第2讲 数字电路2

1.材料成形工艺(Δm=0)在加工过程中材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而重量近似等于加工前的重量。如铸造、锻造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。2.材料去除工艺(Δm<0)以一定的方式从工件上去除多余的材料，得到所需形状、尺寸的零件。如切削加工、磨削加工、特种加工等。3.材料累加工艺(Δm>0)利用一定的方式是零件的重量不断增加的工艺方法。传统的累加方法有焊接、粘接、铆接、过盈配合、电铸和电镀等。近几年才发展起来的快速原型制造（RPM）。1.2机械零件的成形方法快速原型制造（RPM）

快速原型制造（RapidPhotographManufacturing—RPM），又称“快速成形”（RapidPhotograph—RP）或“分层制造”（LayerManufacturing—LM），是20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。

快速成形是将零件以微元叠加方式逐渐累积生成。将零件的三维实体模型数据经计算机分层切片处理，得到各层截面轮廓，按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（LOM叠层法，图1.7）；或固化一层层的液态树脂（SLA光固化法图1.8）；或烧结一层层的粉末材料（SLS烧结法，图1.9）；或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等（FDM熔融沉积法，图1.10），形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实体。喷粘结剂喷热熔材料三维产品（样品/模具）表面处理构造三维模型模型近似处理切片处理激光喷射源固化树脂切割箔材烧结粉末快速成型过程a）b）模具模具设计铸造焊接锻压毛坯（大于工件）半成品半成品工件去除加工设计模具样品快速成形传统加工与快速成型比较二、零件表面的成形成形表面零件上的常见表面平面圆柱面（内、外）特殊表面圆锥面1.零件表面的构成机器零件上常用的各种典型表面

零件表面可以看成是由一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动（移动或旋转）而形成的。母线和导线，统称发生线。母线和导线相对位置不同，所形成的表面也不同。直母线、圆导线相对位置不同就分别形成了圆柱面、圆锥面和回转双曲面。可逆表面：母线、导线可以互换，如平面、圆柱面。非可逆表面：母线、导线不可互换，如圆锥面、螺旋面。2.零件表面的成形导线导线导线导线母线导线母线母线母线母线母线母线导线导线导线零件表面的形成零件表面的形成1-母线2-导线（1）轨迹法（仿形法）靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。

母线和导线都是由刀具的运动轨迹形成的。3.零件表面形成的方法（发生线的形成方法）利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。

母线——刀具的切削刃；导线——刀具相对于工件的运动轨迹。（2）成形法

利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。

母线——切削刃瞬时包络线；导线——刀具沿齿长方向的运动（3）展成法

由旋转刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。

母线——刀具切削刃；导线——刀具运动轨迹。（4）相切法1.3切削加工方法车削加工磨削加工钻、镗、拉削加工刨、插、铣加工齿轮加工车削：工件作回转运动，刀具作直线或曲线进给运动。车削加工范围外圆柱面端面内圆柱面螺旋面切断切槽球面锥面椭圆柱面特殊型面车削的4个阶段外圆车削粗车半精车精细车精车迅速切除多余金属；切削速度低；进给量和背吃刀量大中等精度一般工件的最终工序；光整加工的预加工车床要求高；刀具耐磨性好；磨削加工性不好工件的加工外圆表面加工－磨削（1）是一种多刀多刃的高速切削方式；（2）精度高、表面粗糙度小（3）磨削温度高（3）砂轮有自锐作用（自锐、磨钝磨粒的脱落）（4）磨削加工的工件材料范围广可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性较大的软材料，如有色金属铝合金等。磨削的工艺特点磨削类型纵磨：砂轮高速旋转起切削作用，工件旋转作圆周进给运动，并和工作台一起作纵向往复直线进给运动。特点：工件或砂轮需作轴向进给。优点：磨削深度小、磨削力时接触面积小，散热较好，容易得到较高的精度和表面质量，因而应用广泛。缺点：但由于走刀次数多，生产效率低，适用于单件小批生产中磨削较长的外圆表面。横磨：磨削时，工件不作纵向往复运动，砂轮以缓慢的速度连续或间断地向工件作横向进给运动，直到磨去全部余量。特点：砂轮宽度大于磨削宽度。工件不需作轴向进给，砂轮相对工件连续或断续地作径向进给。优点：横磨法生产效率高，适用于大批大量生产中磨削刚性较好的工件外圆。缺点：工件与砂轮的接触面积大，磨削力大，发热较多，容易产生磨削烧伤和变形，所以加工精度低，表面粗糙度大。无心磨特点：工件放在砂轮与导轮之间拖板上，无须中心孔定位。优点：生产效率高，易于自动化生产，适于大批量生产，同时尺寸精度和形状精度较高，表面质量较好。缺点：位置精度较低；调整比较费时。无心外圆磨削是工件不定回转中心的磨削，为一种生产率很高的精加工方法。磨削时，工件置于磨轮和导轮（用橡胶结合剂作的粒度较粗的砂轮）之间，靠托板支撑。由于不用顶尖支撑，所以称无心磨削。孔加工孔加工特点：加工孔的刀具尺寸受被加工孔尺寸的限制，刚性差，容易产生弯曲变形和振动；被加工孔的尺寸往往直接取决于刀具的尺寸，刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度。加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量都不易控制。孔的技术要求与外圆的技术要求相似，只不过孔的加工精度不易保证，加工成本较高。孔加工钻孔扩孔铰孔镗孔拉孔磨孔研磨孔珩磨孔钻刀镗刀拉刀砂轮磨粒油石26一、钻削加工1、加工范围：钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等。刀具不同，孔精度逐渐提高钻孔

孔的尺寸精度一般为IT13～IT11，粗加工

适用于精度要求不高的孔扩孔

孔的尺寸精度一般为IT10～IT9：半精加工扩大孔径，提高孔的加工质量

铰孔

孔的尺寸精度一般为IT8～IT6：精加工适用于直径较小孔的精加工

铰孔的特点：

铰孔余量小，铰刀导向性好，加工质量好；加工精度；

铰孔的适应性较差，一把铰刀只能加工一种尺寸精度的孔，不宜加工非标孔、台阶孔、盲孔、非连续表面（如轴向有键槽等），不能加工硬材料工件；

铰孔可纠正孔的形状误差，不能纠正位置误差。

2.钻、扩、铰只能保证孔本身的精度，而不能保证孔与孔之间的尺寸精度和位置精度，要解决这一问题，可以采用夹具(钻模)进行加工。1.中等尺寸以下较精密的孔，钻一扩一铰是常采用的典型工艺。镗孔1.加工范围：直径较大的孔；箱体类零件上的孔、孔系；镗孔

镗孔是用镗刀对已钻出孔或毛坯孔作进一步加工的方法。分为粗镗、半精镗、精镗和精细镗（金刚镗）。

镗孔有三种方式：工件回转，刀具作进给运动

刀具回转，工件作进给运动工件不动，刀具旋转并作进给运动工件回转，刀具作进给运动刀具回转，工件作进给运动工件不动，刀具旋转并作进给运动镗孔特点

镗刀在半封闭状态下工作镗刀刚性较差，容易振动镗孔工艺范围广，加工不同直径的孔时，不需更换刀具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

拉孔是在拉床上用拉刀对孔进行精加工的一种方法。拉刀是一种多齿刀具，沿着拉刀运动方向刀齿高度逐渐增加，从而一层层地从工件上切下余量，并获得较高的尺寸精度和较好的表面质量。拉孔磨孔

受工件内孔尺寸的限制，砂轮直径小，转速也不是很高，因此内孔磨削的表面粗糙度较大。砂轮轴的直径小，悬出长，刚性差，变形和振动大，不宜采用较大的磨削深度与进给量，故生产效率较低。磨削接触区面积较大，磨削热大，工件易烧伤冷却条件差，排屑困难，砂轮易堵塞。所以，砂轮磨损较快，需要经常修整和更换，增加了辅助时间研磨孔

孔的一种光整加工方法。研磨孔与研磨外圆机理相同，研具结构有所不同平面加工－铣平面铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。铣削方式：铣床主轴与工件表面位置关系不同：周铣和端铣

主运动方向和主进给运动方向不同：顺铣和逆铣铣平面特点：生产率较高，散热条件较好.

不连续切削，易形成冲击，切削过程容易产生振动，表面质量较差，也加剧了刀具的磨损和破损。端铣三种方式对比：对称端铣：适用于淬硬钢和机床导轨不对称顺铣：适用于碳钢和铸铁等不对称逆铣：适用于冷硬性材料和不锈钢、耐热合金等刨平面刨平面特点：存在空行程和冲击，生产率较低.

具有较高的直线度，特