機(jī)械加工技術(shù)教案

1、教學(xué)課程：緒論教學(xué)目的：1. 了解課程的性質(zhì)和內(nèi)容2. 了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀3. 了解先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展方向4. 了解課程的目的和要求 教學(xué)重點(diǎn)：1. 了解課程的性質(zhì)和內(nèi)容2. 了解課程的目的和要求教學(xué)過程：講授新課：一、本課程的性質(zhì)和內(nèi)容 本課程所講的機(jī)械制造技術(shù)主要是指機(jī)械冷加工技術(shù)和機(jī)械裝配技術(shù)。 內(nèi)容包括：（ 1）掌握金屬切削過程的基本規(guī)律和機(jī)械加工的基本知識。 合理選擇機(jī)械加 工方法與機(jī)床、 刀具、夾具及切削加工參數(shù)， 并初步具 備制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程 的能力。（ 2）掌握機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量的基本理論和基本知識。 初步具備分析和 解決現(xiàn)場工藝問題的能力。二、機(jī)械制造技術(shù)的

2、發(fā)展現(xiàn)狀 我國的制造業(yè)得到長足發(fā)展，但還存在階段性的差距。1. 數(shù)控機(jī)床在我國機(jī)械制造領(lǐng)域的普及率不高。2. 國產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控設(shè)備的市場占有率較低。3. 數(shù)控刀具、數(shù)控檢測系統(tǒng)等數(shù)控機(jī)床的配套設(shè)備不能適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。4. 機(jī)械制造行業(yè)的制造精度、 生產(chǎn)效率、整體效益等都不能滿足市場經(jīng) 濟(jì)發(fā) 展的要求。三、先進(jìn)制造技術(shù)的及其發(fā)展方向 先進(jìn)制造技術(shù)是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、 電子、信息、 材料及現(xiàn)代管理等 方面的最新成果，將其綜合應(yīng)用于制造的全過程以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、 高效、低消耗、敏 捷及無污染生產(chǎn)的前沿制造技術(shù)的總稱。先進(jìn)制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢（1）制造技術(shù)向自動化、集成化和智能化的方向發(fā)展（ CNC

3、機(jī) 床、加工 中心（MC）柔性制造系統(tǒng)（FMS以及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS等自動化制 造設(shè)備或系統(tǒng)的發(fā)展適應(yīng)了多品種、 小批量的生產(chǎn)方式，它們將進(jìn)一步向柔性化、 對市場快速響應(yīng)以及智能化的方向發(fā)展， 敏捷制造設(shè)備將會問世， 以機(jī)器人為基 礎(chǔ)的可重組加工或裝配系統(tǒng)將誕生， 智能制造單元也可望在生產(chǎn)中發(fā)揮作用。 加 速產(chǎn)品開發(fā)過程的CAD CAM一體化技術(shù)、快速成形（RP技術(shù)、并行工程（CE 和虛擬制造（VM將會得到廣泛的應(yīng)用。（2）制造技術(shù)向高精度方向發(fā)展21 世紀(jì)的超精密加工將向分子級、原子級精度推進(jìn)，采用一般的精密加工 也 可 以 穩(wěn) 定 地 獲 得 亞 微 米 級 的 精 度 。 精

4、密 成 形 技 術(shù) 與 磨 削 加 工 相 結(jié) 合，有可能覆蓋大部分零件的加工。以微細(xì)加工為主要手段的微型 機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、航空航天、軍事、農(nóng)業(yè)、家庭等領(lǐng)域，而 成為下世紀(jì)最重要的先進(jìn)制造技術(shù)前沿之一。（3）綜合考慮社會、 環(huán)境要求及節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展的制造技術(shù)將越 來越受 到重視。 綠色產(chǎn)品、綠色包裝、綠色制造過程將在下個世紀(jì)普及。四、學(xué)習(xí)本課程的目的和要求 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機(jī)械制造技術(shù)的基本加工技術(shù)和基本理論， 再通過后續(xù)課程的學(xué)習(xí)， 進(jìn)一步掌握先進(jìn)制造技術(shù)的有關(guān)知識， 從而為將來勝任 不同職業(yè)和不同崗位上的專業(yè)技術(shù)工作、 掌握先進(jìn)制造技術(shù)手段應(yīng)用、 具備突

5、出 的工程實(shí)踐能力奠定良好的基礎(chǔ)。1. 掌握機(jī)械制造過程中工藝系統(tǒng)、 表面成形和切削加工的基本理論； 掌握常 用加工方法及其工藝裝備的基本知識和基本理論； 了解現(xiàn)代制造技術(shù)的知識、 應(yīng) 用及發(fā)展。2. 掌握常用加工方法的綜合應(yīng)用、 機(jī)械加工工藝、 裝配工藝 設(shè)計(jì)的方法，初 步掌握工藝裝備選用和夾具設(shè)計(jì)的方法。3. 初步具備解決機(jī)械制造過程中工藝技術(shù)問題的能力和產(chǎn)品質(zhì)量控制的能 力。教學(xué)后記：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量教學(xué)課程：機(jī)械加工的基本概念教學(xué)目的：1. 了解機(jī)械加工的概念及分類2. 理解機(jī)械制產(chǎn)品生產(chǎn)過程3. 掌握機(jī)械加工工藝過程的組成4. 理解生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 教學(xué)重點(diǎn)：1. 機(jī)械加

6、工工藝過程的組成2. 生產(chǎn)類型 教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械加工工藝過程的組成 教學(xué)過程：講授新課：機(jī)械加工是一種用加工機(jī)械對工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)，分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工，并 且不引起工件的化學(xué)或物相變化，稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工，會引起工件的化學(xué)或物相變化，稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見有熱處理，煅造，鑄造和焊接。一、機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程和機(jī)械加工工藝過程1. 機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過程。對機(jī)器生產(chǎn)而言 包括原材料的運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，零件的加

7、工和熱處理，產(chǎn) 品的裝配、及調(diào)試，油漆和包裝等內(nèi)容。生產(chǎn)過程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用 系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，將生產(chǎn)過程看成是一個具有輸入 和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。能使企業(yè)的管理科學(xué)化，使企業(yè)更具應(yīng)變力和競爭力。2. 機(jī)械加工工藝過程在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)槌?品的過程，稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。例如毛坯的鑄造、鍛造 和焊接；改變材料性能的熱處理；零件的機(jī)械加工等，都屬于工藝過程。機(jī)械 加工工藝過程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。二、機(jī)械加工工藝過程的組成零件的機(jī)械加工工藝過程由許多工序組合而成，每個工序又可分為若干個安 裝、工位、

8、工步和走刀。（1）工 序工序是機(jī)械加工工藝過程的基本單元，是指由一個或一組工人在同一臺機(jī)床或同一個工作地，對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工作地、工人、工 件與連續(xù)作業(yè)構(gòu)成了工序的四個要素，若其中任一要素發(fā)生變 更，則構(gòu)成了另一道工序。一個工藝過程需要包括哪些工序，是由被加工零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、 加工精 度要求及生產(chǎn)類型所決定的。如圖1-36所示的階梯軸，因不同的生產(chǎn)批量，就有 不同的工藝過程及工序，如表1-4與表1-5所列。圖1-36 階梯軸表1-4單件生產(chǎn)階梯軸的工藝過程表1-5大批量生產(chǎn)階梯軸的工藝過程輯瓦仲H赫詁i!1戦1 Jlllft耕1姍3粹楓聽販H3洲1.&l

9、t; m5腫4嫌（2）安裝工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序。 在一道工序中，工件在加工位置 上至少要裝夾一次，但有的工件也可能會裝夾幾次。如表1-5中的第2、3及5工序, 須調(diào)頭經(jīng)過兩次安裝才能完成其工序的全部內(nèi)容。應(yīng)盡可能減少裝夾次數(shù)，多一 次裝夾就多一次安裝誤差，又增加了裝卸輔助時間。（3）工位工件在機(jī)床上占據(jù)每一個位置所完成的那部分工序。為減少裝夾次數(shù)，常采用多工位夾具或多軸（多工位）機(jī)床，使工件在一次安裝中 先后經(jīng)過若干個不同 位置順次進(jìn)行加工。工步工步是加工表面、切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）都不變的情 況下所完成的那一部分工藝過程。變化其中的一個就是另一個工步。如圖

10、1-37所示車削階梯軸85 mn外圓面為第一工步，車削 65 mn外圓面為 第二工步。這是因?yàn)榧庸さ谋砻孀兞?。有時為了提高生產(chǎn)率，把幾個待加工表面 用幾把刀具同時加工，這也可看作一個工步，稱為復(fù)合工步，如圖 1-38所示。'* *#»»»<* ssiBEib 4功（協(xié)蘭韻IL翦二：步fflW5n）L貯妙好次走乃舊貯珈第二慶韌圖1-37 車削階梯軸圖1-38 復(fù)合工步（5）走刀在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱 為一次走刀。如圖1-37所示車削階梯軸的第二工步中，就包含了兩次走刀三、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型(1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)

11、綱領(lǐng)是指包括備品和廢品在內(nèi)的該產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件在計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算N 二Qn(1: )(1 J式中：N零件的年產(chǎn)量(件/年)；Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺/年)；n每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺);a、B 備品率(%)和廢品率(%)。當(dāng)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定后，還要根據(jù)車間的情況按一定期限分批投產(chǎn)，每批 投產(chǎn)的數(shù)量，稱為生產(chǎn)批量。(2) 生產(chǎn)類型根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小和產(chǎn)品品種的多少，機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)可分為單件生 產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。1) 單件生產(chǎn)：產(chǎn)品的種類多而同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小，工件地點(diǎn)的加工對象完 全不重復(fù)或很少重復(fù)，例如重型機(jī)器、專用設(shè)備或新產(chǎn)品試制都屬于單件生產(chǎn)。

12、2) 成批生產(chǎn)：工作地點(diǎn)的加工對象，周期性地進(jìn)行輪換。普通機(jī)床、紡織機(jī)械等的制造等多屬此種生產(chǎn)類型。按照批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種類 型。3) 大量生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)長期進(jìn)行某一零件的某一道工 序的加工。如汽車、軸承、自行車等的制造多屬此種生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型取決于產(chǎn)品(零件)的年產(chǎn)量、尺寸大小及復(fù)雜程度。表1-6列出了 各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點(diǎn)綱頓尺特點(diǎn)單件生產(chǎn)小 ft中 批t 批大生產(chǎn)篁聖機(jī)械<55-100100-3003001 OOD>1 QOO中宜機(jī)威<20 20200200*-500500-5 000>5

13、 QOO輕整機(jī)秋<)00100-SOT5QQ-5 WM5 000-50 000>50 QOO毛捱的制遣方 法尺加工余量自由鍛這.本樓手工逝鬼F毛 坯tl度低余大部分采用複舉金B(yǎng)US 毛坯精度投余桃中等廣吃采用權(quán)懂、機(jī)S£9««效方袪1毛區(qū)精度高、余樋小機(jī)貳設(shè)備矗機(jī) 床布覺通用機(jī)味技機(jī)霹式樣列*部分 采用數(shù)輕機(jī)床及柔性K進(jìn)單 元通用機(jī)床和鄙分專用機(jī) 床及髙效自動機(jī)床1機(jī)床 按#韓類刷分工段樣列廣蓬采用自動桃嫌、專用機(jī)犀， 采用自動集車專用機(jī)床竈水線 徉列工來具及尺寸醫(yī) 證通用凳具標(biāo)襁附件或粗合夾 具1劃域試切保證尺寸通用夾& +專用或咸餾 夾具;

14、定程法保證尺寸高效專用先鼻匸足程及自動! 輕制尺寸77H.1A通用刀具*標(biāo)龍It耳專用或標(biāo)椎刀具、具專用刀具'億昇，自Affifi藝零件的互換性配對対遼、互換性惟，事采用 鉗工樓配多我互挽，部分試記或療 配全部互換，直箱度側(cè)杵采用分餾«£.£»特王藝文枠的晏 求avwm的工藝過程卡片埴制詳細(xì)的工藝規(guī)程矗關(guān)槿工序的工序卡片編解詳細(xì)的工藝蔑程、工序卡 片*調(diào)整卡片點(diǎn)生產(chǎn)率傳貌加工方法，生產(chǎn)率祗.數(shù) 控機(jī)庫可提高生產(chǎn)率中尊高報(bào)高中尊ft對工人的技術(shù)需要技術(shù)熟蜒阿工人定期竦程度的植 術(shù)工人對81齊工人的植術(shù)要求較低*對 調(diào)螯工人的技術(shù)鼻求較高采用SE控機(jī)

15、床,加工申心丘柔 也制造單元采用成粗工藝用柔性K 造果境或柔性自動我用計(jì)尊機(jī)控制的自動比制遺系坯、 車間或無人工廠賓現(xiàn)自窗51制機(jī)植"嚴(yán)申和輕蟹機(jī)械”可分幫以軋鋼機(jī)、柴愉機(jī)和卑紉機(jī)柞代IL表1-6 各種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點(diǎn)單位：件課后作業(yè):1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6教學(xué)課程：工件的定位基準(zhǔn)教學(xué)目的：1. 理解基準(zhǔn)的定義2. 掌握基準(zhǔn)的分類教學(xué)重點(diǎn)：基準(zhǔn)的分類教學(xué)難點(diǎn)：基準(zhǔn)的分類教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 何謂機(jī)械加工？它分為哪兩類 ?2. 什么是機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，它包括哪些內(nèi)容？3. 何謂生產(chǎn)類型，分為哪幾類，各有何特點(diǎn)？4. 什么是工序、安裝、工位、工步

16、和走刀？講授新課：零件是由若干幾何表面組成的， 這些表面之間有一定的相互位置和距離尺寸 的要求。因此，在加工過程中必須相應(yīng)的以某個或某幾個表面為依據(jù)來加工其他 表面，以保證圖樣上所規(guī)定的要求。一、基準(zhǔn)的定義 基準(zhǔn)是確定零件上某一個點(diǎn)、線、面的位置時所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。二、基準(zhǔn)的分類根據(jù)其作用的不同， 基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類， 前者用于產(chǎn)品 零件的設(shè)計(jì)圖上，后者用于機(jī)械制造的工藝過程中。1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2工藝基準(zhǔn)零件在加工和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)， 稱為工藝基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)按用途不 同又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)。（1）裝

17、配基準(zhǔn)裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測量基準(zhǔn)用以檢驗(yàn)已加工表面的尺寸及位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。(3) 定位基準(zhǔn)加工時工件定位所用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。作為定位基準(zhǔn)的表面(或線、 點(diǎn))，在第一道工序中只能選擇未加工的毛坯表面，這種定位表面稱粗基準(zhǔn)在以后的各個工序中就可采用已加工表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位表面稱精基準(zhǔn)。(4) 工序基準(zhǔn)工序圖上用來標(biāo)注本工序加工的尺寸和形位公差的基準(zhǔn)。就其實(shí)質(zhì)來說，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有相似之處，只不過是工序圖的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)大多與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合， 有時為了加工方便，也有與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而與定位基準(zhǔn)重合的。課后作業(yè)：1-7教學(xué)課程：機(jī)械加工

18、的勞動生產(chǎn)率教學(xué)目的：1. 了解勞動生產(chǎn)率的概念2. 理解時間定額的分類3. 掌握時間定額的組成4. 理解提高勞動生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)重點(diǎn)：1. 時間定額的組成2. 提高勞動生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)難點(diǎn)：提高勞動生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 什么是基準(zhǔn)？2. 基準(zhǔn)分為哪幾類？講授新課：制度機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則是優(yōu)質(zhì)、高效、低成本，即在保證零件 質(zhì)量要求的前提下，盡量提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。勞動生產(chǎn)率是指在單位時間內(nèi)制造出的合格產(chǎn)品的數(shù)量，或者是指用于制 造單件合格產(chǎn)品所消耗的時間。一、時間定額 勞動定額是衡量勞動生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它表現(xiàn)為時間定額（計(jì)時） 和產(chǎn)量定額（計(jì)件）

19、兩種基本形式。時間定額是在一定生產(chǎn)技術(shù)組織條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工 序所消耗的時間。產(chǎn)量定額在一定生產(chǎn)技術(shù)組織條件下，規(guī)定在單位時間內(nèi)生 產(chǎn)合格產(chǎn)品數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)。 目前，時間定額這一勞動定額形式為多數(shù)企業(yè)所采用1. 單件工序時間（ t0）在機(jī)械加工中，完成一個工件的一道工序所需要的時間，稱為單件工序時 間，簡稱單件時間。它包括下列組成部分：（ 1）基本時間（ t b） 基本時間是指直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能或相對位置等工藝過 程所消耗的時間。（ 2）輔助時間（ t a） 輔助時間是指為保證完成基本工作而執(zhí)行的各種輔助工作所需的時間。它 包括： 裝卸工件的時間、 開動和停止機(jī)床

20、的時間、 機(jī)床工作中變換刀具的時間、 改變加工規(guī)范的時間、試切和測量工件等所消耗的時間等。（3）技術(shù)服務(wù)時間（ t c） 技術(shù)服務(wù)時間是指在工作班內(nèi)，消耗在照看工作地而分?jǐn)偟矫恳粋€零件上 所消耗的時間。一般包括：更換刀具、潤滑機(jī)床、清理切屑、修磨刀具、修整 砂輪和修整工具所消耗的時間。（4）組織服務(wù)時間（ t g） 組織服務(wù)時間是指在整個工作班內(nèi)，消耗在照管工作地而分?jǐn)偟矫恳粋€上 所消耗的時間。一般包括：班前和班后領(lǐng)換及收拾工具、檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、 更換切削液或潤滑劑、下班前打掃工作場地、清理設(shè)備等消耗的時間。（ 5）自然需要及休息時間（ t n） 自然需要及休息時間是指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體

21、力和滿足生理上的需要 而分?jǐn)偟矫恳粋€零件上所消耗的時間。2.調(diào)整時間（ t j） 調(diào)整時間是指在成批生產(chǎn)中，為了更換工件或工序而對設(shè)備及工藝裝備進(jìn) 行重新調(diào)整所需要的時間。調(diào)整時間是消耗在一批工件上的時間，所以分?jǐn)偟?每一個工件上的時間為 Tj /N（N 為批量數(shù) ）。3. 計(jì)價時間（ t p） 計(jì)件時間是指完成一件產(chǎn)品的一道工序所規(guī)定的時間定額。 二、提高勞動生產(chǎn)率的工藝途徑 機(jī)械加工生產(chǎn)率在很大程度上取決于所采用的加工工藝和生產(chǎn)組織管理方 式。采用各種行之有效的先進(jìn)工藝方法和高效的自動化加工設(shè)備以及科學(xué)的生 產(chǎn)組織管理方式都可以顯著地提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率?？s減時間定額1. 縮短基本時間的工

22、藝措施 提高切削用量 增大切削速度、切削深度和進(jìn)給量都可以縮短基本時 間，這是機(jī)械加工中廣泛采用的提高生產(chǎn)率的有效方法。近年來出現(xiàn)的聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，切削普通鋼材的切削速度可達(dá)900m/min。在加工60HRC以上的淬火鋼、高鎳合金鋼時，在980C仍能保持其紅硬性，切削速度可在900m/min以上。高速滾齒機(jī)的切削速度可達(dá)6575m/min。采用強(qiáng)力磨削，其速度可達(dá)60m/s。提高切削用量的主要途徑是采用優(yōu)質(zhì)的刀具材料、合理的刀具角度、合適 的冷卻潤滑液和完善的加工設(shè)備等。減少切削行程長度I減少切削行程長度也可以縮短基本時間。例如 右圖13-1中采用三把刀具同時加工同一

23、表面。 合并工步 用幾把刀具對同一工件的幾個不同表面、一把復(fù)合刀具對同一表面同時進(jìn)行加工，把原來單獨(dú)的幾個工步集中為一個復(fù)合工步。各工步的 基本時間就可以全部或部分相重合，從而減少了工序的基本時間。圖13-2 (a)為在六角車床上常見的合并工步，兩把不同刀具同時切削；圖 13-2 (b)為幾 個砂輪同時磨削導(dǎo)軌面。米用多件加工多件加工有三種方式：順序多件加工，即工件順著行程方向一個接著一個地裝夾，如圖13-3 (a)所示。這種方法減少了刀具切入和切出的時間，也減少了分?jǐn)偟矫恳粋€工件上 的輔助時間。平行多件加工，即在一次行程中同時加工n件平行的工件，如圖13-3 (b)所示。平行順序多件加工為上

24、述兩種方法的綜合應(yīng)用，如圖13-3 (c)所示。這種方法適合于工件較小、批量較大是情況。(a)(b)(c)圖13-3 多件加工2. 縮短輔助時間的工藝措施輔助時間在單件工時內(nèi)所占的比例較大，有時甚至超出基本時間數(shù)倍。當(dāng) 采取一些措施將基本時間縮短以后，輔助時間所占的比例就會變得更大。 因此,通過縮短輔助時間來提高勞動生產(chǎn)率也很重要?？梢圆捎靡韵麓胧﹣砜s短輔助 時間：采用先進(jìn)夾具如成批生產(chǎn)時采用氣動或液動快速夾緊裝置、多品種 小批量生產(chǎn)時采用成組夾具等，這不僅可以保證加工質(zhì)量，而且能大大地節(jié)省 裝卸和找正工件的時間。 盡量將輔助時間與基本時間重合采用可換夾具或可換工作臺、轉(zhuǎn)位夾雙工位夾具O具或轉(zhuǎn)

25、位工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺，可以實(shí)現(xiàn)在加工的同時裝卸另一個 或另一組工件，使工件的裝卸時間與輔助時間重合。如圖13-4所示。工件(a)圖 13-4(b)輔助時間與基本時間重合的示例 提高機(jī)床操作的機(jī)械化與自動化水平，實(shí)現(xiàn)集中控制、自動調(diào)速與變速以縮短開、停機(jī)床和改變切削用量的時間。 米用先進(jìn)的檢測設(shè)備，實(shí)施在線主動檢測。3. 縮短布置工作地時間的工藝措施 采用快速換刀、 自動換刀及機(jī)外對刀裝置， 可以節(jié)省刀具的裝卸和對刀 的輔助時間。 采用機(jī)夾刀具和硬質(zhì)合金刀具，以減少換刀和刃磨時間。 利用壓縮空氣吹切屑。4. 縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間的工藝措施把結(jié)構(gòu)形狀、 技術(shù)條件和工藝過程相似的工件組織起來

26、， 采用成組工藝和 成組夾具，可以明顯縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間。有條件時也可選用準(zhǔn)備終結(jié)時間極 短的先進(jìn)加工設(shè)備，如數(shù)控機(jī)床、加工中心等。（二）實(shí)施機(jī)床多臺的看管 多臺機(jī)床看管是一種先進(jìn)的勞動組織措施。一個工人同時管理幾臺機(jī)床可 以提高生產(chǎn)率是顯而易見的，但應(yīng)滿足兩個必要條件：一是若一人看管M臺機(jī)床，則任意（M- 1）臺機(jī)床上的工人操作時間之和，應(yīng)小于另一臺機(jī)床的機(jī)動 時間；二是每臺機(jī)床都要有自動停車裝置。（三）采用先進(jìn)的工藝方法1 毛坯準(zhǔn)備 采用冷擠壓、熱擠壓、粉末冶金、精密鍛造、爆炸成形等新工藝，可以大 大提高毛坯精度， 減少機(jī)械加工工作量， 節(jié)省原材料， 可以明顯地提高生產(chǎn)率。2特種加工 對特

27、硬、特韌、特脆等難加工材料或復(fù)雜型面，采用特種加工方法能極大地提高生產(chǎn)率。如用電解加工一般鍛模，可以將加工時間從4050小時減少到 12小時。3采用少無切削加工如冷擠壓齒輪、滾壓絲杠等。4改進(jìn)加工方法 減少手工和低效率加工方法。如大批量生產(chǎn)中以拉削、滾壓代替銑、鉸、 磨削，以精刨、精磨、金剛鏜代替刮研等。（四）提高機(jī)械加工的自動化程度廣義地講，自動化制造系統(tǒng)（ Automatic Manufacturing System AMS） 是由一定范圍的被加工對象、一定柔性和自動化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)的人 組成的一個有機(jī)整體，它接受外部信息、能源、資金、配套件和原材料等，在 人和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的共同

28、作用下，實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性自動化制造，最后輸 出產(chǎn)品、文檔資料、廢料和對環(huán)境的污染。采用自動化制造系統(tǒng)可以有效改善 勞動條件， 顯著提高勞動生產(chǎn)率， 大幅度提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 有效縮短生產(chǎn)周期， 并能顯著降低制造成本。課后作業(yè)：1-8 、1-9 、1-10 、1-11教學(xué)課程： 切削運(yùn)動和切削要素教學(xué)目的：1. 掌握切削運(yùn)動的概念、組成2. 掌握切削用量三要素3. 掌握選擇切削用量的基本原則4. 了解切削層橫截面要素包括的內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：1. 切削運(yùn)動的組成2. 切削用量三要素教學(xué)難點(diǎn)：切削用量三要素和切削橫截面要素的計(jì)算教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 什么叫金屬切削加工？2. 金屬切削加工的主要方法有

29、哪些？新課講授：一、切削運(yùn)動 定義：指在切削過程中刀具與工件之間的相對運(yùn)動。 包括：主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。1主運(yùn)動 定義：指由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動 , 它促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對 運(yùn)動, 從而使刀具前面接近工件。特點(diǎn)：速度最高 , 消耗的功率最大。2進(jìn)給運(yùn)動 定義：指由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動 , 它使刀具與工件產(chǎn)生附加的相對運(yùn)動 加上主運(yùn)動 , 即可不斷地或連續(xù)地切削 , 并得出具有幾何特性的加工表面。通常, 主運(yùn)動只有一個 ,而進(jìn)給運(yùn)動可能有多個。，八軍巾卜Wlife“鈉札d) TH; LW/L( rt f ihihpJiVJi ifil件i I I零件口詢?nèi)饲蒊 il l的切fW運(yùn)動3

30、切削過程中工件上三個不斷變化的表面(1)待加工表面工件上有待切除的表面(2)已加工表面工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面(3)過渡表面工件上由切削刃形成的那部分表面圖4匚件&面二、切削要素包括：切削用量和切削層橫截面要素。1 切削用量包括：切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量三個要素指切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時(1)切削速度('.) 速度，單位m/s當(dāng)主運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，可按下式計(jì)算(m/min)兀dw n'- c1000 60n 工件或刀具每分鐘轉(zhuǎn)速(m/min)；dw 工件待加工表面直徑或刀具的最大直徑(mm當(dāng)主運(yùn)動是往復(fù)直線運(yùn)動時、c 2Ln ( m/min) 100

31、0L 往復(fù)直線運(yùn)動的行程長度(mr)；n主運(yùn)動每分鐘的往復(fù)次數(shù)(str/min )。(2)進(jìn)給量fmm/r或 mm行程。指在進(jìn)給運(yùn)動方向上刀具相對工件的位移量，單位是(3)背吃刀量量的吃刀量，單位是如車外圓、鏜孔、指在通過切削刃上基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測mm>擴(kuò)孔、鉸孔等時，可按下式計(jì)算:dw 一 dmap鉆削加工時2式中：dm 工件已加工表面的直徑， mm選擇切削用量的基本原則：首先盡量選擇較大的背吃刀量，其次在工藝裝 備和技術(shù)條件允許的情況下選擇最大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定合適的切削速度。2切削層橫截面要素定義：指刀具與工件相對移動一個進(jìn)給量時，相鄰兩個過渡表面之間的切

32、 削層。包括：切削寬度、切削厚度和切削面積(1) 切削寬度(aw)指刀具切削刃與工件的接觸長度，單位是 mmmm。 切削厚度(a c)指刀具或工件每移動一個進(jìn)給量時，刀具切削刃 相鄰的兩個位置之間的距離，單位是(3)切削面積(Ac)指切削層橫截面的面積，單位是 mm0課后作業(yè):2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6教學(xué)課程：切削力教學(xué)目的：1. 掌握總切屑力的來源2. 理解總切削力的分解3. 理解影響總切削力的因素教學(xué)重點(diǎn)：1. 總切削力的分解2. 影響總切削力的因素教學(xué)難點(diǎn)：總切削力的分解教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 什么叫切削運(yùn)動？2. 切削用量包括哪個三要素？3. 選擇切削用量的基本

33、原則？新課講授：切削時將刀具切入工件，使工件發(fā)生變形而成為切屑所需要的力，稱為切 削力。切削力對機(jī)床、夾具和刀具的設(shè)計(jì)和使用，都具有很重要的意義。、 總切削力的來源在切削過程中，被切層金屬產(chǎn)生彈性變形和塑形變形，就有變形抗力作用 在刀具上，其方向分別與前面、后面垂直，如下圖中Ffy和Fna；切屑與刀具前面相摩擦，已加工表面與刀具后面相摩擦，產(chǎn)生了摩擦阻力，其方向與刀具 的相對運(yùn)動方向相反，如圖中 Fnr和Ffa。這里的變形抗力和摩擦阻力就是總、總切削力的分解將總切削力Fr分解為三個互相垂直的分力：1. 主切削力Fc （切向力）總切削力在主運(yùn)動方向上的投影。消耗動力最多，占機(jī)床總功率的95%-9

34、9%2. 走刀抗力Ff （軸向力/進(jìn)給力）總切削力在進(jìn)給方向上的投影。它一般只消耗總功率的1%- 5%3. 吃刀抗力Fp （徑向力/背向力）總切削力在吃刀方向上的投影。因?yàn)檫@個方向上運(yùn)動速度為零，所以不做功。 但它一般作用在工件剛度較弱的方向上， 容易使工件變形，引起振動，影響加工 精度。各切削力的關(guān)系:FrF2 F2yxF2 xyFy =Fxy cos' r；Fx =Fxy sin ' r三、影響總切削力的因素在切削過程中，凡對切削過程中的變形和摩擦有影響的因素， 都將對總切削 力產(chǎn)生影響，其中主要是工件材料的力學(xué)性能、刀具的幾何角度、切削用量和切 削液等因素。1. 工件材料

35、工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削時變形抗力越大，總切削力也越大。如果材料的強(qiáng)度、硬度大致相同，而塑形、韌性較大的材料，其總切削力也較大。2. 刀具角度刀具角度中，對總切削力影響較大的是前角（r。）和主偏角（kJ。前角適當(dāng) 增大，能減少切削變形，排屑也較順利，使總切削力減小。3. 切削用量切削用量中的進(jìn)給量和背吃刀量越大， 切削面積也越大， 切屑又寬又厚， 切 削力亦隨之增大。切削速度對總切削力的影響不大。4. 切削液 合理使用切削液可以減小材料的變形抗力和摩擦阻力，使總切削力減小。 課后作業(yè)：2-10 、 2-11教學(xué)課程：切削熱教學(xué)目的：1. 掌握切削熱的產(chǎn)生2. 理解切削熱的傳散3. 了解切

36、削溫度教學(xué)重點(diǎn)：1. 切削熱的產(chǎn)生2. 切削熱的傳散教學(xué)難點(diǎn)：切削熱的傳散教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 總切削力的來源？2. 總切削力的分解？3. 影響總切削力的因素？新課講授：切削熱是指在切削過程中，由變形抗力和摩擦阻力所消耗的能量而轉(zhuǎn)變成 的熱量。一、切削熱的產(chǎn)生第一變形區(qū)內(nèi)被切削金屬層的彈、塑性變形所消耗的功轉(zhuǎn)變成的熱；第二變形區(qū)內(nèi)切削底層與刀具前刀面摩擦所產(chǎn)生的的熱；圖3-19 切削熱的來源與傳導(dǎo)塑性材料：主要來源于第I變形區(qū)內(nèi)切屑的變形功。脆性材料：主要來源于第川變形區(qū)內(nèi)工件與后刀面的摩擦功。二、切削熱的傳散在一般干切削的情況下，大部分的切削熱由切屑傳散出去，其次由工件和刀 具傳散，而周

37、圍介質(zhì)傳散出去的熱量很少。 但各種傳散熱量的比例， 隨工件材料、 刀具材料、切削用量、刀具角度及切削方式等切削條件的不同而異。切削熱傳散給切屑和周圍介質(zhì)，對切削加工沒有影響，且傳散得越多越好。切削熱傳散給刀具切削部分， 使刀具磨損加快， 縮短刀具的使用壽命； 切削 熱傳散給工件，影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。為了減小切削熱對工件加工質(zhì)量的不良影響， 可采取的兩方面工藝措施： 一 是減小工件材料的變形抗力和摩擦阻力， 降低功率消耗和減少切削熱； 二是要加 速切削熱的傳散，以降低切削溫度。三、切削溫度1. 切削溫度的概念 切削溫度是指刀具表面與切屑及工件接觸處的平均溫度。切削溫度的高低，取決于產(chǎn)生

38、熱量的多少和傳散熱量的快慢。由于切削熱分布不均勻， 所以切削區(qū)各個部位的實(shí)際溫度也不相同。 切削塑 性金屬時， 刀具前面靠近刀尖和主切削刃處溫度最高； 切削脆性金屬時， 靠近刀 尖的后面上溫度最高。切削溫度可以測量得到，實(shí)際生產(chǎn)中可以憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y切屑顏色來判斷。如： 銀白色切屑溫度最低，約為200E；深藍(lán)色切屑溫度為600C左右。切屑顏色越深， 切削溫度就越高。2. 影響切削溫度的因素影響切削溫度的主要因素有工件材料、切削用量、刀具角度及切削液等。（1）工件材料在工件材料的各種物理及力學(xué)性能中， 對切削溫度影響最大的是強(qiáng)度、 硬度 和導(dǎo)熱系數(shù)。（2）切削用量在切削用量三要素中， 切削速度對切削溫

39、度的影響最大， 其次是進(jìn)給量， 背 吃刀量影響最小。（3）刀具角度在刀具幾何角度中，前角和主偏角對切削溫度的影響較大。適當(dāng)增大前角， 切削層金屬變形減小， 可降低切削溫度； 減小主偏角， 切削時主切削刃工作長度 增加，改善散熱條件，也可降低切削溫度。（4）切削液在切削過程中，合理選用并正確加注切削液可改善刀具和工件的潤滑條件及 散熱條件，并能帶走一部分熱量，可以有效地降低切削溫度。課后作業(yè)：2-12 、 2-13教學(xué)課程：切削液教學(xué)目的：1. 掌握切削液的作用2. 了解切削液的種類3. 了解切削液選擇4. 理解切削液的加注方法教學(xué)重點(diǎn)：1. 切削液的作用2. 切削液的選擇教學(xué)難點(diǎn)：切削液的選擇

40、教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：1. 切削熱的來源？2. 切削熱的傳散？3. 切削溫度？新課講授：切削液（ cutting fluid, coolant ）是一種用在金屬切削、磨加工過程中， 用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體， 切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué) 復(fù)合配伍而成， 同時具備良好的冷卻性能、 潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、 防腐功能、易稀釋特點(diǎn)。一、切削液的作用1. 冷卻作用切削液的冷卻作用是通過它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪） 、切屑和工件 間的對流和汽化作用把切削熱從刀具和工件處帶走，從而有效地降低切削溫度， 減少工件和刀具的熱變形， 保持刀具硬度， 提高加工精度和刀具耐用度。 切削

41、液 的冷卻性能和其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度（或流動性）有關(guān)。水的導(dǎo)熱 系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。2. 潤滑作用金屬切削加工液 （簡稱切削液） 在切削過程中的潤滑作用， 可以減小前刀面 與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩 擦和功率消耗， 降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損， 改善工件 材料的切削加工性能。 在磨削過程中， 加入磨削液后， 磨削液滲入砂輪磨粒工 件及磨粒磨屑之間形成潤滑膜， 使界面間的摩擦減小， 防止磨粒切削刃磨損和 粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。3. 清洗和排屑作用在金屬切削過程中， 要求切削液有良好的清洗作用。 除去生成切屑、 磨屑以 及鐵粉、油污和砂粒，防止機(jī)床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口 保持鋒利，不致影響切削效果。對于油基切削油，粘度越低，清洗能力越強(qiáng)，尤 其是含有煤油、 柴油等輕組份的切削油， 滲透性和清洗性能就越好。 含有表面活 性劑的水基切削液， 清洗效果較好， 因?yàn)樗茉诒砻嫔闲纬晌侥ぃ?阻止粒子和 油泥等粘附在工件、刀具及砂輪上，同時它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上， 把它