机械制造技术PPT

机械制造技术辽宁机电职业技术学院姜晶第1章零件加工表面成形方法及设备教学目标：掌握各种加工表面成形的方法；掌握金属切削机床的类型、结构、加工范围及运动形式；掌握金属切削刀具的种类、结构及使用特点。教学重点：机床的种类、结构、加工范围；各种表面的成形方法；各种刀具的结构及使用特点。1.1金属切削机床的基础知识1.1.1机床的分类1按加工性质和所用刀具的不同分类2按机床通用性程度分类3按加工精度的不同分类4按机床的质量和尺寸不同5按机床自动化程度6按主要工作器官的数目进行分类1.1.2机床型号的编制方法1.通用机床型号的编制方法(△)○(〇)△△△(×△)(〇)/(〇)(─〇)重大改进顺序号分类代号组别代号主参数或设计顺序号其它特性代号通用特性或结构特性代号系别代号类别代号企业代号主轴数或第二主参数2．专用机床型号的编制方法1.1.3零件表面的切削加工成形方法和机床的运动1．零件表面的切削加工成形方法2．机床的运动表面成形运动1.1.4机床传动的基本组成和传动原理图卧式车床传动原理图1.2外圆表面加工外圆表面的车削加工外圆车削工件的装夹方法外圆车削工件的装夹方法名称装夹简图装夹特点应用三爪夹盘三个卡爪可同时移动，自动定心，装夹方便迅速长径小于4，截面为圆形六方形的中、形工件加工四爪夹盘四个卡爪可以单独移动，装夹工件需要找正长径小于4，截面为方形，椭圆形的较大、较重的工件花盘圆盘上多通槽和T型槽，使用压板和螺钉装夹，装夹前需找正形状不规则的工件、孔或外圆与定位基面垂直的工件的加工双顶尖定心正确，装夹稳当长径小于4～15的实心轴类零件加工双顶尖中心架支爪可调，增加工件刚度长径大于15的细长轴工件粗加工一夹一顶跟刀架支爪随刀具一起运动，无接痕长径大于15的细长轴工件半精加工、精加工心轴能保证外圆、端面、对内孔的位置精度以孔为基准的套类零件的加工车刀的结构形式车床图1-10CA6140卧式车床1、11－床腿2－进给箱3－主轴箱4－床鞍5－中滑板6－刀架7－回转盘8－小滑板9－尾架10－床身12－光杠13－丝杠14－溜板箱CA6140型卧式车床加工的典型表面机床的传动系统1.2.3外圆表面的磨削加工外圆磨床的磨削方法无心外圆磨削的加工示意图M1432A型万能外因磨床1-床身2-头架3-内圆磨具4-砂轮架5-尾架6-滑鞍7-手轮8-工作台A-脚踏操纵板1.3内圆表面加工1钻削加工麻花钻的结构2．扩孔扩孔钻类型3．铰孔铰刀结构4．深孔钻单刃外排屑深孔钻工作原理1—工件2—切削部分3—钻杆错齿内排屑深孔钻工作原理1—工件2—钻头3—钻杆喷吸钻工作原理1—钻头2—工件3—钻套4—外钻管5—月牙形槽喷嘴6—内钻管钻床钻床的加工方法立式钻床1－工作台2－主轴3－进给箱4－变速箱5－立柱6－操纵手柄7－底座摇臂钻床1－底座2－立柱3－摇臂4－主轴箱5－主轴6－工作台1.3.3镗削加工1．镗刀单刃镗刀和多刃镗刀的结构2．镗床卧式镗床1－支架2－后立柱3－工作台4－径向刀架5－平旋盘6－幢轴7－前立柱8－主轴箱9－后尾筒10－床身11－下滑座12－上滑座13－刀座图1-43卧式镗床的典型加工方法卧式镗床的典型加工方法拉削加工拉削加工的典型工件截面形状拉刀拉孔过程卧式内拉床1－液压缸2－压力表3－工件4－拉刀5－活动支承普通内圆磨床的磨削方法无心内圆磨床的磨削方法1－滚轮2－压紧轮3－导轮4－工件普通内圆磨床1－床身2－工作台3－头架4－砂轮架5－滑鞍平面加工刨削加工牛头刨床1-刀架2-转盘3-滑枕4-床身5-横梁6-工作台龙门刨床1、8－左、右侧刀架2－横梁3、7－立柱4－顶梁5、6－垂直刀架9－工作台10－床身插削加工插床1－圆工作台2－滑枕3－滑枕导轨座4－销轴5－分度装置6－床鞍7－溜板铣削加工万能卧式升降台锐床1－主轴变速机构2－床身3－主轴4－悬梁5－刀杆支架6－工作台7－回转盘8－床鞍9－升降台10－进给变速机构龙门铣床1－工作台2、6－水平铣头3－横梁4、5－垂直铣头立式升降台铣床1－立铣头2－主轴3－工作台4－床鞍5－升降台平面磨削加工卧式矩台平面磨床1-床身2-工作台3-砂轮架4-滑座5-立柱1.5齿轮的齿形加工圆柱齿轮齿形加工方法直齿圆柱齿轮的成形铣削滚齿加工滚齿加工原理Y3150E型滚齿机1－床身2－立柱3－刀架溜板4－刀杆5－刀架体6－支架7－心轴8－后立柱9－工作台10－床鞍插齿加工剃齿剃齿刀和剃齿原理磨齿成形法磨齿展成法磨齿第2章金属切削基本原理2.1金属切削运动和切削要素2.2金属切削刀具几何角度车刀的组成刀具的标注角度正交平面参考系正交平面参考系标注角度2.4金属切削过程2.4.1切削变形切削时的三个变形区剪切区与剪切面积屑瘤的形成及其对切削过程的影响积屑瘤对切削过程的影响0paDh1）增大了刀具实际前角2)改变了背吃刀量3）积屑瘤破碎后，其碎片会粘附在工件已加工表面上，直接影响到工件表面粗糙度和质量。4）稳定的积屑瘤代替刀刃切削，可减少刀具磨损，提高刀具耐用度：如图2－17中的积屑瘤的控制1）避开采用产生积屑瘤的速度切削，即宜采用低速或高速。但因低速加工效率低，故多采用高速切削。2)采用润滑性能良好的切削液，减少切屑与前刀面的摩擦。3）采用大前角刀具切削，以减少刀和屑接触的压力。4）提高工件硬度，较少加工硬化倾向2.4.2切削力1.切削力的来源及分解1）切削力的来源：变形与磨擦2）切削力的分解2.切削力和切削功率的计算（1）计算切削力的指数公式CCFCFCFCFncyxpFckvfaCF＝ppFpFCFpFncyxpFpkvfaCF＝ffFfFfFfFncyxpFfkvfaCF＝（2）单位切削力的计算公式DDcpcccbhFfaFAFp（3）切削功率的计算31060cccvFP机床电动机所需功率EP（kW)EP（kW)/cEPP2.4.3切削热与切削温度1.切削热的来源与传导Q产热＝Q变形＋Q磨擦Q散热＝Q刀具＋Q工件＋Q机床＋Q工件2.4.4刀具磨损与刀具耐用度1.刀具磨损车刀典型磨损形式示意图2.刀具耐用度1)刀具的耐用度与刀具寿命刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间称为刀具耐用度，以T表示。2)切削用量对刀具耐用度的影响（1）切削速度与刀具耐用度的关系2.5切削用量的选择2.5.1确定切削用量时考虑的因素f选择切削用量的基本原则是：首先选择一个尽量大的背吃刀量，其次根据机床进给动力允许条件或被加工表面粗糙度的要求，选择一个较大的进给量，并在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度。2.5.2提高切削用量的途径1.采用切削性能更好的新型刀具材料。2.在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料的加工性。3.改善冷却润滑条件。4.改进刀具结构，提高刀具制造质量。2.6刀具几何参数的选择2.6.1选择刀具几何参数应考虑的因素1.工件材料2.刀具材料和刀具结构3.具体的加工条件2.6.2刀具角度的选择1.前角及前刀面的选择2.后角（副后角）、后刀面的选择3.主偏角、副偏角及过渡刃的选择4.刃倾角的选择2.7切屑的控制与切削液1.切屑的类2.切屑的卷曲和断屑2.7.2切削液1.切削液的作用：1）冷却作用2）润滑作用3）洗涤和排屑作用4）防锈作用2.切削液的种类及选用种类：水溶液、切削油、极压切削油和乳化液1）粗加工2）精加工3）难加工材料的加工4）磨削加工5）封闭或半封闭容屑加工选用：第3章机械加工工艺规程3.1机械加工工艺规程的基本概念1．生产过程:（1）生产技术准备过程（2）毛坯制造过程（3）零件的各种加工过程（4）产品的装配过程（5）生产服务过程2．工艺过程在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。如毛坯制造、机械加工、热处理、装配等过程，均为工艺过程。工艺过程是生产过程的重要组成部分。3.1.2机械加工工艺过程的组成1．工序一个或一组工人，在一个工作对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。2．安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。3．工位为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。4.工步工步是指加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。5．进给（走刀）在一个工步内，若被加工表面需要切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次进给（走刀）。一个工步可包括一次或几次进给（走刀）3.1.3生产类型及工艺特征1．生产纲领N=Qn(1＋α＋β)2．生产类型生产类型生产纲领小型机械或轻型零件中型机械或中型零件重型机械或重型零件单件生产≤100≤10≤5小批生产＞100～500＞10～150＞5～100中批生产＞500～5000＞150～500＞100～300大批生产＞5000～50000＞500～5000＞300～1000大量生产＞50000＞5000＞10003.1.5工艺规程1．工艺规程的作用（1）工艺规程是指导生产的重要技术文件（2）工艺规程是生产组织和生产准备工作的依据（3）工艺规程是新建和扩建工厂或车间的技术依据2．工艺规程制定的原则工艺规程制定的原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。3．制定工艺规程的原始资料4．制定机械加工工艺规程的步骤（1）分析零件工作图和产品装配图；（2）对零件图和装配图进行工艺审查；（3）根据产品的生产纲领确定零件的生产类型；（4）确定毛坯的种类及制造方法；（5）拟定工艺路线，选择定位基准，划分加工阶段；（6）确定各工序所用机床设备、工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具等），对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书；（7）确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差；（8）确定各工序的切削用量和时间定额；（9）确定各工序的技术要求和检验方法；（10）编写工艺文件。3．2零件的工艺分析工艺性内容不合理的结构合理的结构说明加工面积应尽量小减少加工、减少刀具及材料的消耗量钻孔的入端和出端应避免斜面避免断头折断、提高生产率、保证精度槽宽应一致减少换刀次数、提高生产率键槽布置在同一方向减少调整次数、保证位置精度孔的位置不能距壁太近可以采用标准刀具、保证加工精度槽的底面不应与其他加工面重合便于加工、避免操作加工表面凸台表面位于同一平面上生产率高、易保证精度轴上两相接精加工表面间应设刀具越程槽生产率高、易保证精度螺纹根部应有退刀槽避免操作刀具、提高生产率3．3毛坯的确定1.毛坯的种类及选择1）铸件2）锻件3）型材4）焊接件5）冲压件6）冷挤压件7）粉末冶金件2.毛坯形状和尺寸确定1）工艺搭子的设置2）整体毛坯的采用3）合件毛坯的采用3．4定位基准的选择3.4.1基准1．设计基准2．工艺基准1）工序基准2）定位基准3）测量基准4）装配基准3.4.2粗基准的选择1．某些零件上的个别表面不需要进行机械加工，为了保证加工表面和非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作粗基准。2．当零件上具有较多加工表面时，粗基准的选择应有利于合理地分配各加工表面的加工余量。1）应保证各加工表面都有足够的加工余量2）为保证重要表面的加工余量小而均匀，应以重要表面作粗基准3）应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷的平整表面作为粗基准，使工件定位可靠。4）粗基准在零件的加工过程中一般只能使用一次，由于粗基准的误差很大，重复使用必然产生很大的加工误差。3.4.3精基准的选择1基准重合原则2基准统一原则3互为基准原则4自为基准原则3．5工艺路线的拟定3.5.1加工方法的选择序号加工方法经济精度(公差等级表示)表面粗糙度值Ra/μm适用范围1粗车IT11~1310~50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车IT8~102.5~6.33粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7~80.025~0.25粗车—半精车—磨削IT7~80.4~0.8主要用于淬火钢，也可用于