机械加工工艺基础部分 第九章
机械加工工艺基本知识
机械加工工艺是将原料通过一系列切削、钻孔、磨削等制造技术步骤，加工 成所需形状和尺寸的工件。了解和掌握机械加工工艺是每位机械工程师的基 本素养。
机械加工工艺的定义
机械加工工艺是通过机械设备对原料进行多种手段的切削、磨削、锻造等操 作，以实现工件的加工和改变其形状、尺寸、性能等特性的工艺过程。
3
绿色环保
使用可再生材料、节能减排的机械加工工艺，保护环境并降低成本。
机械加工工艺的优势和局限性
优势
• 高加工精度和质量 • 适用于大量和批量生产 • 多种工艺选择
局限性
• 加工周期相对较长 • 对操作人员要求较高 • 材料浪费相对较大
结论和要点
机械加工工艺是制造业中不可或缺的重要环节，它的发展和应用将推动工业 的进步与创新。了解机械加工工艺的基本知识，对于机械工程师和制造业从 业者来说至关重要。
机械加工的分类
切削加工
通过旋转刀具对工件进行切削、铣削、车削等加工方法。
非切削加工
通过电火花、激光、喷射等方式Fra bibliotek工件进行加工，如电火花加工、激光切割等。
磨削加工
通过砂轮等磨削工具对工件表面进行磨削、抛光、修整等加工方法。
常见的机械加工工艺
车削
将工件放置在车床上，通过刀具对其进行旋转切削 加工。
铣削
3 电子设备
机械加工工艺在电子设备制造中扮演重要角 色，如手机零部件加工、电路板制造等。
4 医疗器械
机械加工工艺应用于医疗器械生产，如手术 器械加工、人工关节制造等。
机械加工工艺的发展趋势
1
自动化
机械加工工艺趋向自动化，提高生产效率和减少人为错误。
2
数字化
工艺练习题
第二章切削原理、第三章刀具练习题一、填空题1、铣刀旋转方向与工件进给方向相同，称顺铣方式。
2、切削层面积平面与切削用量的关系是：切削层面积平面仅与背吃刀量a p和进给量f有关，f增加，切削厚度增加。
a增加，切削层宽度增加。
p3、刀具前角越_大_，切削刃越锋利，使剪切角增大，变形系数减小，因此，切削变形减小。
7、在刀具材料中，_硬质合金用于切削速度很高、难加工材料的场合，制造形状较简单的刀具。
12、切削用量的顺序是先选背吃刀量，后选进给量，最后选切削速度。
13、切削用量的三要素是切削速度v、进给量f p19、刀具材料分为工具钢、硬质合金、陶瓷刀具、超硬刀具四大类。
21、粗加工时选择较小前角，精加工时选择较大前角。
28、铣削过程中所选用的切削用量称为铣削用量，铣削用量包括铣削宽度、铣削深度、铣削速度、进给量。
33、在切削过程中，工件上形成三个表面：①已加工表面；②待加工表面；③加工表面。
36、一个机械加工工艺系统由机床、夹具、刀具和工件构成。
37、切削运动由主运动、进给运动及辅助运动组成。
39、切削合力可分解为_主切削力、_进给力和_背向力三个分力。
二、解释下列术语1.积屑瘤:以中速或较低的切削速度切削塑性金属时，常在刀具前面粘结一些工件材料，形成一个硬度很高的楔块，称为积屑瘤。
2.顺铣法:铣刀的旋转切入方向与工件的进给方向相同的铣削方式称顺铣法。
3.加工硬化:已加工表面经过严重塑性变形而使表面硬度增大，这种现象称为加工硬化。
4、刀具耐用度：刀具刃磨后开始切削至磨损量达到磨钝标准的总切削时间。
5、机夹车刀：采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。
6、逆铣法：铣刀的旋转切入方向与工件的进给方向相反的铣削方式称逆铣法。
三、判断题1.（×）高速钢是一种含合金元素较多的工具钢，由硬度和熔点很高的碳化物和金属粘结剂组成。
2．（√）刀具切削部位材料的硬度必须大于工件材料的硬度。
3．（√）切削用量中，影响切削温度最大的因素是切削速度。
机械加工工艺装备组成
机械加工工艺装备组成一、引言机械加工工艺是制造业中的重要环节，其质量和效率直接影响到产品的成品率和竞争力。
而机械加工工艺装备则是机械加工工艺中的核心部分，它们的性能和功能对机械加工的成果起到决定性的影响。
本文将介绍机械加工工艺装备的组成及其作用。
二、机床机床是机械加工工艺装备中最基本的设备之一，它是进行切削加工的主要工具。
常见的机床有车床、铣床、钻床、磨床等。
机床通常由床身、主轴、工作台等部分组成，其中床身是机床的基础支撑部分，主轴是驱动刀具进行切削的部分，工作台是用来夹持工件并实现运动的部分。
机床的精度和稳定性对加工质量具有重要影响。
三、刀具刀具是机械加工工艺装备中的重要组成部分，它们直接参与到切削加工中。
刀具主要分为硬质合金刀具和高速钢刀具两大类。
硬质合金刀具具有耐磨性好、切削性能稳定的特点，适用于高速切削加工；而高速钢刀具则适用于低速切削加工。
刀具的选择要根据具体的加工要求和材料特性进行合理搭配。
四、夹具夹具是机械加工工艺中用于固定工件的装备，它们起到承载工件、保持工件位置和实现工件与刀具之间相对运动的作用。
夹具的种类繁多，常见的有平口夹具、钳工夹具、分度头等。
不同的夹具适用于不同的加工需求，夹具的质量和精度直接关系到加工件的定位和加工精度。
五、测量设备测量设备是机械加工工艺中的重要组成部分，它们用于检测加工件的尺寸和形状精度，以确保加工质量的合格。
常见的测量设备有千分尺、游标卡尺、外径千分尺、内径千分尺等。
测量设备的准确性和稳定性对于加工件的质量控制至关重要。
六、辅助设备辅助设备是机械加工工艺中的补充装备，它们用于提高加工效率和保证加工的顺利进行。
常见的辅助设备有切削液供给系统、冷却系统、排屑装置、自动送料装置等。
这些设备能够减少切削热量、清除切削废料、提高加工速度，从而提高加工效率和降低生产成本。
七、数控系统数控系统是机械加工工艺中的关键技术之一，它能够实现机床的自动化操作和高精度加工。
机械加工工艺过程的基础知识
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各种生产类型的特征和要求：
单件、小批生产 机床设备 夹具 刀具和量具 毛坯 成批生产 大批大量生产 通用（万能）的设 通用和部分专用设 广泛使用高效专用 备 备 设备 通用夹具 广泛使用专用夹具 广泛使用高效专用 夹具
一般刀具和通用量 部分的采用专用刀 广泛采用高效率专 具 具和量具 用刀具和量具 木模手工造型和自 部分的采用机器造 机器造型、压力铸 由锻造 型和模锻 造、模锻、滚锻等
1 2
⑵ 工艺基准： 在工艺过程中所依据的基准。 定位基准：在加工过程中，用作工件定位的基准。
装配基准： 装配时，用来确定零件、部件在产品中 的相对位置所依据的基准。 测量基准：测量工件被加工表面尺寸和相 互位置所依据的基准。
2. 定位基准的选择 1) 工件的六点定位原理
xoy： x y yoz： x z xoz：y
一、生产过程和工艺过程
1. 生产过程
由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。
包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、 机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。
2. 工艺过程
在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、 尺寸、性能，使之变为成品的过程。
工艺过程具体可分为：
铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、 电镀、涂覆、装配等工艺过程。 3. 机械加工工艺过程的组成 1) 工序 一个（一组）工人，在同一工作地点（同一 机床），对一个（一组）零件所连续完成的 那部分工艺过程。
2) 专用夹具 为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。
所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。
3) 其它夹具 可调夹具；组合夹具；随行夹具等。
机械加工工艺讲解
工件材料 B、刀具材料 C、刀具几何参数 D、切削用量 、 、 、 （4）在切削用量中，对刀具磨损影响最大的是切削速度 ）在切削用量中， （5）根据实践可知，影响刀具积屑瘤最主要的因素是切削速度 ）根据实践可知， 刀具的刃磨 刀具刃磨的基本要求 （1）对刀面的要求 （2）对刀刃的要求 （3）对刀具角度的要求 ） ） ） 车刀、麻花钻大都用手工方法刃磨。 刀的刃磨方法 车刀、麻花钻大都用手工方法刃磨。其余刀具的 刃磨一般都是在万能工具磨床上进行的。 刃磨一般都是在万能工具磨床上进行的。 刃磨硬质合金刀头应选用中硬砂轮。 刃磨硬质合金刀头应选用中硬砂轮。
7
典型工艺卡片—具有相似结构和工艺特征的一组零、 典型工艺卡片 具有相似结构和工艺特征的一组零、部件所通用的工艺 具有相似结构和工艺特征的一组零 卡片。 卡片。 典型工序卡片—具有相似结构和工艺特征的一组零、 典型工序卡片 具有相似结构和工艺特征的一组零、部件所通用的工序 具有相似结构和工艺特征的一组零 卡片。 卡片。 调整卡片—对自动、半自动机床或某些齿轮加工机床等进行调整用的一 调整卡片 对自动、 对自动 种工艺文件。 种工艺文件。 工艺守则—某一专业工种所通用的一种基本操作规程。 工艺守则 某一专业工种所通用的一种基本操作规程。 某一专业工种所通用的一种基本操作规程 工艺附图—附在工艺规程上用以说明产品或零、 工艺附图 附在工艺规程上用以说明产品或零、部件加工或装配的简图 附在工艺规程上用以说明产品或零 或图表。 或图表。 毛坯图—供制造毛坯用的，表明毛坯材料、形状、 毛坯图 供制造毛坯用的，表明毛坯材料、形状、尺寸和技术要求的图 供制造毛坯用的 样。
4
基本时间—直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置，表面状态 或材料性质等工艺过程所消耗的时间。 辅助时间—为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时 间。
机械加工工艺基础考试试题答案
机械加工工艺基础考试试题答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个不是机械加工的基本方法？A. 车削B. 铣削C. 焊接D. 钻削答案：C2. 在机械加工中，以下哪个是减小加工误差、提高加工精度的方法？A. 选择合适的刀具B. 提高机床精度C. 增加加工余量D. 减少切削速度答案：B3. 以下哪个是机械加工中的粗加工方法？A. 精车B. 半精车C. 粗车答案：C4. 在机械加工中，以下哪个是提高生产效率的方法？A. 采用高速切削B. 增加加工余量C. 减少切削速度D. 提高机床精度答案：A5. 以下哪个不是金属切削机床的组成部分？A. 机床床身B. 机床导轨C. 机床电机D. 机床刀具答案：D6. 以下哪个是机械加工中的精加工方法？A. 粗车B. 半精车C. 精车D. 光车7. 以下哪个是机械加工中的冷加工方法？A. 锻造B. 热处理C. 铸造D. 切削答案：D8. 在机械加工中，以下哪个是提高加工表面质量的方法？A. 选择合适的刀具B. 提高切削速度C. 减少切削深度D. 增加切削速度答案：C9. 以下哪个是机械加工中的非金属切削方法？A. 车削B. 铣削C. 磨削D. 电火花加工答案：D10. 以下哪个是机械加工中的磨削方法？A. 平面磨削B. 外圆磨削C. 内圆磨削D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 机械加工的基本方法包括车削、铣削、________、磨削等。
答案：钻削2. 在机械加工中，为了减小加工误差，可以提高________精度。
答案：机床3. 机械加工中的粗加工方法有粗车、粗铣、________等。
答案：粗磨4. 在机械加工中，提高生产效率的方法有采用高速切削、________等。
答案：多刀切削5. 金属切削机床的组成部分包括机床床身、机床导轨、________等。
答案：机床电机6. 机械加工中的精加工方法有精车、精铣、________等。
答案：精磨7. 机械加工中的冷加工方法有切削、________等。
机械加工工艺手册
• 机械加工质量问题的解决途径主要包括工艺改进、设备更新、材料优化等。 • 工艺改进：通过调整切削参数、选用合适的刀具和材料等方式提高加工质量 • 设备更新：通过更换精度高、性能好的设备，提高加工质量 • 材料优化：通过选用合适的材料、控制材料杂质等方式提高材料性能
性能、化学性能等。
机械加工材料的选择应 根据加工对象、加工要 求和加工条件进行。
• 金属材料：包括钢、铸铁、铝、 铜等及其合金 • 非金属材料：包括塑料、橡胶、 木材、陶瓷等 • 复合材料：包括碳纤维、玻璃纤 维、陶瓷纤维等增强复合材料
• 力学性能：包括强度、硬度、韧 性等方面的要求 • 物理性能：包括密度、导热性、 导电性等方面的要求 • 化学性能：包括耐腐蚀性、抗氧 化性等方面的要求
• 机械加工质量问题的分析与解决需要实践经验和理论知识的支持。 • 实践经验：通过实际操作、案例分析等方式积累的经验 • 理论知识：通过学习、培训等方式掌握的理论知识
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机械加工安全与环保
机械加工过程中的安全注意事项
• 机械加工过程中的安全注意事项主要包括个人防护、设备安全、工作环境等方面的内容。 • 个人防护：包括佩戴安全帽、防护眼镜、耳塞等个人防护用品 • 设备安全：包括设备操作、设备检修、设备维护等方面的安全要求 • 工作环境：包括防火、防爆、防毒等方面的安全要求
机械加工质量的检测方法
• 机械加工质量的检测方法主要包括尺寸检测、形状检测、位置检测等。 • 尺寸检测：通过测量仪器、量具等设备检测工件的尺寸精度 • 形状检测：通过光学仪器、触针式仪器等设备检测工件的形状精度 • 位置检测：通过激光测距仪、光学显微镜等设备检测工件的位置精度
机械制造技术基础课后部分习题及答案
12-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答:切削塑性金属材料时,刀具与工件接触的区域可分为3个变形区:①第一变形区(基本变形区):就是切削层的塑性变形区,其变形量最大,常用它来说明切削过程的变形情况;②第二变形区(摩擦变形区):就是切屑与前面摩擦的区域;③第三变形区(表面变形区):就是工件已加工表面与后面接触的区域。
它们之间的关联就是:这三个变形区汇集在切削刃附近,此处的应力比较集中而且复杂,金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离,大部分变成切屑,很小的一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效的控制积屑瘤的手段就是什么？答: 在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压与摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤,且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上,减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作前角大,有利于减小切削力; 积屑瘤伸出刀刃之外,使切削厚度增加,降低了工件的加工精度;积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见:积屑瘤对粗加工有利,生产中应加以利用;而对精加工不利,应以避免。
消除措施:采用高速切削或低速切削,避免中低速切削;增大刀具前角,降低切削力;采用切削液。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用就是什么？答:(1)车削时的切削运动为三个相互垂直的运动:主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量),为了实际应用与方便计算,在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。
(2)各分力作用:切削力就是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的;进给力就是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的;背向力就是计算工件挠度、机床零件与车刀强度的依据,与切削过程中的振动有关。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
机械制造工艺基础(第七版)教案
机械制造工艺基础（第七版）教案1. 教材简介本教案基于《机械制造工艺基础（第七版）》教材编写，旨在为学生提供系统、全面的机械制造工艺基础的学习内容。
本教材内容涵盖了机械制造的基础知识、工艺过程、机械加工设备与工具等内容，帮助学生全面了解和掌握机械制造的基本工艺和方法。
2. 教学目标•了解机械制造工艺的基本概念和原理；•掌握常见的机械制造工艺过程，并能分析其优缺点；•熟悉机械加工设备和工具的使用方法；•培养学生的实践能力和创新思维。
3. 教学内容3.1 机械制造工艺基础概述•机械制造工艺的定义和分类•机械制造工艺的发展历程•机械制造工艺的重要性和应用领域3.2 机械制造工艺过程•切削加工工艺•成形加工工艺•焊接与焊接工艺•热处理工艺•表面处理工艺•其他特殊工艺3.3 机械加工设备与工具•数控机床及其编程与操作•传统机床及其操作•切削工具与刀具材料•夹具与工装设计•测量与检验工具4. 教学方法本教案采用多种教学方法，包括讲授、实验、案例分析等，以提高学生的学习兴趣和实践能力。
其中，实验环节将重点培养学生的操作技能和实验设计能力。
5. 教学评估本教案的评估方式包括课堂作业、实验报告、小组讨论和期末考试等。
学生将通过这些评估来检验对机械制造工艺基础知识的掌握情况和实际应用能力。
6. 参考资料•《机械制造工艺基础（第七版）》教材•机械制造工艺相关文献和资料7. 教学进度安排以下是本教案的教学进度安排，具体的教学内容和进度会根据实际教学情况进行调整。
•第1-2周：机械制造工艺基础概述•第3-5周：切削加工工艺•第6-8周：成形加工工艺•第9-11周：焊接与焊接工艺•第12-14周：热处理工艺•第15-16周：表面处理工艺•第17-18周：其他特殊工艺•第19-21周：数控机床及其编程与操作•第22-24周：传统机床及其操作•第25-27周：切削工具与刀具材料•第28-30周：夹具与工装设计•第31-32周：测量与检验工具8. 总结本教案旨在为学生提供系统而全面的机械制造工艺基础的学习内容。