1.2 制造过程与生产组织 机械产品的制造过程（小制造） 制造过程是指从原材料到产品的全过程，包括零件 制造、部件装配和整机组装等。制造过程包括生产设计、 技术准备、生产计划、毛坯制造、机械加工、热处理、 装配、质量检验以及储运等工艺过程。 制造过程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零 部件及产品整机形成了物料流；产品装配图、零部件图、 各种工艺文件、CAD软件、CAM软件、产品的定单、生 产调度计划等形成了信息流；电能、机械能、热能等形 成了能量流。

制造过程的物料流、信息流、能量流及设备与人 机械产品的制造过程 制造过程的物料流、信息流、能量流及设备与人 构成了机械制造系统。物料流是制造系统的本质，在 物料流动过程中，原材料变成了产品。能量流为物料 流提供了动力，电力驱动电动机，再驱动各种机械运 动，实现加工和运输；热能用来加热金属进行铸造、 锻造、热处理等。信息则控制物料如何运动，控制能 量如何作功。在整个制造过程中，人和设备是制造活 动的支撑条件，所有的制造活动都受各种条件和环境 的约束。

机械制造系统图 原料或毛坯 存储 运输 制造 检验 成品 信 息 系 统 能源 能 量 系 统 物流 信息流 能量流

零件的制造过程 1. 零件制造工艺方法 （1）材料去除工艺（Δm＜0） （2）材料成形工艺（Δm=0） 按照一定的方式从毛坯上去除多余材料形成符合技术 要求的零件的工艺方法。主要包括切削加工和特种加工。 （2）材料成形工艺（Δm=0） 利用模型使原材料形成毛坯或零件的工艺方法。 常用成形工艺方法有铸造、锻造、冲压、注塑等。

（3）材料累加工艺（Δm＞0） 光固化法（SLA） 叠层制造法（LOM） 激光选区烧结法（SLS） 熔积法（FDM） 三维打印法等 将零件以微元叠加的方式逐渐累加形成的工艺方法。 常用的工艺方法有: 光固化法（SLA） 叠层制造法（LOM） 激光选区烧结法（SLS） 熔积法（FDM） 三维打印法等

2. 零件制造过程 零件制造是机器制造过程的基本单元。零件的制造主要利用材料去除工艺方法（包括切削加工及特种加工）和材料成形工艺方法形成零件所需形状，并且适时的将热处理工艺穿插在其中完成。 绝大部分零件是通过机械加工完成的。

能 量 系 统 机械加工工艺系统 机械加工工艺系统 工 艺 信 息 上工序 下工序 信息系统 机床刀具夹具 物流 信息流 能量流 原料或毛坯 存储 机床刀具夹具 机械加工工艺过 程 检验 工件 工 艺 信 息 信息系统 能源 能 量 系 统 工艺规程、数控程序、适用控制模型等 上工序 下工序 机械加工工艺系统 机械加工工艺系统

工艺规程：选用毛坯大小，选择加工方法，加工顺序，确定加工过程，使用机床，刀具切削参数和其他工艺信息等系列问题，完成这些工作就是制定工艺规程。 如图所示阶梯轴的工艺路线可以为： 1）下料； 2) 车外圆，留磨量0.3～0.5mm; 3) 铣键槽； 4）热处理，45～48 HRc； 5）磨外圆至图纸尺寸。 工艺规程：选用毛坯大小，选择加工方法，加工顺序，确定加工过程，使用机床，刀具切削参数和其他工艺信息等系列问题，完成这些工作就是制定工艺规程。 工艺路线：仅列出加工顺序和主要加工单元的工艺过程称之为工艺路线。

生产纲领的计算：N=Qn(1+a)(1+b) 1.3 生产类型与生产方式 1．机械加工工艺与生产类型 生产纲领的计算：N=Qn(1+a)(1+b) 生产类型与生产纲领的关系 生 产 类 型 零件生产纲领（件/年） 重型机械 中型机械 轻型机械 单件生产 ≤5 ≤ 20 ≤ 100 小批生产 ＞5~100 ＞ 20~200 ＞ 100~500 中批生产 ＞ 500~5000 ＞ 100~300 ＞ 200~500 ＞ 300~1000 大批生产 ＞ 500~5000 ＞ 5000~50000 ＞ 1000 ＞ 5000 大量生产 ＞ 50000

各种生产类型工艺过程的重要特点 单件生产 成批生产 大量生产 类型 特点 加工对象 经常变换 周期性变换 固定不变 毛坯 木模造型、自由锻 金属模造型、模锻 金属模机器造型、模锻 机床设备 通用设备、数控设备 通用、专门及部分专用设备 专用、自动设备及 自动线 机床布局 按机群式布置 按零件类别、按工段排列 按流水线或自动线排列 夹具 通用或组合夹具 专用夹具 高效率的专用夹具 刀具量具 通用刀具和量具 专用或通用刀具量具 专用刀具量具、自动测量 装配方法 零件不互换，钳工修配 多数互换，部分试配或修配 全部呼唤或分组互换 生产周期 不一定 周期重复 长时间连续生产 生产率 低，用数控机床可提高 中等 高 成本 低 工人技术 一般 工艺文件 简单 比较详细 详细编制

2.生产类型与生产方式 产品的用途不同，市场需求不同，决定了它有不同的生产批量。批量不同，形成了不同的生产规模（亦即生产类型），不同生产规模的生产组织方式及相应的工艺过程也不相同。 过去，批量生产往往是由自动生产线及专用生产线来完成的，单件小批生产往往采用通用设备靠人的技术或技艺来完成的；现在，数控技术和设备的智能化改变了这种状况，单件小批生产也可以获得接近大批量生产的效率和成本。 单件小批生产往往采用工序集中原则，大批量生产往往采用工序分散原则。大批量生产，产品开发过程和大批量制造过程中间往往有单件小批试制，单件小批生产的开发过程和生产过程往往合为一体。市场竞争的激烈化和特殊需求使快速响应制造成为现实需求。

两头在内，中间在外；或两头大中间小，哑铃式 企业生产模式 1）生产全部零部件，自主装配整机。 大而全，过去一些大型国企，一拖、一汽、二汽 2）生产部分关键零部件，其余由其它企业 供应。 目前大多数制造企业属于这一种生产模式 3）完全不生产零部件，自己只负责设计和 销售。 两头在内，中间在外；或两头大中间小，哑铃式

3.制造哲理与生产方式 单件小批生产中生产准备时间和终结时间较长，机动 时间较短，靠提高切削速度来提高生产率效果不明显。   3.制造哲理与生产方式 大批量生产中生产准备时间和终结时间较短，机动时间较长，靠提高切削速度来提高生产率效果比较明显。 单件小批生产中生产准备时间和终结时间较长，机动 时间较短，靠提高切削速度来提高生产率效果不明显。 目前，市场广泛需求的是多品种和小批量生产，而新 的科学技术也不断涌现，因此推动了制造哲理的革新和生 产方式的转变。

新的制造理念 柔性制造（Flexible Manufacturing） JIT（Just In Time）准时制造 以硬件为基础软件作支持，改变程序实现所需控制，易于变动。 JIT（Just In Time）准时制造 在需要的时间生产需要数量的产品，即订单生产或零库存生产。 敏捷制造（Agile Manufacturing） 能快速响应市场，最大限度地缩短新产品开发和交货期。 虚拟制造（Virtual Manufacturing） 虚拟现实技术与制造技术集成的产物，制造过程在计算机上实现。 网络制造 根据市场需求的产品，利用网络在全球范围内组织资源和生产，产品寿命结束公司即解散。虚拟公司/动态联盟