機(jī)械加工技術(shù)教案

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)的開展現(xiàn)狀3.了解先進(jìn)制造技術(shù)及其開展方向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：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根本規(guī)律和機(jī)械加工的根本知識。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)械加工精度和外表質(zhì)量的根本理論和根本知識。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)的開展現(xiàn)狀我國的制造業(yè)得到長足開展，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)開展的需要。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)開展的要求。先進(jìn)制造技術(shù)的及其開展方向先進(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)的主要開展趨勢〔1〕制造技術(shù)向自動(dòng)化、集成化和智能化的方向開展〔CNC)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(dòng)化制造設(shè)備或系統(tǒng)的開展適應(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)以及智能化的方向開展，敏捷制造設(shè)備將會(huì)問世，以機(jī)器人為根底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(huì)得到廣泛的應(yīng)用?！?〕制造技術(shù)向高精度方向開展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。精密成形技術(shù)與磨削加工相結(jié)合，有可能覆蓋大局部零件的加工。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(huì)、環(huán)境要求及節(jié)約資源的可持續(xù)開展的制造技術(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(gè)世紀(jì)普及。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)的根本加工技術(shù)和根本理論，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、具備突出的工程實(shí)踐能力奠定良好的根底。1.掌握機(jī)械制造過程中工藝系統(tǒng)、外表成形和切削加工的根本理論；掌握常用加工方法及其工藝裝備的根本知識和根本理論；了解現(xiàn)代制造技術(shù)的知識、應(yīng)用及開展。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)械加工的根本概念教學(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(huì)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異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(gè)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)槌善返倪^程，稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要局部。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)過程的一局部。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(gè)工序又可分為假設(shè)干個(gè)安裝、工位、工步和走刀?！?〕工序工序是機(jī)械加工工藝過程的根本單元，是指由一個(gè)或一組工人在同一臺(tái)機(jī)床或同一個(gè)工作地，對一個(gè)或同時(shí)對幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一局部工藝過程。工作地、工人、工件與連續(xù)作業(yè)構(gòu)成了工序的四個(gè)要素，假設(shè)其中任一要素發(fā)生變更，那么構(gòu)成了另一道工序。一個(gè)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〔2〕安裝工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那局部工序。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(huì)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(shí)間?！?〕工位工件在機(jī)床上占據(jù)每一個(gè)位置所完成的那局部工序。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)過假設(shè)干個(gè)不同位置順次進(jìn)行加工。(4)工步工步是加工外表、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局部工藝過程。變化其中的一個(gè)就是另一個(gè)工步。如圖1-37所示車削階梯軸Ф85mm外圓面為第一工步，車削Ф65mm外圓面為第二工步。這是因?yàn)榧庸さ耐獗碜兞?。有時(shí)為了提高生產(chǎn)率，把幾個(gè)待加工外表用幾把刀具同時(shí)加工，這也可看作一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步，如圖1-38所示。圖1-37車削階梯軸圖1-38復(fù)合工步〔5〕走刀在一個(gè)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)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。零件在方案期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算式中：N—零件的年產(chǎn)量(件/年)；Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量(臺(tái)/年)；n—每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(件/臺(tái))；α、β—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)。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)。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：何謂機(jī)械加工？它分為哪兩類?什么是機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，它包括哪些內(nèi)容？何謂生產(chǎn)類型，分為哪幾類，各有何特點(diǎn)？什么是工序、安裝、工位、工步和走刀？講授新課：零件是由假設(shè)干幾何外表組成的，這些外表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(gè)或某幾個(gè)外表為依據(jù)來加工其他外表，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(gè)點(diǎn)、線、面的位置時(shí)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)?！?〕裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)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)?！?〕測量基準(zhǔn)用以檢驗(yàn)已加工外表的尺寸及位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)?！?〕定位基準(zhǔn)加工時(shí)工件定位所用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。作為定位基準(zhǔn)的外表〔或線、點(diǎn)〕，在第一道工序中只能選擇未加工的毛坯外表，這種定位外表稱粗基準(zhǔn).在以后的各個(gè)工序中就可采用已加工外表作為定位基準(zhǔn)，這種定位外表稱精基準(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(shí)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)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率教學(xué)目的：1.了解勞動(dòng)生產(chǎn)率的概念2.理解時(shí)間定額的分類3.掌握時(shí)間定額的組成4.理解提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)重點(diǎn)：1.時(shí)間定額的組成2.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)難點(diǎn)：提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：什么是基準(zhǔn)？基準(zhǔn)分為哪幾類？講授新課：制度機(jī)械加工工藝規(guī)程的根本原那么是優(yōu)質(zhì)、高效、低本錢，即在保證零件質(zhì)量要求的前提下，盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低本錢。勞動(dòng)生產(chǎn)率是指在單位時(shí)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(shí)間。一、時(shí)間定額勞動(dòng)定額是衡量勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它表現(xiàn)為時(shí)間定額〔計(jì)時(shí)〕和產(chǎn)量定額〔計(jì)件〕兩種根本形式。時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)生產(chǎn)合格產(chǎn)品數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)。目前，時(shí)間定額這一勞動(dòng)定額形式為多數(shù)企業(yè)所采用。1.單件工序時(shí)間〔t0〕在機(jī)械加工中，完成一個(gè)工件的一道工序所需要的時(shí)間，稱為單件工序時(shí)間，簡稱單件時(shí)間。它包括以下組成局部：〔1〕根本時(shí)間〔tb〕根本時(shí)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(shí)間?！?〕輔助時(shí)間〔ta〕輔助時(shí)間是指為保證完成根本工作而執(zhí)行的各種輔助工作所需的時(shí)間。它包括：裝卸工件的時(shí)間、開動(dòng)和停止機(jī)床的時(shí)間、機(jī)床工作中變換刀具的時(shí)間、改變加工標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間、試切和測量工件等所消耗的時(shí)間等?！?〕技術(shù)效勞時(shí)間〔tc〕技術(shù)效勞時(shí)間是指在工作班內(nèi)，消耗在照看工作地而分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)零件上所消耗的時(shí)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(shí)間?！?〕組織效勞時(shí)間〔tg〕組織效勞時(shí)間是指在整個(gè)工作班內(nèi)，消耗在照管工作地而分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)上所消耗的時(shí)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、下班前清掃工作場地、清理設(shè)備等消耗的時(shí)間?！?〕自然需要及休息時(shí)間〔tn〕自然需要及休息時(shí)間是指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需要而分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)零件上所消耗的時(shí)間。2.調(diào)整時(shí)間〔tj〕調(diào)整時(shí)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(shí)間。調(diào)整時(shí)間是消耗在一批工件上的時(shí)間，所以分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)工件上的時(shí)間為Tj/N(N為批量數(shù))。3.計(jì)價(jià)時(shí)間〔tp〕計(jì)件時(shí)間是指完成一件產(chǎn)品的一道工序所規(guī)定的時(shí)間定額。二、提高勞動(dòng)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(dòng)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(shí)間定額⒈縮短根本時(shí)間的工藝措施⑴提高切削用量增大切削速度、切削深度和進(jìn)給量都可以縮短根本時(shí)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(shí)，在980℃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)65～75m/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、適宜的冷卻潤滑液和完善的加工設(shè)備等。⑵減少切削行程長度減少切削行程長度也可以縮短根本時(shí)間。例如右圖13-1中采用三把刀具同時(shí)加工同一外表。⑶合并工步用幾把刀具對同一工件的幾個(gè)不同外表、一把復(fù)合刀具對同一外表同時(shí)進(jìn)行加工，把原來單獨(dú)的幾個(gè)工步集中為一個(gè)復(fù)合工步。各工步的根本時(shí)間就可以全部或局部相重合，從而減少了工序的根本時(shí)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(shí)切削；圖13-2〔b〕為幾個(gè)砂輪同時(shí)磨削導(dǎo)軌面。⑷采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(gè)接著一個(gè)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(shí)間，也減少了分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)工件上的輔助時(shí)間。平行多件加工，即在一次行程中同時(shí)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⒉縮短輔助時(shí)間的工藝措施輔助時(shí)間在單件工時(shí)內(nèi)所占的比例較大，有時(shí)甚至超出根本時(shí)間數(shù)倍。當(dāng)采取一些措施將根本時(shí)間縮短以后，輔助時(shí)間所占的比例就會(huì)變得更大。因此，通過縮短輔助時(shí)間來提高勞動(dòng)生產(chǎn)率也很重要?？梢圆捎靡韵麓胧﹣砜s短輔助時(shí)間：⑴采用先進(jìn)夾具如成批生產(chǎn)時(shí)采用氣動(dòng)或液動(dòng)快速夾緊裝置、多品種小批量生產(chǎn)時(shí)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(shí)間。⑵盡量將輔助時(shí)間與根本時(shí)間重合采用可換夾具或可換工作臺(tái)、轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)在加工的同時(shí)裝卸另一個(gè)或另一組工件，使工件的裝卸時(shí)間與輔助時(shí)間重合。如圖13-4所示。(a)(b)圖13-4輔助時(shí)間與根本時(shí)間重合的例如⑶提高機(jī)床操作的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)集中控制、自動(dòng)調(diào)速與變速以縮短開、停機(jī)床和改變切削用量的時(shí)間。⑷采用先進(jìn)的檢測設(shè)備，實(shí)施在線主動(dòng)檢測。⒊縮短布置工作地時(shí)間的工藝措施⑴采用快速換刀、自動(dòng)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(shí)間。⑵采用機(jī)夾刀具和硬質(zhì)合金刀具，以減少換刀和刃磨時(shí)間。⑶利用壓縮空氣吹切屑。⒋縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)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，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(shí)間。有條件時(shí)也可選用準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)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(tái)的看管多臺(tái)機(jī)床看管是一種先進(jìn)的勞動(dòng)組織措施。一個(gè)工人同時(shí)管理幾臺(tái)機(jī)床可以提高生產(chǎn)率是顯而易見的，但應(yīng)滿足兩個(gè)必要條件：一是假設(shè)一人看管M臺(tái)機(jī)床，那么任意〔M–1〕臺(tái)機(jī)床上的工人操作時(shí)間之和，應(yīng)小于另一臺(tái)機(jī)床的機(jī)動(dòng)時(shí)間；二是每臺(tái)機(jī)床都要有自動(dòng)停車裝置?！踩巢捎孟冗M(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(shí)間從40～50小時(shí)減少到1～2小時(shí)。3．采用少無切削加工如冷擠壓齒輪、滾壓絲杠等。4．改良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?！菜摹程岣邫C(jī)械加工的自動(dòng)化程度廣義地講，自動(dòng)化制造系統(tǒng)〔AutomaticManufacturingSystem—AMS〕是由一定范圍的被加工對象、一定柔性和自動(dòng)化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)的人組成的一個(gè)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)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性自動(dòng)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(dòng)化制造系統(tǒng)可以有效改善勞動(dòng)條件，顯著提高勞動(dòng)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，并能顯著降低制造本錢。課后作業(yè)：1-8、1-9、1-10、1-11教學(xué)課程：切削運(yùn)動(dòng)和切削要素教學(xué)目的：1.掌握切削運(yùn)動(dòng)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根本原那么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(dòng)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哪些？新課講授：一、切削運(yùn)動(dòng)定義：指在切削過程中刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)。包括：主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1．主運(yùn)動(dòng)定義：指由機(jī)床或人力提供的主要運(yùn)動(dòng),它促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng),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(dòng)定義：指由機(jī)床或人力提供的運(yùn)動(dòng),它使刀具與工件產(chǎn)生附加的相對運(yùn)動(dòng),加上主運(yùn)動(dòng),即可不斷地或連續(xù)地切削,并得出具有幾何特性的加工外表。通常,主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè),而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可能有多個(gè)。3．切削過程中工件上三個(gè)不斷變化的外表〔1〕待加工外表工件上有待切除的外表?！?〕已加工外表工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的外表?！?〕過渡外表工件上由切削刃形成的那局部外表。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(gè)要素〔1〕切削速度〔〕指切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，單位m/s。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可按下式計(jì)算:〔m/min〕—工件或刀具每分鐘轉(zhuǎn)速〔m/min〕；—工件待加工外表直徑或刀具的最大直徑〔mm〕。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)是往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)〔m/min〕L—往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程長度〔mm〕；n——主運(yùn)動(dòng)每分鐘的往復(fù)次數(shù)〔str/min〕。〔2〕進(jìn)給量f

指在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上刀具相對工件的位移量，單位是mm/r或mm/行程?！?〕背吃刀量指在通過切削刃上基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量，單位是mm。如車外圓、鏜孔、擴(kuò)孔、鉸孔等時(shí)，可按下式計(jì)算：鉆削加工時(shí)式中：—工件已加工外表的直徑，mm。選擇切削用量的根本原那么：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)刀具耐用度確定適宜的切削速度。2．切削層橫截面要素定義：指刀具與工件相對移動(dòng)一個(gè)進(jìn)給量時(shí)，相鄰兩個(gè)過渡外表之間的切削層。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mm?！?〕切削厚度(ac)指刀具或工件每移動(dòng)一個(gè)進(jìn)給量時(shí)，刀具切削刃相鄰的兩個(gè)位置之間的距離，單位是mm?！?〕切削面積(Ac)指切削層橫截面的面積，單位是mm2。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(dòng)？2.切削用量包括哪個(gè)三要素？3.選擇切削用量的根本原那么？新課講授：切削時(shí)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?？偳邢髁Φ膩碓丛谇邢鬟^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，如以下圖中Ffy和Fna；切屑與刀具前面相摩擦，已加工外表與刀具后面相摩擦，產(chǎn)生了摩擦阻力，其方向與刀具的相對運(yùn)動(dòng)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切削力的來源。二、總切削力的分解將總切削力Fr分解為三個(gè)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(dòng)方向上的投影。消耗動(dòng)力最多，占機(jī)床總功率的95%～99%。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(gè)方向上運(yùn)動(dòng)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(dòng)，影響加工精度。各切削力的關(guān)系：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.工件材料工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削時(shí)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〔ro〕和主偏角〔kr〕。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；切屑刀具切屑刀具圖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Ⅲ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，大局部的切削熱由切屑傳散出去，其次由工件和刀具傳散，而周圍介質(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局部，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外表質(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外表與切屑及工件接觸處的平均溫度。切削溫度的上下，取決于產(chǎn)生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(gè)部位的實(shí)際溫度也不相同。切削塑性金屬時(shí)，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(shí)，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200℃；深藍(lán)色切屑溫度為600℃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?！?〕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)?！?〕切削用量在切削用量三要素中，切削速度對切削溫度的影響最大，其次是進(jìn)給量，背吃刀量影響最小?！?〕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(shí)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，并能帶走一局部熱量，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〔cuttingfluid,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(shí)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(dòng)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，后刀面與已加工外表間的摩擦，形成局部潤滑膜，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外表溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。在磨削過程中，參加磨削液后，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外表質(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。含有外表活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因?yàn)樗茉谕獗砩闲纬晌侥ぃ柚沽Ｗ雍陀湍嗟日掣皆诠ぜ?、刀具及砂輪上，同時(shí)它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面上別離，隨切削液帶走，防止劃傷已加工外表，保持界面清潔。4.防銹作用在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組成分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件外表也會(huì)因此