机械制造2_第2章 机械制造概述
机械制造基础
第一章机械制造概述1.机械加工工种分为冷加工、热加工和其他工种。
冷加工包括：车工、铣工、刨工、磨工、镗工、钳工、钣金工、冲压工、组合机床操作工等。
热加工包括：铸造工（形状复杂）、锻造工（产品形状简单，可承受较大的力，细化晶粒整平缺陷）、热处理工(改变内部组织，从而改变材料性能)、焊接（m轻）。
2.工序：一个或一组工人，在一个工作地或一台机床，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。
3.基准：基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
基准分为设计基准和工艺基准。
设计基准：设计基准是在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准，即标注设计尺寸的起点。
工艺基准：工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。
分为四种：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。
分析基准时要注意精基准和粗基准的选择。
4.定位基准的选择1）精基准的选择原则：基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则2）粗基准的选择原则：一：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;二：为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的面为粗基准；三：为保证重要加工面的加工余量，应选择重要加工面为基准；粗基准应避免重复使用；四：选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位准确，夹紧可靠。
第二章金属切削机床基础1.通用机床分类代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床切断机床其他机床代号C Z T M Y S X B LD G Q 读音车钻镗磨牙丝铣刨拉电割其例：Z 3 0 40 x16 /S2的含义如下：Z:机床类别代号（钻床类）3;机床系别代号（摇臂钻床组）0:机床组别代号（摇臂钻床系）40:主参数代号（最大钻孔直径40mm）x16:第二主参数（最大跨距1600mm的1/100）/S2: 企业代号（沈阳第二机床厂）通用特性代号：G:高精度M:精密Z:自动B:半自动K:数控（控）H:加工中心（自动换刀）（换）F:仿形Q:轻型Z：加重型（重）J:简式或经济型R:柔性加工单元X:数显（显）S:高速（速）2.表面成形运动：直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。
机械制造工程原理第二章
vc
Cv T ma p p f
m m n
kv
2.7 刀具的失效和切削用量的优化选择
2.7.5 切削用量的优化选择
（4）切削速度的选定
2.7 刀具的失效和切削用量的优化选择
2.7.5 切削用量的优化选择
（4）切削速度的选定
2.7 刀具的失效和切削用量的优化选择
2.7.6 刀具合理使用寿命的选择
2.5 切削力
2.5.3切削力的理论公式
Fc
s hDbD cos( o ) sin cos( o )
Fc C Fc a p Fc f Fp C F p a p p f
xF
x
y Fc y Fp yFf
2.5.4 切削力的经验公式(指数形式）F f
CFf a p f f
xF
2.5 切削力
2.5.4 切削力的经验公式(指数形式）
2.5 切削力
2.5.4 切削力的经验公式(单位切削力）
p CFc f 0.16
2.5 切削力
2.5.5 影响切削力的因素
(1) 工件材料的影响（强度、硬度、塑性） (2)切削用量的影响
1）切深和进给量 2）切削速度
2.5 切削力
tw tm tc tot (1)保证加工生产率最高的刀具使用寿命 t t C t m M tct m M m Ct tot M (2)保证加工成本最低的刀具使用寿命
T T
工序成本 切削成本 换刀成本刃磨 刀具消耗费用 辅助时间消耗费用
(3)保证加工利润率最大的刀具使用寿命 Pr
2.1.5剪切角 （1）作用在切屑上的力 （2）剪切角的计算
2.2 切屑的种类及卷屑、断屑机理
机械制造技术基础 第2章
MMT
2.2.3 刀具工作角度
• 在横向进给切削或切断 工件时，随着进给量f值的增 加和加工直径d的减小，工作 后角不断减小，刀尖接近工 件中心位置时，工作后角的 减小特别严重，很容易因后 面和工件过渡表面剧烈摩擦 使刀刃崩碎或工件被挤断， 切削中应引起充分重视。因 此，切断工件时不宜选用过 大的进给量f，或在切断接近 结束时，应适当减小进给量 或适当加大标注后角。
MMT
2.2.3 刀具工作角度
当工件材料和加工性质不同时，常用硬质合金车刀的 合理前角如表2-1所示。
表2-1 合理前角 粗 车 精 车 硬质合金车刀合理前角的参考值 合理前角 粗 车 精 车
工件材料 低碳钢 中碳钢 合金钢 淬火钢
工件材料 灰铸铁 铜及铜合金 铝及铝合金 钛合金 ≤1.177 GP a
MMT
2.1.1 切削运动
3、合成切削运动
刀具与工件间的相对切削运 动是主运动和进给运动的合成运 动。切削刃上选定点相对于工件 的主运动的瞬时速度，称为切削 速度，以vc表示。切削刃上选定点 相对于工件的进给运动的瞬时速 度，称为进给速度，以vf表示。合 成切削运动的瞬时速度用ve表示。 则ve＝vc＋vf 。
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
刀具静止角度
2.
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
刀具在正交平面参考系中定义的标注角度有： （1）前角 γo ：前刀面与基面间的夹角（正交平面中测量） 作用：影响切屑的变形程度； 影响刀刃强度
后角α0：后刀面与切削平面间的夹角（正交 平面中测量）
MMT
2.2.2 刀具静止角度参考系及其坐标平面
机械制造装备概论(第2章车床)-newnew
• 传动路线(关系推导)如下:
扩大导程传动路线示意:
• 此时，主轴Ⅵ至轴Ⅸ间的传动比U扩为:
•
而车削常用螺纹时,主轴Ⅵ与轴Ⅸ间的传动
比为1。这表明，当螺纹进给传动链其它调整(操
控)情况不变时，作上述调整可使主轴与丝杠间的
传动比增大4倍或16倍，从而车出的螺纹导程也相
• 注意：
• 主轴反转时,轴Ⅰ--Ⅱ的传动比大于正转时的传
动比，所以反转转速高于正转。主轴反转主要用 于车螺纹时退回刀架。在不断开主轴和刀架间传 动链的情况下退刀，使刀架退至起始位置，采用 较高转速，可以节省辅助时间。
二、进给传动链
功用——使刀架实现纵
向及横向移动变速与换向。
传动原理图
它包括车螺纹进给运动传 动链和机动进给运动传动
运动：车床的主运动是由工件 的旋转运动实现的；进给运动则 由刀具的直线移动完成的。 分类：卧式、立式、转塔、仿 形、自动和半自动、专门化车床 （曲轴、凸轮轴车床、铲齿车床） 数控车床。 所用刀具：车刀、钻头、扩孔 钻、铰刀、丝锥等； 加工精度：经济加工精度 IT8~IT7,表面粗糙度Ra1.25~2.5。
•
U倍为轴ⅩⅤI到轴ⅩⅦ间变速机构的可变传动
比，共4种:
上述四种传动比成倍数关系排列。这种变速机构 称为增倍机构，简称增倍组。
车削米制（右旋）螺纹的运动平衡式为：
式中：L----螺纹导程（对于单线螺纹为螺距P），单 位为mm；
u基---轴ⅩⅣ--ⅩV间基本螺距机构传动比； u倍---轴ⅩⅤI--ⅩVIII间增倍机构的传动比。 K---螺纹头数；
• 换向装置
观看视频动画
• 轴II →轴III • 通过三对齿轮副(22/58,30/50,39/41) → 轴III
第2章 机械制造技术基础(2—2)
体现的是工 件中心线
工件与V型块的接 触为：两条母线
●定位基准的选择实际上是定位基面的选择。
●根据是否被加工，定位基面可分精基面（光面） 和粗基面（毛面）。
五、定位误差的分析和计算
1. 定位误差的定义及产生的原因
用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中会遇
到如下情况： ● 工序基准与定位基准不重合 ● 基准位置误差
导致工件的工序基 准偏离理想位置而 产生定位误差。
定位误差：工件在夹具（或机床）上定位不准确（工 序基准偏离理想位）而引起的加工误差。
定位误差值的大小d ：工序基准沿工序尺寸方向发生 的最大位移量。
（1）基准不重合引起的定位误差
如图所示，用调整法加工C面。工序基准：B面。
B
jb
H4
C H1
H4
H1
H
H1max H1min
A
工件的工序基准与定 位基准不重合。
由于尺寸H1的误差会使工件顶面位置发生变化，从 而使工序尺寸H4产生误差。
基准不重合误差： jb
H H
（2）基准位置误差
定位副制造不准确引起的定位误差
如图所示，用调整法加工键 槽。工序基准：O点。
jy O
d
工件外圆直径尺寸有大有小，会使外圆中心位置 发生变化，从而导致工序尺寸H的变化——基准发生 位移导致工序尺寸H的加工误差。
化的元件拼装而成。
特点：灵活多变，万能 性强，制造周期短，元 件可以重复使用。
（5）随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安 装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件 由运输装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。
二、夹具的组成
机械制造技术基础 张世昌 第2章 机械制造过程基础知识讲解
分工序称为安装。
其余 3.2
φ25±0.07
0.8
倒角1×45°
0.8
0.8
φ20±0.07 φ3 2 φ4 0
0 -0.017
φ3 5
2×1 30
40
2×1
5
50
35
150
2019/9/8
图2-1 阶梯轴 P43
5
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分 工序称为工位。
绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也 无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕 自身轴线的转动等。
②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。 如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的 平行度，则只需限制 3 个自由度就够了。
2019/9/8
32
2.3.3 定位原理
完全定位与不完全定位
3
2
4
1
图2-2 多工位加工
1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔
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6
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工步——指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所 连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同 时加工几个不同表面，称此工步为复合工步，如图2-3 ）
a）立轴转塔车床的一个复合工步
34
2.3.3 定位原理
过定位
过定位——工件某一个自由度（或某几个自由度） 被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。
过定位是否允许，要视具体情况而定：
1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、 位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要 的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会 起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。
机械制造技术基础课件第二章
2.1 零件表面成形的方法及机床切削成形运动 2.1.1 零件表面的成形方法 各种表面的组合构成了不同的零件形状，所以 零件的切削加工归根到底是表面成形问题。 组成零件的常见表面有：内、外圆柱面和圆锥 面、平面、球面和一些成形表面（如渐开线面、 螺纹面和一些特殊的曲面等）。
2－1机器零件的组成表面
传动链包括各种传动机构，如带传动、 定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副、 蜗轮蜗杆副、滑移齿轮变速机构、离合器 变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各种电 的、液压的和机械的无级变速机构、数控 机床的数控系统等。上述各种机构又可以 分为具有固定传动比的“定比机构”（例 如定比齿轮副、齿轮齿条副、丝杠螺母副 等）和可变换传动比的“换置机构”（例 如齿轮变速箱、挂轮架、各类无级变速机 构等）两类。
床、其它机床。每一大类机床中，按结构、性能、
工艺范围、布局形式和结构的不同，还可细分为若 干组，每一组又细分为若干系（系列）。
3）机床型号的编制方法 按1985年国家机械工业部颁布的《金属切 削机床型号编制方法》部颁标准（JB1838-85） 和1994年国家标准局颁布的《金属切削机床型 号编制方法》国家推荐标准（GB/T15375-94），
图2-10 卧式车床所能加工的典型表面
车床按其用途和结构的不同可分为：普通车 床、六角车床、立式车床、塔式车床、自动和半
自动车床、数控车床等等。普通车床是车床中应
用最广泛的一种，约占车床总数的60%，其中 CA6140 卧式车床为目前最为常见的型号之一。 为正确选择和合理使用机床，应了解机床的技术 性能。通常机床的技术性能包括：工艺范围、机
普通机床型号用下列方式表示。
（◎） ○ （○） ◎ ◎ （×◎）（○）（/◎）
机械制造概念
第一章1、工艺系统：机械制造系统中，机械加工所使用的机床、刀具、夹具和工件组成了一个相对独立的系统。
2、生产纲领：在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。
3、生产类型分类：大量生产、成批生产、单件生产。
第二章1、金属切削加工：利用金属切削刀具切除工件上多余的金属，从而是工件的几何形状、尺寸精度及表面质量都符合预定要求。
2、切削运动由主运动和进给运动组成。
3、在确定刀具标注角度参考系时作了两个假定：假定运动条件假定安装条件4、剪切角：剪切面和切削速度方向的夹角。
φ表示8、切削层参数：切削层公称厚度h；切削层公称宽度b；切削层公称截面积A。
1、基面Pr：通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面2、切削平面Ps：通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。
3、正交平面（主剖面）Po：通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。
4、主偏角：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。
5、副偏角：副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。
6、前角：γo前刀面与基面之间的夹角。
7、后角：αo后刀面与切削平面的夹角8、刃倾角：λS主切削刃与基面之间的夹角9、切削运动：①主运动：直接切除工件上的切削层，使之变为切屑，以形成工件新表面的运动。
通常用切削速度vc(m/s) 表示。
特点：速度高、功耗大、只能有一个。
②进给运动：不断地把切削层投入切削的运动。
通常用vf、f或fz表示。
特点：速度低、功耗小、可以是断续运动、可以有多个。
③合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动。
用ve 表示10、切削过程中，工件上有以下三个变化着的表面：①待加工表面：加工时即将被切除的表面②已加工表面：已被切去多余金属而形成的工件新表面。
③过度表面：加工时由刀具正在切削的那个表面，它是待加工表面和已加工表面间的表面。
11、切削用量三要素：切削速度vc 进给量：f 背吃刀量：ap12、刀具材料应具备的基本性能：①高的硬度；必须高于工件硬度，通常应60HRC以上。
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2.2 机械系
2.2 机械制造生产组织
表2-2 不同机械产品的零件质量类别
３.加工工艺特征 生产类型不同，产品的制造工艺、工 装设备、技术措施、经济效果等也不相同。
2.2 机械制造生产组织
表2-3 各种生产类型的工艺特征
2.2 机械制造生产组织
2.1 机械制造过程
5)部件和产品的装配、调整工作。 6)产品检验。 7)产品的涂装和保管。 ３.工艺过程 机器的生产过程中，毛坯的制造、零件的 机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对 象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品或半 成品，这一过程称为工艺过程。 ４.装配过程 (1)清洗。 (2)连接。
2.1 机械制造过程
(3)校正和配作。 (4)平衡。 １)补焊、胶接、铆接、螺纹联接、钻孔浇铅等增加质量 的方法。 ２)钻孔、铣、磨、车、刮等减轻质量的方法。 ３)在预制的平衡槽内改变平衡块的位置和数量。 (5)验收试验。 2.1.2 机械制造过程及分析 任何机械产品都是由零件装配而成的。
2.2 机械制造生产组织
2.2.1 生产纲领与生产组织类型 不同的机械产品，其结构、技术要求不同，机械加工工艺 也不相同。 1.生产纲领 生产纲领，是指企业在计划期内应生产的产 品产量。 ２.生产类型 生产类型，是指企业(或车间、工段、班组 等)生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生 产和单件生产三大类。 (1)单件生产。 (2)大量生产。
４.装配工艺特征 机械产品的装配生产类型按生产批量 不同也可分为大量生产、成批生产、单件生产3种。
表2-4 各种生产类型的装配工艺特征
2.2 机械制造生产组织
表2-4 各种生产类型的装配工艺特征
2.2.2 机械制造工艺过程的组成
2.2 机械制造生产组织
机械加工工艺就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和 材料的物理机械性质，使其成为具有所需的一定精度、表 面粗糙度等的零件。 1.工序 工序是工艺过程的基本单元。
图2-1 阶梯小轴
2.2 机械制造生产组织
表2-5 小轴的工序
2.安装或工位 在一个加工工序中，有时工件需要在几次 安装下或在几个位置上加工才能完成，因此，在一个工序 中可能有几个安装或工位。
2.2 机械制造生产组织
图2-2 四工位转位工作台
2.2 机械制造生产组织
图2-3 具有六个工步的工序
2.2 机械制造生产组织
3.工步 在一个安装或工位中，加工表面、切削刀具及切 削用量都不变的情况下所进行的那部分加工。 4.进给 有些工件，由于余量大，需要用同一刀具，在同 一转速及进给量下对同一表面进行多次切削，这每一次切 削就称为进给。
图2-4 车阶梯轴的两次进给
2.2 机械制造生产组织
图2-5 工序、安装、工位、工步、进给的关系图
2.2 机械制造生产组织
表2-6 齿轮加工工艺过程
2.2 机械制造生产组织
图2-6 题2-7图