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郑州职业技术学院课程教案课程名称：机械制造工艺与夹具教师姓名：廉振红适用专业：机电一体化授课班级：08机电1班郑州职业技术学院教务处2010年9月课程名称：机械制造工艺与夹具课程性质：专业核心课总学时：72学时（其中讲授学时60学时；实习、调研、讨论等学时：12学时）总的教学目的和要求：通过本课程的学习，既可考取机械加工通用工种职业资格中级证书，具备独立承担职业岗位相应工作的能力，又可为后续的专业课程建立必要的专业基础。本课程的具体要求如下：1、熟悉机械产品的制造过程、制造方法，熟悉和使用机械制造方面的名词术语，具备机械制造基本职业素养；2、掌握机械制造的基本理论和工艺规程的编制，对工艺问题能进行分析和提出改进措施；3、掌握零件加工和机器装配结构工艺性的原则，设计的产品具有良好的结构工艺性；4、掌握保证机器装配精度的方法；5、掌握机床夹具的设计原理和方法，具有设计机床夹具的初步能力；6、具有综合分析和解决实际工艺问题的能力，提出保证质量，提高劳动效率，降低成本的工艺途径；7、了解当前新技术、新知识、新工艺、新设备，并能初步应用于生产实际。总的教学重点和难点：在充分研究本课程的科学定位和课程目标后，为突出课程的应用性、凸现实用性，我们根据专业不同，所确定的课程重点也有所不同。机电一体化专业重点突出在工艺设计。1．重点本课程重点为六大块：机械加工工艺规程的制订；机械加工精度；机械加工表面质量；装配工艺基础；机床夹具设计基础；现代制造技术。典型零件加工属于以上重点内容的应用。2．难点机械加工工艺规程的制订；机床夹具设计基础。具体为零件的分析，定位基准的选择，工艺路线的拟订，工序尺寸的计算以及自由度的限制。一个具体工序到底应该限制哪几个自由度，依据是什么？夹具设计的方法，夹具定位元件定位误差分析计算，夹具装配图技术要求制订的原则和依据，各种技术资料的应用。第1次课（绪论）2学时备课时间：2010-8-20课题名称：绪论教学目标：1、了解机械制造技术的发展现状；2、掌握各种加工精度的获得方法；3、了解本课程的性质、内容与要求；重点难点：各种加工精度的获得方法教学方法：启发式、案例分析式教学方法和多媒体的教学手段教学过程：绪论一、制造技术的发展概况国民经济的发展和进步，在很大程度上取决于机械制造技术的水平和发展。可以看到，当今信息技术的发展，使传统的制造业革新了它原来的面貌，但这决不是削弱了它的重要地位，这一点已为不少国家经济发展的历史所证明。表1-1机械制造的过去、现在和将来18世纪初19世纪20世纪21世纪用铁砧和铁锤操作的人蒸汽机床计算机辅助设计、规划与制造网络和信息系统对工艺过程缺乏了解对工艺过程的了解加强采用闭环控制的有限的工艺过程模型可靠的工艺过程与智能控制工匠与家庭作坊位于城市中的工厂工厂自动化程度提高全球企业及虚拟制造公司当前，机械制造技术向着以下几个方面不断发展。（1）向高柔性化和自动化方向发展。（2）精密加工和超精密加工的应用将日益广泛。（3）发展高速切削、强力切削。（4）多种加工技术并行发展。二、机械制造技术任何产品的制造活动都不是一个单一的过程，它通常包含了从市场调研到售后服务的全过程，并受到多种条件的相互作用，如右图所示。机械制造技术是各种机械制造过程所涉及的技术的总称，它通常包括以下内容。①材料（金属与非金属）成型技术.②切削加工技术③特种加工技术④机械装配技术三、获得加工精度的方法(一)获得尺寸精度的方法1试切法通过试切出一小段一测量一调刀一再试切，反复进行，直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法称为试切法。图1-3所示是一个车削的试切法例子。试切图制造活动过程法的生产率低，加工精度取决于工人的技术水平，故常用于单件小批生产。2调整法先调整好刀具的位置，然后以不变的位置加工一批零件的方法称为调整法。调整法加工生产率较高，精度较稳定，常用于批量、大量生产。3定尺寸刀具法通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺寸精度，这种方法叫定尺寸刀具法。如用钻头、铰刀、拉刀来加工孔均属于定尺寸刀具法。这种方法操作简便，生产率较高，加工精度也较稳定。4自动控制法自动控制法是通过自动测量和数字控制装置，在达到尺寸精度时自动停止加工的一种尺寸控制方法。这种方法加工质量稳定，生产率高，是机械制造业的发展方向。(二)获得形状精度的方法1刀尖轨迹法通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。所获得的形状精度取决于刀具和工件间相对成形运动的精度。车削、铣削、刨削等均属于刀尖轨迹法2仿形法刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。仿形法所得到的形状精度取决于仿形装置的精度以及其它成形运动的精度。仿形铣、仿形车均属仿形法加工。3成形法利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法称成形法。成形刀具替代一个成形运动，所获得的形状精度取决于成形刀具的形状精度和其它成形运动精度。4展成法利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状精度的方法称为展成法（或称包络法）。如滚齿、插齿就属于展成法。（三)获得位置精度的方法（工件的安装方法）当零件较复杂、加工面较多时，需要经过多道工序的加工，其位置精度取决于工件的安装方式和安装精度。工件安装常用的方法如下。1直接找正安装用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正法。2按划线找正安装先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。由于划线既费时，又需要技术高的划线工，所以一般用于批量不大，形状复杂而笨重的工件或低精度毛坯的加工。3用夹具安装将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。这种方法安装迅速方便，定位精度较高而且稳定，生产率较高，广泛应用于批量和大量生产。课后小结：学习了解机械制造技术的发展概况，了解各种加工精度的获得方法。（1）机械制造技术是各种机械制造过程所涉及的技术的总称。它主要包括：材料成型技术、切削加工技术、特种加工技术和机械装配技术。目前机械制造技术正朝着柔性化和自动化、精密加工和高精密加工、高速切削和强力切削以及多种加工技术并行的方向发展。（2）工件是机械加工对象的总称。零件的加工质量通常指加工精度（形状、位置、尺寸）和表面质量（表面粗糙度、表层质量）。作业内容：思考题：1、了解制造业在国民经济中的地位；2、针对我国的机械制造业现状，指出我国机械制造业与世界发达国家的差距；3、你认为应该采取哪些具体的措施和方略来改变这种现状，使我国的机械制造行业处于世界前列？4、尺寸精度、形状精度、相互位置精度相比较，那种要求更高些？教学后记：在开始讲解新课程之前，带领学生参观校实习工厂，了解机械加工工艺过程。第2次课（1.1基本概念）2学时备课时间：2010-8-20课题名称：基本概念教学目标：1、了解并掌握机械加工工艺过程的组成及其概念2、了解生产过程与组织方式；3、了解工艺规程的作用及格式，熟悉工艺规程制定的原则及步骤；重点难点：1、机械加工工艺过程的组成及其概念；2、生产过程与组织方式；教学方法：启发式、案例分析式教学方法和多媒体的教学手段；教学过程：1.1基本概念一、生产过程和工艺过程机械产品生产过程：是指从原材料到该产品出厂的全部劳动过程。机械加工工艺过程：是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。二、工艺过程的组成1工序工序是指同一个或一组工人，在同一台机床或同一场所，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。即“三同一，一连续”。可见，工作地、工人、零件和连续作业是构成工序的四个要素，若其中任一要素的变更即构成新的工序。连续作业是指该工序内的全部工作要不间断地连续完成。一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件结构复杂的程度，加工要求及生产类型来决定。同一工序中有时也可能包含很多的加工内容。为了更明确划分各阶段的加工内容，规定其加工方法，可将一个工序进一步划分为若干个工步。2工步工步是指在加工表面不变、加工工具不变、主要切削用量不变的条件下所连续完成的那一部分工序内容，即所谓“三不变、一连续”。有时，同一加工表面往往要用同一工具加工几次才能完成，每次加工所完成的一部分工步称为一个工作行程或走刀。例如车外圆表面,连续车削三次，每次切削其切削用量中仅切削深度这一项逐渐递减，我们将这三次切削作为同一工步，每次切削为一次走刀，即该工步包含三次走刀。三、生产纲领与生产类型及其工艺特征1生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。计划期一般定为一年。所以生产纲领就是产品的年产量。零件的生产纲领应计入废品和备品的数量。图1-1阶梯轴零件的年生产纲领可按下式计算N＝Qn(1十a％十b％)(1-1)式中，N—零件的年产量，单位为件／年；Q—产品的年产量，台／年；n—为每台产品中该零件的数量，单位为件／台；a％—备品的百分率；b％—废品的百分率。生产纲领的大小决定了产品（或零件）的生产类型，而各种生产类型下又有不同的工艺特征，制定工艺规程必须符合其相应的工艺特征。因此，生产纲领是制定和修改工艺规程的重要依据。(3）它是新建和扩建工厂的基本资料新建或扩建工厂或车间时，要根据工艺规程来确定所需要的机床设备的品种和数量、机床的布置、占地面积、辅助部门的安排等。2、工艺规程的格式将工艺规程的内容填人一定格式的卡片，即成为工艺文件。目前，工艺文件2生产类型生产类型是衡量一个生产单位(企业、车间、班组等)生产某一产品的专业化程度的指标，其实质是某一个产品生产规模的大小，通常可分为：1)单件小批量生产：单个地或少量重复生产某一产品。常用于新产品试制，专用设备制造，大型、重型机器制造。2)批量生产：一年中分批制造相同产品。例如一、三季度生产A产品，二、四季度生产B产品。3)大量生产：长年地重复生产相同产品。例如汽车、拖拉机、发动机及一些通用件(如轴承)等都以此种生产方式组织生产。生产纲领和生产类型的关系随产品的大小和复杂程度而不同。四、机械加工工艺规程机械加工工艺规程是按一定格式以文件形式记录的工艺过程和操作方法。它具有稳定生产秩序、保证加工质量、指导生产计划、组织和管理等作用，是有关生产人员认真贯彻执行的纪律性文件，不得随意更改。1、工艺规程的作用工艺规程是机械制造厂最主要的技术文件之一，是工厂规章条例的重要组成部分。其具体作用如下：(1）它是指导生产的主要技术文件工艺规程是最合理的工艺过程的表格化，是在工艺理论和实践经验的基础上制订的。工人只有按照工艺规程进行生产，才能保证产品质量和较高的生产率以及较好的经济效果。(2)它是组织和管理生产的基本依据在产品投产前要根据工艺规程进行有关的技术准备和生产准备工作，如安排原材料的供应、通用工装设备的准备、专用工装设备的设计与制造、生产计划的编排、经济核算等工作。生产中对工人业务的考核也是以工艺规程为主要依据的。还没有统一的格式，各厂都是按照一些基本的内容，根据具体情况自行确定。各种工艺文件的基本格式如下。1机械加工工艺过程卡工艺过程卡主要列出了零件加工所经过的整个路线（称为工艺路线），以及工装设备和工时等内容。由于各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作，而多作为生产管理方面使用。在单件小批生产中，通常不编制其它较详细的工艺文件，而是以这种卡片指导生产，这时应编制得详细些。2机械加工工艺卡工艺卡是以工序为单位，详细说明零件工艺过程的工艺文件。它用来指导工人操作，帮助管理人员及技术人员掌握零件加工过程，广泛用于批量生产的零件和小批生产的重要零件。3机械加工工序卡工序卡是用来具体指导工人操作的一种最详细的工艺文件。在这种卡片上，要画出工序简图，注明该工序的加工表面及应达到的尺寸精度和粗糙度要求、工件的安装方式、切削用量、工装设备等内容。在大批大量生产时都要采取这种卡片。3、制定工艺规程的原则制定工艺规程应遵循如下原则：1）必须可靠地保证零件图纸上所有的技术要求的实现。2）在规定的生产纲领和生产批量下，一般要