第三節(jié)機(jī)械制造基本過(guò)程
一、 機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程
(一)機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程
機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^(guò)程。
主要包括：
1、各種生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程。 原材料和半成品的供應(yīng)、運(yùn)輸保管，產(chǎn)品的包裝和發(fā)運(yùn)。
2、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程。 指投產(chǎn)前的各項(xiàng)生產(chǎn)和技術(shù)準(zhǔn)備工作。如實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì);工藝工裝設(shè)計(jì)與制造;生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備及組織工作。
3、毛坯制造過(guò)程。如鍛造、鑄造、焊接、沖壓等。
4、零件的加工過(guò)程。如機(jī)械加工、焊接、熱處理等。
5、產(chǎn)品裝配過(guò)程。包括部件裝配和總裝配，調(diào)試、檢驗(yàn)和油漆。
汽車制造的過(guò)程如教材圖1-11
(二)機(jī)器制造的工藝過(guò)程
工藝過(guò)程是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中按照一定順序改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置或性質(zhì)，使其成為半成品的過(guò)程。
工藝過(guò)程包括毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理及裝配等過(guò)程。工藝過(guò)程是由一系列的工序組合而成。
工序的定義：指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。
工序是工藝過(guò)程最基本的組成單位。
加工工藝規(guī)程：是工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件用表格的或文字形式編制出的組織生產(chǎn)、指導(dǎo)生產(chǎn)、編制生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù)性工藝文件。如表1-3所示。
制定的加工工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)具體要求和具體條件選擇合適的加工方法，合理安排加工順序，制定正確的加工工藝，它將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)效率。
二、 毛坯生產(chǎn)
什么叫毛坯?根據(jù)零件或產(chǎn)品所需的形狀、工藝尺寸而制成的，供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象叫毛坯。
(一)鑄造
鑄造是將溶化的金屬澆鑄到和機(jī)械零件形狀相似的鑄型形腔中，經(jīng)冷卻凝固后，獲得毛坯的加工方法。
各種機(jī)器鑄件所占比例，農(nóng)業(yè)機(jī)械中40%～70%;金屬切削機(jī)床中70%～80%;重型機(jī)械、礦山機(jī)械中85%以上。
合金：用于鑄造的金屬統(tǒng)稱為合金。包括鑄鐵、鑄鋼、有色金屬?；诣T鐵應(yīng)用最廣。
鑄造方法有多種包括以下步驟：
1、制造和零件形狀相適應(yīng)的空腔鑄型。
2、制備成分、溫度合適的液態(tài)金屬。
3、將金屬澆鑄到形腔。
4、凝固后取出鑄件并清理。
鑄造所需設(shè)備：沙箱、混砂機(jī)、沖天爐或工頻爐。
鑄件大小各異，從幾克至數(shù)百噸，形狀從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，適用范圍廣，但精度低加工余量大，抗沖擊能力較差，常用于耐磨、減振、抗壓件。
(一)壓力加工
壓力加工是利用外力使金屬產(chǎn)生永久塑性變形，制成所需形狀和尺寸的毛坯或零件的加工方法。
主要生產(chǎn)方法包括
1、鍛造。
分類：自由鍛造 模型鍛造
鍛造的始溫1200°終溫800°。
自由鍛造是把加熱好的金屬坯料放到平砧上使其受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形的方法。如圖1-12a
模鍛是把加熱的金屬坯料放入鍛模模膛內(nèi)，由模腔限制金屬變形的方法。如圖1-12 b
特點(diǎn)：自由鍛造精度低，生產(chǎn)率不高，適用于簡(jiǎn)單零件，單件小批生產(chǎn)。如軸類、齒輪等。
模鍛加工余量小，生產(chǎn)率高，精度高。適合于形狀復(fù)雜零件，大批量生產(chǎn)。
2、沖壓
沖壓是利用沖模對(duì)板料加壓，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得所需零件的方法。如圖1-12c
特點(diǎn)：適合于塑性較好的板料、條料制品，尺寸精度高的薄壁件、空心件，一般不需再機(jī)械加工。
(二)焊接
焊接是通過(guò)加熱或加壓，使分離物體之間借助于內(nèi)部原子間的擴(kuò)散結(jié)合作用，連接成一個(gè)整體的加工方法。
焊接方法按機(jī)構(gòu)特點(diǎn)分類：
1、熔焊。將焊件接頭處加熱溶化，不加壓，靠凝固會(huì)連接成一個(gè)整體的方法。
2、壓焊。是將焊件接頭處加熱，加壓使其緊密接觸，連城一體的方法。
3、釬焊。是將比被焊金屬熔點(diǎn)低的金屬(焊釬加熱熔化)，被焊金屬不熔化，釬料熔化后填滿被焊件縫隙，使之連接成一體的方法。
常用焊件方法如圖1-13.
焊接的特點(diǎn)：可以以小拼大，氣密性好，生產(chǎn)周期短，不需大設(shè)備。
一、 切削加工
切削加工是從金屬材料上切除多余的金屬層，而獲得幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度都符合要求的零件的加工方法。
鉗工：手持工具對(duì)工件的加工方法。如劃線、銼、鋸、鏨、攻絲、鉆孔等。
機(jī)工：工人操縱機(jī)床對(duì)零件的加工方法。
二、 熱處理
熱處理是一種改善金屬材料及其制品性能的工藝。熱處理分類如圖1-14
三、 裝配
機(jī)器裝配是機(jī)器制造過(guò)程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)。包括安裝、調(diào)試、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆、包裝等。裝配精度高低將影響機(jī)器的工作性能。機(jī)器裝配包括組件、部件、總裝配。
組件裝配：指兩個(gè)以上零件組合到一起的過(guò)程。
部件裝配：制組件、零件連接組合成獨(dú)立部件的過(guò)程。
總裝配：指將組件、部件組裝成機(jī)器的過(guò)程。
調(diào)試：是指調(diào)節(jié)零件及機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置、配合間隙和結(jié)構(gòu)松緊的過(guò)程。
精度檢驗(yàn)：是對(duì)機(jī)器總體性能檢驗(yàn)的過(guò)程。
第三節(jié) 零件加工質(zhì)量
一、 加工精度
加工精度是加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。
公差是指零件加工過(guò)程允許誤差的變化范圍。
(一) 尺寸精度
尺寸精度指零件表面本身的尺寸和表面間相互距離尺寸精度。
尺寸有關(guān)術(shù)語(yǔ)如圖1-15，包括基本尺寸、極限尺寸、尺寸偏差、尺寸公差、公差帶。
公差等級(jí)從it01、it0、it1到it18共20個(gè)。
(二)形狀精度
形狀精度指零件加工后表面實(shí)際所得的形狀與理想形狀的符合程度。如圖1-16
(三)位置精度
位置精度指加工后零件有關(guān)要素之間實(shí)際位置和理想位置的符合程度。如表1-4 表1-5
一般情況零件加工尺寸精度高其形狀位置精度也高，但也有例外，如平板，形狀精度高尺寸精度并要求不高。
一、 機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程
(一)機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程
機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^(guò)程。
主要包括：
1、各種生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程。 原材料和半成品的供應(yīng)、運(yùn)輸保管，產(chǎn)品的包裝和發(fā)運(yùn)。
2、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程。 指投產(chǎn)前的各項(xiàng)生產(chǎn)和技術(shù)準(zhǔn)備工作。如實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì);工藝工裝設(shè)計(jì)與制造;生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備及組織工作。
3、毛坯制造過(guò)程。如鍛造、鑄造、焊接、沖壓等。
4、零件的加工過(guò)程。如機(jī)械加工、焊接、熱處理等。
5、產(chǎn)品裝配過(guò)程。包括部件裝配和總裝配，調(diào)試、檢驗(yàn)和油漆。
汽車制造的過(guò)程如教材圖1-11
(二)機(jī)器制造的工藝過(guò)程
工藝過(guò)程是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中按照一定順序改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置或性質(zhì)，使其成為半成品的過(guò)程。
工藝過(guò)程包括毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理及裝配等過(guò)程。工藝過(guò)程是由一系列的工序組合而成。
工序的定義：指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。
工序是工藝過(guò)程最基本的組成單位。
加工工藝規(guī)程：是工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件用表格的或文字形式編制出的組織生產(chǎn)、指導(dǎo)生產(chǎn)、編制生產(chǎn)計(jì)劃的依據(jù)性工藝文件。如表1-3所示。
制定的加工工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)具體要求和具體條件選擇合適的加工方法，合理安排加工順序，制定正確的加工工藝，它將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)效率。
二、 毛坯生產(chǎn)
什么叫毛坯?根據(jù)零件或產(chǎn)品所需的形狀、工藝尺寸而制成的，供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象叫毛坯。
(一)鑄造
鑄造是將溶化的金屬澆鑄到和機(jī)械零件形狀相似的鑄型形腔中，經(jīng)冷卻凝固后，獲得毛坯的加工方法。
各種機(jī)器鑄件所占比例，農(nóng)業(yè)機(jī)械中40%～70%;金屬切削機(jī)床中70%～80%;重型機(jī)械、礦山機(jī)械中85%以上。
合金：用于鑄造的金屬統(tǒng)稱為合金。包括鑄鐵、鑄鋼、有色金屬?；诣T鐵應(yīng)用最廣。
鑄造方法有多種包括以下步驟：
1、制造和零件形狀相適應(yīng)的空腔鑄型。
2、制備成分、溫度合適的液態(tài)金屬。
3、將金屬澆鑄到形腔。
4、凝固后取出鑄件并清理。
鑄造所需設(shè)備：沙箱、混砂機(jī)、沖天爐或工頻爐。
鑄件大小各異，從幾克至數(shù)百噸，形狀從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，適用范圍廣，但精度低加工余量大，抗沖擊能力較差，常用于耐磨、減振、抗壓件。
(一)壓力加工
壓力加工是利用外力使金屬產(chǎn)生永久塑性變形，制成所需形狀和尺寸的毛坯或零件的加工方法。
主要生產(chǎn)方法包括
1、鍛造。
分類：自由鍛造 模型鍛造
鍛造的始溫1200°終溫800°。
自由鍛造是把加熱好的金屬坯料放到平砧上使其受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形的方法。如圖1-12a
模鍛是把加熱的金屬坯料放入鍛模模膛內(nèi)，由模腔限制金屬變形的方法。如圖1-12 b
特點(diǎn)：自由鍛造精度低，生產(chǎn)率不高，適用于簡(jiǎn)單零件，單件小批生產(chǎn)。如軸類、齒輪等。
模鍛加工余量小，生產(chǎn)率高，精度高。適合于形狀復(fù)雜零件，大批量生產(chǎn)。
2、沖壓
沖壓是利用沖模對(duì)板料加壓，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得所需零件的方法。如圖1-12c
特點(diǎn)：適合于塑性較好的板料、條料制品，尺寸精度高的薄壁件、空心件，一般不需再機(jī)械加工。
(二)焊接
焊接是通過(guò)加熱或加壓，使分離物體之間借助于內(nèi)部原子間的擴(kuò)散結(jié)合作用，連接成一個(gè)整體的加工方法。
焊接方法按機(jī)構(gòu)特點(diǎn)分類：
1、熔焊。將焊件接頭處加熱溶化，不加壓，靠凝固會(huì)連接成一個(gè)整體的方法。
2、壓焊。是將焊件接頭處加熱，加壓使其緊密接觸，連城一體的方法。
3、釬焊。是將比被焊金屬熔點(diǎn)低的金屬(焊釬加熱熔化)，被焊金屬不熔化，釬料熔化后填滿被焊件縫隙，使之連接成一體的方法。
常用焊件方法如圖1-13.
焊接的特點(diǎn)：可以以小拼大，氣密性好，生產(chǎn)周期短，不需大設(shè)備。
一、 切削加工
切削加工是從金屬材料上切除多余的金屬層，而獲得幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度都符合要求的零件的加工方法。
鉗工：手持工具對(duì)工件的加工方法。如劃線、銼、鋸、鏨、攻絲、鉆孔等。
機(jī)工：工人操縱機(jī)床對(duì)零件的加工方法。
二、 熱處理
熱處理是一種改善金屬材料及其制品性能的工藝。熱處理分類如圖1-14
三、 裝配
機(jī)器裝配是機(jī)器制造過(guò)程中最后一個(gè)環(huán)節(jié)。包括安裝、調(diào)試、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆、包裝等。裝配精度高低將影響機(jī)器的工作性能。機(jī)器裝配包括組件、部件、總裝配。
組件裝配：指兩個(gè)以上零件組合到一起的過(guò)程。
部件裝配：制組件、零件連接組合成獨(dú)立部件的過(guò)程。
總裝配：指將組件、部件組裝成機(jī)器的過(guò)程。
調(diào)試：是指調(diào)節(jié)零件及機(jī)構(gòu)的相對(duì)位置、配合間隙和結(jié)構(gòu)松緊的過(guò)程。
精度檢驗(yàn)：是對(duì)機(jī)器總體性能檢驗(yàn)的過(guò)程。
第三節(jié) 零件加工質(zhì)量
一、 加工精度
加工精度是加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。
公差是指零件加工過(guò)程允許誤差的變化范圍。
(一) 尺寸精度
尺寸精度指零件表面本身的尺寸和表面間相互距離尺寸精度。
尺寸有關(guān)術(shù)語(yǔ)如圖1-15，包括基本尺寸、極限尺寸、尺寸偏差、尺寸公差、公差帶。
公差等級(jí)從it01、it0、it1到it18共20個(gè)。
(二)形狀精度
形狀精度指零件加工后表面實(shí)際所得的形狀與理想形狀的符合程度。如圖1-16
(三)位置精度
位置精度指加工后零件有關(guān)要素之間實(shí)際位置和理想位置的符合程度。如表1-4 表1-5
一般情況零件加工尺寸精度高其形狀位置精度也高，但也有例外，如平板，形狀精度高尺寸精度并要求不高。