机械制造技术基础课件

激光
喷射源
固化树脂 切割箔材 烧结粉末
喷粘结剂 喷热熔材料
三维产品（样品/模具） 表面处理
图2-1 快速成型过程
6
第七页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.3 零件成形方法
设计
设计
铸造 锻压 焊接
快
模具
模具
速
毛坯
成
去
（大于工件）
形
除
半成品
加
半成品
工
工件
样品
模具
a） 图2-2
b） 传统加工与快速成型比较
2
第三页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.2 机械制造工艺方法
机械制造工艺方法与分类
JB/T5992-92——按大、中、小和细分类四个层次划分
表2-1 机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）
大类
中类代码
代 码
名称
0
1
2
3
4
5
6
7
89
中类名称
0 铸造 1 压力加工 2 焊接 3 切削加工 4 特种加工
l —— 往复运动行程长度（mm）。
（2-3）
➢进给量：工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，两者 沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/r。
➢背吃刀量：主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进
给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。
23
第二十四页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.4 切削用量与切削层截面参数
a）立轴转塔车床的一个复合工步
b）钻孔、扩孔复合工步
图2-5 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。
12
第十三页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.2.2 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
3
2
4
Βιβλιοθήκη Baidu
1
图2-4 多工位加工
1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔
flash
11
第十二页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.2.1 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）
其余 3.2
0.8
倒角1×45°
0.8
0.8
φ20±0.07 φ32 φ40
0 -0.017
φ35
2×1 30
40
2×1
5
50
35
150
图2-3 阶梯轴
flash
flash
10
第十一页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.2.1 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。
切削层截面参数
➢切削厚度 ➢切削宽度
hD f sin r
bD
f
sin
（2-4） （2-5）
dw
ap
Dm bD = ap
f
Κr
a）
b）
图2-7 切削层截面
hD = f
c）
24
第二十五页，编辑于星期日：十三点 十五分。
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识
Fundamental of Mechanical Manufacturing Process
粉末冶金
冷作
非金属成 表面
形
处理
包装 防锈
缠绕
编织
其他
3
第四页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.3 零件成形方法
零件成形方法
➢ 材料成形法——进入工艺过程物料初始重量近似等于加工后最 终重量。如铸造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法 多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。
➢ 材料去除法——零件的最终几何形状局限在毛坯的初始几 何形状范围内，零件形状的改变是通过去除一部分材料， 减少一部分重量来实现的。如切削与磨削，电火花加工、 电解加工等特种加工等。
29
第三十页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.1 基准
图2-9d 支座零件第4工序（磨 内孔、端面）
图2-9e 支座零件第5工序 （磨外圆、台阶面）
30
第三十一页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.2 工件装夹
装夹的含义
装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。 ➢定位 —— 使工件在机床或夹具上占有正确位置 ➢夹紧 —— 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过
工艺基准
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。
图2-9a 支座零件第1工序（车削）
27
第二十八页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.1 基准
图2-9b 支座零件第1工序（钻孔）
28
第二十九页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.1 基准
图2-9c 支座零件第3工序（钻、锪 4 分布孔）
7
第八页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.3 零件成形方法
图2-2a 快速成型机床及快速成型件
Real
8
第九页，编辑于星期日：十三点 十五分。
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识
Fundamental of Mechanical Manufacturing Process
2.2 机械制造工艺过程 Mechanical Manufacturing
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、试车、涂装与包装
等
➢ 装配工序、工步和操作
◆装配工序——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——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
R
T
车螺纹
板牙
RT
丝锥
RRT RR
铣螺纹
梳形铣 刀
旋风铣
磨螺纹
滚压 21
第二十二页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.3 典型表面加工方法
表2-6 齿形加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
TR
铣齿
指状铣刀 铣齿
成形磨 齿
R/T R RT T
滚齿 插齿
剃齿
R/T R
蜗杆砂轮磨齿
回转运动（用 R 表示）。正是由于上述不同运动形式和不同运动执行元件 的多种组合，产生了不同的加工方法。
17
第十八页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.3 典型表面加工方法
表2-2 外圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
R
T
车削
成形车削
拉削
研磨
RR
铣削
成形磨（横磨）
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical Manufacturing Process
2.1 机械制造工艺总论
Introduction to Mechanical Manufacturing Process
1
第二页，编辑于星期日：十三点 十五分。
flash
13
第十四页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.2.3 生产类型及其工艺特点
➢ 生产纲领
N = Q n（1+α% +β% ）
（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。
➢ 生产类型 ◆单件小批生产 ◆批量生产 ◆大批大量生产
碟形砂轮磨齿
锥形砂轮磨齿
22
第二十三页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.4 切削用量与切削层截面参数
切削用量
➢切削速度vc
vc
Dn
1000
式中 n —— 主运动转速（r/s）； d —— 刀具或工件的最大直径（mm）。
若主运动为往复运动时，其平均速度为：
（2-2）
vc
2l nr 1000
式中 nr —— 主运动每秒钟往复次数（str/s）；
T/ R R
RRT
R
T/ R
外圆磨
无心磨
车铣加工
滚压加工 18
第十九页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.3 典型表面加工方法
表2-3 内圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
RT
RT
TR
R
T
钻
扩
铰
T
T
拉
镗 挤
RRT
内圆磨
无心磨
R T/ R
行星式内圆磨
19
第二十页，编辑于星期日：十三点 十五分。
5 热处理 6 覆盖层 7 8 装配包装 9 其他
砂型铸造 特种铸造
锻造
轧制
冲压 挤压 旋压 拉拔
电弧焊 电阻焊 气焊 压焊
特种焊接
刃具 加工 磨削
钳加工
电物理加工电化学加工 化学加工
整体热处理表面热处理
化学热处 理
复合加 工
电镀 化学镀 真空 沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂
涂装
其他 钎焊 其他
其他
装配 试验与检验
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。
定位和调整运动
使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深度， 工件分度等。
◆ 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完 成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用 T 表示），也可以是
2.1.1 机械制造工艺过程
机械制造工艺过程
机械制造中与产品生成直接有关的生产过程常被称为机械制造 工艺过程
主要内容
➢ 毛坯和零件成形——铸造、锻压、冲压、焊接 、压制、 烧结、注塑、压塑 … ➢ 机械加工——切削、磨削、特种加工 ➢ 材料改性与处理——热处理、电镀、转化膜、涂装、热喷
涂…
➢ 机械装配——把零件按一定的关系和要求连接在一起， 组合成部件和整台机械产品，包括零件的固定、连接、 调整、平衡、检验和试验等工作
Process
9
第十页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.2.1 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。
➢ 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。
φ25±0.07
程中保持不变
工件装夹方法
➢直接找正装夹（图2-10）—— 精度高，效率低，对工人 技术水平高 ➢划线找正装夹（图2-11）—— 精度不高，效率低，多用于 形状复杂的铸件
➢夹具装夹（图2-12）—— 精度和效率均高，广泛采用
31
➢ 材料累加法——传统的累加方法有焊接、粘接或铆接等，通 过不可拆卸连接使物料结合成一个整体，形成零件。近几年 才发展起来的快速原型制造技术（RPM），是材料累加法的新 发展。
4
第五页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.3 零件成形方法
快速原型制造技术（RPM）
◆快速原型制造（Rapid Photograph Manufacturing —RPM），
2.3.3 典型表面加工方法
表2-4
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
平面加工方法
表面成形原理图
TT
刨
插
TR
R
T
T
周铣
端铣
平磨
端面平磨
车
拉
20
第二十一页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.3 典型表面加工方法
表2-5 螺纹加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
2.3.1 零件表面形成方法
➢ 轨迹法 flash ➢ 成形法 flash ➢ 相切法 flash ➢ 展成法 flash
a）轨迹法
b）成形法
c）相切法
d）展成法
图2-6
零件表面成形方法
16
第十七页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.3.2 切削加工的成形运动
主运动
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v（m/s）表示。
14
第十五页，编辑于星期日：十三点 十五分。
机械制造技术基础
第2章 机械制造过程基础知识 Fundamental of Mechanical
Manufacturing Process
2.3 零件机械加工方法
Mechanical Machining Method for Parts
15
第十六页，编辑于星期日：十三点 十五分。
又称“快速成形技术”（ Rapid Photograph — RP）或“分层 制造”（Layer Manufacturing — LM），是20世纪80年代后 期迅速发展起来的一种新型制造技术。
◆它将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、 计算机数控（CNC）、精密伺服驱动、新材料等先进技术集于 一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层 切片，得到各层截面的轮廓。
◆按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或固 化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或喷射 源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成一个个 薄层，并逐步迭加成三维实体（见图2-1）。
5
第六页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.1.3 零件成形方法
构造三维模型 模型近似处理
切片处理
2.4 基准与装夹
Datum and Fixing
25
第二十六页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.1 基准
基准
确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称 为基准。
设计基准
在设计图样上所 采用的基准
图2-8 定位支座零件
26
第二十七页，编辑于星期日：十三点 十五分。
2.4.1 基准