机械制造技术基础课件最新版第一章机械加工方法
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机械制造技术基础通用课件
02
03
04
定义
车削加工是一种通过工件和刀 具的相对运动来切除多余材料
的方法。
适用范围
适用于加工圆柱形、圆锥形等 回转体零件。
加工特点
具有较高的加工精度和表面质 量，适用于粗加工和精加工。
应用实例
车削加工可用于加工轴、齿轮 等机械零件。
铣削加工
定义
铣削加工是一种通过刀具的旋 转和工件的移动来切除多余材
01
02
03
量具的种类与使用
讲解量具的种类和用途， 包括卡尺、千分尺等，以 及使用量具的注意事项。
检具的设计与制作
讲解检具的设计原则和方 法，以及制作检具的过程。
量具与检具的选用
根据检测需求，选择合适 的量具和检具，包括量具 的精度等级、检具的制作 材料等。
机械制造质量管理与控制
质量管理体系与质量控制流程
刀具与夹具
刀具的材料与结构
讲解刀具的材料的选用，包括高速钢、硬质合金 等，以及刀具的结构，如尖刀、铣刀等。
夹具的设计与使用
讲解夹具的设计原则和方法，以及使用夹具的注 意事项，包括夹具的安装、工件的定位等。
刀具与夹具的选用
根据加工需求，选择合适的刀具和夹具，包括刀 具的锋利度、夹具的精度等。
量具与检具
机械制造工艺基础
工艺规程与工艺流程
工艺规程
工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，是机械制造过程中 重要的指导性文件。
工艺流程
工艺流程是指制造过程中原材料转化为成品的过程，包括各工序的顺序、内容、 方法等。
加工精度与加工误差
加工精度
加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，包括尺寸 精度、形状精度和位置精度。
机械制造技术基础课件最新版第一章机械加工方法
Δm<0 材料去除原理,如传统的切削加工方法,包括磨料磨削、特种 加工等, 在制造过程中通过逐渐去除材料而获得需要的几何形状。
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
二、等材制造技术(Δm=0) 等材制造技术主要是指用模具成形的方法,成形前后,材料质量基本不
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
二、等材制造技术(Δm=0) 等材制造技术主要是指用模具成形的方法,成形前后,材料质量基本不
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
机械制造技术基础ppt
机械制造技术基础
机械制造技术基础是机械工程中最重要的组成部分之一，它包括了机械制造 的基本概念、过程、工艺和工具。
什么是机械制造技术基础？
关键概念
机械制造技术基础是指掌握和应用机械制造的理论和实践知识的能力。
核心要素
包括机械设计、加工工艺、装配调试和质量控制等方面。
重要作用
是提高机械产品质量和生产效率的关键。
机械制造的过程和方法
生产流程
包括原材料准备、加工、组装和 包装等环节。
加工方法
常用的加工方法有车削、铣削、 焊接和冲压等。
组装技术
采用流水线和自动化设备完成机 械产品的组装。
机械制造的工艺和工具
1
工艺选择
根据产品要求和生产规模选择合适的工艺。
2
常用工具
包括数控机床、切削工具和检测设备等。
3
先进技术
如激光切割、三维打印和机器人技术。
机பைடு நூலகம்制造的质量控制
1 质量标准
遵循国家和行业的质量标准。
2 检测方法
采用物理检测和非损伤检测等手段。
3 过程监控
通过严格控制生产过程来提高产品质量。
机械制造技术的应用领域
汽车制造
涵盖了整车制造和零部件加工。
能源设备
制造发电设备和石油装备等。
航空航天
包括飞机和火箭等器械的制造。
电子产品
涵盖电脑、手机和家电等的制造。
机械制造技术的发展趋势
先进制造技术
如智能制造、物联网和大数据技 术。
机器人自动化
随着机器人技术的发展，机械制 造将更加自动化。
绿色制造
注重环境保护和可持续发展。
结论和要点
• 机械制造技术基础包括基本概念、过程、工艺和工具。 • 质量控制对于提高产品质量至关重要。 • 机械制造技术应用广泛，涵盖了多个行业。 • 先进制造技术和自动化将推动机械制造的发展。
机械制造技术基础是机械工程中最重要的组成部分之一，它包括了机械制造 的基本概念、过程、工艺和工具。
什么是机械制造技术基础？
关键概念
机械制造技术基础是指掌握和应用机械制造的理论和实践知识的能力。
核心要素
包括机械设计、加工工艺、装配调试和质量控制等方面。
重要作用
是提高机械产品质量和生产效率的关键。
机械制造的过程和方法
生产流程
包括原材料准备、加工、组装和 包装等环节。
加工方法
常用的加工方法有车削、铣削、 焊接和冲压等。
组装技术
采用流水线和自动化设备完成机 械产品的组装。
机械制造的工艺和工具
1
工艺选择
根据产品要求和生产规模选择合适的工艺。
2
常用工具
包括数控机床、切削工具和检测设备等。
3
先进技术
如激光切割、三维打印和机器人技术。
机பைடு நூலகம்制造的质量控制
1 质量标准
遵循国家和行业的质量标准。
2 检测方法
采用物理检测和非损伤检测等手段。
3 过程监控
通过严格控制生产过程来提高产品质量。
机械制造技术的应用领域
汽车制造
涵盖了整车制造和零部件加工。
能源设备
制造发电设备和石油装备等。
航空航天
包括飞机和火箭等器械的制造。
电子产品
涵盖电脑、手机和家电等的制造。
机械制造技术的发展趋势
先进制造技术
如智能制造、物联网和大数据技 术。
机器人自动化
随着机器人技术的发展，机械制 造将更加自动化。
绿色制造
注重环境保护和可持续发展。
结论和要点
• 机械制造技术基础包括基本概念、过程、工艺和工具。 • 质量控制对于提高产品质量至关重要。 • 机械制造技术应用广泛，涵盖了多个行业。 • 先进制造技术和自动化将推动机械制造的发展。
机械制造技术基础第1章金属切削加工基础知识 共116页
吃刀量asp，也常称为切削用量三要素。
• （1）切削速度
• 切削速度即主运动的速度。 • ① 主运动为旋转运动 • 大多数主运动属于回转运动，切削速度为刀具或工件最大直径
• 处的线速度v：c60 d 1n 000(m /s或 者 m /m in)
• d——完成主运动的刀具或者工件的最大直径(mm)； • n——主运动的转速(rad/S或r/min)。
（2）进给运动和进给速度
① 由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上 多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。
② 进给运动可以用进给速度vf或进给量f、fz、af来表示。
③ 进给运动的特点：速度低；消耗的机床功率少；各种 切削加工方法可以有一个或多个进给运动，一般不唯一。
1.2 切削运动与切削用量
运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这 些成形运动。
例1-1 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成， 需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个，即 Bl和A2，都是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
母线
导线
成形法
导线
母线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
表面成形运动是保证得到工件 要求的表面形状的运动。例 如用车刀车削外圆柱面，形 成母线和导线的方法，都属 于轨迹法。工件的旋转运动 B1，产生母线（圆）；刀具 的纵向直线运动A2产生导线 （直线）。运动B1和A2就是 形成外圆表面两两个成形运 动。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
• （1）切削速度
• 切削速度即主运动的速度。 • ① 主运动为旋转运动 • 大多数主运动属于回转运动，切削速度为刀具或工件最大直径
• 处的线速度v：c60 d 1n 000(m /s或 者 m /m in)
• d——完成主运动的刀具或者工件的最大直径(mm)； • n——主运动的转速(rad/S或r/min)。
（2）进给运动和进给速度
① 由机床或人力提供的，使主运动能够继续切除工件上 多余金属以形成工件表面所需的运动称为进给运动。
② 进给运动可以用进给速度vf或进给量f、fz、af来表示。
③ 进给运动的特点：速度低；消耗的机床功率少；各种 切削加工方法可以有一个或多个进给运动，一般不唯一。
1.2 切削运动与切削用量
运动的总和。为了加工出所需的零件表面，机床就必须具备这 些成形运动。
例1-1 用普通车刀车削外圆 • 母线——圆，由轨迹法形成，需 要一个成形运动B1。 • 导线——直线，由轨迹法形成， 需要一个成形运动A2。 • 表面成形运动的总数为两个，即 Bl和A2，都是简单的成形运动。
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
母线
导线
成形法
导线
母线
1.1 工件表面的成形方法及所需的成形运动
加工表面的形成
表面成形运动是保证得到工件 要求的表面形状的运动。例 如用车刀车削外圆柱面，形 成母线和导线的方法，都属 于轨迹法。工件的旋转运动 B1，产生母线（圆）；刀具 的纵向直线运动A2产生导线 （直线）。运动B1和A2就是 形成外圆表面两两个成形运 动。
螺旋线
螺纹牙形 渐开线
机械制造基础_1.3_机械加工方法
机械与汽车工程学院
1. 车削加工
按工件类型选用车削加工方法： 3) L/D≥20，细长零件 为防止弯曲变形，用中心架或跟刀架作辅助支承。 4) 尺寸较大或形状较复杂工件 采用四爪单动卡盘或花盘装夹工件。 四爪单动卡盘夹紧力较大，但定位精度低，安装 时须反复校正，对于不对称工件需校平衡，且不能高 速，适于单件生产。
机械与汽车工程学院
2. 铣削加工
铣削方式 铣刀 转向 切削过程 切削厚度由大 变小至零，刀 齿易切入工件。 刀具耐用度高， 表面质量高。 切削厚度由零 变大，刀齿不 易切入工件， 产生挤压、滑 移，已加工面 产生冷硬层。 工件受力情况 垂直分力 铣削水平分力 向下，工 与进给同向， 作台和导 丝杠螺母副有 轨紧贴， 间隙，引起工 铣削平稳。 作台窜动，进 给不均匀。 垂直分力 水平分力与进 向上，工 给方向相反， 作台上抬， 丝杠与螺母紧 与导轨有 贴。无窜动。 间隙，引 起振动。
半精车 半精车
精车 精车
磨削 精细车
1. 车削加工 按工件类型选用车削加工方法 1) 长径比L/D≤5，盘类或短而组的轴类零件 三爪自定心卡盘夹持工件，自定心，装夹方便迅 速，可自动化。 2) 5＜L/D＜20，较长轴类零件 工件两端先钻中心孔；前、后顶尖定位、支承； 采用拨盘和鸡心夹头带动工件转动并承受切削力矩。 适于多工序加工，工件可反复调头，易保证定位 精度，但顶尖刚性差，不适于粗加工。粗加工或半精 加工时，采用“一夹一顶”的方法。
机械与汽车工程学院
1. 车削加工
车削的工艺特点
1. 易于保证各加工面的位置精度：如同轴度、垂直度；
2. 切削过程平稳：连续切削，切削面积不变，切削力变 化小，生产率较高； 3. 适应范围广；适于单件小批生产； 4. 适合有色零件的精加工。 钢铁：粗车 有色金属：粗车 5. 刀具较简单。
机械制造技术基础
▽10)。 超精密车削：Ra<0.04μm(▽11以上)。
2、车床 卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动
车床，仿形车床，数控车床等。
卧式车床：中小型零件加工。
立式车床：大型或重型零件加工。
转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不 能加工螺纹。
图1.2 CA6140普通型卧式车床 1、11-床腿；2-进给箱；3-主轴箱；4-床鞍；5-中滑板；6-刀架；7-回转盘
机械加工——通过机床利用工具去除毛坯上多余 的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质 量。
也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运 动去除材料形成工件表面。
主（切削）运动：施加力的作用去除材料。 进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表
面。
机械加工方法——运动关系和工具形式
1.1 传统切削加工方法与切削机床 1.1.1 车削与车床
大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机 床加工。
精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后 常常采用扩孔（扩孔钻头）和铰孔（铰刀） 进行半精加工和精加工。
图1.20 分屑槽
工艺特点 （1）钻孔 加工精度低，表面质量差，用于粗加工。 容易产生“引偏”。 排屑困难。 不易散热。
图1.36 卧轴矩台平面磨床
1.2 曲面加工方法与加工机床 1.2.1 齿轮齿面加工与加工机床 1、齿轮齿面加工方法 齿面形成方法 成形法 在普通铣床上采用成形铣刀实现齿轮齿面加工，
铣刀的旋转运动为主运动，铣刀的直线移动 为进给运动。
展成法
展成法加工齿面的典型机床是滚齿机，滚刀旋转 形成主运动，滚刀沿工件轴线方向的移动为进 给运动。
图1.18 钻孔引偏
图1.19 减少引偏的措施
2、车床 卧式车床，立式车床，转塔车床，自动和半自动
车床，仿形车床，数控车床等。
卧式车床：中小型零件加工。
立式车床：大型或重型零件加工。
转塔车床：形状比较复杂的小型零件加工，不 能加工螺纹。
图1.2 CA6140普通型卧式车床 1、11-床腿；2-进给箱；3-主轴箱；4-床鞍；5-中滑板；6-刀架；7-回转盘
机械加工——通过机床利用工具去除毛坯上多余 的材料，获得零件所需的形状、尺寸和表面质 量。
也就是通过刀具和工件之间力的作用以及相对运 动去除材料形成工件表面。
主（切削）运动：施加力的作用去除材料。 进给运动：通过相对运动形成所需要的工件表
面。
机械加工方法——运动关系和工具形式
1.1 传统切削加工方法与切削机床 1.1.1 车削与车床
大批量生产中，采用钻模、多轴钻或组合机 床加工。
精度高和表面质量要求高的小孔，在钻削后 常常采用扩孔（扩孔钻头）和铰孔（铰刀） 进行半精加工和精加工。
图1.20 分屑槽
工艺特点 （1）钻孔 加工精度低，表面质量差，用于粗加工。 容易产生“引偏”。 排屑困难。 不易散热。
图1.36 卧轴矩台平面磨床
1.2 曲面加工方法与加工机床 1.2.1 齿轮齿面加工与加工机床 1、齿轮齿面加工方法 齿面形成方法 成形法 在普通铣床上采用成形铣刀实现齿轮齿面加工，
铣刀的旋转运动为主运动，铣刀的直线移动 为进给运动。
展成法
展成法加工齿面的典型机床是滚齿机，滚刀旋转 形成主运动，滚刀沿工件轴线方向的移动为进 给运动。
图1.18 钻孔引偏
图1.19 减少引偏的措施
零件的成形原理 机械制造技术基础
一、△M＜0 的制造过程 △M＜0主要指切削加工，该加工过程
是通过刀具和工件之间的相对运动及相互 力的作用实现的。工件往往通过夹具安装 在机床上，机床带动刀具或工件或两者同 时进行运动。切削过程中，有力、热、变 形、振动、磨损等现象发生，这些现象的 综合作用决定了零件
第一章 机械加工方法
最终获得的几何形状及表面质量。 对于加工精度要求特别高的零件，需要
第一章 机械加工方法
第一节 零件的成形原理
按照零件由原材料或毛坯制造成为零 件的过程中，质量M的变化，可分为△M ＜0,△M＝0,△M＞0三种原理，不同原理 采用不同的成形工艺方法。
△M＜0，材料去除原理，如传统的 切削加工方法，包括磨料磨削、特种加 工等,在制造过程中通过材料逐渐被去除 而获得需要的几何形状。
第一章 机械加工方法
等一系列高新技术，属于技术密集型产业。 三、△M＞0 的制造过程 △M＞0 的工艺即材料累加法制造（MIM）工
艺 出现于上个世纪80年代，通过材料逐渐 累加成型 。这一工艺又称RP技术（Rapid Prototyping） 。其优点是：无需编程，即 可以成型任意复杂形状的零件，而无需刀、 夹具等生产准备活动。
第一章 机械加工方法
二、△M＝0 的制造过程 △M＝0的工艺内容主要属于材料成形
课程的研究范畴。主要指铸造、锻压和焊 接等热加工工艺。在我国，铸造工艺、锻 压模具的设计和制造方面 均是薄弱环节， 特别是模具工业，模具制造精度要求较高， 其生产方式往往是单件生产。模具的设计 和制造需要CAD和CAE
第一章 机械加工方法
RP技术已形成了几种成熟的工艺方法，进入 了商品化阶段。目前商业化的设备主要有 光固化法/SL法（Stereolithography）、叠层 制造法/LOM法（Laminated Object Manufacturing）、激光选区烧结/SLS法 （Selective Laser Sintering）、熔积法/FDM 法（Fused Deposition Modeling）。
是通过刀具和工件之间的相对运动及相互 力的作用实现的。工件往往通过夹具安装 在机床上，机床带动刀具或工件或两者同 时进行运动。切削过程中，有力、热、变 形、振动、磨损等现象发生，这些现象的 综合作用决定了零件
第一章 机械加工方法
最终获得的几何形状及表面质量。 对于加工精度要求特别高的零件，需要
第一章 机械加工方法
第一节 零件的成形原理
按照零件由原材料或毛坯制造成为零 件的过程中，质量M的变化，可分为△M ＜0,△M＝0,△M＞0三种原理，不同原理 采用不同的成形工艺方法。
△M＜0，材料去除原理，如传统的 切削加工方法，包括磨料磨削、特种加 工等,在制造过程中通过材料逐渐被去除 而获得需要的几何形状。
第一章 机械加工方法
等一系列高新技术，属于技术密集型产业。 三、△M＞0 的制造过程 △M＞0 的工艺即材料累加法制造（MIM）工
艺 出现于上个世纪80年代，通过材料逐渐 累加成型 。这一工艺又称RP技术（Rapid Prototyping） 。其优点是：无需编程，即 可以成型任意复杂形状的零件，而无需刀、 夹具等生产准备活动。
第一章 机械加工方法
二、△M＝0 的制造过程 △M＝0的工艺内容主要属于材料成形
课程的研究范畴。主要指铸造、锻压和焊 接等热加工工艺。在我国，铸造工艺、锻 压模具的设计和制造方面 均是薄弱环节， 特别是模具工业，模具制造精度要求较高， 其生产方式往往是单件生产。模具的设计 和制造需要CAD和CAE
第一章 机械加工方法
RP技术已形成了几种成熟的工艺方法，进入 了商品化阶段。目前商业化的设备主要有 光固化法/SL法（Stereolithography）、叠层 制造法/LOM法（Laminated Object Manufacturing）、激光选区烧结/SLS法 （Selective Laser Sintering）、熔积法/FDM 法（Fused Deposition Modeling）。
机械制造技术基础(课程课件完整版)
(2) 进给运动
进给运动方向：是指切削刃选定点相对于工件的 瞬时进给运动方向。
进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给 运动的瞬时速度，用vf表示，单位常取为 (mm / s)或(mm / min)
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
进给运动速度
例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f来表述， 单位：mm / r
一、工件的加工表面及其形成方法
1. 机械零件常用的表面形状
零件的 常用表面
平面 圆柱面
圆锥面 成型表面 特殊表面
图2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2. 工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条 线移动或旋转而形成的。并且我们把这两
条线叫着母线和导线，统称发生线。
例、工件表面的形成
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
3) 相切法——由圆周刀具上的多个切削 点来共同形成所需工件表面形状的方 法。
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
4) 展成法——利用工件和刀具作展成切削
运动来形成工件表面的方法。
图2-3 形成发生线所需的运动
4. 表面成型运动 例: 车削外圆柱面的成形运动
(4) 吃刀量
吃刀量是指过切削刃的两个端点， 且垂直于所选定的测量方向的两平 面间的距离。
(4) 吃刀量
确定吃刀量有三点要注意： 1）确定切削刃的两个端点； 2）确定测量的方向； 3）确定两界限平面。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述， 单位为mm / str。
机械制造技术基础课件第一章
要是发生形状变化，而质量基本不变。 • 1.3△m>0材料累积工艺
△m>0， 20世纪80年代出现额快速成形技术，在成形中通过 材料获得所需形状，这种造形方法又称为材料累加法。
1.2 机械加工方法
1.车削
2.洗削
机
3.刨削
械 加
4.钻削和镗削
工
5.齿面加工
方
6.复杂曲面加工
法
7.磨削
8.特种加工
1.2 机械加工方法
机械加工方法
第一章
机械加工方法
1.1 零件的成形方法 1.2 机械加工方法
1.1 零件的成形方法
• 第一节零件的成形方法 • 1.零件成形方法
• 1.1△m<0材料去除工艺 △m<0, 传统切削加工方法，包括磨料磨削、特种加工等， 再制造过程中通过材料逐渐被切削而获得需要的几何形状。
• 1.2△m=0材料成形工艺 △m=0，铸造、锻造及模具成形工艺中，在成形前后，材料主
1.2 机械加工方法
逆铣时，铣削分力F纵与进给方向相反， F纵的作用始终是 使丝杠螺纹右侧面贴紧螺母，不会产生工作台窜动现象，能
够保证工作台实现平稳进给。
3.刨削（自学） 4.钻削和镗削（自学） 5.齿面加工
齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同， 按齿面加工原理来分，有范成法和成形法。
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2406:37:4306:37Oc t-2024- Oct-20
•
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。06:37:4306:37:4306:37Saturday, October 24, 2020
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2406:37:4306:37:43October 24, 2020
△m>0， 20世纪80年代出现额快速成形技术，在成形中通过 材料获得所需形状，这种造形方法又称为材料累加法。
1.2 机械加工方法
1.车削
2.洗削
机
3.刨削
械 加
4.钻削和镗削
工
5.齿面加工
方
6.复杂曲面加工
法
7.磨削
8.特种加工
1.2 机械加工方法
机械加工方法
第一章
机械加工方法
1.1 零件的成形方法 1.2 机械加工方法
1.1 零件的成形方法
• 第一节零件的成形方法 • 1.零件成形方法
• 1.1△m<0材料去除工艺 △m<0, 传统切削加工方法，包括磨料磨削、特种加工等， 再制造过程中通过材料逐渐被切削而获得需要的几何形状。
• 1.2△m=0材料成形工艺 △m=0，铸造、锻造及模具成形工艺中，在成形前后，材料主
1.2 机械加工方法
逆铣时，铣削分力F纵与进给方向相反， F纵的作用始终是 使丝杠螺纹右侧面贴紧螺母，不会产生工作台窜动现象，能
够保证工作台实现平稳进给。
3.刨削（自学） 4.钻削和镗削（自学） 5.齿面加工
齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同， 按齿面加工原理来分，有范成法和成形法。
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2406:37:4306:37Oc t-2024- Oct-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。06:37:4306:37:4306:37Saturday, October 24, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2406:37:4306:37:43October 24, 2020
机械制造技术基础第1章机械制造过程的基础知识.ppt
机械加工工艺过程的组成
工序是指在一个工作地点，由一个或一组 工人对一个或同时对数个工件所连续完成 的那一部分工艺过程。零件的工艺过程的 确定是一个复杂的过程，它取决于零件的 材料、结构特点、精度要求、技术条件、 生产批量的大小，以及工厂的具体生产条 件。
单件生产阶梯轴的工艺过程
工序 号
工序名称和内容 设备
~1.75
伸长率 δ/(%)
≤10
＞10 ~15
＞50 ~20
＞20 ~25
＞25 ~30
＞30 ~35
＞35 ~40
＞40 ~50
＞50 ~60
＞60 ~100
＞100
冲击韧度 αk(kJ．m-2)
热导率λ/ (W.m-1.K-1)
≤196
＞196 ＞392 ~392 ~588
418.68 ~
293.08
变形系数是衡量变形的另一个参数，用它来表示切屑的外形尺寸 变化大小。如图2.5所示，切屑经过剪切变形、又受到前刀面摩擦后， 与切削层比较，它的长度缩短lch<lc，厚度增加即hch>hD(宽度不变)，这 种切屑外形尺寸变化的变形现象称为切屑的收缩。 变形系数Λh表示 切屑收缩的程度，即：
h
lc lch
对调整工的技术水平要求高， 对操作工人的技术水平要求 较低有工艺过程卡和工序卡，关 键来自序要调整卡和检验卡较低
1.2金属切削的基础知识
1.2.1切削运动、切削用量与切削层参数的基本 概念 1.2.2切屑的形成过程及变形程度的表示方法 1.2.3工件材料的可切削性 1.2.4切削过程中的切削力、切削热及控制措施 1.2.5金属切削刀具基础知识 1.2.6刀具的标注角度与刀具的工作角度 1.2.7常用刀具材料的分类、性能及应用范围 1.2.8刀具的磨损和耐用度，切削用量的制订
机械制造技术基础电子课件第1章机械加工方法
（1）孔径大于规定尺寸。 （2）钻孔偏移。
1.2.5 镗削
1. 镗削的定义
镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工 艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为 单刃镗刀（镗杆）。
镗削加工通常作为大直径和箱体零件上的孔的半精加工 或精加工工序，其切削运动由刀具回转来实现，进给运动可 通过工件或刀具的移动来完成。在卧式镗床上可以完成钻、 镗孔、车外圆、车螺纹、车端面、铣平面、斜面、各类槽、 内孔、孔端面、平行面、倒角、钻孔、同轴孔等。
1.2.1 车削
（4）适用于有色金属零件的精加工。有色金属 零件表面粗糙度（Ra值）大，当Ra值要求较小时， 不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。用金刚 石车刀进行精细车时，可达较高质量。
（5）刀具简单，刀具的制造、刃磨和安装都比 较方便。车削加工的精度一般为IT8~IT7，Ra值为 6.3~1.6 μm。精车时，加工精度可达IT6~IT5，Ra 值可达0.4~0.1 μm。
1.2.5 镗削
2. 镗削加工的特点
镗削运动时，镗刀随镗杆一起转动形成主切削运动， 而工件不动。
用镗刀对已有的孔进行再加工，称为镗孔。对于直径 较大的孔（D>80~100 mm)、内成形面或孔内环槽等， 镗削是唯一合适的加工方法。
一般镗孔精度达IT8~IT7，表面粗糙度值为1.6~0.8 μm。
精细镗时，精度可达IT7~IT6，表面粗糙度值为 0.8~0.1 μm。
1.2.6 齿形加工
（1）主运动为滚刀的旋转。 （2）展成运动为保持滚刀与被切齿轮之间 啮合关系的运动。这一运动使滚刀切削刃的切 削轨迹连续，包络形成齿轮的渐开线齿形，并 连续地进行分度。 （3）轴向进给运动是为了在齿轮的全齿宽 上切出齿形，滚刀需沿工件轴向做进给运动。
1.2.5 镗削
1. 镗削的定义
镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工 艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为 单刃镗刀（镗杆）。
镗削加工通常作为大直径和箱体零件上的孔的半精加工 或精加工工序，其切削运动由刀具回转来实现，进给运动可 通过工件或刀具的移动来完成。在卧式镗床上可以完成钻、 镗孔、车外圆、车螺纹、车端面、铣平面、斜面、各类槽、 内孔、孔端面、平行面、倒角、钻孔、同轴孔等。
1.2.1 车削
（4）适用于有色金属零件的精加工。有色金属 零件表面粗糙度（Ra值）大，当Ra值要求较小时， 不宜采用磨削加工，需要用车削或铣削等。用金刚 石车刀进行精细车时，可达较高质量。
（5）刀具简单，刀具的制造、刃磨和安装都比 较方便。车削加工的精度一般为IT8~IT7，Ra值为 6.3~1.6 μm。精车时，加工精度可达IT6~IT5，Ra 值可达0.4~0.1 μm。
1.2.5 镗削
2. 镗削加工的特点
镗削运动时，镗刀随镗杆一起转动形成主切削运动， 而工件不动。
用镗刀对已有的孔进行再加工，称为镗孔。对于直径 较大的孔（D>80~100 mm)、内成形面或孔内环槽等， 镗削是唯一合适的加工方法。
一般镗孔精度达IT8~IT7，表面粗糙度值为1.6~0.8 μm。
精细镗时，精度可达IT7~IT6，表面粗糙度值为 0.8~0.1 μm。
1.2.6 齿形加工
（1）主运动为滚刀的旋转。 （2）展成运动为保持滚刀与被切齿轮之间 啮合关系的运动。这一运动使滚刀切削刃的切 削轨迹连续，包络形成齿轮的渐开线齿形，并 连续地进行分度。 （3）轴向进给运动是为了在齿轮的全齿宽 上切出齿形，滚刀需沿工件轴向做进给运动。
机械制造技术基础PPT-吉卫喜主编_ch1(南林大课件)
机械制造技术基础A(1)
主 编：吉卫喜
高等教育出版社
讲课：缑斌丽
学时：40
1
机械制造技术基础A(1)
第1章 绪论
• • • • 1．制造、制造业和制造技术 2．制造业的发展及其在国民经济中的地位 3．我国机械制造业面临的机遇与挑战 4．本课程的目的、内容、特点和学习方法
2
制造
广义理解：制造 = 生产 CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、 材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销 一系列有内在联系的运作和活动。
1963年
1983年
图3 美日两国汽车产量变化
11
美国东山再起的战略
联合起来竞争：网络化
敏捷制造：发挥优势
下一代制造： 创新 / 知识
Hale Waihona Puke 精益思想：价值流精益生产：学习日本
12
3。 我国机械制造业面临的机遇和挑战
我国机械制造业与世界发达国家的差距
发展迅速，成绩瞩目
存在阶段性的差距:产品质量和水平不高，技术开发能 力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科 技投入严重不足。 机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。
7
2. 制造业的发展及其在国民经济中的地位
国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自 制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。
机械制造业是制造业的基础, 是重中之重。
日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为 世界经济大国。 与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的 发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽 车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才 开始清醒，重新关注制造业的发展，至1994年美国汽车产 量重新超过日本。
主 编：吉卫喜
高等教育出版社
讲课：缑斌丽
学时：40
1
机械制造技术基础A(1)
第1章 绪论
• • • • 1．制造、制造业和制造技术 2．制造业的发展及其在国民经济中的地位 3．我国机械制造业面临的机遇与挑战 4．本课程的目的、内容、特点和学习方法
2
制造
广义理解：制造 = 生产 CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、 材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销 一系列有内在联系的运作和活动。
1963年
1983年
图3 美日两国汽车产量变化
11
美国东山再起的战略
联合起来竞争：网络化
敏捷制造：发挥优势
下一代制造： 创新 / 知识
Hale Waihona Puke 精益思想：价值流精益生产：学习日本
12
3。 我国机械制造业面临的机遇和挑战
我国机械制造业与世界发达国家的差距
发展迅速，成绩瞩目
存在阶段性的差距:产品质量和水平不高，技术开发能 力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科 技投入严重不足。 机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。
7
2. 制造业的发展及其在国民经济中的地位
国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自 制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。
机械制造业是制造业的基础, 是重中之重。
日本由于重视制造业，二次大战后30年时间，发展成为 世界经济大国。 与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的 发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽 车等行业不敌日本的局面。直至上世纪80年代初，美国才 开始清醒，重新关注制造业的发展，至1994年美国汽车产 量重新超过日本。
机械制造技术基础ppt课件
图1-11 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
6—进给机构
2. 电解加工
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的 电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。
图1-13 电解加工原理示意图 1—直流电源 2—工件 3—工具电)
图1-3 顺铣和逆铣 a)顺铣 b)逆铣
三、刨 削
刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动， 如图所示。因此，刨削速度不可能太高，故生产率 较低。
图1-4 刨削加工
四、钻削与镗削
在钻床上，用旋转的钻头钻削孔是孔加工最 常用的方法，钻头的旋转运动为主切削运动，如 图所示。
图1-6 镗床镗孔
三、△m>0的制造过程
在△m＞0的制造过程中，通过材料逐渐累加成 形，这一工艺方法的长处是可以成形任意复杂形状 的零件，而无需刀、夹具等生产准备活动。这一工 艺又称RP技术（Rapid Prototyping）。快速制造出 来的原型可作为设计评估、投标或展示的样件。RP 技术与快速精铸技术（Quick Casting）及快速模具 制造技术（Rapid Tooling）等相结合，又可以为小 批量或大批量生产服务，因而RP技术已成为加速新 产品开发及实现并行工程的有效技术。一些工业发 达国家（如美、日等）已经全面应用这一技术来提 高制造业的竞争能力。
3)背吃刀量（切削深度）
αp
图2-1 切削运动与切削表面
2.切削要素
(2)切削层几何参数 1) 切削宽度αw
2)切削厚度αc
3)切削面积Ac
图2-2
切削用量与切削层数
二、刀具角度
1.刀具切削部分的组成
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二、等材制造技术(Δm=0) 等材制造技术主要是指用模具成形的方法,成形前后,材料质量基本不
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
按功能不同,磨削可分为外圆磨、内圆磨、平面磨等,分别用于外圆面、 内孔及平面的加工。
第三节 特种加工
电火花加工 电解加工 激光加工 超声波加工 高压水射流加工 磁流变抛光
第三节 特种加工
一、电火花加工 电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温,熔
蚀工件材料来获得工件成形的。电火花加工在专用的电火花加工机床上进行。
b)磨内孔 1-自定心卡盘 2-砂磨削时,由于刀刃很多,所以加工过程平稳、精度高,表面粗糙度值小。磨 削的另一特点是可以对淬硬的工件进行加工,因此,磨削往往作为最终加工工序。
但磨削时,产生热量大,需要有充分的切削液进行冷却,否则会产生磨削烧 伤,降低表面质量。强力磨削技术,可以在单位时间内达到很大的切除量,因而可 以一次完成粗精加工。
图1-6 镗削加工 图1-7 车床镗孔
第二节 机械加工方法
五、齿面加工
齿轮齿面的加工运动较复杂,根据形成齿面的方法不同,可分为两大类:成 形法和展成法。
成形法加工齿面所使用的机床一般为普通铣床,刀具为成形铣刀,需要两 个简单的成形运动:刀具的旋转运动(主切削运动)和直线移动(进给运动)。展成法 加工齿面的常用机床有滚齿机(如Y3150E型滚齿机)、插齿机等。
第三节 特种加工
二、电解加工 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行
成形加工的一种方法。 工件接直流电源正极,工具接负极,两极之间保持狭小间隙(0.1~0.8mm),具
齿机的插刀与转动的工件形成展成运动,可加工出渐开线齿轮的齿面。
图1-4 刨削加工
第二节 机械加工方法
四、钻削与镗削 在钻床上,用旋转的钻头钻削孔,是孔加工最常用的方法,钻头的旋转运
动为主切削运动,钻头的轴向运动是进给运动。 单件、小批生产中,中小型工件上较大的孔(D<50mm),常用立式钻床加
工;大中型工件上的孔,用摇臂钻床加工。
图1-8 滚齿机滚切斜齿圆柱 齿轮的传动原理
第二节 机械加工方法
六、复杂曲面的数控联动加工
三维曲面的铣削加工主要采用数控铣的方法。
数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。在数控铣床或加工中 心上加工时,曲面是通过球头铣刀逐点按曲面坐标值加工而成。在编制数控程序 时,要考虑刀具半径补偿,因为数控系统控制的是球头铣刀球心位置轨迹,而成形 面是球头铣刀切削刃运动的包络面。曲面加工数控程序的编制,一般情况下,可由 CAD/CAM集成软件包(大型商用CAD软件都有CAM模块)自动生成,特殊情况下, 还要二次开发。
第一节 零件的成形原理
RP技术已形成了几种成熟的工艺方法,进入了商品化阶段。目前商业 化的设备主要有光固化法、叠层制造法、激光选区烧结法、熔积法、3D打 印。这些工艺各自特点不同,各有不同的适用场合。
近年来人们将这种增材制造技术称为3D打印技术。3D打印技术直接 取材于工程材料,其制造的产品或零件可直接(或只经少量的机械加工)作为 产品或功能零件使用,从而实现真正意义上的快速制造。3D打印技术使用的 材料种类相当广泛,比如玻璃纤维、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝合金、 钛合金、不锈钢、橡胶类材料、生物材料、食品材料等。现在,利用3D打印 设备可以“打印”出真实的3D物体,在科研、生产领域以及人类的日常生活中 发挥着极为重要的作用。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
图1-11 电火花线切割加工机床的工作原理 1—贮丝筒 2—工作台X-Y向驱动电动机 3—导轮 4—电极丝 5—工件 6—脉冲电源
第三节 特种加工
电火花加工的应用范围很广: ➢加工各种硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料 ➢加工各种型孔(圆孔、方孔、异形孔) ➢曲线孔 ➢微小孔(如拉丝模和喷丝头小孔) ➢加工各种立体曲面型腔,如锻模、压铸模、塑料模的模膛 ➢进行切断、切割, ➢进行表面强化、刻写、打印铭牌和标记
第二节 机械加工方法
车削 铣削 刨削 钻削与镗削 齿面加工 复杂曲面的数控联动加工 磨削
第二节 机械加工方法
一、车削 车削方法的特点是工件旋转,形成主切削运动,因此车削加工后形成的面
主要是回转表面,也可加工工件的端面。 通过刀具相对工件实现不同的进给运动,可以获得不同的工件形状： 当刀具沿平行于工件旋转轴线运动时,就形成内、外圆柱面; 当刀具沿与轴线相交的斜线运动时,就形成锥面。 仿形车床或数控车床,可以控制刀具沿着一条曲线进给,从而形成特定的
特种加工是指利用电能、光能或化学能等方法完成材料的去除成形 方法,这些方法主要适合于加工超硬、易碎等常规机械加工方法难以加工的 场合。如当前发展比较快的三束加工,包括激光束、电子束、离子束的加工, 在微细加工中有广泛的应用。另外近几年发展的高压水射流等加工方法,也 有其显著的优点。
第一节 零件的成形原理
Δm<0 材料去除原理,如传统的切削加工方法,包括磨料磨削、特种 加工等, 在制造过程中通过逐渐去除材料而获得需要的几何形状。
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
,铣刀齿首先接触工件的硬皮,加剧了铣刀的磨损, 逆铣则无这一缺点。但逆铣时,切削厚度从零开始 逐渐增大,因而切削刃开始经历了一段在切削硬化 的已加工表面上挤压滑行的阶段,也会加速刀具的 磨损,同时,逆铣时,铣削力具有将工件上抬的趋势, 也易引起振动,这是逆铣的不利之处。
图1-3 顺铣和逆铣 a)顺铣 b)逆铣
磨削中,磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝,使切削能力变差,切削力变大,当切 削力超过粘结剂强度时,磨钝的磨粒会脱落,露出一层新的磨粒,这就是砂轮的 “自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会阻塞砂轮,因而,磨削一定时间后,需用金刚石 刀具等对砂轮进行修整。
图1-9 磨削加工
a)磨外圆 1-拨盘 2-拨销 3-尾架 4-工件 5-鸡心夹头 6-头架
第二节 机械加工方法
三、刨削 刨削时,刀具的往复直线运动为切削主运动 。因此,刨削速度不可能太
高,生产率较低。 刨削比铣削平稳, 牛头刨床一般只用于单件生产,加工中小型工件;龙门
刨床主要用来加工大型工件,加工精度和生产率都高于牛头刨床。 插床实际上可以看作立式的牛头刨床,主要用来加工键槽等内表面。插
第一节 零件的成形原理
三、增材制造技术(Δm>0)
增材制造是依据三维CAD数据连接材料制作物体的过程,相对于减材 制造技术它通常是逐层累加的过程。
这一工艺方法的长处是可以成形任意复杂形状的零件,而无需刀、夹 具等专用装备。这一工艺由于成形速度快,但技术发展之初只能成形原型,所 以被称为快速原形技术,即RP技术(Rapid Prototyping)。RP技术与快速精铸技 术(Quick Casting)及快速模具制造技术(Rapid Tooling)等相结合,可以为小批 量或大批量生产服务,因而RP技术成为加速新产品开发及实现并行工程的有 效技术。一些工业发达国家(如美、日等)已经全面应用这一技术来提高制造 业的竞争能力。
图1-5 钻削加工
第二节 机械加工方法
精度高、表面质量要求高的小孔,在钻削 后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加 工。
扩孔采用扩孔钻头,铰孔采用铰刀进行加 工。扩孔、铰孔时,扩孔钻和铰刀均在原底孔的 基础上进行加工,因此无法提高孔轴线的位置精 度以及直线度。
镗孔时,镗孔后的轴线是以镗杆的回转轴 线决定的,因此可以校正原底孔轴线的位置精度。 镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔 时,镗刀与车刀基本相同,不同之处是镗刀随镗杆 一起转动,形成主切削运动,而工件不动。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
卧铣时,平面的形成是由铣刀外圆面上 的刃形成的;
立铣时,平面是由铣刀的端面刃形成的。
图1-2 铣削加工
提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度,因此生产率较高。但由于铣 刀刀齿的切入、切出会形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量 的提高。这种冲击,也加剧了刀具的磨损和破损,往往导致硬质合金刀片的碎裂。 铣削时,铣刀在切离工件的一段时间内,可以得到一定冷却,因此散热条件较好。
采用加工中心加工复杂曲面的优点是加工中心上有刀库,配备多把刀具, 对曲面的粗、精加工及凹曲面的不同曲率半径的要求,都可选到合适的刀具。同 时,通过一次装夹,可完成各主要表面及辅助表面如孔、螺纹、槽等的加工,有利 于保证各加工表面的相对位置精度。
第二节 机械加工方法
七、磨削
磨削以砂轮或其他磨具对工件进行加工 。其主运动是砂轮的旋转运动。 砂轮上的每个磨粒都可以看成一个微小刀齿,砂轮的磨削过程,实际上是磨粒对工 件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
按功能不同,磨削可分为外圆磨、内圆磨、平面磨等,分别用于外圆面、 内孔及平面的加工。
第三节 特种加工
电火花加工 电解加工 激光加工 超声波加工 高压水射流加工 磁流变抛光
第三节 特种加工
一、电火花加工 电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温,熔
蚀工件材料来获得工件成形的。电火花加工在专用的电火花加工机床上进行。
b)磨内孔 1-自定心卡盘 2-砂磨削时,由于刀刃很多,所以加工过程平稳、精度高,表面粗糙度值小。磨 削的另一特点是可以对淬硬的工件进行加工,因此,磨削往往作为最终加工工序。
但磨削时,产生热量大,需要有充分的切削液进行冷却,否则会产生磨削烧 伤,降低表面质量。强力磨削技术,可以在单位时间内达到很大的切除量,因而可 以一次完成粗精加工。
图1-6 镗削加工 图1-7 车床镗孔
第二节 机械加工方法
五、齿面加工
齿轮齿面的加工运动较复杂,根据形成齿面的方法不同,可分为两大类:成 形法和展成法。
成形法加工齿面所使用的机床一般为普通铣床,刀具为成形铣刀,需要两 个简单的成形运动:刀具的旋转运动(主切削运动)和直线移动(进给运动)。展成法 加工齿面的常用机床有滚齿机(如Y3150E型滚齿机)、插齿机等。
第三节 特种加工
二、电解加工 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行
成形加工的一种方法。 工件接直流电源正极,工具接负极,两极之间保持狭小间隙(0.1~0.8mm),具
齿机的插刀与转动的工件形成展成运动,可加工出渐开线齿轮的齿面。
图1-4 刨削加工
第二节 机械加工方法
四、钻削与镗削 在钻床上,用旋转的钻头钻削孔,是孔加工最常用的方法,钻头的旋转运
动为主切削运动,钻头的轴向运动是进给运动。 单件、小批生产中,中小型工件上较大的孔(D<50mm),常用立式钻床加
工;大中型工件上的孔,用摇臂钻床加工。
图1-8 滚齿机滚切斜齿圆柱 齿轮的传动原理
第二节 机械加工方法
六、复杂曲面的数控联动加工
三维曲面的铣削加工主要采用数控铣的方法。
数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。在数控铣床或加工中 心上加工时,曲面是通过球头铣刀逐点按曲面坐标值加工而成。在编制数控程序 时,要考虑刀具半径补偿,因为数控系统控制的是球头铣刀球心位置轨迹,而成形 面是球头铣刀切削刃运动的包络面。曲面加工数控程序的编制,一般情况下,可由 CAD/CAM集成软件包(大型商用CAD软件都有CAM模块)自动生成,特殊情况下, 还要二次开发。
第一节 零件的成形原理
RP技术已形成了几种成熟的工艺方法,进入了商品化阶段。目前商业 化的设备主要有光固化法、叠层制造法、激光选区烧结法、熔积法、3D打 印。这些工艺各自特点不同,各有不同的适用场合。
近年来人们将这种增材制造技术称为3D打印技术。3D打印技术直接 取材于工程材料,其制造的产品或零件可直接(或只经少量的机械加工)作为 产品或功能零件使用,从而实现真正意义上的快速制造。3D打印技术使用的 材料种类相当广泛,比如玻璃纤维、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝合金、 钛合金、不锈钢、橡胶类材料、生物材料、食品材料等。现在,利用3D打印 设备可以“打印”出真实的3D物体,在科研、生产领域以及人类的日常生活中 发挥着极为重要的作用。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
图1-11 电火花线切割加工机床的工作原理 1—贮丝筒 2—工作台X-Y向驱动电动机 3—导轮 4—电极丝 5—工件 6—脉冲电源
第三节 特种加工
电火花加工的应用范围很广: ➢加工各种硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料 ➢加工各种型孔(圆孔、方孔、异形孔) ➢曲线孔 ➢微小孔(如拉丝模和喷丝头小孔) ➢加工各种立体曲面型腔,如锻模、压铸模、塑料模的模膛 ➢进行切断、切割, ➢进行表面强化、刻写、打印铭牌和标记
第二节 机械加工方法
车削 铣削 刨削 钻削与镗削 齿面加工 复杂曲面的数控联动加工 磨削
第二节 机械加工方法
一、车削 车削方法的特点是工件旋转,形成主切削运动,因此车削加工后形成的面
主要是回转表面,也可加工工件的端面。 通过刀具相对工件实现不同的进给运动,可以获得不同的工件形状： 当刀具沿平行于工件旋转轴线运动时,就形成内、外圆柱面; 当刀具沿与轴线相交的斜线运动时,就形成锥面。 仿形车床或数控车床,可以控制刀具沿着一条曲线进给,从而形成特定的
特种加工是指利用电能、光能或化学能等方法完成材料的去除成形 方法,这些方法主要适合于加工超硬、易碎等常规机械加工方法难以加工的 场合。如当前发展比较快的三束加工,包括激光束、电子束、离子束的加工, 在微细加工中有广泛的应用。另外近几年发展的高压水射流等加工方法,也 有其显著的优点。
第一节 零件的成形原理
Δm<0 材料去除原理,如传统的切削加工方法,包括磨料磨削、特种 加工等, 在制造过程中通过逐渐去除材料而获得需要的几何形状。
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
,铣刀齿首先接触工件的硬皮,加剧了铣刀的磨损, 逆铣则无这一缺点。但逆铣时,切削厚度从零开始 逐渐增大,因而切削刃开始经历了一段在切削硬化 的已加工表面上挤压滑行的阶段,也会加速刀具的 磨损,同时,逆铣时,铣削力具有将工件上抬的趋势, 也易引起振动,这是逆铣的不利之处。
图1-3 顺铣和逆铣 a)顺铣 b)逆铣
磨削中,磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝,使切削能力变差,切削力变大,当切 削力超过粘结剂强度时,磨钝的磨粒会脱落,露出一层新的磨粒,这就是砂轮的 “自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会阻塞砂轮,因而,磨削一定时间后,需用金刚石 刀具等对砂轮进行修整。
图1-9 磨削加工
a)磨外圆 1-拨盘 2-拨销 3-尾架 4-工件 5-鸡心夹头 6-头架
第二节 机械加工方法
三、刨削 刨削时,刀具的往复直线运动为切削主运动 。因此,刨削速度不可能太
高,生产率较低。 刨削比铣削平稳, 牛头刨床一般只用于单件生产,加工中小型工件;龙门
刨床主要用来加工大型工件,加工精度和生产率都高于牛头刨床。 插床实际上可以看作立式的牛头刨床,主要用来加工键槽等内表面。插
第一节 零件的成形原理
三、增材制造技术(Δm>0)
增材制造是依据三维CAD数据连接材料制作物体的过程,相对于减材 制造技术它通常是逐层累加的过程。
这一工艺方法的长处是可以成形任意复杂形状的零件,而无需刀、夹 具等专用装备。这一工艺由于成形速度快,但技术发展之初只能成形原型,所 以被称为快速原形技术,即RP技术(Rapid Prototyping)。RP技术与快速精铸技 术(Quick Casting)及快速模具制造技术(Rapid Tooling)等相结合,可以为小批 量或大批量生产服务,因而RP技术成为加速新产品开发及实现并行工程的有 效技术。一些工业发达国家(如美、日等)已经全面应用这一技术来提高制造 业的竞争能力。
图1-5 钻削加工
第二节 机械加工方法
精度高、表面质量要求高的小孔,在钻削 后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加 工。
扩孔采用扩孔钻头,铰孔采用铰刀进行加 工。扩孔、铰孔时,扩孔钻和铰刀均在原底孔的 基础上进行加工,因此无法提高孔轴线的位置精 度以及直线度。
镗孔时,镗孔后的轴线是以镗杆的回转轴 线决定的,因此可以校正原底孔轴线的位置精度。 镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔 时,镗刀与车刀基本相同,不同之处是镗刀随镗杆 一起转动,形成主切削运动,而工件不动。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
卧铣时,平面的形成是由铣刀外圆面上 的刃形成的;
立铣时,平面是由铣刀的端面刃形成的。
图1-2 铣削加工
提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度,因此生产率较高。但由于铣 刀刀齿的切入、切出会形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量 的提高。这种冲击,也加剧了刀具的磨损和破损,往往导致硬质合金刀片的碎裂。 铣削时,铣刀在切离工件的一段时间内,可以得到一定冷却,因此散热条件较好。
采用加工中心加工复杂曲面的优点是加工中心上有刀库,配备多把刀具, 对曲面的粗、精加工及凹曲面的不同曲率半径的要求,都可选到合适的刀具。同 时,通过一次装夹,可完成各主要表面及辅助表面如孔、螺纹、槽等的加工,有利 于保证各加工表面的相对位置精度。
第二节 机械加工方法
七、磨削
磨削以砂轮或其他磨具对工件进行加工 。其主运动是砂轮的旋转运动。 砂轮上的每个磨粒都可以看成一个微小刀齿,砂轮的磨削过程,实际上是磨粒对工 件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。