机械制造基础教案

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1、教学方案：理论 56 学时实训 8 学时总计 64 学时第一章：机械制造技术概论 4 学时教学重点：机械加工工艺过程及其组成第二章：金属切削的根本知识 20 学时2.1 工件 1 学时2.2 工件的基准与定位 2 学时2.3 金属切削刀具4 学时课实训一：刀具角度刃磨及测量 4 学时2.4 金属切削机床2 学时2.5 金属切削过程中的根本规律 4 学时2.6 金属切削过程根本规律的应用 3学时教学重点：刀具相关知识以及金属切削规律第三章：机械加工方法与装备 10 学时课实训 参观工厂 2 学时3.1 车削加工2 学时3.2 铣削加工2学时3.3 钻削、铰削与镗削加工 2 学时3.4 磨削加工1

2、 学时3.5 齿形加工1 学时教学重点：各种加工方法的用途以及方法第四章：机械加工工艺规程设计 12 学时4.1 制订机械加工工艺规程的步骤和方法 2学时4.2 零件图的审查 1 学时4.3 毛坯确实定 1 学时4.4 定位基准的选择2 学时4.5 工艺路线的拟订2 学时4.6 确定加工余量 1 学时4.7 工序尺寸及其公差确实定1 学时4.8 工艺过程经济分析 1 学时4.9 计算机辅助工艺规程设计1 学时教学重点：工艺路线的拟定第五章 典型零件的加工 6 学时5.1 轴类零件的加工 2 学时5.2 盘、套类零件工艺设计 1 学时5.3 箱体零件加工工艺 1 学时课实训 简单零件的工艺规程设

3、计 2 学时教学重点：加工路线的设计第 6 章 机床夹具及其设计方法 4 学时6.1 机床夹具概述 0.5学时6.2 车床夹具0.5学时6.3 铣床夹具0.5学时6.4 钻床夹具0.5学时6.5 镗床夹具0.5学时6.6 专用夹具设计方法 0.5学时6.7 专用夹具设计实例0.5学时6.8 组合夹具简介0.5学时教学重点：各种夹具的设计特点第七章：机械加工质量分析与控制6学时7.1 机械加工质量概述0.5学时7.2 工艺系统的几何误差对加工精度的影响1学时7.3 工艺系统受力变形对加工精度的影响1学时7.4 工艺系统热变形对加工精度的影响0.5学时7.5 工艺剩余应力对加工精度的影响0.5学时

4、7.6 加工误差统计分析法0.5学时7.7 保证加工精度的工艺措施1学时7.8 机械加工外表质量的影响因素及其控制1学时教学重点：如何保证加工精度第八章机械装配工艺根底2学时8.1概述0.5学时8.2保证装配精度的工艺方法1学时8.3装配工艺规程的制定 0.5学时教学重点：如何保证装配精度课程名称机械制造技术根底课程类型学科根底课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58未含实验6本章学时2章节名称第1章诸论目的与要求了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用了解我国机械制造业面临的机遇 和挑战了解本课程的主要容、学习目的及要求教学容1、制造与制造系统2、机械制造工业在国民经济中的地位与作用3、

5、我国机械制造业面临的机遇和挑战4、本课程的主要容和先进制造技术5、学习目的及要求6、学习方法重点与难点本章重点：了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用、我国机械制造业面 临的机遇和挑战和本课程的主要学习容，端正学习态度。教学手段理论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合。课后记了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用以及我国机械制造业面临的机遇 和挑战，端正学习态度，对学好本门课程非常有好处。课后习题第1章机械制造技术概论教学目标：通过本章学习，使学生对机械制造有一个整体概念，掌握机械加工工艺过程的其本知识.教学重点：机械加工工艺过程及其组成教学又t点：机械加工工艺过程及

6、其组成教学方法：讲授法教学时数：4学时教学容：1.1 制造与制造技术1.1.1 制造业的产生和开展制造业是将可用资源与能源通过制造过程转化为可供人们使用或利用的工业品或生活消费品。1.1.2 制造系统1 .制造系统的定义和涵制造系统的根本定义一一制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置以及有关的软件，再加上制造理论、制造技术制造工艺和方法和制造信息等就组成了具有特定功能的有机整体。一机械加工系统是一个典型的制造系统。2 .制造系统的构成及功能3.制造系统的物料流、信息流和能量流1.1.3制造过程1、生产过程根据产品设计信息将制造资源原材料、劳动力、能源转化为有形产品

7、或财富的过程一一生产过程2.生产系统1.1.4制造技术制造技术一一以制造一定质量的产品为目标，研究如何以最少的消耗、最低的本钱和最高的效率进-word.zl-展产品制造的综合性技术，是完成的，制造活动所施行的一切手段的总和。广义理解制造技术， 狭义理解制造技术。1.2机械制程过程概述1.2.1 概述导入机械产品的制造是一个包含产品开发、设计、生产、检验、经营和售后效劳等多个环节和 过程的系统工程。其中的核心是产品的生产制造，它是将产品设计的信息转化为产品的关键，直接影响产品质量。工艺过程一一在制造过程中，零件毛坯的制造、零件的加工、产品的装配等直接改变原材料毛坯 的形状、尺寸、相对位置和性能的

8、过程。122M械零件制造工艺方法与分类根据工件加工后，在质量上有无变化及变化方向增加或减少可将制造工艺方法分为：1变形加工法 m=0常用的变形加工法有：铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形等。2去除加工法（m01.2.3机械加工工艺过程及其组成1 .工艺过程的概念工艺过程一一但凡直接改变生产对象的形状、尺寸、外表质量、物理机械性能以及决定零件相互位置关系等，使其成为成品或半成品的过程。包括：零件加工工艺过程和装配工艺过程 工艺规程：把合理的工艺过程以技术文件的形式规定下来，作为指导生产的依据，即工艺规程。2、工艺过程及其组成每个零件的机械加工工艺过程都是由假设干个根本单元组成，该组成单元称作工

9、序。 每一工序又分假设干步骤即工步、安装、工位和走刀。1工序 指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一局部工艺过程。工作地、工人、工件与连续作业构成了工序的四个要素，假设其中任一要素发生变更，那么构成了另一道工序。一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件的构造复杂程度、加工精度要求及生产类型所决定的，如图2-1所示的阶梯轴。其余耕倒角1X45。2安装工件每经一次装夹后所完成的那局部工序称为安装。如第2、3及5工序中，须经过两次安装才能完成其工序的全部容。3工位 当采用多工位夹具或多轴多工位机床时，使工件在一次安装中先后经过假设干个不同位置顺次进展

10、加工。那么工件在机床上占据每一个位置所完成的那局部工序称为工位。如果一个工序只有一次安装，该安装又只有一个工位，那么工序容就是安装容，同时也是工位容。4工步在工件被加工外表或装配时的连接外表、加工或装配工具和切削用量都不变的情况下，所连续完成的那一局部工序容。在一个工步，假设有几把刀具同时加工几个不同外表，称此工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。5走刀每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。1.2.4 机械装配工艺过程机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂

11、装与包装等工作。1.2.5 机械制造生产类型及其工艺特点1.生产纲领企业根据市场要求和自身能力决定生产方案。在方案期应当生产的产品数量称为生产纲领。方案期通常为一年，零件的年生产纲领N按下式计算：N = Q n1+廿3式中Q-产品年产量件/年；n-每台产品中该零件数量件 /台；生备品率%；伊废品率%。2.生产类型生产类型一一是指企业或车间生产专业化程度的分类。主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，生产类型一般可分成：单件小批 量生产、中批量生产和大批大量生产。本次课总结：本次课主要讲述了机械制造的定义以及工艺规程的特点，同学们重点掌握什么是工序、工步、安装、工位和走刀。课程

12、名称机械制造技术根底课程类型学科根底课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58未含实验6本章学时10章节名称第3章切削过程及控制目的与要求了解和掌握金属切削变形的根本规律掌握切削力的计算方法 了解刀具磨损的机理、合理选择刀具耐用度掌握合理选择刀具几何参数与切削用量的方法教学容1、金属切削变形过程2、切削力的计算 3、刀具磨损和刀具耐用度4、工件材料的切削加工性 5、切削液的合理选用6、刀具的几何参数与切削用量的合理选择7、磨削过程及磨削机理重点与难点本章重点：金属切削变形的根本规律及应用金属切削变形过程、切削力的计算、刀具耐用度的合理选择、改善工件材料的切削加工性和切削用量的合 理选择难点：

13、金属切削变形的根本规律的分析和应用教学手段理论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合。课后记研究、掌握并能灵活应用金属切削根本理论，对有效控制切削过程、保证加工精度和外表质量， 提高切削效率、 降低生产本钱，合理改良、设计刀具几 何参数，减轻工人的劳动强度等有重要的指导意义。课后习题思考题三与习题三第二章金属切削的根本知识教学目标：通过本节学习，使学生对基准与定位有一个充分的理解，掌握基准的概念和分类，理解定位的 原理和方法，学会运用所学知识进展不同情况的工件定位分析。教学重点：六点定位原理、定位情况分析教学难点：六点定位原理、定位情况分析教学方法：讲授法多媒体教学法教学时

14、数：3教学容：2.1 工件2.2 工件的基准与定位2.2.1 基准的概念与分类1 .基准工件是个几何形体，它由一些几何元素如点、线、面所构成。工件上任何一个点、线、面的位 置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系如尺寸距离、平行度、垂直度、同轴度等来确定。 将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。2 .基准的分类按照其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。1设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准。2工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准1工序基准工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的

15、外表加工后位置尺寸和位置关系的基准。工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题：尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要 求。所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。2定位基准定位基准是加工中用作定位的基准。定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加基准。粗基准 使用未经机械加工的外表作定位基准，称为粗基准。精基准 使用已经机械加工的外表作定位基准，称为精基准。附加基准仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为附加基准。例如，轴类零件常用的顶尖孔，某些箱体零件加工所用的工艺孔，支架类 零件用到的工艺凸台等

16、都属于附加基准。3测量基准零件测量时所采用的基准，称为测量基准。4装配基准装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。装配基准一般与零件的主要设计基准相一致。3 .基准分析1基准是客观存在的。2基准要确切3基准均有方向性4基准不仅涉及尺寸关系还涉及外表间的位置关系。2.2.2 工件的定位1 .工件定位的根本原理1定位基准的根本概念2自由度的概念1 3六点定位原理一一用合理布置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定的定位 原理。4工件定位中的几种情况1）完全定位工件的6个自由度被合理布置的 6个支承钉完全限制了的定位称为完全定位。2）不完全定位

17、工件被限制的自由度少于 6个，但能满足加工要求的定位，称为不完全定位。3）过定位两个或两个以上的定位支承点重复限制同一个自由度的现象，称为过定位超定位或重复定位4）欠定位根据工件技术要求应该限制和自由度没有被完全制的定位，称为欠定位。欠定位是不允许出现的，因为其不能保证工件的加工要求。3 .常用定位元件及其选用工件的定位是通过工件上的定位外表与夹具上的定位元件的配合或接触而实现的。1对定位元件的要求：1足够的精度 2足够的强度和刚度3良好的耐磨性 4良好的工艺性 5便于去除切屑3常用定位元件的选用1工件以平面定位常用定位元件机械加工中，以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式，如箱体、

18、机座、支架、圆盘、板状类零件。1、主要支承一一限制工件的自由度、起定位作用的支承。1固定支承主要有支承钉和支承板两种支承钉：平头支承钉：用于支承精基准面球头支承钉：用于支承粗基准面网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的外表定位支承板：平面型支承板：侧面和顶面定位带斜槽型支承板：适于作底面定位准面2可调支承一一用于在工件过程中，支承钉高度需要调整的场合。3自位支承浮动支承一一在工件定位过程中能自动调整位置的支承。其作用相当于一个固定 支承，限制一个自由度，适应于工件以毛坯定位或刚性缺乏的场合。2、辅助支承辅助支承不作定位元件， 不限制自由度，只用以增加工件在加工过程中的刚度和稳定

19、性。2工件以圆孔定位时的定位元件1定位销2心轴主要用于在车、铳、磨、齿轮加工等机床上加工套筒或盘类零件。过盈配合心轴，限制工件四个自由度；制造简单，定心精度高，无需另设夹紧装置，但装卸工件不 便，且易损伤工件定位孔。间隙配合心轴，限制工件五个自由度心轴外圆局部限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度；装卸工件方便，但定心精度不高，为了减小工件因间隙造成的倾斜，常以孔的端面联合定位。小锥锥度心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触外表的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。心轴在机床上的装夹方式有：两顶尖装夹、一夹一顶、莫氏锥柄装夹。3工件以外圆柱面定位时的定

20、位元件1V型块 V形块定位，工件的定位基准始终在 V形块两定位面的对称中心平面， 对中性能 好。一个短V形块限制两个自由度；两个短 V形块组合或一个长 V形块限制四个自由度；浮动式 V形 块只限制一个自由度。2定位套为了限制工件的轴向自由度， 常与端面联合定位。当工件端面作为主要定位基准时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。定位套构造简单，容易制造，但定位精度不高， 只适用于精定位基面。3半圆套主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。4 .定位误差分析计算在加工零件时必须根据工件的加工技术要求，限制工件的自由度，也即定位。但仅仅做到这一点还不够。 还要分析定位精度够不够， 这

21、需要通过工件的定位误差计算来判断。 如果工件定位误差不大于工件加工精度中规定的公差值的 1/3 1/5 。一般认为该定位方案能满足本工序加工精度的要求。 1 定位误差的概念所谓定位误差，是指工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的， 即被加工外表的位置相对于定位基准是不变的， 所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。定位误差的组成来源：1 基准不重合误差由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以 B表示。2基准位移误差一一定位基准相对于其理想位置白最大变动量

22、称为基准位移误差。用Y表示定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。(2)定位误差的计算公式：一般情况下， 定位误差由基准不重合误差和基准位误差。 但不是在任何情况下两种误差都存在。 当工序基准和定位基准重合时B=0 ,当定位基准无变动时， 丫=0。定位误差可表示为：=BAYA:当 Bw。 丫:。时，D = 4B当 48=0 4Yw。时， = B:当 Bw。4Yw。时，且工序基准不在定位基面上时， D = 4B + YC:当 Bw。Yw。时，且工序基准在定位基面上时 D = B土,假设基准位移和基准不重合引起的加工尺寸变化方向一样

23、时，取 + 号，反之取“号。 3 几种典型外表的定位误差计算1)工件以平面定位时的定位误差计算通常认为Y =。，只计算 B即可。2) 工件以孔在心轴或圆柱销上定位时的定位误差计算。3工件以外圆柱面定位时定位误差的计算2.2.3 工件的夹紧1.夹紧装置的组成和根本要求 1 夹紧装置的组成 工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有： 1动力装置：产生夹紧动力的装置。2夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。3中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。在有些夹具中，夹紧元件往往就是中间传力机构的一局部，难以区分，统称为夹紧机构。 2 对夹紧装置的要求1 夹紧过程可

24、靠。应保证夹紧不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2夹紧力要适当。既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件外表或使工件产生过大的夹紧变形。3构造工艺性好。构造应尽量简单，便于制造，便于维修。4 使用性好。操作平安、省力。2.夹紧力确实定 夹紧力确实定就是确定夹紧力的大小、方向和作用点。作用点的选择 1夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件形成的支承面。 2 夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位。 3夹紧力作用点应尽量靠近加工外表，使夹紧稳固可靠。作用方向的选择 1夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基面。 2夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致， 以减小

25、工件的夹紧变形。 3 夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。夹紧力的估算2.2.4 典型夹紧机构1 斜楔夹紧机构2螺旋夹紧机构3偏心夹紧机构4定心夹紧机构5 铰链夹紧机构6 联动夹紧机构在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电磁驱动，真空吸附等多种形式。1 气动夹紧装置气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。 常用的气缸构造有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、 摆动式和回转式三种， 按工作 方式分类有单向作用和双向作用两种，最多的是双作

26、用固定式气缸。2 液压夹紧装置液压夹紧装置的构造和工作原理根本与气动夹紧装置一样， 所不同的是它所用的工作介质是压力油。与气压夹紧装置相比，液压夹紧具有以下优点：传动力大，夹具构造相比照拟小；油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳Z噪声小。它的缺乏之处是需设置专门的液压系统，应用围受限制。本次课总结： 本次课主要讲述了基准分为设计基准和工艺基准两大类。 六点定位原理用合理布置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定的定位原理。定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量， 定位误差的计算夹紧力确实定就是确 定夹紧力的大小、方向和作用点，典型夹紧机构等问题。作业：1.基准分

27、为那些种类？2.常见的定位方式有哪些？3.定位误差有哪些方面？ 4 夹紧力的大小、方向、作用点如何确定？ 5 加紧机构有那些种？第二章金属切削的根本知识教学目标： 了解刀具的种类、 几何构造参数以及刀具材料的种类性能， 掌握刀具的角度和刀具材料的选 用。教学重点：刀具的角度和刀具材料的选用教学难点：刀具的角度和刀具材料的选用教学方法：演示法，多媒体教学法教学时数：4教学容：2.3 金属切削刀具2.3.1 刀具的类型金属切削刀具是机械加工工艺系统的重要组成局部， 它直接参与切削过程。 根据用途和加工方法的不同，刀具主要分为如下类型：1 .切刀类：如车刀、铣刀、刨刀、插刀、镗刀、拉刀、滚刀、成形刀

28、。2 .孔加工用刀具：如麻花钻、扩孔钻、锪钻 、深孔钻、绞刀、镗刀。3 .螺纹刀具：如丝锥、板牙、螺纹车刀、螺纹梳刀。4 .齿轮刀具：如齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀。5 .磨具类：如砂轮、砂带、抛光轮。6 .特种加工刀具：如水刀。2.3.2 刀具的构造及几何参数1 .刀具切削局部的组成 刀具切削局部的构造要素如下图，其定义如下：(1)前刀面切屑流过的外表，以 Ay表示。(2)主后刀面与工件上过渡外表相对的外表，以A a表示。(3)副后刀面与工件上已加工外表相对的外表，以 Aa表示。(4)主切削刃前刀面与主后刀面的交线，记为S 。它承当主要的切削工作。(5)副切削刃前刀面与副后刀面的交线，记为 S

29、。它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工外表。(6)刀尖主切削刃和副切削刃的汇交处相当少的一局部切削刃。图了车刀切白箜的结构要素2 .刀具的几何参数1刀具静止角度参考系静止角度参考系的主要作用：定义、设计、制造、刃磨和测量刀具之用。在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。两个假设条件：1、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削刃与工件之间的相对运动的合成速度向量。2、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直。基面Pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面切削平面Ps通过切削刃上选定点，垂直基面并与主切削刃相

30、切平面。上述坐标面和不同的测量平面组合 构成不同的标注参考系。1正交平面静止参考系正交平面Po通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面A主偏角Kr :在基面测量的主切削刃在基面 上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。B.前角丫o ：在主剖面Po测量的前刀面与基面 之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负 和零值之分，其符号规定如下图。C.后角OCo :在主剖面Po测量的主后刀面与切 削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程 度，一般为正值。D.刃倾角晨:在切削平面测量的主切削刃与基面之间的夹角。当主切削刃呈水平时，入s=0；刀尖为主切削刃最低点时，入s0E.副偏角一

31、：在基面测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。F.副后角kJ:过副切削刃上选定点，在副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角.派生角度：楔角：(苗)：正交平面中测量的前、后刀面之间的夹角 o 9000刀尖角基面中测量的主、副切削刃之间的夹角902其它静止参考系 A.法平面参考系 法剖面Pn：过切削刃选定点与切削刃 相垂直的平面。B.假定工工作平面、背平面静止参考系假定工作平面Pf通过切削刃上选定 点，平行于假定进给运动方向并垂直于 基面的平面。背平面Pp：通过切削刃上选定点，垂 直于假定工作平面和基面的平面。2工作参考系及几何参数.上述刀具标注角度参考系

32、，在定义基面时， 都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在假定 运动条件确定的参考系。但刀具在实际使用过 程中，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确切反映切削加工的真实情况。只有用合成切削方向Ve来确定参考系，才符合切削加工的实际刀具工作角度参考系与刀具标注角度参考系的唯一区别是：1）进给运动对刀具工作角度的影响2）刀具安装位置对工作角度的影响A.刀具装高或低的影响 B.刀杆轴线不垂直进给运动的影响.2.3.3 刀具的材料及选用1 .刀具材料应具备的性能1高的硬度和耐磨性。2足够的强度和韧性。3高的耐热性耐热性指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、

33、粘结、扩散的性能。红硬性4良好的工艺性能。5合理的经济性。2 .常用刀具材料的种类和特性1高速钢高速钢是一种参加了较多的鸨、铝、铭、钮等合金元素的高合金工具钢。特点：1.强度高，抗弯强度为一般硬质合金的 23倍；2.韧性也高，比硬质合金高几十倍。3.硬度在63HRC 以上，且有较好的耐热性，在切削温度到达500650。C时，尚能进展切削。4.可加工性好，热处理变形较小。应用：目前常用于制造各种复杂刀具如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等。高速 钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料2硬质合金硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物如 WC、TiC、TaC、NbC等粉末和金属粘结剂如 C

34、o、Ni、Mo等经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。我国常用的硬质合金牌号及其 应用围 鸨钻 类硬质合金YG它由碳化鸨和钻构成。其硬度为8991.5HRA,耐热性为 800900 C,主要用于加工铸铁、有色金属及其合金，以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料。常用的 牌号有YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为 Co的百分含量。硬质合金 中含钻量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钻量少者用于精加工。 鸨钛钻 类硬质合金 YT它是由碳化鸨、碳化钛和钻构成，其硬度为 89.卜92.5HRA,耐热性为 9001000 C。常用的牌号有 YT5、YT14、YT15、YT30, T后面的数字

35、为 TiC的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯 强度有所下降。主要用于加工塑性材料，但它不适合加工含Ti元素的 不锈钢，因为两者的 Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。 鸨铝锯钻 类硬质合金 YA它是由碳化鸨、碳化铝碳化铝和钻构成，有较高的常温硬度和耐磨性，同时能细化晶粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力。常用的牌号有YA6,适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进展半精加工，也可对高镒钢、淬火钢等材料进展精加工和半精加工。鸨钛铝钥钻 类硬质合金 YW它是由碳化鸨、碳化钛、钻以及参加少量碳化锂或碳化锂构成。其抗弯强度、韧性、抗氧化能力

36、、耐热性和高温硬度都有很大的提高。 是一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌号有 YW1、YW2。 碳化钛基硬质合金YN它是由碳化钛、馍和铝构成。它的硬度高92.5HRA，具有较高的抗氧化能力、较高的耐磨性、耐热性1100 C1300 C和抗月牙洼磨损能力。主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的精加工，常用的牌号有YN10o3新型刀具材料1涂层刀具材料2瓷刀具材料3超硬刀具材料。本次课总结：金属切削刀具是机械加工工艺系统的重要组成局部，刀具的构造及几何参数、刀具的材料及选用、硬质合金的种类和性质。作业：硬质合金的种类和性质课实训一：刀具角度刃

37、磨及测量4学时一：实训目的和要求1、了解刀具刃磨的平安操作规程2、掌握刀具刃磨的根本容3、掌握刀具角度测量的根本方法二：实训设备及器件普通车刀、万能角度尺、直尺、圆规、砂轮机三：课时安排4学时四：实验（实训I）步骤及要求1 .开机前砂轮机进展全面细致的检查，包括电源、砂轮安装等确认无误前方可操作。2 .砂轮机通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、有无异常现象。3.认识刀具4.正确测量刀具角度，绘制刀具角度图形，并对所得结果进展检查。五：实验（实训）分析与总结通过本次实训的学习， 同学们应该学会刃磨普通车刀的根本要素、 学会分辨刀具的各个外表、 能够测量刀具的各个角度，并且能够用图形表达

38、刀具的各个角度六：评分标准1 .能够识别刀具的各个角度30 分2 .能够刃磨出刀具的根本角度 30 分3 .能够测绘刀具的各个角度40分第二章金属切削的根本知识教学目标：掌握机床的组成、机床的分类，了解机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学重点：机床的组成、机床的分类教学难点：床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学方法：多媒体教学法教学时数：2教学容：2.4 金属切削机床机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%60%,机床的技术性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，机床工业的开展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的

39、开展起着重大推动作用。2.4.1 机床的组成1支承及定位局部：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，并使刀具和工件保持正确的相对位置。如床身、底座、立柱等根底件2）动力局部 ：为机床提供动力功率和运动的驱动局部，如电机、液压马达等。3 传动局部：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件4 控制局部：用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床那么是数控系统。5工作部件：包括与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件； 与工件和刀具有关的部件或装

40、置， 如自动上下料装置、 自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。6其它系统及装置：包括冷却系统、润滑系统、排屑装置、自动测量装置。2.4.2 机床的分类和型号编制方法1 .机床的分类机床主要是按加工性质和所用刀具进展分类。美期嘛国S床齿匏加工机床螺线加ins版fllj苜床拉床电力五 机床孤床机床代号C7M和如1XBLDGQ参都港车钻徨磨施谑牙威刨我电割X除了按上述基体分法外，还可以按其它特征进展分类。按照机床的通用程度可分为：通用机床、专门化机床、专用机床。按机床的质量和尺寸的不同可分为：仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。按自动化

41、程度可分为：手动、机动、半自动、自动机床。按机床加工精度的不同可分为：普通精度级、精细级和超精细级。按机床主要工作部件的多少，可分为单轴、多轴机床或单刀、多刀机床。2 .机床型号编制方法企业代号一其方特性代号 t大理进噢ff号 A)主轴教或第二主参数 xflA主参数或设计版序号 A-系代号A组代号通用特性及毒恃性代号 0美代号 山分类代号注：有“（）的代号或数字，当无容时，不表示，假设有容，那么不带扩号；有符号者，为大写的汉语拼音字母；有符号者，为阿拉伯数字；有符号者，为大写的汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有之。1机床的类别代号 用大写的汉语拼音字母代表机床的类别。例如，用 C表示车床，读车

42、。 有的机床如磨床又由假设干分类组成，分类代号用阿拉伯数字表示，置于类别代号之前，但第1分类不予表示2机床的特性代号 机床的特性代号，包括通用特性和构造特性，也用汉语拼音字母表示。当某 类机床，除有普通型式外，还有如表2-13中所列的各种通用特性时，那么应在类别代号之后加上相应的通用特性代号，如 CM6132型号中M表示精细之意，是精细普通车床。*2-13机床通用料性代号通用特性代 号通用特性代 号高精度r g自动换刀HMF自动ZW半自动BQ数字程序控制KJ3机床的组和型别代号 每一类机床分为假设干组，每组又分为假设干型。用两位数字作为组和 型别代号，位于类别和特性代号之后，第一位数字表示组别

43、，第二位数字表示型别。4主参数 表示机床规格和加工能力的主要参数，用两位十进制数并以折算值表示。如车床的主参数是工件的最大回转直径，其毫米数除以10,即为主参数值。有时候，型号中除主参数外还需说明第二主参数亦用折算值，以X”号分开。5机床重大改良的序号 性能和构造经过重大改良的机床，应在原机床型号后面以英文字母A、B、C、D表示是第几次改良的序号，例如Y7132A和Z3040A都说明是第一次重大改良。此外，多轴机床的主轴数目，要以阿拉伯数字表示在型号后面，并用 分开，例如C2140 - 6是 加工最大棒料直径为 40mm的卧式六轴自动车床的型号表示方法。机床型号举例304口义12型摇臂钻床：Z

44、 3 0 40 X机床类别代号（粘床类W J机床组别代号摇臂拈床组计机床型别代号型臂钻床型W 主手数代号同火钻肛直径期mA 第二主委数代号隔大蹲距1250mm,用短，分开源 CMfi 132型精密普通车床1军“机麻类别代号库斥类诉1机床通用特性代号鳍密车床”机床组别代号离地及普道车襁W 机乐型别代号L普通车原型用 主参数代号（最大车削直径320mm）2.4.3 机床的传动系统与传动原理1、机床传动系统的组成为实现加工中所需的运动，机床必须具备三个根本局部：1执行件 指执行机床运动的部件，其作用是带开工件或刀具完成旋转或直线运动，并具备一定的运动速度与精度。如主轴、刀架、工作台等。2动力源 指为

45、执行件提供运动和动力的装置。3传动装置 指传递运动和动力的装置，其作用是将动力源的运动传递给执行件或完成执行件间的运动传递，并使之保持确定的运动关系。 通过运动传递，传动装置还可实现运动性质、方向和速度的变换，一般又以变速为主。2.机床的传动联系和传动链传动装置需要由一系列的传动件组成，传动件之间的连接也就构成传动联系，最终实现所需运动。 这种由传动件构成的传动联系称为传动链。传动机构：围绕一个机床运动，构成传动联系的一系列传动件。传动链中常有两类传动机构：传 动比与传动方向均不变的定比传动机构，如定比齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副等；传动比与传动方向随加工要求变换的换置机构，如滑移齿轮变速机

46、构、离合器变速机构及挂轮机构等。传动链可分为、外联系传动链两种。1外联系传动链指联系动力源和执行件的传动链，一般实现简单运动。它只使得执行件获得一定 的速度和动力，且不要求与动力源间保持严格运动关系。因此，其传动精度不影响外表形状的成型。2联系传动链指联系执行件间的传动链一般实现复合运动。执行件之间需保持严格的运动关系，传动比不变，其传动精度将直接影响零件外表形成的精度。因此，联系传动链中不允许有传动比不定或由摩擦传动的传动件 如带传动等。卧式车床的车螺纹传动链便是联系传动链，它联系主轴与刀 架间运动关系，假设传动比不准，将直接导致所加工螺纹的螺距误差。3.传动原理图和传动系统图机床上所有的传

47、动关系构成机床的传动局部，称为传动系统。传动原理图：用一些简单的符号来说明机床传动联系的示意图。传动系统图：机床传动系统图是由规定的图形符号代表真实机床传动系统中各传动件而绘成的机床各传动链的综合简图。读图日可注意以下问题：1实现机床运动共有几条传动链；2对传动链逐条认识；3每条传动链均采用“抓两头、连中间的方法进展分析。“抓两头是指确认传动链的 首末件；“连中间那么是通过：所具有的变速组数，各变速组性质及所获运动级数，传动链的变速级数等步骤加以联系；本次课总结：机床的组成、机床的分类，机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理作业：C2140 6代表什么含义？第二章金属切削的根本知识教学目

48、标：了解金属切削过程中的根本规律、掌握切屑的类型及控制、刀具的磨损和耐用度、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削力的来源，了解切削合力及其分解，切削功率教学重点：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切屑的类型、刀具磨损和耐用度教学难点：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削合力及其分解教学方法：多媒体教学法教学时数：4教学容：2.5金属切削过程中的根本规律金属切削过程是一个复杂的过程，在这个过程中产生一系列现象，如形成切屑，产生切削力、切削热与切削温度、刀具磨损等，研究这些现象和规律， 对于合理使用和设计刀具、机床、夹具，保证加工质量，提高生产效率有很重要的意义。2.5.1 切削变形1 .切屑

49、形成的过程和切屑的种类金属切削过程与金属受压缩拉伸过程比拟：塑性金属受压缩时，随着外力的增加，金属先后产a压缩b切削生弹性变形、塑性变形，并使金属晶格产生滑移，而后断裂。金属的切削过程与金属的挤压过程很相似。金属材料受到刀具的作用以后，开场产生弹性变形；随着刀具继续切入，金属部的应力、应变继续加大，当到达材料的屈服点时， 开场产生塑性变形， 并使金属晶格产生滑移； 刀具再继续前进，应力进而到达 材料的断裂强度，便会产生挤裂。切屑形成过程及变形区的划分大量的实验和理论分析证明，塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。切削层的金属变形大致划分为三个变形区：第一变形区剪切滑移、第二

50、变形区纤维化、第三变形区纤维化与加工硬化。切屑的形成及变形特点A、第一变形区近切削刃处切削层产生的塑性变形区金属的剪切滑移变形在以下图中，切削层上各点移动至AC线均开场滑移、离开 AE线终止滑移，在沿切削宽度围，时间极短，故 AC、AE面相距很近，一般约为 0.02称AC是始滑移面，AE是终滑移面。AC、AE之间为第一变形区。由于切屑形成时应变速度很快、0.2mm,所以常用AB滑移面来表示第一变形区， AB 面亦称为剪切面 。剪切面 AB 与切削速度Vc 之间的夹角 称为 剪切角 。作用力 Fr 与切削速度Vc之间的夹角3称为作用角。第一变形区就是形成切屑的变形区，其变形特点是切削层产生剪切滑

51、移变形。B 、第二变形区与前刀面接触的切屑层产生的变形区金属的挤压磨擦变形经过第一变形区后，形成的切屑要沿前刀面方向排出，还必须克制刀具前刀面对切屑挤压而产生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。应该指出，第一变形区与第二变形区是相互关联的。前刀面上的摩擦力大时，切屑排出不顺，挤压变形加剧，以致第一变形区的剪切滑移变形增大。C、 第三变形区近切削刃处已加工外表产生的变形区金属的挤压磨擦变形已加工外表受到切削刃钝圆局部和后刀面的挤压摩擦，造成纤维化和加工硬化。2.5.2 切屑的类型及控制一、切屑的类型及其分类由于工件材料不同， 切削过程中的变形程度也就不同， 因而产生的切屑种类也就多种多样， 如以下

52、图示。 图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑， 最后一种为切削脆性材料的切屑。 切屑的类型是由 应力- 应变特性和塑性变形程度决定的。1 .带状切屑它的外表光滑，外外表毛茸。 加工塑性金属材料如碳素钢、合金钢、铜和铝合金，当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时 ，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工外表粗糙度较小。2 .节状切屑挤裂切屑这类切屑与带状切屑不同之处在外外表呈锯齿形，外表有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。切削过程不太平稳，工件已加工外表粗糙度较大。3 .粒状切屑单元切屑如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩

53、展到整个面上，那么整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，如图 c 所示。 切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑 。切削力波动大，切削振动大，切削过程 不平稳，工件外表粗糙度大，生产中应防止出现此种切屑。以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。 其中， 带状切屑的切削过程最平稳， 单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑， 有时得到挤裂切屑， 单元切屑那么很少见。切屑的形态是可以随切削条件而转化的， 掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸，以到达卷屑和断屑的目的。4 .崩碎切屑这是属于脆性材料如铸铁、黄铜等的切屑 。这种切屑的形状是不规那么的，加工外表是凸凹不平

54、的。从切削过程来看， 切屑在破裂前变形很小， 和塑性材料的切屑形成机理也不同。 它的脆断主要是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。由于它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具， 也有损于机床， 已加工外表又粗糙， 因此在生产中应力求防止。 其方法是减小切削厚度， 使切屑成针状或片状；同时适当提高切削速度，以增加工件材料的塑性。注意： 由于切削过程是一个非常复杂的物理过程， 切削变形除了产生滑移变形外， 还有挤压、摩擦等作用，而e值主要从剪切变形考虑；而A h主要从塑性压缩方面分析。所以，e与A h都只能近似地表 示切削变形程度

55、。3积屑瘤的形成及其对切削过程的影响在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。 这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤 或刀瘤 。 它的硬度很高，通常是工件材料的 2 3 倍，在处于比拟稳定的状态时，能够代替刀刃进展切削。积屑瘤是如何形成的 ?1 切屑对前刀面接触处的摩擦，使前刀面十分干净。2当两者的接触面到达一定温度同时压力又较高时，会产生粘结现象，即一般所谓的“冷焊。切屑从粘在刀面的底层上流过，形成“摩擦。3如果温度与压力适当，底层上面的金属因摩擦而变形，也会发生加工硬化，而被阻滞在底层，粘成一体。4这样粘结层就逐步长

56、大，直到该处的温度与压力缺乏以造成粘附为止。形成积屑瘤的条件：主要决定于切削温度。此外，接触面间的压力、粗糙程度、粘结强度等因素都与形成积屑瘤的条件有关。1 一般说来，塑性材料的加工硬化倾向愈强，愈易产生积屑瘤；2温度与压力太低，不会产生积屑瘤；反之，温度太高，产生弱化作用，也不会产生积屑瘤。3 走刀量保持一定时，积屑瘤高度与切削速度有密切关系。积屑瘤对切削过程的影响： 1 实际前角增大2使加工外表粗糙度增大3 对刀具寿命的影响4、防止积屑瘤的主要方法1 降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；2采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；3采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；4增加刀

57、具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；5适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。5影响切削变形的主要因素1前角：增大前角丫0,使剪切角增大，变形系数A h减小，因此，切削变形减小。生产实践说明：采用大前角刀具切削，刀刃锋利、切入金属容易，切屑与前刀面接触长度减短、流屑阻力小，因此，切削变形小、切削省力。2切削速度：切削速度Vc是通过积屑瘤使剪切角改变和通过切削温度使摩擦系数科变化而影响切削变形的。3进给量：进给量f增大，使变形系数A h减小。4工件材料：工件材料硬度、强度提高，切削变形减少。2 5 3 切削力1 、切削力的来源，切削合力及其分解，切削功率（一切削力的来源和分解金属切削时，刀具

58、切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力， 称为切削力。切削力来源于三个方面：1 克制被加工材料对弹性变形的抗力；2克制被加工材料对塑性变形的抗力；3克制切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡外表与已加工外表之间的摩擦力。上述各力的总和形成作用在刀具上的合力Fr 国标为F 。为了实际应用， Fr 可分解为相互垂直的Fx国标为Ff、Fy国标为Fp和Fz国标为Fc三个分力。在车削时：Fz主切削力或切向力。它切于过渡外表并与基面垂直。Fz是计算车刀强度，设计机床零件，确定机床功率所必需的。Fx进给抗力、轴向力或走刀力。它是处于基面并与工件轴线平行与走刀方向相反的力。Fx 是设计进给走刀机构，

59、计算车刀进给功率所必需的。Fy切深抗力、或背向力、径向力 、吃刀力。它是处于基面并与工件轴线垂直的力。Fy用来确定与工件加工精度有关的工件挠度，计算机床零件和车刀强度。它与工件在切削过程中产生的振动有关。外二屉高二盾备 V ,其中耳，二国口此,2 .切削力和切削功率的计算1指数形式的切削力经历公式2用切削层单位面积切削力计算切削力单位切削力3用切削层单位面积切削力计算工作功率单位切削功率3 .影响切削力的因素实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨 损状态和切削液等。们、工件材料1硬度或强度提高，剪切屈服强度。s增大，切削力增大。2塑性或韧性提高，切屑不易折断，切屑与前刀面摩擦增大，切削力增大。2、切削用量1背吃刀量切削深度ap、进给量增大，切削层面积增大，变形抗力和摩擦力增大，切削力增 大。由于背吃刀量 ap对切削力的影响比进给量对切削力的影响大(通常XFz=1,YFz=0.75-0.9，所以在实践中，当需切除一定量的金属层时，为了提高生产率，采用大进给