机械零部件的制造

机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社主编卢建波副主编张荣张华主审张君维机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机械零部件的制造出版社ISBN978-7-5624-5096-2机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•一、机械制造工业及其发展•(一)机械工业及其在国民经济中的地位•机械制造工业就是用机器为主要工具，以金属为主要原材料进行加工的工业。•(二)我国机械工业发展现状•1.迅速发展的表现•2.相对落后的表现绪论机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(三)要重新认识机械制造业•(四)机械制造技术的重要性•(五)机械制造业的特点•1.机械工业是典型的离散型制造业•2.机械工业有多种生产经营模式•3.离散型制造业产品结构复杂，制造工艺复杂，生产过程所需机器设备和工装夹具种类繁多•4.工程设计任务重机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•5.为了适应产品结构的不断变化，机械制造业的底层加工设备应具有足够的柔性•6.由于机械产品设计与制造涉及多学科、多种技术•二、本课程的任务•①掌握切削过程的一般现象及基本规律，能合理地设计、选用刀具和切削参数。•②掌握机械加工工艺的基本理论、掌握机械加工工艺规程制订的原则、步骤和方法，并能结合具体条件制订出工艺上可行、经济上机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社合理的零件加工工艺规程。•③学习影响加工质量的各项因素，掌握零件加工质量与加工精度的分析和控制方法。•④了解当前制造技术的发展，培养学生具有善于分析、总结实际生产中的先进经验，善于分析地吸收国内外新技术、新工艺和新方法，并应用于解决实际问题的能力。机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•知识点•◆生产过程与工艺过程的总体认识。•◆机械加工表面成形方法。•◆机械加工工艺系统的组成。•◆认知金属切削过程基本规律及应用。•技能点•◆加工机床、刀具参数和切削用量的选择。任务1合理地设计、选用刀具和切削参数机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(一)机械的生产过程和工艺过程•1．机械的生产过程•①生产技术准备过程。•②毛坯的制造过程。•③原材料及半成品的运输和保管。•④零件的机械加工、焊接、热处理和其他表面处理等。•⑤部件和产品的装配过程。这一过程包括组装、部装等。•⑥产品的检验、调试、油漆和包装等。机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•2.机械制造工艺过程•3.机械加工工艺过程的组成•(1)工序•(2)安装•(3)工位•(4)工步•(5)走刀(或进给)•4.生产纲领、生产类型及其工艺特征机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(1)生产纲领•(2)生产类型及其工艺特征机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•①单件生产•②成批生产•③大量生产机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(二)机械加工表面成形•1.工件表面的成形方法•(1)机械零件常用的表面形状•(2)工件表面的形成机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(3)发生线的形成方式•①成形法•②轨迹法•③展成法•④相切法•2.机械加工所需的运动和切削用量•(1)切削加工中的工件表面•(2)机械加工所需的运动•①主运动机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②进给运动•③背吃刀量•④合成切削运动机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•3.切削层参数•(1)切削厚度ac(切削层公称厚度)•(2)切削宽度aw(切削层公称宽度)•(3)切削面积Ac(切削层公称横截面积)机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(4)材料切除率Q•(三)机械•加工工艺系统的组成•机械加工工艺系统由机床、夹具、工件和刀具组成。•1.金属切削机床基本知识•(1)金属切削机床的分类•①按工艺范围：•A.通用机床机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•B.专门化机床•C.专用机床•②按加工精度：机床的加工精度是指该机床加工零件表面的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，如零件加工表面的尺寸、形状、位置及粗糙度。按加工精度可分为普通精度机床、精密机床和高精度机床。•③按重量和尺寸：可分为仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(质量大于10t)、重型机床(质量在30t以上)和超重型机床(质量机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社在100t以上)。•④按机床主要零部件的数目，可分为单轴、多轴、单刀及多刀机床等。•⑤按自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工工件。半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还须人工完成，因此不能连续地加工。•⑥按机床的加工过程的控制方式分类可分为机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社：普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造单元。•(2)机床的型号编制•(3)金属切削机床型号的编制•①机床的技术参数及其结构尺寸系列机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②机床型号•(4)机床的组成•①动力源•②传动系统•③支撑件•④工作部件包括：•⑤控制系统•⑥冷却系统•⑦润滑系统机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•⑧其他装置•2.工件•3.夹具概述•(1)夹具的定义及其组成•①定位元件•②夹紧装置•③对刀或导向元件•④连接元件•⑤其他装置机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•⑥夹具体•(2)机床夹具的作用•①保证加工质量：采用夹具后，工件各加工表面间的相互位置精度是由夹具保证的，而不是依靠工人的技术水平与熟练程度，因此产品质量容易保证。•②提高劳动生产率和降低成本：使用夹具使工件安装迅速方便，从而大大缩短了辅助时间，提高了生产率。特别是对于加工时间短、辅助时间长的中、小零件，效果更为显著。机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•③减轻工人的劳动强度：有些工件，特别是比较大的工件，调整和夹紧很费力气，而且注意力要高度集中，很容易疲劳，一天工作下来就非常累，如使用夹具，就不用调整。如用气动或液动等自动化夹紧装置，工人只要操作按钮就能工作。•(3)机床夹具的分类•①通用夹具•②专用夹具•③成组夹具机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•④组合夹具•⑤随行夹具•(4)六点定位原理机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•①完全定位与不完全定位•②过定位与欠定位机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•4.刀具•(1)外圆车刀的结构•(2)刀具的几何参数机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•①静止参考系机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②工作参考系机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(3)刀具材料•①刀具材料应具备的性能•②常用的刀具材料机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(四)金属切削的过程与原理•1.金属切削过程•(1)切削的形成•(2)切削的3个变形区机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•①第Ⅰ变形区机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②第Ⅱ变形区机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•③第Ⅲ变形区•(3)脆性材料切削过程机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•2.金属切削规律•(1)切削力•①主切削力Fc机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②吃刀抗力Fp•③进给抗力Ff机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(2)切削热与切削温度•①切削热和切削温度•②影响切削温度的因素机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(3)刀具磨损和耐用度•①刀具磨损形态机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•②刀具磨损原因•③刀具磨损过程机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•④刀具的磨钝标准•⑤影响刀具耐用度的因素•(4)刀具的破损•①破损的形式•②破损的原因•③破损的防止•3.切屑的控制•(1)切屑的类型机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(2)切屑的卷曲和折断•4.切削液的作用和种类•(1)切削液的作用•(2)切削液的种类•(一)刀具几何参数的合理选择•(1)考虑刀具材料和结构。•(2)考虑工件的实际情况。•(3)了解具体加工条件。•(4)注意几何参数之间的关系。机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(5)处理好刀具锋锐性与强度、耐磨性的关系。•1.前角和前刀面形状的选择•(1)前角γo•①作用•②选择机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(2)倒棱•2.主、副后角的选择•(1)主后角αo机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(2)副偏角κ′r•(3)刀尖形状•①直线形过渡刃机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•4.刃倾角的选择•(1)作用机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(2)选择机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社•(二)切削用量的选用•1.切削速度的选用原则•2.切削用量对加工质量的影响•3.切削用量的确定•(1)背吃刀量ap•(2)进给量f•(3)切削速度vc机电一体化技术专业及专业群教材——机械零部件的制造出版社理工分社机电一体化技术专业及专业群教材——机械