机械制造技术基础第1章
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②以制造工艺为主线，以产品质量、加工效率 与经济性三者的优化为目标，了解和掌握机 械加工工艺过程、机械加工精度和质量以及 装配过程的基本原理和基本知识，具有设计 工艺规程的初步能力。
③了解和能够选用常用工艺装备（机床、刀具、 夹具），并具有初步设计工艺装备的能力。
④对先进制造技术的发展趋势有一定的了解。
(1) 切削速度 Vc 10d0n0
（车钻镗）
ห้องสมุดไป่ตู้
(2) 进给速度、进给量和每齿进给量
机械制造技术基础
授 课：恩吉
绪论
1、制造业在国民经济中的地位
• 制造是人类科学理念物化的过程（P1）。它是指人类按 照所需目的，运用主观掌握的知识和技能，应用可利用 的设备和工具，采用有效的方法，将原材料转化为有使 用价值的物质产品并投放市场的全过程。
• （1）机械制造业是国家工业体系的重要基础和国民经济的重要
北京理工 (硬质合金刀具、难加工材料加工等) ，代表性人 物：于启勋教授
天津大学 (陶瓷精密磨削加工等) ，代表性人物：于思远教 授
东北大学 (磨削加工) ，代表性人物：郑焕文教 授
华南理工大学 (加工表面质量、 积屑瘤、加工表 面残余应力)，代表性人物：周泽华教授
华中科技大学（陈日曜教授） 南京航空航天大学(张幼帧教授） 北京航空航天大学（陈鼎昌教授） 清华大学 成都工具研究所等
1.1基本定义
1.1.1切削运动与切削 用量
工件三个表面定义： ① 待加工表面：即将被
切去金属层的表 面； ② 加工表面：切削刃正
在切削着的表面； ③ 已加工表面：已经切
去一部分金属形成的 新表面。
平面刨削的切削运动及工件上三表面
课堂问题：指出钻、铣削的切削运动及 工件上三个表面。
1.1.1.1切削运动*
1.(5) 2.(8) 3.(11) 5.(11) 7.(5) 8.(2) 9.(1) 考核
平时成绩30分: 考勤和课堂纪律15 ; 课堂讨论、笔记和作 业15。
期末闭卷考试70分. 试卷题型：1．填空 15％ 约5题 ； 2. 选择题35％ 约7题 ； 3. 简答题16％ 约4题 ； 4. 分析题24％ 约3题 ； 5．计算题10％ 约1题 。
（b）进给运动可是直线运动、旋转运动或两者的组合； （c）进给运动可由刀具或工件完成。
Ve
Vc
图1.3
Vf
合成切削速度
⑶合成运动与合成切削速度 当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某点
相对工件的运动称为合成切削运动。(如图1.3 Ve)
1.1.1.2 切削用量三要素* vc f a p
⑴主运动 主运动是速度最高，消耗机床功率最多的那个运动。
（如图1.3 Vc） 注：(a) 主运动可为刀具，也可为工件；
(b) 主运动可是直线运动，也可旋转运动； (c) 切削加工中，主运动必须有一个，也只有一个。 ⑵进给运动
进给运动使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可 是一个、两个或多个，通常消耗功率较小。（如图1.3 Vf） 注：（a）进给运动可以是一个、几个或没有；
遨游太空的神六
航空母舰：制造业的颠峰
2、先进制造技术的发展趋势
⑴信息技术对先进制造技术的发展起着越 来越重要的作用。
⑵设计技术的不断现代化。 ⑶加工制造技术向超精密、超高速以及发
展新一代制造装备的方向发展。 ⑷绿色制造将成为21世纪制造业的主要特
征。
目前研究热点
✓ 超高速切削 ✓ 精密及超精密加工、、微细加工和纳米级加工 ✓ 自动化加工中刀具可靠性研究 ✓ 切削过程在线检测、监控和预报 ✓ 新型刀具材料的设计与开发 ✓ 新型高难加工材料的切削加工 ✓ 其它新型加工方法，如：基于环保意识的绿色干切削、
第一章：金属切削过程的基础知识
（约5学时）
本章提要
一、基本定义 介绍金属切削过程方面的一些基 本概念，它包括切削运动、切削用量、参考系（基 面、切削平面、主剖面）、刀具标注角度、切削层 参数等。 二、刀具材料 介绍刀具材料应具备的性能（硬 度、耐磨性、强度、韧性、耐热性、工艺性、经济 性），两种常用的刀具材料（高速钢、硬质合金） 和其它刀具材料（涂层、陶瓷、人造金刚石、立方 氮化硼）。
国外研究现状
美国、日本、德国、澳大利亚等 ✓ 美国: Merchant, Lee and Shaffer ✓ 日本：臼井英治、小野浩二、中山一雄 ✓ 澳大利亚：Oxley
3、如何学好本课程
⑴性质：是机械类各专业的主干专业技术基础课程。
⑵研究对象：金属切削原理、金属切削机床与刀具、机床夹具
设计原理以及机械产品的制造工艺（包括零件加工和装配两方 面）。
硬切削、低温切削、加热切削、振动切削等 ✓ 复杂曲面加工，复杂刀具CAD/CAM
国内研究现状
山东大学 (新型陶瓷刀具材料、刀具磨损破损、切削可靠 性等、高速切削)，代表性人物：艾兴院士
哈尔滨工业大学 (精密、超精密加工、纳米级加工、特种 加工等)，代表性人物：袁哲俊教授
大连理工大学 (切削理论、剪切角理论 、石材加工等)， 代表性人物：刘培德教授
⑶课程的主要内容
①金属切削的基本原理和基本知识； ②金属切削机床与刀具； ③零件机械加工工艺过程的制订； ④机床夹具设计原理； ⑤机械加工精度与加工质量； ⑥装配工艺过程设计；
课程的学习要求
①以金属切削理论为基础，掌握金属切削的基 本原理和基本知识，并有根据具体情况合理 选择加工方法（机床、刀具、切削用量、切 削液等）的初步能力；
本课程的学习方法
• 金属切削理论和机械制造工艺知识具有很强的 实践性。因此，希望学习本书时必须重视实践 环节，即通过实验、实习、设计及工厂调研来 更好地体会、加深理解。本书给出的仅是基本 概念与理论，真正的掌握与应用必须在不断的 实践—理论—实践的循环中善于总结，才能达 到自由王国的境界。
学时安排:
组成部分，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一；
• （2）制造技术是生产、国际经济竟争、产品革新的一种重要手 段；
• （3）基础机械、基础零部件、基础工艺的发展，其关键在于制 造技术的发展；
• （4）现代以制造技术为重点的工业革命，就是第三次工业革命；
在国防中举足轻重
歼10：国产最先进战机
中华神盾：国产最先进驱逐舰
③了解和能够选用常用工艺装备（机床、刀具、 夹具），并具有初步设计工艺装备的能力。
④对先进制造技术的发展趋势有一定的了解。
(1) 切削速度 Vc 10d0n0
（车钻镗）
ห้องสมุดไป่ตู้
(2) 进给速度、进给量和每齿进给量
机械制造技术基础
授 课：恩吉
绪论
1、制造业在国民经济中的地位
• 制造是人类科学理念物化的过程（P1）。它是指人类按 照所需目的，运用主观掌握的知识和技能，应用可利用 的设备和工具，采用有效的方法，将原材料转化为有使 用价值的物质产品并投放市场的全过程。
• （1）机械制造业是国家工业体系的重要基础和国民经济的重要
北京理工 (硬质合金刀具、难加工材料加工等) ，代表性人 物：于启勋教授
天津大学 (陶瓷精密磨削加工等) ，代表性人物：于思远教 授
东北大学 (磨削加工) ，代表性人物：郑焕文教 授
华南理工大学 (加工表面质量、 积屑瘤、加工表 面残余应力)，代表性人物：周泽华教授
华中科技大学（陈日曜教授） 南京航空航天大学(张幼帧教授） 北京航空航天大学（陈鼎昌教授） 清华大学 成都工具研究所等
1.1基本定义
1.1.1切削运动与切削 用量
工件三个表面定义： ① 待加工表面：即将被
切去金属层的表 面； ② 加工表面：切削刃正
在切削着的表面； ③ 已加工表面：已经切
去一部分金属形成的 新表面。
平面刨削的切削运动及工件上三表面
课堂问题：指出钻、铣削的切削运动及 工件上三个表面。
1.1.1.1切削运动*
1.(5) 2.(8) 3.(11) 5.(11) 7.(5) 8.(2) 9.(1) 考核
平时成绩30分: 考勤和课堂纪律15 ; 课堂讨论、笔记和作 业15。
期末闭卷考试70分. 试卷题型：1．填空 15％ 约5题 ； 2. 选择题35％ 约7题 ； 3. 简答题16％ 约4题 ； 4. 分析题24％ 约3题 ； 5．计算题10％ 约1题 。
（b）进给运动可是直线运动、旋转运动或两者的组合； （c）进给运动可由刀具或工件完成。
Ve
Vc
图1.3
Vf
合成切削速度
⑶合成运动与合成切削速度 当主运动与进给运动同时进行时，刀具切削刃上某点
相对工件的运动称为合成切削运动。(如图1.3 Ve)
1.1.1.2 切削用量三要素* vc f a p
⑴主运动 主运动是速度最高，消耗机床功率最多的那个运动。
（如图1.3 Vc） 注：(a) 主运动可为刀具，也可为工件；
(b) 主运动可是直线运动，也可旋转运动； (c) 切削加工中，主运动必须有一个，也只有一个。 ⑵进给运动
进给运动使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可 是一个、两个或多个，通常消耗功率较小。（如图1.3 Vf） 注：（a）进给运动可以是一个、几个或没有；
遨游太空的神六
航空母舰：制造业的颠峰
2、先进制造技术的发展趋势
⑴信息技术对先进制造技术的发展起着越 来越重要的作用。
⑵设计技术的不断现代化。 ⑶加工制造技术向超精密、超高速以及发
展新一代制造装备的方向发展。 ⑷绿色制造将成为21世纪制造业的主要特
征。
目前研究热点
✓ 超高速切削 ✓ 精密及超精密加工、、微细加工和纳米级加工 ✓ 自动化加工中刀具可靠性研究 ✓ 切削过程在线检测、监控和预报 ✓ 新型刀具材料的设计与开发 ✓ 新型高难加工材料的切削加工 ✓ 其它新型加工方法，如：基于环保意识的绿色干切削、
第一章：金属切削过程的基础知识
（约5学时）
本章提要
一、基本定义 介绍金属切削过程方面的一些基 本概念，它包括切削运动、切削用量、参考系（基 面、切削平面、主剖面）、刀具标注角度、切削层 参数等。 二、刀具材料 介绍刀具材料应具备的性能（硬 度、耐磨性、强度、韧性、耐热性、工艺性、经济 性），两种常用的刀具材料（高速钢、硬质合金） 和其它刀具材料（涂层、陶瓷、人造金刚石、立方 氮化硼）。
国外研究现状
美国、日本、德国、澳大利亚等 ✓ 美国: Merchant, Lee and Shaffer ✓ 日本：臼井英治、小野浩二、中山一雄 ✓ 澳大利亚：Oxley
3、如何学好本课程
⑴性质：是机械类各专业的主干专业技术基础课程。
⑵研究对象：金属切削原理、金属切削机床与刀具、机床夹具
设计原理以及机械产品的制造工艺（包括零件加工和装配两方 面）。
硬切削、低温切削、加热切削、振动切削等 ✓ 复杂曲面加工，复杂刀具CAD/CAM
国内研究现状
山东大学 (新型陶瓷刀具材料、刀具磨损破损、切削可靠 性等、高速切削)，代表性人物：艾兴院士
哈尔滨工业大学 (精密、超精密加工、纳米级加工、特种 加工等)，代表性人物：袁哲俊教授
大连理工大学 (切削理论、剪切角理论 、石材加工等)， 代表性人物：刘培德教授
⑶课程的主要内容
①金属切削的基本原理和基本知识； ②金属切削机床与刀具； ③零件机械加工工艺过程的制订； ④机床夹具设计原理； ⑤机械加工精度与加工质量； ⑥装配工艺过程设计；
课程的学习要求
①以金属切削理论为基础，掌握金属切削的基 本原理和基本知识，并有根据具体情况合理 选择加工方法（机床、刀具、切削用量、切 削液等）的初步能力；
本课程的学习方法
• 金属切削理论和机械制造工艺知识具有很强的 实践性。因此，希望学习本书时必须重视实践 环节，即通过实验、实习、设计及工厂调研来 更好地体会、加深理解。本书给出的仅是基本 概念与理论，真正的掌握与应用必须在不断的 实践—理论—实践的循环中善于总结，才能达 到自由王国的境界。
学时安排:
组成部分，是衡量一个国家科技水平的重要标志之一；
• （2）制造技术是生产、国际经济竟争、产品革新的一种重要手 段；
• （3）基础机械、基础零部件、基础工艺的发展，其关键在于制 造技术的发展；
• （4）现代以制造技术为重点的工业革命，就是第三次工业革命；
在国防中举足轻重
歼10：国产最先进战机
中华神盾：国产最先进驱逐舰