中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》 第5章 金属冷加工基础(下) 云天课件

1、P.169全国中职机械类规划新教材（高教版）基础常识与技能训练 第5章 金属冷加工基础 （下）（第2版）金属加工与实训第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.169 特种加工是将电、磁、化学、光、声、热等能量或几种组合施加在工件上需要加工的部位上，从而使材料去除、变形、改变性能或被镀盖的非传统的加工方法。特种加工技术能满足超精密、难切削材料、超小型零件等特殊加工的需求。 目前，常用的特种加工方法有电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工等。电火花精密塑胶模具零件加工超声波表面加工第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 1. 电火花加工 电火花加工 是指在一定介质中 电

2、火花加工 ，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行加工的方法，又称为电腐蚀加工。 电火花加工机床 电火花机床种类很多，主要由主机、脉冲电源、自动进给调节器、工作液及其循环净化系统组成。 线切割机床电解机床第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 1. 电火花加工 （1）电火花加工的基本原理 电火花加工原理如图所示。加工时，工具电极和被加工的金属工件放入绝缘液体介质中，在两者之间加上 100V 左右的直流电压。 因为工具电极和金属工件电极的微观表面存在着无数个凹凸不平的局部表面，所以，当两者逐渐接近、间隙变小时，在工具电极和金属工件表面之间的局部微小区域，电场强度急

3、剧增大，引起绝缘液体的局部电离，于是产生脉冲放电。 第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 1. 电火花加工 （1）电火花加工的基本原理 由于放电时间极短，放电区内形成局部高温（5000-12000），足以使金属工件局部熔化及气化，并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属微粒抛出，并被循环的工作液体介质带走，从而达到去除金属的目的。每次放电后，金属工件表面上会产生微小的放电痕，这些放电痕的大量积累就实现了金属工件的加工。 最终工具电极的形状就精确地“复印” 在金属工件上，从而完成加工过程。电火花加工的产品如图所示。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 1. 电火花

4、加工 （2）电火花加工的特点 1） 电火花加工放电间隙小、温度高、放电点电流密度大;适应性强，可以加工任何硬、脆、韧、软高熔点的导电材料； 2） 加工时“无切削力”，工件装夹十分方便； 3） 当脉冲宽度不大时，对工件而言几乎没有热影响，工件加工后的表面质量高； 4） 生产中可以通过控制极性和脉冲的长短（放电持续时间的长短）控制加工过程，并可连续进行粗加工、半精加工和精加工； 5） 加工费时长、效率低，同时工件必须是导体，电极有损耗。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 1. 电火花加工 （3）电火花加工的应用 电火花加工适合加工圆孔、方孔、多边形孔、异形孔等孔型零件；适合加工

5、各类锻模、压铸模、复合模、挤压模、塑料模等型腔；适合加工叶轮、涡轮叶片等各种曲面；适合切断、切割各类复杂的工件；还可以进行工件表面强化，如零件表面涂覆特殊材料等。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.170 2. 电解加工 电解加工是利用金属工件在电解液中所产生的阳极溶解作用而进行的加工方法，又称电化学加工。电解加工是一种应用较广的新工艺，生产效率比电火花加工高 5-10 倍。 电解加工机床主要由机床主体、直流稳压电源、电解液系统组成。电解加工机床电解抛光零件航发叶片第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.171 2. 电解加工 （1）电解加工的基本原理 电解加工原理如图所示

6、，在金属工件和工具电极之间接上低电压大电流（6-24V、500-20000A）的稳压直流电源，工件接正（阳）极，电极接负（阴）极，两者之间保持较小的间隙（通常为 0.02-0.7mm），在间隙中有高速流动的导电电解液。在工件和电极之间施加一定的电压时，阳极工件表面的金属就逐渐地按阴极电极型面的形状溶解，溶解的产物被电解液不断冲走，从而使阳极溶解能够连续进行，于是在金属工件上留下与工具电极形状相同的型面。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.171 2. 电解加工 （2）电解加工的特点 电解加工的进给运动简单，加工速度快，且随电流密度的增大而加快，可一次加工出形状复杂的型面或型腔; 加

7、工高硬度、高强度和高韧性的难切削材料。在加工过程中，工具电极是阴极，阴极上只产生氢气和沉淀而无溶解作用，因此，工具电极无损耗，但工具电极的制造需要熟练的技术，一般采用铜、黄铜、不锈钢等材料。电解加工过程中无机械力和切削热的作用，因此，在加工面上不存在应力和变形。 由于影响电解加工的因素很多，故较难实现高精度的稳定加工，且电解液一般都有腐蚀性，电解产物有污染，因此，对机床要采取防腐、防污染等措施。不锈钢电解抛光第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.171 2. 电解加工 （3）电解加工的应用 电解加工主要用于加工各种形状复杂的型面，如航空发动机叶片、汽轮机叶片；各种型腔模具，如锻模、冲

8、压模；各种型孔、深孔，炮管膛线、枪管内的来复线等。此外，还可用于电解抛光、去毛刺、切割、雕刻和刻印。电解加工多用于粗加工和半精加工，适用于批量生产。航空发动机叶片模具加工第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.171 3. 超声波加工 超声波加工是利用工具端面作超声波振动，带动工件与工具间的磨料悬浮液冲击和抛磨工件被切割和研磨等的加工方法。超声波是指频率超过 16kHz 的振动波，其能量远比普通声波大。超声波加工实际上是利用超声波振动能量对工件进行成形加工的。超声波加工机床主要由机床主体、超声波发生器、超声振动系统、工作液及其循环净化系统组成。超声波镜面加工超声波加工机床第三节 特种加

9、工与先进加工技术 一、特种加工P.172 3. 超声波加工 （1）超声波加工的基本原理 超声波加工的原理如图所示。加工时在工具和工件之间注入液体（水或煤油等）和磨料混合的悬浮液，工具对工件保持一定的进给压力，并作高频振荡，频率为 16-30kHz，振幅为 0.010.15mm。磨料在工具的超声波振动作用下，以极高的速度不断地撞击工件 表面，使工件材料在瞬时高压下产生局部破 碎。由于悬浮液的高速搅动，使磨料不断抛磨 工件表面，随着悬浮液的循环流动 ，又使磨料不断得到更新，同时带走被粉碎下来的工件微粒。加工过程中工具逐渐地伸入到工件中，最终工具的形状便“复印” 在工件上。第三节 特种加工与先进加工

10、技术 一、特种加工P.172 3. 超声波加工 （2）超声波加工的特点 超声波加工是靠极小的磨料的磨削作用进行加工的，其加工精度较高，质量优于电解加工和电火花加工，被加工表面无残余应力、组织改变及烧伤等现象，而且加工过程中不需要工具旋转工具可以采用较软的材料制作。另外，超声波加工机床结构比较简单，操作与维修方便，但生产效率较低。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.172 3. 超声波加工 （3）超声波加工的应用 超声波加工适合加工各种形状复杂的孔、型腔等，尤其适合加工硬而脆的材料，特别是不导电的非金属材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、石墨、玛瑙、宝石、金刚石等，但难以加

11、工塑性较好的材料。超声波宝石加工设备超声波镜面加工第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.172 4. 激光加工 激光加工是利用功率密度极高的激光束照射工件被加工部位，使工件材料瞬间熔化或蒸发，并在冲击波作用下将熔融材料喷射出去，实现对工件进行穿孔、蚀刻、切割加工的方法。激光溶覆修复曲轴激光切割第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.172 4. 激光加工 （1）激光加工的基本原理 如下图所示，当激光工作物质受到光泵的激发后，造成光放大，再通过谐振腔的反馈作用产生振荡，并从谐振腔的一端输出激光。激光通过透镜聚焦到工件的待加工表面上，由于聚焦区域小亮度高，其焦点处的功率密度 激光

12、物质达 108 1010 W/m2， 温度可达 10000 以上，高温下坚硬的材料瞬时急剧熔化和蒸发，并产生强烈的冲击波，使熔化物质以爆炸方式喷射出去，这就是激光加工原理。第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.172 4. 激光加工 （2）激光加工的特点 激光加工的加工尺寸具有高效、快速、精细，热影响区小、工件几乎无变形的特点，不受工件材料性能和加工形状的限制，能加工所有的金属材料和非金属材料，特别是能在坚硬材料或难熔材料上加工出各种微孔（0.011mm）、窄缝等。激光打孔激光加工设备第三节 特种加工与先进加工技术 一、特种加工P.173激光加工微孔喷丝板可打微孔的激光打孔机 4.

13、激光加工 （3）激光加工的应用 激光加工主要用来加工化纤喷丝头、仪表中的宝石轴承、金刚石拉丝模具、火箭发动机和柴油机的燃料喷油嘴、集成电路制造，进行精密零件的微型切割等。例如，采用硬质合金材料制作的化纤喷丝头的直径为 100mm，利用激光可以在喷丝头上加工出 12000 个 0.06mm 的微孔，还可对钟表中的宝石轴承进行打孔加工。第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.173 相对传统加工技术而言，先进加工技术是制造业不断地吸收多个技术领域，包括机械、电子、信息、材料、能源、自动化和现代管理等方面成果，并将其综合应用于制造全过程，实现优质、高效、低耗的加工技术的总称。 目前，先进

14、的加工技术主要有柔性制造单元（FMC） 、超精密加工技术、超高速切削加工技术、绿色加工技术、快速成形技术等。超精密多轴车削光学器件3D打印机第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.173 超精密加工技术是指加工精度和表面质量达到极高程度的精密加工工艺 ，主要指加工精度在 0.10.01m，表面粗糙度 Ra 值在 0.3-0.03 m 的加工技术。例如，金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精加工等，它们主要适用于加工精密机床、精密测量仪器等产品中的关键零件，如加工精密丝杠（图 5-87）精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密轴承等精密丝杠 1. 超精密加工金刚镗床第三节 特种加工与先进加工技术

15、 二、先进加工技术P.174 柔性制造单元是数控机床的扩展。 “柔性” 是指能够容易地适应多品种、小批量的生产功能。柔性制造单元由多台数控机床组成。它具有独立的自动加工功能，有的还具有自动传送和监控管理功能，可实现某些零件的多品种、小批量加工。柔性制造单元还可以构建无人制造工厂。 柔性制造单元 2. 柔性制造单元（FMC）无人制造工厂第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.174 柔性制造单元有两大类： 一类是数控机床配上机器人，如图 所示，加工中心上的工件由机器人来装卸，加工完毕的工件放在工件架上，监控器协调加工中心和机器人的动作； 2. 柔性制造单元（FMC）第三节 特种加工与

16、先进加工技术 二、先进加工技术P.174 柔性制造单元有两大类： 另一类是加工中心配上托盘交换系统，如图 所示，托盘上装有工件，当工件加工完毕后，托盘转位，加工另一工件，托盘支承在圆柱环形导轨上，由内侧的环链拖动回转。托盘的选定和停位由可编程控制器来实现，一般托盘数在 5 个以上。 2. 柔性制造单元（FMC）第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.174 超高速切削加工技术是采用超硬材料刀具和磨具，利用高速运动的高精度、制造设备以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进切削加工技术。如超高速切削钢制零件，切削速度可达5002000 m/min 。 超高速切削加工

17、其显著优点是在耗能、切削力、刀具磨损、加工表面质量等方面均优于传统的切削方法，特别是在加工效率提高方面非常显著。例如，采用超高速切削铝合金零件，比传统的切削加工方法提高工作效率 3 倍以上。 3. 超高速切削加工技术超高速磨削第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.174 绿色加工技术是从绿色制造技术中细化出来的。绿色加工技术是指在不牺牲产品的质量、成本、可靠性、功能和能量利用率的前提下，充分利用资源，尽量减轻加工过程对环境的有害影响，在加工过程中实现优质、低耗、高效及清洁化。 根据绿色加工技术追求的目标，可将绿色加工技术分为:低物耗、低能耗、废弃物少和少污染的绿色加工技术。干式磨

18、削 如采用不用切削液的干式切削（或磨削）、高速干式铣削等加工方法就体现了绿色加工技术。 4. 绿色加工技术第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.174 快速成形技术又称为快速原型制造技术，简称 RP 技术。 RP 技术是在现代 CAD/CAM 技术、激光技术、计算机、数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。快速成形系统有多种实现方法，所用成形材料、成形原理和系统特点也各有不同。但其基本原理都是一样的，那就是“分层制造，逐层叠加”，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台“立体打印机”，俗称“3D 打印” 。 5. 快速成形技术（俗称3D打印

19、机）激光快速成形机第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.175 （1）快速成形技术的基本原理： （分层制造，逐层叠加） 将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据。计算机根据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层又一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，然后再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。这种工艺可以形象地称为“增长法” 或“加法” 。 5. 快速成形技术（俗称3D打印机）第三节 特种加工与

20、先进加工技术 二、先进加工技术P.175 （2）快速成形技术的种类 自美国 3D 公司 1988 年推出第一台商品 SLA 快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有三维印刷（3DP）、选择性激光烧结（SLS）、分层实体制造（LOM） 和熔积成形 （FDM） 等方法。 三维印刷 （3DP）采用粉末材料成形，如采用陶瓷粉末、金属粉末等。零件是由粉末和胶水组成的。成形过程中，通过喷头用粘结剂（如硅胶）将零件的截面快速成形 “印刷” 在材料上面 。 5. 快速成形技术（俗称3D打印机）三维印刷第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.175 （3） 快速成形技术的特点 1

21、）实体成形的全过程具有快速性，适合于现代新产品开发更新换代快、批量小的趋势。 2）可以制造任意复杂形状的三维实体。 3）可用 CAD 模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境。 4）成形过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期。 5）技术具有高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，具有鲜明的高新技术特征。 5. 快速成形技术（俗称3D打印机）第三节 特种加工与先进加工技术 二、先进加工技术P.176 （4）快速成形技术的应用 快速成形技术的特点决定了快速成形技术主要适合于新产品开发，快速单件及小批

22、量零件的制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计与制造，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验等。目前，快速成形技术应用的领域几乎包括了制造领域的各个行业，并且在医疗、人体工程、文物保护等行业也得到了越来越广泛的应用。 5. 快速成形技术（俗称3D打印机）第四节 零件生产过程基础知识 一、生产技术基础知识P.176 生产过程：将原材料转变为成品件的全过程。 生产过程包括原材料购买、运输、管理、生产准备、毛坯制造、切削加工、热处理、检验、装配、试车、油漆、包装等全过程。 1. 生产过程第四节 零件生产过程基础知识 一、生产技术基础知识P.176 工艺过程 是指利用生产设备、工具及一定的

23、方法改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其变为成品件的过程。铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工、装配等均属于工艺过程。如果采用切削加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为符合技术要求的零件，则此过程称为切削加工工艺过程。 2. 工艺过程和辅助过程 辅助过程 是与原材料改变为成品件有间接关系的过程，如运输保管、检验、设备维修、购销等。第四节 零件生产过程基础知识 一、生产技术基础知识P.176 生产类型的划分：根据产品的品种和年产量的不同，机械产品的生产可分为三种类型，即单件生产、成批生产和大量生产。各种生产类型之间的关系见下表。 3. 生产类型第四节 零件生产过程基础知识

24、 一、生产技术基础知识P.177 3. 生产类型 单件生产 单个（几件）的生产不同结构和不同尺寸的产品。 如：新产品试制、大型设备及船舶等 成批生产 一年中分批制造几种不同的产品，有一定数量，工作地点的加工对象周期性地重复的生产类型。 大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。 如：通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床） 如：标准件（螺纹、轴承等），通用汽车 不同的生产类型对生产组装、管理、车间管理、毛坯选择、设备、工艺装备加工方法、工人技术等级的要求是有所不同的。零件的加工工艺规程必须与其生产类型相适应，以达到优质、高产、高效、低耗和安全的目的。第四节

25、 零件生产过程基础知识 一、生产技术基础知识P.177 3. 生产类型 各种生产类型的工艺特点：第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.178 零件的切削加工工艺过程是由一系列工序组成的。工序由安装、工位、工步和走刀等单元组成。 1.工序 工序是指一个或一组工人，在一个工作地点（或同一设备），对同一个或几个工件进行加工连续完成的那一部分工艺过程。 如下图为车削小轴端面和钻中心孔的不同工序。第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.178 工序由安装、工位、工步和走刀等单元组成。 2. 安装 工件通过一次装夹后所完成的那部分加工过程。 安装包括定位和夹紧两项

26、内容。定位是在加工前使工件在机床上（或在夹具中）处于某一正确的位置。工件定位之后还需要夹紧，使它不因切削力、重力或其他外力的作用而变动位置。 可能一道工序中有多次安装。在加工中应尽量减少安装次数，以减少安装所产生的误差和装卸工件的辅助时间。第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.179 工序由安装、工位、工步、和走刀等单元组成。 3. 工位 工位是指为了完成一定的工序部分。 一次装夹工件后，工件（或装配单元)）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每个位置。如在铣床上使用回转工作台，就可实现一次安装，多个工位。第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工

27、艺过程的组成P.179 工序由安装、工位、工步和走刀等单元组成。 4. 工步 工步是指在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，连续完成的那一部分工序。 一道工序可由多个工步组成。划分工步的目的是为了合理安排工艺过程。构成工步的任一因素改变则转变为另一个新工步。 如图 所示，在钻床上进行台阶孔的加工时，工序由钻孔工步 1、扩孔工步 2 和锪平沉孔工步 3这3 个工步组成。第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.179 工序由安装、工位、工步和走刀等单元组成。 5. 走刀 在同一工步中，由于加工余量大等原因，需要用同刀具，在相同的转速和进给量条件下，对

28、同一加工面进行 工位 多次切削，每一次切削就是一次走刀。 显然一个工步可括一次走刀或几次走刀。 如图所示，车螺纹工步需要分数次走刀。车螺纹工步的数次走刀第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.179 6. 工艺规程 工艺规程 零件从毛坯加工成成品所采用的切削加工工艺，可以是多种形式和方法。把拟定好的具体生产工艺过程用图表或文字的形式写成的文件称为工艺规程。工艺规程是企业产品质量、提高生产效率和经济效益的保证， 工艺规程是生产准备、生产计划、生产组织、实际加工、检验等的重要技术文件，并与产品的生产类型和生产条件等紧密联系。 常用的机械加工工艺规程格式主要有机械加工工艺过程卡、

29、机械加工工艺卡及机械加工工序卡三种形式。 第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.180 6. 工艺规程 （1）机械加工工艺过程卡 （2）机械加工工艺卡 这两种工艺文件都是以工序为单位，列出整个零件加工所经过的工艺流程（包括毛坯制造、机械加工和热处理等），两者不同的是，工艺过程卡比较简略，而工艺卡要详细一些。 机械加工工艺过程卡及工艺卡都是制订其他工艺文件的基础，也是生产准备、编排作业计划和组织生产的管理依据。在指导生产方面，对于单件小批生产，也可采用工艺卡指导生产。第四节 零件生产过程基础知识 二、切削加工工艺过程的组成P.180 6. 工艺规程 （3）机械加工工序卡 它

30、是在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序编制的一种工艺文件。机械加工工序卡能更详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来指导工人具体操作的工艺文件。在机械加工工序卡中要画出工序简图，说明该工序每一工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备及工艺装备。机械加工工序卡一般用于大批大量生产的零件。第四节 零件生产过程基础知识 三、工件的安装方法P.181 在切前加工过程中，安装是进行切削加工的重要工序和前提，因此，选择科学合理、稳定牢固及高效简便的工件安装方式具有特别重要的作用。一般工件的安装方式有三种:直接找正安装、划线找正安装和使用夹具安装。 1. 直接找正安装 操作人员借助划针盘上的划针、角

31、尺、百分表(或千分表)等工具，通过目测，边校验，边调整，找正工件在机床上的位置，然后夹紧工件的安装方法，称为直接找正安装。如图所示。 用划针目测找正精度较低，此时可用百分表(或千分表)进行找正，定位精度可达 0.01-0.005m，但找正效率低，多用于小批量精加工件的找正。此外，在刨床和铣床上加工时，也经常采用直接找正安装。 第四节 零件生产过程基础知识 三、工件的安装方法P.181 2. 划线找正安装 以工件待加工表面上划出的线痕或者以工件的实际表面作为定位依据，加工时用划针盘或百分表找正工件的位置后再夹紧，这种安装方法称为划线找正安装，如图所示。用划针盘找正的定位精度不高，为 0.2-0.

32、5mm，多用于批量较小、位置精度要求较低的工件以及大型零件等不便使用夹具的粗加工中;而用百分表进行找正，则适用于定位精度要求较高的工件。第四节 零件生产过程基础知识 三、工件的安装方法P.181 3. 使用夹具安装 工件放在通用夹具或专用夹具中，依靠夹具的定位元件获得工件正确位置的安装方法称为使用夹具安装 。 如图所示，在工件上钻直径为 d 的孔，孔与端面的距离为 l，孔的轴线与直径为 D 的孔轴线相交并且互相垂直。工件安装在钻模中，用定位心轴和支承板定位，用夹紧螺母夹紧，钴头用钴套引导。使用夹具安装能够方便迅速地保证工件的技术要求，它适合于生产数量较大的生产。第四节 零件生产过程基础知识 四

33、、基准和种类P.182 基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。 基准的分类：基 准设计基准：设计图样上标注尺寸的基准 尺寸所依据的基准。工艺基准：工艺过程中所 使用的基准。定位基准测量基准装配基准 粗基准精基准第四节 零件生产过程基础知识 四、基准和种类P.182 1.设计基准 在零件图上用来标注尺寸和表面相互位置的基 装配基准，称为设计基准。 如图所示的轴套工件，长度方向尺寸基准为左端面 A ，是一平面； 直径方向尺寸基准轴线 D 。 第四节 零件生产过程基础知识 四、基准和种类P.182 2.工艺基准 （1）定位基准 在加工中用来确定工件在机床或夹具上正确位置的基

34、准，称为定位基准。例如，镗削如图所示的箱体时，一种安装方法是以、 面作为定位基准，定位基准与设计基准一致;另一种方法是以、 面作为定位基准，此时定位基准与设计基准不一致 。P.182 2.工艺基准 （1）定位基准 定位基准包括粗基准精基准。以毛坯面作为定位基准的称为粗基准，第一道工序一般都只能用毛坯作为定位基准，粗基准只使用一次；采用已加工面作为定位基准的称为精基准，继续加工时就必须用已加工面作为定位基准。 （2）测量基准 测量基准是指工件在检测时，用来检测工件尺寸和位置公差的基准。如图所示，在偏摆仪器上利用心轴检验齿轮坯的几个圆跳动时，孔的轴线就是测量基准。第四节 零件生产过程基础知识 四、

35、基准和种类P.183 2.工艺基准 （3）装配基准 装配基准是指装配时用来确定工件或部件在机器中位置的基准。 如图所示的套筒零件，套筒内孔按配合精度要求安装在轴上，其内孔轴线成为径向装配基准；套筒又以一个端面（如端面 C ）紧贴轴肩确定其轴向位置，成为轴向装配基准。第四节 零件生产过程基础知识 四、基准和种类P.183 1.粗基准的选择 粗基准，以毛坯未加工表面作定位基准。选择粗基准，要重点考虑保证毛坯各加工表面有足够的加工余量，不加工表面的尺寸、位置精度。粗基准的选择原则是： 1）相互位置要求原则：为保证加工表面与非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作粗基准。 第四节 零件生产过程基础知识

36、 五、定位基准的选择 2）余量均匀原则：以重要加工面为粗基准。P.183 1.粗基准的选择 3）余量足够原则：当有较多加工表面，应保证各表面都有足够加工余量。 第四节 零件生产过程基础知识 五、定位基准的选择 4）粗基准不准重复使用原则：同一尺寸方向的粗基准不准重复使用，否则难以保证位置精度的要求。 5）尽量选取面积较大、平整、便于装夹的表面作为粗基准。P.183 2.精基准的选择 总原则：保证零件的加工精度，装夹方便、准确、可靠，并考虑经济性。 1）基准重合原则： 定位基准尽量与设计基准（或工序基准）重合，以避免基准不重合误差。 第四节 零件生产过程基础知识 五、定位基准的选择 2）基准统一

37、原则：在多工序加工定位中，各工序尽可能使用同一定位基准，基准统一以避免基准转换造成误差。如：轴类：采用双中心孔定位，车、铣、磨 P.184 2.精基准的选择 3）互为基准原则 在相互位置精度要求较高的加工中，可以相互为基准，反复提高位置精度。如车床主轴锥孔与主轴颈同轴度要求很高，可以先以主轴颈定位加工锥孔，再反过来以主轴锥孔定位加工主轴颈。 第四节 零件生产过程基础知识 五、定位基准的选择 4）尽量选取面积较大、形状简单、便于装夹的表面作为精基准。数控车床主轴锥孔P.184 机械零件的典型表面主要是指外圆面、内圆面、平面和成形表面。机械零件的加工就是对这些典型表面的加工。对于各类典型表面，由于

38、其具有不同的技术要求和加工质量要求，通常也就有多种不同的加工方法。因此，为了提高加工质量，降低加工成本，提高加工效率，需要根据典型表面的特征合理地选择加工方法。 第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.184 1. 典型表面加工方法的选择原则 典型表面加工方法的选择，就是为零件上所有有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。选择加工方法时，一般应遵循如下几个基本原则： （1）精度等级 所选择的加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的要求相适应。一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。 第四节 零件生产过程基础知识

39、 六、典型表面的加工方法 （2）划分加工阶段 对于表面质量要求较高的表面，需要经过分阶段和多次加工后才能逐步达到。通常对于表面质量要求较高的表面，可将其加工过程分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。 P.184 1. 典型表面加工方法的选择原则 （3）几种加工方法配合选用 对精度高和表面粗糙度值小的表面， 应根据零件表面的具体要求，合理地选择多种加工方法并合理地配合，才能逐步地完成零件表面的加工。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法 （4）适应生产类型 大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻孔、扩孔、铰孔

40、以及磨孔等。P.184 1. 典型表面加工方法的选择原则 （5）考虑材料热处理、结构及生产 对于淬硬钢制零件，其精加工只能磨削；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。对于 IT7 级精度的孔，可采用拉削、铵削、镗削和磨削等加工方法。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于 60mm 的孔不宜采用钻、扩、铰加工。 总之，在选择零件表面加工方法时，应根据上述基本原则综合考虑，以确定合理的零件表面加工方案，不仅保证零件达到技术要求，还要提高生产效率和降低加工成本。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.184 2. 平面的加工方法 （

41、1）平面的技术要求 尺寸精度 主要是指平面对平面，平面对轴线的尺寸精度； 形状精度 主要是指平面的平面度； 相互位置精度 主要是对基准的垂直度平行度，两平面相对基准的对称度等; 表面质量 主要是指平面的表面粗糙度要求。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.185 2. 平面的加工方法 （2）常见平面的加工方法 第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.185 2. 平面的加工方法 （3）平面加工方案的合理制定 总体来说，制定平面加工方案时，应根据平面的技术要求以及零件的结构、尺寸、材料和毛坯的种类，并结合具体的加工条件(如现有设备等)，合理地制定选择车削、铣削、

42、创削、磨削、拉削等加工方法。要求更高的精密平面，可以用刮研、研磨等进行光整加工。 各种平面的典型加工方案见教材表5-9。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.186 3. 外圆的加工方法 （1）外圆的技术要求 尺寸精度 各直径和轴向尺寸的精度； 形状精度 主要是指各轴颈的圆度、圆柱度、圆柱母线的直线度等； 相互位置精度 主要是指以轴线为基准的跳动、垂直度、同轴度、对称度等相互位置精度； 表面质量 主要是指轴各表面，特别是重要轴颈的表面粗糙度要求。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.186 3. 外圆的加工方法 （2）常见外圆的加工方法 外圆加工方法主要有外

43、圆车削、外圆磨削等。 1）外圆车削 通常将外圆车削分为粗车、半精车、精车和精细车四个加工阶段。 粗车主要用来迅速切去多余的金属，常采用较大的背吃刀量、较大的进给量和中低切削速度； 半精车用于磨削加工和精加工的预加工，或中等精度外圆面的最终加工； 精车的加工精度可达 IT8IT7，表面粗糙度值可达Ra1.60.8 m ，用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工； 精细车的加工精度可达 IT6 以上，表面粗糙度值 Ra0.40.025m，主要用于高精度、小型且不宜磨削的非铁金属(有色金属)零件的外圆加工。 第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.186 3. 外圆的加工方法

44、（2）常见外圆的加工方法 2）外圆磨削 通常将外园磨削分为粗磨、精磨、精密磨削三个加工阶段。 粗磨的加工精度可达 IT6，表面粗糙度值可达 Ra0.80.4 m；精磨的加工精度可达 m6-m5，表面粗糙度值可达 Ra0.4-0.2 m；精密磨削的加工精度可达 5 级以上，表面粗糙度值可达 Ra0.1 m 以上。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.187 3. 外圆的加工方法 （3）外圆加工方案的合理制定 外圆表面是机械零件中最常见的表面形式，如轴类零件、套筒类零件、盘盖类零件等。通常车削作为外圆的粗加工和半精加工，磨削（或精细车）作为圆的精加工。第四节 零件生产过程基础知识

45、 六、典型表面的加工方法 低精度 中等精度 高精度 更高精度 外圆表面 ，只要经过粗车就可以达到精度要求 ； 外圆表面，经过粗车后还要经过半精车才能达到精度要求； 外圆表面，需要经过粗车、半精车、精车或磨削后，才能达到精度要求; 精度 IT5IT6，表面粗糙度值 Ra0.40.2 m 以下 ）的外圆表面，除了经过粗车、半精车、精车或磨削后，还要经过研磨或精细磨等加工才能达到精度要求。P.187 3. 外圆的加工方法 （3）外圆加工方案的合理制定 在加工设备选择方面，需要根据零件的材料、尺寸、形状和生产类型来选择合适的机床。一般零件的单件小批生产可选用普通车床，成批或大批量生产时应选择生产率较高

46、的六角车床或数控车床;直径大、长度短的大型工件应选用立式车床；经过淬火的工件或表面硬度高的工件，精加工时应选择磨削加工；对于铜、铝等非铁金属工件，由于其切屑容易堵塞砂轮，采用精细车比磨削更容易保证质量和加工效率。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法 各种外圆表面的典型加工方案见表 5-10。P.187 4. 内孔的加工方法 （1）内孔的技术要求 第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法 尺寸精度 形状精度 相互位置精度 表面质量 各外圆、内孔直径和轴向尺寸的精度； 主要是指各外圆、内孔的圆度、圆柱度、圆柱母线的直线度等； 主要是指以轴套轴线为基准的跳动、垂直度、同轴

47、度、对称度等相互位置精度； 主要是指轴套各表面，特别是重要圆柱面的表面粗糙度要求。P.188 4. 内孔的加工方法 （2）常见内孔的加工方法 内孔加工方法主要有钻孔、镗孔、拉孔、磨孔、珩磨孔等。 1）钻孔、扩孔和铰孔 通常钻孔的加工精度可达 IT13IT11，表面粗糙度值 Ra 5012.5 m ，主要用于孔的粗加工;扩孔的加工精度可达 IT10，表面粗糙度值 Ra 6.33.2 m ，可作为孔的半精加工，也可作为精度要求较低的孔的最终加工;铰孔的加工精度可达 m8m6，表面粗糙度值可达1.60.4 m 。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法P.188 4. 内孔的加工方法 （

48、2）常见内孔的加工方法 2）镗孔 镗孔除了能提高孔的尺寸精度和表面质量，还可以修正孔的轴线的位置误差，且容保证各孔的孔距精度，是大直径孔常用的加工方法。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法 通常将镗孔分为粗镗、半精镗、精镗三个加工阶段。精镗的加工精度可达 1T81T6.表面粗糙度 达Ra 1.60.8 m，用于较高精度内孔的精加工或作为珩磨孔的预加工。镗孔加工P.188 4. 内孔的加工方法 （2）常见内孔的加工方法第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法拉孔 4）磨孔 用磨削加工工件内孔的方法称为磨孔。磨孔加工精度可达 IT7IT6，表面粗糙度达Ra0.8-0.2

49、 m 。磨削加工适用于加工硬度较高，尤其是淬火后高硬度的孔磨孔 3）拉孔 采用拉刀加工内圆表面的方法称为拉孔。拉孔的加工精度可达 IT9IT7，表面粗糙度达Rn 1.6-0.1 m 。通常一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔，因此拉削加工一般用于大批量生产。P.188 4. 内孔的加工方法 （2）常见内孔的加工方法第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法拉孔 4）磨孔 用磨削加工工件内孔的方法称为磨孔。磨孔加工精度可达 IT7IT6，表面粗糙度达Ra0.8-0.2 m 。磨削加工适用于加工硬度较高，尤其是淬火后高硬度的孔磨孔 3）拉孔 采用拉刀加工内圆表面的方法称为拉孔。拉孔的加工精度

50、可达 IT9IT7，表面粗糙度达Rn 1.6-0.1 m 。通常一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔，因此拉削加工一般用于大批量生产。P.188 4. 内孔的加工方法 （2）常见内孔的加工方法 5）珩磨孔 珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石(又称珩磨条)对精加工表面进行的光整加工，又称镗磨。 第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法珩磨加工孔 珩磨后孔的尺寸精度可达 IT6IT5 级，表面粗糙度可达 Ra0.2-0.025 m。珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 0.020.15mm，钢件为 0.01-0.05mm。P.188 4. 内孔的加工方法 （3）内孔加工方案的合理

51、制定 常用的孔加工方法主要有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和磨孔等所用的机床主要有车床、钻床、镗床、拉床和磨床等。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法 低精度的小孔 精度较高的小孔 精度较高的大孔 ，可用钻孔方法直接获得;对于中等精度的孔，可采用钻模孔或钻孔后再扩孔的方法获得;对于孔径大于 30mm 的孔，可分两次进行钻孔加工;对于孔径大于 80mm 的孔镗孔或拉孔是最佳的加工方案。 ，如直径小于 12mm 时，采用钴孔后再铰孔的方法比较理想; ，钻孔后可再进行精镗或磨削;对于高精度的孔，经过精磨后还要再进行珩磨、研磨等加工光整加工。 各种内孔的典型加工方案见表 5-11。 P.189

52、 5. 成形面的加工方法 成形面是指具有特定形状的表面，如操作手柄的轮廓、凸轮的轮廓、风扇的叶片、齿轮表面、螺旋面以及锥面等，这些表面都有其特定的用途。一般的成形面可以采用车削、铣削、刨削、磨削等方法进行加工。第四节 零件生产过程基础知识 六、典型表面的加工方法展成法加工齿轮仿形法车削成型面 基本的加工方案可以归纳为两大类： 第一类 第二类 是利用刀具与工件之间的相对运动进行加工，如加工螺旋槽、齿轮齿形、利用靠模装置车成形面等。 是选用成形刀具进行加工，如车锥面、铣齿及刨削成形面等；P.189 典型零件主要是指轴类零件（如阶梯轴、心轴、光轴、曲轴等）、盘套类零件（如齿轮、带轮、法兰盘、轴套等）

53、 、箱体类零件（如齿轮箱、机座等）支架类零件（支架等） ，如图 所示。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺轴类 盘套类 箱体类 支架类 1. 典型零件概述 通常典型零件的生产包括毛坯成形和机械加工两个阶段。毛坯成形主要有铸造、锻造、焊接冲压、型材切割等方法;机械加工主要有钻削、车削、镜削、创削、磨削特种加工等方法。从毛坯成形到获得合格的零件，可以有多种加工工艺过程进行选择，应考虑经济性、合理性、高效性、可行性的原则，以保证零件的加工质量，降低生产成本。P.190 2. 制定切削加工工艺过程应遵循的原则 对一个零件的各个加工面，要安排合理的加工顺序，对保证加工质量和提高生产效率很

54、重要。切削加工工艺过程的安排需要遵循下列基本原则： （1）基准先行原则 前道工序必须为后道工序准备好定位基准。例如，轴类零件在车前和磨削之前都要先加工中心孔。对于短套筒类零件，先加工孔后加工外圆（使用心轴）， 对于长套筒类零件则相反，先加工外圆后加工孔，因为此时不便使用细长的心轴。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺两顶尖安装 心轴定位安装 P.190 2. 制定切削加工工艺过程应遵循的原则 （2）粗精分开原则 因为零件的加工误差需要一步一步减小。粗加工由于切除余量较大，所产生的变形也较大，对于零件上具有较高精度要求的表面，只有在粗加工完成后再进行精加工才能保证其技术要求。第四

55、节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺 （3）先主后次原则 零件的主要工作表面、基准面等都是主要加工面要先加工。次要表面由于加工量较小，又与主要表面有位置精度要求，应安排在主要表面加工结束后进行，或穿插在主要表面的加工过程中进行。但在精加工阶段，要求高精度的主要表面应安排在最后，以免受其他加工表面的影响。P.190 3. 零件切削加工工艺过程的划分 对于切削加工质量要求较高的零件，为了保证加工质量，及时发现毛坯缺陷，便于组织生产，合理安排人力、物力，合理使用设备、合理安排热处理工序，需要将零件切削加工的工艺过程划分成若干阶段，如图所示。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工

56、工艺粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段切除大部分余量关键是生产率主要面半精加工完成次要面加工各主要面达到或接近图样要求达到精度特殊要求毛坯制备正、退火等预备热处理中碳钢件调质钢件淬、回火表面及化学热处理、重要铸件时效重要铸件时效IT9IT8Ra6.33.2mIT7IT6Ra1.60.4mIT6IT5Ra0.2mP.190 3. 零件切削加工工艺过程的划分 每个加工阶段包含若干个加工工序。对于不同加工质量要求的零件，有不同的加工工艺过程。 各个加工阶段加工任务有所不同：第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺 粗加工阶段 半精加工阶段 精加工阶段 的任务是切除大部分毛坯余量

57、，提高生产率。 的任务是完成零件次要表面的加工(如紧固孔钻削、攻螺纹、铣键槽等)，并为主要表面的精加工作准备，目的在于为主要表面精加工准备好定位基准。对于加工质量要求不高的零件，截止到半精加工阶段就可能加工结束。 的任务是完成零件主要表面的加工，目的在于保证质量。一般零件的加工过程就到此结束。 只有精密零件的个别表面需要经过光整加工才能达到技术要求。P.191 4. 热处理工序的合理安排第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段光整加工阶段毛坯制备正、退火等预备热处理铸件时效中碳钢件调质重要铸件时效钢件淬、回火表面及化学热处理、重要铸件时效重要铸件时效

58、 1）预备热处理 2）调质处理： 3）时效处理： 4）最终热处理 （正火、退火） ：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理应安排在粗加工以前； （淬火+高温回火），提高工件综合力学性能；安排在粗加工以后，半精加工之前进行； 为了消除工件内应力的热处理，安排在半精加工以后，精加工以前进行； 淬火及表面热处理）：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行。 P.191 5. 零件加工的辅助工序 零件加工的辅助工序主要是指检验、去毛刺、清洗等。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺 检验 去毛刺 清洗工序 为了及时发现废品，工件在粗加工后，从

59、一个车间转入到另一个车间之前，重要加工工序的前后以及成品入库之前，一般都要安排检验工序。目的在于查明次品产生原因，保证获得合格的产品。 在钢件镗孔和削之后，一般要安排去毛刺工序。例如，在孔内键槽加工完后，要安排槽口倒角的钳工工序。 在零件成品入库之前，或者组装之前，或者工件精密加工之前，一般要安排清洗工序。P.192 6. 典型零件的加工工艺要点 （1）轴类零件的加工工艺要点 轴类零件主要用于传递运动和转矩，其主要由外圆面、轴肩、螺纹和沟槽等表面组成，如图 所示。 轴类零件的受力特点是：承受循环载荷（或循环应力），工作时处于复杂的应力状态，其制作材料应具有良好的综合力学性能，通常选用中碳钢制作

60、。 （如 45 钢）或中碳合金钢（如 40Cr 钢）。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺P.192 6. 典型零件的加工工艺要点 （1）轴类零件的加工工艺要点 1）轴类零件的毛坯选择 轴类零件的毛坯通常选用圆钢或锻件。当轴类零件的各个外圆直径相差较大时，多采用锻件毛坯，以节省金属材料;当轴类零件的各个外圆直径相差较小时，多采用圆钢直接下料;当轴类零件是重要的轴时，应采用锻件毛坯，并进行调质处理;当轴类零件具有复杂的形状（如曲轴）时，多采用球墨铸铁件毛坯。第四节 零件生产过程基础知识 七、典型零件的加工工艺圆钢毛坯锻造毛坯球铁铸造毛坯P.192 6. 典型零件的加工工艺要点 （