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1、主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工方法的基本原则，以及零件机械加工结构工艺性。主要讲解以下内容：第一章.切削加工的基础知识第二章.金属切削机床第三章.机械加工工艺过程第一章 切削加工的基础知识1、钳工与机械加工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。机械加工：采用不同的机床（如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等）对工件进行切削加工。2、零件表面质量的概念零件几何参数：宏观几何参数：包括尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数：指微观表面粗糙程度。2.1 加工精度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越
2、小，加工精度越高，它包括：a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度。c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。国家标准规定：常用的精度等级分为 20 级，分别用IT01、IT0、IT1、IT2IT18 表示。数字越大，精度越低。其中 IT5-IT13 常用。高 精 度：IT5、IT6 通常由磨削加工获得。中等精度：IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。低 精 度：IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻等加工方法获得。2.1.1 尺寸精度零件尺寸要素的误差大小。问：精度的高低与哪两个因素有关？基本尺寸和公差大小。2.1.
3、2 形状精度25 -0.0130 轴加工后可能产生的形状误差形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度；国家标准规定了六类形状公差（见下表）形状精度的标注：框格分为 2 格，箭头指向待表达的表面，数字表示允许误差的大小，单位为毫米。2.1.3 位置精度指零件的实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。圆圈中的英文字母表示基准，框格分 3 格，箭头指向待表达的表面。零件精度等级及其相应的加工方法2.2 表面粗糙度表面粗糙度：零件微观表面高低不平的程度。产生的原因：1）切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦；2）机床、刀具和工件在加工时的振动；3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹
4、；4）加工时零件表面发生塑性变形。表面粗糙度对零件质量的影响：零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要有以下几个方面：1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；2）表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造成表面腐蚀；4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而造成零件断裂。评定参数：常用的是轮廓算术平均偏差 Ra表面粗糙度符号的意义及应用2.3 常见加
5、工方法的 Ra 表面特征3 切削刀具刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即刀具材料和刀具的几何角度4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性：1）高硬度：HRC60 以上;2）高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；3）高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；4）良好的耐磨性；5）良好的工艺性和经济性；4.1.1 常用的刀具材料碳素工具钢：如 T7、T8、T9T13 等。适合于制造简单的手工工具，如锉刀、锯条等；合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如 9SiCr 等，适合于制造低速成型
6、刀具，如丝锥；高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V 等。适合于制造中速精加工刀具；硬质合金：成分由 WC、TiC 和 Co 组成，采用烧结方法获得常用的硬质合金有：钨钴钛类（牌号 YT）硬质合金：适合于加工钢等塑性材料，其代号有 YT5、YT15、YT30 等，粗加工用 YT5, 精加工用 YT30;钨钴类（牌号 YG）硬质合金：适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有 YG3、YG6、YG8 等，粗加工用YG8，精加工用 YG3。4.1.2 其它刀具材料陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种： Al2O3 基陶瓷和Si3N4 基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有
7、很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。金刚石：它分三种（1） 天然单晶金刚石刀具（2） 整体人造聚晶金刚石刀具（3）金刚石复合刀片立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成 4.2 刀具角度的合理选择问题原则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利。粗加工：前角、后角均小，强度高精加工：前角、后角均大，刀具锋利主偏角：车台阶轴：取 90 度；既车外圆又车端面，取 45 度副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：5-15 度刃倾角：粗加工常取负值，精加
8、工取正值第二章金属切削机床1、机床的类型金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为“工作母机” ，习惯上称机床。按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等 12 大类；按精度分类：分为普通精度、精密和高精度三种；按重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。机床的型号：如：C6136 表示2、机床的基本结构1）主传动部件： 用来实现机床主运动；2）进给传动部件：主要用来实现机床进给运动； 3）工件安装装置：用来安装工件； 4）刀具安装装置 ：用来安装刀具； 5）支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机床的基础构件；6）机床动力部件：为机床提供动力。3、机床的传动机
9、床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形势，最常见的是机械传动和液压传动。机械传动包括皮带传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动、齿轮齿条传动和丝杆螺母传动3.1 皮带传动皮带传动是靠胶带与带轮之间的磨擦作用，将主动皮带轮的转动传递到另一个被动皮带轮上去的。皮带传动的优点是传动平稳、轴间距较大，结构简单、制造维修方便，过载时皮带打滑。不易引起机器损坏；其缺点是不能保证精确的传动比，且磨擦损失大，传动效率较低。如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动，其传动比为：i = ( d1 / d2) = (n2 / n1) 式中： d1 主动皮带轮的直径；d2 被动皮带轮的直径；n1 主动皮带轮的转速 n2 被动皮带轮的转
10、速； 滑动系数，约为 0.983.2 齿轮传动齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式，这种传动方式种类多，如直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿轮传动等，最常见的是直齿圆柱齿轮。 设 ：z1 和 n1 分别为主动轮的齿数和转速； z2 和 n2分别为被动轮的齿数和转速；传动比 i = ( z1 / z2) = (n2 / n1) 3.3 涡轮、蜗杆传动采用这种方式，只能由蜗杆带动蜗轮传动，其传动的优点是：可获得较大的降速比，传动平稳、噪音小，结构紧凑。其缺点是传动效率低，并需要良好的润滑条件3.4 齿轮、齿条传动齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动（当齿轮为主动轮时） ，也可将直线运动转变为旋
11、转运动（当齿条为主动件时） ，在实际运用中，以前者居多。齿轮齿条传动的效率很高，但制造精度不高时，传动的平稳性和准确性较差。3.5 丝杆、螺母传动丝杆、螺母传动可使旋转运动变成直线运动，例如在车床上车螺纹时，丝杆旋转，合上开合螺母后，刀架便作纵向运动。其传动的优点是工作平稳，无噪音，其缺点是传动效率较低。4、机床的变速机构在一般的通用机床上通过变速机构实现接近理想值的切削速度。变换机床转速的主要装置是机床的齿轮箱，齿轮箱变速机构的形式多样，最常见的为滑动齿轮变速机构和离合器式齿轮变速机构4.1 滑动齿轮变速机构带长键的从动轴上装有滑动齿轮 z2, z4, z6 , 通过手柄上的拨叉可使它们分别
12、与固定在主动轴上的齿轮z1, z3, z5 相啮合，其传动比i 1= z1 / z2；i 2= z3 / z4；i 3= z5 / z6 轴的转速分别为：n2= i 1n1 或 n2= i 2n1 或 n2= i 3n1（式中 n1 为轴的转速, n2 为轴的转速）4.2 离合器式齿轮变速机构从动轴两端空套有齿轮 z2 和 z4，它们分别与固定在主动轴上的齿轮 z1 和 z3 啮合。轴中部带有键 3，并装有压嵌式离合器 4。当手柄左移或右移离合器时，离合器的爪 1 与齿轮 z2 啮合或爪 2 与齿轮 z4 啮合，这样轴可得到两种不同的转速，其传动比是： i1= z1 / z2；i 2= z3
13、/ z45 车床的基本结构5.1 车床的主传动5.2 车削的加工范围车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。5.3 车削的工艺特点1）粗加工：经济精度可达到 IT10，表面粗糙度在 25-12.5 之间; 精加工：经济精度可达 IT7 左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6 之间。2）易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。3）刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率。4）应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面
14、，均可以用车削方法达到要求。5）可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）6 铣削加工6.1 立式铣床的基本结构6.2 铣削的主要加工范围6.3 逆铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反顺铣：铣刀旋向与进给方向一致6.4 铣削的工艺特点1）铣削加工的精度可达 IT10-IT7，表面粗糙度可达6.3-1.6 左右2）生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。3）容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。4）刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过
15、程的不切削时间内，刀具可以得到一定的冷却。5）与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产。7 刨（插）削加工刨床主要有牛头刨床和龙门刨床两种龙门刨床:工作台往复运动，横梁上的刀架可以水平或垂直运动龙门刨床主要用于加工大型零件。牛头刨床:刨刀的直线往复运动是主运动，工件在刨刀返回行程将结束时作横向进给运动。牛头刨床主要用于加工中小型零件7.1 刨削加工的范围7.2 插削主要加工范围7.3 刨削加工的特点1）加工精度通常为：精刨：IT7-IT10，粗糙度 Ra 为6.3-1.6 之间。2）通用性好，刨床简单、价格低、调整和操作简便，刨刀形状简单，制造、刃磨方便。3）生产率一般比较低，主运动为往复直线运
16、动，返回行程不参加切削。4）适用于单件小批生产。8 钻削加工钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。如图：工件直径12mm 的孔一般使用台式钻床加工，孔径50mm 的中小型零件在立式钻床上加工，大型工件上的孔在摇臂钻床上加工。钻夹头是钻孔的常用夹具，一般用于孔径较小( 12mm)的工件，大直径的零件用锥度套筒装入钻轴。对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。钻削加工的范围8.1 扩孔用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高精度的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花钻相似，但切削刃有 34 个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所以扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度 Ra 值
