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MMT1第1章绪论本章要点机械制造工程学科发展工艺过程与工艺系统生产类型与工艺特点基准与定位MMT2第1章绪论本章首先介绍机械工程学科的发展，强调制造技术在当今社会发展中的重要地位；然后介绍机械加工工艺的一些基本知识，包括工艺过程与工艺系统，生产类型与其工艺特点等；最后对加工中的重要问题——基准与定位进行详细论述。学习本章应对机械工程学科的发展有较全面的了解，对机械制造工艺过程和工艺系统、生产类型与工艺特点有正确理解；特别是对基准与定位概念有深入理解，并能将其正确应用在实际生产中。为准确把握基准与定位概念，需对大量工程实例进行分析，并应进行较多的练习。针对练习中的问题，可以安排习题课，必要时也可以组织课堂讨论。本章建议学时6。学习指南MMT3机械制造工艺学第1章绪论Intrduction1.1机械制造工程学科的发展DevelopmentofMechanicalManufacturingTechnologyMMT41.1.1制造的永恒性机械制造技术两方面含义：机械制造技术的发展1）用机械来加工零件（或工件）的技术；2）制造某种机械的技术。先进制造技术：将机械、电子、信息、材料、能源和管理等方面技术，进行交叉、融合和集成，综合应用于产品全生命周期的制造全过程，包括市场需求、产品设计、工艺设计、加工装配、检测、销售、使用、维修、报废处理等，以实现优质、敏捷、高效、低耗、清洁生产，快速响应市场的需求。制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的关键。MMT51.1.1制造的永恒性社会发展与制造技术密切相关：人类的发展过程就是一个不断制造的过程。制造技术的重要性MMT61.1.1制造的永恒性制造技术是科学技术物化的基础协同论系统论控制论方法论信息论数控技术制造技术微电子技术成形技术材料技术设计方法学计算机技术网络数据库转换系统分配输送能量系统物质系统加工系统装配系统拆卸系统物料系统检测系统信息系统工程设计过程管理工况监控质量保证制造系统传感技术自动控制技术能源技术管理技术制造系统工程学体系结构MMT71.1.1制造的永恒性制造技术是所有工业的支柱世界发达国家无不具有强大的制造业。机械制造业是制造业的基础，是重中之重。当今制造业的社会功能纺织服装农林机械家用电器通信设备出版印刷网络媒体文化娱乐医疗设备仪器仪表交通运输环保设备军事装备办公设备制造技术食品饮料建筑机械电力设备冶金设备化工设备MMT81.1.1制造的永恒性国力和国防的后盾国家经济和军事实力与制造技术密不可分。日本、德国由于重视制造业，二次大战后国力很快恢复，经济实力处于世界前列。与此相反，美国在相当长一段时间内忽视了制造技术发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，直至克林顿执政期间情况才有所改变。2008年美国爆发的次贷危机及其引起的金融海啸，2011年开始的欧债危机，从另一个角度表明制造业的重要地位。MMT91.1.2广义制造论狭义制造与广义制造狭义制造——传统意义上的制造，由于设计和工艺分家，制造被定位于制造工艺。它是指生产过程从原材料转变成成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。广义制造——狭义制造的扩展，又称为“大制造”。CIRP（国际生产工程科学院）定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。MMT101.1.2广义制造论制造设计一体化工艺与设计密切结合（设计不仅指产品设计，而且包括工艺设计、生产调度设计和质量控制设计等）。制造技术发展的三个重要里程碑：广义制造形成因素手工业生产阶段——依靠工匠技艺，体脑结合，设计工艺一体，生产率低下。大工业生产阶段——18世纪～20世纪中叶，使用机器，劳动分工，设计与工艺分开，专业技术发展，机械化与自动化使生产率大幅度提升。虚拟现实工业生产阶段——信息技术与制造技术融合，形成计算机集成制造模式，设计与工艺高度结合，生产率进一步提升，市场响应能力大大加强。MMT111.1.2广义制造论材料成形机理的扩展去除加工又称为分离加工，是从工件上去除一部分材料而成形。结合加工利用物理和化学方法将相同材料或不同材料结合（bonding）在一起而成形。按结合机理和结合强弱又可分为附着（deposition）、注入（injection）和连接（jointed）三种。变形加工又称为流动加工，是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能，如特种锻造、特种铸造等。传统制造工艺：冷加工，热加工现代加工成形机理：去除加工，结合加工，变形加工MMT121.1.2广义制造论材料成形机理的范畴分类加工机理加工方法去除加工力学加工磨粒流加工、磨料喷射加工、液体喷射加工电物理加工电火花加工、电火花线切割、等离子体、电子束、离子束加工电化学加工电解加工物理加工超声波加工、激光加工化学加工化学铣削、光刻加工复合加工电解磨削、超声电解磨削、超声电火花电解磨削、化学机械抛光结合加工附着加工物理加工物理气相沉积、离子镀热物理加工蒸镀、熔化镀化学加工化学气相沉积、化学镀电化学加工电镀、电铸、刷镀注入加工物理加工离子注入、离子束外延热物理加工晶体生长、分子束外延、渗碳、搀杂、烧结化学加工氮化、氧化、活性化学反应电化学加工阳极氧化连接加工激光焊接、化学粘接、快速成形制造、卷绕成形制造变形加工冷、热流动加工锻造、辊锻、轧制、挤压、辊压、液态模锻、粉末冶金粘滞流动加工金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、壳型铸造…分子定向加工液晶定向MMT131.1.2广义制造论制造技术综合性现代制造技术是一门以机械为主体，交叉融合光、电、信息、材料、管理等学科的综合体，并与社会科学，文化、艺术等密切相关。制造模式发展计算机集成制造是制造技术与信息技术相结合的产物。集成制造系统首先强调信息集成，即计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助管理的集成。进一步发展出柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、智能制造和协同制造等多种制造模式。丰富的硬软件工具、平台和支撑环境（硬件是基础，软件是支撑）产品全生命周期MMT141.1.2广义制造论产品生命周期全过程产品设计加工销售使用报废系生复拆卸发生环设计统统产系系统销售恢系统技产术术技技术技术术技营销服务拆卸循再设计开MMT151.1.3机械制造科学技术的发展现代制造技术现代设计技术设计方法学和创新设计生命周期设计和并行工程反求工程设计绿色产品设计微型产品设计现代加工技术高速与超高速加工精密工程与纳米技术特种加工技术数控加工技术自动化加工技术现代成形与改进技术现代成形与改进技术材料成形过程仿真质量监控与无损检测清洁成形与改进技术制造系统与管理技术柔性制造技术集成制造技术虚拟制造技术智能制造技术先进制造技术工业工程机械制造科学技术的发展方向MMT16机械制造工艺学1.2生产过程、工艺过程与工艺系统ProductionProcess，ManufacturingProcessandManufacturingSystem第1章绪论IntrductionMMT171.2.1机械产品生产过程指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。包括直接生产过程和辅助生产过程。机械产品生产过程直接生产过程：用于直接改变加工对象形状、尺寸、性能等，包括毛坯的制造、零件的机械加工和热处理、机器的装配、检验、测试和油漆等主要劳动过程。辅助生产过程：专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机器的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等。生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多个工厂协作完成。MMT181.2.2机械加工工艺过程是机械产品直接生产过程的一部分，传统上指采用金属切削刀具或磨具加工零件，使之达到要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。机械加工工艺过程现在指各种加工方法——除切削和磨削外，还包括其他加工方法，如电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工，以及化学加工等。MMT191.2.2机械加工工艺过程机械加工工艺过程的组成工序——由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序。阶梯轴零件MMT201.2.2机械加工工艺过程阶梯轴单件生产工艺过程工序号工序名称和内容设备1车端面，打中心孔，车外圆，切退刀槽，倒角车床2铣键槽铣床3磨外圆磨床4去毛刺钳工台阶梯轴大批量生产工艺过程工序号工序名称和内容设备1铣端面，打中心孔铣钻联合机床2粗车外圆车床3精车外圆，倒角，切退刀槽车床4铣键槽铣床5磨外圆磨床6去毛刺钳工台flashflashMMT21工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序。1.2.2机械加工工艺过程多工位加工1－装卸工件2－钻孔3－扩孔4－绞孔flashMMT22工步——指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。1.2.2机械加工工艺过程a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步复合工步示例MMT231.2.3机械加工工艺系统零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。通常，一个系统由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。物质分系统（系统硬件）：由工件、机床、工具和夹具所组成。信息分系统（系统软件）：包括加工方法、工艺过程、数控程序等。工艺系统软件是对工艺系统硬件的必要支持。能量分系统：指动力供应。研究机械制造工艺系统的组成及其内在规律，其目的是为了使工艺系统的软、硬件有机地结合起来，以达到工艺过程最佳化的目标。MMT24机械制造工艺学1.3生产类型与工艺特点ProductionTypeandTechnologyFeatures第1章绪论IntrductionMMT251.3.1生产纲领生产纲领：指在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领：计划期为一年的生产纲领。零件生产纲领计算公式式中N——年生产纲领（件/年）；Q——产品年产量（台/年）；n——每台产品中该零件数量（件/台）；α％——备品率；β％——废品率。年生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间（或工段）设计的基本文件。(1%%)NQn（1-1）MMT261.3.2生产批量生产批量：指一次投入戓产出的同一产品戓零件的数量。式中n′——每批中的零件数量；N——年生产纲领规定的零件数量；A——零件应该储备的天数；F——一年中工作日天数。确定生产批量考虑的因素满足市场需求（当前需求及可预见的未来需求）。便于生产组织与安排，保证多品种产品均衡生产。产品的制造工作量：大型产品，批量可少些。资金投入：批量小，次数多，有利于资金周转。制造效率和成本：批量大，可采用先进、专用高效工装。NAnF（1-2）MMT271.3.3生产类型及工艺特点生产类型单件生产批量生产大量生产小批量生产中批量生产大批量生产中批生产生产类型划分生产类型规范各种生产类型规范生产类型零件年生产纲领（件/年）重型机械中型机械轻型机械单件生产≤5≤20≤100小批生产＞5～100＞20～200＞100～500中批生产＞100～300＞200～500＞500～5000大批生产＞300～1000＞500～5000＞5000～50000大量生产＞1000＞5000＞50000单件小批生产大批大量生产MMT28各种生产类型的工艺特点项目生产类型单件小批生产中批生产大批大量生产加工对象经常变换周期性变换相对固定不变毛坯制造方法及加工余量木模手工造型，自由锻，毛坯精