機械制造課件精華版

NJUST502教研室1l

選擇毛坯應考慮的因素3.2.2確定毛坯的形狀毛坯形狀應力求接近零件形狀毛坯形狀是在零件形狀基礎上對所有加工表面放出適當余量而得到毛坯形狀要便于加工，便于保證加工質量如工藝搭子、一坯多件等（1）零件的材料及其機械性能（2）生產綱領的大?。?）零件的形狀和尺寸（4）工廠毛坯的生產條件和技術水平及可能性、經濟性。NJUST502教研室2l

熱處理工序的安排（1）預處理——改善切削性能、消除毛坯制造時的殘余應力（2）中間熱處理——消除切削加工的殘余應力（3）最終熱處理——提高材料的強度和硬度（4）化學處理和表面處理

l

輔助工序的安排（1）檢驗和特種檢驗（2）平衡（3）清洗等NJUST502教研室3圖示工件加工時，先加工工件長度，再加工小孔，最后加工大孔，控制大孔深度，而小孔深度是由加工工件總長和大孔深度決定的，故小孔的深度即為封閉環(huán)。測量時，小孔的深度無法直接檢測，一般先檢測工件長度和大孔深度，小孔深度為自然獲得尺寸，故同樣小孔深度為封閉環(huán)。

設計時大孔的深度未標注，是由工件長度和小孔的深度所決定。故它就是封閉環(huán)。NJUST502教研室4極值法計算的基本公式：●

封閉環(huán)的極限尺寸●

封閉環(huán)的基本尺寸●

封閉環(huán)的公差●

封閉環(huán)的上偏差●

封閉環(huán)的下偏差NJUST502教研室5l

實例設計時：NJUST502教研室6加工及測量時：NJUST502教研室7l

豎式計算法：

增環(huán)尺寸和偏差照抄，減環(huán)尺寸變號且上下偏差對調、變號，最后求代數和得出封閉環(huán)的尺寸及偏差?；境叽鏐SBX

增環(huán)

減環(huán)

封閉環(huán)

注意：當計算封閉環(huán)的公差小于各組成環(huán)公差之和時，則不能保證設計尺寸，故需要調整各組成環(huán)的公差。500-0.17100-0.36

-400-0.19NJUST502教研室8例題1：

圖中尺寸A2不能直接測量，應如何加工控制？基本尺寸BSBX增環(huán)A4減環(huán)A1A3封閉環(huán)AΔ

A4=184

BS(A4)=-0.2

BX(A4)=-0.25-520.150-320.0501000-0.25NJUST502教研室9例2：一批工件其部分工藝過程為：車外圓至；滲碳淬火；磨外圓至。計算為了保證滲碳層深度0.7~1mm的滲碳工序滲入深度t的尺寸范圍?；境叽鏐SBX增環(huán):A3A2減環(huán)A1封閉環(huán)A因此滲碳深度t為：0.965~1.22mm

200-0.015-20.250.0300.70.30

A3=0.95BS(A3)=0.27BX(A3)=0.015機械工程學院機械制造基礎106.1.4軸類零件加工工藝過程（續(xù)）加工順序安排（1）“基準先行”原則首先加工中心孔，為后續(xù)加工做好基準準備；

前道工序的加工內容和后道工序的加工基準環(huán)環(huán)相扣，協調安排（2）先大端后小端避免在加工開始就降低了工件的剛度。（3）深孔加工的安排

鉆孔一般安排在調質以后，以避免彎曲變形無法糾正；鉆孔應安排在粗加工和半精加工之后，以保證孔與外圓的同軸；僅從定位考慮，鉆孔以安排在最后為好。（4）次要表面的加工

對于與主要表面有相對要求的次要表面，如鍵槽、花鍵等，一般應安排在精車和粗磨外圓之后；如果從影響切削過程的平穩(wěn)性考慮，部分也可考慮安排在精加工之后。機械工程學院機械制造基礎11短套加工機械工程學院機械制造基礎126.3.2箱體支架類零件加工工藝過程（續(xù)）加工階段的劃分箱體零件結構復雜、壁厚不均、內應力不可避免加工精度要求高、加工精度的穩(wěn)定性要求高重要表面的加工均需劃分粗、精加工階段加工順序的安排孔作為關鍵部件的裝配基準要求加工余量均勻孔的加工難度比平面大箱體毛坯上孔與內腔的位置相對準確以孔定位先加工平面；再以加工好的平面定位來加工孔1.2.1刀具切削部分的基本定義

前刀面主切削刃S

主后面刀尖副后面副切削刃S例題：

下圖為外圓車削示意圖，在圖上標注：1主運動、進給運動和背吃刀量；

2已加工表面、加工（過渡）表面和待加工表面；

3基面、主剖面和切削平面；

4刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10

。機械工程學院機械制造基礎17機床傳動系統的分析方法：“抓兩頭，連中間”機械工程學院機械制造基礎18例機械工程學院機械制造基礎19進給運動：例

主運動：機械工程學院機械制造基礎20絲杠螺母進給：（S為絲杠導程）齒輪齒條進給：

（m為末級齒輪模數）進給量計算：機械工程學院機械制造基礎21

（1）易于保證各外圓表面及其它表面間的位置精度

(2)粗車：精度IT13~IT11、表面粗糙度Ra50~12.5μm；半精車：精度IT10~IT9、表面粗糙度Ra6.3~3.2μm

精車：精度IT8~IT6、表面粗糙度Ra1.6~0.8μm

（3）適合于有色金屬零件的精加工（4）切削過程平穩(wěn)、切削效率高（5）刀具簡單，適應性廣 l

車削的工藝特點:機械工程學院機械制造基礎22l

銑削方式（1）

周銑法：用圓周齒進行銑削加工

逆銑順銑切削運動切削方向與進給方向相反切削方向與進給方向相同切削厚度由0→最大由最大→0刀具磨損初期有滑擦，磨損快刀齒易切入，壽命長作用力垂直分力使工件上抬，不利于夾緊工件；水平分力與進給反向，消除了絲杠間隙，進給平穩(wěn)垂直分力使工件下壓，有利于夾緊工件；水平分力與進給同向，由于絲杠間隙，工作臺會前竄，造成啃刀或打刀。表面質量表面粗糙表面光潔使用情況常用無間隙進給機床采用機械工程學院機械制造基礎23（1）

鉆孔鉆孔的特點鉆頭剛性差，易引偏；鉆孔排屑困難，切屑擠壓、摩擦已加工表面，表面質量差，鉆孔精度IT13~IT11，Ra為50~12.5μm鉆孔加工生產效率低防止鉆頭引偏的措施：鉆頭切削刃要對稱;

先加工平面，防止表面不平而引偏；用短而粗的鉆頭先鉆一引孔；采用小進給，減小軸向力；使用鉆套引導，合理使用切削液。2.4.4鉆床加工工藝特點機械工程學院機械制造基礎24l

鏜孔加工特點1）單刃鏜刀鏜孔特點

適應性廣，靈活，但對操作工人技術水平要求較高；

可以校正原有孔的軸線位置偏差；生產率較低，鏜桿剛性差，單刃切削，調整時間長，一般用于單件、小批量生產。2）浮動鏜刀鏜孔特點加工質量高，浮動可減少刀桿、刀具安裝偏差；生產效率高，雙刃切削，操作方便；刀具結構復雜，對刀具刃磨要求較高，刃口要對稱，一般用于較大孔徑的批量生產。機械工程學院機械制造基礎252.5磨削加工（1）磨料：剛玉類（Al2O3，包括棕剛玉、白剛玉等）碳化硅類（SiC，包括黑色碳化硅、綠色碳化硅）高硬度磨料（立方氮化硼CBN、金剛石等）（2）磨料粒度：砂輪越粗效率越高，但加工表面質量差。粗加工和磨軟材料時選粗砂輪，精加工及磨硬材料時選細砂輪。（3）結合劑：陶瓷、樹脂、橡膠及金屬結合劑等（4）硬度：指砂輪磨料脫落的難易程度加工硬材料用軟砂輪，加工軟材料用硬砂輪。（5）組織：磨料、結合劑與氣孔的比例加工軟材料用疏松的砂輪（防止砂輪堵塞）（6）形狀、尺寸與特性代號：

GB80ZR1AP300×4

磨料（白剛玉）粒度硬度結合劑（陶瓷）形狀（平）尺寸2.5.1

砂輪機械工程學院機械制造基礎26（1）砂輪磨粒小而多，一次切削量小，精度高IT7~IT6、表面粗糙度小Ra0.2~0.8μm（2）磨削溫度高（3）砂輪有自銳作用（磨粒有自銳性、磨鈍磨粒的脫落（4）磨削加工的工件材料范圍廣可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性較大的軟材料，如有色金屬紫銅、鋁合金等。l

磨削的工藝特點l

磨削過程：切削、刻劃和摩擦拋光作用的綜合。機械工程學院機械制造基礎273）磨孔的特點：¨

砂輪軸長，剛性差，易變形、振動，加工質量差¨

磨削內孔精度IT8~IT6，Ra0.8~0.4μm¨

砂輪直徑小，線速度低，磨削效率低¨

砂輪直徑小，磨料切削次數多，磨損快¨

切削溫度較高，冷卻條件差¨

排屑困難，易堵塞砂輪¨

適應性好，可以加工硬材料，盲孔、階梯孔等機械工程學院機械制造基礎282.5.7螺紋的磨削加工l

單線砂輪磨削：適應性好，但效率低。l

多線砂輪磨削：用于磨削小螺距螺紋，效率高。l

無心磨削磨削小螺距螺紋時，一般不需要進行粗加工。機械工程學院機械制造基礎29（3）研磨的特點

（a）速度低、壓力小，加工精度達IT6~IT4、表面粗糙度最小達Ra0.1~0.008μm。（b）切削余量小，通常為0.005~0.05mm，要求前道工序精度高，表面質量好。（c）可以糾正形狀誤差，但不能改變位置誤差。（d）適應性廣，可用于各種材料、不同批量的工件加工。機械工程學院機械制造基礎302.7齒輪的齒形加工(P227)2.7.1

銑齒

銑齒加工的特點：成本低，精度低，效率低。銑齒加工適用：單件小批量生產、修配精度較低的齒輪。機械工程學院機械制造基礎312.8特種加工技術概述2.8.1特種加工技術及其特點特種加工技術概念：特種加工是利用電能、熱能、光能、化學能、電化學能、聲能和特殊機械能等使材料成型的工藝方法。特種加工技術的主要特點：（1）加工材料范圍廣，不受其力學性能的限制；（2）易于加工復雜型面、細微表面以及柔性零件；（3）能獲得良好的加工質量，熱應力、殘余應力、變形小；（4）各種加工方法易于復合形成新的工藝方法。

制造技術發(fā)展趨勢：高精度、高效率、多品種、小批量、小型化微型化；材料強度高、硬度高、耐熱耐壓等機械工程學院機械制造基礎32機械工程學院機械制造基礎33外圓表面的加工方案分析l

舉例分析：

1.加工10件45鋼（調質）軸外圓，尺寸精度h8，表面粗糙度Ra3.2。

加工方案：粗車—半精車

2.加工45鋼（調質）軸外圓，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。

加工方案：A.粗車—半精車—磨削（批量或單件）

B．粗車—半精車—精車（單件）

3.加工10件T12A（淬火）軸套外圓，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。

加工方案：粗車—半精車—磨削

4.加工10件紫銅軸套外圓，尺寸精度h6，表面粗糙度Ra0.8。

加工方案：粗車—半精車—精車

5.加工10件45鋼（調質）軸外圓，尺寸精度h5，表面粗糙度Ra0.08。

加工方案：粗車—半精車—磨削—研磨機械工程學院機械制造基礎34機械工程學院機械制造基礎35內圓表面加工方案分析例題：孔徑Ra(μm)材料及熱處理數量加工方案φ10H71.645鋼調質5鉆-擴-鉸φ35H71.645鋼調質5鉆-擴-鉸或鏜φ35H71.645鋼調質50000鉆-粗鉸-精鉸φ35H60.145鋼淬火5鉆-擴-鉸-研磨φ35H70.145鋼調質50000鉆-擴-鉸-珩磨φ100H81.645鋼調質50000鉆-擴-鏜φ100H71.6T12A淬火5鉆-擴-鏜-磨φ100H71.6紫銅50000鉆-擴-鏜返回常見機床的切削運動機床名稱主運動進給運動臥式車床工件旋轉車刀縱向、橫向移動鉆床鉆頭旋轉鉆頭軸向移動銑床銑刀旋轉工件縱向、橫向、垂直方向移動牛頭刨床刨刀往復工件橫向、垂直方向間隙移動龍門刨床工件往復刨刀橫向、垂直方向間隙移動內、外圓磨床砂輪旋轉工件旋轉、工件往復或砂輪橫向移動平面磨床砂輪旋轉工件往復移動，砂輪橫向、垂直移動鏜床鏜刀旋轉鏜刀軸向移動、工件軸向移動1.3.1切削過程不同切屑比較帶狀切屑內表面光滑，外表面毛茸狀；連續(xù)、帶狀。剪切位移未達到破裂程度，剪應力小于材料強度極限切削力波動小，切削過程平穩(wěn)；表面Ra小，需要斷屑塑性,v較高,ap較小,γ0較大。擠裂切屑內表面有時光滑有時有裂紋，外表面鋸齒狀。局部剪切位移達到破裂程度，剪應力大于材料強度極限切削力波動，切削較不平穩(wěn)；表面Ra大。塑性；v較低；ap較大；γ0較小。單元切屑裂紋貫穿整個切屑；切屑為梯形單元。整個剪切面的剪應力大于材料強度極限切削力波動大，不平穩(wěn)；表面Ra大；刀具易損壞。塑性；v很??；ap很大；γ0小。崩碎切屑不規(guī)則的碎塊。塑性變形很小，被擠裂、脆斷切削力波動很大，過程很不平穩(wěn)；表面Ra很大；刀具易崩刃。脆性金屬

形成條件：中低速切削塑性金屬

本質——冷焊現象：擠壓與摩擦產生高溫高壓，同時摩擦帶走雜質，刀具表面與切屑表面新鮮金屬粒子間的親合力和摩擦力之和大于切屑材料內部粒子間的親