机械加工工艺基础第一章

机械加工工艺基础工程训练中心赵玉灿2011-2012学年第一学期*课程性质、地位和目标•制造业的重要性及我国制造业的现状•现代制造技术的发展方向*机械加工工艺在制造业中的地位*教学内容纲要第一节机械加工方法分类及特点第二节零件的种类及零件表面的成形方法本节内容•教学目标：•1.介绍常规机械加工相关的基础知识，使学生掌握机械加工技术的总体发展水平、基本切削加工原理及相关基础知识，使学生了解切削加工的实质。•2.介绍常规机械加工方法、设备，使学生掌握常规机械零件的加工技术，并且具有常规机械零件的工艺分析能力。•3.介绍主要特种加工技术的原理和应用特点，使学生具备应用特种加工技术解决部分难加工零件工艺问题的能力。•4.介绍机械加工领域的新技术、新工艺及发展趋势。参考书目•教材•机械制造工艺基础•机械制造基础•金属切削原理•金属切削机床•英文：机械工程与技术(机加工)：机械工业出版社ManufacturingEngineeringandTechnology•英文：制造技术-----金属切削与机床ManufacturingTechnology----MetalCutting&MachineTools•制造业的重要性及我国制造业的现状制造业是指对原材料(采掘业的产品和农产品)进行加工或再加工，以及对零件装配的工业的总称。制造业直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素。制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额。Manufacturingistheprocessofconvertingrawmaterialsintoproducts.Itencompassesthedesignoftheproducts,theselectionofrawmaterialsandthesequenceofprocessesthroughwhichtheproductwillbemanufactured.Itisthebackboneofanyindustrializednation.Ascientistcandiscoveranewstarbuthecannotmakeone.Hewouldhavetoaskanengineertodoitforhim.--GordonL.Gleg,1969制造业的重要性及我国制造业的现状制造业的重要地位：制造业创造了人类；制造业是产业革命的主力军；制造业是支柱产业。制造业直接体现了一个国家的生产力水平，是区别发展中国家和发达国家的重要因素。制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额。世界制造业的的历史公元前150万~20万年前，古石器时代，原始工具制造；公元前15万~1万年前左右，新石器时代，农业畜牧业及复合工具制造；公元前2500年出现了炼铁炉，青铜器时代，矿冶和制造技术；1765年，瓦特蒸汽机的发明是产业革命的标志；人类文明的发展史证明，会制造工具的人从石器时代到青铜器、铁器时代，随着制造技术的提高，他们的生活、文化都有显著的进步，劳动创造世界，靠人的双手和所制造的工具创造了自己的生活。世界机械制造业的总体特征及发展趋势一、地位基础化二、经济规模化三、发展不平衡四、结构调整深化五、全球化方式发生新变化六、跨国并购加剧七、产品高技术化制造技术的发展趋势：绿色制造；高技术化；信息化；极端制造。我国制造业的的现状简介中国仍处于工业化时代的中期，制造业仍然处于十分重要的地位，制造业提供的劳动生产价值占国民经济GDP的50%。中国目前是世界第四大工业用品生产国，仅次于美、日、德。中国目前生产全球50%以上照相机，30%的空调和电视机，25%的洗衣机，近20%的电冰箱。现在国外媒体把中国说成是世界加工中心，中国基本上是承担了国际分工中的劳动密集部分，中国的制造业不是真正的制造业，而是代加工。按人均劳动生产率计为美国的1/25，日本的1/26，德国的1/20。中国的制造业中，主体技术依靠外国，有自主知识产权的产品很少，工业增加值率仅为26%，而美国为49%，日本为38%，德国为48.5%。中国的低水平生产能力严重过剩，生产能力利用率，机械为51.86%，电子54.45%，化工54.9%，建材64%，轻工46.09%，冶金35.55%。而高水平生产能力不足，大量先进装备仍主要依靠进口。新产品开发周期平均为18个月，而美国有不少产品开发周期为3个星期，试制周期为3个月。中国制造业总的发展趋势•1)制造业正在向国际化方向发展，我国越来越会有更多的企业有能力生产和出口复杂、高档的商品。•2)市场的细化和专业化。消费品和半成品市场越来越多样化和复杂化，从市场驱动的角度看，专业化配套生产和整机产品多样化设计是满足顾客多样化需求一种途径。•3)信息技术几乎渗透到生产商品和提供服务的每个领域，信息化改造传统制造业是重要发展方向。加工工艺•工艺是指从原材料或半成品加工成产品所采用的一系列特点的技术方法。•1.technics;craft;workmanship;technology•2.atechnicalart;theusefularts工艺过程指工业品生产中，从原料到制成成品各项工序安排的程序。也称“加工流程”或“生产流程”。制造规划(manufacturingplanning)、材料处理(materialprocessing)、工艺工程(processengineering)以及加工路线安排(machinerouting)等在很大程度上都是指工艺过程设计。工艺是制造过程的重要的生产准备工作之一。•第一章机械加工概述•第二章切削加工基础•第三章主要切削加工方法•第四章特种加工•第五章数控加工第六章其他加工技术•第七章典型表面的加工•第八章零件结构的工艺性•第九章传统生产系统与先进生产系统教学内容纲要绪论：机械加工简介1.1机械加工方法分类及特点机械加工：广义的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭义的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。按被加工的工件处于的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。机械加工方法按照加工原理及应用可以分为如下几类：切削加工特种加工其他加工方法1.1机械加工方法分类及特点1.1.1切削加工1.概念：切削加工是利用切削工具从工件上切去多余材料的加工方法，使工件符合图样规定的形状、尺寸和表面粗糙度等方面的要求。1.1机械加工方法分类及特点2、切削加工的分类：按照加工精度和实现方式的不同可以分为普通精度加工、精密加工和超精密加工；（1）普通精度加工是指一般机械加工中大量采用的常规生产过程，采用普通的生产设备，可以完成一般的从粗加工到精加工的过程，其加工范围上限一般尺寸公差是IT7-IT5，表面粗糙度Ra1.6-0.2;（2）精密加工的尺寸公差等级为IT5-IT3，表面粗糙度Ra值小于0.1μm。常用于精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨和精密轴承等关键零件的加工。（3）超精密加工是指尺寸精度要求更高，表面粗糙度值更小的加工，其尺寸公差可达到0.1-0.01μm，表面粗糙度Rz（微观不平度十点高度）为0.001μm。按照使用刀具不同可分为：车削、铣削、刨削等；3、切削加工的特点（1）切削加工可以达到的精度和表面粗糙度范围广，其尺寸公差范围是IT12-IT3，表面粗糙度Ra值范围是25-0.008μm。这样宽的加工范围是目前其他加工方法难于实现的。（2）切削加工零件的材料、形状、尺寸和重量范围较大。（3）切削加工的生产率较高。在常规条件下，切削加工的生产率一般高于其他加工方法，只有少数特殊场合低于精密铸造、精密锻造和粉末冶金等方法。（4）首先，刀具材料的硬度一定要大于工件材料的硬度。由于切削过程中存在切削力，刀具还需要有一定的强度和刚度；加工时应设法保证工件有一定的刚度以防止工件变形。4、切削加工的发展方向·切削加工技术的发展：高精度、高效率、自动化、柔性化和智能化：（1）加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向发展。（2）刀具材料向超硬材料方面发展。（3）生产模式由目前的小批量和单品种大批量模式向多品种可变批量发展，生产方式由目前的手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线向柔性自动化和智能自动化方向发展。1.1.2.特种加工指不采用常规的刀具或磨具进行普通切削加工，而是直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量形式，或者选择几种能量的复合形式对材料进行加工。特种加工技术主要包括电火花加工、电子束和离子束加工、电解加工、超声波加工、激光加工、高压水射流切削等。1.1.3其他加工方法直接成形技术爆炸成形、液压成形、旋压成形、喷丸成形；快速原型制造：立体打印、叠层法、选择性激光烧结法、熔融沉积法、掩膜固化法等胶接技术1.2零件的种类及零件表面的成形方法1.2.1零件的种类:按其结构一般可分为六类，即轴类、盘套类、支架箱体类、六面体类、机身机座类和特殊类零件。其中轴类零件、盘套类零件和支架箱体类零件是最常见的三类零件。同类型的零件结构类似，加工工艺上有许多共同之处，因此对零件进行分类既有利于学习和掌握各类零件的加工工艺特点，也有利于组织生产。轴类零件盘套类支架箱体类六面体类机身机座类特殊类•1.2.2组成零件的表面•切削加工的总体对象是零件。具体到每一个切削加工环节，其加工对象就是零件上的各个表面。•组成零件的常见表面有外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形及各种沟槽等。☆回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形成的表面；成型方法主要有：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、内外圆磨削等。如构成轴类、盘套类零件的内外圆、圆锥等。☆平面：是以直线为母线作直线运动形成的表面；如机床导轨面、轴端面等，成型方法主要有：铣削、刨削、平面磨削等。☆曲面：是以曲面为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数控铣削、电火花加工、激光加工等1.2.3零件表面的成形方法零件表面常见的成形方法有三种:轨迹法成形法展成法利用非成形刀具，在一定的切削运动下，由刀尖轨迹获得零件所需表面的方法。轨迹法：成形法：利用成形刀具，在一定的切削运动下，由刀刃形状获得零件所需表面的方法。展成法：在一定的切削运动下，利用刀具依次连续切出的若干微小面积而包络出所需表面的加工方法。习题1.切削加工有哪些主要特点？2.切削加工的发展方向是什么？3.切削加工按照精度水平如何分类？4.什么是特种加工？5.零件按其结构一般可分为哪些类型？6.零件表面有哪些成形方法？常见的各种切削加工方法各属于什么成形方法？我一定回来越过那一片海阿妈呼唤萦绕耳畔那年我离开像一朵云彩单单的飘向天外风拉着我的衣带像阿妈慈母情怀等着我回来吻你双鬓洁白向你倾吐爱以及爱年少读不懂亲人的关怀傻傻的执着未来痴迷在天外的色彩不见你心泪似海你笑着问我要什么我要你紧紧搂着我我就像天上漂泊的云朵飞向天际辽阔我搂着阿妈的爱从此后再不要分开我登上圣洁琉璃的天台还是你的小孩歌曲：云朵演唱：云朵词曲：刀郎