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1、 第一章机器的组成与制造第一节机器的组成一、按照功能分析机器的组成从功能角度分析，大部分机器都包含有外界输入能量的动力部分、履行机器功能的执行部分（即工作部分）、介于动力部分和工作部分之间的传动部分及控制部分。（一）动力部分一次动力机：如水轮机、内燃机等。二次动力机：如电动机等。（二）传动部分：在动力部分和执行部分之间的中间装置，任务是将原动机提供的机械能以动力和运动的形式，传递给工作部分。（三）工作部分（执行部分）：直接完成机器的预定功能的部分，如车床的刀架；车辆的车厢；飞机的客、货舱等。工作部分是机器设备区分和分类的依据；（四）控制部分控制系统由控制器和被控对象组成。控制器有四个基本部件：
2、给定值发生器、比较器、驱动和执行机构、检测变换元件。1.模拟控制与数字控制2.闭环控制系统和开环控制系统3.计算机控制系统控制规律由软件实现，要改变控制规律只要修改程序就可以了。二、按照结构分析机器的组成 零件是机器的制造单元，如螺丝钉、齿轮等构件机器的运动单元（运动整体），可以是一个零件，也可以是几个零件的刚性组合。如曲轴、连杆等。机构由若干构件组合而成，各构件之间具有确定的相对运动。机器由若干构件组合而成，各构件之间具有确定的相对运动，能够实现其它能量和机械能的转换。机械机器和机构的总称。第二节机器制造基本过程一、机器的生产过程和工艺过程（一）机器的生产过程：把原材料转变为产品的全部过程，
3、包括：1.生产服务过程；2.技术准备过程；3.毛坯制造过程；4.零件加工过程；5.产品装配过程。（二）机器的制造工艺过程1.工序：工艺过程最基本的组成单位。2.工艺规程：组织车间生产的主要技术文件，是生产准备和计划调度的主要依据。二、毛坯生产（一）铸造将熔化的液体金属浇铸到与机械零件形状相似的铸型型腔中，冷却凝固后，获得毛坯（或零件）的加工方法。铸铁特别是灰口铸铁使用最普遍。最常用的方法是砂型铸造。一般铸件精度低，加工余量大，其力学性能特别是抗冲击性能较差。（坚硬的豆腐渣）（二）压力加工锻造自由锻方法：加热坯料放在平砧之间，使其受锻击力或压力作用特点：自由锻精度低、生产率不高，适用于单件、小批
4、量、形状简单的零件。（以前年用的菜刀，镰刀等）模锻方法：加热坯料放在锻模模膛内，由模腔限制金属变形，从而获得与模膛一致的锻件特点：模锻精度高、可以锻造形状比较复杂的零件，加工余量小，生产率高，但需要锻模，只适用于生产大批量中小型零件。（制作月饼可以看成是模锻的一种）冲压方法：利用冲模对板料（包括带材、管材、型材）加压，使之产生分离或变形。特点：冲压主要应用于加工塑性良好的板材或其它薄壁的型材。冲压可以冲制出形状复杂、尺寸精度较高的零件，一般不经机械加工即可使用。（铁皮脸盆）（三）焊接 熔焊焊接接头处加热至熔化状态，凝固后连接成一个整体。压焊接头处加热（或者不加热），但一定要加压，使之紧密接触，
5、连接成一个整体。钎焊被焊金属不熔化，利用熔点较低金属作为钎料熔化后将焊件连接起来。优点：可以以小拼大，气密性好，生产周期短，不需要重型和专用设备，可以生产出较好强度和刚度，质量轻，材料利用率高的毛坯。缺点：抗振性差，易变性。三、切削加工（一）钳工：使用手持工具加工。（二）机工：使用机床加工。（三）特种加工：直接利用电能、声能、光能、化学能或与机械能组合等形式将坯料或工件上多余的材料去除的加工方法。四、热处理在机械制造中，所有重要的工具和零件都要进行热处理，而且有的零件在整个工艺过程中要处理二次以上。除了合金化以外，热处理方法是改变金属材料性能的主要途径。热处理只是改变其内部组织和性能。（一）普
6、通热处理 退火把钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷、坑冷、砂冷、灰冷）的热处理工艺叫退火。正火把钢加热到相变温度以上3050度，保温一定时间，然后空冷的热处理工艺。淬火把钢加热到相变温度以上的某一温度，然后快速冷至室温（油冷或水冷），从而提高钢的硬度和耐磨性。回火将淬火后的工件加热至低于相变点某一温度，保持一段时间，然后冷却，使组织成为较稳定的状态，叫回火。【注意】淬火和回火必须配合使用，单独进行任何一个操作都是没有意义的。（二）表面热处理 表面淬火目前生产中广为应用的是感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火化学热处理化学热处理的方法有：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗铬、渗铝、渗硼等。
7、目前生产中最常用的是渗碳、渗氮和碳氮共渗【注意】与表面淬火相比，化学热处理不仅改变表层组织，而且还改变其化学成分，因此能更有效的改变表层性能。五、装配包括安装、调整、检验、试验、油漆及包装等。装配的好坏，对产品的质量起着决定性的作用。1.组件装配：两个或更多零件连接组合成为组件。2.部件装配：将组件、零件连接组合成为独立部件。3.总装配：将部件、组件、零件连接组合成为整台机器。机器装备后要进行调整、精度检测和试车，最后进行油漆、涂油和装箱。第三节零件加工质量一、加工精度经过加工的零件，其实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。误差：实际与理想的偏离。公差：允许的误差范围。加
8、工精度和加工误差在评定零件几何参数中的作用是等同的，两者呈反向变动关系。（一）尺寸精度【例如】外圆面的尺寸为基本尺寸为为50mm，上偏差为0.03mm，下偏差为0.06mm，最大极限尺寸500.0349.97mm，最小极限尺寸500.0649.94mm尺寸公差最大极限尺寸最小极限尺寸上偏差下偏差0.03mm国家标准规定：尺寸公差由IT01、IT0、IT1IT18共有20个等级。IT01 精度最高、IT18 精度最低。IT7IT6：在机床和一般较精密的机器制造中用得最普遍。（二）形位精度形位公差带:公差带形状、大小、方向和位置决定。 P25形位公差:实际被测要素的允许变动量形位公差项目及符号除圆
9、度、圆柱度外，各种形位公差均分为 12 级，最高为 1 级，最低为 12 级。圆度和圆柱度增加了 0 级，为最高级。通常，尺寸精度要求高，形状和位置精度要求也高，但也有例外，例如钳工用平台，几何形状精度要求高，而位置精度和尺寸精度可稍微低一些。二、表面粗糙度 Ra 表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度对机器零件的配合性质、耐磨性、工作精度、抗腐蚀性均有较大影响。单位为m（微米）。三、配合间隙配合孔的公差带在轴的公差带之上，任取加工合格的孔和轴配合一定产生间隙，包括最小间隙为零的配合。过盈配合孔的公差带在轴的公差带之下，任取加工合格的孔和一对轴配合一定产
10、生过盈，包括最小过盈为零的配合。过渡配合孔的公差带与轴的公差带交叠，任取加工合格的孔和轴配合可能产生间隙也可能产生过盈的配合。不论是计算间隙还是过盈，一律是用孔的尺寸减去轴的尺寸。差值为正时是间隙，反之是过盈。【例如】孔的合格尺寸为：，轴的合格尺寸为：则这一批轴与孔的配合为过盈配合。最大过盈50.00050.0590.059（mm）最小过盈50.02550.0430.018（mm）反之，若轴的尺寸范围为：而孔的尺寸范围是：则这批轴与孔配合时，得到间隙配合。最大间歇：50.03949.9500.089（mm）最小间歇：50.00049.9750.025（mm）（二）配合的选择以轴和孔为例，二者之
11、间的配合要求有三种情况。1.轴和孔配合后有相对运动（转动或移动）的要求，应选用间隙配合。用作导向或往复运动的间隙配合，其间隙大小取决于导向精度要求、往复运动频率以及速度等因素。2.轴和孔靠配合面传递载荷时，应选用过盈配合。过盈的大小取决于最小过盈量能否承受所要传递的最大力矩。载荷增大或承受冲击载荷时，过盈量应该增大，但最大过盈应以零件承受的内应力不超过其屈服极限为准。3.轴和孔配合后要求有定位精度，而且经常拆卸的，主要选用过渡配合，但也可以根据情况选用间隙不大的间隙配合或过盈不大的过盈配合。第四节生产纲领和生产类型一、生产纲领生产纲领企业每年生产合格产品的产量，体现企业的生产规模。 二、不同生
12、产类型的工艺特征生产类型的工艺特征 项目单件生产成批生产大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯木模铸造或自由锻部分采用金属型或模锻广泛采用金属型、机器造型、模锻及其他高生产率方法设备通用机床通用机床或部分专用机床广泛使用高效率专用机床和自动机床工艺装备一般刀具、通用量具和万能夹具广泛使用专用夹具，部分采用专用刀具和量具广泛使用高效率专用夹具、专用刀具和量具对工人的技术要求需要技术熟练的工人需要技术熟练的工人。在产，在调整好的机床上工作对操作技术要求低，使用调整好的自动化机床或自动线工艺文件编简单工艺过程卡详细编写工艺卡详细编写工艺卡和工序卡第五节机器制造工艺过程的技术经济分析一、工艺成
13、本的组成零件或产品的生产成本是制造一个零件或一台产品所必需的一切费用的总和，包括工艺成本和非工艺成本。（一）可变费用：与年产量成正比，包括材料费、机床工人工资、机床电费、通用机床折旧费、通用夹具维护折旧费、刀具维护与折旧费等。单位：元/件。（二）不可变费用：完全或基本与产品数量无关，包括专用机床维护折旧费、专用夹具维护折旧费用、调整工人工资与调整杂费。单位：元/年。（三）年度工艺成本CnDQB（四）单件工艺成本CdDB/Q二、工艺方案的经济分析1.基本投资相近或使用现有设备两种不同工艺方案其年度工艺成本相等时的产量，称为临界产量（最小经济产量）。2.基本投资相差较大的情况回收期越短，经济效果越
14、好。计算回收期，应考虑下面的原则：1.回收期应小于设备或工艺装备的使用年限2.回收期应小于市场对产品的需求年限3.回收期应小于国家规定的标准回收期第六节机械工厂中等以上规模的机械工厂基本上是由生产、动力环保、仓储物流和技术管理4类部门组成。一、动力环保部门大型工厂为了节约能源，大多采用集中供给的方式、单独设立变电站，自备发电机房、锅炉房、集中空调机房等部门。二、仓储物流部门起重机、运输拖车、仓储货架；现代工厂有自动化立体仓库、无人搬运车、自动传输线、搬运机器人等。三、技术管理部门少量的机电设备，高性能设计用计算机、绘图仪及与之配套的计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM）软件。四、产品生产部门中小规模：工艺类型分：铸造、锻造、机加工、装配；大规模：产品组成分：发动机、车身、电气总成；超大规模：众多工艺集成大型的生产流水线。