)80%以上均為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，在高技術(shù)領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、材料技術(shù)、航空航天技術(shù)、電子技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力指數(shù)均非常低，比如電子及通信設(shè)備出口大部分是計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、電子元件、家用試聽(tīng)設(shè)備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的低端產(chǎn)品。“世界制造工廠”實(shí)際上是世界低端產(chǎn)品及零部件的廉價(jià)供應(yīng)商。在重裝備制造業(yè)，中國(guó)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力一路下跌。比如機(jī)床出口，我們十臺(tái)還賣(mài)不上一臺(tái)瑞士機(jī)床的價(jià)格。我們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)還處在一個(gè)非常低的層次上。存在問(wèn)題分析22/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀4.產(chǎn)業(yè)組織的不合理“十五”時(shí)期以來(lái)，鋼鐵等原材料行業(yè)投資和建設(shè)規(guī)模過(guò)度擴(kuò)張，導(dǎo)致產(chǎn)能大量過(guò)剩；同時(shí)，落后生產(chǎn)能力比重過(guò)大，產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理。目前制造業(yè)產(chǎn)業(yè)組織的主要問(wèn)題：市場(chǎng)結(jié)構(gòu)過(guò)于分散，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)度集中于價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)；企業(yè)進(jìn)入和退出存在障礙，影響產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)效率提高；企業(yè)規(guī)模普遍偏小，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型企業(yè)缺乏；合理分工合作秩序尚未形成，生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化水平仍較低。存在問(wèn)題分析23/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀中國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，但不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。光纖制造設(shè)備的100%集成電路芯片制造設(shè)備的95%

依賴(lài)進(jìn)口制造業(yè)裝備、數(shù)控機(jī)床、紡織機(jī)械等70%面臨機(jī)遇：中國(guó)已加入WTO；制造業(yè)的世界格局已經(jīng)和正在發(fā)生重大變化，歐、亞、美三分天下局面正在形成，世界經(jīng)濟(jì)重心開(kāi)始向亞洲轉(zhuǎn)移已出現(xiàn)征兆，制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式也在迅速變革之中。挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。24/74四、我國(guó)制造業(yè)現(xiàn)狀制造強(qiáng)國(guó)的主要標(biāo)志具備強(qiáng)大的產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力，擁有大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要產(chǎn)品和國(guó)際領(lǐng)先的重要制造技術(shù),有眾多國(guó)際知名品牌。擁有一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的制造企業(yè)，及強(qiáng)大的營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)，擁有一批具有工程總承包能力的設(shè)計(jì)和工程公司。擁有一支具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程技術(shù)經(jīng)營(yíng)管理和技術(shù)工人隊(duì)伍，具有卓有成效的人才培訓(xùn)體系。形成具有國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)體系，并在一些重要領(lǐng)域引領(lǐng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定及全球應(yīng)用。形成若干在國(guó)際上知名，各具特色的制造業(yè)聚集地或制造中心。依托強(qiáng)大的裝備制造業(yè)為基礎(chǔ)，能夠及時(shí)提供各行業(yè)所必需的保證技術(shù)，要求具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的先進(jìn)裝備。25/74五、振興機(jī)械裝備制造業(yè)的主要任務(wù)機(jī)械制造工業(yè)的主要任務(wù)是要以新興微電子、光電子技術(shù)，重大成套技術(shù)裝備和基礎(chǔ)機(jī)械的關(guān)鍵制造技術(shù)為重點(diǎn)，不斷地依靠技術(shù)進(jìn)步，研究開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)高效的工藝與裝備，提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量和制造技術(shù)水平。同學(xué)們?cè)诎l(fā)展我國(guó)制造工業(yè)的宏偉事業(yè)中擔(dān)負(fù)著重要的歷史使命。26/74六、本課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求本課程著重講述機(jī)械制造裝備、機(jī)械制造工藝夾具設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，介紹金屬切削過(guò)程中切削變形的基本規(guī)律以及基本規(guī)律在生產(chǎn)中的應(yīng)用和機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量等方面的內(nèi)容。學(xué)生學(xué)完此課程后，應(yīng)初步了解和掌握金屬切削刀具、金屬切削機(jī)床、機(jī)床夾具等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，掌握機(jī)械加工工藝過(guò)程的擬定方法，初步具備應(yīng)用金屬切削過(guò)程基本理論解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，為以后的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后從事機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn)管理等方面打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。27/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位28/74一、生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程將原材料轉(zhuǎn)換成為成品(機(jī)器、部件、零件)的全部勞動(dòng)過(guò)程的總和。生產(chǎn)過(guò)程包括：（1）原材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存；（2）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作；（3）毛坯制造；（4）零件機(jī)械加工；（毛坯→零件）（5）機(jī)器裝配；（零件→機(jī)器）（6）試車(chē)、油漆、包裝等。1.生產(chǎn)過(guò)程29/74在生產(chǎn)過(guò)程中凡屬直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程，統(tǒng)稱(chēng)為工藝過(guò)程；其它過(guò)程則稱(chēng)為輔助過(guò)程，例如統(tǒng)計(jì)報(bào)表、動(dòng)力供應(yīng)、運(yùn)輸、保管、工具的制造修理等。一、生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程2.工藝過(guò)程將零、部（組合）件按技術(shù)要求裝配成合格產(chǎn)品的工藝過(guò)程。機(jī)械裝配工藝過(guò)程用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的尺寸、形狀及表面質(zhì)量使之成為零件的過(guò)程。機(jī)械加工工藝過(guò)程直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、表面相互位置及材料性能，使其成為成品的過(guò)程。機(jī)械制造工藝過(guò)程30/74一、生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程機(jī)械制造工藝過(guò)程熱加工工藝過(guò)程冷加工工藝過(guò)程零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程研究如何利用切削原理使工件成型而達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求（尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量）。機(jī)器的裝配工藝過(guò)程研究如何將零件或部件進(jìn)行配合和連接，使之成為半成品或成品，并達(dá)到要求的裝配精度的工藝過(guò)程。包括鑄造、塑性加工、焊接、熱處理、表面改性等。本課程研究?jī)?nèi)容工藝規(guī)程把工藝過(guò)程的有關(guān)內(nèi)容用文件的形式固定下來(lái)，以指導(dǎo)生產(chǎn)，這個(gè)文件稱(chēng)為工藝規(guī)程。31/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工序一個(gè)(或一組)工人在一臺(tái)機(jī)床上（或一個(gè)工作地點(diǎn)），對(duì)一個(gè)(或同時(shí)幾個(gè))工件進(jìn)行加工所連續(xù)完成的工藝過(guò)程。工序是組成工藝過(guò)程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)核算的基本單元。劃分依據(jù)：

操作者變否？機(jī)床（工作地）變否？

工件變否？是否連續(xù)完成?1.工序32/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成例：圖示工件的兩種工序安排方案工件的加工內(nèi)容：（1）加工小端面；（2）對(duì)小端面鉆中心孔；（3）加工大端面；（4）對(duì)大端面鉆中心孔；（5）車(chē)大端外圓；（6）對(duì)大端倒角；（7）車(chē)小端外圓；（8）對(duì)小端倒角；（9）銑鍵槽；（10）去毛刺。33/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工序1工序2階梯軸第一種工序方案工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1加工小端面，對(duì)小端面鉆中心孔，粗車(chē)小端外圓，對(duì)小端倒角；加工大端面，對(duì)大端面鉆中心孔，粗車(chē)大端外圓，對(duì)大端倒角；精車(chē)外圓車(chē)床2銑鍵槽，手工去毛刺銑床34/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工序1工序3階梯軸第二種工序方案工序工序內(nèi)容設(shè)備工序工序內(nèi)容設(shè)備1加工小端面，對(duì)小端面鉆中心孔，粗車(chē)小端外圓，對(duì)小端倒角；車(chē)床3精車(chē)外圓車(chē)床2加工大端面，對(duì)大端面鉆中心孔，粗車(chē)大端外圓，對(duì)大端倒角；車(chē)床4銑鍵槽，手工去毛刺銑床工序2工序435/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成安裝若在一個(gè)工序中對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾完成的工藝過(guò)程稱(chēng)為一次安裝。（例如上例第一種方案中工序l共有三次安裝；工序2只有一次安裝）2.安裝3.工位工位在一次安裝中，工件相對(duì)于機(jī)床或夾具在每占據(jù)的一個(gè)加工位置上所完成的工藝過(guò)程。36/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成四工位加工工位1：裝卸工件工位2：鉆孔工位3：擴(kuò)孔工位4：鉸孔37/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成多工位加工38/74二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工步一個(gè)工位中，在加工表面不變、切削刀具不變、切削用量（切削速度和進(jìn)給量）不變的條件下所完成的工藝過(guò)程。復(fù)合工步（1）工件一次安裝后，連續(xù)加工的若干個(gè)相同的工步；（2）用多把刀具同時(shí)加工工件的幾個(gè)表面。4.工步5.走刀刀具在加工表面上切削一次所完成的工藝過(guò)程。走刀示例39/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位40/74一、生產(chǎn)綱領(lǐng)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量稱(chēng)為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計(jì)劃期通常為一年，零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N按下式計(jì)算：式中Q—產(chǎn)品年產(chǎn)量（件/年）；

n—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)量（件/臺(tái)）；

α%—備品率；

β%—廢品率。生產(chǎn)綱領(lǐng)41/74二、生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)（或車(chē)間）生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。主要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，并考慮產(chǎn)品的體積、重量和其他特征（參照表1-2、表1-3），生產(chǎn)類(lèi)型一般分成：?jiǎn)渭∨可a(chǎn)、成批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。單件生產(chǎn)工廠的產(chǎn)品品種不固定，每一品種的產(chǎn)品數(shù)量很少，工廠大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變。例如重型機(jī)械、造船業(yè)等一般屬于單件生產(chǎn)。生產(chǎn)類(lèi)型42/74二、生產(chǎn)類(lèi)型成批生產(chǎn)工廠的產(chǎn)品品種基本固定，但數(shù)量少，品種較多，需要周期地輪換生產(chǎn)，工廠內(nèi)大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象是周期性的變換。例如機(jī)床和電機(jī)制造一般屬于成批生產(chǎn)。大量生產(chǎn)工廠的產(chǎn)品品種固定，每種產(chǎn)品數(shù)量很大，工廠內(nèi)大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象固定不變。例如汽車(chē)、軸承等制造。小批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)接近單件生產(chǎn)，常將兩者合稱(chēng)為單件小批生產(chǎn)；大批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)接近大量生產(chǎn)，常合稱(chēng)為大批大量生產(chǎn)43/74二、生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)類(lèi)型同種零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)<5<20<100成批生產(chǎn)小批5～10020～200100～500中批100～300200～500500～5000大批300～1000500～50005000～50000大量生產(chǎn)>1000>5000>50000機(jī)械產(chǎn)品類(lèi)別加工零件的質(zhì)量/Kg輕型零件中型零件重型零件電子工業(yè)機(jī)械<44～30>30機(jī)床<1515～50>50重型機(jī)床<100100～2000>2000表1-2加工零件的生產(chǎn)類(lèi)型表1-3不同機(jī)械產(chǎn)品各種類(lèi)型零件的質(zhì)量范圍44/74表1-4各種生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特征名稱(chēng)大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)生產(chǎn)對(duì)象品種單一或極少，數(shù)量很大品種較多，數(shù)量較多品種很多，數(shù)量少零件互換性具有廣泛的互換性，某些高精度配合件用分組選擇法裝配，允許鉗工修配大部分零件具有互換性，同時(shí)還保留某些鉗工修配工作廣泛采用鉗工修配毛坯制造廣泛采用金屬模機(jī)器造型、模鍛等毛坯精度高，加工余量小部分采用金屬模造型、模鍛等毛坯精度中等廣泛采用木模手工造型、自由鍛造毛坯精度低，加工余量大機(jī)床設(shè)備及其布置采用高效專(zhuān)用機(jī)床，組合機(jī)床和可重組機(jī)床采用流水線或自動(dòng)線進(jìn)行生產(chǎn)部分采用通用機(jī)床，部分采用數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)廣泛采用通用機(jī)床，重要零件采用數(shù)控機(jī)床或加工中心，機(jī)床按機(jī)群布置獲得規(guī)定加工精度的方法在調(diào)整好的機(jī)床加工一般是在調(diào)整好的機(jī)床上加工，有時(shí)也用試切法試切法裝夾方法夾具裝夾部分夾具裝夾，部分找正裝夾通用夾具裝夾，找正裝夾工藝裝備廣泛采用高效率夾具、量具或自動(dòng)檢測(cè)裝置、高校復(fù)合刀具廣泛采用夾具，廣泛采用通用刀具、萬(wàn)能量具，部分采用專(zhuān)用刀具、專(zhuān)用量具廣泛采用通用夾具、量具和刀具對(duì)工人要求調(diào)整工技術(shù)水平要求高，操作工技術(shù)水平要求不高要求具有一定技術(shù)水平的工人對(duì)工人技術(shù)水平要求高工藝文件過(guò)程卡片，工序卡片，檢驗(yàn)卡片一般有過(guò)程卡片，重要工序有工序卡片只有過(guò)程卡片二、生產(chǎn)類(lèi)型45/74二、生產(chǎn)類(lèi)型劃分生產(chǎn)類(lèi)型的意義通過(guò)劃分生產(chǎn)類(lèi)型，掌握不同生產(chǎn)條件下的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，可以合理地組織生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)過(guò)程組織的基本任務(wù)保證產(chǎn)品制造的流程最短、時(shí)間最省、耗費(fèi)最少，并按計(jì)劃規(guī)定的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、數(shù)量和期限等完成供貨合同，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)過(guò)程的組織形式、基本原則：大批大量生產(chǎn)——由自動(dòng)生產(chǎn)線、專(zhuān)用生產(chǎn)線來(lái)完成。單件、小批生產(chǎn)——由通用設(shè)備、靠工人的技術(shù)或藝來(lái)完成成批生產(chǎn)。46/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位47/74一、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象幾何要素間幾何關(guān)系所據(jù)的那些點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)分類(lèi)工藝基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)示例基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)48/74二、工藝基準(zhǔn)工藝過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來(lái)確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：在加工中用作定位的基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)：工件在加工中或加工后，測(cè)量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。上述各種基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使之重合。工序簡(jiǎn)圖裝配基準(zhǔn)示例工藝基準(zhǔn)49/74第一章緒論第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在發(fā)展我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用第二節(jié)機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第三節(jié)生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征第四節(jié)基準(zhǔn)第五節(jié)工件的裝夾與定位50/74一、工件的裝夾使工件在空間相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置。使工件在加工過(guò)程中總能保持其正確位置，必須把它壓緊，此過(guò)程稱(chēng)為夾緊。工件的裝夾過(guò)程就是定位過(guò)程和夾緊過(guò)程的綜合。定位誤差與裝夾誤差之和。裝夾方式夾具裝夾劃線找正裝夾直接找正裝夾找正裝夾定位夾緊裝夾誤差51/74一、工件的裝夾將工件裝在機(jī)床上，然后按工件的某個(gè)（或某些）表面，用劃針或用千分表等量具進(jìn)行找正，以獲得工件在機(jī)床上的正確位置。直接找正裝夾效率較低，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求高，但如用精密檢具細(xì)心找正，可以獲得很高的定位精度（0.010～0.005mm），適用于單件小批生產(chǎn)或裝夾精度要求特別高的場(chǎng)合。直接找正裝夾直接找正裝夾52/74一、工件的裝夾這種裝夾方法是按圖紙要求在工件表面上劃出中心線、對(duì)稱(chēng)線和待加工面的輪廓線、找正線，裝夾工件時(shí)，先按找正線找正工件的位置，然后夾緊工件。劃線找正裝夾劃線找正裝夾劃線找正裝夾不需要專(zhuān)用設(shè)備，通用性好，但效率低，精度也不高，通常劃線找正精度只能達(dá)到0.2～0.5mm。此方法多用于單件小批生產(chǎn)中難以用直接找正方法裝夾的、形狀較為復(fù)雜的鑄件或鍛件。53/74一、工件的裝夾夾具事先按要求安裝在機(jī)床上，工件按要求裝夾在夾具上。夾具裝夾夾具裝夾使用夾具裝夾，工件在夾具中可迅速而正確的定位和夾緊。這種裝夾方式效率高、精度高而可靠，還可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和降低對(duì)工人技術(shù)水平的要求，因而廣泛應(yīng)用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。54/74二、工件的定位一個(gè)物體（空間自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的剛體）在空間直角坐標(biāo)系中共有六個(gè)自由度。六自由度示意圖六點(diǎn)定位原理要確定物體（工件）在空間直角坐標(biāo)系中的位置，即要限制其六個(gè)自由度。理論上可用六個(gè)定位支承點(diǎn)限制（實(shí)際上是用定位元件限制）。55/74二、工件的定位首先：底面和XOY平面上的點(diǎn)1、2、3接觸（緊貼，即不開(kāi)，也不嵌入），則限制了工件的（組合效應(yīng)）；其次：側(cè)面和XOZ平面上的點(diǎn)4、5接觸，則限制了工件的；最后：端面和YOZ平面上的點(diǎn)6接觸，則限制了工件的。工件的六個(gè)自由度都被限制，即確定了工件的唯一位置。用六個(gè)支承點(diǎn)相應(yīng)的限制工件的六個(gè)自由度——六點(diǎn)定位。56/74二、工件的定位注意：1）機(jī)械加工中關(guān)于自由度的概念與力學(xué)中自由度的概念不完全相同。機(jī)械加工中的自由度實(shí)際上是指工件空間位置的不確定性。這里特別要注意將定位與夾緊的概念區(qū)分開(kāi)來(lái)。工件一經(jīng)夾緊，其空間位置就不能再改變，但這并不意味著其空間位置是確定的。2）六點(diǎn)定位原則中“點(diǎn)”的含義是限制自由度，不要機(jī)械地理解成接觸點(diǎn)。3）工件在夾具中定位，可以用定位支承點(diǎn)約束自由度來(lái)分析；支承點(diǎn)的數(shù)目（所需限制自由度數(shù)）由加工技術(shù)要求確定；一個(gè)支承點(diǎn)只能限制一個(gè)自由度，即使全部自由度都被限制，支承點(diǎn)數(shù)目也不會(huì)多