机械制造工艺学教学实施意见
高晓琴
一、课程的性质、任务和基本要求
《机械制造工艺学》是机械、机电专业的一门主要专业课，是以研究机械加工工艺技术和夹具设计为主技术学科，具有很强的实践性，要求在教学过程中应紧密联系生产实践，同时它又具有很强的综合性，要求结合课程教学内容综合应用已学或正在学习的其它专业课的知识。
该课程的主要任务是培养学生掌握机器零件机械加工工艺和机器装配工艺的综合知识；能正确地制订机械加工工艺规程和装配工艺规程；初步掌握综合分析生产中影响加工质量、生产率和加工成本的因素，并能提出正确的改进措施；掌握机床夹具设计的基本原理和方法。
学生学完本课程后应达到下列基本要求：
1掌握机床夹具设计的基本原理与方法，具有正确设计中等复杂程度夹具的能力。
2掌握正确选择组成机器零件的典型表面加工工艺的能力。
3掌握制订机械加工工艺规程的原则、步骤和方法，具有正确制订中等复杂程度机器零件机械加工工艺规程的能力。
4掌握机器制造工艺的基本理论，具有对零件机械加工和机器装配过程中影响质量、生产率和经济性的因素进行综合分析的初步能力。
二、教材和教学辅导资料
教材采用中央广播电视大学出版社出版，郑品森、刘文芳主编的《机械制造工艺学》。
教学辅导资料采用四川广播电视大学编辑部出版，郑品森、刘文芳编《机械制造械工艺学学习指导》。
本课程有期末复习提要，期未复习时将挂在网上，进入四川电大主页(www.scrtvu. net) → 点击下方“教学支持” → 点击“教学支持中的教学服务” → 点击“教学服务中的成人大专” → 点击“期未复习” → 点击“机械制造工艺学”，即可获得机械制造工艺学的复习提要。
三、授课方式
本课程授课方式为面授，由教学班组织实施，期末由省电大统一命题闭卷考试，并有复习提要提供参考。
四、教学内容、教学要求及重、难点
绪论
机械制造工业的发展简况及发展方向。
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。
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 工件的安装及夹具的设计基础
概述：工件的安装方法；夹具的分类；夹具的组成。
工件的定位：定位的概念；工件的基准；定位方法及定位元件(工件以平面定位，工件以圆柱孔定位，工件以外圆柱面定位，工件以特殊表面定位)；定位误差的分析和计算(工件以平面定位，工件以圆柱孔定位，工件以外圆柱面定位，工件以一面两孔定位等常见定位方式定位误差的计算及实例分析)；组合表面定位。
工件的夹紧：夹紧装置的组成和基本要求，确定夹紧力方向和作用点的准则，夹紧力大小的估算方法；基本夹紧机构(斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构，偏心夹紧机构，定心夹紧机构)。
分度和引导装置：分度装置的基本形式；抬起与锁紧机构；分度定位器的操纵机构；孔加工刀具的引导装置。
夹具的动力装置：气动夹紧；液压夹紧；电磁夹紧。
夹具的设计方法：夹具设计步骤；设计实例。
机床夹具的发展趋势：机床夹具的发展方向；成组夹具；组合夹具。
通过本章学习，要求初步掌握夹具设计的基本原理和方法，能正确分析工件在夹具中的定位和夹紧，进行定位误差和夹紧力的计算，选择定位元件和设计夹紧机构；了解常见的分度装置和引导装置；了解常见的夹具动力装置；了解机床夹具的发展方向和趋势，能完成常见的车具、钻具和铣具的设计。
本章的重点、难点是：
１、工件在机床上和夹具中的定位理论──六点定位原理；常见的定位方法和定位元件；定位误差的分析和计算。
２、夹紧力方向和作用点的选择，夹紧力大小的估算方法。
３、常见夹紧机构的特点、应用及夹紧力的计算。
第二章 典型表面加工
外圆表面加工：外圆表面的车削加工；磨削加工；光整加工。
内孔加工：钻孔、扩孔和铰孔；镗孔；磨孔；深孔加工；孔系的加工；孔的光整加工。
平面加工：平面的刨削加工；铣削加工；磨削加工。
齿形加工：渐开线齿轮的技术要求；齿形的加工方法及其特点—滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿；蜗轮的齿形加工。
螺纹加工：螺纹的分类和技术要求；螺纹的车削加工；螺纹的磨削加工；旋风切削螺纹。
通过本章的学习要求在《金属工艺学》或《机械制造基础》课程的金属切削加工的基础上，按组成机器零件的基本表面的划分，从加工质量、生产率、经济性三个方面综合分析各种典型表面的加工工艺，达到初步掌握能根据零件表面的结构特征、精度要求和生产批量的大小，正确选择表面的加工方法。
第三章 机械加工精度
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。
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。
工艺系统受力变形产生的误差：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。
工件内应力引起的变形误差：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。
工艺系统热变形产生误差：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。
加工误差的统计分析法：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。
全面质量管理的基本概念：全面质量管理的内容、方法和发展方向。
通过本章学习，要求学生用系统的观点建立加工精度、加工误差、工艺系统、工艺系统刚度、工艺系统变形等工艺学范畴所特有的基本概念，运用以上概念正确分析影响加工精度的主要工艺因素及其产生的原始误差的大小、变化规律以及对加工精度的影响。
通过本章的学习，要求了解三种统计方法的数据采集、处理、统计图表绘制的具体步骤及方法，各统计量、图所表征的主要参数的数学概念及相应的工艺概念及意义，其中掌握分布图分析法是统计分析法研究加工误差的基础，学生通过本章学习，应初步具备采集体生产现场的数据，绘制三种统计图表并进行分析的能力。
本章的重点是：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，对工艺系统的几何误差、受力变形生产的误差、内应力引起的变形误差、热变形产生的误差对加工精度的影响，着重掌握其基本概念及提高加工精度的措施与途径。对于统计分析法要求掌握这几种方法的基本概念。以及怎样用来对加工误差进行统计分析。
第四章 机械加工的表面质量
机械加工表面质量及其评定：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。
表面质量对零件使用性能的影响：对耐磨性、配合性质、疲劳强度、耐蚀性的影响。
表面粗糙度及其影响因素：切削加工的表面粗糙度；磨削加工的表面粗糙度。
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。
机械加工中的振动及其对表面质量影响。
通过本章的学习，要求建立表面层的概念，掌握表面质量的内涵、评定指标及方法。对加工中的表面质量问题能初步进行分析，并提出改进的方向。对磨削表面质量的特征要有较清楚的认识。了解加工中自激振动的概念、产生的原因。
本章的重点是：掌握机器零件表面质量的含义和评定；表面质量对零件使用性能的影响；影响表面质量的工艺因素及提高质量的工艺措施。
第五间 尺寸链
尺寸链的基本概念：尺寸链的概念、组成及分类。
尺寸链的解算：极值法解尺寸链；概率法解尺寸链。
工艺尺寸链：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。
装配尺寸链：装配尺寸链的概念及建立方法；建立装配尺寸链的实例。
通过本章的学习，要求掌握尺寸链的基本概念，能根据零件图、工序图或装配图，以及加工工艺过程或装配工艺过程，建立相应的尺寸链。按不同条件或要求，用极值法或概率法解算尺寸链。
本章的重点是：熟练地掌握极值法解尺寸链的基本计算公式及其应用──正计算，反计算，中间计算，概率法解尺起义边的基本概念；工艺尺寸链的建立；熟练地掌握工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的计算，同时保证多工序尺寸的工序尺寸及公差的计算，保证渗碳、渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算。
第六章 机械加工工艺规程的制订
概述：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。
零件图分析：零件图的完整性与正确性；零件的结构工艺性。
毛坯的选择：影响毛坯选择的因素；毛坯的种类；毛坯形状和尺寸的确定。
定位基准的选择：粗基准的选择；精基准选择；辅助基准的选择。
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。
加工余量、工序尺寸与公差的确定：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。
工艺过程的生产率和经济性：工时定额；提高劳动生产率的工艺措施；工艺方案的技术经济分析。
主轴加工工艺：主轴零件图与装配图的分析，主轴材料与毛坯制造方法的选择，主轴加工工艺路线的制订，主轴加工的关键工序分析。
箱体加工工艺：床头箱零件图分析，床头箱材料与毛坯制造方法的选择，床头箱工艺路线的拟定，工艺尺寸的换算，床头箱主要工序分析，床头箱的检验。
通过本章学习，要求掌握工艺过程的组成，制订工艺过程的原则、步骤和方法，通过典型实例的分析，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。
本章的重点是：熟练掌握粗、精基准的选择原则发及拟定工艺路线的基本原则和方法。
第七章 机械装配工艺
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。
装配方法及其选择：完全互换法；部分互换法、选配法、修配法、调整法。
典型构件的装配。
装配工艺规程的制订：装配工艺规程内容及原始资料，制订的原则、步骤和方法。
装配的质量检查。
通过本章的学习，要求掌握装配工艺过程的基本概念，了解常见典型构件的装配方法，装配工艺规程的制定原则、步骤和方法，以及机器装配质量检查的内容及要求。
本章的重点是：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；掌握装配工艺规程制订的原则、步骤和方法。
第八章 机械加工自动化与成组加工
机械加工自动化及其发展前景。
成组加工工艺：成组加工零件分类系统及编码；零件结构特征的统计分析及分类编组；成组加工工艺规程编制；选择成组加工的设备、工装，确定生产组织形式。
计算机在工艺设计中的应用：样件法与创成法。
通过本章的学习，要求了解实现机械加工自动化的基本途径，以及自动化发展的前景；了解“批量法则”的含义、应用及其存在问题；掌握成组加工工艺的基本概念、原理、基本方法与步骤；了解电子计算机在加工工艺过程设计的应用，样件法和创成法的基本概念。
五、学时分配
各章学时分配建议如下表：
|
教 学 内 容 |
学
时 |
|
第一章 工件的安装及夹具设计基础 |
12 |
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第二章 典型表面加工 |
6 |
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第三章 机械加工精度 |
9 |
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第四章 机械加工表面质量 |
3 |
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第五章 尺寸链 |
4 |
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第六章 机械加工工艺规程的制订 |
8 |
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第七章 机械装配工艺 |
6 |
|
第八章 机械加工自动化与成组加工 |
3 |
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机 动 |
2 |
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合 计 |
54 |
六、习题、课内外练习和大作业
第一章 工件的安装及夹具设计基础
习题：
１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６。
课内外练习：
１、观察并分析几种典型夹具，了解夹具各组成部分的作用。
２、观察和分析几种定位装置，了解其结构及在夹具中的布置。
３、分析几种定位方案，了解限制工件自由度与加工要求的关系并计算定位误差。
４、分析几种夹紧装置，了解其结构和力的传递关系。
５、分析几种夹紧方式中工件的受力情况并估算夹紧力的大小，能否滞加工要求。
课程大作业：
设计一个中等复杂程度的钻床夹具或铣床夹具，夹具结构为１０－２０个非标准元件组成为宜。
第二章 典型表面加工
习题：
２－１、２－２、２－４、２－６、２－７、２－９
第三章 机械加工精度
习题：
３－２、３－５、３－６、３－８、３－１０、３－１１、３－１３。
第四章 机械加工的表面质量
习题：
４－１、４－４、４－６。
第五章 尺寸链
习题：
５－１、５－２、５－３、５－４、５－６、５－７。
第六章 机械加工工艺规程的制订
习题：
６－１、６－２、６－５、６－６、６－７、６－９、６－１０。
课内外练习：
１、工序及工步的划分。
２、定位基准的选择。
３、拟定一个较简单零件的工艺路线。
４、加工余量的确定和工序尺寸及公差的确定。
５、工时定额的确定。
课程大作业：
编制一个中等复杂零件机械加工工艺规程，加工工序数为１０－２０。
第七章 机械装配工艺
习题：
７－１、７－２、７－５。
七、实验
１、测定车床的刚度（选作）。
２、采用概率法确定加工误差（必作）。
实验指导书请见教材附录Ⅰ、附录Ⅱ。