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第一章生产过程的基本概念第一节生产过程和工艺过程一、生产过程和生产系统1．生产过程工业产品的生产过程是指由原材料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。这些过程包括：(1)生产技术准备过程包括产品投产前的市场调查分析，产品研制，技术鉴定等。(2)生产工艺过程包括毛坯制造，零件加工，部件和产品装配、调试、油漆和包装等。(3)辅助生产过程为基本生产过程能正常进行所必经的辅助过程，包括工艺装备的设计制造、能源供应、设备维修等。(4)生产服务过程包括原材料采购运输、保管、供应及产品包装、销售等。2．生产系统(1)系统的概念任何事物都是由数个相互作用和相互依赖的部分组成并具有特定功能的有机整体，这个整体就是“系统”。(2)机械加工工艺系统机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、夹具和工件四个要素组成。(3)机械制造系统在工艺系统基础上以整个机械加工车间为整体的更高一级的系统。该系统的整体目的就是使该车间能最有效地全面完成全部零件的机械加工任务。(详见第十一章。)(4)生产系统以整个机械制造厂为整体，为了最有效地经营，获得最高经济效益，一方面把原材料供应、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验与试车、油漆、包装、运输、保管等因素作为基本物质因素来考虑，另一方面把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经营政策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更重要的要素来考虑。由此可知，生产系统是包括制造系统的更高一级的系统。二、工艺过程和工艺规程在生产过程中，那些与由原材料转变为产品直接相关的过程称为工艺过程。它包括毛坯制造、零件加工、热处理、质量检验和机器装配等。而为保证工艺过程正常进行所需要的刀具、夹具制造，机床调整维修等则属于辅助过程。机械加工工艺过程在工艺过程中，以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性能等，直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。本课程的内容主要是研究机械加工工艺过程中的一系列问题。工艺规程技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称。三、机械加工工艺过程的组成1．工序2．安装3．工位4．工步5．工作行程（走刀）1．工序一个或一组工人，在一个工作地或一台机床上对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程称为工序。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作过程是否连续。例如．在车床上加工一批轴，既可以对每一根轴连续地进行粗加工和精加工，也可以先对整批轴进行粗加工，然后再依次对它们进行精加工。在第一种情形下，加工只包括一个工序；而在第二种情形下，由于加工过程的连续性中断，虽然加工是在同一台机床上进行的，但却成为两个工序。2．安装在机械加工工序中，使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。安装是指工件经过一次装夹后所完成的那部分工序内容。例如，在车床上加工轴。先从一端加工,然后调头再加工就是两个安装3．工位工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工序内容，称为工位。为了减少因多次装夹而带来的装夹误差和时间损失，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。图1—1是在一台三工位回转工作台机床上加工轴承盖螺钉孔的示意图。操作者在上下料工位I处装上工件，当该工件依次通过钻孔工位Ⅱ、扩孔工位Ⅲ后，即可在一次装夹后把四个阶梯孔在两个位置加工完毕。这样，既减少了装夹次数，又因各工位的加工与装卸是同时进行的，从而节约安装时间使生产率可以大提高。图l-I轴承盖螺钉孔的三工位加工4．工步在加工表面不变，加工工具不变的条件下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个被加工表面的工步，称为复合工步，也可以看作一个工步，例如，组合钻床加工多孔箱体孔。5．工作行程有些工步由于加工余量较大或其他原因，需要同一把刀具对同一表面进行多次切削。在切削速度和进给量不变的前提下刀具完成一次进给运动称为一个工作行程。图1_2是一个带半封闭键槽阶梯轴两种生产类型的工艺过程实例duanxi.mpg，从中可看出各自的工序、安装、工位、工步、工作行程之间的关系。第二节生产纲领和生产类型一、生产纲领1．产品生产纲领企业在计划期内（一年内）应生产的产品数量。2．零件生产纲领企业根据产品生产纲领在计划期内生产的零件数量。零件生产纲领与产品生产纲领的关系为N=Qn(1+α)(1+β)式中：N--零件的生产纲领；Q--产品的生产纲领(件／台)；n--每台产品中该零件的数量(件／台)；α——备品的百分率；β—一废品的百分率。当α、β均很小时，上式可近似为N=Qn(1+α+β)通常，工厂并不是把全年产量一次投入车间生产，而是根据产品生产周期、销售和库存量以及车间生产均衡情况，分批投入生产车间。每批投入生产的零件数叫做批量。二、生产类型生产类型是企业生产专业化程度的分类。根据产品的尺寸大小和特征、年生产纲领、批量及投入生产的连续性，可分为三种生产类型：大量生产、成批生产和单件生产。大量生产。连续地大量生产同一种产品，一般每台生产设备都固定地完成某种零件的某一工序的加工，例如汽车、拖拉机、轴承、缝纫机、彩电、自行车等的制造就属于这一生产类型2．成批生产一年中分批轮流地制造若干不同产品，每种产品都有一定的数量，生产呈周期性重复。按批量大小及产品特征，成批生产又分为小批生产、中批生产及大批生产三种。对小批生产来说，零件虽按批量投产，但批量不稳定，生产连续性不明显，其工艺过程及生产组织类似于单件生产。中批生产系指产品品种规格有限，而且生产有一定周期性的情况，例如通用机床、纺织机械等产品的生产。大批生产系指产品品种较为稳定，零件投产批量大，其中主要零件是连续性生产的情况。例如液压元件、水泵等产品的生产：大批生产的工艺特点和生产组织与大量生产相类似。3．单件生产产品品种多而很少重复，同一种零件数量很少的生产类型。例如重型机器、大型船舶的制造等。由于小批生产与单件生产工艺特点及生产组织形式相似，大批生产与大量生产工艺特点及生产组织形式相似，所以实际生产类型一般分为单件小批生产、中批生产及大批大量生产在一个企业里，生产类型取决于生产纲领、产品尺寸大小及复杂程度。它们之间的大致关系见表1—1。P7表1—1生产类型与生产纲领的关系生产类型还可利用成批性系数Kc来划分。成批性系数是指在同一工作地(或机床上)完成的不同工序数。当Kc=1～3时为大量生产；Kc=3～5时为大批生产；K。=5～20时为中批生产；K。20时为单件小批生产。不同的生产类型具有不同的工艺特点，即毛坯种类、机床及工艺装备，采取的技术措施、达到的技术经济效果等均不一样。各种生产类型的工艺特点见表l一2。P7第三节机械加工的经济精度各种加工方法的经济精度是确定机械加工路线时的依据。表1—3P8需要指出表1—3所列的经济精度数据不是一成不变的。随着机床、刀具、夹具和传感技术的不断发展，特别是电子计算机技术、激光技术、数字控制技术在机械制造业中的大量应用，使某些机械加工方法的加工精度和生产率不断提高，加工成本不断降低，从而促使经济精度数据发生变化。据报导，目前世界上的先进企业，每隔4～5年就要更新一次工艺。复习思考题l.什么是生产过程和工艺过程，举例说明。2．什么是工序、安装、工位、工步和工作行程，怎样划分工序内容?