第一篇：机械制造工艺实习教学大纲要点
机制工艺 实践教学大纲 机电工程系 普通机加工实训室 机械制造工艺实习教学大纲
一、课程总体说明
1、教学对象:机电工程系机电专业的专科生
2、课程类型:专业必修课
二、教学目的及其要求: 制定机械加工工艺是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。机械 加工工艺规程的制定与生产实际有着密切的联系, 它要求工艺规程制定者具 有一定的生产实践知识和专业基础知识。机械制造工艺实习是培养本专业学 生专业技能的重要实践环节。通过实习学生要达到以下目的:
1、能够应用各种手册、图表、各种标准等技术资料,特别是针对本企业的 技术资料、工艺文件有一定的了解,掌握从事工艺工作的方法和步骤;
2、能够独立的分析和拟定一个零件的合理的工艺路线;
3、能够正确处理好质量、生产率和经济性之间的辩证关系;
4、根据零件的加工要求,能够合理的选择切削用量三要素;
5、根据被加工零件的技术要求,结合生产实际,运用夹具设计的基本原理 和方法,掌握简单夹具的设计方案;
6、掌握编写机械加工工序卡片和工艺过程卡片的基本技能。
三、教学的重点难点 重点:
1、能够独立的分析和拟定一个零件的合理的工艺路线。
2、根据零件的加工要求,能够正确选择切削用量三要素。
3、根据被加工零件的技术要求,结合生产实际,运用夹具设计的基本原理 和方法,掌握简单夹具的设计方案。
4、掌握编写机械加工工序卡片和工艺过程卡片的基本技能。难点:
1、能够独立的分析和拟定一个零件的合理的工艺路线。
2、根据零件的加工要求,能够正确选择切削用量三要素。
四、与其他课程的关系
前期课程:金属切削机床、金属工艺学、机械加工设备、机械制图、公差与配合 等。
五、课时 40课时
六、教学内容 一 工艺准备(4课时(一、目的与要求:
1、进行安全教育,熟悉机床的安全操作和安全常识。
2、能够根据零件的技术要求,合理选择基准、各表面的加工方法,以及工序的 集中和分散。
3、运用所学的理论知识,确定工艺路线。(二、实训内容:
1、安全教育:(1 训学生必须穿工作服进入实训室,不准穿拖鞋、短裤进 入实训 室。(2 生进入实训室,必须要带安全帽,绝对不允许散发、穿高跟鞋、裙子 等进入实训室。
(3 生必须按时上下课,有事向实训老师请假,不允许旷课。
(4 训时要注意安全,听从老师的安排,服从老师调配,严 格遵守实 训室的规定和纪律。
(5 作机床时要严格按照机床的操作规程在指导教师的指导下进行, 不准 随意、盲目触摸机床的各部位及部件。否则机床受损或者毁坏,加倍 负责一切维修费用。
(6 作机床时,严禁两个同学同时进行操作。一次只允许一个同学操作。(7 保持实训室的卫生状况良好, 每天下课时要把机床及其周围环境卫生 搞好。
2、了解本实训室的技术现状和生产条件,包括操作机床的类型和性能,以及实 训学生的技术水平。
3、能够根据零件的技术要求,合理选择基准、各表面的加工方法,以及工序的 集中和分散。
4、熟悉零件图,分析零件图的结构公益性,了解零件的性能、用途、工作条件 及其所在部件(或者整机中的作用。
5、运用所学的理论知识,确定零件的加工工艺路线。
6、根据零件的加工要求,确定在加工过程中运用的工装夹具。(三、主要仪器: 设备名称机器型号: 普通卧式车床:CY6140/1000 CY6132/1000 CY6140/1500 CY6166/2000 卧式铣床:XA6132 立式升降台铣床:B1— 400K(四、实训注意事项:
1、学生进入实训室必须要穿工作服,女生要戴安全帽。
2、不允许穿短裤和拖鞋进入实训室,进入实训室后,不允许打闹、嬉戏,要保 持警惕。
3、在操作机床时,不允许两个同学同时进行操作,以免出现危险,造成事故。二 制定工艺过程卡片(8课时
(一、实训目的与要求:
1、了解各工序切削用量、加工余量、加工精度和工序公差。
2、熟悉各加工工序的工时定额,包括机加工时间、辅助时间、准备终结时 间等。
3、能正确填写机械加工工序卡片和工艺过程卡片。(二、实训内容:
1、让学生了解各工序切削用量、加工余量、加工精度和工序公差。
2、熟悉各加工工序的工时定额, 包括机加工时间、辅助时间、准备终结时间等。
3、通过查切削用量手册,确定切削用量三要素,即切削速度、进给量和背吃刀 量。选定切削速度之后,通过计算,确定机床的转速。
4、在知道教师的指导下,能正确填写机械加工工序卡片和工艺过程卡片。(三、主要仪器: 机械加工工序卡片和工艺过程卡片 切削用量手册(四、实训注意事项:
1、注意同一个零件,生产类型不同,工序的划分是不同的。
2、注意机械加工工序卡片和工艺过程卡片的区别。
3、注意填写卡片时的一些参数的选择要参考实验指导书和金属切削用量手册, 切不可随意填写。
4、注意切削用量三要素在选择时应遵循的原则。三 机床夹具(4课时(一、实训的目的及其要求:
1、掌握典型零件的加工方法和加工要求,以及一些常用的夹具;
2、学会分析零件在加工过程中的一些通用和专用的夹具的结构、定位方法、夹 紧方法及夹紧力的大小、方向和作用点等。
3、掌握夹紧力的大小、方向、作用点的选择原则。
4、能够区分三爪卡盘和四爪卡盘的夹紧原理及其使用场合。(二、实训内容:
1、在指导教师的指导下,学生能够认识三爪卡盘和四爪卡盘的夹紧原理及其使 用场合。
2、能在划针的帮助下用四爪卡盘找正工件并实现装夹。
3、运用所学的知识,结合生产实际,分析和研究零件在加工过程中一些通用和 专用的夹具的结构、定位方法、夹紧方法及夹紧力的大小、方向和作用点等、4、帮助同学们设计一些简单工件的定位及其夹紧的方法。
(三、主要仪器: 普通卧式车床 普通卧式铣床 三爪卡盘 四爪卡盘 划针(四、注意事项:
1、用四爪卡盘夹紧时必须要用划针找正。
2、工件定位好后,必须要夹紧才能进行加工。
3、严禁在主轴旋转时更换主轴转速。
4、严禁两个同学同时操作机床。四 齿轮轴的加工（20 课时）
（一）、实训目的及其要求：
1、机械制造的生产过程：了解主要机械设备的整个生产情况及其生产中的 主要工艺文件（如机械加工过程卡片、机械加工工序卡片等）；
2、掌握典型零件加工的工艺过程： 1）轴类零件的加工：了解轴类零件的机械加工方法，并记录其工艺过 程。了解某道工序具体加工工艺（技术要求，刀、夹、量具，切血液 等）。2）齿轮加工：了解齿轮加工的加工工艺，分析滚齿、插齿加工的运动 及其特点。分析成型加工齿轮的精度等。
3、了解刀、夹、量具的结构及其使用方法，常用机床的型号及其特点。
（二）、实训内容：
1、轴类零件的加工：加工轴类零件时基准的选择（包括粗基准和精基准的 选择）；加工原则；保证表面粗糙度的加工方法；以及重要表面的
加工方 法。
2、齿轮零件的加工：加工齿轮类零件时基准的选择；铣齿过程中分度头的 使用，及其保证齿轮精度的方法。
3、零件加工过程中各种量具的选择和使用。
（三）、主要仪器： 普通卧式车床 卧式铣床
（四）、实训注意事项：
1、加工不同零件时，机床上切削用量三要素的选择。
2、加工过程中工件的定位及其夹紧。
3、加工过程中，严禁两个同学同时操作机床。
五
1、总结 总结及成绩评定（4 课时）根据本周的实习情况，填写实习鉴定表，总结本周的实习的心得体会。
2、成绩评定 实习结束，实习教师要根据在实习过程中的工作态度、工作能力等各方 面的表现对每个学生进行综合考核，给出实习成绩。
七、教材及其参考书 使用教材：由任课老师根据实验室现有设备情况自己编写的材料。参考书目： 吴拓主编《机械制造工艺与机床夹具》机械工业出版社。
第二篇：机械制造工艺教案专题
第三章 机械加工精度及其控制 ## 6 ## §3-1概述（书第二章、P27）
一、机械加工精度的基本概念
1质量指标：评价机械零件的加工质量用加工精度和加工表面质量。2加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数的符合程度。3加工误差：零件加工后实际几何参数对理想几何参数的偏差程度。
加工精度和加工误差是从两个不同角度评价零件的几何参数的，加工精度的高和低通过加工误差的小和大表示，提高加工精度实际上就是减低加工误差。
加工精度包含三个方面内容：尺寸精度、形状精度、位置精度。形状公差限制在位置公差之内，位置误差限制在尺寸公差之内。
二、影响机械加工精度的因素
机械加工中，机床、夹具、刀具和工件构成完整系统——工艺系统，加工过程中出现的各种原始误差引起工艺系统相互位置的变化造成加工误差。
课本以活塞加工精镗销孔工序的加工过程为例，活塞在装夹过程中出现装夹误差；工件装夹后对机床、刀具、夹具进行调整出现调整误差；加工过程中受切削力、切削热、摩擦等作用工艺系统受力、受热产生变形等造成加工误差。小结如下：
1工艺系统的几何误差：
原理误差、夹具误差、刀具误差、定位误差、调整误差以及尺寸链误差等，是工件相对于刀具在静止状态下已存在的误差；
机床主轴回转误差、机床导轨导向误差及机床传动误差，是工件相对于刀具在运动状态下已存在的误差。
以上各种几何误差与工艺系统的初始状态有关。2工艺系统力效应产生的误差（动误差）：
工艺系统受力变形（惯性力、传动力等）产生的误差；残余应力引起的误差；刀具磨损等及测量产生的误差误差。
3工艺系统热变形产生的误差：机床、夹具、刀具及工件热变形产生的误差。(课本放在2中)
机械加工中零件的尺寸、形状和相互位置误差，主要是由于工件与刀具在切削运动中相互位置发生了变动而造成的。由于工件和刀具安装在夹具和机床上，因此，机床、夹具、刀具和工件构成了一个完整的工艺系统。
工艺系统中的种种误差，是造成零件加工误差的根源，故称之为原始误差。原始误差归纳见P29。
三、误差的敏感方向
由于各种原始误差的大小和方向各不相同，加工误差必须在工序尺寸方向上度量。因此，不同的原始误差对加工精度有不同的影响，原始误差的方向与工序方向一致时对加工精度影响最大，称误差敏感方向。例如图2-2所示。
四、研究加工精度的方法
在机械加工中影响精度的因素很多，如零件的装夹、装夹前后对机床、刀具、夹具进行调整。加工过程中产生切削力、切削热和磨损，这些因素可能同时存在，我们要抓主要矛盾，有的放矢地采取措施，对误差因素、影响规律和控制方法进行分析。
研究加工精度的方法有两种：
1.单因素分析法——研究某一确定因素对加工精度影响，不考虑其他因素。2.统计分析法——以生产中一批工件为基础，应用数理统计方法进行数据处理，用以控制工艺过程的顺利进行。
实际生产中两种方法常常结合起来应用，一般先用统计分析法寻找误差出现的规律，初步判断产生加工误差的可能原因，然后运用单因素分析法进行分析、试验，以便迅速找出影响加工精度的主要原因。
五、获得加工精度的方法（归纳）（书上是全面质量管理）1获得尺寸精度的方法（书上调整误差）
⑴试切法：通过试切-测量-调整-再试切反复过程。效率低、适合单件小批量。⑵定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸保证工件被加工部位尺寸。如钻孔、铰孔、攻丝等，加工精度与刀具本身制造精度有关。
⑶调整法：按工件规定的尺寸预先调整机床、夹具、刀具与工件的相对位置，工件尺寸在加工中自动获得。用于自动机床，自动线上，适应成批生产。⑷自动控制法：用测量装置、进给装置和控制系统构成自动加工系统。2获得几何形状精度的方法
零件的几何精度主要由机床精度、刀具精度保证。例如车外圆，圆柱度主要取决于主轴回转精度、导轨精度及回转轴线与导轨之间相对位置精度。⑴轨迹法：利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面形状的方法。
⑵成形法：利用成形刀具切削刃的几何形状切削出工件形状。工件精度取决于刀具安装精度、切削刃的形状精度。
⑶展成法：利用刀具和工件做展成切削运动时，切削刃在被加工表面上的包络表面形成成形表面的方法。如插齿、滚齿加工。3获得相互位置精度的加工方法
零件各表面相互位置精度，由机床精度、夹具精度、工件的安装精度保证
一、加工原理误差（P31）
加工原理误差是指采用了近似的成形运动或刃具轮廓进行加工产生的误差。
例如，滚齿加工，为了避免刀具制造和刃磨困难，常采用阿基米德蜗杆或法向直廓基本蜗杆的滚刀代替渐开线基本蜗杆的滚刀产生两种误差，即所谓的“造形误差”；和由于滚刀刀齿有限，切成的齿形是一条由微小折线组成的曲线，与理论上的光滑渐开线比较存在“齿形误差”。这些都是原理误差。
再如，模数铣刀成形铣削齿轮，也采用近似刀刃齿廓，同样产生加工原理误差，一般原理误差控制在0.01mm。精密元件加工原理误差控制在2～5μm。书上是小于10～15%工件的公差值，补充：加工原理误差类型
1成形法加工的原理性误差（形状近似的刀具）
用盘形模数铣刀加工渐开线齿轮时，每种模数不可能专门制造一把刀具，生产中一般用八把（精确的有15或26把）一套的模数铣刀。每把铣刀可以加工一定齿数范围的齿轮，为了保证铣出的齿形工作时不发生干涉，铣刀按应用范围内最小齿数的齿形制造，这样，加工其它齿数的齿形就有误差。2展成法加工的原理误差（近似的加工方法）
应用展成法加工齿轮或花键，渐开线齿廓是由滚刀或插齿刀运动时，相对逐点切成的。由于滚刀的切削刃数有限，形成的齿廓形状是一根折线，与理论上光滑的渐开线有较小的误差，这也是加工原理误差。3仿形加工原理误差（近似的传动方式）
用靠模进行仿形加工工件上的曲线时，由于与靠模接触的滚子半径和刀具半径不可 §3-2 工艺系统中几何精度对加工精度的影响（单因素分析法）能完全相等，滚子与靠模的接触点和工件曲面与刀具的接触点并不完全对应，因此会引起被加工曲线的误差。（例如电子配钥匙，有时有误差，回家开不了门）
二、调整误差
在机加工的每一道工序中，总要对工艺进行一些调整工作，例如安装夹具、调整刀具尺寸等，因此不可避免地带来误差，叫调整误差。引起调整误差因素很多，如调整用的刻度盘、定程机构的精度及与它们配合的离合器、控制阀的灵敏度；测量仪器等误差。归纳起来，工艺系统的调整有两种基本方式，调整误差与调整方式有关。1.试切法调整
试切法加工，先在工件上试切，根据测得的尺寸与要求尺寸的差值，用进给机构调整刀具与工件的位置，然后试切、测量、调整，直到规定的尺寸要求时，再切削出整个待加工的表面。引起调整误差的因素是测量误差、机床进给机构的位移误差、试切时与正式切削时切削层厚度不同等。2.调整法
以试切法为依据，预先调整好刀具与工件的相对位置，并在一批零件的加工中保持这种位置相对不变来获得所要求的零件尺寸。引起调整误差的因素是定程机构误差、式样或样板的误差、测量有限试件造成的误差等。3.刀具的调整
静调整：在静止状态下确定刀具相对工件表面的尺寸和位置。按预定调整尺寸安装刀具。调整方法①用通用量具测量调整；②用对刀样板调整。
动调整：当机床开始转动和切削时，由于受切削力、切削热及负荷作用，实际刀尖位置不断变化。刀具的动调整方法：静调整后，先试切若干个工件，测量实际获得的尺寸，计算平均值和范围值，与规定调整尺寸比较看是否合格。动调整误差是可以控制的，改进刀具材质合理调整刀具，就可减少动调整误差的影响。
三、机床误差（P167）
机床误差包括机床制造误差、安装误差、磨损等几个方面。其中主轴回转误差和传动链误差（也称系统运动误差），导轨误差对加工精度影响最大。1.机床导轨导向误差（直线度误差）
①车床导轨在水平面内直线度（ΔY）误差（弯曲）：使刀尖在水平面内发生位移ΔY，引起零件在半径方向上产生1：1误差（ΔY=ΔR）。在工件上形成锥形、鼓形或鞍形。②车床导轨在垂直面内直线度（ΔZ）误差（弯曲）：引起刀尖产生ΔZ误差，产生的零 件半径方向的误差（可忽略不计）。③前后导轨的平行度Δ（扭曲）。
④导轨对主轴回转轴线的平行度（或垂直度）。
导轨导向误差对不同的加工方法和加工对象将产生不同的加工误差。考虑对加工精度影响时，主要考虑导轨误差引起刀具与工件在误差敏感方向上的位移。
在车床上车削圆柱面时，误差的敏感方向在水平面上；锥形、鼓形或鞍形称圆柱度误差 刨床的误差敏感方向为垂直方向，引起加工表面的直线度及平面度误差； 镗床的误差敏感方向随主轴回转发生变化，对水平和垂直方向都有影响。
机床导轨误差与制造和安装有关，安装不正确引起的导轨误差大于制造引起的导轨误差，导轨的磨损是造成导轨误差的另一原因。所以为了减小导轨误差对加工精度的影响，机床设计与制造时，应从结构、材料、润滑方式、保护装置等方面采取相应措施；制造中床身毛坯充分时效处理；安装要保证质量。
导轨导向误差理论分析一般了解，自己看书
2.机床主轴的回转误差 ⑴基本概念
主轴的回转精度，是主轴系统的重要特性。它直接影响零件的加工精度。由于轴颈的圆度、轴颈之间的同轴度、主轴挠度、支承端面与轴颈中心线的垂直度等误差，使主轴实际回转轴线与理想回转轴线发生偏移，这个偏移就是主轴的回转误差。⑵对加工精度的影响（主轴回转误差的三种基本形式）
①径向圆跳度——沿径向变动量，对工件的圆度产生误差，因加工方法不同而异。镗削影响大，近似椭圆；车削影响不大，基本是圆。（工人称径跳）
②轴向圆跳动——沿轴向变动量，对工件圆柱表面加工精度没有影响；但在加工端面时，会产生端面与轴线的垂直度误差；车螺纹时也会使螺距产生周期性误差。（工人称端跳）③纯角度摆动——沿回转轴线倾斜角度变动，车外圆和内孔表面时，产生锥度误差；在镗床上镗孔时，镗刀随主轴旋转，从工件内表面整体看，镗出的孔是椭圆柱。⑶影响主轴回转精度的主要因素 ①轴承误差 ②轴承间隙的影响
③与轴承配合零件误差的影响 ④主轴转速的影响 ⑤主轴系统的径向不等刚度和热变形 ⑷提高主轴回转精度的措施
①提高轴承的回转精度：选用高精度滚动轴承；提高支承孔、轴颈等表面加工精度。②对滚动轴承进行预紧：可消除间隙，甚至产生微量过盈，增加轴承刚度。
③不使回转误差反映到工件上：例如磨外圆柱面时，用两个固定顶尖支承，主轴只传递动力，工件回转精度取决于顶尖和中心孔的形状误差和同轴度误差。3.机床传动链的传动误差
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的相对运动误差。
传动链误差一般不影响圆柱面和平面的加工精度，但会影响刀具运动的正确性，是齿轮、蜗轮、螺纹及其它按展成原理加工时，影响加工精度的主要因素。
例如，滚刀滚切齿轮时，要求滚刀转速和工件转速之间保持严格的传动比，滚刀转一转，工件转过一个齿。当传动链的传动元件如，分齿挂轮、分度蜗轮等由于制造、磨损或装配等原因存在误差，使滚切出的齿轮产生误差。如周节误差、周节累计误差和齿形误差等。
机床的传动系统由齿轮、蜗杆、蜗轮、丝杠、螺母等组成，元件的原始误差由制造形成，它会破坏正确的运动关系。造成传动比误差、转角误差等。课本P43
为了减少传动链误差对加工精度的影响，措施：
①减少传动元件，②提高传动元件的制造和装配精度，③消除间隙，④采用误差修正机构提高传动精度。
四、夹具的制造误差与磨损
⑴夹具的制造误差：包括定位元件，刀具引导件、分度机构、夹具体等零件的制造误差；⑵夹具装配后定位元件之间的相对尺寸误差； ⑶夹具在使用过程中工作表面的磨损。
五、刀具的制造误差与磨损
刀具的误差是由于刀具的制造误差与磨损造成的，单刃刀具的误差对加工精度没有直接影响，而定尺寸刀具和成形刀具的误差将直接影响加工精度。⑴刀具种类及误差对加工精度影响
①采用定尺寸刀具（如钻头、绞刀、镗刀块、拉刀、键槽铣刀等）加工时，刀具的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。②成形刀具（如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的形状精度(制造误差)直接影响工件的形状精度，刀具安装不正确将直接产生加工误差。
③展成法加工刀具（滚齿刀、插齿刀、花键滚刀等）切削刃的几何形状误差，影响加工表面的形状精度。
④一般刀具（如车刀、铣刀、镗刀等）制造精度对加工精度无直接影响，但切削过程中，刀具易磨损，也会引起零件的尺寸和形状改变，影响加工精度。
减小误差措施：规定刀具制造精度，正确选择刀具材料、切削量、切削液，正确刃磨刀具。⑵刀具的磨损
刀具尺寸的磨损过程可分三个阶段，初期磨损、正常磨损和急剧磨损阶段，在急剧磨损阶段刀具不能正常工作，因此磨损前必须重新磨刀。
六、量具误差——应用量具测量工件的尺寸、形状、和位置精度时，产生测量误差的原因有：量具制造误差、磨损、操作者视差等，为了减少量具制造和测量精度的影响，量具的制造精度应控制在工件公差的1/5～1/10以内。检验仪器设备要在计量部门授权的检验所每年检定一次，不经标定不准使用。
七、工件的定位误差（见P143，定位误差的分析与计算）
§3-3 工艺系统受力变形对加工精度的影响 ## 8 ##
一、基本概念
⑴工艺系统：机床—夹具—刀具—工件组成了工艺系统。
⑵外力：切削力、传动力、夹紧力、控制力、干扰力（工件受力）。
⑶刚度：工件加工表面在切削力法向分力Fy作用下，刀具和工件之间相对位移的比值。刚度Kxt =Fy/Yxt，Fy—切削力在Y方向分力，Yxt—系统变形（位移）工艺系统抵抗外力变形的能力用刚度Kxt表示，工艺系统在外力的作用下产生变形（加工误差）影响被加工零件的精度。
二、工艺系统刚度的计算
切削加工时工艺系统在外力的作用下产生不同程度的变形，使刀具和工件位置发生变化，从而产生相应的加工误差。
Kxt是在静态条件下测定的，称工艺系统静刚度，简称刚度。系统变形Yxt是机床变形Yjc、夹具变形Yjj、刀架变形Ydj、工件变形Yg的叠加。
Yxt= Yjc+Yjj+Ydj+Yg= Fy/Kjc +Fy/Kjj+Fy/Kdj+Fy/Kg 所以，Kxt=1/（1/Kjc+1/Kjj+1/Kdj+1/Kg）⑴工件、刀具的刚度（变形）
① 用卡盘安装小轴（可用材料力学的悬臂梁公式计算）
３ ５２ 位移Yg=FyL３/3EI Kg=3EI/L E=2×10N/mm
L-工件长度;E-弹性模量；I-工件截面惯性矩 ② 用两顶尖安装细长轴（可用材料力学的两支点梁公式计算）
２２ Yg=Fy/3EI×[（L-X）×X ]/L 当X=0和X=L，Yg=0；X=L/2时，工件刚度最小，３ 变形最大，Yg max=FyL３/48EI 刚度，Kg=48EI/L
⑵机床、夹具的刚度：夹具结构复杂，机床结构更复杂，它们的刚度很难用公式计算，目前通过实验方法测定。
三、工艺系统刚度对加工精度的影响
在机加工过程中，整个工艺系统处于受力状态，加工后工件的误差将随工艺系统受力状态和刚度的变化而变化。工艺系统受力变形对加工精度有如下影响： 1.切削力作用点位置的变化引起的工件形状误差
书上图2-29（P51），刀具位于距床头X处时，在切削分力Fy的作用下，床头由A移到A’，尾座由B移到B’，刀架由C移到C’，它们的位移分别为yct,ywz,ydj。工件轴线AB移到A’B’,刀具切削点处工件轴线位移yx。
机床的总位移：yjc=（公式2-20）、机床的刚度：Kjc
机床的变形：工艺系统刚度随切削力作用点位置的变化而变化，使工件产生鞍形的形状误差。
工件轴线产生的弯曲变形:yg=、工件的刚度：Kg=（P53）。
工件的变形：刚度也是随切削力作用点位置的变化而变化，从而使工件产生鼓形的形状误差。
在机加工中机床和工件都有变形，使工件产生形状误差的工艺系统的总变形和工艺系统刚度为Yxt、Kxt。工艺系统的变形与刚度也是随切削力作用点位置的变化而变化，所以加工出来的工件在各个截面的直径是不相同的，必然产生形状误差。2.切削力大小的变化引起的加工误差（误差复映规律）
由于毛坯加工余量和材料硬度的变化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，使工件产生相应的尺寸误差和形状误差（圆度误差），这种现象叫“误差复映”。
误差复映系数ε=Δg/Δm=A/Kxt+A Δg、Δm——工件、毛坯误差。
A——径向切削力系数，是常数。
3.夹紧力和重力引起的加工误差
工件在装夹时，由于工件刚度较低或夹力点不当，会使工件产生相应的变形，造成加工误差。工艺系统中某些零部件自身的重力所引起的相应变形也会造成加工误差。4.传动力和惯性力对加工精度的影响
传动力、惯性力在加工过程中经常改变方向，刚性较差工件夹紧时施力不当，机床部件、夹具、工件在机床上下移动等使机床受力变形的变化，也会引起加工误差。
传动力影响：有些书中认为：在单爪拨盘传动下，车削出的工件是一个正圆柱，不会产生加工误差。也有些论著认为：形成的截面形状为心脏形的圆柱度误差。惯性力影响：在高速切削时，工艺系统中存在不平衡的高速旋转部件，就会产生离心力。理论上讲不会造成工件圆度误差，但如果离心力大于切削力时，车床主轴轴颈和轴套内孔表面的接触点不停地变化，轴套孔的圆度误差将传给工件的回转轴心。另外，周期变化的惯性力常常引起工艺系统的强迫振动。
四、机床部件刚度 1.机床部件刚度的测定
⑴静态测定法：在机床不工作状态下，模拟切削时的受力情况，对机床施加静载荷，对机床部件在不同静载荷下的变形，绘出刚度特性曲线。刚度曲线特点： ①变形与作用力不是线性关系，反映刀架不纯粹是弹性变形。
②加载和卸载曲线不重合，两线之间的面积表示克服零件之间摩擦和接触塑性变形所作的功。
③卸载后曲线不回到圆点，说明有残留变形；但反复加载-卸载残留变形逐渐趋于零。④部件的实际刚度比按实体估算的小。
⑵工作状态测定法：静态测定法近似地模拟切削时的切削力，与实际加工条件不完全一样，采用工作状态测定法比较接近实际。工作状态测定法依据误差复映规律。不足之处不能得出完整的刚度特性曲线及随机性因素。2.影响机床部件刚度的因素
⑴连接表面间的接触变形：表面存在粗糙度，实际接触面比理论接触面小，接触凸峰处于接触状态，在外力作用下产生较大的接触应力，产生接触变形，有弹性也有塑性的。⑵零件间摩擦力的影响：机床部件受力变形时零件间连接表面会发生错动，加载时阻碍变形发生，卸载时阻碍变形恢复，造成刚度曲线加载和卸载不重合。⑶接合面的间隙：零件间只要存在间隙即使很小，会使零件错动，刚度很低。⑷薄弱零件本身变形：薄弱零件受力变形对刚度影响很大。
五、减少工艺系统受力变形对加工精度影响的措施 1.提高工艺系统刚度
①结构设计合理：设置辅助支承和截面形状，可提高部件刚度。
②提高连接表面的接触刚度：提高零件的配合表面质量；给部件预加载荷消除间隙；提高定位基准面的精度，减少粗糙度。③装夹工件要合理，加工方式要得当。2.减小载荷及其变化
工艺措施要合理，如合理选择刀具几何参数以减小切削力可以减少受力变形。
六、工件残余应力引起的变形
工件内的残余应力（也叫内应力）会使工件发生变形，丧失原有的加工精度。产生残余应力因素来自冷热加工。
① 毛坯制造和热处理过程中产生的残余应力：在锻、铸、焊、热处理等加工过程中，由于工件热胀冷缩不均匀、金相组织转变时发生体积变化，使工件毛坯产生很大的残余应力。
② 切削加工带来的残余应力：切削力和切削热使工件表面产生冷热塑性变形和金相组织变化，从而使工件表面产生残余应力。
③ 工件在冷校直时产生残余应力：弯曲工件校直时，必须向反方向弯曲，使工件产生塑性变形。去除外力后，工件截面上部外层产生拉应力，里层产生压应力；下部外层产生压应力，里层产生拉应力。
为减少残余应力对加工精度的影响，①增加消除残余应力的热处理工序；②合理安排工艺过程，如粗细加工分开；③改善零件结构，提高刚度。另外可在毛坯制造及零件粗加工后进行时效处理。常用的方法有：人工时效、振动时效、天然时效等。
§3-4 工艺系统热变形对加工精度的影响
一、概述
系统热变形将破坏刀具与工件正确的几何关系和运动关系，造成工件的加工误差。在精密加工和大件加工中，热变形引起的加工误差能占到加工总误差的40%～70%。控制和减少热变形对保证加工精度很重要，无论是理论上还是实践上，需要研究和解决的问 题很多。1 工艺系统的热源
热从高温处向低温处传递，有导热、对流和辐射三种；热源可分内部和外部两类。①切削热是最主要的热源，它的一部分传入工件和刀具使工件和刀具产生热变形。②传动部分（轴承副、齿轮副、导轨副、离合器等）产生的摩擦热，传到床身。③机械动力热源，如电机、电器箱、液压泵等能量损耗转化为热量。④环境热量（阳光、取暖设备等）使工艺系统各部分受热不均匀引起的变形。
以上切削热、摩擦热属于内部热源，热量以热传导形式传递；外部热源主要以辐射形式传递热量。工艺系统的热平衡和温度场概念
①热平衡：工艺系统在各种热源作用下，温度会升高，但也向周围环境散热。当工件、刀具、机床的温度达到某一数值时，单位时间散发的热量和热源传入的热量趋于相等。②温度场：由于热源及其发热量、位置和作用不同，散热条件不一样，所以各点温升也不一样，物体中各点温度的分布称为温度场。3 切削热计算公式
Q=Pz·V·t Pz—主切削力（N）；V—切削速度(m/min)；t切削时间(min)
二、工件的热变形对加工精度的影响
工艺系统热变形中，机床热变形最复杂，工件和刀具热变形相对比较简单，工件产生热变形主要受切削热的影响，热变形有两种情况： 1 工件比较均匀地受热：
简单的轴类、套类等零件的内外圆加工时，切削热均匀地传入工件，主要影响尺寸精度。热变形量计算公式（长度、直径）：
ΔL=α×L×Δt；ΔD=α×D×Δt Δt工件温差℃，α线膨胀系数
圆柱度误差：ΔR=α×D/2×Δt －５－５（α钢≈1.17×10 /K；α铜≈1.7×10/K；α
铸铁≈1.05×10
/K）
－５ 加工精度较高的轴类零件，如磨外圆、丝杠等宜采用弹性或液压尾顶尖。2 工件不均匀受热：
如平面的刨、铣、磨时，工件单面受热，上下面之间的温差影响几何形状（尺寸）精度，导致工件拱起。加工中拱起部分被切取，冷却后变成下凹，造成平面度误差。例如，磨削长L、厚S的板类零件，热变形挠度X=（α×Δt×L２）/8S
三、刀具的热变形对加工精度的影响
刀具的热变形主要是切削热引起的。刀具切削部分的温度很高，通过热传导使刀杆温度升高，刀杆伸长，变形量有时可达0.03～0.05mm。在加工长轴类工件时会造成表面几何形状误差，有时可与刀具的磨损相互补偿，故刀具对加工精度影响不太大。为了减少刀具的热变形，应合理选择切削用量和刀具的几何参数，并充分冷却和润滑，以减少切削热，减低切削温度。
四、机床热变形对加工精度的影响
机床主轴、床身、导轨等受内外热源的影响，由于热源不同，形成不均匀的温度场，使它们的相对位置发生变化，热变形破坏了原有的几何精度，造成加工误差。
对于车、铣、钻、镗等机床的热源是主轴箱内的传动件的摩擦热和润滑油发热。例如，车床主轴发热使主轴箱在垂直面内偏移，在水平面内倾斜，主轴箱温升使主轴升高；热量传给床身和导轨加剧了主轴的倾斜。要控制热倾斜量，可采用空调车间等。一般床身的热变形占总倾斜量的75%，前后轴承温差引起的倾斜量只占25%。
平面磨床床身热变形受油池安放位置和导轨摩擦热的影响。利用床身作油池床身下部温度高于上部，导轨产生中凹变形；有些磨床油箱移至机外，由于导轨面摩擦热，使床身上部温度高于下部，导轨产生中凸变形。（课本P68）
五、减少工艺系统热变形对加工精度的影响措施 ⑴减少热源的发热和隔离热源;⑵均衡温度场（强制冷却）;⑶设计上采用热对称结构及装配基准;⑷设计时使热变形发生在不影响加工精度的方向上。⑸控制环境温度、加速达到热平衡状态。
前面我们讲过，实际生产中加工误差单因素分析法和加工误差的统计分析法常常结合起来应用，对加工精度进行综合分析。生产中，影响加工精度因素错综复杂，很难用我们讲过的单因素分析法，分析计算某一工序的加工误差，因此必须通过对现场实际加工的一批零件进行检查测量，应用数理统计的方法加以处理和分析，从中发现误差规律，指导找出解决加工精度的途径，这就是加工误差的统计分析法。
一、加工误差的性质
各种单因素的加工误差，按其在一批零件中出现的规律，可分为两大类。§3-5 加工误差的统计分析 ### 9 ### 1系统误差
在顺序加工的一批零件中，加工误差大小和方向保持不变的误差（常值误差）或按一定的规律变化（变值误差）统称系统误差。
⑴常值系统误差—加工原理误差，机床、刀具、夹具、量具的制造误差，工艺系统受力变形误差等。例如，绞刀直径有0.01mm的负偏差，加工的孔也存在0.01mm的负偏差。⑵变值系统误差—机床和刀具热变形,刀具磨损引起的加工误差随工序有规律变化。2随机误差
在顺序加工的一批零件中出现的大小和方向都是无规律变化的误差。
例如：毛坯误差的复映、定位误差、夹紧误差、操作误差、内应力引起的变形误差。
不同性质的误差解决途径不同。对于常值系统误差，可以通过调整或检修工艺装备的方法解决，或者人为地制造一种常值误差补偿原来的常值误差。对于变值系统误差可以通过自动补偿的方法解决。无明显变化规律的随机误差很难完全消除，只能从根源上采取措施缩小其影响。
二、分布图分析法
由于加工误差存在着系统误差和随机误差，采用统计分析方法更为科学。统计分析方法就是以对许多工件抽样检查的结果为基础，经数理统计的处理，从中发现规律，找出解决途径。1实验分布图
测量一批工件机加工后的实际尺寸（或误差），由测量所得数据作出工件加工尺寸的实际分布图，一般用直方图或实验分布曲线作为工件加工尺寸的实验分布图。再用实验分布图的有关参数作出与它近似的理论分布图，根据理论分布图的方程可以定量地对加工误差进行计算。
直方图和实验分布曲线的绘图步骤看参考书（课本P204）2理论分布曲线
⑴正态分布：实验证明如果工艺系统不存在系统误差，只存在随机误差，被加工零件的尺寸是符合正态规律分布（即高斯曲线）。（课本P206）
y—分布密度；x—工件尺寸或误差；μ—误差的算术平均值；ζ—均方根偏差 正态分布曲线特征：①曲线以μ直线为对称中线；
②μ的正偏差和负偏差相等； 正态分布曲线方程式：y=1/(ζ√2π)exp-1/2[(x-μ)/ζ]２（也叫概率密度函数）③分布曲线与横坐标包围的面积包括了全部工件数（100%），x=μ±3ζ范围面积占99.73%，±3ζ（或6ζ）的大小代表了某一种加工方法在一定的条件下所达到的加工精度，所以工件的公差δ＞6ζ才能保证加工精度。⑵非正态分布：若工艺系统还存在常值系统误差，则工件尺寸的分布曲线不变，只不过曲线位置沿X轴发生平移；当工艺系统存在变值系统误差，曲线不在是正态分布，可以认为是若干个正态曲线的迭加，仍可借鉴正态分布曲线求解。非正态分布曲线特征：实际加工中不近似于正态分布的有，①双峰曲线，将两次调整下加工的零件混在一起，由于每次调整时常值系统误差是不同的，其值＞2.2ζ；如果两台机床加工的零件混在一起，不仅常值系统误差不同，机床精度也不一样，那么曲线的两个高峰也不一样。
②平顶曲线，加工中刀具尺寸磨损严重。
③凸峰曲线，刀具热变形严重，加工轴时曲线凸峰偏向左，加工孔时曲线凸峰偏向右。有端跳和径跳误差时分布不对称（瑞利分布）。3分布图分析法的应用
①判断加工误差性质：例如没有变值系统误差，服从正态分布；常值系统误差仅影响μ值，即影响分布曲线的位置，对形状没影响。
②确定工序能力及等级：工序处于稳定状态时，加工误差正常波动幅度。工序（也叫工艺）能力6ζ；工艺能力系数Cp=T/6ζ，T公差范围（工件尺寸公差）。工序能力分为5级，一般不低于2级，Cp＞1 ③估算合格品率 参看有关例题
三、点图分析法
分布曲线法属于事后分析，不能把规律性误差从随机误差中分离出来；也不能在加工过程中提供控制工艺过程资料。采用点图法可以按加工的先后顺序，作出工件尺寸变化图，以暴露整个加工过程的误差变化。1点图的形成：
按加工顺序定期测量工件尺寸，每组取4或5个工件，测量后取平均值。组序号为横坐标；工件平均尺寸为纵坐标。将各点连接得到点图。
2点图分析法的应用：点图法是全面质量管理TQC中用于控制加工质量的方法之一。①工艺验证—查明某种加工方法的工艺能力和工艺的稳定性。
工艺能力用工艺能力系数表示Cp=T/6ζ T公差范围，6ζ实际加工误差。一般工艺能力系数Cp＞1，即实际加工误差应小于规定的公差；Cp太大不经济，一般分为5级。Cp＜1工序能力不足，产生不合格率不可避免。
单值点图（图2-58，书上讲的比较多在这里扼要说明），图2-58实际上是某一个加工工艺的单值点图实例，图中画有中心线和控制线，控制线用于判断工艺是否稳定的界限。
x-R图（例题见P82）
工艺稳定性是指工件尺寸平均值μ和方均根误差ζ在长期加工过程中保持不变。为了验证工艺的稳定性，需要应用xi，Ri两张点图将一批工件依照加工顺序分成m 个为一组，xi是第i组的平均值，共分K组；Ri是第i组数值的极差（xmax-xmin）i，这两张图合在一起使用称为x-R图（P81）。
②加工过程误差分析—从点图中分解出系统误差和随机误差，寻找误差根源。
例如，工件尺寸平均值X点图呈缓慢上升或下降趋势，可以考虑工艺系统是否存在热变形或刀具磨损。通过采取相应的解决措施进行验证，如果点图变化趋势有所改进，说明分析正确。当系统误差消除后，随机误差成为主要误差，分析产生随机误差的原因可采用数理统计中的相关分析法。
§3-6 保证和提高加工精度的途径
一、误差预防技术 1.合理采用先进工艺与设备
在制定工艺规程时要考虑，经济效益比较显著。2.直接减小原始误差
例如，加工细长轴时，由于工件刚度很差，容易产生弯曲和振动，影响工件的几何精度。采用跟刀架，可以消除背向力将工件“顶弯”的因素。但细长轴工件在进给力的作用下，会因为“压杆失稳”被压弯。在切削热的作用下，工件会受热伸长。受卡盘和顶尖的限制，将产生轴向力加剧工件弯曲变形。为了消除或减小以上因素产生的误差，可采用反向进给的切削方式，同时应用弹性尾座顶尖，背向力作用是拉伸而不是压缩。拉伸变形和热伸长都可以在弹性顶尖上得到补偿。3.转移原始误差
在工艺系统中增加工艺装置，将原工艺系统中不易控制的误差转移的新的工艺装置上加以控制。例如，用镗模夹具加工箱体零件的孔系，即使机床加工精度不高，误差也 能转移，此时工件的加工精度完全取决于镗杆和镗模的制造精度。制作工夹具要比改造机床简单，容易保证精度。4.均分原始误差
生产中本工序的加工精度比较稳定，但由于毛坯或上一工序引起的误差造成本工序超差，采用分组调整（均分误差）的方法。
为了获得精密的轴孔配合，要求轴孔加工的很精确，用现有设备但很不经济，甚至无法加工。因此可将公差扩大几倍进行加工，然后精密地测量全部零件，分组。每组零件尺寸分散范围小于规定公差，然后将相应组的零件装配起来，得到规定的配合精度。5.均化原始误差
利用有密切联系的表面相互比较，互相检查，从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准进行加工。所谓密切联系的表面有三类，一类是配偶件的表面，例如精密丝杠与螺母研具，鼠牙分度盘等；一类是成套件的表面，如三块一组的原始平面，直尺；还有一类是工件本身互相牵连的表面，如分度盘的各个分度槽。6.“就地加工”达到最终精度
将零件装配到机器的确定部位，利用机器本身相互运动关系对零件上的关键定位表面进行加工，消除装配时误差累积的影响。例如在机床上就地修正花盘和卡盘平面的平直度，修正卡盘爪的同心度，及夹具的定位面。7.加工过程中的积极控制
在机加工中，对于常值系统误差可以用误差补偿的方法进行消除和减少，但对于变值系统误差，就必须用积极控制方法进行补偿。积极控制方法，也就是利用测量装置连续地测出工件的实际尺寸（或形状及位置精度），并与基准值进行比较，随时修正刀具与工件的相对位置，直到两者的差值不超过预定的公差为止。例如在外圆磨床上，利用气压传感器监测工件实际尺寸，当工件尺寸达到设定值时，砂轮架自动退出。
保证加工精度最基本方法是合理采用先进工艺与设备。
二、误差补偿技术
人为地造成一种新误差去抵消另一种加工误差，尽量使两者大小相等，方向相反，达到减小误差的目的。
例如，在滚齿加工中，由于分度蜗轮的分度误差会产生工件运动偏心误差，这种误差大小和方向在机床工作台上是固定的。在精确测量出机床的分度误差大小和方向之后，就可以人为地安装偏心产生的几何偏心误差去补偿机床固有的运动偏心。
第三篇：机械制造工艺总结
《机械制造工艺学》小论文
一、前言
机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称。它包括零件的毛坯制造、机械加工、热处理和产品的装配等，内容十分广泛。然而机械制造工艺学则是以机械加工和产品装配过程的工艺问题为主要研究对象的一门应用性技术科学。本书我们学习了机械加工精度，机械加工表面质量，工艺规程的制订，尺寸链，精密加工与光整，回转体零件加工，其他零件加工，齿形加工和现在制造技术等内容。注重适用性和能力的培养，加强了尺寸链、工艺规程的制订、表面的精密加工与光整加工、各类典型零件与齿形表面的加工工艺和方法等内容。机械制造工业担负着为国民经济各个部门提供各种机械装备的任务，在国民经济中具有十分重要的地位和作用。将原材料转变为成品的全过程叫做生产过程，一种机械产品的生产过程往往是由许多工厂共同协作来完成的，工厂的生产过程又可分为各个车间的生产过程：使各种原材料，半成品成为产品的方法和过程，称为工艺。它提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有很大，直接的影响，其规模和水平是反应国民经济实力和科学技术水平的重要要标志。
二.现代生产制造系统及制造技术的展望
现代科学技术的飞速发展，已经改变了或正在改变着制造技术的传统面貌。制造技术的内涵不断地扩展，它与当代最新科技成果不断地交叉、融合，已经形成了“现代制造技术”的全新概念。作为制造技术的最新进展与展望，下面总结了几项目前正在研究的热点技术。
1.并行工程技术
并行工程这一概念是80年代中期首先由美国提出的。所谓并行工程技术，就是一体化和并行的设计产品及其各种相关过程的系统化工作模式，它要求产品开发人员在设计一开始就考虑生周期的所有因素，包括质量、成本、工作进度和用户要求等。其宗旨是改善设计与制造间的信息交流，打破以往设计、试验、生产的串行环节，引进动态并行机制，讲产品生产中的各种因素进行有机综合、并行处理，将产品设计。生产计划、加工、检测和市场分析等同步进行，从而缩短技术的生产准备周期，使产品能按用户的要求以最快的速度供应市场。
2.精益生产
精益生产的主导思想是以“人”为中心，以“简化”为手段，以“尽善尽美”为最终目标。因此，精益生产的体电视：
（1）强调人的作用，以人为中心，工人是企业的主人，身缠工人在生产中享有充分的自主权。所有工作人员都是企业的终身雇员，企业把雇员看做是比机器更重要的国定资产，强调职工创造性的发挥。
（2）以“简化”为手段，去除生产中一切不增值的工作，简化组织结构，建华与写作长的关系，简化产品的开发过程、生产过程及检验过程，减少非生产费用，强调一体化的质量保证。
（3）精益求精，以“尽善尽美”为最终目标。持续不断地改进生产，降低成本，力求无废品、无库存和产品品种多样化。时期也能以具有最有质量和最低成本的产品，对市场需求做出最迅速的影响。
精益生产不仅实时信息与自动化设备的集成，还把整个企业作为一个大系统来统筹考虑。其主要技术基础是成组技术、并行工程和TQCS等，其核心是对技术和生产的全名的科学管理。他取得成功的秘诀是充分发挥人的积极因素和能力，消除一切无用喝不起增值作用的环节，以尽善尽美的产品供应用户。
3.敏捷制造
敏捷制造是美国于90年代初期为提高其铲平在国际、国内市场的竞争力而提出的一种新的生产模式。目前较为权威的定义是：敏捷制造是一种结构，在这个结构中，没一个公司都能开发自己的产品并实施自己的经营战略。构成这个结构的基石是三种基本资源：有创新精神的管理机构和组织，有技术、有知识的高素质人员和先进制造技术。制造的敏捷救援与上述三种资源的有效集成。它将柔性生产技术。熟练掌握生产技能和有知识的劳动力与促进企业内部和企业之间相互合作的灵性管理集成在一起，通过所建立的共同的基础结构，队迅速改变或无法预见的消费者需求和市场变化作为初快速反应。
目前敏捷制造还只是一个设想，因为要真正实施敏捷制造就必须解决以下两个放米娜的困难：
（1）国家范围内甚至国与国之间的工业制造信息网的建立。
（2）怎样才能做到企业间的充分信任与合作。
从技术上讲，这项技术是可行的，他将制造系统的概念扩展到相关的企业间，将制造过程由“技术推进”变为“需求牵引”。它所提出的一系列思想核心概念将会是制造业产生根本性的变化，促进制造技术的发展，进而对人类社会的生产长生深远的影响。
4.智能制造
智能制造是指在制造生产的各个环节中，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算及模拟人类专家的智能活动，使系统可以效仿人类进行分析、判断、推理、构思和劳动，从而取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承和发展。因此，智能制造系统能自动监控其运行状态，在受外界或内部及激励时能自动调节其运行参数，以得到最佳状态，从而使系统具有自组织能力。
制造技术的智能化研究，已经成为当代制造技术发展得个重要方向。对智能制造技术的研究一般可分为三个层次，几单元的加工过程的智能化、工作站控制的智能化和在CIMS基础上的智能化。
智能制造技术在西方工业发达国家仍处于概念研究和试验研究阶段。我国也已经开始开展人工智能再制造领域中应用的研究工作。
5.纳米技术与微型机械
现代制造技术正在向所谓的加工极限发起有力的挑战。以纳米技术为代表的超精密加工技术何以微细加工为手段的微型机械技术，代表了当今精密工程的前沿和方向。
纳米技术是一种操纵原子、分子或原子团、分子团，使其形成所需要的物质或原器件的技术。这种加工已经深入到物质的微观领域，某些物理量的转换是以最小单位—量子跳跃式进行的，而不是连续的，因此超精密加工将以量子力学为基础发展。目前，美国、日本等国已利用电子扫描隧道技术成功地实现了原子的挪移，并正向着工程实用化发展。目前，能实现原子级纳米加工的技术有多种，如离子束加工、电子扫描隧道技术、酸蚀法等。
纳米技术和微型机械是近年来发展起来的高新技术，具有极强的生命力，已经开始应用与机械工程、生物工程、海洋工程、宇航工程及医疗技术等方面。因此，国外有人将纳米技术与微型机械称为“21世纪的核心技术”。
第四篇：机械制造技术教学大纲[范文模版]
《机械制造技术》课程教学大纲
一、课程简介
课程名称
机械制造技术
英文名称
Mechanical Maunfacturing Ttechnology 课程代码 课程类别 学科专业课 学 分 4 总学时数 64（56理论+8实验）
先修课程 机械制图 机械制造基础 机械原理与机械零件 课程概要
《机械制造技术》是高等工科学校机械制造及自动化专业的一门专业课，包括金属切削原理、金属切削机床的构成与功能、夹具组件与设计和工艺规程与质量评价等方面的知识。旨在通过理论教学、课堂讨论、相关作业和实验演示等环节提高学生对机械制造技术的理解、掌握、应用和开发创新能力，实现培养目标的要求。
二、教学目的及要求
通过该课程的教学，使学生掌握金属切削基础的基本结构与工作原理，掌握金属切削刀具各部分的用途及角度测量，掌握夹具组件的功能和使用，以及零件加工工艺的拟定和质量评价。培养学生较全面地掌握、了解从事机械制造及自动化方面的技术、实际应用和继续学习的能力。
三、教学内容及学时分配
第1章 机械制造技术简介 ２学时
1、讲解机械制造工业在国民经济中的地位和作用。
2、理解形成零件的五种方法和机械加工的工种。
3、掌握金属切削机床的基本知识。
重点：熟悉金属切削机床型号的编制方法，全面正确地理解金属切削机床型号所代表的具体内涵。
难点：热加工、冷加工和特种加工的区别与联系。
第2章 金属切削过程的基本知识 8学时（含2学时实验）
1、讲解金属切削运动和切削要素、金属切削刀具的几何角度、切削过程的物理现象、刀具材料及其选择和切削液方面的知识。
2、理解切削运动要素和刀具几何角度的作用与测量。
3、掌握刀具几何参数和切削用量的选择方法。重点：刀具几何参数的选择和切削用量的选择。
难点：刀具几何参数的测量和标注，刀具的几何参数与工作参数之间的关系。
第3章 机械零件加工方法与设备 １6学时（含２学时实验）
1、讲解外圆表面、内圆表面、平面、螺纹面和齿轮面的加工原理、加工设备、加工方案等方面的知识。
2、理解各种加工方法所能达到的精度和表面粗糙度值，理解机床的工作方法、加工特点、传动方式、夹具附件和应用范围。
3、掌握主要金属切削机床（车、铣、刨、磨、镗、钻、齿轮加工和螺纹加工）各个组成部件的名称、作用。
重点：金属切削机床的传动原理图、传动系统图和装配图之间的关系，以及金属切削机床典型组件的作用。
难点：金属切削机床的运动分析与计算，以及在保证加工精度和表面粗糙度值情况下各种加工方法的综合运用。
第4章 机械加工工艺规程 １6学时（含２学时实验）
1、讲解机械加工工艺中常用的术语及其定义，讲解工艺规程的作用、制定原则、制定步骤。
2、理解基准的作用和类型、划分加工阶段的原因，生产定额及其计算。
3、掌握零件的技术要求分析、零件的结构工艺分析方法。掌握零件毛坯制作的选择方法以及形状尺寸的确定。掌握定位基准的选择和工艺路线的拟定方法。
重点：工序尺寸及公差确定。难点：工艺尺寸链的计算。
第5章 机床夹具设计 10学时（含２学时实验）
1、讲解工件定位的原则、夹具的组成，夹具的设计方法、先进组合夹具。
2、理解常用典型夹具（心轴、V形铁、定位销、顶尖、夹头）的定位方法及误差分析，以及夹紧机构的原理。
3、掌握车床夹具、钻床夹具、镗床夹具和铣床夹具等几种常用的典型机床夹具的定位原理和夹紧机构。重点：夹具的定位元件、夹紧机构。难点：六点定则的实际应用。
第6章 机械加工质量分析 ４学时
1、讲解机械加工精度、表面质量对零件的使用性能影响和产生原因分析。
2、理解工艺系统的制造误差及磨损对零件精度的具体影响情况以及表面质量的评价方法。
3、掌握工艺系统变形对加工精度的影响以及加工误差的统计分析方法。重点：金属切削机床、刀具和夹具的制造、安装误差对加工精度的影响。难点：产生加工误差和表面质量缺陷的原因分析。
第7章 数控加工工艺 2学时
1、讲解数控刀具的种类、特点、选择方法。
2、理解数控加工的工艺分析的主要内容和分析方法。
3、掌握数控机床的加工过程和工艺特点。
第8章 机械装配工艺基础 4学时
1、讲解机械装配概念
2、理解装配精度、与装配尺寸链、装配方法及其选择。
3、熟悉装配工艺规程制定的原则、制定步骤。
第9章 计算机辅助工艺过程设计（CAPP）2学时
1、讲解CAPP系统的基础技术，以及计算机辅助工艺规程设计。
四、课程教学的基本要求
1、课堂讲授
课堂教学采用启发式、交互式教学；课程中的重点、难点要着重讲解分析；注意联系机械制造技术在现代制造业的生产应用实际，讲解金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具和机械制造工艺有关概念、典型设备、刀具和工艺的应用，介绍先进制造技术。通过实际案例和具体设备的讲解，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；给学生以充分的思考时间与空间，必要时进行课堂讨论，以调动学生的学习主动性和积极性。
2、教学手段
文字教材是主要教学媒体，包括教材的主体内容、实验内容和一些需要阅读、了解的知识。根据本课程的特点，采用多媒体课件与板书相结合进行教学。
3、实验教学环节（开设实验为8学时，共4个实验）
建议从以下实验中选择性开设相关实验： 实验一：金属切削刀具的认识与角度测量实验。实验二：车、铣、刨、磨四种机床的现场教学实验。实验三：车、铣、刨、磨四种机床的典型零件加工实验。
实验四：三爪卡盘装夹、四爪卡盘装夹、顶尖装夹、压板装夹、平口钳装夹、电磁吸盘装夹实验。
实验五：典型零件加工工艺制定
4、习题课、课外作业、答疑
（1）习题课：针对学生“能听懂但不会作题”的实际，将习题课穿插在教学中进行，注意结合书后习题讲解，引导学生带着问题听课。在刀具测量、机床传动计算、零件结构分析、六点定则应用、加工质量分析、尺寸链计算等章节的授课中留有一定时间，带领学生做一些典型例题的分析计算，结合各章设有的思考题检测教学目是否到达要求。
（2）课外习题：通过习题的练习，巩固提高所学内容，检查学生掌握知识情况。每章要布置一定量的课外作业，教师批阅后，将作业情况及时反馈给学生。
（3）答疑：每周在规定时间和地点至少安排一次答疑。（4）所开设实验课内容与教学内容紧密配合。
（5）结合教学，给出重要概念和定理的英语词汇，帮助学生学习专业英语。
五、考核方式
该课程为考试课，建议题型分为简答题、作图题、论述题、计算题等类型。结课考核采用闭卷笔试；课程考核成绩中，结课考核成绩占60%，平时考核成绩占40%；
平时考核：评阅书面作业，期中检查综合练习共占10%；到课率、系内考勤占10%；实验报告成绩占20%。
六、推荐教材及教学参考书
教材：
陈根琴、宋志良主编 《机械制造技术》 北京理工大学出版社 2008年1月 参考书：
[1] 王彩霞主编《机械制造技术》国防工业出版社 2010年2月
第五篇：机械制造工艺学教学大纲
《机械制造工艺学》教学大纲
学时：54 学分：3 理论学时：45 实验学时：9 适用专业：农业机械化及其自动化
大纲执笔人：刘贤喜 大纲审定人：赵立新
一、说明
1、课程性质、地位和任务
《机械制造工艺学》是以机械制造中的工艺问题为研究对象的一门技术学科，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。通过本课程的教学过程（如课堂理论教学、习题、实验等）及有关环节（如工厂实习等）的配合，使学生初步具有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；对于改进机械加工工艺过程，保证加工质量方面的知识和技能应受到初步训练；了解现代制造技术的新成就及发展趋向。
2、课程教学的基本要求
（一）机械加工工艺规程的制定和工艺尺寸链
掌握机械加工的一些基本概念的定义，对零件进行工艺分析，选择加工时的定位基准；安排加工路线；确定各工序余量、尺寸及公差；确定时间定额。
（二）机械加工精度
掌握影响加工精度的各种原始误差及其各自的影响规律；掌握如何采取相应措施控制加工误差；掌握对加工误差进行统计分析的方法。
（三）机械加工表面质量
掌握机械加工表面质量的含义及对零件使用性能的影响规律；掌握影响零件表面粗糙度的工艺因素及其改善措施；掌握影响零件表面层物理力学性能的因素及改善措施；掌握工艺系统振动的类型与控制振动的方法。
（四）典型零件加工与加工方法
掌握轴类零件、箱体零件的加工工艺过程安排及各种加工方法的选择。
（五）装配工艺基础和装配尺寸链
掌握保证装配精度的方法及相应装配尺寸链的解算方法；掌握装配工艺规程的制订及产品结构工艺性分析。
（六）现代制造技术
了解现代制造技术的新成就及发展趋向。
3、课程教学改革 教学手段：充分利用计算机网络和现代教育技术对本课程进行教学；
教学内容：理论联系实际，根据现代制造技术的发展，适当增加与制造业信息化和数控加工方面的有关内容。
二、教学大纲内容
（一）课程理论教学 绪论（1学时）
机械制造工业的发展简况及发展方向。
课程的性质、特点、目的要求、与有关课程的联系。
通过本章的学习，要求了解机械制造工业的发展简况及发展方向和机械制造工业在国民经济中的地位及作用。掌握课程基本内容的重要意义。
第一章 机械加工工艺规程的制订和工艺尺寸链（15学时）第一节 基本概念
机械制造过程的基本概念：生产过程与工艺过程；生产系统与机构制造系统；生产纲领与生产类型。机械加工工艺过程的组成；工艺规程及其制订原则、步骤和原始资料。
第二节 零件结构工艺性分析节
零件图的完整性与正确性；零件的结构工艺性；零件结构工艺性的评定指标。第三节 确定毛坏
影响毛坯选择的因素；毛坯的种类；毛坯形状和尺寸的确定。第四节 定位基准的选择
基准的概念及其分类；基准的分析；粗基准的选择；精基准选择；辅助基准的选择。第五节 工艺路线的拟定
加工方法的选择；加工阶段的划分；工序的集中与分散；工序顺序的排列；设备与工艺装备的选择。
第六节 确定加工余量、工序尺寸及其公差
加工余量与工序尺寸的基本概念；影响加工余量大小的因素；加工余量的计算公式和确定方法；工序尺寸与公差的确定。
第七节 时间定额和提高劳动生产中的工艺途径 工时定额；提高劳动生产率的工艺措施。第八节 工艺过程的技术经济性分析
工艺成本的组成；工艺成本的分析与评比；相对技术经济指标的评比。第九节 工艺尺寸链
尺寸链的概念、组成及分类；极值法解尺寸链；概率法解尺寸链；工艺尺寸链的概念；工艺基准(定位基准或测量基准)与设计基准不重合时工序尺寸及公差确定，同时保证多工序尺寸时工序尺寸及公差的确定，保证渗氮，渗碳层深度的工序尺寸及公差的计算；工序尺寸图解法。
本章的重点是：1.工艺过程的组成，制订工艺过程的原则、步骤和方法 2.熟练掌握基准的选择原则和拟定工艺路线的基本原则和方法 3.应用所学原则能正确制订中等复杂零件的机械加工工艺过程 4.极值法解尺寸链的基本计算公式及其应用
建议教学方法：本章内容较多，在教学方法上采取少而精的原则，启发式与形象化相结合，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，提高教学效果。
习题与思考题：
1、1-
2、1-
4、1-
9、1-
11、1-
12、1-
15、1-
16、1-
19、1-20、1-
23、1-
24、1-26 第二章 机械加工精度（9学时）第一节 概述
加工精度的概念；影响加工精度的因素；原始误差与加工误差；研究加工精度的方法。第二节 工艺系统的几何误差
机床误差；安装误差；刀具误差；调整误差。第三节 工艺系统的受力变形
工艺系统的刚度及其对加工精神的影响；机床刚度及其测定；其他外力作用引起系统变形产生的误差；减小工艺系统受力变形的措施。
第四节 工艺系统的热变形
工艺系统的热源；机床的热变形；工件的热变形；刀具的热变形；减小工艺系统热变形的措施。
第五节 工件残余应力引起的误差
内应力引起变形的原因；内应力的产生；减小内应力引起变形的措施。第六节 加工误差的统计分析法和综合分析实例
加工误差的随机现象；分布图分析法；点图分析法；相关分析法；解决加工精度问题的方法和步骤。
第七节 提高和保证加工精度的途径
介绍实际生产中提高和保证加工精度的常用方法。
本章的重点是：1.掌握综合分析影响机械加工精度的基本工艺因素的初步能力；
2.重掌握几何误差、受力变形误差、内应力变形误差、热变形误差的基本概念及提高加工精度的措施与途径
3.掌握统计分析法的基本概念，以及怎样用来对加工误差进行统计分析
建议教学方法：本章内容较多，在教学方法上采取少而精的原则，启发式与形象化相结合，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过图、表、公式和实例进行综合分析，提高教学效果。
习题与思考题：
1、2-
4、2-
7、2-
10、2-
16、2-
17、2-
19、2-20、2-22
第三章 机械加工表面质量（4学时）第一节 机械加工表面质量的含义及其对零件使用性能的影响
表面质量的含义和评定——表面微观几何形状和表面层的物理、机械性能。第二节 影响表面粗糙度的工艺因素及其改善措施 切削加工的表面粗糙度；磨削加工的表面粗糙度。第三节 影响零件表面层物理力学性能的因素及其改善措施
加工表面的冷作硬化及其影响因素；表面层的残余应力及其影响因素；磨削的表面质量。第四节 工艺系统的振动
机械加工中的振动及其对表面质量影响。
本章的重点是：1.掌握机器零件表面质量的含义和评定
2.表面质量对零件使用性能的影响
3.影响表面质量的工艺因素及提高质量的工艺措施
建议教学方法：在先修课中已经学过部分内容，在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过图、表和实例进行综合分析，提高教学效果。
习题与思考题：
1、3-
5、3-
12、3-
14、3-19 第四章 典型零件加工与加工方法（4学时）第一节 轴类零件加工
轴类零件加工工艺特点及质量分析。第二节 套类零件加工
长、短套类零件加工工艺特点及质量分析。第三节 箱体加工
不同类型箱体零件的加工工艺特点及质量分析。第四节 活塞加工
活塞加工中，粗、细基准的选择及其特种表面加工工艺。本章的重点是：1.掌握典型零件的加工工艺特点
2.掌握表面加工工艺质量分析方法
建议教学方法：在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过工厂实习，达到教学目的，提高教学效果。
习题与思考题： 4-
4、4-
8、4-12 第五章 装配工艺基础（3学时）第一节 概述
机器的组成及零件的联接方式；装配精度；装配工艺过程及装配的作业组织形式。第二节 装配工艺规程的制订
完全互换法；部分互换法、选配法、修配法、调整法；装配工艺规程内容及原始资料，制订的原则、步骤和方法。本章的重点是：1.掌握保证机器装配精度的五种工艺方法──完全互换法、、部分互换法、选配法、修配法和调整法的基本概念、原理、解算及应用范围 2.掌握装配工艺规程制订的原则、步骤和方法
建议教学方法：在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过工厂实习，达到教学目的，提高教学效果。
习题与思考题： 5-
2、5-
6、5-10 第六节 现代制造技术（9学时）第一节 概述
制造技术的发展过程；现代制造技术的产生及其特点。第二节 特种加工
特种加工技术的涵义、产生及其发展过程；常见的几种特种加工方法的原理、工艺特点和典型应用。
第三节 超精密加工
精密加工的概念、发展和意义；影响精密加工的主要因素；常见的精密加工方法。第四节 机械制造系统的自动化技术 成组技术、CAPP、FMS、CIMS。第五节 数控加工技术
数控技术与数控机床；数控加工的基本概念；数控机床程序编制；CAXAME软件简介。本章的重点是：1.掌握特种加工和精密加工的概念、原理和工艺特点
2.了解现代制造技术的作用和意义 3.掌握数控加工技术的原理与软件的使用
建议教学方法：在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和数控加工实验等方法，通过工厂实习、参观，达到教学目的，提高教学效果。
习题与思考题： 6-
2、6-
12、6-22
（二）课程实验教学
本课程实验学时共9学时，设3个实验，分别如下： 实验一 机床主轴回转精度的测量（3学时）
观看利用传感器进行回转精度测量录像，利用千分表实际测量，使学生掌握回转精度测量方法。
实验二 机床刚度的测量（3学时）
通过对机床头架、尾架、刀架的加载，测量各部件的变形，进而画出变形随外力变化的曲线，确定各个部件的刚度。
实验三 数控铣削的基本编程及加工（3学时）
了解数控铣床加工程序的基本结构，学习数控加工中点位控制和直线补偿功能的编程与加工，了解加工零件的对刀操作，学会使用CAXAME进行造型和加工。
三、本课程考核方式、方法
1平时上课和作业考核，占20% ○2实验、实习和课程论文考核，占20% ○3闭卷课程考试，占60% ○以上三部分成绩的和，为本课程的最终成绩。
附：本课程建议使用教材、实验、实习指导书及参考书目：
建议使用教材：《机械制造工艺学》第2版，郑修本主编，机械工业出版社，1999年7月。实验指导书：《机械制造工艺学实验指导书》，自编。主要参考书：
1.《机械制造工艺学》王先逵编著，清华大学出版社，1989 2.《数字控制技术》叶蓓华主编，清华大学出版社，2002 3.《数控机床实验指南》陈吉红，杨克冲主编，华中科技大学出版社，2003
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