机械制造工艺学教学大纲3篇(机械制造工艺学课设)
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生产过程：指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。系统属性：集合性、关联性、目的性、环境适应性。机械加工工艺系统的组成：机床、夹具、刀具、工件。机械加工工艺过程：指采用金属切削工具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状尺寸，表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。分为安装、工位、工步、走刀 安装：在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那一部分工序内容称为一个安装。工位：在工件的一次安装中通过分度（或位移）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容称为一个工步。走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。多工位加工的好处：① 减少工件的安装次数②减少辅助时间，缩短工时，提高效率。③可实现加工时间与辅助时间重叠。生产纲领：在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。生产批量：指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。生产类型可按大量生产、成批生产、单件生产三种生产类型来分类。工件在机床或夹具中的装夹方法有三种： 直接找正装夹（比较经济，定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产）； 划线找正装夹（生产效率低，精度不高，适用于单件中小批生产中的复杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序）； 夹具装夹（生产率高，易于保证加工精度要求，操作简单方便，效率高，适用于大批量生产，形状复杂件）。六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现完全定位。工件装夹(安装)：即定位和加紧。定位：在进行机加工前，使工件在机床或夹具上，占据某一正确位置的过程。夹紧：工件定位后，通过一定的机构给工件施以一定的力，避免工件因受切削力或重力等力的作用而改变原有的位置。工件定位的实质：假定工件也是一个刚体，要使工件在机床上（或夹具中）完全定位，就必须限制它在空间的六个自由度。完全定位：限制六个自由度的定位。不完全定位：仅限制1~5个自由度的定位。欠定位：在加工时根据被加工面的尺寸，形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足。过定位：工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。用一个短V形块定位可以限制工件2个移动自由度。两个短V形块或长V形块限制2个移动、2个转动。短圆柱销限制2个移动。长圆柱销限制2个移动、2个转动。一个矩形支承板限制1个移动、2个转动。一个条形支承板限制1个移动、1个转动。一个支承钉限制1个移动。采用大端面和短销组合定位限制5个。基准：可分为设计基准和工艺基准（工序基准、定位基准、测量基准和装配基准）设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面的基准。工艺基准：在加工和装配中使用的基准。定位基准：在加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。度量基准：检验时用来确定被测零件在度量工具上位置的表面。装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器上位置的表面。粗基准的选择原则：1）保证相互位置要求的原则。应以不加工面为粗基准；2）保证加工面加工余量合理分配的原则；应选择该表面的毛坯面为粗基准；3）便于工件装夹原则；4）基准一般不得重复使用的原则。精基准的选择原则：1）基准重合原则，减少基准不重合误差；2）基准统一原则，在生产线上使用统一基准使各工序定位简单一致；3）互为基准原则，提高加工表面间的相互位置精度；4）自为基准原则，使加工余量均匀、提高精度；5）便于装夹原则。机械加工工艺规程：是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺规程步骤：阅读装备图和零件图；工艺审查；熟悉或确定毛坯；拟定机械加工工艺路线；确定满足各工序要求的工艺装备对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体设计任务书；确定各主要工序的加工余量、计算工序尺寸和公差；确定切削用量；确定时间定额；填写工艺文件。机械加工工艺规程设计原则：可靠保证零件图上所有技术要求的实现；必须满足满足生产纲领的要求；在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低；尽量减轻工人的劳动强度，确保生产安全。加工经济精度：是指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。工艺顺序的安排原则：先基准后其他；先面后孔；先主后次；先粗后精。热处理工序安排：预备热处理、最终热处理、去应力处理。辅助工序安排：中间检验、特种检验、表面处理。加工阶段的划分：粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；精密、光整加工阶段。划分加工阶段的理由：①粗加工，切削余量大，工艺单位受力↑，热变形↑，粗加工与精加工分开，可实现自然时效。②有利于合理使用机床设备。③有利于插入必要的热处理程序。④及早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，避免造成更大浪费。⑤表面精加工安排在最后，可防止或减少损伤。工序集中：工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。高效的自动化机床（主要是加工中心）工序分散：将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。主要有传统的流水线、自动线、组合机床、大批量生产。工序集中的特点：优点：①零件各加工表面的加工集中在少数几道工序内完成，各工序内容多，工步多。②有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高。③生产面积和操作工人数减少，工艺路线短。④可简化生产计划和生产组织工作。⑤工件装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证。缺点： 设备工艺装备投资大、调整、维护复杂，生产准备工作量大，更换新产品困难，柔性差。工序分散的特点:①工序多，工艺过程长，各工序加工内容少，有的情况只有一 个工步。②所使用的设备和工艺装备较简单，易于调整，掌握。③有利于选用合理的切削用量，减少工序基本时间。④设备数量多，生产面积大，人员多，但不易于适应新产品的生产。加工余量：指毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。（加工余量分为单边余量和双边余量）入体原则：对被包容尺寸（轴的外径、实体长宽高）其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零。对包容尺寸（孔的直径、槽的宽度）其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。确定加工余量的方法有：计算法；查表法；经验法。工序余量的影响因素：上工序的尺寸公差;上工序产生的表面粗糙度；上工序留下的空间误差ea；本工序的装夹误差εb。尺寸链：指的是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组。尺寸链的分类：零件尺寸链；工艺尺寸链；装配尺寸链。直线尺寸链：在工艺尺寸链中，全部组成环平行于封闭环的尺寸链称为直线尺寸链。平面尺寸链：封闭环和所有组成环均处于同一平面或几个相互平行的平面内，其中某些组成环不平行于封闭环的尺寸链称为平面尺寸链。尺寸链的计算方法：极值解法和概率解法。时间定额：是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗时间。基本时间t基：直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置，以及表面状态或材料性质等的工艺过程所消耗的时间，称为基本时间。辅助时间t辅:指在各个工序中为了保证基本工艺工作所需要做的辅助动作所耗费的时间。工作地点服务时间t服：指工人在上作班时间内照管工作地点及保证工作状态所耗费的时间。休息和自然需要时间T休：指在工作班时间内所允许的必要的休息和自然而需要时间.单件时间是:T单件=T基+T辅+T服+T休； 成批生产的单件时间定额为:T=T单件+T准终/n=(T基+T辅)(1+(α+β)/100)+T准终/n； 大量生产的单件时间定额为:T=T单件=(T基+T辅)(1+(α+β)/100)； 缩短单件时间定额的方法：
1、缩短基本时间（1）提高切削用量（2）减少切削长度（3）合并工步与合并走刀（4）多件加工；
2、缩短辅助时间（1）采用
先进夹具（2）采用转位夹具或回转工作台（3）采用连续加工（4）采用快速换刀÷自动换刀装置（5）采用自动检测装置 ；
3、缩短准备与终结时间（1）夹具、刀具调整通用化（2）采用微调装置和对刀装置（3）减少夹具在机床上的找正时间。
机床夹具基本组成：定位元件；刀具导向元件；夹紧装置；连接元件；夹具体；其他元件或装置。夹具的功能：保证加工质量；提高生产效率，降低生产成本；扩大机床加工范围；减轻工人劳动强度，保证安全生产。机床夹具的分类（按夹具的使用范围）：通用夹具、专用家具、可调整夹具和成组夹具、组合夹具、随行夹具。常用支承元件：
1、固定支承（支承钉和支承板）
2、可调支承
3、自位支承（通常只限制一个自由度）
4、辅助支承（不起定位作用，只起支承作用）一面两孔定位中，定位元件为什么采用短圆柱销，为什么采用一个短圆柱销和一个短削边销？削边应从哪个方向削？答：当采用两个圆柱销与两个定位孔配合时，两销在连心线方向限制的自由度发生重复，发生过定位，可能妨碍部分工件的装入，所以在设计制造两销时，将一个销的直径进行削边，以补偿孔销间中心距误差，使工件满足装卸条件，同时又不增大转角误差，所以削边应在两销连心线方向进行。定位误差：由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。包括基准不重合误差和基准位置误差。定位误差产生原因：a.一批工件彼此在尺寸、形状及相互位置上均存在差异；而夹具定位元件也有制造误差。b.工件的定位基准与设计基准不重合，或工件的定位基准与定位元件的工作表面之间存在间隙。c.工件用夹具定位加工时，只按定程法（即调整法）加工一批工件；如果按逐件试切法加工，则根本不存在定位误差。定位误差的计算方法：几何法（纵向定位误差、角度定位误差）和微分法。工件夹紧的基本要求：①夹得稳：不破坏稳定的正确定位，以作平衡，刚度足够； ②夹得牢：夹紧力要合适，过大工件变形或损伤，影响加工精度，过小工件加工中易移动或产生振动，同时，夹紧装置应保证自锁，即原始夹紧力去除后，工件能保持夹紧状态；③夹得快：机构简单、紧凑、操作安全、省力、迅速方便。工件夹紧力三要素：大小、方向、作用点。夹紧力选用原则：方向：不破坏定位的准确性，朝向是定位基准；夹紧力方向应使工件变形尽可能小；夹紧力方面应使所需夹紧力尽可能小。作用点：夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的平面内；夹紧力应落在工件刚性较好的部件上；夹紧力应尽量靠近加工面。大小：夹紧力要合适，过大工件变形或损伤，影响加工精度，过小工件加工中易移动或产生振动。常用夹紧机构：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心夹紧机构、联动夹紧机构。车床夹具设计要点：车床夹具总体结构；夹具与机床联接； 钻模类型：固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模、滑柱式钻模。钻套类型：固定钻套、可换钻套、快速钻套、特殊钻套。铣床夹具设计要点：铣床夹具总体结构；对刀装置；夹具体。机械加工精度：零件加工后的实际几何尺寸参数与理论几何参数的符合程度。加工误差：指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。研究加工精度的方法：单因素分析法、统计分析法。加工原理误差：加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。工艺系统的调整的基本方式（1）：试切法调整(2)调整法调整 机床误差：机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的误差 主轴的回转运动误差的基本形式：端面圆跳动（轴向漂移）；径向圆跳动（径向漂移）；角度摆动（角向漂移）影响主轴回转运动误差的主要因素：主轴的误差；轴承的误差；轴承的间隙；与轴承配合零件的误差；主轴系统的径向不等刚度和热变形等。提高主轴回转精度的措施：提高主轴部件的制造精度；对滚动轴承进行预紧；使主轴的回转精度不反映到工件上。传动链的传动误差：是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。减少传动链传动误差的措施：尽可能缩短传动链；减少各传动元件装配时的几何偏心，提高装配精度；提高传动链末端元件的制造精度；传动比i应小；采用校正装置；采用数控技术.工件装夹误差是指定位误差和夹紧误差。夹具的误差：1）定位元件、刀具导向元件、分度机构和夹具体的制造误差2）夹具元件装配误差3）夹具在长期使用过程中工作表面的磨损 影响机床部件刚度的因素：1．连接表面接触变形的影响2．部件中薄弱零件的影响3．零件间间隙的影响4．零件间的摩擦力的影响 减少工艺系统受力变形的措施：1．提高接触刚度2．提高工件的刚度3．提高机床部件的刚度4．合理装夹工件以减少夹紧变形 引起工艺系统受热变形的热源：系统内部热源(切削热和摩擦热)；系统外部热源(如太阳辐射热)； 热的传递方式：导热传热 ；对流传热；辐射传热。减少和控制工艺系统热变形的主要途径：1．减少热源的发热（热源可能分离出去；减少发热；采用有效的冷却措施。）；2．用热补偿方法减少热变形；3．采用合理的机床部件结构减少热变形的影响（采用热对称结构；合理选择机床部件的装配基准。）；4．加速达到工艺系统的热平衡状态；5．控制环境温度。残余应力：是指外部裁荷去除后，仍残存在工件内部的应力。产生残余应力的原因：1．毛坯制造中产生的残余应力2．冷校直带来的残余应力3．切削加工中产生的残余应力 减少或消除残余应力的措施：1．合理设计零件结构2．对工件进行热处理和时效处理3.合理安排工艺过程 提高和保证加工精度的途径：
一、直接减少误差法；
二、误差补偿法；
三、均分原始误差法；
四、误差转移法。误差复映：由于工艺系统受力变形，使加工表面的原始形状误差将以缩小的比例复映到已经加工的工件表面。误差复映系数：是一个小于1的正数，有修正误差的能力。加工表面质量：包括加工表面的几何形貌（表面粗糙度；表面波度；纹理方向）和表面层材料的力学物理性能和化学性能（表面层的冷作硬化；表面层金相组织变化；表面层产生残余应力）。表面层残余应力产生的原因：(1)冷态塑性变形引起的残余应力；(2)热态塑性变形引起的残余应力；(3)金相组织变化引起的残余应力。冷作硬化：机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，使表面层金属的硬度增加，强度提高的现象。三种金相组织变化：回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤。磨削烧伤：对于已淬火的钢件，很高的磨削温度往往会使表面金属层的金相组织产生变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。改善磨削烧伤的两个途径：尽可能减少磨削热的产生；改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。改善磨削烧伤的措施：(1)合理选择磨削用量；(2)工件材料；(3)砂轮的选择(4)冷却条件。零件破坏形式：1．疲劳破坏；2．滑动磨损；3．滚动磨损。表面强化工艺是指通过冷压加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面层产生残余压应力。表面强化常用工艺方法：喷九强化；滚压加工；液体磨料强化等。机械振动的分类:1．自由振动;2．强迫振动;3．自激振动 强迫振动：由外界周期性激振力引起和维持的振动。自激振动：在—定条件下，由振动系统本身产生的交变力激发和维持的一种稳定的周期性振动称为自激振动。强迫振动产生的原因：(1)系统外部的周期性激振力；(2)高速回转零件的质量不平衡引起的振动；(3)传动机构的缺陷和往复运动部件的惯性力引起的振动；(4)切削过程的间歇性。自激振动的定义：机械加工过程中，在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动，简称颤振。自激振动的特征：机械加工中的自激振动是在没有外力干扰下产生的振动运动，这与强迫振动有本质区别；自激振动的频率接近于系统的固有频率，这就是说颤振频率取决于振动系统的固有特性。自激振动的组成：振动系统(工艺系统)；调节系统(切削过程)。自激振动的激振机理有：再生原理、振型耦合原理、负摩擦原理、切削力滞后原理。机械加工中控制振动的途径：消除或减弱产生机械振动的条件；改善工艺系统的动态特性，增强工艺系统的稳定性；采取各种消振减振装置。机械结构的装配工艺性要求：机械结构应能分成独立的装配单元；减少装配时的修配和机械加工；机器结构应便于装配和拆卸。保证装配精度的方法：完全互换法；分级装配法；修配法；调节法。装配精度的内容：相互位置精度；相对运动精度；相互配合精度。
1..生产过程与工艺过程的区别和联系?
工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的尺寸
形状、位置和性能等，使其成为成品和半成品的过程
称为工艺过程。
生产过程：是指将原材料转变为成品的全过程。2.什么是工艺系统?
在机械加工中，由机床、夹具、刀具与被加工工件一起构成了一个相对独立的统一体
3.加工硬化的零件表面性能有何变化？
4.机床几何误差包括哪几部分?
轴回转运动误差、机床导轨误差和传动链误差
5.镗孔的主运动与进给运动是怎样的?
6.机床主轴回转误差有哪几种形式?
纯轴向窜动、纯径向圆跳动和纯角度摆动
《机械制造工艺与装备》
（30学时，第6或7学期）
一、课程的目的性质与任务
《机械制造工艺学》是“机械制造工艺及设备”，“机械设计制造及其自动化”和“机械工程及自动化”等专业的一门主要专业课。本课程的教学目的是通过课程讲授、实验以及课程设计、毕业设计等方法使学生掌握机械零件制造和整机装配过程中的一些具有共性的科学规律，掌握解决具体工艺问题（提高质量、生产率）的基本知识和能力。
二、本课程开设的必要性和重要性
随着科学技术的发展，人们对机械产品的质量要求越来越高。如何保证机械产品的优质、高效生产（在武器加工中同样存在优质、高效问题），是一个机械工程技术人员必备的素质之一。机械制造工艺学就是使学生通过本课程的学习，培养学生制定工艺规程的能力；掌握机械加工工艺方面的基本理论知识；改进机械零件加工工艺过程，保证加工质量方面的知识和技能受到初步训练。学会解决生产实践中出现的各种质量问题和效率问题，了解机械加工工艺的发展趋向。对学员的做为技术人员的综合能力培养有很大的促进作用。
三、教学内容
1.机械加工工艺规程的制定和工艺尺寸链： 基本概念； 零件结构工艺性分析；确定毛坏 ； 定位基准的选择； 工艺路线的拟定；确定加工余量、工序尺寸及其公差 ； 时间定额和提高劳动生产中的工艺途径；工艺过程的技术经济性分析； 工艺尺寸链 ；
2.机械加工精度：概述 ；工艺系统的几何误差；工艺系统的受力变形；工艺系统的热变形；工件残余应力引起的误差；加工误差的统计分析法和综合分析实例；提高和保证加工精度的途径。
3.机械加工表面质量：机械加工表面质量的含义及其对零件使用性能的影响； 影响表面粗糙度的工艺因素及其改善措施 ；影响零件表面层物理力学性能的因素及其改善措施；
4.装配工艺基础和装配尺寸链：概述；建立装配尺寸链的方法 ； 保证装配精度的方法—解装配尺寸链； 装配工艺规程的制订 ； 产品的结构工艺性 ； 现代制造技术。
5.典型零件加工与加工方法 ：轴类零件、箱体零件的加工工艺过程安排及各种加工方法的选择。