機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

1、緒 論一一、制造業(yè)與制造技術(shù)制造業(yè)與制造技術(shù)、 、60%、 、圖1 制造系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)經(jīng)營管理信息流生產(chǎn)管理信息流技術(shù)信息流物質(zhì)流用戶、市 場 與 外 部 環(huán) 境經(jīng)營管理市場與銷售研究與開發(fā)資源管理財務(wù)生產(chǎn)管理工程設(shè)計采購車間制造（加工、裝配、檢驗、輸送、存儲 ）質(zhì)量控制、 、軟件硬件圖2 制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性 制造系統(tǒng)可視為若干硬件的集合體。為使硬件充分發(fā)揮效能，必須有軟件支持。主要從技術(shù)角度出發(fā)，如何使轉(zhuǎn)變過程更有效進行。獲取階段轉(zhuǎn)變階段分配階段圖3 制造系統(tǒng)的物質(zhì)流原材料供應(yīng)者原材料庫存零件加工零件庫存裝配成品庫存最終用戶壓力加工油漆車身裝配內(nèi)部裝飾驅(qū)動橋裝配變速箱裝配輪胎裝配底盤裝配 車身安

2、裝 最后試驗發(fā)動機裝配發(fā)動機試驗機械加工熱處理鍛造熔化造型澆鑄壓鑄油漆機械加工自動線熱處理圖4 汽車生產(chǎn)物流示意圖需求訂貨信息生產(chǎn)計劃信息進度計劃信息作業(yè)計劃信息生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制信息生產(chǎn)技術(shù)信息產(chǎn)品設(shè)計信息綜合生產(chǎn)計劃生產(chǎn)進度計劃作業(yè)計劃生產(chǎn)實施生產(chǎn)控制產(chǎn)品設(shè)計工藝過程計劃工藝過程信息計劃階段實施階段控制階段圖5 制造系統(tǒng)的程序特性制造系統(tǒng)可視為生產(chǎn)離散型產(chǎn)品的工作程序l 研究制造系統(tǒng)程序特性，主要從管理角度出發(fā)如何使生產(chǎn)活動達到最佳化。 、誤差流物流資金流規(guī)劃控制需求信息流實施（車間或現(xiàn)場）原材料產(chǎn)品與服務(wù)能源能量流圖6 制造系統(tǒng)的五種流三、零件與機器三、零件與機器v零件是機器的組成單元

3、,裝配機器時是由零件單元逐一裝配而成,但在設(shè)計的時候卻是從整臺機器開始的。零件的精度要求來自于整臺機器的完美質(zhì)量。圖1-16 工藝相似零件組v而在制造過程中，則先加工出合格的零件，然后再通過合理的裝配工藝將零件裝配成滿足一定功能的機器。四、本課程的內(nèi)容和學習要求四、本課程的內(nèi)容和學習要求v本課程主要介紹機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動的本課程主要介紹機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程及生產(chǎn)活動的組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括金屬切削過程組織、機械加工過程及其系統(tǒng)。包括金屬切削過程的基本理論及其基本規(guī)律，機械加工和裝配工藝規(guī)的基本理論及其基本規(guī)律，機械加工和裝配工藝規(guī)程的基本知識及其設(shè)計，機械加工精度及表面質(zhì)量程

4、的基本知識及其設(shè)計，機械加工精度及表面質(zhì)量的概念及其控制方法，精密與超精密加工，現(xiàn)代制的概念及其控制方法，精密與超精密加工，現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展前沿與發(fā)展趨勢。造技術(shù)的發(fā)展前沿與發(fā)展趨勢。五、本課程的學習方法五、本課程的學習方法v綜合性綜合性注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學知識注意聯(lián)系和綜合應(yīng)用以往所學知識v實踐性實踐性注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，重視實踐性環(huán)節(jié)注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，重視實踐性環(huán)節(jié)v靈活性靈活性掌握基本原理，活學活用掌握基本原理，活學活用1.1 1.1 零件的成形原理零件的成形原理1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法第一章第一章 1.1 1.1 零件的成形原理零件的成形原理v第一節(jié)零件的

5、成形原理第一節(jié)零件的成形原理v1.零件成形方法v1.1m0材料去除工藝 m0材料累積工藝 m0， 20世紀80年代出現(xiàn)額快速成形技術(shù)，在成形中通過材料獲得所需形狀，這種造形方法又稱為材料累加法。 1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法機機械械加加工工方方法法1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法1.車削 車削方法的特點是工件旋轉(zhuǎn)，形成主切削運動，因此車削工后形成的面主要是回轉(zhuǎn)表面，也可加工工件的端面。通過刀具相對工件實現(xiàn)不同的進給運動，可以獲得不同的工件形狀。如：內(nèi)外圓柱面、錐面、旋轉(zhuǎn)曲面等等。加工精度。一般為IT8IT7,表面粗糙度Ra為6.31.6um。精車時，可達IT6IT5,表面粗

6、糙度Ra為0.40.1um1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法2.銑削 銑削加工是在銑床上利用銑刀加工工件的一種方式，銑刀是多齒刀具，加工時，銑刀作旋轉(zhuǎn)運動，工件相對銑刀作縱向或橫向進給運動，完成平面（斜面、臺階）、溝槽（T型槽、燕尾槽、鍵槽）、成形面（圓弧、齒輪、螺旋）、切斷等加工，因此，銑削加工在機械制造行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。 銑削的加工精度一般可達IT8IT7，表面粗糙度Ra為6.30.8um.1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法 銑削加工時，根據(jù)銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給運動方向的關(guān)系，可分為順銑和逆銑兩種方式。下面以圓 柱銑刀銑平面為例進行分析。1.2 1.2 機械加工方法機械加工

7、方法 所謂順銑是指銑削時在銑刀與工件的接觸處，銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給運動方向相同。此時銑刀作用在工件上 的水平銑削分力F縱與進給方向相同。逆銑是指銑削時銑刀旋轉(zhuǎn)方向與工件進給運動方向相反，此時水平銑削分力F縱與進給方向相反。銑削時，工作臺的縱向進給機構(gòu)的絲杠螺母傳動副以一側(cè)面為工作面，另一側(cè)有一定的間隙。順銑時，進給推力Ff，使絲杠與螺母的螺紋在一個側(cè)面相互緊貼，而在另一側(cè)面則出現(xiàn)間隙。此時銑刀刀齒對工件的作用分力F縱傳給工作臺，使其受拉力，當拉力較大時，絲桿與螺母的緊貼面便會向存在間隙的一側(cè)突然轉(zhuǎn)移，使進給量突然增加一個間隙量。而且作用力F縱是不穩(wěn)定的，時大時小，時有時無，這樣，工作臺就會在

8、銑削加工過程中產(chǎn)生無規(guī)則的竄動現(xiàn)象，嚴重時甚至會引起啃刀、打刀等事故，工件也可能報廢。 1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法 逆銑時，銑削分力F縱與進給方向相反， F縱的作用始終是使絲杠螺紋右 側(cè)面貼緊螺母，不會產(chǎn)生工作臺竄動現(xiàn)象，能夠保證工作臺實現(xiàn)平穩(wěn)進給。 3.刨削 刨削時，刀具往復直線運動為主切削運動，如下圖所示。因此，刨削速度不可能太高，生產(chǎn)效率低。刨削比銑削平穩(wěn)，加工精度一般可達IT8IT7，表面粗糙度Ra為3.21.6um。精刨時平面度可達0.02/1000，表面粗糙度Ra為0.80.4um。4.鉆削和鏜削 鉆床是孔加工最常用的方法，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動為主切削運動，鉆頭的軸向運動是

9、進給運動。鉆削的加工精度低，一般只能達到IT13IT11，表面粗糙度Ra為12.50.8um。要獲得高的精度等級，在鉆削后常用擴孔和絞孔的工藝方法。絞削加工精度一般為IT9IT8，表面粗糙度Ra為1.60.4um。為了保證孔軸線的位置精度和直線度，常采用鏜削加工，鏜刀和車刀基本相同，不同之處是鏜刀隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動，形成主切削運動，而工件不動。鏜孔加工精度一般為IT10IT8，表面粗糙度Ra為3.20.8um。5.齒面加工齒輪加工機床的種類繁多，構(gòu)造各異，加工方法也各不相同，按齒面加工原理來分，有范成法和成形法。（1 1）成形法）成形法 成形法利用與被加工齒輪齒槽截形相一致的刀具齒形，在齒坯上加工

10、齒面。 1.2 機械加工方法機械加工方法（2）范成法）范成法 用范成法加工齒輪時，刀具與工件模擬一對齒輪（或齒輪與齒條）作嚙合運動（范成運動），在運動過程中，刀具齒形的運動軌跡逐步包絡(luò)出工件的齒形。1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法1.2 1.2 機械加工方法機械加工方法6.6.復雜曲面加工復雜曲面加工（自學）（自學）7.7.磨削磨削 磨削以砂輪或其他磨具對工件進行加工，如下圖所示。其主磨削以砂輪或其他磨具對工件進行加工，如下圖所示。其主運動石砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。砂輪上的每個磨粒都可以看成一個運動石砂輪的旋轉(zhuǎn)運動。砂輪上的每個磨粒都可以看成一個微小的刀齒，磨削過程實際上磨粒對工件表面的切削、刻削、微小的刀齒，磨削過程實際上磨粒對工件表面的切削、刻削、滑擦三種作用的綜合效應(yīng)。磨削時，由于切削刃很多，所以滑擦三種作用的綜合效應(yīng)。磨削時，由于切削刃很多，所以加工過程平穩(wěn)、精度高、便面粗糙度值小。精度可達加工過程平