绪论 第1章 机械加工方法

1、机械制造技术基础机械制造技术基础l课内学时：课内学时：48l考试方式：随堂开卷考试考试方式：随堂开卷考试l评分：评分： 卷面成绩占卷面成绩占80% 平时成绩平时成绩20% 作业：在听课和自学基础上，作业：在听课和自学基础上，完成部分每章所附思考题和完成部分每章所附思考题和 习题。习题。联系方式联系方式l教师：教师： 杨家华杨家华l办公室：办公室： 西区基础楼西区基础楼109l办公电话：办公电话：67391619l手机：手机：邮箱：邮箱： 参考书目与教材参考书目与教材l教材：机械制造技术基础，范孝良主编，教材：机械制造技术基础，范孝良主编，电子工业出版社，电子工业出版社

2、，2008年年l参考书目：参考书目：1.机械制造工程原理机械制造工程原理， 编著，清华大编著，清华大学出版社，学出版社，1998年年2.机械制造技术基础机械制造技术基础，张世昌，张世昌 编著，编著，天津大学出版社，天津大学出版社，2002年年3.机械制造技术基础机械制造技术基础，方子良等，方子良等 编著，编著，上海交通大学出版社，上海交通大学出版社，2004年年 绪论绪论l机械制造是国民经济的支柱产业。机械制造是国民经济的支柱产业。l制造技术是使原材料变为产品的技术总称。制造技术是使原材料变为产品的技术总称。18世纪为了制造蒸汽机出现了机床，世纪为了制造蒸汽机出现了机床，19世纪制造出内燃机、

3、电动机、发电机，世纪制造出内燃机、电动机、发电机，19-20世纪世纪40年代制造业进入了大批量、年代制造业进入了大批量、互换式生产，并逐渐上升到自动化（生互换式生产，并逐渐上升到自动化（生产装配自动线）阶段。产装配自动线）阶段。传统的制造技术指机械制造，机械制造传统的制造技术指机械制造，机械制造基础就是研究以机床基础就是研究以机床-刀具刀具-工艺为主体的工艺为主体的机械制造中的基本问题。机械制造中的基本问题。l先进制造技术的特征先进制造技术的特征1.信息化：产品设计（信息化：产品设计（CAD.)工艺设计（工艺设计（CAPP.)数字加工、测量（数字加工、测量（NC/CNC/FMS)信息化的营销和

4、管理（信息化的营销和管理（MPRII.)无图纸制造、仿真与虚拟制造无图纸制造、仿真与虚拟制造.2. 技术高新化：柔性智能化、可重构零排技术高新化：柔性智能化、可重构零排放，高技术含量提高放，高技术含量提高3. 系统化：从物料流、信息流、资金流、系统化：从物料流、信息流、资金流、劳务流、能量流等多种角度，从系统集劳务流、能量流等多种角度，从系统集成的角度来优化、控制制造全过程，利成的角度来优化、控制制造全过程，利用有限的资源，如期完成制造目标。用有限的资源，如期完成制造目标。课程主要内容课程主要内容第第1章章 机械加工方法机械加工方法1.1 概述：概述：v任何复杂的零件都是由简单的任何复杂的零件

5、都是由简单的表面表面组成的组成的v为了满足机械工作的要求，加工表面有不同的为了满足机械工作的要求，加工表面有不同的技术要求技术要求v为了保证质量，提高生产率，降低制造成本，为了保证质量，提高生产率，降低制造成本，必须选择合理个加工方法。必须选择合理个加工方法。v各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度，可参考有关工艺手册度，可参考有关工艺手册v确定加工方法：确定加工方法： 是否可以保证加工精度；是否可以保证加工精度； 是否可以满足生产率要求；是否可以满足生产率要求； 工厂现有条件是工厂现有条件是否满足。否满足。1.2 零件制造方法的分类零件制造方法的分

6、类1.去除法：通过在零件毛坯上去除多余材料，加去除法：通过在零件毛坯上去除多余材料，加工出合格的零件。各种机械加工中最广泛采用工出合格的零件。各种机械加工中最广泛采用的方法。的方法。l金属切削加工：精密零件一般都需要经过切金属切削加工：精密零件一般都需要经过切削加工。削加工。l特种加工：主要用于难加工材料的加工。特种加工：主要用于难加工材料的加工。2.成形法：通过在较高的温度或压力下，使材料成形法：通过在较高的温度或压力下，使材料在模具中成形制造零件或毛坯的方法：在模具中成形制造零件或毛坯的方法：l铸造铸造l锻造与冲压锻造与冲压3.累积法：通过材料的累加制造零件累积法：通过材料的累加制造零件l

7、电镀、喷涂、焊接电镀、喷涂、焊接l快速成形方法快速成形方法(RP):近近20多年发展多年发展起来的先进的产品开发与工具制起来的先进的产品开发与工具制造技术，有多种不同的方法，如：造技术，有多种不同的方法，如：LOM叠层实体制造、叠层实体制造、SL光敏树光敏树脂固化成形脂固化成形.1.3 零件的切削加工零件的切削加工 零件的零件的成形方法成形方法1.4外圆表面加工外圆表面加工l外圆表面的外圆表面的车加工车加工特点：生产率高，制造成本较低。特点：生产率高，制造成本较低。典型工艺：典型工艺： 粗车：加工精度粗车：加工精度IT10-13 表面粗糙度表面粗糙度Ra12.5-50 半精车：加工精度半精车：

8、加工精度IT9-10 表面粗糙度表面粗糙度Ra3.2-6.3 精车：加工精度精车：加工精度IT6-7 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.8-1.6 精细车：加工精度精细车：加工精度IT5-6 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.2-0.4车加工时的工件安装：车加工时的工件安装： 顶尖安装；三爪安装；三爪顶尖安装顶尖安装；三爪安装；三爪顶尖安装l外圆表面的外圆表面的磨加工磨加工特点：加工精度高，制造成本较高，可以加特点：加工精度高，制造成本较高，可以加工硬材料。工硬材料。典型工艺：典型工艺： 粗磨：加工精度粗磨：加工精度IT6-7 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.4-0.8 精磨：加工精度精磨：加工精度IT5-6

9、 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.2-0.4 研磨：加工精度研磨：加工精度IT3-5 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.008-0.1磨加工方法：磨加工方法： 纵磨；横磨；综合磨法纵磨；横磨；综合磨法v外圆表面的加工方案外圆表面的加工方案1.5 内圆表面加工内圆表面加工l内圆表面的内圆表面的钻钻、扩孔加工、扩孔加工钻孔：定尺寸刀具，刀具简单，应用广泛。钻孔：定尺寸刀具，刀具简单，应用广泛。 加工精度较低，属于粗加工。加工孔径加工精度较低，属于粗加工。加工孔径（30）不宜太大。）不宜太大。 钻孔方式：钻头旋转钻孔方式：钻头旋转 工件旋转工件旋转 扩孔：刀刃比钻头多，刚性比钻头好，因扩孔：刀刃比钻头多，刚性

10、比钻头好，因此此 加工精度加工精度IT10-8 表面粗糙度表面粗糙度Ra6.3-1.6 属于半精加工属于半精加工l铰孔铰孔特点：定尺寸多刃刀具，有修光刃、切削速特点：定尺寸多刃刀具，有修光刃、切削速度低，加工精度高，生产率高，广泛用于高度低，加工精度高，生产率高，广泛用于高精度的小孔加工精度的小孔加工典型工艺：典型工艺： 钻钻-铰：铰： 余量余量0.15-0.3 钻钻-扩扩-铰：铰： +精铰：余量精铰：余量0.05-0.15 加工精度加工精度 IT7-9 表面粗糙度表面粗糙度 Ra0.25l镗孔镗孔加工大直径孔的主要方法，加工精度较高，生产率加工大直径孔的主要方法，加工精度较高，生产率较高，单

11、刀加工成本较低。较高，单刀加工成本较低。典型工艺：典型工艺： 粗镗：粗镗： 加工精度加工精度IT10-13 表面粗糙度表面粗糙度Ra12.5-50 半精镗：加工精度半精镗：加工精度IT9-10 表面粗糙度表面粗糙度Ra3.2-6.3 精镗：精镗： 加工精度加工精度IT6-7 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.8-1.6 精细镗：加工精度精细镗：加工精度IT5-6 表面粗糙度表面粗糙度Ra0.2-0.4镗孔方法：工件转动刀具移动、刀具转动工件移动，镗孔方法：工件转动刀具移动、刀具转动工件移动，工件不动刀具既转又移动工件不动刀具既转又移动l拉孔拉孔用于成批大量生产，生产率高，加工精度较高。用于成批大量生

12、产，生产率高，加工精度较高。l磨孔磨孔孔的精加工方法孔的精加工方法v内圆表面的加工方案内圆表面的加工方案1.6 平面表面加工平面表面加工l刨刨l铣铣l插、拉插、拉l磨磨平面加工方法平面加工方法 1.7 圆柱齿轮的加工圆柱齿轮的加工l成形法加工成形法加工l滚齿滚齿l插齿插齿l齿形的精加工齿形的精加工剃齿剃齿珩齿珩齿磨齿磨齿齿形加工的典型工艺方法齿形加工的典型工艺方法1.滚齿或插齿滚齿或插齿 8级精度以下齿轮级精度以下齿轮2.滚齿或插齿滚齿或插齿-磨齿磨齿 5-6级精度齿轮级精度齿轮3.滚齿或插齿滚齿或插齿-剃齿剃齿-珩齿珩齿 4-7级精度齿轮级精度齿轮4.成形法成形法 10级精度以下齿轮级精度以

13、下齿轮1.8 特种加工方法特种加工方法1.电火花加工电火花加工2.电解加工电解加工3.激光加工激光加工4.end珩齿原理珩齿原理剃齿原理剃齿原理磨齿原理磨齿原理成形法成形法插齿原理插齿原理滚齿原理滚齿原理车车床床的的工工艺艺范范围围各各种种磨磨削削加加工工拉削加工拉削加工l用拉刀用拉刀加工各加工各种内、种内、外成形外成形表面表面l高生产高生产率高精率高精度，用度，用于大批于大批大量生大量生产。产。l刀具复刀具复杂，机杂，机床运动床运动简单简单刨床加工刨床加工l刨床是直线运动机床（主运动是水平直线往复刨床是直线运动机床（主运动是水平直线往复运动）运动）l用于加工各种平面（水平、垂直、斜面）和沟用

14、于加工各种平面（水平、垂直、斜面）和沟槽（槽（T型槽、燕尾槽等）型槽、燕尾槽等）l特点：生产率较低，但刀具简单，应用灵活特点：生产率较低，但刀具简单，应用灵活l具有精密坐标定位装置的镗床，具有精密坐标定位装置的镗床，一般可控制到一般可控制到0.001mm,通常在通常在恒温车间里使用恒温车间里使用坐标测量装置：坐标测量装置：感应同步器感应同步器(精度达精度达1 m)光栅光栅(精度达精度达1 m)磁尺磁尺光屏光屏-金属刻线尺光学测量装金属刻线尺光学测量装置置坐标镗床坐标镗床数数控控镗镗铣铣床床镗床的用途镗床的用途主要用于精密的孔系加工、可以铣削平面、主要用于精密的孔系加工、可以铣削平面、可以完成钻

15、床的所有工作可以完成钻床的所有工作 ，但孔的尺寸和位，但孔的尺寸和位置精度都比钻床高置精度都比钻床高 特点：特点：1、工件加工、工件加工XYZ三方向的尺寸可以精确保证。三方向的尺寸可以精确保证。2、主轴的结构和传动比较复杂，刚性和精度都比较高。主轴的结构和传动比较复杂，刚性和精度都比较高。钻床的工艺范围钻床的工艺范围铣削加铣削加工范围工范围主运动：由主主运动：由主轴带动铣轴带动铣 刀的刀的旋转运动旋转运动进给运动：工进给运动：工作台、工件的作台、工件的直线移动直线移动特点：特点：1、铣刀多、铣刀多齿多刃连续切削，齿多刃连续切削，生产率高。生产率高。2、每、每个刀齿切削过程不个刀齿切削过程不连续，同时切削的连续，同时切削的刀齿数和切厚变化刀齿数和切厚变化机床振动大。机床振动大。一、概述一、概述1.铸造是熔炼金属、制造铸型、并将晋升液体铸造是熔炼金属、制造铸型、并将晋升液体浇入型腔、凝固后获得一定形状和性能铸件浇入型腔、凝固后获得一定形