机械制造技术基础课件
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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
图2-2 平面刨削的切削运动与 加工表面
2
华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作
切削速度V 进给量f(或进给速度 和背吃刀量 或进给速度V 和背吃刀量a 切削速度 c，进给量 或进给速度 f)和背吃刀量 p
3
华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作
切削运动 主运动 进给运动 合成切削运动 2. 工件表面 待加工表面 已加工表面 过渡表面 4
华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作
1. 前角γ0 前角γ 影响： 影响： 切削的难易程度-很大。 ↖前角，使刀刃变得锋利，使 切削的难易程度 很大。 前角，使刀刃变得锋利， 很大 切削更轻快，切屑变形↘ 切削力和切削功率↘ 切削更轻快，切屑变形↘，切削力和切削功率↘ ↖前角，刀刃和刀尖强度↘ ，散热体积↘ ，影响刀具 前角，刀刃和刀尖强度↘ 散热体积↘ 寿命。对表面粗糙度， 寿命。对表面粗糙度，排、断屑等有一定的影响
第2章 制造工艺装备 章
金属切削刀具 机床 机床夹具
熊良山等编《机械制造技术基础》课件
1
华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作
2.1 金属切削刀具的基本知识
2.1.1 金属切削加工的基本概念
1. 切削运动（主运动和进给运动）与切削用量 切削运动（主运动和进给运动）
图2-1 外圆车削的切削运动与 加工表面
华中科技大学机械科学与工程学院熊良山制作
常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、 常用刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、 陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。 2. 高速钢表2-1 高速钢表 含有较多钨、 含有较多钨、钼、烙、钒等元素的高合金工具钢 较高的硬度（热处理硬度达HRC62—67）和耐热性（切削温 较高的硬度（热处理硬度达 ） 耐热性（ 度可达550—600º） 度可达 ） 切速比碳素工具钢和合金工具钢高1—3倍（因此而得名）， 切速比碳素工具钢和合金工具钢高 倍 因此而得名）， 刀具耐用度高10—40倍，甚至更多 刀具耐用度高 倍 可以加工从有色金属到高温合金的范围广泛的材料 制造工艺简单，能锻造， 制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃 在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等） 在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等） 的制造中占有重要地位。 的制造中占有重要地位。 用途分：通用型高速钢和 用途分：通用型高速钢和高性能高速钢 制造工艺分 熔炼高速钢和 制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢 16
机械制造技术基础-课件
车刀在结构上可 分为整体车刀、焊 接装配式车刀和机 械夹固刀片的车刀。 如图15、16所示。
图15
图16
（2）孔加工刀具
孔加工刀具一般 可分为两大类：一 类是从实体材料上 加工出孔的刀具， 常用的有麻花钻、 中心钻和深孔钻等； 另一类是对工件上 已有孔进行再加工 用的刀具，常用的 有扩孔钻、铰刀及 镗刀等。
在法平面参考系中，只需标注γn 、 αn 、 κr 和λs四个角度即可确 定主切削刃和前、后刀面的方位。在假定工作平面参考系中，只 需标注γf 、αf 、γp 、 αp 四个角度便可确定车刀的主切削刃和前、 后刀面的方位。
四、刀具的工作角度
在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上 述标注角度会发生一定的变化。角度变化的根本原因是切削平面、 基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面Ps、基 面Pr和主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度， 又称实际角度。
（6）刀尖 主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小 的直线段或圆弧。
具体参见切削运动与切削表面图和车刀的组成图。其它各类刀具，
如刨刀、钻头、铣刀等，都可以看作是车刀的演变和组合。
刨刀
图4
钻头
(二）刀具角度的参考系
为了确定刀具切削
部分各表面和刀刃的空 间位置，需要建立平面 参考系。按构成参考系 时所依据的切削运动的 差异，参考系分成以下 两类：
2、车刀安装偏斜对工作角度的影响
图12
当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起 工作主偏角κre和工作副偏角κre‘的变化,如上图所示。
（二）进给运动对工作角度的影响
1、横向 进给运 动对工 作角度 的影响
图13 车端面或切断时，加工表面是阿基米德螺旋面，如上图所示。因此，实际 的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角μ，使车刀的工作前角γoe增 大，工作后角αoe减小。一般车削时，进给量比工作直径小很多，故螺旋升 角μ很小，它对车刀工作角度影响不大，可忽略不计。但在车端面、切断和 车外圆进给量（或加工螺纹的导程）较大，则应考虑螺旋升角的影响。
图15
图16
（2）孔加工刀具
孔加工刀具一般 可分为两大类：一 类是从实体材料上 加工出孔的刀具， 常用的有麻花钻、 中心钻和深孔钻等； 另一类是对工件上 已有孔进行再加工 用的刀具，常用的 有扩孔钻、铰刀及 镗刀等。
在法平面参考系中，只需标注γn 、 αn 、 κr 和λs四个角度即可确 定主切削刃和前、后刀面的方位。在假定工作平面参考系中，只 需标注γf 、αf 、γp 、 αp 四个角度便可确定车刀的主切削刃和前、 后刀面的方位。
四、刀具的工作角度
在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上 述标注角度会发生一定的变化。角度变化的根本原因是切削平面、 基面和正交平面位置的改变。以切削过程中实际的切削平面Ps、基 面Pr和主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度， 又称实际角度。
（6）刀尖 主切削刃和副切削刃连接处的一段刀刃。它可以是小 的直线段或圆弧。
具体参见切削运动与切削表面图和车刀的组成图。其它各类刀具，
如刨刀、钻头、铣刀等，都可以看作是车刀的演变和组合。
刨刀
图4
钻头
(二）刀具角度的参考系
为了确定刀具切削
部分各表面和刀刃的空 间位置，需要建立平面 参考系。按构成参考系 时所依据的切削运动的 差异，参考系分成以下 两类：
2、车刀安装偏斜对工作角度的影响
图12
当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起 工作主偏角κre和工作副偏角κre‘的变化,如上图所示。
（二）进给运动对工作角度的影响
1、横向 进给运 动对工 作角度 的影响
图13 车端面或切断时，加工表面是阿基米德螺旋面，如上图所示。因此，实际 的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角μ，使车刀的工作前角γoe增 大，工作后角αoe减小。一般车削时，进给量比工作直径小很多，故螺旋升 角μ很小，它对车刀工作角度影响不大，可忽略不计。但在车端面、切断和 车外圆进给量（或加工螺纹的导程）较大，则应考虑螺旋升角的影响。
机械制造技术基础第4版课件
机械制造技术基础第4版课件
机械制造技术基础第4版课件主要介绍了机动性的工程原理及应用，旨在帮助学生掌握和开发基本的机械制造技术。
书中共六章：第一章介绍了机械制造技术的基础知识，具体包括：机械力学，典型力学系统，机械系统分析，机械零件设计，动力传动系统设计及其控制等；第二章介绍机械加工技术，分析机械加工过程中的物料、切削参数、切削特点及台面形状；第三章讲述机械装备的基本知识，具体内容包括：机械能量的转移原理，机械能量系统的模型，机械装备的评价方法，机械装备的安全检查；第四章介绍了实用机械制造技术，如激光焊接，电弧焊接，气动机制，快速磨床等；第五章介绍了机械故障的诊断方法；最后的第六章主要探讨了机械制造技术的发展，包括机械制造设计，调试技术，计算机辅助设计CAD/CAE，个性化机械制造等。
本书适合机械类的初学者及专业学生参考，对于帮助学生掌握和开发基础的机械制造技术都非常有帮助。
机械制造技术基础第4版课件
机械制造技术基础第4版课件
机械制造技术基础（第4版）是一本重要的教学参考书，主要介绍了机械设计相关的知识。
它有助于学生深入了解机械原理、设计原理和制造工艺。
书中涵盖了机械制造的方方面面，包括机械设计，机械加工，材料工艺，机电一体化，液压高压技术，机械驱动系统，传动系统，车间设备，精密仪器，仪器测量等等。
它将机械加工理论中的概念以图文并茂的方式进行了详细说明，为学生提供了丰富的知识储备，从而使学生在机械设计、加工等方面能够得到很好的培训。
此外，本书还对机械系统的自动控制和自动检测等方面进行了深入探讨，以及关于机械工艺中最新的技术进展，如几何模型分析，机电一体化设计，六自由度机器人系统，多腔室气动控制，流体控制，机械振动和激光机械装备等，都包括在内。
此外，书中还强调了机械设计的安全性、结构强度、可靠性和可行性等问题，目的是提高机械产品的效率和可靠性。
教材中还重点介绍了质量控制、非线性动力学和智能机械系统等内容，有助于提高学生的理论水平和实践能力。
本书可以作为大学机械工程专业、机械设计制造专业学习的主要参考书，也可以作为从事机械工程技术及设备制造的机械工程师的参考书。
它既可以作为学习机械原理的基础，也可以作为实践应用的指导。
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ppt课件完整版
•机械制造技术概述•机械制造工艺基础•先进制造技术目录•自动化制造系统•现代生产管理方法•绿色制造与可持续发展•未来展望与挑战01机械制造技术概述定义与发展历程定义机械制造技术是指通过加工、装配、调试等手段，将原材料或零部件转化为具有特定功能和使用价值的机械产品的过程。
发展历程机械制造技术经历了手工制造、机械化制造、自动化制造和智能制造等阶段，不断向着高效、高精度、高质量的方向发展。
1 2 3机械制造技术是工业发展的基础，为国民经济各部门提供装备和技术支持，推动工业化和现代化进程。
促进工业发展机械制造技术通过优化生产流程、提高加工精度和效率，降低生产成本，提高企业的竞争力和经济效益。
提高生产效率机械制造技术的不断创新和发展，为制造业提供了更多的可能性，推动了新技术、新工艺和新产品的不断涌现。
推动技术创新机械制造技术的重要性机械制造技术的分类及应用领域分类机械制造技术可分为金属切削加工技术、特种加工技术、装配与调试技术等。
应用领域机械制造技术广泛应用于汽车、航空航天、能源、轨道交通、模具等领域，为这些领域的发展提供了重要的技术支持。
02机械制造工艺基础切削运动、切削力、切削热等切削加工的基本概念车刀、铣刀、钻头等刀具的种类与结构车床、铣床、钻床等切削机床的组成与分类车削、铣削、钻削等切削加工的应用实例切削加工原理及设备铸造方法、铸造合金、铸造缺陷与防止铸造工艺锻造方法、锻造设备、锻造缺陷与防止锻造工艺焊接方法、焊接材料、焊接接头设计与工艺焊接工艺砂型铸造、自由锻、电弧焊等铸造、锻造与焊接的应用实例铸造、锻造与焊接工艺A BC D热处理与表面处理技术热处理工艺退火、正火、淬火、回火等热处理与表面处理的原理及设备加热炉、淬火槽、电镀设备等表面处理技术电镀、喷涂、化学转化膜等热处理与表面处理的应用实例调质处理、渗碳淬火、镀锌等03先进制造技术数控加工技术概述数控加工设备数控编程技术数控加工工艺数控加工技术01020304定义、发展历程、应用领域等。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
刀具在切削过程中要 承受很大的载荷，较 高的切削温度和摩擦。 刀具材料的切削性能， 直接影响刀具的耐用 度和生产率；刀具材 料的工艺性，将影响 刀具本身的制造和刃 磨质量。
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
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。
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机械制造技术课件
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
机械制造概述 传统机械制造技术 现代机械制造技术 机械制造工艺流程 机械制造质量控制 机械制造的未来发展
01
机械制造概述
机械制造的定义
机械制造是将原材料转化为成品的生产过程。 机械制造包括产品设计、工艺设计、加工制造、检测和质量控制等环节。 机械制造广泛应用于各个领域，如航空、汽车、机床等。 机械制造的核心目标是提高生产效率、降低成本、保证产品质量。
05
机械制造质量控制
质量控制的方法
统计过程控制 测量系统分析 过程能力分析 质量改进方法
质量检测的步骤
检测计划制定 检测工具准备 样品选择与制备 检测数据记录与分析
质量问题的解决
确定问题：明确机械制造过程中出现的质量问题
分析原因：分析问题产生的原因，如材料、工艺、设备等
制定措施：根据分析，制定相应的解决措施，如改进工艺、更换材料、 调整设备等 实施方案：按照制定的措施实施方案，并对实施过程进行监控和调 整
精密加工技术
定义：使用精密机床和精细加工刀具进行加工 分类：超精加工、镜面加工、纳米加工等 应用：航空航天、医疗器械、光学仪器等领域 发展趋势：高精度、高效率、智能化
04
机械制造工艺流程
零件的定位与装夹
定位原理：六点 定位原理，限制 工件的自由度
装夹方法：如三 爪卡盘、四爪卡 盘等，固定工件
定位元件：如V 形块、定位销等， 限制工件的自由 度
焊接工艺及 设备
焊接种类及 特点
焊接应用及 发展
切削加工技术
定义：利用切削 工具从工件上切 除多余材料的加 工方法
分类：车削、铣 削、钻孔、刨削、 磨削等
机械制造技术课件
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
机械制造概述 传统机械制造技术 现代机械制造技术 机械制造工艺流程 机械制造质量控制 机械制造的未来发展
01
机械制造概述
机械制造的定义
机械制造是将原材料转化为成品的生产过程。 机械制造包括产品设计、工艺设计、加工制造、检测和质量控制等环节。 机械制造广泛应用于各个领域，如航空、汽车、机床等。 机械制造的核心目标是提高生产效率、降低成本、保证产品质量。
05
机械制造质量控制
质量控制的方法
统计过程控制 测量系统分析 过程能力分析 质量改进方法
质量检测的步骤
检测计划制定 检测工具准备 样品选择与制备 检测数据记录与分析
质量问题的解决
确定问题：明确机械制造过程中出现的质量问题
分析原因：分析问题产生的原因，如材料、工艺、设备等
制定措施：根据分析，制定相应的解决措施，如改进工艺、更换材料、 调整设备等 实施方案：按照制定的措施实施方案，并对实施过程进行监控和调 整
精密加工技术
定义：使用精密机床和精细加工刀具进行加工 分类：超精加工、镜面加工、纳米加工等 应用：航空航天、医疗器械、光学仪器等领域 发展趋势：高精度、高效率、智能化
04
机械制造工艺流程
零件的定位与装夹
定位原理：六点 定位原理，限制 工件的自由度
装夹方法：如三 爪卡盘、四爪卡 盘等，固定工件
定位元件：如V 形块、定位销等， 限制工件的自由 度
焊接工艺及 设备
焊接种类及 特点
焊接应用及 发展
切削加工技术
定义：利用切削 工具从工件上切 除多余材料的加 工方法
分类：车削、铣 削、钻孔、刨削、 磨削等
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课件
12
1.2机械制造业的发展及其在国民济中的地位
新制造模式与传统制造模式比较举例
CE并行工程是对产 品及相关过程（制造 过程和支持过程）进 行并行、一体化设计 的一种系统化的工作 模式。这种工作模式 力图使设计者从一开 始就考虑到产品全生 命周期中所有因素， 以最大限度地缩短产 品开发周期，减少设 计失误。
因为制造技术是制造企业的技术支柱，是制造企业持续 发展的根本动力。所以机械制造技术是机械制造业的技 术支柱，是机械制造企业持续发展的根本动力。 “机械制造技术基础” 其主要目标，同学们通过本 课称的学习，掌握有关机械制造技术的基础知识、基本 理论和基本方法。通过本课程的学习及相关实验练习生 产实习及课程设计等实践性教学环节的训练，使学生具 备具备分析和解决有关机械制造问题的基本能力。
生产过程 • 制造过程 生产财富 • 产品
是完成制造活动所需的一切手段的总和： 制造技术： •运用一定的知识和技能， •操纵可以利用的物质和工具， •采取各种有效的方法等。
制造技术是制造企业的技术支柱，是制造企业持续发展的根本动力。 美国国家生产力委员会所作的一项调查表明，在企业生产力构成中， 制造技术的作用约占62% 。
7
1.2机械制造业的发展及其在国民经济中的地位
作坊式手 工劳动生 产方式
近代生产 方式
大批量生 产方式
多品种小 批量生产 方式
新制造哲 理于生产 模式
机械制造业的发展
8
1.2机械制造业的发展及其在国民经济中的地位
近代生产方式
18世纪70年代 以瓦特改进蒸汽机为代表，引发了第一次工业革命，产生 了近代工业化的生产方式，手工劳动逐渐被机器生产所代 替，机械制造业逐渐形成规模。 19世纪中叶 电磁场理论的建立为发电机和电动机的产生奠定了基础， 从而迎来了电气化时代。以电力作为动力源，使机械结构 发生了重大的变化。与此同时，互换性原理和公差制应运 而生。所有这些使机械制造业发生了重大变革，并进入了 快速发展时期。
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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便于组织生产
热处理（在两序间）， 生产环境
零件的技术要求
合理选择加工工艺路线
划分加工阶段 应考虑的因素
生产纲领和生产条件 毛坯情况
根据生产类型合理安排工序 工序分散，工序集中
高质量毛坯有利于加工
（3） 加工顺序的安排
力求： 优质、高效、低成本
先基准后其它 先加工基准，利于装夹，便于测量（第1序一
一
工序2与工序3符合基准重合和统一原则。
7.4 机械加工工序设计
（1） 机床与工艺装备的选择
（2） 加工余量的概念
加工余量——在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度 1. 有关加工余量的基本术语及其含义
工序（步）余量
Zi
加工总余量 工序（步）余量
n
Z s Z i i 1
单边余量
双边余量
基本余量——前工序与本工序基本尺寸之差 极值法确定以下四个参数
精基准的选择原则 （要分清主次）
（1） 基准重合
尽量避免基准不重合误差
（2） 基准统一 （3） 互为基准 （4） 自为基准 （5） 便于装夹
尽量减少基准转换，便于装夹方案设计 相互定位、反复加工以减少位置误差 保证精加工表面加工余量小而且均匀 尽量选用面积大、精度高的定位基准面
6.2.2 粗基准的选择
应考虑的主要因素
保证加工余量均匀分配 保证加工面与非加工面的位置要求 利于装夹
粗基准的选择原则 （要分清主次） （1） 保证相互位置 以与加工面位置精度要求较高的不加工面为粗基准 （2） 余量均匀分配 以在精加工中要求余量均匀的表面的毛坯面为粗基准 （3） 便于工件装夹 以尽可能平整、光洁、面积大的表面为粗基准 （4） 尽量使用一次 避免重复使用同一粗基准而带来较大的位置误差
零件结构工艺性的基 本要求
（1）服从整机工艺性 （2）零件造型尽可能简单（减少加工面及面积、
标准件、相同形状和相同元素） （3）加工经济性，尤其是加工技术要求 （4）尽量减少加工余量、降低生产成本 （5）合理选择零件材料，（加工性及成本） （6）环保（省能源、再利用）
（1）零件机械加工结构工艺性
从难易性与加工成本角度出发。
7.3.2 工艺路线的拟订
分析比较
择优选择（1） 加工方法的源自择力求优质、高效、低成本应考虑的主要因素
加工的经济精度和表面粗糙度 工件的材料、可加工性、热处理要求 工件的形状和尺寸 生产类型
现有设备、人员和技术条件
常用的加工方法
平面加工：
车、铣、刨、磨、拉、研磨、刮削（研）、抛光
外圆加工：
车、磨、研磨、珩磨、砂带磨、抛光、滚压
被包容面 Zb ab 包容面 Zb ba
最大余量
被包容尺寸 包容尺寸
Zma xama xbmin Zma xbma xamin 包容与被包容？
最小余量
被包容尺寸 包容尺寸
Zmin ami n bmax Zmin bmi n amax
平均余量 余量公差
被包容尺寸
Zmambm
包容尺寸
Zmbmam
T Z Z m aZ xm in T a T b
减少装配时的修配与机械加工（修配适用于单件小批）
尽量使装配和拆卸方便
装配与维修结构工艺性举例
装配与维修结构工艺性举例
装配与维修结构工艺性举例
7.3 机械加工工艺过程设计
7.3.1 定位基准的选择
应考虑的主要因素
保证加工精度 便于准确装夹
粗基准：未加工过表面 精基准：已经加工过的表面 辅助基准：专供定位用
前工序的尺寸公差 Ta
前工序留下的需单独考虑的空间误差 εa
本工序的装夹误差 εb
（2） 确定加工余量的方法
1. 分析计算法 工序余量的计算公式
矢量，按模计算
单边余量
Z m in T a R y a H aab
双边余量
Z m iT n a 2 (R y a H a ) 2ab
简化公式
1）采用浮动镗刀、浮动铰刀、拉刀加工孔，不能纠正位置误差（Why?）
加工设备
中心孔机床 车床 外圆磨床
热处理设备 外圆磨床 钳工台
例：铸件毛坯，零件轴承座，加工要求如图，试分析粗精基准应如何选择？
（1）加工内孔及端面：获尺寸100， 50，130，15及垂直度，一 次装夹完成（粗基准：小端外圆及法兰左端面）；
（2）加工法兰缺口：获尺寸125（精基准： 50内孔及右端面）； （3）加工座孔：获尺寸 15及3- 10.
（1）零件设计要有足够空间（如：退刀槽、越程槽）
机加工艺性的其 它具体要求
（2）便于加工（如：不能在斜面上钻孔） （3）减少加工面积（如：大平面或长孔加空刀） （4）尽理使用结构相似要素（如：退刀槽、越程槽
规格相同、凸台同一高度）
（5）便于安装与夹紧
尺寸标注注意基 准，减少基准不 重合误差。
零件结构工艺性举例
3. 除终加工工序外（零件图上已经标定），根据各工序的加工方法及其经济加工精 度，确定其工序公差和表面粗糙度
4. 按“入体原则”以单向偏差方式标注工序尺寸，并作适当调整
（4）工艺尺寸链及相关工序尺寸的计算
一、尺寸链概述
工艺尺寸链——在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链
分类： 直线尺寸链 角度尺寸链 平面尺寸链 空间尺寸链
（原料—生产准备—毛坯—加工—装配—检测—包装）
工艺过程 与原料转变为产品直接有关的过程
工艺规程 以文件形式规定下来的工艺过程
工序 一个（或一组）工人在一台机床（或工作地点）上对一个 （或同时几个）工件进行加工，所连续完成的那一部分工 艺过程（四大要素） 工序是机械加工工艺过程的基本单元，也是生产组织 和计划的基本单元
组成环及封闭环的确定
组成环——互不影响而各自独立的直接尺寸（增环，减环）
封闭环——由各组成环所共同形成的尺寸（间接尺寸） 本序中由加工或测量直接得到的尺寸（如工序尺寸）
直接尺寸 确定原则
前序已获得的尺寸（前道工序已经加工完） 按某条件直接规定、不再受本链中其它环影响的尺寸
零件结构工艺性举例
零件结构工艺性举例
零件结构工艺性举例
（2）零件的装配结构工艺性 评定机器装配好坏的一个重要标志。
将结构分成若干个 独立单元（可缩短 装配周期）
（1）便于部件规格化、系列化、标准化 （2）有利于机器质量不断提高（便于改进） （3）便于协作生产（卫星式工厂：如轿车） （4）重型机器包装运输 （5）流水线生产
3. 经验法
由一些有经验的工艺人员或工人确定余量。多用于单件小批生产
（3） 仅与加工余量有关的工序尺寸及其公差的确定
确定工序尺寸及其公差的过程
1. 确定该加工表面的总余量，再根据加工路线确定各工序的基本余量， 并核对第一道工序的加工余量是否合理
2. 自终加工工序起，即从设计尺寸开始，至第一道工序，逐次加上（对被包容面） 或减去（对包容面）各工序的基本余量，便可得到各道工序的基本工序尺寸
（2）制订机械加工工艺规程所需的原始资料
产品的装配图及零件图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领和生产类型 毛坯的生产情况 本厂的生产条件 各种手册、标准等技术资料 国内外先进工艺和技术
（3） 机械加工工艺规程的设计步骤及内容
（1）分析零件的工作图和产品装配图 （2）工艺审查
零件功用，技术要求 完整性，正确性，工艺性
精加工阶段 光整加工阶段
使主要表面的加工达到设计的加工精度和表面粗糙度 为少数需要精密加工或光整加工的表面做准备 达到高精度表面的加工精度和表面粗糙度要求
有利于保证零件的加工质量 修正误差（复映），粗精分开
划分加工阶段 的原因
可以及时发现毛坯的缺陷
及时报废，减少损失
合理安排加工设备和操作工人 人尽其才，物尽其用
（3）确定毛坯种类及制造方法 （4）拟订机械加工工艺路线
选择定位基准 确定加工方法 安排加工顺序 安排辅助工序
（5）确定各工序所需的机床和工艺装备
功能要求，经济性
（6）工序设计 （7）评价工艺路线
确定各工序的加工余量 计算各工序尺寸 确定各工序的切削用量 确定各工序的工时定额 技术经济分析，优化工艺方案
2. 加工余量及工序尺寸公差对机械加工的影响
加工余量的影响
过大：增加加工量，降低生产效率，增加加工成本 过小：不能保证消除前序的各种误差和表面变质层
工序尺寸公差的影响
过大：使余量变动量增大，影响装夹精度和加工质量 过小：提高工序精度，增加工序加工成本
3. 影响工序余量的因素
前工序留下的表面粗糙度 Ry 和表面缺陷层深度 Ha
基本概念
注意：（1）连续是指未插入其它加工，而并不是停止地加工 （2）车完一个工件的一端后立即掉头车另一端，只能算一个工序 （3）车完一批工件的一端后再掉头车另一端，两序
安装
一个工序中每次装夹后所完成的那一部分工艺过程（如：车一个工件的一 端外圆并倒角后立即再车其另一端外圆并倒角，是一个工序，两次安装）
孔加工：
钻、扩、铰、镗、拉、磨、珩磨、研磨、挤压
螺纹加工：
车、攻（套）、铣、磨、滚压
齿形加工：
铣、拉、插、滚、剃、珩、磨
成形表面加工： 成形刀具加工、简单刀具加工
（2） 加工阶段的划分
粗加工阶段 主要去除各表面的大部分加工余量，并加工出精基准 半精加工阶段 完成一般精度表面的加工，为主要表面的精加工做准备
（8）形成工艺文件 （总工）
7.2 零件的结构工艺性分析及毛坯的选择
保证零件的使用性能，还要看之能否制造，便于制造及降低成本。
结构工艺性：综合考虑制造、装配工艺、维修及成本等方面的技术。亦称之为满足使用条 件下的零件制造可行性和经济性。
影响结构工艺性的因素