第2章机械制造过程基础知识-补充内容

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机械制造过程基础知识课件新

图2-3 万能卧式升降台铣床
11
2.1.3 机床的基本组成
➢ 立式加工中心（Machining Center）
7
6
8
9
10
Z
5
n
X
4
图2-4 立式加工中心
Y
1－床身；2－滑座；3－工作 3 台；4－立柱；5－数控柜； 6－机械手；7－刀库；8－主轴箱；9－驱动电柜；10－操
纵面板
21
12
2.1.3 机床的基本组成
➢ 每一类机床，又可按其结构、性能和工艺特点的不同细分为若干组（表2-11）
表2-1 机床的类别和组别
类及
代号 0
1
车床 C
仪表车床
单轴自动车床
2 34 5
多轴自动、半自动车床
回转车轮塔床、曲及轮车轴凸轴床
立式车床
组代号
6
7
落地及卧式车床
仿形及多刀车床
8
9
轮、轴、锭、辊其他及铲齿车床车床
第2章机床与夹具
本章要点
了解金属切削机床分类、组成与性能参数（2.1）理解装夹方法，了解机床夹具组成与分类（2.2）掌握和应用定位原理，计算定位误差，了解常用的定位方法与定位元件（2.3）理解夹紧力方向及作用点的确定原则，掌握夹紧力的估算方法，了解常用夹紧机构的特点与应用（2.4）了解各类机床夹具的典型结构及设计要点（2.5）掌握夹具设计步骤与方法（2.6）
型号示例
床身上最大工件回转直径为400mm的卧式车床（普通车床），其型号为C6140
最大棒料直径为 50mm 的六轴棒料自动车床，其型号为 C2150×6

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

机械制造过程的基础知识

采用机械加工方法以合格产品为目标，改变毛坯的形状、尺寸、各组成表面间的位置以及表面质量所经过的所有工作过程。
机械加工工艺过程
2.1.3机械加工工艺过程（零件）及其组成
机
工序Ⅰ
安工工走
械
装位步刀
加
工序Ⅱ
工
工
艺
过
程
工序N
2.1.3---------工序
工序是指一个（或一组）工人在同一台机床（或同一工
工艺基准
2.1.5机械装配工艺过程
机械装配过程 : 以合格机械产品为目标，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的工作过程。
机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。
机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。 •装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。 •装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。 •装配操作是指装配工步中各个装配动作。
机械制造技术基础
第2章机械制造过程的基础知识
2.1机械制造过程的基本概念 2.1.1机械制造工艺方法
铸造锻造
材料成形法: 冲压
粉末冶金注塑成形法
材料去除法（表2.1）
机械力去除法热能去除法化学去除法复合去除法
特种加工。
材料累加法
焊接粘接铆接快速原型
传统方法
2.1.1机械零件制造工艺方法
2.1.1机械零件制造工艺方法
材料成形法机械加工
材料去除法材料累加法
特种加工复合法加工
切削磨削研磨、抛光高压水、磨料喷射超声加工等。

(完整版)机械制造技术基础(第2版)第二章课后习题答案(2)

《机械制造技术基础》部分习题参考解答第二章金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？答：切削用量三要素是指切削速度v 、进给量f 、背吃刀量a p （切削深度）。

在外圆车削中，它们与切削层参数的关系是：sin /sin D rD p r D ph f b a A fa κκ===切削层公称厚度：切削层公称宽度：切削层公称横截面积：2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。

答：确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要7个基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃倾角，这些基本角度如下图所示（其中副前角、副后角不做要求）。

2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。

为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？答：刀具标注角度是在静态情况下在刀具标注角度参考系中测得的角度；而刀具工作角度是在刀具工作角度参考系中（考虑了刀具安装误差和进给运动影响等因素）确定的刀具角度。

车刀作横向切削时，进给量取值过大会使切削速度、基面变化过大，导致刀具实际工作前角和工作后角变化过大，可能会使刀具工作后角变为负值，不能正常切削加工（P23）。

2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？答：（P24）(1) 高的硬度和耐磨性；(2) 足够的强度和韧性；(3) 高耐热性；(4) 良好的导热性和耐热冲击性能；(5)良好的工艺性。

2-5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？答：（P26）常用的硬质合金有三类：P类（我国钨钴钛类YT），主要用于切削钢等长屑材料；K类（我国钨钴类YG），主要用于切削铸铁、有色金属等材料；M类（我国通用类YW），可以加工铸铁、有色金属和钢及难加工材料。

2-6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？答：切削形成过程分为三个变形区。

第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移区域，第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域；第三变形区刀具后刀面与已加工表面的摩擦区域。

机械制造技术基础-张世昌-第2章-机械制造过程基础知识

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2.2.1 零件表面形成方法
轨迹法生线
均由轨迹运动生成；
成形法刀刃
的形状直接获得工件生线；
a）轨迹法
b）成形法
相切法工件
的一条生线即为刀刃运动轨迹的包络线；
展成法工件
的一条生线即为刀刃运动轨迹的包络线，且包络线需通过刀具与工件之间的范成运动生成。
◆装配工步——装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变
◆装配操作——装配工步中各个装配动作
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2.1.3 生产类型及其工艺特点
生产纲领：计划期内应当生产的产品数量 N = Q n（1+α% +β% ）式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。（2-1）
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2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工序——是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部分机械加工工艺过程。由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定，如图2-1所示。
φ25±0.07
安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。其余 3.2
φ20±0.07 0.8 0.8 倒角1×45°
0.8
40 5 150 50 2×1 35
2×1 30
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图2-1 阶梯轴 P43
0 φ35 -0.017
φ32
φ40
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。

机械制造过程基础知识

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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
工件的夹紧
斜楔夹紧：是铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形式
支承订
支承板
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适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位，B 型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。若受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。采用两个以上支承板定位时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
工件在夹具中的定位
完全定位
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
工件在夹具中的定位
不完全定位： Z轴旋转未限制
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
工件在夹具中的定位
X
Z
Z
a)
b)
不完全定位： Z轴旋转未限制
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用
机床夹具概述
夹具的分类
按用途分类
通
专
可
组
成
用
用
调
合
组
夹
夹
夹
夹
夹
具
具
具
具
具
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第二章数控机床工件装夹及夹具选用

机械制造技术基础每章重点

第一章金属切削加工基础知识第一章金属切削加工基础知识1、本章基本要求切削加工及切削用量、刀具材料及刀具切削部分的结构、金属切削过程、切削过程中物理现象、磨削过程、切削液2、主要内容金属切削加工的基本定义，工件表面的形成方法及所需成形运动、金属切削过程的基本规律、刀具材料及刀具角度、切削运动与切削用量的定义及其合理选择。

3、重点难点及处理方法重点：刀具的几何角度的定义及合理选择，常用的刀具材料及其选择，刀具耐用度的定义以及切削用量和切削方式以及切削液的合理选择。

难点：刀具静止参考系的参考平面和刀具角度标注、刀具几何参数和切削用量的合理选择、切削过程的基本规律。

处理方法：使用模型讲解刀具的结构和刀具角度。

适当布置作业，加强学生对所学内容的理解和掌握。

第二章金属切削过程第二章金属切削过程1、本章基本要求金属切削过程的基本规律、金属切削过程的控制以及磨削原理2、主要内容金属切削过程的基本规律以及切削过程中的一些物理现象，如何根据需要对切削过程进行控制以及磨削的基本原理。

3、重点难点及处理方法重点：金属切削过程的基本规律。

难点：针对切削过程的基本规律根据需要对切削过程进行有效控制。

第三章金属切削机床与刀具第三章金属切削机床与刀具1、本章基本要求金属切削机床的基本知识、车削加工及机床、钻、镗削加工及机床、刨、拉削加工及机床、铣削加工及机床、磨削加工及机床、齿轮加工及机床、光整加工。

2、主要内容机械加工方法及所用装备概述；车削加工与车床；磨削加工与磨床；齿轮加工及其机床；铣削加工与铣床；孔加工方法及设备；其他加工方法与设备等。

3、重点难点及处理方法重点：各种加工方法的应用场合；车削与车床；齿轮加工方法与滚齿机。

难点：车床和滚齿机传动链分析与计算。

第四章机械加工质量及控制第四章机械加工质量及控制1、本章基本要求机械加工精度、机械加工表面质量2、主要内容机械加工质量的基本概念，影响加工质量的因素分析，提高加工质量的途径。

机械制造技术基础张世昌第2章机械制造过程基础知识

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2.2.1 零件表面形成方法
零件表面形成机理零件表面通常可看成是一条母线沿着另一条导线运动的轨迹。母线与导线统称为形成表面的生线（生成线或成形线）；
切削加工实现？
切削加工时刀具的切削刃与工件的相对运动实现表面切削成形。P46 图2-4 形成零件表面的方法包含如下几种：
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2.3.3 定位原理
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2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工序——是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部分机械加工工艺过程。由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定，如图2-1所示。
φ25±0.07
安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。其余 3.2
c）相切法
d）展成法
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图2-5 零件表面成形方法
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2.2.2 切削加工的成形运动
主运动
3种
指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度，用vc（m/s）表示。
进给运动
指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量（f—mm/r）或进给速度（vf —mm/min）表示。
Y X
图 2-12 六点定位原理
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2.3.3 定位原理
两点注意： “点”的含义 ——对自由度的限制，与实际接触点不同与理论力学、机构学自由度概念差别 ——位置不定度 ——夹紧与定位概念分开 ——工件、夹具是弹性体
Z Y
X
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图 2-13 工件以平面3点定位

机械制造知识点总结第二章

第二章金属切削原理与刀具基本概念：1. 金属切削加工：利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层，以获得具有一定的几何精度和表面质量的机械零件的加工方法。

2. 切削运动：刀具与工件间的相对运动称为切削运动。

包括主运动和进给运动两种。

主运动：切除多余金属层所必需的最基本的运动，速度最高、功率最大，只能有一个。

进给运动：是多余材料不断投入切削，从而加工出完整表面所需要的运动。

速度较低，功率较小，是形成已加工表面的辅助运动。

3.4. 切削速度：切削加工时，刀具切削刃上选定点相对工件的主运动的速度。

5. 进给量：在工件或刀具主运动每转一转或每一行程时，刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移量。

6. 背吃刀量：在垂直于主运动方向和进给运动方向确定的工作平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。

7. 削切宽度：在主切削刃上选定点的基面内，沿过渡表面度量的切削层厚度。

8. 切削厚度：在主切削刃选定点的基面内，垂直于过渡表面度量的切削层厚度。

9. 切削层面积：在主切削刃选定点的基面内的切削层横截面积。

10. 自由切削:刀具在切削过程中，如果只有一条直线切削刃参加切削工作，称为自由切削。

11. 非自由切削：刀具在切削过程中，切削刃是曲线或者有几条切削刃都参加切削，并且同时完成整个切削过程，称为非自由切削。

切削要素切削用量切削速度进给量背吃刀量切削层几何参数切削宽度切削厚度切削面积12.直角切削（正交切削）：刀具主切削刃的刃倾角等于零时的切削，此时，主切削刃与切削速度方向成直角。

13.斜角切削：刀具主切削刃的刃倾角不等于零时的切削，此时主切削刃与切削速度方向不成直角。

直角切削和非直角切削都属于自由切削。

14.切削平面：通过切削刃上选定点，切于工件过渡表面的平面。

包含有刀刃在该点的切线以及合成切削运动向量。

15.基面：通过切削刃上选定点，垂直于该点合成切削运动向量的平面。

16.刀具的工作角度：以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考面所确定的刀具角度称为刀具的切削角度。

现代制造系统机械制造过程基础知识

XY Z
出现了过定位
过定位实例分析之二
图2-37所示工件以底平面定位，要求限制3个自由度。
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。
② 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)工艺基准
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表面作定位基
如，齿轮和轴的装配，齿轮的装配基准为齿轮内孔和端面。
装配基准一般与零件的主要设计基准相一致。
2.3.2 工件的装夹
装夹的概念
后才能进行加工。
装夹应实现两个方面的任务：定位与夹紧。 1）定位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位
置。
2）夹紧对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中
保持定位后的正确位置不变动。
图中所示的箱体零件，顶面B的设计基准为底面A（尺寸H）；孔I的设计基准为底面A与角尺面C（尺寸X1、Y1）；孔Ⅱ的设计基准为底面A和孔I的中心（尺寸Y2、R1）；孔Ⅲ的设计基准为孔I与孔Ⅱ的中心（尺寸R2、R3）。
设计人员是从零件的工作性能要求出发而确定设计基准的。图中孔I与孔Ⅱ、孔Ⅲ之间，孔Ⅱ与孔Ⅲ之间均有齿轮啮合传动关系。为保证齿侧啮合间隙量，孔Ⅱ采用了孔I中心作设计基准，孔Ⅲ 采用了孔I与孔Ⅱ的中心作为的设计基准。
准，称为粗基准。精基准使用已经机械加工的表面作定位基
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。如轴类零件的两顶尖孔、小刀架上的工艺凸台。
(2)工艺基准
3）测量基准零件测量时所采用的基准，称为测量基准。

《机械制造技术》复习提纲

《机械制造技术》复习提纲第1章机械制造过程概述§1.1 机械制造过程一、概述根据设计信息将原材料和半成品转变为产品的过程称为生产过程。

直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为机械制造工艺过程，简称工艺过程。

采用合理、有序安排的各种加工方法，逐步地改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。

二、生产过程合格零件——>部件——>完整机器三、机械制造过程的分析1．机械制造过程的基本概念（1）工序——是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部分机械加工工艺过程。

（2）安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。

（3）工位——在一次工件的安装中，通过工作台的分度、移位可以使工件相对于机床变换加工位置，工件在每一个加工位置上所能完成的加工内容。

（4）工步——在同一工位上，要完成不同的表面加工时，其中加工表面、刀具、切削速度和进给量不变的情况下所完成的工位内容。

（5）走刀——刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。

§1.2机械制造的生产组织一、生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定的在计划生产期内应当生产的产品的产量。

二、生产组织类型单件生产、成批生产、大量生产三、生产纲领企业根据市场需求和自身的生产能力决定的在计划生产期内应当生产的产品的产量。

四、生产组织类型单件生产、成批生产、大量生产第2章机械加工工艺系统§2.1 零件表面的成形与机械加工运动一、零件表面的成形一条线为母线，沿另一条线为轨迹运动而形成。

成形方法：轨迹法，成形法，展成法和相切法。

二、机械加工的运动1.表面成形运动（1）简单成形运动直线运动或旋转运动（2）复合成形运动主运动最基本、最主要的运动进给运动2.辅助运动空行程切入分度操纵及控制三、切削用量1.切削过程中工件上的表面待加工表面过渡表面已加工表面2.切削用量（1）切削速度圆周运动 /min 1000c dn V m π= 直线运动 2ln /min 1000V m = （2）进给速度 /m m m i m 或mm/s ；mm/r ；mm/行程多刃刀具 f z V nf n f z ==（3）.背吃刀量αp§2.2 工件一、概述1.工件毛坯2.工件表面的构成多种几何形状构成3.工件的质量要求加工精度（尺寸、形状和位置）；表面质量（粗糙度、波度、表层硬化、残余应力等）二、工件的安装与基准工件在夹具上定位和夹紧的过程。

机械制造基础第2章

刀尖有三种类型：锐刀尖、修圆刀尖和倒角刀尖。
2. 刀具静止角度参考系静止参考系由以下平面组成。（1）基面是指通过切削刃上的选定点并垂直于假定主运动方向的平面。（2）切削平面是指通过切削刃上的选定点，与该切削刃相切并垂直于基面的平面。（3）正交平面是指通过主切削刃上的选定点并同时垂直于基面和主切削平面的平面。
（2）进给量是主运动每转一转，刀具沿进给运动方向相对于工件的位移量，称为每转进给量。钻削、铣削等多刀齿刀具切削时还可用每齿进给量表示。进给运动有时还用进给速度来表示，它们的关系是： (mm/min)
f fn f z zn
（3）背吃刀量是工件上已加工表面至待加工表面间的垂直距离。对于外圆车削，背吃刀量可按下式计算： d w d m （mm） a
2.1 金属切削基础知识
金属切削加工是指用刀具或磨具，从工件表面上切除多余的金属，使工件达到图纸所规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的切削过程。机械加工简称机加工，是指由工人操纵机床对工件进行的切削加工。它分为两类：一类是刀具切削加工；另一类是磨料切削加工。钳工一般是指由工人用手动工具对工件进行的切削加工，主要有划线、锯削、锉削、刮削、研磨、钻孔、铰孔、攻丝、套丝、机械装配和修理等工作。
2）进给运动对工作角度的影响以车外圆为例，在车削大导程的丝杠或多头（右旋）螺纹时，要将车刀的左侧刃后角磨大些，右侧刃后角磨小些，使左、右侧刀刃获得相同的工作后角。
3）刀具安装位置对工作角度的影响在实际生产中，粗车外圆时常将车刀刀尖装高一个值；精尖装低一个值车外圆时常将车刀刀。
2.2 常用刀具材料
p
2
2.1.3 切削层参数
切削层是指切削时，切削刃在一次进给中从工件的待加工表面上切除的那一层金属。如图所示。

机械制造技术基础张世昌第章机械制造过程基础知识

Manufacturing Process
2.2 零件机械加工方法 Mechanical Machining
Method for Parts
2.2.1 零件表面形成方法
➢ 零件表面形成机理
零件表面通常可看成是一条母线沿着另一条导线运动的轨迹。
母线与导线统称为形成表面的生线（生成线或成形线）；
切削加工实现？
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机械制造技术概论机械制造过程基础知识切削与磨削原理机械加工质量机械加工工艺过程设计机器的装配工艺机械制造技术新发展
第2章机械制造过程基础知识
本章要点
机械制造工艺零件机械加工方法定位原理与定位误差机床与夹具刀具材料与刀具几何角度
机械制造技术基础
第2章机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical
图2-3 复合工步
➢ 走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。
2.1.2 机械装配工艺过程
➢ 机械装配工艺过程将组成机器的零、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。最后阶段
➢ 机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与
包含：安装、工位、工步、走刀等工序
2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
➢ 工序——是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部分机械加工工艺过程。由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定，如图2-1所示。
➢ 安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部
（2-1）
式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。