机械制造技术基础

1、1课程介绍课程介绍r What 机械制造是什么？机械制造是什么？r Why 为什么要研究？为什么要研究？r How 如何学习和研究？如何学习和研究？三个W含义含义产品开发中位置产品开发中位置范围范围地位和作用地位和作用发展现状和差距发展现状和差距发展趋势发展趋势课程特点、学习方法课程特点、学习方法课程组织体系课程组织体系2机械制造含义机械制造含义原料原料产品产品方法方法设备、人设备、人机机械械制制造造热加工：热加工： 铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等。改性等。冷加工：冷加工： 切削加工切削加工使零件成为半成品或成品使零件成为半成品或成品装配：装配：机机

2、械械工工程程3绪论绪论 制造业为人类创造着辉煌的物质文明制造业为人类创造着辉煌的物质文明。制。制造业的先进与否是一个国家经济发展的重要造业的先进与否是一个国家经济发展的重要标志，制造业的产值在多数国家的国民经济标志，制造业的产值在多数国家的国民经济中占有重要的比重。中占有重要的比重。全球性竞争和经济发展全球性竞争和经济发展趋势将制造业产品生产、分销、成本、效率趋势将制造业产品生产、分销、成本、效率推向了一个新境界推向了一个新境界，也不断向制造业提出了，也不断向制造业提出了新的挑战，无论是国内市场或国际市场，制新的挑战，无论是国内市场或国际市场，制造业都将面临复杂多变的外部环境。造业都将面临复杂

3、多变的外部环境。一、一、制造业与机械制造技术制造业与机械制造技术4今天的制造业，已不能从今天的制造业，已不能从“机械制造机械制造”的狭义角度来的狭义角度来理解。理解。只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可以归属于以归属于“制造业制造业”。随着全球制造业之间的竞争日趋激烈，以及全球经济随着全球制造业之间的竞争日趋激烈，以及全球经济一体化，市场向企业提出了更高的要

4、求，企业要赢得竞一体化，市场向企业提出了更高的要求，企业要赢得竞争，就要以市场为中心，以用户为中心，要求企业快速争，就要以市场为中心，以用户为中心，要求企业快速及时为用户提供高品质、低价格、具有个性化的产品。及时为用户提供高品质、低价格、具有个性化的产品。要以最短的产品开发时间（要以最短的产品开发时间（Time）、最优的产品质量）、最优的产品质量（Quality）、最低的价格和成本（）、最低的价格和成本（Cost）、最佳的服务）、最佳的服务（Service）(简称简称“TQCS”)，这样才能赢得用户和市场，这样才能赢得用户和市场。5机械制造范围机械制造范围机械制造机械制造纺织机械家用电器通讯设

5、备冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机床制造农业机械化工设备6二、二、单工序与制造系统单工序与制造系统 制造系统是覆盖全部产品生命周期的制造活制造系统是覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统动所形成的系统,即设计即设计,制造制造,装配装配,市场乃至回收市场乃至回收的全过程。的全过程。 在这全过程中在这全过程中,所存在的所存在的物质流物质流(主要指原材主要指原材料到产品的有形物质的流动料到产品的有形物质的流动),信息流信息流(主要指生产主要指生产活动的设计活动的设计,规划规划,调度与控制调度与控制)及及资金流资金流(包括了包括了成本管理成本管理,利润规划及费用流动等利润规划及费

6、用流动等)构成了整个制构成了整个制造系统。造系统。7制造系统制造系统8制造技术的综合性制造技术的综合性9三、零件与机器三、零件与机器10三、零件与机器三、零件与机器11 本课程主要介绍本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，

7、现代制造技术的发展前沿与发展趋势代制造技术的发展前沿与发展趋势。 为了使学生既有较强的机械制造技术的知识基为了使学生既有较强的机械制造技术的知识基础，又有较强的工作适应能力，在础，又有较强的工作适应能力，在以机械制造为主以机械制造为主的基础上，扩充了计算机应用、数控以及其它制造的基础上，扩充了计算机应用、数控以及其它制造业等内容业等内容，培养学生的宽口径适应能力，拓宽学生，培养学生的宽口径适应能力，拓宽学生的视野。的视野。四、本课程的内容及学习要求四、本课程的内容及学习要求12学习要求学习要求1、对机械制造有全面的认识，掌握金属切削过程的基、对机械制造有全面的认识，掌握金属切削过程的基本规律。

8、本规律。2、掌握机械加工基本知识。、掌握机械加工基本知识。3、能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数。、能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数。4、具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表、具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量分析的基本理论及基本知识。面质量分析的基本理论及基本知识。5、初步具备分析解决现场工艺问题的能力。、初步具备分析解决现场工艺问题的能力。6、了解当今先进制造技术的发展情况。、了解当今先进制造技术的发展情况。13五、本课程的学习方法五、本课程的学习方法 金属切削理论和机械制造工艺理论具有很金属切削理论和机械制造工艺理论具有很强的实践性，对初学者来说

9、，会感到有一定的强的实践性，对初学者来说，会感到有一定的难度。生产哲理与管理模式，没有足够的实践难度。生产哲理与管理模式，没有足够的实践基础也很难准确的把握与理解。因此，在学习基础也很难准确的把握与理解。因此，在学习 本课程时，本课程时，必须加强实践性环节必须加强实践性环节，即通过生产，即通过生产实习、课程实验、课程设计、电化教学、现场实习、课程实验、课程设计、电化教学、现场教学及工厂调研等来更好地体会和加深理解所教学及工厂调研等来更好地体会和加深理解所学内容，并在理论与实际的结合中，培养分析学内容，并在理论与实际的结合中，培养分析和解决实际问题的能力。和解决实际问题的能力。 14 参考资料参

10、考资料1. 机械制造技术基础机械制造技术基础卢秉恒等卢秉恒等 机械工业出版社机械工业出版社2. 机械制造工艺学机械制造工艺学 王先逵王先逵 机械工业出版社机械工业出版社3. 机械制造工艺学机械制造工艺学 顾崇衔顾崇衔 陕西科学技术出版社陕西科学技术出版社4. 金属切削原理金属切削原理 周泽华周泽华 上海科学技术出版社上海科学技术出版社5. 金属切削刀具金属切削刀具 袁哲俊袁哲俊 机械工业出版社机械工业出版社6. 金属切削机床概论金属切削机床概论贾亚洲贾亚洲 机械工业出版社机械工业出版社15第一章第一章 机械加工方法机械加工方法教学内容：教学内容：1. 零件的成形原理零件的成形原理2. 机械加工

11、方法机械加工方法重点及难点：重点及难点：常见的机械加工方法：车削、铣削、刨削、常见的机械加工方法：车削、铣削、刨削、钻削、镗削、齿面加工、复杂曲面加工及磨钻削、镗削、齿面加工、复杂曲面加工及磨削。削。16第一节第一节 零件的成形原理零件的成形原理0m材料去除原理材料去除原理0m0m材料基本不变原理材料基本不变原理材料累加成形原理材料累加成形原理17一、去除加工过程一、去除加工过程主要指的是切削加工，本课程主要讲述的重主要指的是切削加工，本课程主要讲述的重点内容，工件通过夹具安装在机床上，机床点内容，工件通过夹具安装在机床上，机床带动刀具或者工件或者两者同时运动。带动刀具或者工件或者两者同时运动

12、。特点特点是加工过程中有力、热、变形、振动、是加工过程中有力、热、变形、振动、磨损现象发生。磨损现象发生。0m正确选择机床、刀具、夹具、加工方法及切削用量正确选择机床、刀具、夹具、加工方法及切削用量是本课程学习的重点内容。是本课程学习的重点内容。18一、去除加工过程一、去除加工过程电子束加工装置电子束加工装置主要由电子枪系统、真主要由电子枪系统、真空系统、控制系统和电空系统、控制系统和电源系统等组成。源系统等组成。19一、去除加工过程一、去除加工过程离子束加工与电子离子束加工与电子束加工不同，离子束加工不同，离子束加工时，离子质束加工时，离子质量比电子质量大千量比电子质量大千倍甚至万倍，但速倍

13、甚至万倍，但速度较低，因此主要度较低，因此主要通过力效应进行加通过力效应进行加工。工。 20一、去除加工过程一、去除加工过程21二、材料不变加工过程二、材料不变加工过程据统计，机电产品中有据统计，机电产品中有40%-50%的零件由模的零件由模具形成，模具分为注塑模、压铸模、模锻、具形成，模具分为注塑模、压铸模、模锻、冲裁模、拉深模等。冲裁模、拉深模等。特点特点是加工零件的精度取决于模具的加工精是加工零件的精度取决于模具的加工精度。度。0m22三、增材加工过程三、增材加工过程零件是通过材料零件是通过材料逐渐累加成形的，逐渐累加成形的，可以形成任意复可以形成任意复杂形状的零件，杂形状的零件，无需刀

14、、夹具等无需刀、夹具等生产准备活动。生产准备活动。0m光固化法光固化法层叠制造法层叠制造法激光选区烧结法激光选区烧结法熔积法熔积法23第二节第二节 机械加工方法机械加工方法金属切削机床的分类金属切削机床的分类按加工方式分：按加工方式分： 12大类大类按通用程度分：按通用程度分：通用机床、专门化机床、专用机床通用机床、专门化机床、专用机床按加工精度分：按加工精度分：普通精度、精密精度、高精度普通精度、精密精度、高精度按自动化程度：按自动化程度：手动、机动、半自动、自动机床手动、机动、半自动、自动机床按机床质量分：按机床质量分：仪表机床、中型、大型、重型机床仪表机床、中型、大型、重型机床车车床床钻

15、钻床床镗镗床床磨磨床床齿轮加齿轮加工机床工机床螺纹加螺纹加工机床工机床铣铣床床刨刨床床拉拉床床电加工电加工机床机床切断切断机床机床其它其它机床机床24一、车削一、车削车床占机床总数的车床占机床总数的20%20%35%35%； 加工范围：加工范围：轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹轴、盘套零件上内外回转面、端面、螺纹面等；面等； 运动特征：运动特征：主运动为主轴带动工件作回转运动主运动为主轴带动工件作回转运动 ； 所用刀具：所用刀具：车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等；车刀、钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥等； 车床种类：车床种类：卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自动、卧式、立式、转塔、仿形、自动和半自

16、动、专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床）专门化车床（曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 加工精度：加工精度：经济加工精度经济加工精度IT8IT7,IT8IT7,表面粗糙度表面粗糙度Ra1.252.5Ra1.252.525一、车削一、车削26二、铣削二、铣削铣削的主切削运动是刀具的旋转运动，工件铣削的主切削运动是刀具的旋转运动，工件通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。铣削方式：铣削方式：r 铣床主轴与工件表面位置关系不同：铣床主轴与工件表面位置关系不同：周铣周铣和和端铣端铣 r 主运动方向和主进给运动方向不同：主运动方向和主进给运动方向不同：顺铣顺铣和和逆铣

17、逆铣27二、铣削二、铣削28二、铣削二、铣削29二、铣削二、铣削30三、刨削三、刨削31三、刨削三、刨削刨平面特点：刨平面特点：r 存在存在空行程空行程和和冲击冲击，生产率较低，生产率较低. r 具有较高的直线度，特别适合加工狭长的具有较高的直线度，特别适合加工狭长的平面。平面。加工精度可达加工精度可达IT8IT7，表面粗糙度，表面粗糙度3.21.6m，精刨平面度可达，精刨平面度可达0.02/1000，表面粗糙度表面粗糙度0.80.4m。32四、钻削与镗削四、钻削与镗削钻孔钻孔r 孔的尺寸精度一般为IT13IT11，粗加工 r 适用于精度要求不高的孔33四、钻削与镗削四、钻削与镗削扩孔扩孔r

18、孔的尺寸精度一般为IT10IT9：半精加工r 扩大孔径，提高孔的加工质量 34四、钻削与镗削四、钻削与镗削铰孔铰孔r 孔的尺寸精度一般为IT8IT6：精加工r 适用于直径较小孔的精加工 35工件回转，刀具作进给运动工件回转，刀具作进给运动四、钻削与镗削四、钻削与镗削镗孔镗孔36四、钻削与镗削四、钻削与镗削镗孔镗孔刀具回转，工件作进给运动刀具回转，工件作进给运动37镗孔特点镗孔特点r 镗刀在半封闭状态下工作镗刀在半封闭状态下工作r 镗刀刚性较差，容易振动镗刀刚性较差，容易振动r 镗孔工艺范围广，加工不同直径的孔时，不镗孔工艺范围广，加工不同直径的孔时，不需更换刀具需更换刀具r 镗孔是实现精密孔系

19、加工的重要方法，是用镗孔是实现精密孔系加工的重要方法，是用于单件小批的大型箱体类零件孔的主要加工方法于单件小批的大型箱体类零件孔的主要加工方法四、钻削与镗削四、钻削与镗削镗孔镗孔精度一般为精度一般为IT10IT8，表面粗糙度为，表面粗糙度为3.20.8m。38五、齿面加工五、齿面加工成形法成形法一般采用普通铣床，刀具为成形铣刀，需要两一般采用普通铣床，刀具为成形铣刀，需要两个简单的成形运动：即个简单的成形运动：即刀具的旋转运动刀具的旋转运动（主切（主切削运动）和削运动）和直线移动直线移动（进给运动）。（进给运动）。39五、齿面加工五、齿面加工展成法展成法一般需要两个复合运动：由一般需要两个复合

20、运动：由滚刀滚刀的旋转运动和的旋转运动和工件工件的旋转运动组成的展成运动；由的旋转运动组成的展成运动；由刀架刀架轴向轴向移动和移动和工件工件附加旋转运动组成的差动运动。附加旋转运动组成的差动运动。40六、复杂曲面加工六、复杂曲面加工三维曲面的切削加工，主要采用三维曲面的切削加工，主要采用仿形仿形铣铣和和数控数控铣的方法，或者特种加工方法。铣的方法，或者特种加工方法。仿形铣仿形铣41六、复杂曲面加工六、复杂曲面加工数控仿形铣数控仿形铣数控技术的出现为曲面加工提供了更有数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。效的方法。42七、磨削七、磨削外圆磨削加工外圆磨削加工平面磨削加工平面磨削加工43珩磨

21、加工珩磨加工七、磨削七、磨削磨削精度可达磨削精度可达IT7IT5，Ra可达可达1.60.025m44八、特种加工八、特种加工随着科技的发展，传统的加工方式已经随着科技的发展，传统的加工方式已经难以完成一些加工任务，如难以完成一些加工任务，如高硬度高硬度，高高强度强度，高脆性高脆性或或高熔点高熔点等各种难以加工等各种难以加工材料，或者一些具有材料，或者一些具有复杂曲面复杂曲面形状的特形状的特殊零件。特种加工正是为解决这些问题殊零件。特种加工正是为解决这些问题而诞生的。而诞生的。451、电火花加工、电火花加工电火花加工是利用电火花加工是利用工具电极与工件电工具电极与工件电极之间脉冲性的火极之间脉冲性的火花放电，产生瞬时花放电，产生瞬时高温将金属蚀除，高温将金属蚀除，又称为放电加工、又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲电蚀加工、电脉冲加工。加工。 461、电火花加工、电火花加工472、电解加工、电解加工（二）电解加工.电解加工基本原理电解加工是在工具和工件之间接上直流电源，工件接阳极，工具接阴极。.两极间隙0.10.8mm，0.52.5MPa压力，电