机械制造技术基础(第三版)第三章课件.
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机械制造技术第三章
•3.1基本概念•3.2零件工艺性分析及毛坯选择• 3.3机械加工工艺过程设计•3.1.1工艺过程及其组成•3.1.2生产纲领和生产类型•3.1.3各种生产类型的工艺特征•3.1.4工艺规程及其作用3丄1工艺过程及其组成•将原材料转变成成品的全过程称为生产过程(production process) □・右生产过程卡，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过趙(process)。
工艺过程又苛分为铸造、锻造、冲压、挥接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。
在工艺过程中，用机械加工方法，改变毛坯的朋犬、尺寸和表面质量，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。
・零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成，每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和行程。
3.1.2生产纲领和生产类型•生产纲领(production program)是指企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划。
• N=Qn (l+a+p)•生产类型(types of production)是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。
•机械产品的生产类型有如下四种不同的划分方法：•(1)按一定时间内产品产量的连续程度划分。
分为单件小批生产、成批生产和大量(连续)生产三种类型。
•(2)按产品品种和产量的关系划分。
分为多品种小批量、中品种中批量和少品种大批量三种类型。
•(3)按产品的销售方式划分。
分为订货生产和存货生产两种类型。
•(4)按生产系统与产品生命周期的关系划分。
分为项目型生产、非流水线生产、间歇生产、装配线和流水线生产四种类型。
i lE^Q-r 产；彳•击片产卜十｛對■率K 订! i■配《|・产1_| 4MCXIL：宅戶JIXLOI；3.1.4工艺规程及其作用•〔工艺规程的概念•2机械加工工艺规程的作用•3工艺规程的种类和格式•4工艺规程设计的主要原则•5工艺规程设计的依据•6工艺规程设计的步骤•规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程(produre)o2机械加工工艺规程的作用•(1)机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件•(2)机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据•(3)机械加工工艺规程是新建成扩建工厂、丰间的基本技术文件•工艺规程的类型有：•专用工艺规程：针对每一种产品零件设计的工艺规程。
机械制造技术基础(第三版)第三章
a)切入运动：用于保证工件被加工表面获得所需要 的尺寸，使工具切入工件表面一定深度；
b)各种空行程运动：空行程运动主要是指进给前后 的快速运动；
c)其它辅助运动：包括分度运动、操纵和控制运动 等。
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
三.机床技术性能指标 1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上
例：CA6140型卧式车床
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
2.专用机床的型号编制
例：北京第一机床厂设计制造的第一百种专用机 床为专用铣床，属于第三组 其编号为：B1-3100
西安交通大学 先进制造技术研究所
第二节 金属切削机床部件
一.传动系统 传动系统一般由动力源 、变速装置及执行件，
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些
发热部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减
小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
各部件将在第二节作详述
西安交通大学 先进制造技术研究所
通用机床的型号编制西安交通大学先进制造技术研究所第一节概述机床的类别代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其它机床代号cztm2m3mysxbldgq参考读音车钻镗磨磨磨牙丝铣刨拉电割其西安交通大学先进制造技术研究所通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心自动换刀仿形轻型加重型简式代号gmzbkhfqcj读音高密自半控换仿轻重简音第一节概述例
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
c)数控机床则既有较宽的工艺范围， 又能满足零件较高精度的要求， 并可实现自动化加工。
b)各种空行程运动：空行程运动主要是指进给前后 的快速运动；
c)其它辅助运动：包括分度运动、操纵和控制运动 等。
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第一节 概述
三.机床技术性能指标 1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上
例：CA6140型卧式车床
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
2.专用机床的型号编制
例：北京第一机床厂设计制造的第一百种专用机 床为专用铣床，属于第三组 其编号为：B1-3100
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第二节 金属切削机床部件
一.传动系统 传动系统一般由动力源 、变速装置及执行件，
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第一节 概述
5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些
发热部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减
小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
各部件将在第二节作详述
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通用机床的型号编制西安交通大学先进制造技术研究所第一节概述机床的类别代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床锯床其它机床代号cztm2m3mysxbldgq参考读音车钻镗磨磨磨牙丝铣刨拉电割其西安交通大学先进制造技术研究所通用特性代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心自动换刀仿形轻型加重型简式代号gmzbkhfqcj读音高密自半控换仿轻重简音第一节概述例
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节 概述
c)数控机床则既有较宽的工艺范围， 又能满足零件较高精度的要求， 并可实现自动化加工。
机械制造技术基础第3版ppt课件
五、切削温度对工件、刀具和切削过程的影响
1.切削温度对工件材料强度和切削力的影响 2.对刀具材料的影响 3.对工件尺寸精度的影响 4.利用切削温度自动控制切削速度或进给量 5.利用切削温度与切削力控制刀具磨损
第六节 刀具磨损与刀具寿命
一、刀具磨损的形态及其原因 1.前刀面磨损
图2-38 刀具的磨损形态
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
图1-10 a)磨外圆 b)磨内孔 c) 1—拨盘 2—拨销 3—尾架 4—工件 5—鸡心夹头 6—头架
八、特种加工
1.电火花加工 (请点击链接) 2.电解加工 3.激光加工 4.超声波加工
1. 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 成形工件的。电火花加工在专用的电火花加工 机床上进行，如图所示。
3)背吃刀量（切削深度）
αp
2.切削要素
图2-2 切削用量与切削层数
(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
二、刀具角度 1.刀具切削部分的组成
图2-3 车刀的组成
2.刀具角度的参考平面
《机械基础》第三版全部 ppt课件
2、常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、其他常用机构
3、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、 制动器
4、液压传动：基本概念、液压元件、液压回路、液压系 统
2020/11/29
6
§0-3概述
机器和机构 构件和零件 运动副 机械传动的分类
2020/11/29
7
机器和机构
1、机器
定义：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料、信息
4
§0-1引言
机械是人类劳动的主要工具，也是生产 力发展水平的重要标志。
2020/11/29
5
§0-2性质、任务、内容
性质：专业基础课
任务：
1、熟悉和掌握基本知识、工作原理、应用特点 2、掌握分析机械工作原理的基本方法
3、能做简单的计算
4、会查资料、会选 标准件
内容：
1、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系
注意：
（1）选用普通V带时，要注意带的型号和基准长度不 要搞错，以保证v带在轮槽中的正确位置。图1—13
（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相 对应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过20‘ 。 图1—14
（3）V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。（拇 指按下15mm）。
（4）对V带传动应定期检查并及时调整。（一组同换）
机械基础（第三版）
绪论 第一章 摩擦轮传动和带传动 第二章 螺旋传动 第三章 链传动和齿轮传动 第四章 轮系 第五章 平面连杆机构 第六章 凸轮机构 第七章 其他常用机构 第八章 轴系零件 第九章 液压传动的基本概念 第十章 液压元件 第十一章 2020/11/29 液压基本回路及液压系统实例 1
绪论
➢ §0-1引言 ➢ §0-2性质、任务、内容 ➢ §0-3概述
3、轴系零件：常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器、 制动器
4、液压传动：基本概念、液压元件、液压回路、液压系 统
2020/11/29
6
§0-3概述
机器和机构 构件和零件 运动副 机械传动的分类
2020/11/29
7
机器和机构
1、机器
定义：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物 料、信息
4
§0-1引言
机械是人类劳动的主要工具，也是生产 力发展水平的重要标志。
2020/11/29
5
§0-2性质、任务、内容
性质：专业基础课
任务：
1、熟悉和掌握基本知识、工作原理、应用特点 2、掌握分析机械工作原理的基本方法
3、能做简单的计算
4、会查资料、会选 标准件
内容：
1、常用机械传动：带、螺旋、链、齿轮、蜗杆、轮系
注意：
（1）选用普通V带时，要注意带的型号和基准长度不 要搞错，以保证v带在轮槽中的正确位置。图1—13
（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相 对应的V形槽的对称平面应重合，误差不得超过20‘ 。 图1—14
（3）V带的张紧程度要适当，不宜过松或过紧。（拇 指按下15mm）。
（4）对V带传动应定期检查并及时调整。（一组同换）
机械基础（第三版）
绪论 第一章 摩擦轮传动和带传动 第二章 螺旋传动 第三章 链传动和齿轮传动 第四章 轮系 第五章 平面连杆机构 第六章 凸轮机构 第七章 其他常用机构 第八章 轴系零件 第九章 液压传动的基本概念 第十章 液压元件 第十一章 2020/11/29 液压基本回路及液压系统实例 1
绪论
➢ §0-1引言 ➢ §0-2性质、任务、内容 ➢ §0-3概述
4.3 数控机床《机械制造技术基础(第3版)》教学课件
2）链式刀库
结构紧凑、布局灵活、刀库容量大，可以实现刀 库的预选，换刀时间短。但刀库一般需要独立安装于 机床侧面或顶部，占地面积大。
几种链式刀库 a)单环链式 b)多环链式 c)链条折叠式
3）格子盒式刀库
固定型格子盒式刀库 1-刀座 2-刀具固定板架 3-取刀机械手横向导轨 4-取刀机械手纵向导轨 5-换刀位置刀座 6-换刀机械手
其优点是结构简单、使用方便、可靠、更换 迅速等，缺点是锥柄的品种和数量较多。
T82工具系统
TSG82工具系统的代码和意义
代码
代码的意义
代码 代码的意义
代码 代码的意义
J
装接长刀杆用锥柄 MW
Q
弹簧夹头
M
KH 7：24锥柄快换夹头 G
装无扁尾莫氏锥柄刀 KJ 具
装无扁尾莫氏锥柄刀 BS 具
攻螺纹夹头
2.加工中心主轴部件
（1）主轴 内刀具的 自动夹紧 和切屑清 除装置
1-刀夹；2-拉 钉；3-主轴； 4-拉钉；5-蝶 形弹簧；6-弹 簧；7-液压缸； 8、10-行程开 关；9-压缩空 气管接头；11弹簧；12-钢球； 13-端面键
（2）主轴准停装置
在每一次自动装卸 刀杆时，都必须使刀柄 上的键槽对准主轴上的源自端面键。2.数控铣床典型结构
（1）滚珠丝杠螺母副
结构复杂、制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力矩小、传 动效率高（92％-98%），所需传动力矩小，传动平稳，不易产生 爬行，随动和定位精度高；寿命长，精度保持性好；运动具有可 逆性。
（1）滚珠丝杠螺母副
外循环滚珠丝杠 a)插管式 b) 螺旋槽式
内循环滚珠丝杠 a)插管式 b) 螺旋槽式
（２）主轴箱结构
1、6、8-螺母 2-同步器 3、16-同步带轮 4-脉冲发生器 5、12、13、17-螺钉 7-主轴 9-主轴箱体 10-球轴承 11、14-滚子轴承 15-带轮
机械制造基础课件—第三章压力加工
多晶体金属的塑性变形抗力总是高于单晶体。 晶粒越细小，变形抗力越大，但能提高金属的 塑性。
4
3.1.2 塑性变形对组织和性能的影响
金属在常温下经过塑性变形后，内部组织和性能将发生变化： ①晶粒沿变形方向伸长，性能趋于各向异性； ②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化 ； ③产生内应力 。
金属发生冷塑性变形时，随着 变形量的增加，强度和硬度提 高，塑性和韧性下降的现象称为 加工硬化，又称冷变形强化。
拔长时的锻造比为:Y拔＝ A0/A =L/L0 镦粗时的锻造比为:Y镦＝ A/A0 =H0/H
纤维组织的稳定性很高，不能用热处理的方法消除，只有经过压力 加工使金属变形，才能改变其方向和形状。
为了获得具有最好力学性能的零件，在设计和制造零件时，都应使 零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向 与纤维方向垂直。并使纤维沿零件轮廓分布而不被切断。
20
3．避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面 4．合理采用组合结构
21
3.3 模锻
模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的 模膛，使坯料在模膛内受压变形，由于模膛对金属坯料流动的 限制，因而锻造终了时能得到和模膛形状相符的锻件。
与自由锻相比，模锻的优点是：操作简便，生产率高；可 以锻造形状较复杂的锻件；锻件的尺寸精确、表面较光洁，因 而机械加工余量小，材料利用率高，成本较低；而且可使锻件 的金属纤维组织分布更加合理，进一步提高了零件的使用寿 命。
1）长轴类模锻件 常用的工步 有拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻 等。
2）盘类模锻件 常用镦粗、终 锻等工序。 （4）确定修整工序
包括切边、冲孔、热处理、清 理、校正等。
30
3. 模锻件的结构工艺性
4
3.1.2 塑性变形对组织和性能的影响
金属在常温下经过塑性变形后，内部组织和性能将发生变化： ①晶粒沿变形方向伸长，性能趋于各向异性； ②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化 ； ③产生内应力 。
金属发生冷塑性变形时，随着 变形量的增加，强度和硬度提 高，塑性和韧性下降的现象称为 加工硬化，又称冷变形强化。
拔长时的锻造比为:Y拔＝ A0/A =L/L0 镦粗时的锻造比为:Y镦＝ A/A0 =H0/H
纤维组织的稳定性很高，不能用热处理的方法消除，只有经过压力 加工使金属变形，才能改变其方向和形状。
为了获得具有最好力学性能的零件，在设计和制造零件时，都应使 零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向 与纤维方向垂直。并使纤维沿零件轮廓分布而不被切断。
20
3．避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面 4．合理采用组合结构
21
3.3 模锻
模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的 模膛，使坯料在模膛内受压变形，由于模膛对金属坯料流动的 限制，因而锻造终了时能得到和模膛形状相符的锻件。
与自由锻相比，模锻的优点是：操作简便，生产率高；可 以锻造形状较复杂的锻件；锻件的尺寸精确、表面较光洁，因 而机械加工余量小，材料利用率高，成本较低；而且可使锻件 的金属纤维组织分布更加合理，进一步提高了零件的使用寿 命。
1）长轴类模锻件 常用的工步 有拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻 等。
2）盘类模锻件 常用镦粗、终 锻等工序。 （4）确定修整工序
包括切边、冲孔、热处理、清 理、校正等。
30
3. 模锻件的结构工艺性
机械制造基础第三版电子课件模块三钢的热处理
由图可知，过冷奥氏体在各种温度下的等温转 变并非瞬间就开始的，而需经过一段孕育期（即 转变开始线与纵坐标之间的水平距离）。在C曲线 拐弯处（约550 ℃，俗称“鼻尖”），孕育期最 短，此时奥氏体最不稳定，最容易分解。
2．共析钢的过冷奥氏体等温转变产物 （1）珠光体型转变
在 A1 ～ 550 ℃温度范围内，过冷奥氏体等温分解为铁素体和渗碳体的片层状 混合物——珠光体，即奥氏体向珠光体转变。
将奥氏体化的钢迅速冷却到 A1 以下某一温度保温，使奥氏体在此温度发生组 织转变，称为等温转变，如图3-5中的曲线2所示。连续冷却转变是将奥氏体化的 钢从高温冷却到室温，使奥氏体在连续冷却条件下发生组织转变，如图 3-5中的 曲线1所示。
1．共析钢过冷奥氏体等温转变图
过冷奥氏体等温转变图是用试验方法建立的， 由于其形状类似英文字母“C”，故又称为 C曲线。
一、任务实施 （一）任务引入
制造T12 钢（wC=1.2%）手用丝锥，成品要求硬度达到60HRC 以上，加工工
艺路线为：轧制→球化退火→机械加工→热处理（二）→机械加工。试写出热处 理（二）工序的具体内容及其作用。
（二）分析及解决问题 热处理（二）为淬火加低温回火。 1．淬火 （1）工艺 将钢加热到760 ～ 780 ℃（Ac1 以上30 ～ 50 ℃），保温一定时间，然后先 在水中冷却至接近Ms 点的温度，再放入油中冷却。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中的碳含量。马氏体的碳含量越高，其硬度 也越高，但当钢中碳含量大于0.6% 时，淬火钢的硬度增加很慢，如图3-9 所示 为碳含量与淬火硬度的关系。
课题 二 钢的退火与正火 任务 丝锥的预先热处理
任务说明 ◎ 确定丝锥的预先热处理工艺，并说明其作用。 技能点 ◎ 退火与正火的合理选用。 知识点 ◎ 各种退火的工艺特点及合理选用。 ◎ 正火的工艺特点及合理选用。
2．共析钢的过冷奥氏体等温转变产物 （1）珠光体型转变
在 A1 ～ 550 ℃温度范围内，过冷奥氏体等温分解为铁素体和渗碳体的片层状 混合物——珠光体，即奥氏体向珠光体转变。
将奥氏体化的钢迅速冷却到 A1 以下某一温度保温，使奥氏体在此温度发生组 织转变，称为等温转变，如图3-5中的曲线2所示。连续冷却转变是将奥氏体化的 钢从高温冷却到室温，使奥氏体在连续冷却条件下发生组织转变，如图 3-5中的 曲线1所示。
1．共析钢过冷奥氏体等温转变图
过冷奥氏体等温转变图是用试验方法建立的， 由于其形状类似英文字母“C”，故又称为 C曲线。
一、任务实施 （一）任务引入
制造T12 钢（wC=1.2%）手用丝锥，成品要求硬度达到60HRC 以上，加工工
艺路线为：轧制→球化退火→机械加工→热处理（二）→机械加工。试写出热处 理（二）工序的具体内容及其作用。
（二）分析及解决问题 热处理（二）为淬火加低温回火。 1．淬火 （1）工艺 将钢加热到760 ～ 780 ℃（Ac1 以上30 ～ 50 ℃），保温一定时间，然后先 在水中冷却至接近Ms 点的温度，再放入油中冷却。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中的碳含量。马氏体的碳含量越高，其硬度 也越高，但当钢中碳含量大于0.6% 时，淬火钢的硬度增加很慢，如图3-9 所示 为碳含量与淬火硬度的关系。
课题 二 钢的退火与正火 任务 丝锥的预先热处理
任务说明 ◎ 确定丝锥的预先热处理工艺，并说明其作用。 技能点 ◎ 退火与正火的合理选用。 知识点 ◎ 各种退火的工艺特点及合理选用。 ◎ 正火的工艺特点及合理选用。
机械制造技术基础课件(第3章)
12
2. 剪切角φ 与前刀面摩擦角β的关系
4
(
0)
4
为作用角,即合力Fr与主运动方向之间的夹 角, 0
•剪切角φ随前角γ0增大而增大，切屑变形减小。
•剪切角φ随摩擦角β的减小而增大，切屑变形减小。 所以研磨刀面或者使用切削液以减小前刀面的摩擦， 有利于改善切削过程。
13
3. 前刀面上的摩擦
➢根据体积不变原理, 则 ξh ＝ξl＝ξ。 ➢变形系数越大,切屑越厚越短,切削变形越大。
➢ξ>1。
➢ξ直观地反映了切削变形程度。
图3 － 170
2 .剪应变ε
s y
cot
tan(
0)
3.剪应变与变形系数的关系
➢只有在 0 00 ~ 300, 1.5 的范围内，变形系数ξ
越大，剪应变ε越大
图3 － 171
图3－7 变形系数ξ的求法
29
图3－10 作用在切屑上的力
a) 切屑受到来自工件和刀具的作用力 b) 切屑作为隔离体的受力分析
30
图3－12 刀具前刀面与切屑的摩擦示意图
31
图3－14 积屑瘤前角和伸出量
32
图3-15 工件材料强度对变形系数的影响
33
图3-18 切削速度对变形系数的影响
34
➢在实际应用工作中，切削力的计算分解为相互垂直 的三个分力：切
削力 Fc 、进给 力 Ff 、背向力 Fp
。
43
2.切削力的分解
切削力(Fc)
（旧称主切削力，用
Fz表示）——总切削力
在主运动方向的分力， 是计算机床切削功率、 选配机床电机、校核 机床主轴、设计机床 部件及计算刀具强度 等必不可少的参数。
机械制造技术基础
2. 剪切角φ 与前刀面摩擦角β的关系
4
(
0)
4
为作用角,即合力Fr与主运动方向之间的夹 角, 0
•剪切角φ随前角γ0增大而增大，切屑变形减小。
•剪切角φ随摩擦角β的减小而增大，切屑变形减小。 所以研磨刀面或者使用切削液以减小前刀面的摩擦， 有利于改善切削过程。
13
3. 前刀面上的摩擦
➢根据体积不变原理, 则 ξh ＝ξl＝ξ。 ➢变形系数越大,切屑越厚越短,切削变形越大。
➢ξ>1。
➢ξ直观地反映了切削变形程度。
图3 － 170
2 .剪应变ε
s y
cot
tan(
0)
3.剪应变与变形系数的关系
➢只有在 0 00 ~ 300, 1.5 的范围内，变形系数ξ
越大，剪应变ε越大
图3 － 171
图3－7 变形系数ξ的求法
29
图3－10 作用在切屑上的力
a) 切屑受到来自工件和刀具的作用力 b) 切屑作为隔离体的受力分析
30
图3－12 刀具前刀面与切屑的摩擦示意图
31
图3－14 积屑瘤前角和伸出量
32
图3-15 工件材料强度对变形系数的影响
33
图3-18 切削速度对变形系数的影响
34
➢在实际应用工作中，切削力的计算分解为相互垂直 的三个分力：切
削力 Fc 、进给 力 Ff 、背向力 Fp
。
43
2.切削力的分解
切削力(Fc)
（旧称主切削力，用
Fz表示）——总切削力
在主运动方向的分力， 是计算机床切削功率、 选配机床电机、校核 机床主轴、设计机床 部件及计算刀具强度 等必不可少的参数。
机械制造技术基础
《机械制造技术基础》第三章《机械制造技术基础》车削加工基础知识-PPT课件
§3-4 卧式车床的几个主要结构
超越离合器
（1）机动进给时传递由光杠传来的用于进给的低速运动； （2）快移时可以不要脱开进给链。
§3-4 卧式车床的几个主要结构
安全离合器
在进给链中设置的过载保险装置，防止进给力过大 或刀架移动受阻时机件被损坏。
§3-5 其他类型车床及其加工范围
滑鞍转塔车床
ZⅠ-Ⅱ 、 Z’Ⅰ-Ⅱ ——轴Ⅰ和轴Ⅱ 之间相啮合的主动齿
轮和从动齿轮齿数。
§3-3 卧式车床及其传动
2、进给运动传动链
两个末端件分别是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向 或横向移动及变速与换向。
A. 螺纹进给传动链
• 可以车削左旋和右旋的公制、英制、模数制和径节制四种标 准螺纹。
• 主轴转1r —— 刀具移动L mm
45 48
i基 ＝ 67 .5， 7 7， 7 8， 7 9， 97 .5， 17， 0 1 7， 1 172
是一个等差数列，该变速机构称 为基本组。
i倍＝81，14，12，1
是个等比数列，称为增倍组。
§3-3 卧式车床及其传动
车削公制螺纹（右旋）的运动平衡式为:
53 86 31 30 20 523 56
§3-3 卧式车床及其传动
挂轮的换置公式为：
§3-3 卧式车床及其传动
§3-3 卧式车床及其传动
B.纵向和横向进给传动链
§3-3 卧式车床及其传动
f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5 ×12=0.71 u基u倍 mm/r f横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36 ×u基×25/36 ×36/25 ×u倍×28/56 ×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5 mm/r
《机械基础》第三版全部 ppt课件
2020/11/29
13
转动副
2020/11/29
14
移动副、螺旋副
2020/11/29
15
高副
2020/11/29
16
机械传动的分类
摩 摩擦轮传动
擦
带 平带传动
传
传 V带传动
动
动 圆带传动
机
啮 带传动— 同步带传动
械
齿 圆柱齿轮传动
传 动
合
轮 传 锥齿轮传动
动 齿轮齿条传动
传 蜗杆传动
螺旋传动
2020/11/29
12
运动副
定义：两个构件之间的可动连接。 低副：两个构件以面接触的运动副。
分转动副、移动副、螺旋副
高副：两个构件以点或线接触的运动副
比较
接触形式 压强 制造维修承载能力 效率 传递运动
低副 面 低 易
大
低 简单
高副 点、线 高 难
小
高 复杂
低副机构：机构中所有运动副均为低副；
高副机构：机构中至少有一个运动副为高副。
开口传动： 两轴平行，转向相同 交叉传动： 两轴平行，转向相反 半交叉传动：两轴空间交错 角传动： 两轴平面相交
2020/11/29
28
图1-9
2020/11/29
29
平带传动的主要参数
1、包角α：接触弧所对的圆心角。
α ↘ →∑F ↘ → α1≥150° 小带轮包角α1的计算： 开口传动 α1 =180 °-（D2-D1）/a*60 °
失效形式：打滑 （摩擦力矩<阻力矩） 放滑措施：增大摩擦力（正压力、摩擦因数） 2、传动比：瞬时输入速度与输出速度之比 i=n1/n2=D2/D1
机械制造技术基础课件第三章
号；大于90°时取负号。
楔角βo 在主剖面内度量的后刀面与前刀面间 的夹角。上述三角度之和为90°。
② 在基面Pr内的标注角度 主偏角kr 在基面内度量的切削平面与进给平 面间的夹角。它也是主切削刃在基面上投影与进 给运动方向的夹角。 副偏角k’r 在基面内度量的副切削刃与进给运 动方向在基面上投影间的夹角。 刀尖角εr 在基面内度量的切削平面和副切削 平面间的夹角。它也是主切削刃和副 切削刃在基 面上投影间的夹角。显然地，上述三角度之和为 180°。
切削层参数及残留面积
3．1．3常用刀具材料及磨料 刀具材料指刀具切削部分的材料，磨料指磨粒的材料。 它们直接影响刀具和磨具的切削性能、生产率、加工质量 和成本。 （1）刀具材料应具备的基本性能 ① 刀具材料必须具有高于工件材料的硬度； ② 刀具材料应有足够的强度和韧性； ③ 要求刀具材料要有好的抵抗磨损的能力； ④ 要求刀具材料在高切削温度下保持高硬度、高强度 的性能，即耐热性，并有良好的抗扩散、抗氧化的能力； ⑤ 尽量大的导热系数和小的线膨胀系数； ⑥ 为便于制造刀具和有高的性能价格比，要求刀具材 料具有良好的工艺性和经济性。
5)金刚石 天然和人造金刚石都是碳的同素异构体，是自然 界中最硬的材料。天然金刚石质量好，价格昂贵， 只用作超精密加工切削工具。但由于碳元素与铁元 素具有很强的亲和性，所以金刚石刀具不能加工铁 族金属材料。 6)立方氮化硼 立方氮化硼（CBN）是以六方氮化硼为原料，经 高温高压获得的人工合成材料，其硬度仅次于金刚 石，和金刚石并称为超硬材料。具有很强的化学稳 定性，主要用于加工铁族金属材料。
磨料的硬度和脆性比氧化铝的要高。较硬和较脆的 磨料通常用于精密磨削，粗粒度韧性磨料则更适合
于粗磨削。
2）超硬磨料 人造金刚石的较弱的品种主要制成树脂结合剂 砂轮磨削硬质合金。这时，金刚石磨粒经常要镀覆 占磨粒重量55%的镍，以使磨粒和树脂结合剂结合
机械制造技术基础
2)工件（如龙门刨床）或刀具（如插床）作直线运动， 其表示方式为工作行程运动速度或每分钟往复行程 ( 冲程) 次数；
3)复合运动，如卧式车床车螺纹时的螺旋运动，它是由 主轴带动工件的旋转运动和刀架溜板的直线运动合成 的。
•2020/7/17
•7
❖ 进给运动的形式：
进给运动可以有一个或几个：钻床、刨床 等机床有一个进给运动；外圆磨床的进给运动 有工件主轴的旋转运动和工作台的直线运动； 车床有刀架溜板
性高，体积小，传动刚度高，响应快，可得到瞬时高 的加/减速度。
•2020/7/17
•32
(3)电伺服进给传动系统中的机械传动部件 1.滚珠丝杠
•2020/7/17
•33
2.齿轮（同步齿轮带）
•2020/7/17
•34
二.主轴部件
主轴部件是机床重要部件之一，它是机床的执行件。 它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承 受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动
⑵应具有较好的动态特性； ⑶热稳定性好； ⑷排屑畅通、吊运安全，并具有良好的结构工艺性。
•2020/7/17
•45
2.支承件的结构 ❖ 三种结构： a)箱形类：支承件在三个方向的尺寸上都相差不多，如
各类箱体、底座、升降台等。 b)板块类：支承件在两个方向的尺寸上比第三个方向大
得多，如工作台、刀架等。 c)梁类支承件：支承件在一个方向的尺寸比另两个方向
部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减小摩
擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
各部件将在第二节作详述
•2020/7/17
•4
二.机床的运动
机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。 1.表面形成运动：表面形成运动是机床最基本的运动，
3)复合运动，如卧式车床车螺纹时的螺旋运动，它是由 主轴带动工件的旋转运动和刀架溜板的直线运动合成 的。
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•7
❖ 进给运动的形式：
进给运动可以有一个或几个：钻床、刨床 等机床有一个进给运动；外圆磨床的进给运动 有工件主轴的旋转运动和工作台的直线运动； 车床有刀架溜板
性高，体积小，传动刚度高，响应快，可得到瞬时高 的加/减速度。
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(3)电伺服进给传动系统中的机械传动部件 1.滚珠丝杠
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•33
2.齿轮（同步齿轮带）
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•34
二.主轴部件
主轴部件是机床重要部件之一，它是机床的执行件。 它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承 受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动
⑵应具有较好的动态特性； ⑶热稳定性好； ⑷排屑畅通、吊运安全，并具有良好的结构工艺性。
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2.支承件的结构 ❖ 三种结构： a)箱形类：支承件在三个方向的尺寸上都相差不多，如
各类箱体、底座、升降台等。 b)板块类：支承件在两个方向的尺寸上比第三个方向大
得多，如工作台、刀架等。 c)梁类支承件：支承件在一个方向的尺寸比另两个方向
部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减小摩
擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
各部件将在第二节作详述
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•4
二.机床的运动
机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。 1.表面形成运动：表面形成运动是机床最基本的运动，
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西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节
概述
运动参数——指机床执行件的运动速度，例如主轴
的最高转速与最低转速、刀架的最大进给量与最小
进给量(或进给速度)。 动力参数——指机床电动机的功率， 有些机床还给出主轴允许承受的最 大转矩等其他内容。
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第一节
概述
四、机床精度与刚度 加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗 糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，机 床本身必须具备的精度称为机床精度。包括：几 何精度、传动精度、运动精度、定位 精度及精度保持性等几个方面。 各类机床按精度可分为普 通精度级、精密级和高精 度级。
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第一节
1.几何精度
概述
几何精度是指机床空载条件下，在不运动 (机
床主轴不转或工作台不移动等情况下) 或运动速度 较低时各主要部件的形状，相互位置和相对运动的 精确程度。几何精度直接影响加工工件的精度，是 评价机床质量的基本指标。它主要决定于结构设计、
制造和装配质量。
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床功率主要消耗于主运动。
b)进给运动：进给运动是使工件
上的多余材料不断被去除的工
作运动，是维持切削得以继续 的运动。
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第一节
概述
I为主运动，II为进给运动
西安交通大学 先进制造技术研究所
第一节
概述
主运动的形式： 1)工件（如车床）或刀具（如钻床）作旋转运动，其表示方 式为转速； 2)工件（如龙门刨床）或刀具 （如插床）作直线运动，其表 示方式为工作行程运动速度或 每分钟往复行程 (冲程) 次数； 3)复合运动，如卧式车床车螺纹时的螺旋运动，它是由主轴 带动工件的旋转运动和刀架溜板的直线运动合成的。
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第一节
概述
5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些 发热部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减 小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
各部件将在第二节作详述
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第一节
2.运动精度
概述
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，
主要零部件的几何位置精度。如高速回转主轴的回 转精度。对于高速精密机床，运动精度是评价机床 质量的一个重要指标。它与结构设计及制造等因素 有关。
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第一节
3.传动精度
概述
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运 动的协调性和均匀性。影响传动精度的主要因素是 传动系统的设计，传动元件的制造和装配精度。
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第一节
概述
二.机床的运动 机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。 1.表面形成运动：表面形成运动是机床最基本的 运动，亦称工作运动。表面形成运动包括主运
动和进给运动，主
运动只有一个，进 给运动可以有一个 或几个。
Байду номын сангаас西安交通大学
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第一节
概述
a)主运动：机床主运动是形成切 削速度并从工件上切除多余材 料起主要作用的工作运动，机
或回转曲面工件时，进给运动就是复合运动，它可视
为径向 (X轴) 进给与纵向(Z轴) 进给的合成，由数
控系统保证这两个进给
运动的准确。
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第一节
概述
2.辅助运动：机床在加工过程中加工工具与工件除 工作运动以外的其他运动称为辅助运动，用以实 现机床的各种辅助动作。 a)切入运动：用于保证工件被加工表面获得所需要 的尺寸，使工具切入工件表面一定深度； b)各种空行程运动：空行程运动主要是指进给前后 的快速运动； c)其它辅助运动：包括分度运动、操纵和控制运动 等。
概述
2.机床的技术参数：机床的主要技术参数包括：尺寸参数、运动 参数与动力参数。
尺寸参数——具体反映机床的加工范围，包括主参数、第2主参 数和与加工零件有关的其他尺寸参数。如下表：
机床名称 普通车床 摇臂钻床 坐标镗床 外圆磨床 主参数 车身上工件最大回转直径 最大钻孔直径 工作台工作面宽度 最大磨削直径 第2主参数 工件最大长度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度
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第一节
概述
三.机床技术性能指标
1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上
加工的工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序， 使用什么刀具等等。
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第一节
概述
a)通用机床具有较宽的工艺范围， 在同一台机床上可以满足较多
的加工需要，适用于单件小批
第三章 金属切削机床
西安交通大学CIMS中心
第一节 概 述
机床不同于一般的机械，它是用来生产其它机械的工
作母机，因此在刚度、精度及运动特性方面有其特殊
要求。
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第一节
概述
一.机床的基本组成 1.动力源：为机床提供动力 (功率) 和运动的驱 动部分。 2.传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和 其他运动的传动系统。 3.支承件：用于安装和支承其他固定的或运动的 部件，承受其重力和切削力。 4.工作部件：(1)与最终实现切削加工的主运动 和进给运动有关的执行部件；⑵ 与工件和刀具 安装及调整有关的部件或装置；⑶ 与上述部件 或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构 等。
生产。
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第一节
概述
b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自
动化程度和生产率都较高，但它的加工范围很窄。
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第一节
概述
c)数控机床则既有较宽的工艺范围， 又能满足零件较高精度的要求， 并可实现自动化加工。
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第一节
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第一节
4.定位精度
概述
定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位
置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精 度和形位精度。机床构件和进给控制系统的精度、 刚度以及其动态特性，机床测量系统的精度都将影 响机床定位精度。
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第一节
概述
进给运动的形式： 进给运动可以有一个或几个：钻床、刨床等 机床有一个进给运动；外圆磨床的进给运动有工 件主轴的旋转运动和工作台的直线运动；车床有 刀架溜板的纵向进给运动和横向进给运动。
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第一节
概述
进给运动也可以是复合运动，如在数控车床车削圆锥
第一节
概述
运动参数——指机床执行件的运动速度，例如主轴
的最高转速与最低转速、刀架的最大进给量与最小
进给量(或进给速度)。 动力参数——指机床电动机的功率， 有些机床还给出主轴允许承受的最 大转矩等其他内容。
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概述
四、机床精度与刚度 加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗 糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，机 床本身必须具备的精度称为机床精度。包括：几 何精度、传动精度、运动精度、定位 精度及精度保持性等几个方面。 各类机床按精度可分为普 通精度级、精密级和高精 度级。
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1.几何精度
概述
几何精度是指机床空载条件下，在不运动 (机
床主轴不转或工作台不移动等情况下) 或运动速度 较低时各主要部件的形状，相互位置和相对运动的 精确程度。几何精度直接影响加工工件的精度，是 评价机床质量的基本指标。它主要决定于结构设计、
制造和装配质量。
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床功率主要消耗于主运动。
b)进给运动：进给运动是使工件
上的多余材料不断被去除的工
作运动，是维持切削得以继续 的运动。
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概述
I为主运动，II为进给运动
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概述
主运动的形式： 1)工件（如车床）或刀具（如钻床）作旋转运动，其表示方 式为转速； 2)工件（如龙门刨床）或刀具 （如插床）作直线运动，其表 示方式为工作行程运动速度或 每分钟往复行程 (冲程) 次数； 3)复合运动，如卧式车床车螺纹时的螺旋运动，它是由主轴 带动工件的旋转运动和刀架溜板的直线运动合成的。
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第一节
概述
5.控制系统：用于控制各工作部件的正常工作。 6.冷却系统：用于对加工工件、刀具及机床的某些 发热部位进行冷却。 7.润滑系统：用于对机床的运动副 进行润滑，以减 小摩擦、磨损和发热。 8.其它装置：如排屑装置、自动测量装置等。
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2.运动精度
概述
运动精度是指机床空载并以工作速度运动时，
主要零部件的几何位置精度。如高速回转主轴的回 转精度。对于高速精密机床，运动精度是评价机床 质量的一个重要指标。它与结构设计及制造等因素 有关。
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3.传动精度
概述
传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运 动的协调性和均匀性。影响传动精度的主要因素是 传动系统的设计，传动元件的制造和装配精度。
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概述
二.机床的运动 机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。 1.表面形成运动：表面形成运动是机床最基本的 运动，亦称工作运动。表面形成运动包括主运
动和进给运动，主
运动只有一个，进 给运动可以有一个 或几个。
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概述
a)主运动：机床主运动是形成切 削速度并从工件上切除多余材 料起主要作用的工作运动，机
或回转曲面工件时，进给运动就是复合运动，它可视
为径向 (X轴) 进给与纵向(Z轴) 进给的合成，由数
控系统保证这两个进给
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2.辅助运动：机床在加工过程中加工工具与工件除 工作运动以外的其他运动称为辅助运动，用以实 现机床的各种辅助动作。 a)切入运动：用于保证工件被加工表面获得所需要 的尺寸，使工具切入工件表面一定深度； b)各种空行程运动：空行程运动主要是指进给前后 的快速运动； c)其它辅助运动：包括分度运动、操纵和控制运动 等。
概述
2.机床的技术参数：机床的主要技术参数包括：尺寸参数、运动 参数与动力参数。
尺寸参数——具体反映机床的加工范围，包括主参数、第2主参 数和与加工零件有关的其他尺寸参数。如下表：
机床名称 普通车床 摇臂钻床 坐标镗床 外圆磨床 主参数 车身上工件最大回转直径 最大钻孔直径 工作台工作面宽度 最大磨削直径 第2主参数 工件最大长度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度
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三.机床技术性能指标
1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指在机床上
加工的工件类型和尺寸，能够加工完成何种工序， 使用什么刀具等等。
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概述
a)通用机床具有较宽的工艺范围， 在同一台机床上可以满足较多
的加工需要，适用于单件小批
第三章 金属切削机床
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第一节 概 述
机床不同于一般的机械，它是用来生产其它机械的工
作母机，因此在刚度、精度及运动特性方面有其特殊
要求。
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概述
一.机床的基本组成 1.动力源：为机床提供动力 (功率) 和运动的驱 动部分。 2.传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和 其他运动的传动系统。 3.支承件：用于安装和支承其他固定的或运动的 部件，承受其重力和切削力。 4.工作部件：(1)与最终实现切削加工的主运动 和进给运动有关的执行部件；⑵ 与工件和刀具 安装及调整有关的部件或装置；⑶ 与上述部件 或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构 等。
生产。
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概述
b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的，自
动化程度和生产率都较高，但它的加工范围很窄。
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概述
c)数控机床则既有较宽的工艺范围， 又能满足零件较高精度的要求， 并可实现自动化加工。
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4.定位精度
概述
定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位
置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精 度和形位精度。机床构件和进给控制系统的精度、 刚度以及其动态特性，机床测量系统的精度都将影 响机床定位精度。
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概述
进给运动的形式： 进给运动可以有一个或几个：钻床、刨床等 机床有一个进给运动；外圆磨床的进给运动有工 件主轴的旋转运动和工作台的直线运动；车床有 刀架溜板的纵向进给运动和横向进给运动。
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概述
进给运动也可以是复合运动，如在数控车床车削圆锥