机械制造技术 吉卫喜 编 第三章 工艺基本知识

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1、第三章机械加工工艺的基本知识1.生产过程指把原材料转变为成品的全过程。机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。一、生产过程和工艺过程第一节基本概念企业组织产品生产的模式：1）生产全部零部件、组装机器。2）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。3）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、产品销售和售后服务阶段。2.工艺过程把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等，使其成

2、为成品或半成品的过程称为工艺过程。工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程热处理工艺过程机械加工工艺过程装配工艺过程二、生产系统和工艺系统1．机械加工工艺系统传统的机械制造过程，尤其是进行单件小批生产时，基本上是一个离散的生产过程。各个工步、工序之间甚至可以不相关联。切削过程中机床、刀具、夹具、工件等，被视为各自独立的单元。通过长年的生产经验的积累，并随着机械制造由一种劳动技艺逐步转化成一门工程技术学科时，人们才逐渐认识了“工艺系统”这个科学的概念，以及它在制造过

3、程中的作用和价值。前文所述的把工艺过程看作物质流动、信息流动、能量流动(简称物质流、信息流和能量流)的综合动态过程，是在时间上的一种描述。对于物质流来说，这种物质的流动还必须存在于一定的空间，也就是工艺系统。一般把机械加工中由机床、刀具、夹具和工件组成的相互作用、相互依赖，并具有特定功能的有机整体，称为机械加工工艺系统，简称为工艺系统。对信息流和能量流来说，也同样以工艺系统为其存在的空间。把“系统”的概念引入制造过程，只是指示人们在制造过程中对各种现象和问题进行认识、分析和解决时，不要局限于对各个单一因素作孤立的研究，而应该把工艺过程、生产过程的全过程中的各

4、有关要素看成一有机整体，并从系统的视角作全面的分析和研究，才能对加工质量、产品质量以及制造过程实行有效的控制和管理，并取得理想的效果。优质的机床、刀具、夹具和工件毛坯，并不一定能获得优良的加工质量，而只有在工艺系统中，对四者进行合理的配置或优化组合，才能取得事半功倍的效果。机械加工工艺系统的整体目标是在特定的生产条件下，适应环境要求，在保证机械加工工序质量和生产率的前提下，采用合理的工艺过程，并尽可能降低工序的加工成本。因此，必须从系统这个整体出发，去分析和研究各种有关问题，才能实现系统的最佳工艺方案。2.机械制造系统如果以整个机械加工车间为更高一级的系统来

5、考虑，则该系统的整体目标就是使该车间能最有效地全面完成所承担的零件机械加工任务。机械加工过程中，将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为“原材料”输入机械制造系统，经过存储、运输、加工、检测等环节，最后作为机械加工后的成品输出，形成物质流，由加工任务、加工顺序、加工方法、物质流要求等确定的计划、调度、管理等属于信息流。机械制造系统中能量的消耗及其流程为能量流。图3-2所示为机械制造系统图。3．生产系统如果以整个机械制造工厂为整体，为了实现最有效的经营管理，以获得最高的经济效益，则不仅要把原材料、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、油漆、试车、包装、运输和保管

6、等属于物质范畴的因素作为要素来考虑，而且还必须把技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源利用、环境保护、市场动态、经济欧策、社会问题和国际因素等信息作为影响系统效果更为重要的要素来考虑。工厂是社会生产的基层单位，在市场经济体制下，工厂应根据市场供销情况及自身的生产条件，决定自己生产的产品类型和产量，制定生产计划，进行产品设计、制造和装配等，最后输出产品。所有这些生产活动的总和，用系统的观点来看，就是一个具有输入和输出的生产系统。图3-3为生产系统图。随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以运筹学为理论基础，以计算机为工具的系统工程理论和实践在制造过程中获得日

7、益广泛的应用，促使机械制造技术产生了质的飞跃。机械制造自动化生产的较高级的层次FMS(柔性制造系统)和CIMS(计算机集成制造系统)，就是近几十年来，特别是近20年来，微电子科学与技术、计算机科学与技术、系统科学与技术、信息科学与技术、人工智能技术、虚拟现实技术等，与机械制造技术相结合的产物。它们为机械制造自动化提供了重要的系统理论、方法与实现的技术，使生产系统与制造系统的各个子系统之间，能够用统一的数据形式、语言定义实现言息传递与信息资源共享，从而取代产品工程图样与其它技术文件。利用计算机网络和数据库技术实现各子系统互连，可构成一个具有有机联系的整体，即自

8、动化工厂。CIMS充分反映了制造系统的这一新发展。一