機(jī)械制造技術(shù)第一章

第1章機(jī)械制造技術(shù)簡介

第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用

第二節(jié)機(jī)械加工工種

第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用一、機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用機(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，它擔(dān)負(fù)著向國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門提供機(jī)械設(shè)備的任務(wù)，是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，因而世界各國均把發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)作為振興和發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。在我國，機(jī)械制造工業(yè)特別是裝備制造業(yè)處于制造工業(yè)中心地位，是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，是工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力源，是參與國際競爭取勝的法寶，是技術(shù)進(jìn)步的主要舞臺(tái)，是提高人均收人的財(cái)源，是國際安全的保障，是發(fā)展現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對機(jī)械制造技術(shù)提出廠越來越高的要求，同時(shí)也推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)不斷地向前發(fā)展，并給予機(jī)械制造技術(shù)許多新的技術(shù)和新的概念，使得機(jī)械制造技術(shù)向智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、精密化、綠色化和全球化方向發(fā)展成為趨勢。下一頁返回第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用當(dāng)前，面臨激烈市場競爭的機(jī)械制造工業(yè)，要想增強(qiáng)企業(yè)的競爭力，企業(yè)制造的產(chǎn)品必須做到以下兒點(diǎn)。一要設(shè)計(jì)、制造周期短，產(chǎn)品更新快;二要產(chǎn)品質(zhì)量高、價(jià)格廉;三要及時(shí)交貨、并提供良好的售后服務(wù)。為此，21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢為以下幾方面。(1)向柔性化方向發(fā)展。柔性制造系統(tǒng)(FMB)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIM)是一種高自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)。(2)向高精度化方向發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，產(chǎn)品精度的要求越來越高，精密加工和超精密加工已成必然。加工設(shè)備采用的是高精度的、通用可調(diào)的數(shù)控專用機(jī)床，夾具是高精度的、可調(diào)的組合夾具，以及高精度的刀具、量具。(3)向高速度方向發(fā)展。高速度切削可極大地提高加工效率，降低能源消耗，從而降低生產(chǎn)成本，但高速度切削必須要求加工設(shè)備、刀具材料、刀具涂層、刀具結(jié)構(gòu)等方面技術(shù)的進(jìn)步來配合。上一頁下一頁返回第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用(4)向綠色化方向發(fā)展。減少機(jī)械加工對環(huán)境的污染，是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是機(jī)械制造工業(yè)面臨的課題。目前，在數(shù)控機(jī)床上裝有全防護(hù)裝置，可防止冷卻液和切屑飛濺，并具有回收冷卻液和排屑的裝置，在一些先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床上，采用廠新型冷卻技術(shù)(低溫空氣、負(fù)壓抽吸等)，通過廢液、廢氣、廢油再回收利用等方面減少對環(huán)境的影響。目前，我國機(jī)械制造工業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家，我國制造業(yè)的工業(yè)增加值僅為美國的22.14%，日本的35.34。科技仍處于較低水平，附加值高和技術(shù)含量大的產(chǎn)品生產(chǎn)能力不足，需大量進(jìn)口，缺乏能夠支持結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)的技術(shù)能力。傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比，差距在巧年左右。因此，從事機(jī)械制造的技術(shù)人員應(yīng)該不斷地進(jìn)行知識(shí)更新、拓寬技能和掌握高新技術(shù)，勇于實(shí)踐，為我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。二、學(xué)習(xí)本課程的目的要求和學(xué)習(xí)方法上一頁下一頁返回第一節(jié)機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用《機(jī)械制造技術(shù)》是高職高專機(jī)械類的一門主要專業(yè)課，它是將傳統(tǒng)的四門專業(yè)課《金屬切削刀具與原理》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》和《機(jī)械制造工藝學(xué)》進(jìn)行廠整合，形成了一門實(shí)踐性、綜合性和靈活性都很強(qiáng)的專用課程。通過理論教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)踐等環(huán)節(jié)的配合，使學(xué)生掌握機(jī)械制造技術(shù)的基本理論，能對零件的加工工藝進(jìn)行分析及制定零件工藝路線;能合理選用機(jī)床、刀具、組合夾具、量具等，并能對專用夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)及制造;能正確地使用、調(diào)整機(jī)床。在學(xué)習(xí)的同時(shí)，為廠拓寬視野、開闊思路，本課程介紹廠機(jī)械制造技術(shù)中的新工藝、新技術(shù)，以廠解現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向。本課程的內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系十分緊密，要有豐富的感性知識(shí)，才能掌握機(jī)械制造技術(shù)的概念、理論和綜合實(shí)踐技術(shù)。所以，在學(xué)習(xí)中要重視實(shí)踐環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)的能力，要重視綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。同時(shí)，由于各機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)條件千差萬別，其加工工藝也不是千篇一律，運(yùn)用時(shí)切忌死搬教條，要靈活運(yùn)用。上一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種機(jī)械加工工種一般分為冷加工、熱加工和其他工種三大類。一、冷加工(機(jī)械加工)類1.鉗工鉗工的工作范圍很廣，如有些零件在加工前通過鉗工來進(jìn)行劃線;有些零件的加工，采用機(jī)械設(shè)備加工不太適宜或不能解決，要通過鉗工工作來完成，以及零件的組裝、部件的裝配和總裝配也要通過鉗工按各項(xiàng)技術(shù)要求進(jìn)行?？傊Q工是機(jī)械制造企業(yè)中不可缺少的一個(gè)工種。鉗工工種按專業(yè)工作的主要對象不同又可分為普通鉗工、裝配鉗工、模具鉗工、修理鉗工、工具鉗工等。不管哪一種鉗工，首先要掌握好鉗工的各項(xiàng)基本操作技術(shù)。主要包括劃線、鬃削、鋸割、銼削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、惚孔、攻螺紋和套螺紋、刮削、研磨、鉚接等。2.車工下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種車削加工是金屬切削加工中最基本的加工方法。車工是指操作車床，對工件旋轉(zhuǎn)表面進(jìn)行切削加工的工種。車床的種類很多，按結(jié)構(gòu)及其功用主要可分為普通車床、落地車床、立式車床、數(shù)控車床及六角車床等。車削加工的主要工藝內(nèi)容為車削內(nèi)外圓柱面、圓錐表面、車端面、切溝槽、切斷、車螺紋、鉆孔、鉸孔、滾花、車成形面等。3.銑工銑削加工是利用多刃刀具對工件進(jìn)行各種平面及溝槽加工。銑工是指操作各種銑床設(shè)備，對工件進(jìn)行銑削加工的工種。銑床按結(jié)構(gòu)及其功用主要可分為升降臺(tái)式銑床、無升降臺(tái)銑床、工具銑床、龍門銑床、數(shù)控銑床等。上一頁下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種銑削加工的主要工藝內(nèi)容為銑削平面、臺(tái)階面、溝槽(鍵槽、T形槽、燕尾槽、螺旋槽)以及成形面等。4.刨工刨削加工是利用刨刀(或工件)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)對工件進(jìn)行平面或溝槽的加工。刨工是指操作各種刨床設(shè)備，對工件進(jìn)行刨削加工的工種。常用的刨削機(jī)床有普通牛頭刨床、液壓刨床、龍門刨床和插床等。刨削加工的主要工藝內(nèi)容為刨削平面、垂直面、臺(tái)階面、斜面、溝槽(V形槽、燕尾槽、T形槽等)、成形面等。5.磨工磨削加工是利用磨料磨具(砂輪、砂帶、油石、研磨劑等)為工具和工件進(jìn)行精加工。磨工是指操作各種磨床設(shè)備，對工件進(jìn)行磨削加工的工種。上一頁下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種常用的磨床有普通平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、萬能磨床、工具磨床、無心磨床以及數(shù)控磨床等。磨削加工的主要工藝內(nèi)容為磨削平面、外圓、內(nèi)孔、圓錐、槽、斜面、花鍵、螺紋、特種成型面等。6.加工中心操作工7.數(shù)控車操作工8.數(shù)控銑操作工除上述工種外，常見的冷加工工種還有飯金工、鎖工、沖壓工等。二、熱加工類1.鑄造工鑄造是指熔煉金屬、制造鑄型，并將熔融金屬澆人鑄型，凝固后獲得一定形狀尺寸和性能的金屬鑄件的工作。上一頁下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種鑄造工指操作鑄造設(shè)備，進(jìn)行鑄造加工的工種。常見的鑄造種類有砂型鑄造、失蠟鑄造、失模鑄造、金屬砂型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等。2.鍛造工鍛造是利用鍛造方法使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和機(jī)械性能的毛壞或零件的加工方法。鍛造工是指操作鍛造機(jī)械設(shè)備及輔助工具，進(jìn)行金屬工件的毛坯剁料、徽粗、沖孔、成型等鍛造加工的工種。鍛造可分為自由鍛和模鍛兩大類。3.熱處理工金屬材料可通過熱處理改變其內(nèi)部組織，從而改善材料的工藝性能和使用性能，所以熱處理在機(jī)械制造業(yè)中占有很重要的地位。上一頁下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種熱處理工是指操作熱處理設(shè)備，對金屬材料進(jìn)行熱處理加工的工種。根據(jù)不同的熱處理工藝，一般可將熱處理分成整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理和其他熱處理四類。三、其他工種1.機(jī)械設(shè)備維修工機(jī)械設(shè)計(jì)維修工是從事設(shè)備安裝維護(hù)和修理的工種。2.維修電工維修電工是從事工廠設(shè)備的電氣系統(tǒng)安裝、調(diào)試與維護(hù)、修理的工種。3.電焊工電焊工是指操作焊接和氣割設(shè)備，對金屬工件進(jìn)行焊接或切割成型的工種。4.電加工設(shè)備操作工上一頁下一頁返回第二節(jié)機(jī)械加工工種在機(jī)械制造中，為了加工各種難加工的材料和各種復(fù)雜的表面，常直接利用電能、化學(xué)能、熱能、光能、聲能等進(jìn)行零件加工，這種加工方法一般稱為特種加工。其中操作電加工設(shè)備進(jìn)行零件加工的工種，稱為電加工設(shè)備操作工。常用的加工方法有電火花加工、電解加工等。本課程所包含的工種有鉗工、車工、銑工、刨工、磨工、機(jī)械設(shè)備維修工、數(shù)控車操作工、數(shù)控銑操作工和加工中心操作工等。上一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)金屬切削機(jī)床是切削加工使用的主要設(shè)備。為廠適應(yīng)不同的加工對象和加工要求，需要多種品種和規(guī)格的機(jī)床，為了便于區(qū)別、使用和管理，需對機(jī)床進(jìn)行分類和編制型號(hào)。一、機(jī)床的類型機(jī)床傳統(tǒng)的分類方式，是按機(jī)床加工性質(zhì)和使用的刀具進(jìn)行的。目前將機(jī)床分為車床、鉆床、鎖床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床、其他機(jī)床和特種加工機(jī)床共12類，如表1-1所示。此外，根據(jù)機(jī)床的其他特性還可以進(jìn)行進(jìn)一步分類。(1)按加工精度的不同，機(jī)床可分為普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高精密機(jī)床。大部分車床、磨床、齒輪加工機(jī)床有三個(gè)相對精度等級(jí)，在機(jī)床型號(hào)中用漢語拼音字母P(普通精度，在型號(hào)中可省略)、M(精密級(jí))和G(高精度級(jí))表示。下一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)(2)按工藝范圍，機(jī)床可分為通用機(jī)床、專門化機(jī)床和專用機(jī)床三類。通用機(jī)床是可加工多種工件，完成多種工序的使用范圍較廣的機(jī)床，如臥式車床、萬能升降臺(tái)銑床等。通用機(jī)床由于功能較多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)率低，因此主要適用于單件、小批量生產(chǎn)。專門化機(jī)床是用于加工形狀相似而尺寸不同工件的特定工序的機(jī)床，如曲軸車床、凸輪軸車床等。專用機(jī)床是用以加工某些工件的特定工序的機(jī)床，如機(jī)床主軸箱專用鎖床等。它的生產(chǎn)率比較高，機(jī)床的自動(dòng)化程度往往也比較高，所以專用機(jī)床通常用于成批及大量生產(chǎn)。(3)按自動(dòng)化程度，機(jī)床可分為手動(dòng)機(jī)床、機(jī)動(dòng)機(jī)床、半自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床。(4)按機(jī)床重量，機(jī)床可分為儀表機(jī)床、中小型機(jī)床(一般機(jī)床)、大型機(jī)床(10t)、重型機(jī)床(大于30t)和超重型機(jī)床(大于100t)。上一頁下一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)(5)自動(dòng)控制類機(jī)床按其控制方式可分為仿形機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和加工中心等，在機(jī)床型號(hào)中分別用漢語拼音字母F,K,H表示)二、機(jī)床型號(hào)的編制方法機(jī)床型號(hào)的編制是采用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合排列，我國現(xiàn)行機(jī)床型號(hào)是根據(jù)1994年國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》的國家推薦標(biāo)準(zhǔn)(GB/T15375-1994)。普通機(jī)床型號(hào)用下列方式表示。上一頁下一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)其中，O為大寫的漢語拼音字母;為阿拉伯?dāng)?shù)字。有()的代號(hào)或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時(shí)，則不表示;若有內(nèi)容，則不帶括號(hào)。1.機(jī)床的類、組、系的劃分及其代號(hào)機(jī)床的類代號(hào)用大寫的漢語拼音字母表示(見表1-1列出的我國機(jī)床的12個(gè)類別)，并按名稱讀音。需要時(shí)，每類可分為若干分類，分類代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，放在類代號(hào)之前，第一類的1可省略，如磨床類機(jī)床M,2M和3M三個(gè)分類。每類機(jī)床可劃分為10個(gè)組，每個(gè)組又可劃分為10個(gè)系。在同一類機(jī)床中，主要布局或使用范圍基本相同的機(jī)床，即為同一組。在同一組機(jī)床中，其主參數(shù)相同、主要結(jié)構(gòu)及布局形式相同的機(jī)床，即為同一系。如表1-2所示為車床的組、系代號(hào)劃分。2.機(jī)床的特性代號(hào)(1)通用特性代號(hào)。機(jī)床通用特性代號(hào)列人表1-3。通用特性代號(hào)用漢語拼音字首(大寫)表示，列在類別代號(hào)之后。如CK6140中，K表示該車床具有程序控制特性。上一頁下一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)(2)結(jié)構(gòu)特性代號(hào)。為了區(qū)別主參數(shù)相同而結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床，在型號(hào)中增加廠結(jié)構(gòu)特性代號(hào)。結(jié)構(gòu)特性代號(hào)在不同的型號(hào)中可以有不同的含義。若某機(jī)床既具有通用特性，又具有結(jié)構(gòu)特性，則結(jié)構(gòu)特性代號(hào)應(yīng)排在能用特性代號(hào)之后。如CA6140中，A是結(jié)構(gòu)特性代號(hào)，表示CA6140與C6140車床主參數(shù)相同，但結(jié)構(gòu)不同。3.機(jī)床主參數(shù)代號(hào)機(jī)床以什么尺寸作為主參數(shù)有統(tǒng)一的規(guī)定。主參數(shù)代表機(jī)床的規(guī)格，主參數(shù)代號(hào)代表主參數(shù)的折算值，排在組、系代號(hào)之后。表1-4列出了常用機(jī)床的主參數(shù)及其折算系數(shù)。第二主參數(shù)(多軸機(jī)床的主軸數(shù)除外)一般不予表示，它是指最大模數(shù)、最大跨區(qū)及最大工長度等。在型號(hào)中表示的第二主參數(shù)，一般折算成兩位數(shù)為宜。4.機(jī)床重大改進(jìn)順序號(hào)上一頁下一頁返回第三節(jié)金屬切削機(jī)床的基本知識(shí)當(dāng)機(jī)床的性能及結(jié)構(gòu)有重大改進(jìn)時(shí)按其設(shè)計(jì)改進(jìn)的次序，用字母A,B,C等表示，寫在機(jī)床型號(hào)的末尾。如M1432A中，A表示第一次重大改進(jìn)后的萬能外圓磨床，最大磨削直徑為320mm。5.其他特性代號(hào)其他特性代號(hào)，置于輔助部分之首。其中同一型號(hào)機(jī)床的變型代號(hào)，一般應(yīng)放在其他特性代號(hào)之首位。