機(jī)械加工專題知識(shí)講座

1、機(jī)械加工專題知識(shí)講座機(jī)械加工專題知識(shí)講座第1頁機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)： 主要介紹機(jī)械加工基礎(chǔ)概念、切削基礎(chǔ)原理、切削機(jī)床與刀具、切削加工基本工藝過程、選擇切削加工方法基礎(chǔ)原則，以及零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第2頁目錄第一章.切削加工基礎(chǔ)知識(shí)第二章.金屬切削機(jī)床第三章.機(jī)械加工工藝過程第四章.零件表面加工方案第六章.數(shù)控加工技術(shù)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第3頁第一章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第4頁1 . 機(jī)械加工機(jī)械加工：采取不一樣機(jī)床（如車床、銑 床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工件進(jìn)行切削加工。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第5頁2.零件表面質(zhì)量概念 零件幾何參數(shù)： 宏觀幾

2、何參數(shù)： 包含：尺寸、形狀、位置等要素。 微觀幾何參數(shù)： 指：微觀表面粗糙程度。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第6頁2.1 加 工 精 度加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)相符合程度，偏差越小，加工精度越高，它包含：a. 尺寸精度：零件尺寸參數(shù)準(zhǔn)確程度。b.形狀精度：零件形狀與理想形狀靠近程度。c.位置精度：零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置準(zhǔn)確度。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第7頁2.2 表 面 粗 糙 度表面粗糙度：零件微觀表面高低不平 程度。 產(chǎn)生原因： 1）切削時(shí)刀具與工件相 對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨擦； 2）機(jī)床、刀具和工件在加工時(shí)振動(dòng)； 3）切削時(shí)從零件表面撕裂切屑產(chǎn)生

3、痕跡； 4）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第8頁2.2 表 面 粗 糙 度表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量影響： 零件表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個(gè)方面： 1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸 變形加大，磨擦阻力增大，磨損加緊； 2) 表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損， 造成間隙快速加大；對(duì)于過盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰 擠平，有效過盈量降低，使配合件強(qiáng)度降低； 3）零件表面粗糙，低谷處輕易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易去除，造 成表面腐蝕； 4）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而 造成零件斷裂。機(jī)械加

4、工專題知識(shí)講座第9頁3.切削運(yùn)動(dòng)與切削用量 機(jī)器零件基礎(chǔ)表面包含：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面 基礎(chǔ)表面主要由以下加工方法取得機(jī)械加工專題知識(shí)講座第10頁3.1 切削運(yùn)動(dòng)要完成零件表面切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)：刀具和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：提供切削可能性運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有 一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：提供連續(xù)切削可能性運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)能夠有多個(gè)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第11頁3.1機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床名稱主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)車刀縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)鉆 床鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)鉆頭軸向移動(dòng)臥銑、立銑銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)牛頭刨床刨

5、刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)工件橫向間歇移動(dòng)或刨刀垂向、斜向間歇移動(dòng)龍門刨床工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動(dòng)外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)內(nèi)圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂向移動(dòng)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第12頁3.2切削用量切削用量包含切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)瞬 時(shí)速度,用V表示，單位為m/s 進(jìn) 給 量：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件位 移量，用f表示，車、鉆和銑削時(shí)單位 為mm/r背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之間垂直距 離，用ap表示，單位為mm，以下列圖

6、：機(jī)械加工專題知識(shí)講座第13頁 4.切 削 刀 具常見刀具材料碳素工具鋼：如T7、T8、T9T13等。適合于制造簡單手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少許鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多鎢、鉻、釩等合金元素、常見有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質(zhì)合金：成份由WC、TiC和Co組成，采取燒結(jié)方法取得機(jī)械加工專題知識(shí)講座第14頁種 類硬度HRC抗彎強(qiáng)度GPa熱硬性工藝性能用 途碳素工具鋼60-652.16200-250熱成型手工刀具合金工具鋼60-652.35300-400同

7、上低速刀具高速鋼63-701.9-4.4600-700同上中速刀具硬質(zhì)合金89-931.0-2.2800-1000燒結(jié)成型高速刀具陶瓷材料91-950.4-0.91100-1200同上連續(xù)精加工刀具機(jī)械加工專題知識(shí)講座第15頁4.2 刀具幾何角度 (車刀基礎(chǔ)形狀)為了研究刀具幾何角度，建立三個(gè)輔助平面：基面：經(jīng)過主切削刃上某一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向垂直平面。切削平面：經(jīng)過主切削刃上某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切平面。正交平面：經(jīng)過主切削刃上某一點(diǎn)，與主切削刃在基面上投影垂直平面機(jī)械加工專題知識(shí)講座第16頁4.3 麻花鉆基礎(chǔ)形狀 麻花鉆由工作個(gè)別、頸部和柄部組成，工作個(gè)別又包含導(dǎo)向個(gè)別和切削個(gè)別機(jī)械

8、加工專題知識(shí)講座第17頁第二章 金屬切削機(jī)床機(jī)械加工專題知識(shí)講座第18頁1、機(jī)床類型金屬切削機(jī)床是用來對(duì)工件進(jìn)行加工機(jī)器，故稱為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上稱機(jī)床。 按加工性質(zhì)和所用刀具分類：分為車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床等12大類；按精度分類：分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類：分為普通機(jī)床、大型機(jī)床和重型機(jī)床。機(jī)床型號(hào)：如：C6136表示機(jī)械加工專題知識(shí)講座第19頁2、機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)1.主傳動(dòng)部件： 用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)；2 .進(jìn)給傳動(dòng)部件：主要用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 3 .工件安裝裝置：用來安裝工件； 4 .刀具安裝裝置 ：用來安裝刀具； 5 .支承件：用來支承和連接機(jī)床各零部件，

9、是機(jī) 床基礎(chǔ)構(gòu)件；6 .機(jī)床動(dòng)力部件：為機(jī)床提供動(dòng)力。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第20頁3、機(jī)床傳動(dòng) 機(jī)床傳動(dòng)有機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣等各種形勢，最常見是機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)包含皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)和絲桿螺母傳動(dòng)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第21頁 4、 車床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)掛輪箱床頭箱進(jìn)給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿機(jī)械加工專題知識(shí)講座第22頁5 銑削加工主軸箱主軸橫溜板工作臺(tái)升降臺(tái)底座5.1立式銑床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第23頁5.2 銑削主要加工范圍機(jī)械加工專題知識(shí)講座第24頁5.5 銑削工藝特點(diǎn)1.銑削加工精度可達(dá)IT10-IT7，表面粗糙度可達(dá)6

10、.3-1.6左右2.生產(chǎn)效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，主運(yùn)動(dòng)是刀具旋轉(zhuǎn)，所以銑削生產(chǎn)效率比刨削高。3.輕易產(chǎn)生振動(dòng)，銑刀刀齒切入和切出時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，加工過程中切削面積和切削力改變較大。4.刀齒散熱條件很好，在刀具旋轉(zhuǎn)過程不切削時(shí)間內(nèi)，刀具能夠得到一定冷卻。5.與刨床相比，銑床價(jià)格高，適合用于批量生產(chǎn)。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第25頁6. 刨（插）削加工刨床主要有牛頭刨床和龍門刨床兩種牛頭刨床:刨刀直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件在刨刀返回行程將結(jié)束時(shí)作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。牛頭刨床主要用于加工中小型零件龍門刨床:工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫梁上刀架能夠水平或垂直運(yùn)動(dòng)龍門刨床主要用于加工大型零件機(jī)械

11、加工專題知識(shí)講座第26頁7.鉆削加工 鉆床包含臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖： 工件直徑12mm孔普通使用臺(tái)式鉆床加工，孔徑50mm中小型零件在立式鉆床上加工，大型工件上孔在搖臂鉆床上加工。 鉆夾頭是鉆孔常見夾具，普通用于孔徑較小( 12mm)工件，大直徑零件用錐度套筒裝入鉆軸。 對(duì)精度要求高，粗糙度低零件鉆孔后還必須進(jìn)行精加工。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第27頁 8.1擴(kuò)孔 用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出或鑄出、鍛出孔進(jìn)行擴(kuò)充和提升精度加工，稱為擴(kuò)孔。擴(kuò)孔鉆以下列圖所表示。其結(jié)構(gòu)與麻花鉆相同，但切削刃有34個(gè)，前端是平，無橫刃，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴(kuò)孔余量小，切削比較平穩(wěn)，所以擴(kuò)孔精度比鉆孔高。其尺寸

12、公差等級(jí)可達(dá)IT10IT9，表面粗糙度Ra值可達(dá)6.33.2m。擴(kuò)孔可作為終加工，也可作為鉸孔前預(yù)加工。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第28頁8.2 鉸 孔 鉸刀有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種(圖a)。手用鉸刀為直柄，工作個(gè)別較長。機(jī)用鉸刀多為錐柄，可裝在鉆床、車床或鏜床上鉸孔。鉸刀工作個(gè)別由切削個(gè)別和修光個(gè)別組成。切削個(gè)別呈錐形，擔(dān)負(fù)切削工作。修光個(gè)別起導(dǎo)向和修光作用。鉸刀有612個(gè)切削刃，制造精度高，心部直徑較大，剛度和導(dǎo)向性好。鉸孔余量小，切削平穩(wěn)。鉸孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT6，表面粗糙度Ra值達(dá)1.60.4m。 手鉸孔時(shí)，用鉸桿轉(zhuǎn)動(dòng)鉸刀并輕壓進(jìn)給(圖b)。鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，不然鉸刀與孔壁之間易擠住切

13、屑，造成孔壁劃傷或刀刃崩裂 鉸孔適合用于加工精度高、直徑不大孔終加工。手鉸時(shí)，切削速度低，切削力小，不受機(jī)床振動(dòng)等影響，加工質(zhì)量比機(jī)鉸好，但生產(chǎn)率低。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第29頁 第三章 機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工專題知識(shí)講座第30頁1.工件安裝直接安裝法：工件直接安裝在工作臺(tái)或采取通用夾具（三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、平口鉗、電磁吸盤等標(biāo)準(zhǔn)附件），有時(shí)要對(duì)工件進(jìn)行劃線找正，再行夾緊。專用夾具安裝：工件安裝在為其加工而專門設(shè)計(jì)夾具中，無須找正，快速確保工件對(duì)刀具和機(jī)床準(zhǔn)確定位。節(jié)約時(shí)間，生產(chǎn)效率高，但夾具設(shè)計(jì)和制造需要一定成本。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第31頁2.夾具介紹 夾具是用來將待加工工件固定裝

14、置。 夾具普通可分為通用夾具和專用夾具兩種，另外還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型夾具。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第32頁3.1 夾具分類1.通用夾具：指普通已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，不需特殊調(diào)整就能夠用來裝夾不一樣工件刀具，如：三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、分度頭、平口鉗、電磁吸盤，通用夾具價(jià)格較低，使用范圍廣泛，但生產(chǎn)效率不如專用夾具。故普通僅適合用于單件小批量生產(chǎn)。2.專用夾具：是指為某一零件加工而專門設(shè)計(jì)和制造夾具，既能夠確保加工精度，又提升生產(chǎn)效率，但夾具需要一定投資。所以主要用于成批及大量生產(chǎn)中。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第33頁3.2 夾具組成下列圖為在軸上鉆孔時(shí)所用一個(gè)簡單夾具1、擋鐵 ；2、

15、V形鐵；3、夾緊機(jī)構(gòu)；4、工件；5、鉆套；6、夾詳細(xì)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第34頁4.1 機(jī)械加工工藝過程制訂機(jī)械加工工藝過程制訂按三個(gè)步驟進(jìn)行：1、確定加工工藝路線 分析研究零件圖各項(xiàng)內(nèi)容及技術(shù)要求確定零件加工加工方法、加工方案及工藝路線。2、安排好加工工序 （1）選擇毛坯 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第35頁4.2 機(jī)械加工工藝過程制訂 （2）安排好切削加工工序 合理選擇加工方案 合理確定基準(zhǔn)面 常見幾類經(jīng)典零件加工，其基準(zhǔn)選擇常見方法有： A.臺(tái)階軸類零件：普通選擇兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)面 ；對(duì)于批量很小、 長度很短軸類零件，可采取三爪卡盤在一次裝夾中完成各表面精加工。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第36頁

16、4.3 機(jī)械加工工藝過程制訂 （3）安排好熱處理工序 改進(jìn)金屬材料切削性能熱處理工序，如各種 退火、正火等，普通安排在粗加工之前進(jìn)行； 消除內(nèi)應(yīng)力熱處理工序，如中間退火、回 火、時(shí)效處理等，普通安排在粗加工與精加工 之間進(jìn)行； 提升機(jī)械性能熱處理工序，如淬火、調(diào)質(zhì)、 滲碳等各種表面處理，普通安排在最終加工之 前進(jìn)行。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第37頁4.4 機(jī)械加工工藝過程制訂 全部熱處理工序都是在零件最終加工之前進(jìn)行，這是因?yàn)榱慵?jīng)過熱處理工序后必有變形，最終加工時(shí)能夠糾正變形帶來誤差。 （4）安排好檢驗(yàn)工序 在成批生產(chǎn)工廠執(zhí)行“自檢、互檢、專檢”， 產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)合格，方可出廠。 量具應(yīng)定時(shí)交相關(guān)

17、部門檢驗(yàn)，不合格量具不允許上崗使用。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第38頁 第四章 零件表面加工方案機(jī)械加工專題知識(shí)講座第39頁 零件是由多個(gè)表面組成，每一個(gè)表面又能夠用各種加工方法取得。所以，應(yīng)該對(duì)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀大小、技術(shù)要求、材料性能、生產(chǎn)批量、設(shè)備現(xiàn)實(shí)狀況以及經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行分析，選擇適當(dāng)加工方法。將各種加工方法按照一定加工次序鏈接起來，依次對(duì)各個(gè)表面進(jìn)行加工，各種加工方法有機(jī)組合成為加工方案。加工方案是擬訂工藝過程基礎(chǔ)。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第40頁1. 外圓表面加工方案公差等級(jí)表面粗糙度Ra(m)加工方案適用范圍IT13IT115012.5粗車適適用于淬火鋼外各種金屬IT10IT86.33

18、.2粗車半精車IT8IT71.60.8粗車半精車精車IT6IT50.80.2粗車半精車精車精細(xì)車主要用于要求高有色金屬IT8IT70.80.4粗車半精車磨削 適適用于除有色金屬外各種金屬，尤其是淬火鋼IT7IT60.40.1粗車半精車粗磨精磨IT5IT30.10.025粗車半精車粗磨精磨超精磨機(jī)械加工專題知識(shí)講座第41頁2.平面加工方案公差等級(jí)表面粗糙度加工方案適用范圍IT12IT102512.5粗車軸、套、盤類等零件未淬火端面IT9IT76.30.8粗車半精車精車IT10IT86.31.6粗刨（銑）精刨（銑）用于不淬硬平面IT7IT60.80.1粗刨（銑）精刨（銑）刮研IT7IT60.40.

19、05粗刨（銑）精刨（銑）粗磨精磨用于高精度低粗糙度平面機(jī)械加工專題知識(shí)講座第42頁3. 孔加工方案公差等級(jí)表面粗糙度加工方案適用范圍IT13IT115012.5鉆 加工除淬火鋼外各種金屬實(shí)心毛坯上較小孔IT10IT96.33.2鉆擴(kuò)IT8IT76.33.2鉆擴(kuò)IT7IT60.40.2鉆擴(kuò)機(jī)鉸手鉸IT13IT1012.56.3粗鏜 除淬火鋼外各種金屬，毛坯有鑄出孔或鍛出孔IT9IT83.21.6粗鏜精鏜IT8IT71.60.8粗鏜半精鏜精鏜IT7IT60.80.4粗鏜半精鏜精鏜精細(xì)鏜IT7IT60.20.1粗鏜半精鏜粗磨精磨主要用于淬火鋼，但不宜用于有色金屬機(jī)械加工專題知識(shí)講座第43頁4.齒輪加

20、工方案機(jī)械加工專題知識(shí)講座第44頁5.螺紋加工方法 螺紋結(jié)構(gòu)簡單、形式多樣、傳動(dòng)穩(wěn)定、連接可靠、調(diào)整快速準(zhǔn)確、裝拆方便、成本低廉，在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用廣泛。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第45頁5.1 螺紋種類和用途螺紋按其用途分為聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋1、聯(lián)接螺紋：主要起聯(lián)接和調(diào)整作用 （1）普通螺紋：牙形角為60，又分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋兩種，代號(hào)為M。 （2）管螺紋：牙形角為55，常見于水管、氣管、油管等防泄露要求場所。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第46頁5.1 螺紋種類和用途2、傳動(dòng)螺紋：主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 (1) 梯形螺紋：牙形角為30，牙形為等腰梯形，代號(hào)為Tr，它是傳動(dòng)螺紋主要形式，如機(jī)床絲杠等。機(jī)

21、械加工專題知識(shí)講座第47頁5.1 螺紋種類和用途（2）矩形螺紋：主要用于力傳遞，其特點(diǎn)是傳動(dòng)效率較其它螺紋高，但強(qiáng)度較低、對(duì)中準(zhǔn)確性較差，尤其是磨損后軸向和徑向間隙較大，所以應(yīng)用受到了一定限制。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第48頁5.1 螺紋種類和用途 (3) 鋸齒形螺紋：其牙形為鋸齒形，代號(hào)為B。 它只用于承受單向壓力，因?yàn)樗鼈鲃?dòng)效率 及強(qiáng)度比梯形螺紋高，常見于螺旋壓力機(jī)及 水壓機(jī)等單向受力機(jī)構(gòu)。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第49頁5.1 螺紋種類和用途（4）模數(shù)螺紋：即蝸桿蝸輪螺紋，其牙形角為40，它含有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、自鎖性能好等特點(diǎn)，主要用于減速裝置。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第50頁5.2

22、 螺紋加工1、車螺紋：其特點(diǎn)是經(jīng)過車床機(jī)構(gòu)調(diào)整，能方便地車出不一樣螺距、不一樣直徑、不一樣線數(shù)和不一樣牙形螺紋，適合于單件 小批量生產(chǎn)。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第51頁5.2 螺紋加工2、攻螺紋和套螺紋: 攻螺紋是用絲錐在工件光孔內(nèi)加工出內(nèi)螺紋方法，以下列圖左。 套螺紋是用板牙在工件光軸上加工出螺紋方法，以下列圖右。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第52頁5.2 螺紋加工 攻螺紋和套螺紋特點(diǎn)是尤其適宜于小尺寸螺紋加工，對(duì)于尤其小螺紋，攻螺紋和套螺紋幾乎是其它方法不能代替。 攻螺紋和套螺紋另一特點(diǎn)是操作十分靈活，尤其適宜于成批大量箱體類零件上小螺紋加工。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第53頁5.2 螺紋加工3、銑螺紋、磨

23、螺紋和滾壓螺紋 （1）銑螺紋：是在專用螺紋銑床上進(jìn)行，也可在萬能臥式銑床上進(jìn)行。銑螺紋比車螺紋加工精度略低、表面粗糙度略大，但銑螺紋生產(chǎn)率高，適宜于大批大量螺紋生產(chǎn)粗加工和半精加工。 （2）磨螺紋：是在專用螺紋磨床上進(jìn)行，主要是對(duì)需要熱處理（硬度較高和精度要求高）螺紋進(jìn)行精加工，普通需要磨削螺紋是經(jīng)過車螺紋或銑螺紋等半精加工后才進(jìn)行。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第54頁5.2 螺紋加工 （3）滾壓螺紋：是使坯料在滾壓工具壓力下產(chǎn)生塑性變形，強(qiáng)制壓制出對(duì)應(yīng)螺紋，滾壓方式主要有兩種： A. 搓螺紋：是在搓絲機(jī)上進(jìn)行，利用搓絲機(jī)壓出來螺紋精度高，可達(dá)5級(jí)，表面粗糙度為Ra 1.60.8 ，當(dāng)前市場上購置螺釘

24、、螺栓等螺紋零件大都是由搓絲機(jī)生產(chǎn)出來。 B. 滾螺紋：是在專用滾壓螺紋機(jī)上進(jìn)行，被滾壓出來螺紋精度可達(dá)3級(jí)，表面粗糙度為Ra 0.8 0.2，其優(yōu)點(diǎn)是大大提升了螺紋抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，且生產(chǎn)率很高，缺點(diǎn)是需要珍貴專用設(shè)備，對(duì)坯料精度要求較高，而且只能滾壓外螺紋。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第55頁6.經(jīng)典零件工藝過程 咱們對(duì)軸類、盤類以及箱體類零件進(jìn)行工藝過程分析機(jī)械加工專題知識(shí)講座第56頁6.1 軸類零件 軸類零件按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為光軸、階梯軸、空心軸、曲軸等，其主要表面為外圓面、軸肩和端面，一些軸類零件還有內(nèi)圓面、鍵槽、退刀槽、螺紋等其它表面。外圓面主要用于安裝軸承和輪系（帶輪、齒輪、

25、鏈輪等），軸肩作用是使上述零件在軸上軸向定位。軸類零件經(jīng)過軸上安裝零件起支承、傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩作用。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第57頁 6.1 軸類零件機(jī)械加工專題知識(shí)講座第58頁6.1 軸類零件 1）技術(shù)要求 本零件軸頸24和16分別裝在箱體兩個(gè)孔中，軸經(jīng)過螺紋M10和孔10緊固在箱體上，軸上20h6處是用來安裝滾動(dòng)軸承，軸承上裝有齒輪，軸中間對(duì)稱地加工出相距22兩個(gè)平行平面，是為了卡扳手而設(shè)計(jì)。 2）工藝分析 毛坯選擇：因?yàn)檩S受力不大，主要是支承齒輪，所以可直接選取不經(jīng)鑄造45鋼。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第59頁6.1 軸類零件 定位基準(zhǔn)選擇 A. 以圓鋼外圓面為粗基準(zhǔn)，粗車端面并鉆中心孔； B.

26、為確保外圓面位置精度，以軸兩端中心孔為定位精基準(zhǔn)，這么滿足了基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)； C. 調(diào)質(zhì)處理后，以外圓面定位，精車兩端面并修整中心孔； D. 以修整兩中心孔作為半精車和磨削定位精基準(zhǔn)，滿足了互為基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。 制訂機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工專題知識(shí)講座第60頁 第五章 數(shù)控加工技術(shù)機(jī)械加工專題知識(shí)講座第61頁.數(shù)控技術(shù)概述 1.1 數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)概念數(shù)字控制（Numerical Control Technology， NC）是一個(gè)借助數(shù)字化信息（數(shù)字、字符）對(duì)某一工作過程（如加工、測量、裝配等）發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）采取數(shù)字控制

27、技術(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tools） 是采取數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制一類機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）高效自動(dòng)化機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)經(jīng)典應(yīng)用例子。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第62頁. 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展 2.制造業(yè)發(fā)展需求 產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動(dòng)化要求一.產(chǎn)生背景1傳統(tǒng)機(jī)床不足人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以提升生產(chǎn)效率人為誤差，難以確保質(zhì)量難以加工復(fù)雜形狀零件不利于生產(chǎn)管理當(dāng)代化機(jī)械加工專題知識(shí)講座第63頁1國外 1930年，數(shù)控專利 1948年，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)萌芽 1952年，第一臺(tái)數(shù)控

28、銑床 1958年，第一臺(tái)加工中心 1968年，柔性制造系統(tǒng) 1974年，采取微處理器 1990年，采取基于工業(yè)PC計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2我國 1958年，第一臺(tái)數(shù)控銑床 1975年，第一臺(tái)加工中心 20世紀(jì)90年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于PC-NCHNC數(shù)控系統(tǒng)二產(chǎn)生與發(fā)展歷程. 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展機(jī)械加工專題知識(shí)講座第64頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展第五代：微處理器數(shù)控(1974年)第四代：小型機(jī)數(shù)控(1967年)第三代：集成電路式(1965年)第二代：晶體管分立元件式(1959年)第一代：電子管、繼電器式(1952年） 硬、軟件數(shù)控軟件數(shù)控硬件數(shù)控3數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展.著名數(shù)控系統(tǒng) 日本FAN

29、UC德國西門子SIEMENS 日本三菱MITSUBISHI 日本山崎馬扎克(MAZAK) 西班牙發(fā)格(FAGOR) 華中數(shù)控系統(tǒng) 廣州數(shù)控系統(tǒng) 我國著名： 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第65頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展1.數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢1) 高速高精度2) 智能化（1） 應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)（2） 自動(dòng)編程技術(shù)（3） 含有故障自動(dòng)診療功效（4） 應(yīng)用模式識(shí)別技術(shù)3) 開放式數(shù)控系統(tǒng)三. 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢機(jī)械加工專題知識(shí)講座第66頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展2. 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢運(yùn)行高速化加工高精化功效復(fù)合化控制智能化體系開放化交互網(wǎng)絡(luò)化機(jī)械加工專題知識(shí)講座第67頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展加工高精化提

30、升機(jī)械設(shè)備制造和裝配精度；提升數(shù)控系統(tǒng)控制精度；采取誤差賠償技術(shù)。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第68頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展功效復(fù)合化復(fù)合化是指在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)各種工藝伎倆加工方法。鏜銑鉆復(fù)合加工中心（ATC）、五面加工中心（ATC，主軸立臥轉(zhuǎn)換）；車銑復(fù)合車削中心（ATC，動(dòng)力刀頭）；銑鏜鉆車復(fù)合復(fù)合加工中心（ATC，可自動(dòng)裝卸車刀架）；銑鏜鉆磨復(fù)合復(fù)合加工中心（ATC，動(dòng)力磨頭）；可更換主軸箱數(shù)控機(jī)床組合加工中心； 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第69頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展控制智能化 伴隨人工智能技術(shù)不停發(fā)展，并為滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化發(fā)展需求，數(shù)控技術(shù)智能化程度不停提升，詳細(xì)表達(dá)在以下

31、幾個(gè)方面：加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)加工參數(shù)智能優(yōu)化與選擇智能故障診療與自修復(fù)技術(shù)智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械加工專題知識(shí)講座第70頁1.2 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與發(fā)展交互網(wǎng)絡(luò)化支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS對(duì)基層設(shè)備集成要求數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是形成“全球制造”基礎(chǔ)單元。網(wǎng)絡(luò)資源共享。數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)視、控制。數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）數(shù)控裝備數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診療、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第71頁1.3 數(shù)控機(jī)床工作過程 數(shù)控機(jī)床仍采取刀具和磨具對(duì)材料進(jìn)行切削加工，這點(diǎn)在本質(zhì)上和普通機(jī)床并無區(qū)分。但在怎樣控制切削

32、運(yùn)動(dòng)等方面則與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上差異，以下列圖。零件圖編制工藝卡工人操作機(jī)床編制程序零件圖鍵盤輸入加工運(yùn)動(dòng)數(shù)控裝置伺服裝置加工運(yùn)動(dòng)檢測(a)普通機(jī)床加工(b)數(shù)控機(jī)床加工信息反饋機(jī)械加工專題知識(shí)講座第72頁數(shù)控車床結(jié)構(gòu)控制面板顯示器滾珠絲桿刀 架主 軸機(jī)械加工專題知識(shí)講座第73頁1.4 數(shù)控加工技術(shù)特點(diǎn) (1)生產(chǎn)效率高，因?yàn)榧庸み^程是自動(dòng)進(jìn)行，且機(jī)床能自動(dòng)換刀、自動(dòng)不停車變速和快速空行程等功效，使加工時(shí)間大大降低 (2)能穩(wěn)定地取得高精度，數(shù)控加工時(shí)人工干預(yù)降低，能夠防止人為誤差，且機(jī)床重復(fù)精度高 (3)因?yàn)闄C(jī)床自動(dòng)化程度大大提升，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改進(jìn)了勞動(dòng)條件 (4)加工能力提升，

33、應(yīng)用數(shù)控機(jī)床能夠很準(zhǔn)確加工出曲線、曲面、圓弧等形狀非常復(fù)雜零件，所以，能夠經(jīng)過編寫復(fù)雜程序來實(shí)現(xiàn)加工常規(guī)方法難以加工零件機(jī)械加工專題知識(shí)講座第74頁1.5 數(shù)控系統(tǒng)組成當(dāng)代數(shù)控機(jī)床普通由數(shù)控裝置(NC unit)、伺服系統(tǒng)(servo system)、位置測量與反饋系統(tǒng)(feedback system)、輔助控制單元(accessory control unit)和機(jī)床主機(jī)(main engine)組成，下列圖是各組成個(gè)別邏輯結(jié)構(gòu)簡圖：機(jī)械加工專題知識(shí)講座第75頁 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵，能完成信息輸入、存放、變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種功效； 伺服系統(tǒng)是接收數(shù)控裝置指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)驅(qū)

34、動(dòng)部件，它包含主軸驅(qū)動(dòng)單元（主要是速度控制）、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元（主要有速度控制和位置控制）、主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)等。 位置測量與反饋系統(tǒng)由檢測元件和對(duì)應(yīng)電路組成，其作用是檢測速度與位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，形成閉環(huán)控制；但不一定每種數(shù)控機(jī)床都裝備位置測量與反饋系統(tǒng)（圖中虛線個(gè)別表示該模塊不是基礎(chǔ)配置），沒有測量與反饋系統(tǒng)數(shù)控裝置稱開環(huán)控制系統(tǒng)（如運(yùn)動(dòng)簡單中低級(jí)數(shù)控車床），常見測量元件有脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同時(shí)器、光柵尺等。 輔助控制單元用以控制機(jī)床各種輔助動(dòng)作，包含：冷卻泵啟停等各種輔助操作。 機(jī)床主機(jī)包含床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第76頁 數(shù)控加工過程所需各種

35、操作（如主軸變速、松夾工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給冷卻液等）和步驟以及與工件之間相對(duì)位移等都用數(shù)字化代碼表示，并按工藝先后次序組織成“NC程序”， 數(shù)控機(jī)床之所以能夠加工一些幾何形狀復(fù)雜零件，就是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸能夠聯(lián)動(dòng)，編程人員在編寫NC程序時(shí)，使用要求NC代碼體系，只給出聯(lián)動(dòng)軸起終點(diǎn)坐標(biāo)及插補(bǔ)速度等代碼，而完成聯(lián)動(dòng)軸在起終點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)過程參數(shù)要由NC自動(dòng)求出。2. 數(shù)控加工原理機(jī)械加工專題知識(shí)講座第77頁插補(bǔ)原理： 插補(bǔ)是在已知曲線起終點(diǎn)之間，確定一些中間點(diǎn)坐標(biāo)一個(gè)計(jì)算方法，機(jī)械零件大個(gè)別由直線和圓弧組成，所以NC都含有直線和圓弧插補(bǔ)功效。零件程序中提供了直線起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，

36、圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)以及圓弧走向（順時(shí)針或逆時(shí)針）或圓心相對(duì)于起點(diǎn)偏移量或圓弧半徑。插補(bǔ)任務(wù)，是依據(jù)偏程進(jìn)給速度要求，完成從輪廓起點(diǎn)到終點(diǎn)中間點(diǎn)坐標(biāo)值計(jì)算。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第78頁刀具賠償原理：是指NC對(duì)編程時(shí)零件輪廓軌跡與刀具實(shí)際運(yùn)行軌跡差值進(jìn)行賠償功效。如右圖所表示：用一個(gè)半徑為R刀具加工圖中實(shí)線表示工件，刀具運(yùn)行實(shí)際中心軌跡應(yīng)為圖中虛線所表示，于是刀具離開工件這一個(gè)距離就是偏置（二者之間相差一個(gè)刀具半徑R），偏置量(offset value )是一個(gè)二維矢量，可正可負(fù) 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第79頁同理：在刀具長度方向上，每種刀具長度不一致，也是采取一樣方法進(jìn)行賠償，稱刀具長度賠償。刀具賠償又

37、能夠分為形狀賠償(geometry offset)和磨損賠償(wear offset)，運(yùn)行程序前刀具標(biāo)稱半徑或長度是形狀賠償量，在加工過程中，刀具因?yàn)槟p作用發(fā)生細(xì)微尺寸改變，這時(shí)，將磨損量輸入到磨損賠償號(hào)中，能夠無須改動(dòng)形狀賠償號(hào)。方便操作。機(jī)械加工專題知識(shí)講座第80頁3. 數(shù)控加工編程基礎(chǔ) .1 機(jī)床坐標(biāo)系 1標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系要求 對(duì)數(shù)控機(jī)床中坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向命名，ISO標(biāo)準(zhǔn)和我國JB305282部頒標(biāo)準(zhǔn)都統(tǒng)一要求采取標(biāo)準(zhǔn)右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，一個(gè)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或一個(gè)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)定義一個(gè)坐標(biāo)軸。 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第81頁標(biāo)準(zhǔn)中要求直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系X、Y、Z表示，常稱基礎(chǔ)坐標(biāo)

38、系。X、Y、Z坐標(biāo)軸相互關(guān)系用右手定則決定。如圖-1所表示，圖中大拇指指向?yàn)閄軸正方向，食指指向?yàn)閅軸正方向，中指指向?yàn)閆軸正方向。圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示。依據(jù)右手螺旋法則，能夠方便地確定A、B、C三個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。以大拇指指向X、Y、Z方向，則食指、中指等指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)A、B、C方向。圖3-1 右手直角笛卡兒坐標(biāo)系 機(jī)械加工專題知識(shí)講座第82頁3.2 程序編制步驟數(shù)控機(jī)床是一個(gè)按照輸入數(shù)字信息進(jìn)行自動(dòng)加工機(jī)床，所以，在數(shù)控機(jī)床上加工零件有一個(gè)零件程序編制問題。程序編制就是依據(jù)加工零件圖樣和加工工藝，將零件加工工藝過程及加工過程中需要輔助動(dòng)作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正/反轉(zhuǎn)等，按照加工次序和數(shù)控機(jī)床中要求指令代碼及程序格式編成加工程序單，再將程序單中全部內(nèi)容輸入到數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置過程