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高职《机械制造技术》项目教学方案10项目一：机械制造技术基本理论模块课题一机械制造过程概论--------------------------12-15课题二机械加工工艺系统--------------------------15-33课题三金属切削过程--------------------------------33-45项目二：机械加工工艺系统模块项目课题一车削加工---------------------------------------46-62课题二铣削加工---------------------------------------63-78课题三钻削铰削与镗削加工------------------------79-98课题四磨削加工--------------------------------------98-115课题五齿形加工-------------------------------------116-127课题六其它加工方法-------------------------------128-133课题七精密与特种加工----------------------------133-148项目三：机械加工方法及加工工艺模块项目课题一机械制造工艺规程设计---------------------149-164课题二机械制造精度的实现------------------------165-181课题三机械加工质量分析与控制------------------182-193课题四专用夹具设计---------------------------------194-19811绪论一、本课程的性质和内容机械制造技术课程是机械类专业的主干专业课和电机类专业的主干专业基础课。本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制造技术的发展前沿与发展趋势。二、机械制造技术的发展现状制造业为人类创造着辉煌的物质文明。制造业的先进与否是一个国家经济发展的重要标志，制造业的产值在多数国家的国民经济中占有重要的比重。全球性竞争和经济发展趋势将制造业产品生产、分销、成本、效率推向了一个新境界，也不断向制造业提出了新的挑战，无论是国内市场或国际市场，制造业都将面临复杂多变的外部环境。今天的制造业，已不能从“机械制造”的狭义角度来理解。只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可以归属于“制造业”。随着全球制造业之间的竞争日趋激烈，以及全球经济一体化，市场向企业提出了更高的要求，企业要赢得竞争，就要以市场为中心，以用户为中心，要求企业快速及时为用户提供高品质、低价格、具有个性化的产品。要以最短的产品开发时间（Time）、最优的产品质量（Quality）、最低的价格和成本（Cost）、最佳的服务（Service）（简称“TQCS”)，这样才能赢得用户和市场。三、先进制造技术及其发展方向与传统制造技术相比较，先进制造技术具有以下显著特征：（1）先进制造技术是涉及机械科学、信息科学、系统科学和管理科学的一门综合学科。（2）进制造技术的目的除了实现优质、高效、低成本外，敏捷制造、可持续发展也成为其追求的重要目标。（3）先进制造技术更加重视技术与管理的结合，重视制造过程的组织和管理体制的精简及合理化，从而产生了一系列技术与管理相结合的新的生产方式。先进制造技术的主要发展趋势：（1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展。如CIM、精良生产、并行工程、敏捷制造等（2）制造技术向高精度方向发展。（3）特种加工（4）表面工程（5）综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。（绿色制造模式）四、学习本课程的目的和要求本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制造技术的发展前沿与发展趋势。为了使学生既有较强的机械制造技术的知识基础，又有较强的工作适应能力，在以机械制造为主的基础上，扩充了计算机应用、数控以及其它制造业等内容，培养学生的宽口径适12应能力，拓宽学生的视野。项目一：机械制造技术基本理论模块课题一机械制造过程概论学习目标：掌握如下知识1.机械制造过程，包括机械零件加工过程与产品装配过程；机械制造过程及分析。2.机械制造生产组织，包括生产纲领和生产组织类型。【重点】机械零件加工过程分析。知识学习：第一章机械制造过程概论1.1机械制造过程一、概述生产系统：市场调查---产品功能定位---结构设计---生产制造---销售服务---信息反馈---改进功能----合格产品问世生产过程：机械制造厂一般都从其他工厂取得制造机械所需要的原材料或半成品，从原材料（或半成品）进厂一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和统称为工厂的生产过程。工厂的生产过程包括：原材料的运输保管、把原材料做成毛坯、把毛坯做成机器零件、把机器零件装配成机器、检验、试车、油漆、包装等。工厂的生产过程又可按车间分为若干车间的生产过程。工艺过程：在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程；其他过程则称为辅助过程。工艺过程又可分为：铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。工艺规程：一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺过程来加工，但其中总有一13种工艺过程在给定的条件下是最合理的，人们把工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产，这个文件称为工艺规程。二、机械制造过程机器是由零件、组件、部件等组成的。1、组成机器的每一个零件要经过相应地工艺过程由毛坯转变为合格零件。加工的零件不同，工艺内容不同，相应的工艺系统也不相同2、根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成配件3、再一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。机械产品的构成（汽车的构成）：三、机械制造过程的分析1、工序工序：一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。机械零件的机械加工工艺过程由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序，就被加工成合乎图样规定要求的零件。加工如图1-1所示零件其工艺过程可由如表1-1所示的五个工序组成。14图1-1机器零件图表1-1工艺过程工序是工艺过程的基本组成部分，工序是制订生产计划和进行成本核算的基本单元。2、安装安装：在同一工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次。安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。例如，图1－1所列工艺过程的第一道工序，一般都要进行两次装夹，才能把工件上所有的内外表面加工出来。从减小装夹误差及减少装夹工件所花费的时间考虑，应尽量减少安装数。3、工位在同一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位工作台或转位夹具。工位：是在工件的一次安装中,工件相对于机床（或刀具）每占据一个确切位置中所完成的那一部分加工内容。4、工步一个工序（或一次安装或一个工位）中可能需要加工若干个表面；也可能只加工一个表面，但却要用若干把不同的刀具轮流加工；或只用一把刀具但却要在加工表面上切多次，而15每次切削所选用的切削用量不全相同。工步：是在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。上述三个要素中（指加工表面、切削刀具和切削用量）只要有一个要素改变了，就不能认为是同一个工步。5、走刀一次走刀：在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工序组成，一个工序可能有几个安装，一个安装可能有几个工位，一个工位可能有几个工步，如此等等。1.2机械制造的生产组织1、生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定的在计划生产期内应当生产的产品的产量。2、生产组织类型生产专业化程度的不同，可以分为单件生产、成批生产、大量生产三种。成批生产又可分为大批生产、中批生产和小批生产。习题与思考题1．1什么是生产过程、工艺过程、机械制造工艺过程?11．2什么是工序、安装、工位、工步和走刀?1．3什么是生产、生产类型?1．4简述各种生产组织类型的特点。1．5简述机械制造过程的基本组成。课题二机械加工工艺系统学习目标：掌握如下知识1.零件表面的成形和机械加工运动。2.金属切削机床，包括机床概述、机床传动系统和传动原理、数控机床概述。3.刀具，包括刀具类型、结构参数及刀具材料。4.夹具概述。5.工件。【重点】机械加工运动、机床传动系统、工件安装基准。16知识学习:第二章机械加工工艺系统2.1零件表面的成形和机械加工运动一、零件表面的形成回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形成的表面。成型方法：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、内外圆磨削等。形成发生线的方法:（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法（4）相切法二、机械加工的运动1、表面成形运动从几何的角度来分析，为保证得到工件表面的形状所需的运动，称为成形运动。根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型：（1）简单成形运动（2）复合成形运动从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形运动可分为：（1）主运动：切除切屑所需的基本运动。3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。17（2）进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。2、辅助运动（1）空行程运动（2）切入运动（3）分度运动（4）操纵及控制运动三、切削用量和切削层参数常见机床的切削运动1、切削过程中工件上的表面正在加工的工件表面，根据其所处的状态分为：（1）待加工表面：即将进入切削加工的表面。（2）已加工表面：已经加工完成的表面。（3）加工表面（过渡表面）：切削刀具正在进行切削加工的表面。18192、切削用量切削用量三要素：（1）切削速度vc：切削速度是主运动的线速度(mm/min)（2）进给量：刀具相对工件沿进给方向移动的距离。1）进给速度vf（mm/min）2）进给量f（mm/r）3）每齿进给量fz（mm/z）（3）背吃刀量（切削深度）ap（mm）：已加工表面与待加工表面间的距离。2.2工件一、概述工件是机械加工过程中被加工对象的总称，任何一个工件都经过由毛坯到成品的过程。1、工件的毛坯毛坯是工件的基础，毛坯的种类和质量对机械加工的质量有很大影响。2、工件表面的构成工件的表面一般由多种几何形状构成。3、工件的质量要求工件质量包括加工精度和表面质量两方面。加工精度指工件加工后的几何参数（尺寸、形状和位置）与规定的理想零件的几何参数符合的程度，符合程度越高，加工精度也越高。工件是机械加工工艺系统的核心。二、工件的安装和基准20工件在夹具上定位和夹紧的过程称为安装。常用的安装方法有直接找正定位的安装、按划线找正的安装、用夹具找正的安装。为了保证工件的正确安装，必须在工件上选定合理的安装定位基准。所谓基准就是工件上用来确定其他点、线、面的位置的那些点、线、面。一般用中心线、对称线或平面来做基准。2.3金属切削机床一、机床概述1、机床的作用和特点金属切削机床是用切削加工的方法将金属毛坯加工成机器零件的工艺装置，它提供刀具与工件之间的相对运动，提供加工过程中所需的动力，经济地完成一定的机械加工工艺。2、机床的构成及布局图2．5CA6140车床外形图机床由传动装置、动力装置、执行机构、辅助机构和控制系统联合在一起，形成统一的工艺综合体。它包括以下几部分：（1）支承及定位部分（2）运动部分（3）动力部分（4）控制部分机床的布局是指合理安排机床各组成部件的位置以及相对于被加