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1、机械制造技术基础机械制造技术基础参考教材：参考教材：n机械制造技术基础，贾振元、王福吉主编，科机械制造技术基础，贾振元、王福吉主编，科学出版社，学出版社，2011n机械制造技术基础（第机械制造技术基础（第3版），卢秉恒主编，版），卢秉恒主编，机械工业出版社，机械工业出版社，2009n金属切削原理（第金属切削原理（第2版），陈日曜主编，机械版），陈日曜主编，机械工业出版社，工业出版社，2009绪绪 论论n制造业与制造技术制造业与制造技术n零件与机器零件与机器n单工序与制造系统单工序与制造系统n本课程的内容与学习方法本课程的内容与学习方法零件的成形原理零件的成形原理1 1、质量变化、质量变化m m
2、0 0的制造过程的制造过程n去除成形：切削加工、磨削加工、电加工、去除成形：切削加工、磨削加工、电加工、三束加工等。三束加工等。n切削加工切削加工通过刀具和工件之间的相对运动及力的作用通过刀具和工件之间的相对运动及力的作用实现。实现。切削过程中有力、热、变形、振动、磨损等切削过程中有力、热、变形、振动、磨损等现象发生。现象发生。这些运动和现象的综合决定了零件最终获得这些运动和现象的综合决定了零件最终获得的几何形状及表面质量。的几何形状及表面质量。2 2、质量变化、质量变化m m0 0的制造过程的制造过程n受迫成形：受迫成形：铸造、压力加工、模具成形等。铸造、压力加工、模具成形等。n模具成形模具
3、成形现代工业产品的现代工业产品的6090需要使用模具加需要使用模具加工。工。模具成形制品适合于大批量生产。模具成形制品适合于大批量生产。模具制造一般是单件或小批量生产。模具制造一般是单件或小批量生产。3 3、质量变化、质量变化m m0 0的制造过程的制造过程n堆积成形：焊接、涂覆、快速成形、堆积成形：焊接、涂覆、快速成形、3D3D打印等。打印等。n快速成形快速成形零件是通过材料逐渐累加成形，可以成形任意零件是通过材料逐渐累加成形，可以成形任意复杂形状的零件，而无需刀具、夹具等生产准复杂形状的零件，而无需刀具、夹具等生产准备活动。备活动。快速原型技术（快速原型技术（RPRP）基于基于RPRP的快
4、速模具制造技术的快速模具制造技术3D3D打印打印第第1 1章章 机械加工方法与切削机床机械加工方法与切削机床学习目的与要求：学习目的与要求：（1 1）熟悉传统加工方法的加工范围。）熟悉传统加工方法的加工范围。（2 2）熟悉主要加工机床的类型、结构及其加工）熟悉主要加工机床的类型、结构及其加工工艺特点。工艺特点。（3 3）了解各种刀具的结构和用途。）了解各种刀具的结构和用途。（4 4）了解机床的分类和型号编制方法。）了解机床的分类和型号编制方法。（5 5）熟悉机床的传动方法和传动链。）熟悉机床的传动方法和传动链。（6 6）了解特种加工与常规切削加工的区别。）了解特种加工与常规切削加工的区别。（7
5、 7）了解特种加工的原理、特点和应用范围。）了解特种加工的原理、特点和应用范围。机械加工机械加工通过机床利用工具去除毛坯上多余通过机床利用工具去除毛坯上多余的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质量。量。也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运动去除材料形成工件表面。动去除材料形成工件表面。n主（切削）运动：施加力的作用去除材料。主（切削）运动：施加力的作用去除材料。n进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表面。面。机械加工方法机械加工方法运动关系和工具形式运动关系和工具
6、形式1.1 1.1 传统切削加工方法与切削机床传统切削加工方法与切削机床 1.1.1 1.1.1 车削与车床车削与车床 1 1、车削加工、车削加工n最基本的机械加工方法。最基本的机械加工方法。n以工件旋转作为主运动，通过刀具对工件实现以工件旋转作为主运动，通过刀具对工件实现不同的进给运动，获得不同的工件形状。不同的进给运动，获得不同的工件形状。n主要形成回转表面，也可以加工平面。主要形成回转表面，也可以加工平面。 刀具沿平行于工件旋转轴线进给运动，形成内、刀具沿平行于工件旋转轴线进给运动，形成内、外圆柱面。外圆柱面。刀具沿与轴线相交的斜线进给运动，形成内、刀具沿与轴线相交的斜线进给运动，形成内
7、、外圆锥面。外圆锥面。刀具沿一条曲线进给运动，形成特定的旋转曲刀具沿一条曲线进给运动，形成特定的旋转曲面。面。车削还可以加工螺纹面、端平面、偏心轴等。车削还可以加工螺纹面、端平面、偏心轴等。n工艺特点工艺特点适用范围广泛。适用范围广泛。容易保证被加工零件各表面的位置精度。容易保证被加工零件各表面的位置精度。可用于有色金属零件的精加工。可用于有色金属零件的精加工。切削过程比较平稳（切削力稳定、惯性小、冲切削过程比较平稳（切削力稳定、惯性小、冲击小）。击小）。生产成本较低。生产成本较低。加工的万能性好。加工的万能性好。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通车削：普通车削：IT8IT8IT7
8、IT7，m(4m(46)6)。精密车削：精密车削：IT6IT6IT5IT5，m(8m(810)10)。超精密车削：超精密车削：m(11m(11以上以上) )。2、车床、车床卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动车床，仿形车床，数控车床等。车床，仿形车床，数控车床等。卧式车床：中小型零件加工。卧式车床：中小型零件加工。立式车床：大型或重型零件加工。立式车床：大型或重型零件加工。转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不能加工螺纹。能加工螺纹。图图1.2 CA6140普通型卧式车床普通型卧式车床1、11-床腿；床腿
9、；2-进给箱；进给箱；3-主轴箱；主轴箱；4-床鞍；床鞍；5-中滑板；中滑板；6-刀架；刀架；7-回转盘回转盘8-小滑板；小滑板；9-尾座；尾座；10-床身；床身；12-光杠；光杠；13-丝杠；丝杠；14-溜板箱溜板箱图图1.4 1.4 普通转塔车床及加工零件普通转塔车床及加工零件1-1-主轴箱主轴箱 2-2-前刀架前刀架 3-3-床身床身 4-4-前刀架溜板箱前刀架溜板箱 5-5-转塔刀架转塔刀架1.1.2 1.1.2 铣削与铣床铣削与铣床1 1、铣削加工、铣削加工n以刀具的旋转作为主运动，工件通过装夹在以刀具的旋转作为主运动，工件通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。机床的工作台上完成进给
10、运动。普通铣削一般加工平面、沟槽面等。普通铣削一般加工平面、沟槽面等。采用成形铣刀可以加工特定的曲面，如铣削采用成形铣刀可以加工特定的曲面，如铣削齿轮等。齿轮等。数控铣床通过控制几个轴按一定关系联动，数控铣床通过控制几个轴按一定关系联动，采用球头铣刀，可以加工复杂曲面，如模具采用球头铣刀，可以加工复杂曲面，如模具型腔、叶轮叶片等。型腔、叶轮叶片等。n铣削方式铣削方式按照完成切削的铣刀刀刃区分：按照完成切削的铣刀刀刃区分：周铣：由铣刀的外圆面刀刃完成加工表面。周铣：由铣刀的外圆面刀刃完成加工表面。端铣：由铣刀的端面刀刃完成加工表面。端铣：由铣刀的端面刀刃完成加工表面。加工特点：加工特点：端铣：加
11、工质量好，多用于大平面铣削。端铣：加工质量好，多用于大平面铣削。周铣：适应性强，多用于小平面、沟槽和成形周铣：适应性强，多用于小平面、沟槽和成形面铣削。面铣削。按照铣削（周铣）时主运动速度方向与工件进给按照铣削（周铣）时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反区分：方向的相同或相反区分：顺铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动顺铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动方向相同。方向相同。缺点：切削力容易使工件和工作台一起向前窜动，缺点：切削力容易使工件和工作台一起向前窜动，进给量突然增大引起打滑；铣削有硬皮的铸件进给量突然增大引起打滑；铣削有硬皮的铸件和锻件时，首先接触工件外皮，加剧刀具的磨和锻
12、件时，首先接触工件外皮，加剧刀具的磨损。损。逆铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动逆铣：铣削的主运动速度方向与工件进给运动方向相反。方向相反。缺点：切削厚度从零逐渐开始增大，切削之初存缺点：切削厚度从零逐渐开始增大，切削之初存在切削刃在加工表面的挤压滑行过程，加剧刀在切削刃在加工表面的挤压滑行过程，加剧刀具的磨损；逆铣将工件上抬，易引起振动。具的磨损；逆铣将工件上抬，易引起振动。生产中多采用逆铣。生产中多采用逆铣。n工艺特点工艺特点多刃切削，生产率较高。多刃切削，生产率较高。断续切削，散热条件较好。断续切削，散热条件较好。应用范围广泛。应用范围广泛。铣刀刀齿的切入切出形成冲击，切削过程容易铣
13、刀刀齿的切入切出形成冲击，切削过程容易产生振动，限制表面质量的提高。产生振动，限制表面质量的提高。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通铣削：普通铣削：IT8IT7，m(46)。高速铣削：高速铣削：IT6以上，以上， m(78)以上。以上。2、铣床、铣床升降台式铣床，床身式铣床，龙门铣床，工具铣升降台式铣床，床身式铣床，龙门铣床，工具铣床，仿形铣床，数控铣床等。床，仿形铣床，数控铣床等。升降台式铣床：工作台升降，单件小批量中小升降台式铣床：工作台升降，单件小批量中小型零件加工。型零件加工。床身式铣床：刀具升降，大批量中等尺寸零件床身式铣床：刀具升降，大批量中等尺寸零件加工。加工。龙门铣
14、床：大型零件加工。龙门铣床：大型零件加工。图图1.10 立式升降台铣床立式升降台铣床1-立铣头立铣头 2-主轴主轴 3-工作台工作台 4-床鞍床鞍 5-升降台升降台图图1.8 卧式升降台铣床卧式升降台铣床1-床身床身 2-悬臂悬臂 3-铣刀心轴铣刀心轴 4-挂架挂架 5-工作台工作台 6-床鞍床鞍 7-升降台升降台 8-底座底座图图1.11 双轴圆形工作台铣床双轴圆形工作台铣床1-主轴主轴 2-立柱立柱 3-圆工作台圆工作台 4-滑座滑座 5-底座底座图图1.9 万能升降台铣床万能升降台铣床 图图1.12 龙门铣床龙门铣床1-床身床身 2、8-卧铣头卧铣头 3、6-立铣头立铣头 4-立柱立柱
15、5-横梁横梁 7-控制器控制器 9-工作台工作台1.1.3 1.1.3 刨削与刨床刨削与刨床1 1、刨削、刨削n刀具的往复直线运动作为主运动，垂直于主刀具的往复直线运动作为主运动，垂直于主切削运动方向的刀具与工件之间的相对移动切削运动方向的刀具与工件之间的相对移动为进给运动。为进给运动。n工艺特点工艺特点机床与刀具简单，加工成本低。加工精度低，生机床与刀具简单，加工成本低。加工精度低，生产率低。产率低。n加工精度和表面粗糙度加工精度和表面粗糙度普通刨削：普通刨削：IT8IT7，m(46)。精密刨削：平面度，精密刨削：平面度，m(78)。2、刨床、刨床牛头牛头刨床刨床：中小型工件的单件生产。：中
16、小型工件的单件生产。龙门龙门刨床刨床：加工大型工件。：加工大型工件。插床：可以看成立式的牛头刨床，可以加工工插床：可以看成立式的牛头刨床，可以加工工件的内表面如键槽、花键槽、多边形孔等，还件的内表面如键槽、花键槽、多边形孔等，还可加工渐开线齿轮齿面。可加工渐开线齿轮齿面。图图1.16 插床插床图图1.15 牛头刨床牛头刨床图图1.14 龙门刨床龙门刨床1.1.4 1.1.4 钻削与钻床钻削与钻床1 1、钻削加工、钻削加工钻削是最常用的孔加工方法，钻头的旋转运动为钻削是最常用的孔加工方法，钻头的旋转运动为主运动，钻头的轴向运动为进给运动。主运动，钻头的轴向运动为进给运动。单件小批量生产单件小批量生产中小型零件中小型零件DD13,13,台式钻床加工。台式钻床加工。中小型零件中小型零件1313DD50,50,立式钻床加工。立式钻床加工。大型零件，摇臂钻床加工。大型零件，摇臂钻床加工。大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机床加工。床加工。精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后常常采用扩孔（扩孔钻头）和铰孔（铰刀）常常采
