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1、机械制造技术基础音视频串讲 武汉理工大学 沈奇显1 课程的性质与任务 机械制造技术基础是一门与生产实践有着 紧密联系的课程，其实践性和工艺性强，涉及到 的知识面广，是机械工程及自动化专业学生必修 的重要学科基础课之一。本课程着重讲述机械制造、机械制造工艺及夹 具设计方面的基础知识，介绍金属切削过程中切 削变形的基本规律以及基本规律在生产中的应用 和机械加工精度、机械加工表面质量等方面的内 容。Date1武汉理工大学课程的性质与任务学生学完此课程后，应初步了解和掌握金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具等方面的专业知识，掌握机械加工工艺过程的拟定方法，初步具备应用金属切削过程基本理论解决 生产实际
2、问题的能力, 为以后的专业课学习、毕业设计以及毕业后从事机械产品的设计、制造及生产管理等方面打下坚实的理论基础。 Date2武汉理工大学2 课程的主要教学内容和基本要求 一、制造工艺装备1、 金属切削刀具 重点讲述：车削运动；刀具角度的标注；刀具工作角度的计算；常用刀具材料的牌号、性能 及用途；一般介绍各种切削刀具的种类和用途。学生重点掌握刀具角度的标注、工作角度的计算以及各种常用金属切削刀具材料的牌号和选 用。Date3武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 3、机床夹具（重点内容）v 重点讲述：v 工件在夹具中的定位（六点定位原理、完全 定位、部分定位、过定位与欠定位、常见的定位 方式
3、及定位元件）v 各种定位和夹紧方案的实例分析； v 定位误差的分析计算； v 工件在夹具中的夹紧原理(夹紧力的方向、力 的作用点、夹紧力的大小) 以及典型机床夹具的 设计要点。Date4武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求二、切削过程及控制v1、金属切削变形过程v 重点讲述：v 三个变形区的变形特征 ； 变形系数、剪切角及切屑对前刀面 的平均摩擦系数以及各种因素对切削变 形影响 ；v 积屑瘤的生成机理以及积屑瘤对切削 加工的利弊。Date5武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 2、切削力的计算 v 主要掌握切削分力 、 、 和切削功率 的计算方法。v 3、 刀具磨损和耐用度v 重点讲
4、述： 刀具磨损的机理（机械磨损 、粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损）； 刀具 磨钝标准和刀具耐用度； 刀具耐用度T于V 、f、之间的关系；刀具耐用度的选择。Date6武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 4、工件材料的切削加工性v 重点讲述：v 相对切削加工性 ；v 常用金属材料的切削加工性分析以及改善 材料切削加工性的措施。v 5、切削用量的合理选择v 重点讲述：刀具几何参数和切削用量三要素 v、f、 的选择方法。Date7武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 三、 机械加工质量分析与控制v 1、机械加工精度和加工误差v重点讲述： 加工误差产生的原因： 由 于刀具与工件切削运动所产生
5、的几何轨 迹误差（原理性误差、机床误差、刀具 误差）； 由于工艺系统受力变形； 由于工艺系统热变形； v减少加工误差的主要措施；Date8武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 2、加工精度统计分析v 重点讲述： v 实验分布曲线（直方图）的绘制方法； v 正态分布曲线的特点；正态分布曲线的应用（工序精度、随机误差的大小、工艺能力系 数、废品率和合格率的计算、产生废品的原因 分析）v 简要介绍点图法。Date9武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 3、机械加工表面质量v重点讲述：v 影响表面粗糙度的因素 v 鳞刺产生的机理 v 加工表面产生残余应力的机理v 综合性地简述提高加工表面质
6、量的主要途径 。Date10武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 四、工艺规程设计 v 1、机械加工工艺路线的拟定v重点讲述：v 粗基准、精基准和定位基准的选择、加工阶 段的划分、工序的集中与分散、安排加工顺序 的准则 、工序图的画法 v典型箱体零件、轴类零件的一般机械加工工 艺过程；工艺过程拟定举例。v 难点：工艺过程拟定Date11武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v 2、工艺尺寸链的解算（重点、难点）v 重点讲解：v 工序尺寸、工艺尺寸链的组成（封闭环、组 成环、增环、减环）；v 工艺尺寸链的解算方法（工艺尺寸链图的画 法，工艺尺寸链的解算）v 计算例题。v 难点：工艺尺寸链
7、的解算v Date12武汉理工大学课程的主要教学内容和基本要求v3、零件的结构工艺性v 简要介绍改善零件的结构工艺性的原则及实例 。v4、装配工艺v重点讲解：v 装配的基本慨念、装配尺寸链的建立；v 装配方法的选择（介绍：完全互换装配法、 选择装配法、调整装配法和修配装配法） v 重点介绍完全互换装配法中的等公差法。 Date13武汉理工大学3 学习方法vv1 1、学习方式、学习方式 课堂讲授课堂讲授讲授重点、难点讲授重点、难点 自学自学课程内容课程内容2020自学，通过作业保证效果自学，通过作业保证效果 实践环节实践环节作业、练习、生产实习、课程设计作业、练习、生产实习、课程设计2 2、课程
8、特点与学习方法、课程特点与学习方法 综合性综合性注意联系和综合应用以往所学知识注意联系和综合应用以往所学知识 实践性实践性注意理论联系生产实际，重视实践性环节注意理论联系生产实际，重视实践性环节 灵活性灵活性掌握基本原理，活学活用掌握基本原理，活学活用Date14武汉理工大学学习方法v3、教材v教材：v机械制造技术基础 （普通高等教育“十五”国 家级规划教材、面向21世纪课程教材）（第三版 ） v 熊良山、严晓光、张福润 主编 华中科技大学出 版社 2006年1月第三版v 参考教材：v 机械制造技术基础 张世昌 主编 天津大学出 版社Date15武汉理工大学4 本课主要知识点介绍v第一章 诸
9、论（略）v第二章 制造工艺装备v21 金属切削刀具v本节考核知识点： v1、重要基本慨念v机床的切削运动 (主运动、进给运动和合成运动)以车削为例： 车削运动 工件的转动 刀具 的直线移动Date16武汉理工大学重要基本慨念v1Date17武汉理工大学重要基本慨念v 切削 速度和合 成切削速 度的方向Date18武汉理工大学重要基本慨念v金属切除率Date19武汉理工大学2、刀具角度的标注v 构成刀具切削刃的三面二刃一尖Date20武汉理工大学刀具标注角度坐标系刀具标注角度坐标系（主剖面坐标系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面 PoA1）基面 Pr ：通过切 削刃选定点与主运动 方向垂直的
10、平面。切削平面 Ps基面 Pr车刀主剖面坐标系2）切削平面 Ps：通 过切削刃选定点与主 切削刃相切且垂直于 基面Pr的平面。3）主剖面 Po：通过 切削刃选定点垂直于 基面Pr和切削平面 Ps 的平面。Date21武汉理工大学刀具角度的标注方法v刀具角度的标注方法：Date22武汉理工大学刀具角度标注举例：Date23武汉理工大学3、刀具工作角度的计算v 基本概念v 上述刀具标注角度参考系，在定义基面时，都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在假定 运动条件下确定的参考系。但刀具在实际使用 时，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不 能确切地反映切削加工的真实情形。只有用实 际切削运动方向或合成切
11、削运动方向ve来确定 参考系，才符合切削加工的实际。Date24武汉理工大学工作主剖面参考系工作主剖面参考系由三个参考平面：工作基面 、工作切削面 和工作主剖面 组成。 基本定义： 工作基面 ：它是与主切削刃上选定点的实际 切削速度方向或合成切削速度方向垂直的参考平 面； 工作切削平面 ：与主切削刃相切且与工作基 面垂直的参考平面； 工作主剖面 ：过主切削刃上选定点，且与 和 同时垂直的参考平面。Date25武汉理工大学工作角度的计算v 当进给速度 较大时，需计 算工作角度v 如：用切断刀 切断工件时；v当刀具安装 位置不正确时 需计算工作角 度，v 如：刀具装高 （或装低）时 ：Date26
12、武汉理工大学工作角度的计算根据计算简图可知：根据计算简图可知：Date27武汉理工大学v又如：用切槽刀在车床上镗削题图工件 孔的内槽（刀尖装低h)。 Date28武汉理工大学根据计算简图可知：根据计算简图可知：工作角度的计算Date29武汉理工大学4、常用硬质合金牌号、性能及用途v 钨钴类（YG类）常用牌号：YG3、YG3X、YG6、YG8;常用于铸铁、不锈钢、高温合金和有色金属工件材料的切 削加工。 钨钴钛类（YT类）常用牌号：YT5、YT15、YT30。常用于一般钢料的工件材料的切削加工 通用硬质合金（YW类）常用牌号：YW1、YW2适用于切削各种钢料、铸铁和高强度钢Date30武汉理工大
13、学23 机床夹具v1、六点定位原理用六个支承点分别限制工件的六个自由度从而使工件 在夹具中得到正确加工位置的方法称为六点定位原理2、各种定位元件所能限制的自由度3、 生产中的实际定位（重点、难点） 完全定位 部分定位重要慨念： 仅仅限制影响工件加工精度的自由度，且又少于 六点定位的定位方法称为部分定位。Date31武汉理工大学部分定位v 影响该加工表面加工精度的自由度也 称必须限制的自由度。v 换句话说, 必须限制的自由度如果不限 制的话，必将影响工件的加工精度而出 现废品工件，这是绝对不允许的。v 不影响工件加工精度的自由度允许不 被限制。v 过定位和欠定位都是错误定位。Date32武汉理工
14、大学本节节考核知识点：v1）必须限制的自由度分 析v举例：如右图所示，在球体 的中心加工一个不透孔，试 分析必须限制的自由度有哪 些？允许不限制的自由度又 有哪些？v 解：由于加工的孔必须位于 球的中心，孔还有深度要求 ，故：必须限制的自由为： v v（其余的三个自由度允许不 限制，它们并不影响孔的加 工精度。） Date33武汉理工大学本节节考核知识点：v2）定位原理分析举例 例一：如图所示为一长轴工件在双顶尖和三爪卡 盘上定位。 试分析此定位方案：写出各定位元件所限制的自 由度；属于何种性质的定位？如有不合理之处 ，提出改进意见。Date34武汉理工大学定位原理分析举例Date35武汉理工
15、大学定位原理分析举例v解：定位分析：v三爪卡盘限制工件四个自由度（三爪与工件的相 对夹持长度较长）：v左顶尖限制工件三个自由度：v右顶尖限制工件二个自由度：v分析可知，这属于过定位。v改进方案：去掉三爪定位，采用双顶尖定位。（ 部分定位）Date36武汉理工大学试分析下图所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔B，保证尺寸H； b）在套筒零件上加工B孔，要求与D孔垂直相交，且保证尺寸L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L； d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。习图2-4-1d）HZYBZXYXZc）HLZBYXZa）H HBBL（D）b）YXZDate37武汉理工大学Date38武汉理工大学4、工件在夹具中的夹紧v1）夹紧的作用保持工件在夹具中 由定位所获得的正确加工位置v2）定位和夹紧的重要慨念定位的作用是确定工件在夹具中相对 于刀具处于一个正确的加工位置；夹紧的作用是保证工件在加工过程中 始终保持由定位所确定的正确加工位置, 夹紧不能代替定位 。Date39武汉理工大学工件在夹具中的夹紧v3）合理确定夹紧力的三要素：力的大小 、力的方向和力的作用点D
