機(jī)械制造基礎(chǔ)PPT全套完整教學(xué)課件

學(xué)習(xí)情境一金屬切削機(jī)床學(xué)習(xí)單元1：機(jī)床型號(hào)學(xué)習(xí)單元2：工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析學(xué)習(xí)單元3：車(chē)床學(xué)習(xí)單元4：磨床學(xué)習(xí)單元5：齒輪加工機(jī)床學(xué)習(xí)單元6：其他機(jī)床學(xué)習(xí)重點(diǎn)1．掌握機(jī)械加工表面的形成機(jī)理及各種機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)合成；2．了解機(jī)床型號(hào)的意義和各種典型機(jī)床的工藝范圍；3．掌握各種常用機(jī)床的結(jié)構(gòu)，加工原理，運(yùn)動(dòng)以及加工特點(diǎn)等。學(xué)習(xí)單元1機(jī)床型號(hào)什么是機(jī)器？（1）它是一種人為的實(shí)物體組合；（2）各部件之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；（3）能夠代替人的勞動(dòng)，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，將金屬毛坯加工成具有一定尺寸、形狀和精度的零件。

一、機(jī)床分類(lèi)1.按機(jī)床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分

車(chē)、鉆、鏜、磨、齒輪加工、螺紋加工、銑、刨和插、拉、特種加工（超聲波及電加工）、鋸床（切斷）和其他共11大類(lèi)。每一類(lèi)中有若干組，每一組中有若干系。2.按機(jī)床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：

特種加工機(jī)床CZTXLMBYSDGQ其他機(jī)床車(chē)床鉆床鏜床銑床拉床磨床刨插床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床鋸床3.按機(jī)床的通用性程度分

通用機(jī)床（萬(wàn)能機(jī)床）

專(zhuān)門(mén)化機(jī)床（又稱(chēng)專(zhuān)能機(jī)床）

專(zhuān)用機(jī)床

普通精度機(jī)床精密機(jī)床高精度機(jī)床（超精密級(jí)機(jī)床）4.按機(jī)床的精度分5.按機(jī)床重量不同分儀表機(jī)床；中型機(jī)床（一般機(jī)床）；大型機(jī)床（大于10噸）；重型機(jī)床（大于30噸）；超重型機(jī)床（大于100噸）。

6.按自動(dòng)化程度分

手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)。

7.按機(jī)床主要工作部件的數(shù)目分單軸的、多軸的；單刀的、多刀的機(jī)床等。二、機(jī)床型號(hào)表示

（按GB/T15375-2008《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》）

機(jī)床型號(hào)是機(jī)床產(chǎn)品的代號(hào)，用以簡(jiǎn)明地表示機(jī)床的類(lèi)型、主要技術(shù)參數(shù)、性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。我國(guó)機(jī)床的型號(hào)由漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律排列組成。1.通用機(jī)床和專(zhuān)門(mén)化機(jī)床型號(hào)用下列方式表示

：（1）類(lèi)代號(hào)：用大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母表示，位于型號(hào)之前。

（2）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)為了區(qū)別性能不同的機(jī)床，故采用結(jié)構(gòu)特性代號(hào)，用漢語(yǔ)拼音字母表示。例如A、D、E,L,N,P……。如CA6140型臥式車(chē)床型號(hào)中的“A”，即在結(jié)構(gòu)上區(qū)別C6140型臥式車(chē)床。（3）組、系代號(hào)

用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于類(lèi)代號(hào)后面。

每類(lèi)機(jī)床劃分為十個(gè)組，同一組機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能和使用范圍基本相同。

每個(gè)組又劃分為十個(gè)系，同一系列機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)和布局型式相同。例：C6140表示最大加工直徑為400mm的型臥式車(chē)床學(xué)習(xí)單元2：工件表面成形方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析一、工件表面的形成過(guò)程一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械加工表面的形成過(guò)程可以抽象地看成是一條母線(xiàn)(直線(xiàn)或者曲線(xiàn))沿另外一條導(dǎo)線(xiàn)(直線(xiàn)或者曲線(xiàn))運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的過(guò)程，表面的復(fù)雜程度在于導(dǎo)線(xiàn)和母線(xiàn)的形狀，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每條導(dǎo)線(xiàn)實(shí)質(zhì)是由工件和刀具之間特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所形成的。如圖1-2所示，在加工過(guò)程中零件表面可以是平面、圓柱面、圓錐面、螺旋面等。在形成各種復(fù)雜的加工表面時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)和母線(xiàn)有時(shí)會(huì)較為復(fù)雜，例如在加工螺紋時(shí)，使用刀尖角為60°或者55°的車(chē)刀，沿工件的軸向移動(dòng)，同時(shí)工件以特定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，與進(jìn)給速度相配，得到一條特定的螺旋線(xiàn)，刀具切入工件表面，于是在刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中就形成了螺紋的表面。在這個(gè)加工過(guò)程中，組成刀具外形的線(xiàn)為母線(xiàn)，工件和刀具的相對(duì)移動(dòng)產(chǎn)生了導(dǎo)線(xiàn)，經(jīng)過(guò)這種特定的運(yùn)動(dòng)得到了要加工的表面。二、發(fā)生線(xiàn)的形成形成零件表面的導(dǎo)線(xiàn)和母線(xiàn)，統(tǒng)稱(chēng)發(fā)生線(xiàn)。發(fā)生線(xiàn)是由刀具的切削刃與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到的。工件表面的成形與刀具切削刃的形狀有著極其密切的關(guān)系。由于使用的刀具切削刃的形狀和采取的加工方法不同，機(jī)床上形成發(fā)生線(xiàn)的方法與所需的運(yùn)動(dòng)也不同。形成發(fā)生線(xiàn)的方法可歸納為以下四種，如圖1-3所示。三、機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析因母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)的組合形式不同，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜成形表面的加工，這一點(diǎn)從工件表面成形的方法中體現(xiàn)出來(lái)，圖1-4所示為加工不同零件的典型加工方法的運(yùn)動(dòng)分析。只有加工方法正確，才能在加工過(guò)程中得到合格的表面形狀并滿(mǎn)足零部件加工尺寸和形狀、位置精度的要求。四、機(jī)床的加工成形方法機(jī)床的加工成形方法也各有特點(diǎn)：①車(chē)床。主運(yùn)動(dòng)為工件旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為刀具的縱向、橫向、斜向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。②銑床。主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工件的縱向、橫向、垂直或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。③牛頭刨床。主運(yùn)動(dòng)是刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工件的橫向間歇移動(dòng)、刨刀的斜向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或垂直運(yùn)動(dòng)。④外圓磨床。主運(yùn)動(dòng)是砂輪高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是工件轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂輪的橫向移動(dòng)。⑤鉆床。主運(yùn)動(dòng)為鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是鉆頭軸向移動(dòng)。⑥鏜床。主運(yùn)動(dòng)為刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具的軸向移動(dòng)，工作臺(tái)的橫縱向移動(dòng)。⑦平面磨床。主運(yùn)動(dòng)是砂輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是工件轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，砂輪的橫向移動(dòng)。學(xué)習(xí)單元3：車(chē)床一、車(chē)床概念（一）型號(hào)意義“C”為“車(chē)”字的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15375-2008的讀音規(guī)定為“車(chē)”。例：C6132主參數(shù)代號(hào)（最大車(chē)削直徑的1/10，即320mm）機(jī)床型別代號(hào)（普通車(chē)床型）機(jī)床組別代號(hào)（普通車(chē)床組）機(jī)床類(lèi)別代號(hào)（車(chē)床類(lèi)）(二)C6132型臥式車(chē)床的組成C6132型臥式車(chē)床的組成如圖1-8所示。二、車(chē)床的工藝范圍三、車(chē)床加工的特點(diǎn)(1)加工軸孔類(lèi)等回轉(zhuǎn)零件為主。(2)切削過(guò)程比較平穩(wěn)。車(chē)削一般為連續(xù)切削，切削過(guò)程平穩(wěn)，有利于采用較大的切削用量，加工效率較高。(3)使用刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、刃磨與裝夾較方便，在加工過(guò)程可根據(jù)加工要求，選擇不同的刀具材料與刀具角度。(4)車(chē)削加工的工件材料范圍較廣。車(chē)削除了可以加工各種鋼件、鑄鐵、有色金屬，還可加工玻璃鋼、尼龍等非金屬材料。(5)車(chē)削加工的精度較高.四、數(shù)控車(chē)床(一)數(shù)控車(chē)床的工藝范圍數(shù)控車(chē)床主要用來(lái)加工軸類(lèi)零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、螺紋表面、成形面，也可對(duì)盤(pán)類(lèi)零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和鏜孔等加工，還可以完成車(chē)端面、割槽、倒角等加工，其功能與普通車(chē)床的功能是相同的。(二)數(shù)控車(chē)床的工作過(guò)程數(shù)控車(chē)床的工作過(guò)程如圖1-11所示。(三)數(shù)控車(chē)床的種類(lèi)按數(shù)控系統(tǒng)功能的不同，可分為以下幾種類(lèi)型。1.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床2.全功能型數(shù)控車(chē)床3.車(chē)削加工中心4.FMC車(chē)床FMC車(chē)床(四)數(shù)控車(chē)削的加工特點(diǎn)同普通車(chē)床相比，有以下幾方面的特點(diǎn)。1.加工精度高，通用性好2.加工能力強(qiáng)，適于多品種小批量零件的加工3.具有較高的生產(chǎn)率和較低的加工成本4.易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)單元4：磨床磨床是用砂輪對(duì)工件進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。磨削的加工范圍很廣，如圖1-13所示，磨床除能磨削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的復(fù)合型面，且效率較高。一、磨床的分類(lèi)

磨床的種類(lèi)繁多，按用途和采用的工藝方法不同，大致可分為以下幾類(lèi)。

1.外圓磨床

2.內(nèi)圓磨床

3.平面磨床

4.工具磨床二、典型磨床介紹（一）典型磨床型號(hào)含義按GB／T15375—94規(guī)定，M1432B型號(hào)的含義如下：

（二）M1432B型萬(wàn)能升降臺(tái)磨床的機(jī)構(gòu)組成

（三）磨床的切削運(yùn)動(dòng)1.磨床的運(yùn)動(dòng)磨削時(shí)，磨床的成形運(yùn)動(dòng)分解如下。（1）主運(yùn)動(dòng)。它是砂輪磨外圓或磨內(nèi)孔的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它是工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

（3）工件縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。它是磨削出工件全長(zhǎng)所必需的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

（4）砂輪橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它是間歇的切入運(yùn)動(dòng)。（5）輔助運(yùn)動(dòng)。它包括砂輪架快速進(jìn)退和尾座套筒退回(手動(dòng)或液動(dòng))等。2.外圓磨床的磨削方法

在磨削的過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整工件和砂輪的相對(duì)位置可以實(shí)現(xiàn)不同的加工方法，見(jiàn)圖1-17。（四）磨削加工的工藝特點(diǎn)1.加工精度高及表面質(zhì)量好2.徑向切削分力較大4.砂輪有自銳作用5.切屑少6.加工范圍廣學(xué)習(xí)單元5：齒輪加工機(jī)床

齒輪是現(xiàn)代機(jī)器和儀器中最常用的傳動(dòng)件，它具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)力大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠耐用等優(yōu)點(diǎn)，在各種工業(yè)部門(mén)中得到了廣泛的應(yīng)用。用來(lái)加工齒輪輪齒表面的機(jī)床，稱(chēng)為齒輪加工機(jī)床。在現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品中，雖然電氣控制和液壓傳動(dòng)技術(shù)有很大的發(fā)展，但在高速重載條件下，齒輪應(yīng)用仍很廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)電產(chǎn)品精度的不斷提高，對(duì)齒輪的傳動(dòng)精度和圓周速度等方面的要求越來(lái)越高。因此，齒輪齒形加工在機(jī)械制造業(yè)中仍占重要地位。

齒輪的齒形曲線(xiàn)有漸開(kāi)線(xiàn)、擺線(xiàn)、圓弧等，其中最常用的是漸開(kāi)線(xiàn)。本節(jié)僅介紹漸開(kāi)線(xiàn)齒輪齒形的加工方法。一、圓柱齒輪齒形加工方法(一)成形法

成形法加工齒輪齒形的原理是利用與被加工齒輪齒槽法向截面形狀相符的成形刀具，在齒坯上直接加工出刀具齒形。成形法加工齒輪的方法有銑齒、拉齒、插齒及磨齒等，其中最常用的方法是在普通銑床上用成形銑刀銑削齒形。當(dāng)齒輪模數(shù)m<8時(shí)，一般在臥式銑床上用盤(pán)狀銑刀銑削，見(jiàn)圖1-19a；當(dāng)齒輪模數(shù)m≥8時(shí)，在立式銑床上用指狀銑刀銑削，見(jiàn)圖1-19b。(二)展成法展成法加工齒輪齒形是利用一對(duì)齒輪嚙合的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。即把其中一個(gè)轉(zhuǎn)化為具有切削能力的齒輪刀具，另一個(gè)轉(zhuǎn)化為被切工件，通過(guò)專(zhuān)用齒輪加工機(jī)床，強(qiáng)制刀具和工件作嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)(展成運(yùn)動(dòng))，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，刀具切削刃的運(yùn)動(dòng)軌跡逐漸包絡(luò)出工件的齒形，如圖1-20所示。二、滾齒機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能(一)Y3150E型滾齒機(jī)的組成Y3150E型滾齒機(jī)是一種中型通用滾齒機(jī)，主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可以采用徑向切入法加工蝸輪。它可以加工的工件最大直徑為500mm，最大模數(shù)為8mm。圖1-21所示為該機(jī)床的外形圖。(二)滾齒加工的工藝特點(diǎn)1.加工精度高2.生產(chǎn)率高3.一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角與滾刀相同而齒數(shù)不同的圓柱齒輪三、插齒加工(一)插齒原理(二)插齒加工的工藝特點(diǎn)1.插齒加工精度較高2.插齒齒向偏差比滾齒大3.齒面粗糙度值較小4.插齒生產(chǎn)率比滾齒低四、齒形的其他加工方法(一)剃齒（二）磨齒（三）珩齒珩齒當(dāng)工件硬度超過(guò)35HRC時(shí)，使用珩齒代替剃齒。珩齒是在珩磨機(jī)上用珩磨輪對(duì)齒輪進(jìn)行精整加工的一種方法，其原理和運(yùn)動(dòng)與剃齒相同。珩磨輪是指用金剛砂及環(huán)氧樹(shù)脂等澆注或熱壓而成的具有較高齒形精度的斜齒輪。它的硬度極高，其外形結(jié)構(gòu)與剃齒刀相似，只是齒面上無(wú)容屑槽，是靠磨粒進(jìn)行切削的。珩磨時(shí)，珩磨輪轉(zhuǎn)速高(為1000～2000r/min),可同時(shí)沿齒向和漸開(kāi)線(xiàn)方向產(chǎn)生滑動(dòng)進(jìn)行連續(xù)切削，生產(chǎn)率高。珩磨過(guò)程具有磨、剃、拋光等綜合作用。珩齒對(duì)齒形精度改善不大，主要用于剃齒后需淬火齒輪的精加工，能去除氧化皮、毛刺，改善熱處理后的輪齒表面粗糙度（Ra值為0.2～0.4μm）。珩齒也可用于非淬硬齒輪加工。學(xué)習(xí)單元6：其他機(jī)床一、銑床

銑床是用銑刀對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的成形面，效率較高，在金屬切削加工中應(yīng)用廣泛。銑床種類(lèi)很多，主要的有升降臺(tái)銑床、龍門(mén)銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。升降臺(tái)銑床有萬(wàn)能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣；龍門(mén)銑床包括龍門(mén)銑鏜床、龍門(mén)銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動(dòng)，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。儀表銑床是一種小型的升降臺(tái)銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬(wàn)能角度工作臺(tái)和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。除此之外，還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等為加工相應(yīng)的工件而制造的專(zhuān)用銑床。（一）銑床的運(yùn)動(dòng)分析銑床的主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的切削。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)帶動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)縱向、橫向運(yùn)動(dòng)以及垂直運(yùn)動(dòng)，或者通過(guò)掛輪使工作臺(tái)與主軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)特殊曲面的加工。（二）典型銑床結(jié)構(gòu)功能介紹1.X6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的型號(hào)按GB／T15375—2008規(guī)定，X6132型號(hào)的含義如下：2.X6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床的組成二、刨床

在刨床上用刨刀對(duì)工件進(jìn)行切削加工的過(guò)程稱(chēng)為刨削加工。這種加工方法通過(guò)刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到刨削工件表面的目的。刨床的分類(lèi)可以分為牛頭刨床、單臂刨床、龍門(mén)刨床、插床，用于不同的零件加工。牛頭刨床是刨削加工中最常用的機(jī)床，用于中小型零件的外表面加工；單臂刨床用于中型或重型零件的加工；龍門(mén)刨床用于大型零件的外表面的加工；插床用于中小型零件的內(nèi)外表面的加工。（一）刨床的運(yùn)動(dòng)

刨床的主運(yùn)動(dòng)是刀具的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。刨床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由工件或刀具作垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的間歇直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。刨削加工是單程的切削加工，回程時(shí)刀具不進(jìn)行切削，為空行程。由于單程加工，所以加工的效率較低。（二）典型刨床介紹1.刨床的型號(hào)按GB／T15375—2008的規(guī)定，B6065型牛頭刨床型號(hào)的含義如下：2.刨床的組成以B6065型牛頭刨床為例。圖1-32為其外形圖。(三)刨削加工的工藝特點(diǎn)（1）刨床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整、操作方便；刨刀形狀簡(jiǎn)單，制造、刃磨和安裝也較方便；能加工多種平面、斜面、溝槽等表面，適應(yīng)性較好；刨床的調(diào)整也比較方便，刨削特別適合于單件、小批生產(chǎn)的場(chǎng)合。（2）生產(chǎn)率一般較低。（3）加工精度較高。（4）刨削加工切削速度低，有一次空行程，產(chǎn)生的切削熱少，散熱條件好。三、鏜床

鏜床主要用于孔的加工和復(fù)雜零件上平面的加工或階梯孔的加工，還可以加工孔內(nèi)的槽或螺紋，在實(shí)際應(yīng)用于中、大型箱體類(lèi)零件的平面和孔系的加工。鏜床按結(jié)構(gòu)可分為臥式鏜床、落地鏜床、坐標(biāo)鏜床和金鋼鏜床等。臥式鏜床加工范圍較為廣泛，可以進(jìn)行鉆孔、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔等孔的加工及加工端平面等，使用附件后，還可以車(chē)削圓柱表面、螺紋，再平旋盤(pán)上安裝各種不同形式的銑刀可以進(jìn)行平面或者平面上溝槽的銑削。（一）鏜床的運(yùn)動(dòng)分析1.主運(yùn)動(dòng)鏜床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)與平旋盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏜床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)包括：主軸在主軸箱中的移動(dòng)進(jìn)給；平旋盤(pán)上刀具在旋轉(zhuǎn)時(shí)同時(shí)進(jìn)行的徑向進(jìn)給；主軸箱沿立柱的升降運(yùn)動(dòng)，即垂直進(jìn)給；工作臺(tái)的橫向和縱向進(jìn)給(手動(dòng)或機(jī)動(dòng))。3.輔助運(yùn)動(dòng)鏜床的輔助運(yùn)動(dòng)包括：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸箱、工作臺(tái)等進(jìn)給運(yùn)動(dòng)上的快速調(diào)位移動(dòng)；后立柱的縱向調(diào)位移動(dòng)；尾座的垂直調(diào)位移動(dòng)。（二）典型設(shè)備介紹

1.按GB／T15375—2008規(guī)定，T618型號(hào)的含義如下：2.臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)及功能

(三)鏜床加工的工藝范圍

鏜床的主要工作范圍如下。

（1）在鏜床上可以對(duì)工件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔等一般加工。

（2）能對(duì)各種大、中型零件的孔或孔系進(jìn)行鏜削加工。

（3）能利用鏜床主軸，安裝銑刀盤(pán)或其他銑刀，對(duì)工件進(jìn)行銑削加工。

（4）在臥式鏜床上，還可以利用平旋盤(pán)和其他機(jī)床附件，對(duì)大孔、大端面、槽及螺紋等一些特殊部位進(jìn)行加工。

(四)鏜床加工的特點(diǎn)

（1）鏜削刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類(lèi)多樣，具有較好的通用性，易于操作。

（2）能提高加工精度，精度等級(jí)可達(dá)IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度可達(dá)到0.8～3.2μm。

（3）主要適用于加工孔系，鏜孔通常是對(duì)已鑄、鍛、鉆的孔進(jìn)行加工，以擴(kuò)大孔徑、提高精度、降低表面粗糙度以及對(duì)孔位置進(jìn)行糾偏，可以達(dá)到較高的精度要求。

（4）單刃加工較多，生產(chǎn)率低，在加工較簡(jiǎn)單的零件外表面時(shí)，可以使用銑刀進(jìn)行加工，提高加工效率。

（5）加工細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)精度較低。

（6）適用于批量生產(chǎn)的零件加工及位置精度要求較高的孔的加工。四、鉆床

按用途和結(jié)構(gòu)分類(lèi)，鉆床可以分為立式鉆床、臺(tái)式鉆床、多孔鉆床、搖臂鉆床及其他專(zhuān)用鉆床等。在各類(lèi)鉆床中，搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性，特別適用于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車(chē)間常見(jiàn)的機(jī)床。搖臂鉆床廣泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中，加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣，可用來(lái)鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。搖臂鉆床的主要變型有滑座式和萬(wàn)向式兩種?；綋u臂鉆床是將基型搖臂鉆床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身導(dǎo)軌移動(dòng)，以擴(kuò)大加工范圍，適用于鍋爐、橋梁、機(jī)車(chē)車(chē)輛和造船等行業(yè)。萬(wàn)向搖臂鉆床的搖臂除可作垂直和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，并可作水平移動(dòng)，主軸箱可在搖臂上作傾斜調(diào)整，以適應(yīng)工件各部位的加工。（一）典型搖臂鉆床按GB／T15375—2008規(guī)定，Z3040搖臂鉆床型號(hào)的含義如下。（二）搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)及功能（三）搖臂鉆床的加工范圍四、組合機(jī)床

組合機(jī)床（Modularmachine）是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專(zhuān)用部件組成的專(zhuān)用機(jī)床。它適宜于在大批量生產(chǎn)中對(duì)一種或幾種類(lèi)似零件的一道或幾道工序進(jìn)行加工。這種機(jī)床既具有專(zhuān)用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的需要。組合機(jī)床可以對(duì)工件進(jìn)行多面、多主軸加工，一般是半自動(dòng)的。思考題1．簡(jiǎn)述螺紋加工的成形方法？2．車(chē)床的工藝加工范圍？3．試解釋C6140的含義。4．簡(jiǎn)述車(chē)床的組成和各部分的作用。5．車(chē)削加工有何特點(diǎn)？6．銑削的主要工作內(nèi)容有哪些？7．銑床實(shí)現(xiàn)切削靠那些運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的？學(xué)習(xí)情境二金屬切削技術(shù)學(xué)習(xí)單元1：金屬切削加工的基本知識(shí)學(xué)習(xí)單元2：刀具切削部分的幾何要素及參數(shù)學(xué)習(xí)單元3：刀具材料學(xué)習(xí)單元4：常用切削刀具本情境學(xué)習(xí)重點(diǎn)金屬切削的基本概念刀具的組成及幾何參數(shù)常用刀具的材料學(xué)習(xí)單元1：金屬切削加工的基本知識(shí)一、切削加工概述在金屬切削的過(guò)程中，由機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)刀具和工件運(yùn)動(dòng)，已實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的切削，在加工的過(guò)程中，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)完成母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)（導(dǎo)面）的形成，以保證加工零件的形狀精度。切削加工時(shí)，為了獲得各種形狀的零件，刀具與工件必須具有一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)是合成的運(yùn)動(dòng)。

二、切削運(yùn)動(dòng)（一）主運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是指由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng)，它使刀具與工件之間產(chǎn)生主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能使刀具從工件上切除金屬層。主運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度最高，消耗功率最大。（二）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使被切金屬層不斷地投入切削，連續(xù)地加工出新的表面所需要的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度較低，消耗的功率較少，可以由一個(gè)或幾個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（三）合成切削運(yùn)動(dòng)在切削時(shí)，實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的合成切削運(yùn)動(dòng)。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，切削刃上某一點(diǎn)相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)為合成運(yùn)動(dòng)，常用合成速度向量ve來(lái)表示圖2-1合成速度三、切削過(guò)程中工件表面（1）待加工表面：工件上有待切除多余金屬的表面；（2）切削表面：刀具切削刃正在切除的表面。在切削加工工程中不斷變化，并且始終處于。加工表面和已加工表面之間。切削表面又稱(chēng)加工表面或過(guò)渡表面；（3）已加工表面：工件上切去多余金屬層而形成的新表面。四、切削用量（一）切削速度vc切削速度為過(guò)切削刃選定點(diǎn)相對(duì)工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，也是刀具相對(duì)于工件沿切線(xiàn)方向的線(xiàn)速度。

n——主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速，單位為r/min；d——工件待加工表面的直徑或刀具最大直徑，單位為mm。L——往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度，單位為mm；

nr——主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù)，單位為往復(fù)次數(shù)/min。（二）進(jìn)給量f進(jìn)給量為刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)工件的位移量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來(lái)表述。（三）背吃刀量ap背吃刀量指工件上已加工表面和代加工表面之間的垂直距離，也稱(chēng)作切削深度，單位為mm。當(dāng)車(chē)削外圓時(shí)：

dw——待加工表面直徑；dm——已加工表面直徑。五、切削層參數(shù)（一）切削層公稱(chēng)橫截面積Ad（二）切削層公稱(chēng)厚度hD

（三）切削層公稱(chēng)寬度bD

圖2-4切削層參數(shù)學(xué)習(xí)案例車(chē)外圓時(shí)工件加工前直徑為65mm，加工后直徑為58mm，工件轉(zhuǎn)速為300r／min，刀具每秒鐘沿工件軸向移動(dòng)2mm，工件加工長(zhǎng)度為120mm，切入長(zhǎng)度為3mm，求vc、f和ap。案例分析學(xué)習(xí)單元2：刀具切削部分的幾何要素及參數(shù)一、刀具切削部分的組成圖2-5車(chē)刀的組成二、刀具靜止角度參考系（1）基面Pr：過(guò)切削刃選定點(diǎn)，平行或垂直刀具上的安裝、定位的一個(gè)平面或軸線(xiàn)，一般與切削速度垂直。（2）切削平面Ps：過(guò)主切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。（3）正交平面Po：過(guò)切削刃選定點(diǎn)同時(shí)垂直于切削平面與基面的平面。圖2-7車(chē)刀的正交平面參考系三、刀具的標(biāo)注角度

普通車(chē)刀有五個(gè)主要角度：前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角。四、刀具的工作角度（一）刀具安裝位置對(duì)工作角度的影響1．車(chē)刀刀柄中心偏斜對(duì)工作角度的影響2．刀尖安裝高低對(duì)工作角度的影響圖2-11車(chē)刀刀柄中心偏斜對(duì)工作角度的影響圖2-11刀尖安裝高低對(duì)工作角度的影響（二）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響1．橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響2．縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響圖2-13橫向進(jìn)給對(duì)工作角度的影響圖2-14縱向進(jìn)給對(duì)工作角度的影響學(xué)習(xí)案例下圖為鏜孔示意圖，在圖中標(biāo)注出主偏角和副偏角，并按投影關(guān)系在正交平面內(nèi)標(biāo)注出基面、主切削平面、前刀面、主后刀面、前角和后角。案例分析：圖2-15圖2-16學(xué)習(xí)單元3：刀具材料一、刀具材料要求（一）具有高的硬度（二）具有很好的耐磨性（三）足夠的強(qiáng)度與韌性（四）高的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性

(五)好的導(dǎo)熱性（六）較好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性二、刀具材料（一）工具鋼1．碳素工具鋼2．合金工具鋼3．高速鋼（二）硬質(zhì)合金1.鎢鈷類(lèi)（WC+Co）2.鎢鈦鈷類(lèi)（WC+TiC+Co）3.鎢鈦鉭（鈮）類(lèi)（WC+TiC+TaC（NbC）+Co）（三）其他刀具材料1．陶瓷2．金剛石刀3．立方氮化硼學(xué)習(xí)案例按以下刀具材料、工件材料、加工條件進(jìn)行刀具材料的合理選擇刀具材料：YG3X、YG8、YT5、YT30、W18G4V。

工件材料及切削條件：

(1)粗銑鑄鐵箱體平面；

(2)精鏜鑄鐵箱體孔；

(3)齒輪加工的剃齒工序；

(4)45鋼棒料的粗加工；

(5)精車(chē)40Cr工件外圓。解：

1．YG8類(lèi)合金可作為粗銑鑄鐵箱體平面的刀具材料，YG類(lèi)硬質(zhì)合金適合加工鑄鐵等

脆性材料和有色金屬；YG8為中晶粒合金，雖耐磨性比YG3X低，但韌性高于YG3X，具有很好的抗沖擊性和抗振性。銑削為斷續(xù)切削，沖擊大，所以在YG類(lèi)中選用YG8。

2．精鏜鑄鐵箱體孔的刀具材料選用YG3X，精鏜屬連續(xù)加工，切削力小，為保證工件的加工精度，刀具的耐磨性要好，故應(yīng)選用細(xì)晶粒合金YG3X。

3．齒輪加工剃齒工序所用的剃齒刀選用W18Cr4V為刀具材料。剃齒刀的形狀比較復(fù)

雜，剃齒工序又屬精加工工序，所以為能制造出刃口比較鋒利、形狀復(fù)雜的刀具，應(yīng)選用

具有高強(qiáng)度和高韌性、良好的塑性和可磨性的高速鋼作為刀具材料。所列刀具材料中，

W18G4V為高速鋼刀具材料。

4．45鋼棒料的粗加工選用YT5作為刀具的材料。加工45鋼時(shí)，工件塑性變形大、摩擦劇烈、切削區(qū)溫度高，所以，應(yīng)選耐熱性高的YT類(lèi)硬質(zhì)合金。YT類(lèi)硬質(zhì)合金的牌號(hào)數(shù)字愈小，其含TiC的量愈少，含Co量就愈高。含Co量高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就高，適合于粗加工。

5．精車(chē)40Cr工件外圓選用YT30作為刀具材料。40Cr屬合金鋼，更具有切削溫度高、刀具磨損快的切削加工性，所以，仍選用具有良好的耐熱性和耐磨性的YT類(lèi)硬質(zhì)合金。精加工切削力小，可選用強(qiáng)度稍低的YT30(含Co量少，含TiC高)。學(xué)習(xí)單元4：常用切削刀具一、車(chē)刀（一）車(chē)刀的分類(lèi)車(chē)刀按其結(jié)構(gòu)又分為：整體車(chē)刀、焊接車(chē)刀、機(jī)夾車(chē)刀、可轉(zhuǎn)位車(chē)刀和成形車(chē)刀等。（二）車(chē)刀的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1．90o外圓車(chē)刀

圖2-2090o車(chē)刀結(jié)構(gòu)2．45o外圓車(chē)刀圖2-2145o車(chē)刀結(jié)構(gòu)3．切斷刀4．內(nèi)孔車(chē)刀二、銑刀（一）銑刀的分類(lèi)銑刀的種類(lèi)繁多，其分類(lèi)方法也較多。按用途分類(lèi)，可分為圓柱銑刀、面銑刀、立銑刀、盤(pán)形銑刀、鋸片銑刀、鍵槽銑刀、角度銑刀、模具銑刀、成形銑刀；按結(jié)構(gòu)不同可分為：整體式、焊接式、裝配式、可轉(zhuǎn)位式；按齒背形式可分為：尖齒式和鏟齒式銑刀。（二）銑刀的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1．圓柱銑刀2．端銑刀3．立銑刀4．盤(pán)形銑刀5．成形銑刀6．切斷刀三、孔加工刀具

（一）孔加工刀具的分類(lèi)機(jī)械加工中的孔加工刀具分為兩類(lèi)：一類(lèi)是在實(shí)體工件上加工出孔的刀具，加：麻花鉆、中心鉆及深孔鉆等；另一類(lèi)是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行再加工的刀具，如：擴(kuò)孔鉆、鉆、鉸刀及鏜刀等。（二）孔加工刀具的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用1.麻花鉆麻花鉆一般由工作部分、柄部、頸部三部分組成。圖2-25麻花鉆的結(jié)構(gòu)鉆頭的切削部分由“三面、三刃”組成。（1）前刀面：前刀面即螺旋溝表面，是切屑流經(jīng)過(guò)的表面，起容屑、排屑作用，需拋光以使排屑流暢。（2）后刀面：后刀面與加工表面相對(duì)，位于鉆頭前端，形狀由刃磨方法決定，可為螺旋面、圓錐面和平面，手工刃磨獲得任意曲面。（3）副后刀面：副后刀面是與已加工表面(孔壁)相對(duì)的鉆頭外圓柱面上的窄校正面。（4）主切削刃：主切削刃是前刀面(螺旋溝表面)與后刀面的交線(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆主切削刃為直線(xiàn)(或近似直線(xiàn))。（5）副切削刃：副切削刃是前刀面(螺旋溝表面)與副后刀面(窄棱面)的交線(xiàn)，即棱邊。（6）橫刃：橫刃是兩個(gè)(主)后刀面的交線(xiàn)，位于鉆頭的最前端，亦稱(chēng)鉆尖。圖2-26麻花鉆的切削部分2．群鉆圖2-27標(biāo)準(zhǔn)群鉆3．中心鉆中心鉆是用來(lái)加工軸類(lèi)工件中心孔的，用于加工重要零件時(shí)的定位孔。4．深孔鉆通常把孔深與孔徑之比大于5-10倍的孔稱(chēng)為深孔，加工所用的鉆頭稱(chēng)為深孔鉆。5.擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔鉆用于對(duì)已有孔進(jìn)行擴(kuò)徑加工，擴(kuò)孔鉆刀刃一般為3～4個(gè)刀齒，因?yàn)椴恍枰獙?duì)孔心進(jìn)行加工，因此無(wú)橫刃；容屑槽較淺，改善了刀具的剛度；導(dǎo)向性能、切削性能較好，，工作平穩(wěn)，加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率比麻花鉆高，精度可達(dá)IT11-ITl0級(jí)，表面粗糙度可達(dá)6.3μm～3.2μm。

圖2-31擴(kuò)孔鉆6．锪鉆锪鉆用于加工工件上已有的沉頭孔和孔口凸臺(tái)、端面。7．鉸刀用鉸刀從被加工孔的孔壁上切除微量金屬，使孔的精度和表面質(zhì)量得到提高的加工方法，稱(chēng)為鉸孔。

圖2-33鉸刀結(jié)構(gòu)8．鏜刀具有一個(gè)或兩個(gè)切削部分、專(zhuān)門(mén)用于對(duì)已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工的刀具。鏜刀有多種類(lèi)型，按其切削刃數(shù)量可分為單刃鏜刀、雙刃鏜刀和多刃鏜刀；按其加工表面可分為通孔鏜刀、盲孔鏜刀、階梯孔鏜刀和端面鏜刀；按其結(jié)構(gòu)可分為整體式、裝配式和可調(diào)式。

四、齒輪加工刀具（一）成形齒輪刀具成形齒輪刀具是指刀具的齒形與被加工齒輪的齒槽法向截面形狀相符的。常用的成形齒輪刀具有盤(pán)形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀。

（二）范成法齒輪刀具范成法齒輪刀具的齒形或其齒形的投影均不同于所切齒輪齒槽的任意截形。切齒時(shí)除刀具作切削運(yùn)動(dòng)外，還與工件齒坯作相應(yīng)的嚙合(展成)運(yùn)動(dòng)，被切齒輪齒形是由刀具齒形運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)而成。常用的范成法齒輪刀具有插齒刀、齒輪滾刀和剃齒刀等。1．插齒刀2．滾刀3．剃齒刀

圖2-40剃齒刀五、砂輪

砂輪是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的多孔體砂輪的特性包括以下五個(gè)方面：磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等。（一）磨料磨料是砂輪的基本材料，必須有高硬度、耐熱性、耐磨性和相當(dāng)?shù)捻g性。常用的磨料名稱(chēng)、代號(hào)、特性和用途見(jiàn)表2-2。系別名稱(chēng)代號(hào)主要成分顯微硬度（HV）顏色特性實(shí)用范圍氧化物系棕剛玉AAl2O391～96%2200～2288棕褐色硬度高、韌性好、價(jià)格便宜磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、硬青銅白剛玉WAAl2O397～99%2200～2300白色磨削淬硬的碳鋼、高速鋼精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼及薄壁零件

碳化物系黑碳化硅CSiC>95%2840～3320黑色帶光澤硬度高于剛玉、性脆而鋒利，有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性磨削鑄鐵、黃銅、鋁及非金屬綠碳化硅GCSiC>97%3280～3400綠色優(yōu)良的導(dǎo)電性磨削硬質(zhì)合金、光學(xué)玻璃、寶石、玉石、陶瓷、珩磨發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套等高硬磨料立方氮化硼CBN立方氮化硼8000～9000黑色硬度僅次于金剛石，耐磨性和導(dǎo)電性好，發(fā)熱量小磨削硬質(zhì)合金、不銹鋼、高合金鋼等難加工材料人造金剛石MBD碳結(jié)晶體10000乳白色硬度極高，韌性很差，價(jià)格昂貴磨削硬質(zhì)合金、寶石等高硬度材料表2-2常用的磨料的特點(diǎn)及應(yīng)用（二）粒度粒度是指磨料顆粒尺寸的大小。粒度分為磨粒和微粉兩類(lèi)。（三）黏結(jié)劑黏結(jié)劑的作用是將磨粒黏合在一起，使砂輪具有一定的形狀和強(qiáng)度。（四）硬度砂輪硬度表示磨粒在磨削力作用下從砂輪表面脫落的難易程度。（五）組織砂輪組織表示磨粒、結(jié)合劑、氣孔三者之間的比例關(guān)系。（六）尺寸和形狀砂輪的形狀和尺寸是根據(jù)磨床類(lèi)型、加工方法及加工要求來(lái)確定的。學(xué)習(xí)案例數(shù)控銑床上加工如圖所示零件。

零件材料：HT200

毛坯尺寸：170mm×110mm×50mm。

選擇加工該零件的加工刀具。

案例分析：

零件上表面加工采用面銑刀，一次完成切削，刀徑比面寬20%可選φ125；

加工零件的φ60外圓柱面及其臺(tái)階面采用立銑刀，一次完成切削，可選φ63；

銑削外輪廓時(shí)，立銑刀直徑的大小不受加工表面外形的限制，通常不要選得太大或太小即可，可選φ25；

選擇加工孔的刀具時(shí)，刀具的直徑要與所加工孔的尺寸相適應(yīng)。思考題1.如何標(biāo)注刀具角度？2.如何合理選用切削加工刀具？機(jī)械制造基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情境三

金屬切削過(guò)程及其規(guī)律學(xué)習(xí)單元1金屬切削過(guò)程中的基本規(guī)律

學(xué)習(xí)單元2金屬切削基本規(guī)律的應(yīng)用

本情境學(xué)習(xí)重點(diǎn)

刀具幾何參數(shù)的選擇合理選擇切削用量學(xué)習(xí)單元1金屬切削過(guò)程中

的基本規(guī)律一、切削過(guò)程（一）切屑的形成過(guò)程圖3-1切削變形區(qū)1．第Ⅰ變形區(qū)圖3-1中OA-OM之間的塑性變形區(qū)域稱(chēng)為第Ⅰ變形區(qū)，在此變形區(qū)時(shí)，金屬開(kāi)始塑性變形一直到剪切滑移基本完成。

2．第Ⅱ變形區(qū)第Ⅱ變形區(qū)是指與刀具前面接觸的切屑底層內(nèi)產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域如圖3-1，此變形區(qū)域?yàn)楫a(chǎn)生“纖維化”的區(qū)域。3．第Ⅲ變形區(qū)第Ⅲ變形區(qū)是指在已加工表面層內(nèi)近切削刃附近的變形區(qū)域如圖3-1所示，這個(gè)區(qū)域?yàn)榧庸び不瘏^(qū)。在已加工表面的層內(nèi)，受到切削刃鈍圓弧的擠壓和摩擦作用，使變形加劇，在該層內(nèi)引起晶粒伸長(zhǎng)和晶粒纖維化、扭曲、甚至破碎，致使已加工表面層產(chǎn)生硬化。（二）切屑的類(lèi)型1．帶狀切屑2．?dāng)D裂切屑3．粒狀切屑4．崩碎切屑（三）積屑瘤加工塑性材料時(shí)，當(dāng)切削速度不高且連續(xù)切削時(shí)，常有一些從切屑和工件上帶來(lái)的金屬粘附在刀具前刀面上，在靠近切削刃處形成一個(gè)呈三角狀的硬塊，硬度很高，通常是工件材料的2～3倍，當(dāng)它處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，能夠代替切削刃進(jìn)行切削。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱(chēng)為積屑瘤或刀瘤。圖3-3積屑瘤1.積屑瘤的形成原因切削過(guò)程中，由于切屑與前刀面之間的摩擦和擠壓，使與前刀面接觸的切屑底層金屬較上層流動(dòng)速度緩慢很多，出現(xiàn)滯流；當(dāng)滯流層金屬與前刀面之間的摩擦力超過(guò)切屑本身的分子之間的結(jié)合力時(shí)，就會(huì)有一部分金屬粘結(jié)在切削刃附近形成積屑瘤。積屑瘤形成后不斷長(zhǎng)大，增大到一定程度后會(huì)破裂，被切屑帶走或嵌入工件已加工表面。2.積屑瘤對(duì)切削加工的影響（1）對(duì)刀具的影響。積屑瘤粘附在切削刃及前刀面上，可代替切削刃進(jìn)行切削，起到了保護(hù)前刀面，減少刀具磨損，增強(qiáng)切削刃的作用。（2）對(duì)切削力的影響。積屑瘤粘附在前刀面上，增大了刀具的實(shí)際前角，減小了切削力。由于積屑瘤會(huì)不斷地形成、脫落，導(dǎo)致了切削力的波動(dòng)。（3）對(duì)已加工表面的影響。由于積屑瘤會(huì)不停地形成、脫落，會(huì)造成切削厚度的波動(dòng)，影響工件的尺寸精度。當(dāng)積屑瘤脫落時(shí)，其碎片隨機(jī)性散落，可能會(huì)粘附在工件已加工表面，從而使已加工表面變得粗糙。3．影響積屑瘤的因素（1）工件材料。（2）切削速度。（3）刀具前角。二、切削力與切削功率（一）切削力的來(lái)源切削力的來(lái)源在切削金屬時(shí)，切削力來(lái)源于兩個(gè)方面，其一是克服在切屑形成過(guò)程中工件材料對(duì)彈性變形和塑性變形的變形抗力，其二是克服切屑與前刀面和后刀面的摩擦阻力。圖3-4切削合力及其分力1．切削力Fc（主切削力Fz）在主運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它切于加工表面,并與基面垂直，一般是三個(gè)分力中最大的，消耗功率最多，占機(jī)床總功率的95%～99%。Fc用于計(jì)算刀具強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床零件,確定機(jī)床功率等。2．進(jìn)給力Ff（進(jìn)給抗力Fx）在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的分力，它處于基面內(nèi)與進(jìn)給方向相反。Ff用于設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)和確定進(jìn)給功率等。占機(jī)床總功率的1%～5%。3．背向力Fp（切深抗力Fy）Fp用來(lái)計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度等。它也是使工件在切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的力，影響工件的加工精度。（二）切削力經(jīng)驗(yàn)公式式中各種系數(shù)和指數(shù)和修正系數(shù)都可以在切削用量手冊(cè)中查到。（三）切削功率的計(jì)算在切削加工過(guò)程中，所需的切削功率Pc可以按下式計(jì)算

式中Fc－主切削力(N)；

Ff－進(jìn)給力(N)；

vc

－切削速度(m/s)

vf－進(jìn)給速度(mm/s)。切削功率計(jì)算式可簡(jiǎn)化為（四）單位切削力單位切削力是指單位面積上的切削力kc(N/mm2)，可用下式表示：式中FC－切削力（N）AD－切削面積（mm2）。三、影響切削力的因素（一）切削用量影響1.背吃刀量ap與進(jìn)給量f背吃刀量ap與進(jìn)給量f增大，切削面積增大，被切除的金屬量增多，會(huì)使切削力F增大，但兩者影響程度不同。ap增大時(shí)由于切削變形和摩擦相應(yīng)的都增大很多，導(dǎo)致切削力按比例成比例增加；若進(jìn)給量f增大，會(huì)減小切削層的變形，從而使切削力增加較少。2.切削速度vc切削速度對(duì)切削力的影響分為兩個(gè)階段，如圖3-5所示。

圖3-5切削速度對(duì)切削力的影響（二）工件材料的影響工件的材料對(duì)切削力的影響較大，工件材料的硬度和強(qiáng)度越高，其剪切屈服強(qiáng)度就越高，變形抗力越大，切削力也就越大。相同切削條件下，工件材料的塑性和韌性越高，則切削變形越大，切屑與刀具間摩擦增加，故切削力越大。切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，因變形小，摩擦力小，故產(chǎn)生的切削力也小。（三）刀具角度的影響1.前角2.主偏角3.刃傾角圖3-6主偏角對(duì)切削力的影響（四）其他因素影響1.刀尖圓弧半徑2.刀具磨損3.切削液4.刀具材料四、切削熱和切削溫度（一）切削熱的產(chǎn)生和傳出切削區(qū)域產(chǎn)生的切削熱，共有三個(gè)發(fā)熱區(qū)域，即剪切面區(qū)、切屑與前刀面接觸區(qū)、后刀面與已加工表面接觸區(qū)，三個(gè)發(fā)熱區(qū)與三個(gè)變形區(qū)相對(duì)應(yīng)。（二）切削溫度的分布圖3-7切削溫度分布（三）影響切削溫度的主要因素1.工件材料工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削時(shí)消耗的功就越多，產(chǎn)生的切削熱越多,切削溫度就越高。工件材料的熱導(dǎo)率愈大，通過(guò)切屑和工件傳出的熱量越多，切削溫度下降越快。2.刀具幾何參數(shù)前角增大，切削層變形小，產(chǎn)生的熱量少，切削溫度降低；但過(guò)大的前角會(huì)減少散熱體積，當(dāng)前角大于20~25時(shí)，前角對(duì)切削溫度的影響減少。主偏角減小，使切削寬度增大，散熱面積增加，切削溫度下降。3.切削用量對(duì)切削溫度影響最大的切削用量是切削速度，其次是進(jìn)給量，而背吃刀量的影響最小，這是因?yàn)楫?dāng)切削速度vc增加時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)參與變形的金屬量增加而使消耗的功率增大，提高了切削溫度；當(dāng)f增加時(shí)，切屑變厚，由切屑帶走的熱量增多，故切削溫度上升不甚明顯；當(dāng)ap增加時(shí)，產(chǎn)生的熱量和散熱面積同時(shí)增大，故對(duì)切削溫度的影響也小。4.其他因素刀具后刀面磨損量增大時(shí)，加劇了刀具與工件間的摩擦，使切削溫度升高，切削速度越高，刀具磨損對(duì)切削溫度的影響就越顯著。澆注切削液對(duì)降低切削溫度、減少刀具磨損和提高已加工表面質(zhì)量有明顯的效果。切削液的潤(rùn)滑作用可以減少摩擦，減小切削熱的產(chǎn)生。五、刀具磨損和刀具壽命

（一）刀具的磨損形式1.前刀面磨損2.后刀面磨損3.前后刀面同時(shí)磨損圖3-9后刀面磨損情況（二）刀具磨損的原因刀具磨損存在著機(jī)械的、熱的和化學(xué)的作用，既有工件材料硬質(zhì)的刻劃作用而引起的磨損，也有粘接、擴(kuò)散、腐蝕等引起的磨損。1.磨料磨損2.粘結(jié)磨損3.擴(kuò)散磨損4.氧化磨損（三）刀具的磨損過(guò)程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1．刀具的磨損過(guò)程圖3-10刀具的磨損過(guò)程學(xué)習(xí)案例YT5硬質(zhì)合金車(chē)刀外圓縱車(chē)硬質(zhì)合金車(chē)刀外圓縱車(chē)σb

=

637

MPa的熱軋的熱軋45鋼，車(chē)刀幾何參數(shù)為γ0

=15°、kr

=

60°、

λs

=

0°，切削用量為ap

=

3mm、f

=

0.56mm/r、vc

=

106.8mm

/min。

試計(jì)算切削力Fc、Fp、Ff

及切削功率Pc。學(xué)習(xí)單元2金屬切削基本規(guī)律的

應(yīng)用一、工件材料的切削加工性1．刀具壽命指標(biāo)材料的相對(duì)切削加工性Kr，即凡是Kr>1的材料，比45鋼容易切削；凡是Kr<1的材料，比45鋼難切削2．已加工表面質(zhì)量指標(biāo)3．切削力或切削溫度指標(biāo)二、控制切屑

（一）切屑形狀的分類(lèi)由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng)，它使刀具與工件之間產(chǎn)生主要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能使刀具從工件上切除金屬層。主運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度最高，消耗功率最大。切屑名稱(chēng)切屑形狀切屑名稱(chēng)切屑形狀帶狀切屑錐狀螺旋切屑管狀切屑弧形切屑盤(pán)旋狀切屑單元切屑環(huán)形螺旋切屑針狀切屑（二）切屑的流向和折斷1.切屑的流向一般λs<0，使切屑流向已加工表面，λs>0，使切屑流向待加工表面；當(dāng)車(chē)刀的主偏角κr=90°時(shí)，切屑流向是偏向已加工表面。2.切屑的折斷在加工過(guò)程中，切屑流出后，會(huì)影響切削過(guò)程，同時(shí)當(dāng)切屑流向已加工表面時(shí)，會(huì)影響零件的表面加工質(zhì)量，所以應(yīng)使用合適的辦法將其折斷。圖3-12切削折斷原理（三）斷屑措施常用的斷屑方法是在刀具前刀面上磨出斷屑槽，以達(dá)到斷屑的目的。

（a)折線(xiàn)型(b)直線(xiàn)圓弧型(c)全圓弧型圖3-13斷屑槽形式三、刀具幾何參數(shù)的選擇

（一）前角的選擇（1）根據(jù)被加工材料選擇前角。（2）根據(jù)加工要求選擇。

（3）根據(jù)刀具材料選擇。工件材料合理前角工件材料合理前角粗車(chē)精車(chē)粗車(chē)低碳鋼20～25°25～30°灰鑄鐵低碳鋼20～25°中碳鋼10～15°15～20°銅及銅合金中碳鋼10～15°合金鋼10～15°15～20°鋁及鋁合金合金鋼10～15°淬火鋼-15～-5°鈦合金σb≤1.177GPa10°～15°奧氏體不銹鋼15～20°20～25°表3-4硬質(zhì)合金車(chē)刀前角的經(jīng)驗(yàn)參考數(shù)值（二）后角的選擇1.根據(jù)加工精度選擇精加工時(shí)為了減少摩擦，后角取較大值一般取8°～11°；粗加工時(shí)為提高刀具強(qiáng)度，后角取較小值取值為6°～8°。2.根據(jù)加工材料選擇加工塑性材料、較軟材料時(shí)，后角取較大值；加工脆性材料、硬材料時(shí)，后角取較小值；加工易產(chǎn)生硬化層的材料時(shí)，后角取大值。3.工藝系統(tǒng)剛度低，切削時(shí)容易出現(xiàn)振動(dòng)應(yīng)選擇小的后角（三）主、副偏角的選擇1.主偏角選擇原則如下：（1）根據(jù)加工材料選擇加工高強(qiáng)度、高硬度、熱導(dǎo)率小和表面有硬化層的材料，為提高刀具強(qiáng)度和改善散熱條件，應(yīng)選取較小主偏角。（2）根據(jù)工藝系統(tǒng)剛性選擇在工藝系統(tǒng)剛性不足的情況下，應(yīng)選用較大主偏角，一般取60°～75°。（3）根據(jù)加工工件表面形狀要求選擇在車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸或者階梯軸時(shí)，選主偏角為90°；車(chē)外圓、車(chē)端面和倒角時(shí)，應(yīng)選擇45°。2.副偏角的選擇

副偏角是影響表面粗糙度的主要角度，它的大小影響刀具強(qiáng)度；過(guò)小的副偏角，會(huì)增加副后面與已加下表面間摩擦，引起振動(dòng)。副偏角的選擇原則是，在不影響摩擦和振動(dòng)條件下，應(yīng)選取較小副偏角。（四）刃傾角選擇

1.根據(jù)加工要求選擇一般精加工，為防止切屑劃傷已加工表面，選擇刃傾角-0°～+5°；粗車(chē)時(shí)，為提高刀具強(qiáng)度，選擇刃傾角-0°～+5°。車(chē)削高硬度、高強(qiáng)度等難加工材料時(shí)，為提高刀具強(qiáng)度，也常取較大的負(fù)刃傾角。2.根據(jù)加工條件選擇加工斷續(xù)表面、加工余量不均勻表面，或在其它產(chǎn)生沖擊振動(dòng)的切削條件下，通常選取負(fù)的刃傾角。四、合理選擇切削用量（一）選擇背吃刀量粗加工時(shí)，在機(jī)床功率足夠時(shí)，應(yīng)盡可能選取較大的背吃刀量，一次切除全部的加工余量。當(dāng)加工余量較大，機(jī)床功率不足時(shí)，可以分幾次幾次走刀將余量切完。如果分兩次走刀，第一次盡量取大的背吃刀量，一般為加工余量的2/3～3/4左右。第二次背吃刀量可取加工余量的1/4～1/3左右。半精加工時(shí)，由于粗加工后形成表面的質(zhì)量較為良好，應(yīng)使半精加工的背吃刀盡可能一次切除余量。當(dāng)零件表面要求較高時(shí)可以進(jìn)行多次，但是每次的加工余量不應(yīng)太小。（二）選擇進(jìn)給量粗加工時(shí)，增大進(jìn)紿量，可提高生產(chǎn)效率，但進(jìn)給量過(guò)大，會(huì)使切削力力急劇增加而影響機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)、刀具和工件的強(qiáng)度和剛性，此外，也會(huì)顯著加大表面粗糙度，為此，制定合理的進(jìn)給量應(yīng)考慮到各種因素。在精加工和半精加工時(shí)，選擇最大進(jìn)給量應(yīng)主要考慮加工精度和表面粗糙度，還要考慮工件材料、刀具材料和切削速度等因素的影響。（三）切削速度的選擇在粗加工時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量都比較大，應(yīng)選擇較低的切削速度；在精加工時(shí)，切削速度的選擇主要考慮加工精度和刀具的耐用度，可以選擇較高的切削速度，但應(yīng)避開(kāi)積屑瘤的速度范圍；加工材料的硬度較高，應(yīng)選用較低的切削速度，反之選用較高的切削速度；刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。

五、切削液選用（一）切削液的作用1.冷卻作用2.潤(rùn)滑作用3.清洗作用4.防銹作用（二）切削液種類(lèi)及其應(yīng)用1.水溶性切削液水溶性切削液主要分為水溶液、乳化液和合成切削液三種。2.油溶性切削液油溶性切削液分為以下兩種。（1）礦物油。（2）極壓切削油。思考題前角、后角功用是什么？切削時(shí)怎樣合理選擇？切削用量如何合理選??？學(xué)習(xí)情境四機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元1機(jī)床夾具概述學(xué)習(xí)單元2工件的定位學(xué)習(xí)單元3定位誤差的分析與計(jì)算學(xué)習(xí)單元4工件的夾緊學(xué)習(xí)重點(diǎn)工件的定位定位誤差的分析與計(jì)算一、夾具的功能保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍降低勞動(dòng)強(qiáng)度學(xué)習(xí)單元1機(jī)床夾具概述二、夾具的組成定位元件夾緊裝置導(dǎo)向元件夾具體三、機(jī)床夾具的分類(lèi)通用夾具專(zhuān)用夾具組合夾具隨行夾具按使用范圍分類(lèi)可調(diào)或成組夾具車(chē)床夾具銑床夾具鉆床夾具鏜床夾具磨床夾具齒輪機(jī)床夾具其它機(jī)床夾具按使用機(jī)床分類(lèi)手動(dòng)夾具氣動(dòng)夾具液壓夾具氣液增壓夾具電動(dòng)夾具磁力夾具真空夾具離心力夾具其他按動(dòng)力源分類(lèi)學(xué)習(xí)單元2工件的定位一、工件定位的基本原理物體的六個(gè)自由度六點(diǎn)定位簡(jiǎn)圖

六點(diǎn)定位原理在機(jī)械加工中，要完全確定工件在夾具中的正確位置，必須用六個(gè)相應(yīng)的支承點(diǎn)來(lái)限制工件的六個(gè)自由度，稱(chēng)為“六點(diǎn)定位原理”。

二、工件定位的幾種情況

1.完全定位

連桿鉆孔定位方案平面支承側(cè)擋銷(xiāo)短圓柱銷(xiāo)二、工件定位的幾種情況

2.不完全定位

連桿鉆孔定位方案平面支承側(cè)擋銷(xiāo)短圓柱銷(xiāo)二、工件定位的幾種情況

3.欠定位

用專(zhuān)用夾具安裝工件二、工件定位的幾種情況

4.過(guò)定位

過(guò)定位示意二、工件定位的幾種情況

4.過(guò)定位

滾、插齒時(shí)工件的過(guò)定位四、常用定位元件及選用

定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸主要取決于工件定位基面的結(jié)構(gòu)、形狀和大小等因素。夾具的定位元件應(yīng)符合以下基本要求。(1)足夠的精度。一般定位元件的尺寸公差及形位公差應(yīng)當(dāng)控制在被定位工件相應(yīng)尺寸公差及形位公差的1/20～1/5。(2)較高的耐磨性。(3)良好的工藝性。定位元件應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于加工、裝配和更換。(4)足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形和損壞。學(xué)習(xí)單元3定位誤差的分析與計(jì)算

一、定位誤差的分析定位誤差——這種只與工件定位有關(guān)的加工誤差，稱(chēng)為定位誤差，用△D表示。組成——定位誤差分為基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差兩部分。分別用△bc和△jw來(lái)表示。（一）基準(zhǔn)不重合誤差△bc含義——是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)（通常工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合）不重合引起的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，其大小為兩個(gè)基準(zhǔn)之間尺寸的公差?；鶞?zhǔn)不重合誤差的實(shí)例（二）基準(zhǔn)位移誤差△jw

定義——基準(zhǔn)位移誤差是指工件在定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)本身的最大位置變動(dòng)量在工序尺寸方向上造成的誤差。定位誤差的計(jì)算公式為

二、定位誤差的計(jì)算相關(guān)概念：a)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上用來(lái)確定某一表面的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。b)工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來(lái)確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。c)基準(zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)相對(duì)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量。計(jì)算方法：當(dāng)△bc＝0，△jw≠0時(shí)，定位誤差是由基準(zhǔn)不重合引起的，△d＝△jw；當(dāng)△bc≠0，△jw≠0時(shí)，又分為以下兩種情況：如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上，則如果工序基準(zhǔn)在定位基面上，則，式中“＋”、“－”號(hào)的確定方法：首先先分析定位基面尺寸由大變小(或由小變大)時(shí)，定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向；其次當(dāng)定位基面尺寸作同樣變化時(shí)，設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，分析工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向；最后若兩者變動(dòng)方向相同則取“十”，若兩者變動(dòng)方向相反則取“一”。學(xué)習(xí)單元4工件的夾緊一、夾緊裝置的要求(1)在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置。(2)夾緊力大小適當(dāng)。(3)夾緊裝置應(yīng)該操作方便、省力、安全。(4)夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。二、夾緊裝置的組成1.動(dòng)力源裝置2.傳力機(jī)構(gòu)3.夾緊元件三、夾緊力的確定1）確定夾緊力方向的兩個(gè)原則：a.夾緊力作用方向應(yīng)垂直于工件的主定位面。圖2-69夾緊力方向?qū)︾M孔位置精度的影響三、夾緊力的確定1）確定夾緊力方向的兩個(gè)原則：b.夾緊力的方向應(yīng)有利于減少所需要的夾緊力。三、夾緊力的確定1）確定夾緊力方向的兩個(gè)原則：b.夾緊力的方向應(yīng)有利于減少所需要的夾緊力。三、夾緊力的確定2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇：a.夾緊力應(yīng)作用在工件剛度最大的部位。圖2-70夾緊力作用部位三、夾緊力的確定2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇：b.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在夾具支承點(diǎn)所組成的面積之內(nèi)。圖2-71夾緊穩(wěn)定性三、夾緊力的確定2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇：c.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面，以減少和防止加工時(shí)工件的振動(dòng)。重點(diǎn)思考題1．什么叫裝夾？為什么說(shuō)定位與夾緊不是一回事？2．夾具的分類(lèi)？3．夾具一般由哪些部分組成？4．何謂六點(diǎn)定位原理？5．什么是完全定位、不完全定位、欠定位和過(guò)定位？6．何謂定位誤差？定位誤差是由哪些因素引起的？7．對(duì)夾緊裝置有哪些基本要求？學(xué)習(xí)情境五機(jī)械加工過(guò)程與

工藝規(guī)程

機(jī)械制造基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情境五：機(jī)械加工過(guò)程與工藝規(guī)程學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)學(xué)習(xí)單元3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇學(xué)習(xí)單元5定位基準(zhǔn)的選擇學(xué)習(xí)單元6工藝路線(xiàn)的擬定學(xué)習(xí)單元7加工余量的確定學(xué)習(xí)單元8工藝尺寸鏈學(xué)習(xí)單元9機(jī)械加工生產(chǎn)率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析學(xué)習(xí)重點(diǎn)工藝過(guò)程及組成粗基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇工藝路線(xiàn)的擬訂加工余量的確定工藝尺寸鏈學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程一、生產(chǎn)過(guò)程的概念機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。它一般包括原材料的運(yùn)輸、保管和準(zhǔn)備，生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作，毛坯的制造，零件的機(jī)械加工與熱處理，機(jī)器的裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試和涂裝，專(zhuān)用工具、夾具、量具和輔具的制造，加工設(shè)備的維修，以及動(dòng)力供應(yīng)等。原材料成品（機(jī)器）

二、生產(chǎn)過(guò)程的組成1)

原材料的運(yùn)輸、保管和準(zhǔn)備；2)

生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的機(jī)械加工與熱處理；5)

零件裝配成機(jī)器；6)

機(jī)器的質(zhì)量檢查及運(yùn)行試驗(yàn)；7)

機(jī)器的油漆、包裝和入庫(kù)。學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程例：汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程鑄鐵廢鋼鋁錠輔助材料┊熱處理機(jī)械加工部件裝配鑄造鐵粉碳粉┊粉末冶金燒結(jié)粉末冶金件鑄件鍛件鋼板沖壓鉚、焊接裝配油漆缸體曲軸變速箱殼體齒輪┊發(fā)動(dòng)機(jī)變速器轉(zhuǎn)向器驅(qū)動(dòng)橋┊協(xié)作件、電器系統(tǒng)輪胎其它部件總裝配試車(chē)汽車(chē)鋼材鍛造汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程可以分為：直接生產(chǎn)過(guò)程：直接改變被加工對(duì)象的尺寸、形狀和性能的生產(chǎn)過(guò)程。例如：毛坯制造、機(jī)械加工、裝配輔助生產(chǎn)過(guò)程：不使加工對(duì)象產(chǎn)生直接變化，但也非常必要。例如：工具制造、機(jī)器包裝運(yùn)輸、動(dòng)力供應(yīng)零件的生產(chǎn)過(guò)程三、工藝過(guò)程在生產(chǎn)中，直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等使其成為成品或半成品的過(guò)程就是工藝過(guò)程。學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程（一）工序一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地（機(jī)械設(shè)備）對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程，稱(chēng)為工序。

四要素:工人、工作地、工件、連續(xù)完成

單元二工藝過(guò)程及組成

小批生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1

車(chē)一端面，鉆中心孔*；

調(diào)頭，車(chē)另一端面，鉆中心孔車(chē)床I

2

車(chē)大外圓及倒角；調(diào)頭，車(chē)小外圓、切槽及倒角車(chē)床II3銑鍵槽、去毛刺銑床大批大量生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機(jī)床2

車(chē)大外圓及倒角車(chē)床I3車(chē)小外圓、切槽及倒角車(chē)床II4銑鍵槽專(zhuān)用銑床

5去毛刺鉗工臺(tái)階梯軸討論：

生產(chǎn)規(guī)模不同，工序的劃分不一樣。（二）安裝工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容，稱(chēng)為安裝。

學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程例：表7-1小批生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1

車(chē)一端面，鉆中心孔*；

調(diào)頭，車(chē)另一端面，鉆中心孔車(chē)床I

2

車(chē)大外圓及倒角；調(diào)頭，車(chē)小外圓、切槽及倒角車(chē)床II3銑鍵槽、去毛刺銑床表7-2大批大量生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機(jī)床2

車(chē)大外圓及倒角車(chē)床I3車(chē)小外圓、切槽及倒角車(chē)床II4銑鍵槽專(zhuān)用銑床

5去毛刺鉗工臺(tái)階梯軸兩次兩次一次一次一次一次一次討論：

安裝次數(shù)多好還是少好？（三）工位

為了完成一定的工序內(nèi)容，工件一次裝夾后，與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起，相對(duì)于刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱(chēng)為工位。

學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程

在三個(gè)工位上鉆、鉸圓盤(pán)零件上的孔工件機(jī)床夾具回轉(zhuǎn)部分夾具固定部分分度機(jī)構(gòu)例：學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程（四）工步

工步是指在加工表面和加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容。

學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程復(fù)合工步幾把刀具同時(shí)參與切削的工步為復(fù)合工步學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程復(fù)合工步刨床復(fù)合工步（五）走刀

在一個(gè)工步中，有時(shí)因所需切除的金屬層較厚而不能一次切完，需分幾次切削，則每一次切削稱(chēng)為一次走刀。

學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程

工序的劃分及排列毛坯的種類(lèi)和尺寸加工尺寸、公差及技術(shù)要求工藝裝備及工藝措施切削用量及工時(shí)定額、工人等級(jí)四、加工工藝規(guī)程1定義：規(guī)定了產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工過(guò)程和操作方法的工藝文件2工藝文件的內(nèi)容：工藝規(guī)程一經(jīng)確定，不得隨意變更學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程（一）機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用1.組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)2.指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件3.新建和擴(kuò)建工廠(chǎng)的原始資料4.進(jìn)行技術(shù)交流、開(kāi)展技術(shù)革新的基本資料學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程（二）制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則(1)充分利用本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。(2)可靠地加工出符合圖紙要求的零件，保證產(chǎn)品質(zhì)量。(3)保證良好的勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。(4)在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能降低消耗、降低成本。(5)盡可能采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)。學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程(三)制定工藝規(guī)程的主要依據(jù)(1)產(chǎn)品的裝配圖和零件的工作圖。(2)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。(3)本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，包括毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關(guān)系、工藝裝備和專(zhuān)用設(shè)備及其制造能力、工人的技術(shù)水平以及各種工藝資料和標(biāo)準(zhǔn)等。(4)產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(5)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展前景等相關(guān)信息。學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程分析零件擬定加工工藝路線(xiàn)確定工藝裝備確定加工余量、工序尺寸和公差確定切削用量確定時(shí)間定額填寫(xiě)工藝文件

在加工過(guò)程中，任何人不得隨意違反工藝規(guī)程確定毛坯（四）制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟學(xué)習(xí)單元1機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)一、生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。

零件在計(jì)劃期一年中的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：

式中

Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，單位：臺(tái)/年；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中所含零件的數(shù)量，單位：件/臺(tái)；

a%——備品率，對(duì)易損件應(yīng)考慮一定數(shù)量的備品，以供用戶(hù)修配的需要；

b%——廢品率。例如：二、生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)（或車(chē)間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。一般分為：1）大量生產(chǎn)2）成批生產(chǎn)：大批、中批、小批3）單件生產(chǎn)

學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)1）大量生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量很大，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和規(guī)格比較固定，產(chǎn)品生產(chǎn)可以連續(xù)進(jìn)行，大部分工作地的加工對(duì)象是單一不變的。例如，汽車(chē)、拖拉機(jī)、軸承等產(chǎn)品的制造，通常是以大量生產(chǎn)方式進(jìn)行的。學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)2）成批生產(chǎn)

產(chǎn)品數(shù)量較多，每年生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)格可以預(yù)先確定，而且在某一段時(shí)間內(nèi)是比較固定的，生產(chǎn)可以分批進(jìn)行，大部分工作地的加工對(duì)象是周期輪換的。根據(jù)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)。例如，通用機(jī)床（一般為車(chē)、銑、刨、鉆、磨床）等產(chǎn)品制造往往屬于這種生產(chǎn)類(lèi)型。學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)3）單件生產(chǎn)

產(chǎn)品數(shù)量少，但種類(lèi)、規(guī)格較多，多數(shù)產(chǎn)品只能單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)地生產(chǎn)，很少重復(fù)。例如，重型機(jī)器、大型船舶制造及新產(chǎn)品試制等常屬于這種生產(chǎn)類(lèi)型。學(xué)習(xí)單元2生產(chǎn)類(lèi)型與工藝特點(diǎn)學(xué)習(xí)單元3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析一、定義零件的結(jié)構(gòu)工藝性——指所設(shè)計(jì)的零件在不同類(lèi)型的具體生產(chǎn)條件下，零件毛坯的制造、零件的加工和產(chǎn)品的裝配所具備的可行性和經(jīng)濟(jì)性。二、切削加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)的一般要求

1.加工表面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，盡量布置在同一平面上、同一母線(xiàn)上或同一軸線(xiàn)上，減少機(jī)床的調(diào)整次數(shù)。2.盡量減少加工表面面積，不需要加工的表面，不要設(shè)計(jì)成加工面，要求不高的面不要設(shè)計(jì)成高精度、低粗糙度的表面，以便降低加工成本。3.零件上必要的位置應(yīng)設(shè)有退刀槽、越程槽、便于進(jìn)刀和退刀，保證加工和裝配質(zhì)量。4.避免在曲面和斜面上鉆孔，避免鉆斜孔，避免在箱體內(nèi)設(shè)計(jì)加工表面，以免造成加工困難。5.零件上的配合表面不宜過(guò)長(zhǎng)，軸頭要有導(dǎo)向用倒角，便于裝配。6.零件上需用成形和標(biāo)準(zhǔn)刀具加工的表面，應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成同一尺寸，減少刀具的種類(lèi)。學(xué)習(xí)單元3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析學(xué)習(xí)案例：圖為某工廠(chǎng)生產(chǎn)的零件圖，由于該零件的結(jié)構(gòu)工藝性不好而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，工藝成本高，加工精度低等一系列問(wèn)題。鍵槽鍵槽學(xué)習(xí)單元3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇一、毛坯的種類(lèi)

鑄件、鍛件、型材、沖壓件、焊接件1.鑄件應(yīng)用材料：鑄鐵、鑄鋼和鑄造有的色金屬應(yīng)用場(chǎng)合：形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的構(gòu)件特點(diǎn)：成本低、原材料來(lái)源廣、力學(xué)性能低、制造時(shí)廢品率高2.鍛件適用材料：銅、鋁、鋼等塑性較好的材料；鑄鐵不能鍛壓應(yīng)用場(chǎng)合：用于制造形狀簡(jiǎn)單、強(qiáng)度要求高的毛坯鍛造方法：自由鍛，模鍛；手工鍛造，機(jī)器鍛造學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇3.焊接件

適用于大型毛坯的生產(chǎn)例如萬(wàn)噸水壓機(jī)遠(yuǎn)洋貨輪、高架吊車(chē)、汽車(chē)車(chē)身等4.沖壓件廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、航空、電器儀表日用品等行業(yè)沖壓的基本工序：落料和沖孔、彎曲、拉深學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇5.型材6.冷擠壓件7.粉末冶金件學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇二、確定毛坯時(shí)應(yīng)考慮的因素零件的材料及其力學(xué)性能零件的結(jié)構(gòu)和尺寸生產(chǎn)類(lèi)型現(xiàn)有生產(chǎn)條件充分考慮利用新技術(shù)、新工藝和新材料學(xué)習(xí)單元4毛坯的選擇學(xué)習(xí)單元5定位基準(zhǔn)的選擇一、粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)應(yīng)考慮的問(wèn)題：1）加工余量的分配2）加工面與不加工面的相互位置12粗基準(zhǔn)的選擇原則：1）保證相互位置要求的原則

粗基準(zhǔn)：不加工面

結(jié)果：保證不加工面與加工面的位置要求學(xué)習(xí)單元5定位基準(zhǔn)的選擇2）保證加工表面加工余量合理分配的原則學(xué)習(xí)單元5定位基準(zhǔn)的選擇3）便于工件裝夾原則4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則5）選余量最小的面為粗基