機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

1、1課程介紹課程介紹r What 機械制造是什么？機械制造是什么？r Why 為什么要研究？為什么要研究？r How 如何學習和研究？如何學習和研究？三個W含義含義產(chǎn)品開發(fā)中位置產(chǎn)品開發(fā)中位置范圍范圍地位和作用地位和作用發(fā)展現(xiàn)狀和差距發(fā)展現(xiàn)狀和差距發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢課程特點、學習方法課程特點、學習方法課程組織體系課程組織體系2機械制造含義機械制造含義原料原料產(chǎn)品產(chǎn)品方法方法設(shè)備、人設(shè)備、人機機械械制制造造熱加工：熱加工： 鑄造、塑性加工、焊接、熱處理、表面鑄造、塑性加工、焊接、熱處理、表面改性等。改性等。冷加工：冷加工： 切削加工切削加工使零件成為半成品或成品使零件成為半成品或成品裝配：裝配：機機

2、械械工工程程3緒論緒論 制造業(yè)為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明制造業(yè)為人類創(chuàng)造著輝煌的物質(zhì)文明。制。制造業(yè)的先進與否是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要造業(yè)的先進與否是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要標志，制造業(yè)的產(chǎn)值在多數(shù)國家的國民經(jīng)濟標志，制造業(yè)的產(chǎn)值在多數(shù)國家的國民經(jīng)濟中占有重要的比重。中占有重要的比重。全球性競爭和經(jīng)濟發(fā)展全球性競爭和經(jīng)濟發(fā)展趨勢將制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、分銷、成本、效率趨勢將制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、分銷、成本、效率推向了一個新境界推向了一個新境界，也不斷向制造業(yè)提出了，也不斷向制造業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，無論是國內(nèi)市場或國際市場，制新的挑戰(zhàn)，無論是國內(nèi)市場或國際市場，制造業(yè)都將面臨復雜多變的外部環(huán)境。造業(yè)都將面臨復雜

3、多變的外部環(huán)境。一、一、制造業(yè)與機械制造技術(shù)制造業(yè)與機械制造技術(shù)4今天的制造業(yè)，已不能從今天的制造業(yè)，已不能從“機械制造機械制造”的狹義角度來的狹義角度來理解。理解。只要是對各種各樣的原材料進行加工處理，生產(chǎn)只要是對各種各樣的原材料進行加工處理，生產(chǎn)出為用戶所需要的最終產(chǎn)品，它們可以是飛機、汽車、出為用戶所需要的最終產(chǎn)品，它們可以是飛機、汽車、計算機、電子儀器，也可以是服裝、鞋帽、食品，都可計算機、電子儀器，也可以是服裝、鞋帽、食品，都可以歸屬于以歸屬于“制造業(yè)制造業(yè)”。隨著全球制造業(yè)之間的競爭日趨激烈，以及全球經(jīng)濟隨著全球制造業(yè)之間的競爭日趨激烈，以及全球經(jīng)濟一體化，市場向企業(yè)提出了更高的要

4、求，企業(yè)要贏得競一體化，市場向企業(yè)提出了更高的要求，企業(yè)要贏得競爭，就要以市場為中心，以用戶為中心，要求企業(yè)快速爭，就要以市場為中心，以用戶為中心，要求企業(yè)快速及時為用戶提供高品質(zhì)、低價格、具有個性化的產(chǎn)品。及時為用戶提供高品質(zhì)、低價格、具有個性化的產(chǎn)品。要以最短的產(chǎn)品開發(fā)時間（要以最短的產(chǎn)品開發(fā)時間（Time）、最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量）、最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量（Quality）、最低的價格和成本（）、最低的價格和成本（Cost）、最佳的服務）、最佳的服務（Service）(簡稱簡稱“TQCS”)，這樣才能贏得用戶和市場，這樣才能贏得用戶和市場。5機械制造范圍機械制造范圍機械制造機械制造紡織機械家用電器通訊設(shè)

5、備冶金機械建筑機械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機床制造農(nóng)業(yè)機械化工設(shè)備6二、二、單工序與制造系統(tǒng)單工序與制造系統(tǒng) 制造系統(tǒng)是覆蓋全部產(chǎn)品生命周期的制造活制造系統(tǒng)是覆蓋全部產(chǎn)品生命周期的制造活動所形成的系統(tǒng)動所形成的系統(tǒng),即設(shè)計即設(shè)計,制造制造,裝配裝配,市場乃至回收市場乃至回收的全過程。的全過程。 在這全過程中在這全過程中,所存在的所存在的物質(zhì)流物質(zhì)流(主要指原材主要指原材料到產(chǎn)品的有形物質(zhì)的流動料到產(chǎn)品的有形物質(zhì)的流動),信息流信息流(主要指生產(chǎn)主要指生產(chǎn)活動的設(shè)計活動的設(shè)計,規(guī)劃規(guī)劃,調(diào)度與控制調(diào)度與控制)及及資金流資金流(包括了包括了成本管理成本管理,利潤規(guī)劃及費用流動等利潤規(guī)劃及費

6、用流動等)構(gòu)成了整個制構(gòu)成了整個制造系統(tǒng)。造系統(tǒng)。7制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)8制造技術(shù)的綜合性制造技術(shù)的綜合性9三、零件與機器三、零件與機器10三、零件與機器三、零件與機器11 本課程主要介紹本課程主要介紹機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動的組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括金屬切削動的組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括金屬切削過程的基本理論及其基本規(guī)律，機械加工和裝配工過程的基本理論及其基本規(guī)律，機械加工和裝配工藝規(guī)程的基本知識及其設(shè)計，機械加工精度及表面藝規(guī)程的基本知識及其設(shè)計，機械加工精度及表面質(zhì)量的概念及其控制方法，精密與超精密加工，現(xiàn)質(zhì)量的概念及其控制方法，精密與超精密加工，

7、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展前沿與發(fā)展趨勢代制造技術(shù)的發(fā)展前沿與發(fā)展趨勢。 為了使學生既有較強的機械制造技術(shù)的知識基為了使學生既有較強的機械制造技術(shù)的知識基礎(chǔ)，又有較強的工作適應能力，在礎(chǔ)，又有較強的工作適應能力，在以機械制造為主以機械制造為主的基礎(chǔ)上，擴充了計算機應用、數(shù)控以及其它制造的基礎(chǔ)上，擴充了計算機應用、數(shù)控以及其它制造業(yè)等內(nèi)容業(yè)等內(nèi)容，培養(yǎng)學生的寬口徑適應能力，拓寬學生，培養(yǎng)學生的寬口徑適應能力，拓寬學生的視野。的視野。四、本課程的內(nèi)容及學習要求四、本課程的內(nèi)容及學習要求12學習要求學習要求1、對機械制造有全面的認識，掌握金屬切削過程的基、對機械制造有全面的認識，掌握金屬切削過程的基本規(guī)律。

8、本規(guī)律。2、掌握機械加工基本知識。、掌握機械加工基本知識。3、能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)。、能選擇加工方法與機床、刀具、夾具及加工參數(shù)。4、具備制定工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表、具備制定工藝規(guī)程的能力和掌握機械加工精度和表面質(zhì)量分析的基本理論及基本知識。面質(zhì)量分析的基本理論及基本知識。5、初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。、初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力。6、了解當今先進制造技術(shù)的發(fā)展情況。、了解當今先進制造技術(shù)的發(fā)展情況。13五、本課程的學習方法五、本課程的學習方法 金屬切削理論和機械制造工藝理論具有很金屬切削理論和機械制造工藝理論具有很強的實踐性，對初學者來說

9、，會感到有一定的強的實踐性，對初學者來說，會感到有一定的難度。生產(chǎn)哲理與管理模式，沒有足夠的實踐難度。生產(chǎn)哲理與管理模式，沒有足夠的實踐基礎(chǔ)也很難準確的把握與理解。因此，在學習基礎(chǔ)也很難準確的把握與理解。因此，在學習 本課程時，本課程時，必須加強實踐性環(huán)節(jié)必須加強實踐性環(huán)節(jié)，即通過生產(chǎn)，即通過生產(chǎn)實習、課程實驗、課程設(shè)計、電化教學、現(xiàn)場實習、課程實驗、課程設(shè)計、電化教學、現(xiàn)場教學及工廠調(diào)研等來更好地體會和加深理解所教學及工廠調(diào)研等來更好地體會和加深理解所學內(nèi)容，并在理論與實際的結(jié)合中，培養(yǎng)分析學內(nèi)容，并在理論與實際的結(jié)合中，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。和解決實際問題的能力。 14 參考資料參

10、考資料1. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)盧秉恒等盧秉恒等 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2. 機械制造工藝學機械制造工藝學 王先逵王先逵 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社3. 機械制造工藝學機械制造工藝學 顧崇銜顧崇銜 陜西科學技術(shù)出版社陜西科學技術(shù)出版社4. 金屬切削原理金屬切削原理 周澤華周澤華 上?？茖W技術(shù)出版社上?？茖W技術(shù)出版社5. 金屬切削刀具金屬切削刀具 袁哲俊袁哲俊 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社6. 金屬切削機床概論金屬切削機床概論賈亞洲賈亞洲 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社15第一章第一章 機械加工方法機械加工方法教學內(nèi)容：教學內(nèi)容：1. 零件的成形原理零件的成形原理2. 機械加工

11、方法機械加工方法重點及難點：重點及難點：常見的機械加工方法：車削、銑削、刨削、常見的機械加工方法：車削、銑削、刨削、鉆削、鏜削、齒面加工、復雜曲面加工及磨鉆削、鏜削、齒面加工、復雜曲面加工及磨削。削。16第一節(jié)第一節(jié) 零件的成形原理零件的成形原理0m材料去除原理材料去除原理0m0m材料基本不變原理材料基本不變原理材料累加成形原理材料累加成形原理17一、去除加工過程一、去除加工過程主要指的是切削加工，本課程主要講述的重主要指的是切削加工，本課程主要講述的重點內(nèi)容，工件通過夾具安裝在機床上，機床點內(nèi)容，工件通過夾具安裝在機床上，機床帶動刀具或者工件或者兩者同時運動。帶動刀具或者工件或者兩者同時運動

12、。特點特點是加工過程中有力、熱、變形、振動、是加工過程中有力、熱、變形、振動、磨損現(xiàn)象發(fā)生。磨損現(xiàn)象發(fā)生。0m正確選擇機床、刀具、夾具、加工方法及切削用量正確選擇機床、刀具、夾具、加工方法及切削用量是本課程學習的重點內(nèi)容。是本課程學習的重點內(nèi)容。18一、去除加工過程一、去除加工過程電子束加工裝置電子束加工裝置主要由電子槍系統(tǒng)、真主要由電子槍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)等組成。源系統(tǒng)等組成。19一、去除加工過程一、去除加工過程離子束加工與電子離子束加工與電子束加工不同，離子束加工不同，離子束加工時，離子質(zhì)束加工時，離子質(zhì)量比電子質(zhì)量大千量比電子質(zhì)量大千倍甚至萬倍，但速倍

13、甚至萬倍，但速度較低，因此主要度較低，因此主要通過力效應進行加通過力效應進行加工。工。 20一、去除加工過程一、去除加工過程21二、材料不變加工過程二、材料不變加工過程據(jù)統(tǒng)計，機電產(chǎn)品中有據(jù)統(tǒng)計，機電產(chǎn)品中有40%-50%的零件由模的零件由模具形成，模具分為注塑模、壓鑄模、模鍛、具形成，模具分為注塑模、壓鑄模、模鍛、沖裁模、拉深模等。沖裁模、拉深模等。特點特點是加工零件的精度取決于模具的加工精是加工零件的精度取決于模具的加工精度。度。0m22三、增材加工過程三、增材加工過程零件是通過材料零件是通過材料逐漸累加成形的，逐漸累加成形的，可以形成任意復可以形成任意復雜形狀的零件，雜形狀的零件，無需刀

14、、夾具等無需刀、夾具等生產(chǎn)準備活動。生產(chǎn)準備活動。0m光固化法光固化法層疊制造法層疊制造法激光選區(qū)燒結(jié)法激光選區(qū)燒結(jié)法熔積法熔積法23第二節(jié)第二節(jié) 機械加工方法機械加工方法金屬切削機床的分類金屬切削機床的分類按加工方式分：按加工方式分： 12大類大類按通用程度分：按通用程度分：通用機床、專門化機床、專用機床通用機床、專門化機床、專用機床按加工精度分：按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度普通精度、精密精度、高精度按自動化程度：按自動化程度：手動、機動、半自動、自動機床手動、機動、半自動、自動機床按機床質(zhì)量分：按機床質(zhì)量分：儀表機床、中型、大型、重型機床儀表機床、中型、大型、重型機床車車床床鉆

15、鉆床床鏜鏜床床磨磨床床齒輪加齒輪加工機床工機床螺紋加螺紋加工機床工機床銑銑床床刨刨床床拉拉床床電加工電加工機床機床切斷切斷機床機床其它其它機床機床24一、車削一、車削車床占機床總數(shù)的車床占機床總數(shù)的20%20%35%35%； 加工范圍：加工范圍：軸、盤套零件上內(nèi)外回轉(zhuǎn)面、端面、螺紋軸、盤套零件上內(nèi)外回轉(zhuǎn)面、端面、螺紋面等；面等； 運動特征：運動特征：主運動為主軸帶動工件作回轉(zhuǎn)運動主運動為主軸帶動工件作回轉(zhuǎn)運動 ； 所用刀具：所用刀具：車刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐等；車刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐等； 車床種類：車床種類：臥式、立式、轉(zhuǎn)塔、仿形、自動和半自動、臥式、立式、轉(zhuǎn)塔、仿形、自動和半自

16、動、專門化車床（曲軸、凸輪軸車床、鏟齒車床）專門化車床（曲軸、凸輪軸車床、鏟齒車床） 加工精度：加工精度：經(jīng)濟加工精度經(jīng)濟加工精度IT8IT7,IT8IT7,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.252.5Ra1.252.525一、車削一、車削26二、銑削二、銑削銑削的主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)運動，工件銑削的主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)運動，工件通過裝夾在機床的工作臺上完成進給運動。通過裝夾在機床的工作臺上完成進給運動。銑削方式：銑削方式：r 銑床主軸與工件表面位置關(guān)系不同：銑床主軸與工件表面位置關(guān)系不同：周銑周銑和和端銑端銑 r 主運動方向和主進給運動方向不同：主運動方向和主進給運動方向不同：順銑順銑和和逆銑

17、逆銑27二、銑削二、銑削28二、銑削二、銑削29二、銑削二、銑削30三、刨削三、刨削31三、刨削三、刨削刨平面特點：刨平面特點：r 存在存在空行程空行程和和沖擊沖擊，生產(chǎn)率較低，生產(chǎn)率較低. r 具有較高的直線度，特別適合加工狹長的具有較高的直線度，特別適合加工狹長的平面。平面。加工精度可達加工精度可達IT8IT7，表面粗糙度，表面粗糙度3.21.6m，精刨平面度可達，精刨平面度可達0.02/1000，表面粗糙度表面粗糙度0.80.4m。32四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削鉆孔鉆孔r 孔的尺寸精度一般為IT13IT11，粗加工 r 適用于精度要求不高的孔33四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削擴孔擴孔r

18、孔的尺寸精度一般為IT10IT9：半精加工r 擴大孔徑，提高孔的加工質(zhì)量 34四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削鉸孔鉸孔r 孔的尺寸精度一般為IT8IT6：精加工r 適用于直徑較小孔的精加工 35工件回轉(zhuǎn)，刀具作進給運動工件回轉(zhuǎn)，刀具作進給運動四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削鏜孔鏜孔36四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削鏜孔鏜孔刀具回轉(zhuǎn)，工件作進給運動刀具回轉(zhuǎn)，工件作進給運動37鏜孔特點鏜孔特點r 鏜刀在半封閉狀態(tài)下工作鏜刀在半封閉狀態(tài)下工作r 鏜刀剛性較差，容易振動鏜刀剛性較差，容易振動r 鏜孔工藝范圍廣，加工不同直徑的孔時，不鏜孔工藝范圍廣，加工不同直徑的孔時，不需更換刀具需更換刀具r 鏜孔是實現(xiàn)精密孔系

19、加工的重要方法，是用鏜孔是實現(xiàn)精密孔系加工的重要方法，是用于單件小批的大型箱體類零件孔的主要加工方法于單件小批的大型箱體類零件孔的主要加工方法四、鉆削與鏜削四、鉆削與鏜削鏜孔鏜孔精度一般為精度一般為IT10IT8，表面粗糙度為，表面粗糙度為3.20.8m。38五、齒面加工五、齒面加工成形法成形法一般采用普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩一般采用普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單的成形運動：即個簡單的成形運動：即刀具的旋轉(zhuǎn)運動刀具的旋轉(zhuǎn)運動（主切（主切削運動）和削運動）和直線移動直線移動（進給運動）。（進給運動）。39五、齒面加工五、齒面加工展成法展成法一般需要兩個復合運動：由一般需要兩個復合

20、運動：由滾刀滾刀的旋轉(zhuǎn)運動和的旋轉(zhuǎn)運動和工件工件的旋轉(zhuǎn)運動組成的展成運動；由的旋轉(zhuǎn)運動組成的展成運動；由刀架刀架軸向軸向移動和移動和工件工件附加旋轉(zhuǎn)運動組成的差動運動。附加旋轉(zhuǎn)運動組成的差動運動。40六、復雜曲面加工六、復雜曲面加工三維曲面的切削加工，主要采用三維曲面的切削加工，主要采用仿形仿形銑銑和和數(shù)控數(shù)控銑的方法，或者特種加工方法。銑的方法，或者特種加工方法。仿形銑仿形銑41六、復雜曲面加工六、復雜曲面加工數(shù)控仿形銑數(shù)控仿形銑數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)為曲面加工提供了更有數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)為曲面加工提供了更有效的方法。效的方法。42七、磨削七、磨削外圓磨削加工外圓磨削加工平面磨削加工平面磨削加工43珩磨

21、加工珩磨加工七、磨削七、磨削磨削精度可達磨削精度可達IT7IT5，Ra可達可達1.60.025m44八、特種加工八、特種加工隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的加工方式已經(jīng)隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的加工方式已經(jīng)難以完成一些加工任務，如難以完成一些加工任務，如高硬度高硬度，高高強度強度，高脆性高脆性或或高熔點高熔點等各種難以加工等各種難以加工材料，或者一些具有材料，或者一些具有復雜曲面復雜曲面形狀的特形狀的特殊零件。特種加工正是為解決這些問題殊零件。特種加工正是為解決這些問題而誕生的。而誕生的。451、電火花加工、電火花加工電火花加工是利用電火花加工是利用工具電極與工件電工具電極與工件電極之間脈沖性的火極之間脈沖性的火花放電，產(chǎn)生瞬時花放電，產(chǎn)生瞬時高溫將金屬蝕除，高溫將金屬蝕除，又稱為放電加工、又稱為放電加工、電蝕加工、電脈沖電蝕加工、電脈沖加工。加工。 461、電火花加工、電火花加工472、電解加工、電解加工（二）電解加工.電解加工基本原理電解加工是在工具和工件之間接上直流電源，工件接陽極，工具接陰極。.兩極間隙0.10.8mm，0.52.5MPa壓力，電