機械制造技術 課件全套 第1-8章 機械制造概述-智能制造基礎

本課程的主要內(nèi)容與學習方法制造技術的發(fā)展制造過程的生產(chǎn)組織制造系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)制造的概念第1章機械制造概述第1章機械制造概述1.1

制造的概念1.制造、制造業(yè)與制造技術制造—是人類按照所需目的，運用主觀掌握的知識和技能，借助手工或客觀可以利用的物質工具，采用有效的方法，將原材料轉化成最終物質產(chǎn)品，并投放市場的全過程。制造業(yè)—是將可用資源與能源通過制造過程，轉化為可供人和社會使用或利用的工業(yè)產(chǎn)品或生活消費品的行業(yè)，它是所有與制造活動有關的實體或企業(yè)機構的總稱。制造技術—是完成制造活動所需的一切手段的總和。高質量、高水平的制造業(yè)必然有先進的制造技術作為后盾，所以制造技術是一個國家科技水平的綜合體現(xiàn)，是國家經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的根本動力。2024/1/32第1章機械制造概述1.1

制造的概念2.制造的類型

根據(jù)產(chǎn)出物的形態(tài)變化，制造概念發(fā)展的三個階段：自然生產(chǎn)—是人類最基本的生產(chǎn)活動，如采集果實、狩獵和捕魚等。經(jīng)過漫長的發(fā)展，演變成當今社會的第一產(chǎn)業(yè)。市場生產(chǎn)—是通過制造或工業(yè)活動產(chǎn)生實際的產(chǎn)品或財富，主要強調(diào)有形產(chǎn)品的生產(chǎn)。市場生產(chǎn)概念的確立，誕生了今天的第二產(chǎn)業(yè)，如制造業(yè)、建筑業(yè)、電力等。效用生產(chǎn)—是通過產(chǎn)生或增大效用來增加附加價值。因此，效用生產(chǎn)的概念還包括了一切服務業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)，也就是當今的第三產(chǎn)業(yè)。32024/1/32024/1/34第1章機械制造概述1.1

制造的概念第一、二、三產(chǎn)業(yè)的劃分第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)畜牧業(yè)礦業(yè)采石業(yè)石油業(yè)第二產(chǎn)業(yè)航天航空紡織、服裝汽車、裝備、重型機械冶金、鋼鐵、金屬制品食品、飲料化工、石油精煉計算機、半導體、電器建筑、建材日用消費品玻璃、陶瓷、造紙制藥橡膠、塑料制品能源、電力出版第三產(chǎn)業(yè)銀行、金融服務、保險通訊、資訊教育、醫(yī)療、保健娛樂、旅館、餐飲、旅游政府法律機構房地產(chǎn)修理與維護商業(yè)（零售、批發(fā)）交通、運輸?shù)?章機械制造概述1.1

制造的概念2.制造的類型

工業(yè)生產(chǎn)可把制造活動分為三大種類：基礎制造—是獲取自然資源，并把它們轉換成能被其他制造業(yè)利用的原材料，如采礦、鋼鐵冶煉等。變換制造—是指把基礎制造的輸出轉換成工業(yè)產(chǎn)品，如軋鋼、化工生產(chǎn)等。變換制造的特征是產(chǎn)品的物理形態(tài)不完整。最終制造—是指把毛坯、原材料或半成品經(jīng)過加工，并裝配成用戶可以直接使用的最終產(chǎn)品，如機械加工、裝配等生產(chǎn)都屬于這一類。2024/1/35第1章機械制造概述1.2

制造過程1.生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程—是將原材料轉變?yōu)槌善返娜縿趧舆^程。工藝—是指勞動者利用生產(chǎn)工具對各種原材料或半成品進行加工或處理，最后使之成為產(chǎn)品的方法，即工藝就是制造產(chǎn)品的方法。機械制造工藝—制造機械產(chǎn)品的方法。它包含零件的機械加工工藝和機器裝配工藝。工藝過程—在生產(chǎn)過程中，直接改變生產(chǎn)對象狀態(tài)（包括形態(tài)和性態(tài)），使其成為成品或半成品的過程。機械制造加工工藝過程—改變毛坯或原材料的形狀、尺寸、相對位置、表面質量及性能，使其成為合格零件的過程。機械制造加工工藝過程—把組成產(chǎn)品的全部零部件按設計要求，采用合理的裝配順序和方法正確地組合裝配在一起，形成最終產(chǎn)品的過程。62024/1/37第1章機械制造概述1.2

制造過程2.工藝過程的組成工序—是指一個（或一組）工人，在一臺機床（或一個工作地），對同一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。即“三個一，一連續(xù)”。工步—是在加工表面不變、加工工具不變、切削用量中進給量和切削速度不變的情況下連續(xù)完成的那一部分工藝過程。即“三不變，一連續(xù)”。復合工步—有時為了提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常把幾個待加工表面用幾把刀具同時進行加工，這可看作一個工步。72024/1/38第1章機械制造概述1.2

制造過程加工四個相同表面的工步多刀加工2.工藝過程的組成復合工步的幾種情況：◆用同一把刀具加工多個相同要素的表面?！粲脦装训毒咄瑫r加工幾個不同的表面。82024/1/3第1章機械制造概述1.2

制造過程成型刀具加工仿形車削復合工步的幾種情況：◆用復合刀具加工不同的表面?！粲玫毒哌M行仿形加工復合表面。92024/1/3第1章機械制造概述1.2

制造過程2.工藝過程的組成工作行程（走刀）—是指加工刀具在加工表面上切削一次所完成的那一部分工步內(nèi)容。定位—采取一定的方法，確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程。夾緊—工件定位后將其固定，使其在加工過程中的位置保持不變的操作。安裝—工件在機床上或夾具中定位后施以夾緊的過程。102024/1/32024/1/311第1章機械制造概述1.2

制造過程2.工藝過程的組成工位—工件在一次安裝后，工件與夾具或設備的可動部分一起相對于刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置上所完成的那一部分工藝過程。多工位加工鉆孔擴孔鉸孔裝卸工件裝卸工件2024/1/312第1章機械制造概述1.3

制造系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)1.制造系統(tǒng)系統(tǒng)—是由若干相互依賴、相互作用的部分所組成，并具有特定功能的有機整體。

制造系統(tǒng)—是由包括人、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工具、物料傳輸設備及其他輔助裝置組成的硬件環(huán)境，以及由生產(chǎn)信息、決策信息、生產(chǎn)方法、工藝手段和管理模式所形成的軟件支持條件構成的有機整體，其根本目標是把原材料轉變成產(chǎn)品。2024/1/313第1章機械制造概述1.3

制造系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)1.制造系統(tǒng)機械制造系統(tǒng)

2024/1/314第1章機械制造概述1.3

制造系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)2.工藝系統(tǒng)機械加工工藝系統(tǒng)—是由機床、刀具、夾具和被加工工件共同構成的閉環(huán)系統(tǒng)，簡稱工藝系統(tǒng)。

2024/1/315第1章機械制造概述1.4

制造過程的生產(chǎn)組織1.生產(chǎn)綱領生產(chǎn)綱領—是企業(yè)根據(jù)市場需求和自身的生產(chǎn)能力決定的、在計劃生產(chǎn)期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。

式中：N—零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）；

Q—產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；

n—每臺產(chǎn)品中該零件的件數(shù)（件/臺）；

α—該零件的備品率；

β—該零件的廢品率。

2024/1/316第1章機械制造概述1.4

制造過程的生產(chǎn)組織2.生產(chǎn)類型

根據(jù)產(chǎn)品的大小、特征、生產(chǎn)綱領和批量，以及產(chǎn)品所處行業(yè)特征，生產(chǎn)中一般按單件小批、中批、大批大量生產(chǎn)來劃分生產(chǎn)類型。

生產(chǎn)類型不同，無論在生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理、車間布置，還是在毛坯、設備、工具、加工方法等各方面，要求均有所不同。2024/1/317第1章機械制造概述1.4

制造過程的生產(chǎn)組織2.生產(chǎn)類型

生產(chǎn)類型重型零件中型零件小型零件單件生產(chǎn)批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)<55~1000>1000<1010~5000>5000<100100~50000>50000生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型的關系2024/1/318第1章機械制造概述1.4

制造過程的生產(chǎn)組織各種生產(chǎn)類型的工藝特點2024/1/319第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展1.材料及制造方法的發(fā)展

★產(chǎn)品的發(fā)展，使材料的性能不斷提高；

★材料的發(fā)展，促進了刀具材料及制造方法的發(fā)展；★它們相互依賴、共同發(fā)展；★研究開發(fā)新材料、新工藝是機械工業(yè)永無止境的追求目標。2.加工質量的發(fā)展

保證零件加工質量是機械加工方法要解決的首要問題。在加工質量的指標中，最重要的是加工精度。保證加工精度，是指把加工產(chǎn)生的誤差值限定在允許的范圍之內(nèi)；而提高加工精度是指要減小加工誤差值。生產(chǎn)的發(fā)展要求不斷提高機器的工作精度和運轉精度，為此必須相應地提高零件的尺寸和幾何形狀精度。2024/1/320第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展精密加工與超精密加工

2024/1/321第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展提高機械加工精度的措施：★開發(fā)新的機械加工工藝方法；

★新型刀具材料的研制和采用；★研究超精密加工用機床；★在加工過程中進行加工精度實時監(jiān)測和控制，是穩(wěn)定提高加工精度的有效方法。

2024/1/322第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展3.生產(chǎn)類型的演變和發(fā)展

生產(chǎn)類型調(diào)查結果

2024/1/323第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展3.生產(chǎn)類型的演變和發(fā)展

生產(chǎn)類型和生產(chǎn)方式的演變

2024/1/324第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展4.制造自動化的發(fā)展制造自動化技術大約經(jīng)歷了五個階段。制造自動化技術經(jīng)歷的階段

2024/1/325第1章機械制造概述1.5

制造技術的發(fā)展未來制造技術的發(fā)展：★

制造集成化（Integration）

★制造智能化（Intelligence）

★制造敏捷化（Agility）

★制造虛擬化（Virtual）

★制造網(wǎng)絡化（Network）

★制造全球化（Globalization）

★制造綠色化（Green）先進制造技術—是以提高綜合效益為目的，以人為主體，以計算機技術為支柱，綜合應用系統(tǒng)技術，自動化技術，信息、材料與工藝技術，能源與環(huán)保等高新技術以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術，研究并改造制造過程作用于產(chǎn)品整個生命周期的所有適用技術的總稱。2024/1/326第1章機械制造概述1.6

課程主要內(nèi)容及學習要求考慮機械制造過程的邏輯性，遵循學生對制造技術的認知規(guī)律，內(nèi)容包括：★機械制造過程及制造系統(tǒng)

★表面成形方法與機床

★刀具與切削原理

★機床夾具原理★機械加工質量與控制★機械制造工藝規(guī)程制訂及裝配基礎

2024/1/327第1章機械制造概述1.6

課程主要內(nèi)容及學習要求學習要求：★了解和把握制造活動及制造技術的發(fā)展；★了解機床、刀具、夾具的基本概念及結構，具備根據(jù)具體工藝要求進行工藝裝備選型及參數(shù)選擇的能力；★掌握表面成形及機械加工的基本知識，熟悉金屬切削過程的基本規(guī)律；★掌握影響加工質量的因素，具備分析及解決加工質量問題的基本能力；★掌握制訂機械加工工藝規(guī)程及裝配工藝規(guī)程的基本理論、知識和方法，能夠完成中等復雜零件機械加工工藝規(guī)程的分析和制訂工作。2024/1/328第1章機械制造概述1.7

本課程的學習方法機械制造技術基礎”是機械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，它來自科學研究及工程實際，并服務于生產(chǎn)實踐，是理論與實踐相結合的產(chǎn)物，具有“綜合性、理論性、實踐性、多樣性”的特點，因此本課程內(nèi)容中充分反映出理論與實踐并重，分析重于計算的思想?！锞C合性—注意聯(lián)系和綜合應用以往所學知識?！?/p>

實踐性—注意理論聯(lián)系生產(chǎn)實際，重視實踐性環(huán)節(jié)?！镬`活性—掌握基本原理，活學活用。機床概論其他加工方法常用機械加工方法第2章機械加工方法與機床零件表面成形方法30第2章機械加工方法與機床本章提要

機械零件是具有特定功能和形狀要求的表面組合體。零件的切削加工，就是在機床上通過刀具與工件的相對運動切除毛坯上的余量層，以獲得具有一定尺寸、形狀、位置精度和質量要求的表面成形過程，因此，切削加工過程實質上是零件表面的形成過程。根據(jù)機床運動的不同、刀具的不同，可將去除零件毛坯多余材料的切削方法分為：車削、銑削、刨削、鉆削與鏜削、磨削等幾種主要類型。2024/1/331第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法1.制造工藝技術制造工藝技術—是指將原材料轉化成具有一定幾何形狀、材料性能和精度要求的可用零件的一切過程和方法的總稱。按照零件由原材料或毛坯制造成為零件過程中質量m的變化，可分為：減材制造技術（

m<0），主要指切削、磨削加工和特種加工；等材制造技術（

m=0），主要指鑄造、鍛造及壓力成形方法；增材制造技術（

m>0），主要指以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的制造技術。2024/1/332第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法1.制造工藝技術成型工藝包括鑄造、焊接、粉末冶金、注塑等；塑性變形工藝包括鍛造、軋制、沖壓、擠壓和拉拔等；切削工藝包括單刃、多刃加工和磨料加工等；連接工藝包括螺栓連接、鉚接和壓力連接等；材料改性工藝包括熱處理、化學處理、以及滾壓、噴丸等；表面處理工藝包括電鍍、發(fā)蘭、真空鍍膜、著色、噴涂等；

特種加工工藝包括電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光束加工、電子束加工、離子束加工等；快速成形工藝包括熔積成形法、光固化法、激光選區(qū)燒結、三維打印等。由于技術的不斷發(fā)展和進步，新的制造工藝不斷出現(xiàn)，分類方法也會不斷改變。2024/1/333第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法2.獲得機械加工表面形狀的方法形狀發(fā)生線—形成零件上各種表面的母線和導線的總稱。母線—是形成零件上各種表面的基礎線條。如切削加工中由切削刃本身或與工件相對運動配合形成的發(fā)生線。導線—是控制母線運動的線條。如切削加工中由刀具和工件之間的相對運動得到的發(fā)生線?？赡姹砻妗妇€和導線沒有嚴格的區(qū)分，可以互換的表面。不可逆表面—母線和導線不可互換的表面。2024/1/334第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法2.獲得機械加工表面形狀的方法零件表面形狀及形成過程1—母線2—導線2024/1/335第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法2.獲得機械加工表面形狀的方法

兩條發(fā)生線完全相同，但母線的原始位置不同，可以形成不同的表面。母線原始位置變化時形成的不同表面2024/1/336第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法2.獲得機械加工表面形狀的方法軌跡法—是指刀具切削刃與工件表面之間近似點接觸的情況下，通過刀具與工件之間的相對運動，由刀尖運動軌跡實現(xiàn)表面成形的方法。成形法—是指刀具切削刃與工件表面在線接觸的情況下，切削刃的形狀構成表面的一條發(fā)生線，刀具與工件的相對運動形成另一條發(fā)生線來實現(xiàn)表面成形的方法。2024/1/337第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法相切法—是指利用刀具旋轉軌跡的包絡線生成一條發(fā)生線，并沿另一條發(fā)生線運動實現(xiàn)表面成形的方法。展成法—是指刀具切削刃與工件表面在線接觸的情況下，刀具與工件之間做展成運動（或稱為嚙合運動），切削刃各瞬時位置的包絡線形成齒形表面的母線，從而實現(xiàn)齒形表面加工的方法。2024/1/338第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法3.表面成形運動機床的切削加工是由工具（包括刀具、砂輪等）與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的。機床的運動分為表面成形運動和輔助運動。表面成形運動—是直接形成加工表面的運動，包括主運動和進給運動，這兩種不同性質的運動和不同形狀的刀具配合，可以實現(xiàn)軌跡法、成型法、相切法和展成法等各種不同的加工方法，構成不同類型的機床。（1）主運動主運動是指直接切除工件上的余量形成加工表面的運動。主運動的速度即切削速度，一般用vc表示。（2）進給運動進給運動是指為不斷把余量投入切削的運動。進給運動的速度即進給速度，一般用vf表示。2024/1/339第2章機械加工方法與機床2.1

零件表面的成形方法機床在加工過程中，加工工具與工件除了表面成形運動以外的其它運動稱為輔助運動。輔助運動用以實現(xiàn)機床的各種輔助動作，主要包括以下幾種：（1）切入運動用于保證工件被加工表面獲得所需要的尺寸，使工具切入工件表面一定的深度。有些機床的切入運動屬于間歇運動形式的進給（吃刀）。（2）各種空行程運動空行程運動主要是指進給前后的快速運動，如：趨近——進給前加工工具與工件相互快速接近的過程；退刀——進給結束后加工工具與工件相互快速離開的過程；返回——退刀后加工工具或工件回到加工前位置的過程。（3）其它輔助運動包括分度運動、操縱和控制運動等，例如刀架或工作臺的分度轉位運動，刀具和機械手的自動換刀運動，變速、換向，部件和工件的夾緊與松開，自動測量、自動補償?shù)取?024/1/32024/1/3第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（turning）（1）車削加工方法車削加工—工件旋轉做主運動，車刀在平面內(nèi)做直線或曲線進給運動的切削加工方法?！?/p>

車削分為粗車、半精車和精車?！舸周嚨某叽绻顬镮Tl2~IT11，表面粗糙度Ra為25~12.5μm；◆半精車為IT10~IT9，Ra為6.3~3.2μm；◆

精車為IT8~IT6，Ra為1.6~0.8μm，精車有色金屬可達0.8~0.4μm?！?/p>

車削的生產(chǎn)率較高，切削過程比較平穩(wěn)，刀具及加工方法較簡單。

402024/1/341第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（1）車削加工方法◆

車外圓：車外圓是最常見、最基本的車削方法。車外圓的方法

2024/1/342第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（1）車削加工方法◆

車內(nèi)表面：車削內(nèi)表面是用車削方法擴大工件內(nèi)孔直徑或加工空心工件的內(nèi)表面。車內(nèi)表面的方法

2024/1/343第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（1）車削加工方法◆

車端面車端面的方法

2024/1/344第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工◆

車錐面：錐面可以看成內(nèi)、外圓的一種特殊形式。車錐面的方法

（b）小滑板轉位法（a）寬刀法（c）尾座偏移法（d）靠模法2024/1/345第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（2）車削加工機床◆

在機械制造中，車床約占切削機床總量的20%~35%。◆

主運動為主軸回轉運動，進給運動通常由刀具來完成。

◆

所用刀具主要是車刀，還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等孔加工刀具。

◆

按用途和結構的不同有臥式車床、立式車床、轉塔車床、自動和半自動車床及各種專用車床等，其中臥式車床是應用最廣泛的一種。2024/1/346第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

1.車削加工（2）車削加工機床臥式普通車床2024/1/347第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

立式普通車床1.車削加工（2）車削加工機床2024/1/348第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

普通轉塔車床1.車削加工（2）車削加工機床2024/1/349第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

臥式數(shù)控車床1.車削加工（2）車削加工機床2024/1/350第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

立式數(shù)控車床1.車削加工（2）車削加工機床2024/1/351第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（milling）（1）銑削加工方法銑削加工—銑刀旋轉做主運動，工件做進給運動的切削加工方法。

◆

銑削可分為粗銑、半精銑和精銑。

◆

粗銑后兩個平行平面之間的尺寸公差為ITl2~IT11，Ra為25~12.5μm；

◆

半精銑為ITl0~IT9，Ra為6.3~3.2μm；

◆

精銑為IT8~IT7，Ra3.2~1.6μm，直線度可達0.08~0.12mm/m。端銑—用分布于銑刀端平面上的刀齒進行銑削。周銑—用分布于銑刀圓柱面上的刀齒進行銑削。2024/1/352第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（1）銑削加工方法周銑按照銑削時主運動速度方向與工件進給方向的相同或相反分為逆銑和順銑兩種方式。2024/1/353第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（1）銑削加工方法逆銑—是指銑削時，銑刀切出工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反的銑削方式。

◆

切削層從ac=0至ac=amax

；

◆

進給力Ff與進給方向相反，使絲杠與螺母間傳動面始終貼緊，故工作臺不會發(fā)生竄動現(xiàn)象，銑削過程較平穩(wěn)；

◆

當ac=0時，刀齒在工件表面上擠壓和摩擦，刀齒較易磨損，加工表面質量下降；

◆

垂直分力FcN上抬工件，易引起振動；

◆刀齒從內(nèi)部開始工作，工件表面硬皮對刀齒沒有直接影響。2024/1/354第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（1）銑削加工方法順銑—是指銑削時，銑刀切出工件時的切削速度方向與工件的進給方向相同的銑削方式。

◆

切削層從ac=amax

到ac=0；

◆

提高刀具耐用度2~3倍；

◆

容易切下切削層，刀齒磨損較少，已加工表面質量較高；

◆

進給力Ff與其進給方向相同，銑床工作臺傳動絲杠與螺母之間的間隙處于不利位置，工件可能會竄動。

◆

刀齒從外向內(nèi)工作，要求工件表面沒有硬皮，否則銑刀很易磨損。2024/1/355第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工◆

銑平面銑削是平面加工的主要方法之一。有端銑、周銑和二者兼有三種方式。

2024/1/356第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（1）銑削加工方法

◆

銑溝槽

2024/1/357第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（2）銑削加工機床

立式普通銑床

2024/1/358第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

2.銑削加工（2）銑削加工機床

臥式普通銑床

2024/1/359第2章機械加工方法與機床2.銑削加工（2）銑削加工機床

立式數(shù)控銑床

2.2常用機械加工方法

2024/1/360第2章機械加工方法與機床2.銑削加工（2）銑削加工機床

臥式數(shù)控銑床

2.2常用機械加工方法

2024/1/361第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

3.刨削加工（planing）（1）刨削加工方法刨削加工—刨刀和工件作相對直線運動的切削加工方法。

◆刨削可加工平面、溝槽和直線型成形面等。

◆

刨削可分為粗刨、半精刨和精刨。

◆

粗刨后兩個平行平面之間的尺寸公差為ITl2~IT11，Ra為25~12.5μm；

◆

半精刨為ITl0~IT9，Ra為6.3~3.2μm；

◆

精刨為IT8~IT7，Ra3.2~1.6μm，直線度可達0.04~0.08mm/m。2024/1/362第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

3.刨削加工（1）刨削加工方法刨平面的方法

（a）牛頭刨床刨水平面（b）牛頭刨床刨垂直面（c）牛頭刨床刨斜面（d）龍門刨床刨水平面（e）龍門刨床刨垂直面（f）龍門刨床刨斜面2024/1/363第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

3.刨削加工（1）刨削加工方法刨溝槽的方法

2024/1/364第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

3.刨削加工（2）刨削加工機床刨削加工所用機床為刨床：包括牛頭刨床、龍門刨床。牛頭刨床2024/1/365第2章機械加工方法與機床龍門刨床3.刨削加工（2）刨削加工機床2.2常用機械加工方法

2024/1/366第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

4.插削加工（slotting）（1）插削加工方法插削加工—利用插刀在豎直方向上相對工件做往復直線運動，工件做徑向或橫向進給運動，加工溝槽和異型孔的切削加工方法。插削表面舉例

2024/1/367第2章機械加工方法與機床4.插削加工（1）插削加工機床插削通常在插床上進行，插床可以看成立式刨床。插床2.2常用機械加工方法

2024/1/368第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

5.拉削加工（broaching

）（1）拉削加工方法拉削加工—采用拉或推的方式使刀具拉刀做直線運動，加工成形表面的方法。拉刀的直線運動為主運動。拉削無進給運動，其進給靠拉刀每齒升高量來實現(xiàn)，因此拉刀可以看成按高低順序排列成隊的多把刨刀進行的刨削。

◆

拉削可分為粗拉和精拉；

◆

粗拉的尺寸公差為IT8~IT7，Ra為1.6~0.8μm；

◆

精拉為IT7~IT6，Ra為0.8~0.4μm；

◆

拉削加工一般在一次行程中完成粗、精加工，生產(chǎn)率很高；

◆刀具制造復雜，費用較高。

2024/1/369第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

5.拉削加工（1）拉削加工方法拉削表面舉例

2024/1/370第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

5.拉削加工（1）拉削加工方法圓孔拉刀及拉圓孔的方法

2024/1/371第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

5.拉削加工（2）拉削加工機床臥式內(nèi)拉床

2024/1/372第2章機械加工方法與機床5.拉削加工（2）拉削加工機床立式拉床

2.2常用機械加工方法

2024/1/373第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（drillingandboring）（1）鉆削加工方法鉆削加工—用鉆頭或鉸刀、锪刀在工件上加工孔的方法。

◆

在鉆床上，用鉆頭旋轉鉆削孔，是孔加工的最常用方法。

◆

鉆削加工精度較低，一般只能達到IT10，Ra12.5~6.3μm。

◆

鉆削后常用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工。

◆

擴孔采用擴孔鉆，鉸孔采用鉸刀。

◆

鉸削加工精度一般為IT8~IT6，Ra1.6~0.4μm。

◆

擴孔、鉸孔時無法提高孔的位置精度。2024/1/374第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法孔加工按運動形式可分為：◆

工件旋轉、刀具作進給運動；◆

工件不動、刀具既旋轉又作進給運動；◆

工件旋轉，刀具既反向旋轉又作進給運動；按長徑比L/D

（孔深L與孔徑D之比）可分為：淺孔和深孔；◆

淺孔是長徑比L/D≤5的孔；◆

深孔是長徑比L/D>5的孔。其中L/D=5~20的孔稱為普通深孔，可用深孔刀具或接長麻花鉆在車床或鉆床上加工；L/D=20~100的孔稱為特殊深孔，需要用深孔刀具在深孔加工機床上進行加工。2024/1/375第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法麻花鉆鉆孔的方法

2024/1/376第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法深孔鉆削-deepholedrilling槍鉆鉆孔的方法

gundrilling2024/1/377第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法BTA鉆鉆孔的方法

2024/1/378第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法利用虹吸現(xiàn)象噴吸鉆系統(tǒng)2024/1/379第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法又叫雙進油系統(tǒng)DF鉆系統(tǒng)1-工件；2-鉆頭；3-授油器；4-鉆桿；5-負壓抽屑裝置2024/1/380第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法◆

擴孔是擴大孔徑的一種孔加工方法。

鉆床擴孔的方法

2024/1/381第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（1）鉆削加工方法◆

鉸孔是用鉸刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金屬層，以提高工件尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法?！?/p>

锪孔是用锪鉆或代用刀具加工各種沉頭螺栓孔、錐孔、凸臺面等的加工方法。鉸孔（reaming

）

锪平底沉孔的方法

2024/1/382第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（2）鉆削加工機床◆

鉆床是指主要用鉆削工具在工件上加工孔的機床，通常以鉆頭的回轉為主運動，鉆頭或工件的軸向移動為進給運動?！?/p>

鉆床可分為臺式鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床、中心孔鉆床、坐標鉆鏜床、深孔鉆床、鉆銑床八種?！?/p>

鉆床的主要功用為鉆孔和擴孔，也可以用來鉸孔、攻螺紋、锪沉頭孔及凸臺端面等。2024/1/383第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（2）鉆削加工機床臺式鉆床

2024/1/384第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（2）鉆削加工機床立式鉆床

搖臂鉆床

鉆削錄像

2024/1/385第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（3）鏜削加工方法（boring）

鏜削是擴大已有孔孔徑的一種加工方法。鏜孔工作既可以在鏜床或鏜銑床上進行，也可以在車床上進行。

◆

在車床上鏜孔時工件做旋轉運動，刀具做軸向進給運動；◆

在鏜床或鏜銑床上鏜孔時鏜刀做旋轉主運動，工件或鏜刀做進給運動；◆

鏜孔可作為粗加工、半精加工、精加工和精細加工工序；

◆

粗鏜孔的精度IT12~IT11，Ra25~12.5μm；◆

精鏜孔的精度為IT8~IT7，Ra為1.6~0.8μm；◆

精細鏜孔的精度為IT7~IT6，Ra為0.8~0.2μm；

◆

鏜孔可以獲得準確的孔位置精度。

2024/1/386第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（3）鏜削加工方法

用單刃鏜刀在銑鏜床上鏜孔

2024/1/387第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（3）鏜削加工方法

用浮動鏜刀在鏜床上鏜孔

2024/1/388第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（3）鏜削加工方法

在鏜銑床上加工外圓和端面

2024/1/389第2章機械加工方法與機床普通臥式鏜床

2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（4）鏜削加工機床2024/1/390第2章機械加工方法與機床數(shù)控臥式鏜床

2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（4）鏜削加工機床2024/1/391第2章機械加工方法與機床坐標鏜床

2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（4）鏜削加工機床2024/1/392第2章機械加工方法與機床龍門銑鏜床

2.2常用機械加工方法

6.鉆削和鏜削加工（4）鏜削加工機床鏜削錄像

2024/1/393第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

7.齒輪加工

（1）齒輪加工方法齒輪齒面加工方法可分為兩大類：成形法和展成法。◆

成形法加工齒面所使用的機床一般為普通銑床，刀具為成形銑刀，需要兩個簡單成形運動：刀具的旋轉運動和直線移動。2024/1/394第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

◆

展成法是將齒輪嚙合副中的一個齒輪轉化為刀具，另一個齒輪轉化為工件，齒輪刀具做切削主運動的同時，以內(nèi)聯(lián)系傳動鏈強制刀具與工件做嚴格的嚙合運動，即展成運動，于是刀具切削刃就在工件上加工出所要求的齒形表面來。

滾齒加工原理

插齒加工原理

2024/1/395第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

剃齒加工原理

◆

剃齒與珩齒剃齒與珩齒原理完全相同，只是所用刀具不同，前者用剃齒刀，后者用珩磨輪。

2024/1/396第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

錐形砂輪磨齒

◆

磨齒雙蝶形砂輪磨齒

2024/1/397第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

7.齒輪加工

（2）齒輪加工機床◆

按加工對象的不同，分為圓柱齒輪加工機床和錐齒輪加工機床兩大類?！?/p>

圓柱齒輪加工機床主要有滾齒機、插齒機和車齒機?！?/p>

錐齒輪加工機床有用于加工直齒錐齒輪的刨齒機、銑齒機、拉齒機和加工弧齒錐齒輪的銑齒機?！?/p>

用于精加工齒輪齒面的有研齒機、剃齒機、珩齒機和磨齒機等?！?/p>

按齒形加工原理來分只有成形法和展成法兩種。目前，絕大多數(shù)齒輪加工機床都采用展成法，其中以滾齒機和插齒機應用最為廣泛。2024/1/398第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

7.齒輪加工

滾齒機

2024/1/399第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

7.齒輪加工

插齒機

2024/1/3100第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工thread

（1）螺紋加工方法螺紋加工方法有車削加工、銑削加工、搓絲、磨削加工等。

◆

車削螺紋：工件的旋轉和刀具的移動要有嚴格的比例關系，即工件旋轉一周，刀具移動螺紋的一個導程，這種運動關系由螺紋加工傳動鏈來保證。

車削外螺紋

車削內(nèi)螺紋

2024/1/3101第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工

（1）螺紋加工方法◆

銑削螺紋：原理與車削螺紋相同(銑刀高速旋轉+三坐標聯(lián)動)。2024/1/3102第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工

（1）螺紋加工方法◆旋風銑削螺紋：原理與車削螺紋相同。旋風銑削外螺紋

2024/1/3103第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工

（1）螺紋加工方法◆

搓絲、滾絲搓絲

滾絲

2024/1/3104第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工

（1）螺紋加工方法◆

磨削螺紋磨削外螺紋

2024/1/3105第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

8.螺紋加工

（2）螺紋加工機床◆

螺紋加工分為大批量生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)兩種類型。◆

大批量生產(chǎn)通常采用專用螺紋加工機床，如滾絲機、搓絲機、梳絲機、攻絲機等。◆

單件小批生產(chǎn)中，螺紋大多在車床、銑床、鉆床等通用設備上完成。

2024/1/3106第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工（grinding）

（1）磨削加工方法磨削加工—是指用磨具以較高的線速度對工件表面進行加工的方法。磨具的種類很多，有砂輪、砂帶、油石和研磨料等?！?/p>

砂輪上的每一個磨粒都可以看成是一個微小刀齒，砂輪的磨削實際上是磨粒對工件表面切削、刻削和滑擦三種作用的綜合效應?！?/p>

磨削中，磨粒本身也由尖銳逐漸磨鈍，使切削作用變差，切削力變大。當切削力超過粘合劑強度時，圓鈍的磨粒脫落，露出一層新的磨粒，形成砂輪的“自銳性”。但切屑和碎磨粒仍將會堵塞砂輪。因而，磨削一定時間后，需用金剛石刀等對砂輪進行修整。2024/1/3107第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

磨削時，由于刀刃很多，所以加工時平穩(wěn)、精度高?！?/p>

精度可達IT6~IT4，Ra1.25~0.01μm，甚至可達Ra0.1~0.008μm?！?/p>

可以加工淬硬的金屬材料。因此，往往作為最終加工工序?！?/p>

磨削時，產(chǎn)生熱量大，需有充分的切削液進行冷卻。磨削加工可分為普通磨削、無心磨削、高效磨削、砂帶磨削和低粗糙度磨削等?！?/p>

普通磨削：是用砂輪在通用磨床上進行的磨削加工，可分為內(nèi)外圓磨、平面磨、錐面磨等。

2024/1/3108第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

普通磨削縱磨法磨外圓

2024/1/3109第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

普通磨削橫磨法磨外圓

2024/1/3110第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

普通磨削磨內(nèi)圓的方法

2024/1/3111第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

普通磨削磨平面的方法

磨導軌的方法

2024/1/3112第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

無心磨削無心縱磨法磨外圓

2024/1/3113第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

無心磨削無心橫磨法磨外圓

2024/1/3114第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法高效磨削是在普通磨削的基礎上逐步發(fā)展起來的高效率、高精度的磨削方法，包括高速磨削、強力磨削、寬砂輪與多砂輪磨削和砂帶磨削等。

◆

高速磨削

砂輪線速度達到45m/s以上，目前，國內(nèi)可達50~60m/s，甚至高達80m/s，而發(fā)達國家已達230m/s；每分鐘幾千到上萬米；

生產(chǎn)率一般可提高30％~100％；

砂輪耐用度可提高0.7~1倍；

工件表面粗糙度可穩(wěn)定地達到0.8~0.4μm。2024/1/3115第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

緩進給深磨削是一種強力磨削的方法

磨削深度約為普通磨削的100~1000倍，可達3~30mm，多經(jīng)一次磨削即可完成

；

生產(chǎn)率高，砂輪損耗小，磨削質量好；

設備及砂輪費用高。

ap↑↑f↓↓2024/1/3116第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

◆

恒壓力磨削是橫磨法的一種特殊形式

磨削時，無論磨削余量、工件材料硬度、砂輪鈍化程度等如何變化，砂輪始終以預定的壓力壓向工件，直到磨削結束為止；

恒壓力磨削加工質量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高；

可以避免砂輪超負荷工作，操作安全。

2024/1/3117第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆寬砂輪與多砂輪磨削是用增大磨削寬度的方法提高磨削效率。

寬砂輪磨削

多砂輪磨削

2024/1/3118第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（1）磨削加工方法◆

砂帶磨削—是利用高速運動的砂帶，以適當?shù)慕佑|方式對工件進行加工的方法。

砂帶磨削效率高，磨削熱少，散熱條件好；

表面變形強化程度和殘余應力均大大低于砂輪磨削。

2024/1/3119第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（2）磨削加工機床用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石、研磨料等）為工具對工件進行加工的機床統(tǒng)稱為磨床。磨床有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床（包括工具曲線磨床、鉆頭溝槽磨床、絲錐溝槽磨床等）、刀具刃具磨床（包括萬能工具磨床、拉刀刃磨床、滾刀刃磨床等），以及加工特定零件如曲軸、花鍵軸等的各種專用磨床、研磨機和珩磨機等。

2024/1/3120第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（2）磨削加工機床外圓磨床2024/1/3121第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（2）磨削加工機床內(nèi)圓磨床2024/1/3122第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（2）磨削加工機床平面磨床2024/1/3123第2章機械加工方法與機床2.2常用機械加工方法

9.磨削加工

（2）磨削加工機床無心磨床2024/1/3124第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法1.高速切削加工

(HSC，HighSpeedCutting)高速切削技術目前還沒有統(tǒng)一的定義，一般指采用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進給速度，以提高材料切除率、加工精度和加工表面質量的現(xiàn)代加工技術，以主軸轉速界定，高速加工的主軸轉速不小于10000r/min。

◆

高速切削技術涉及車、銑、磨等多種切削方法；

◆

高速車削：700~7000m/min，高速銑削：300~6000m/min，高速磨削：50~300m/s；

◆

鋁件1200m/min，鑄鐵900m/min，鋼件500m/min。2024/1/3125第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法1.高速切削加工

高速切削加工的特點：◆

加工效率高◆

切削力小◆

切削熱少◆

加工精度高◆

工序集約化2024/1/3126第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法2.精密和超精密切削加工

精密和超精密切削加工—是在傳統(tǒng)切削和磨削加工基礎上，綜合應用現(xiàn)代科學技術和工藝成果而形成的一門高新技術。

◆

精密切削加工，一般是指切削加工精度為10~0.1μm，表面粗糙度Ra.為0.1~0.025μm的切削加工方法?！?/p>

超精密切削加工，一般是指切削加工精度為0.1~0.01μm，表面粗糙度值為Ra≤0.025μm的切削加工方法?！?/p>

超精密加工中的微細加工是目前最精密的制造技術，其精度已能達到納米（10-9m）級，這是用單純的切削加工方法難以達到的。2024/1/3127第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法2.精密和超精密切削加工

精密和超精密切削加工的特點：◆

精密和超精密切削加工是一門多學科的綜合性高技術◆

加工和檢測一體化

◆

精密和超精密切削加工與自動化技術聯(lián)系緊密

◆

精密和超精密切削加工機理和一般切削加工不同

2024/1/3128第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

特種加工是指除常規(guī)切削加工以外的新的加工方法。這些加工方法利用聲、光、電、熱、磁、化學等能量或其各種組合作用在工件的被加工部位上，實現(xiàn)對材料的去除、變形、改變性能和鍍覆，以達到加工的目的。

按能量形式和作用原理分為：

◆

電能與熱能作用方式：電火花加工、電火花線切割加工、等離子加工。

◆

電能與化學能作用方式：電解加工、電鍍加工、刷鍍加工。

◆

電化學能與機械能作用方式：電解磨削、電解珩磨?！?/p>

聲能與機械能作用方式：超聲波加工。

◆

光能與熱能作用方式：激光加工?！?/p>

電能與機械能作用方式：離子束加工。

◆

液流能與機械能作用方式：擠壓珩磨和水射流切割。

2024/1/3129第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（1）電火花加工工作原理：是使工件和工具之間產(chǎn)生周期性的瞬間脈沖放電，依靠電火花產(chǎn)生的高溫將金屬熔蝕。分類：根據(jù)所有電極分為電火花加工和電火花線切割加工。特點及應用：◆

可加工任何強度和韌性、硬度和脆性的導電材料；◆

可加工半導體材料及導電材料；

◆

加工時無明顯切削力，適用于低剛度工件和微細結構的加工；

◆

脈沖參數(shù)可調(diào)節(jié)，可在一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工；◆長時間放電過程會使工具電極損耗，影響成形精度。2024/1/3130第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（1）電火花加工應用：◆電火花型腔加工：三維型腔、型面加工、電火花雕刻。主要用于加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模、膠木模型腔；◆

電火花穿孔加工：主要用于加工型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異型孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔、微孔；◆

線切割加工：主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸、凹模、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細孔、槽、任意曲線等；◆

電火花磨削與鏜磨加工：電火花磨削加工利用專用脈沖電源以及旋轉工具電極解決各種超硬導電材料復雜型面的磨削加工問題。

2024/1/3131第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（1）電火花加工電火花加工的原理圖

電火花線切割加工的原理圖電火花穿孔加工

電火花磨削

2024/1/3132第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（2）電解加工工作原理：利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學原理對工件進行成形加工的一種方法。2024/1/3133第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（2）電解加工特點及應用：◆

工作電壓小，工作電流大，工具損耗極小，可長期使用；◆

可加工高硬度、高強度、高韌性等難切削金屬，適用范圍廣，加工生產(chǎn)率高；◆

加工中無切削力或切削熱，適于易變形或薄壁零件的加工；

◆加工后的表面無殘余應力和毛刺，平均精度可達±0.1mm左右；◆

附屬設備多，占地面積大，造價高；◆

電解液既腐蝕機床，又容易污染環(huán)境；◆

可加工型孔、型腔、復雜型面、小直徑深孔、膛線、刻印等。2024/1/3134第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

超聲波加工：工作原理：利用超聲頻(16~25KHz)振動的工具端面沖擊工作液中的懸浮磨料，由磨粒對工件表面撞擊拋磨來加工。2024/1/3135第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

超聲波加工特點及應用：◆不僅能加工金屬材料，而且更適宜加工玻璃、陶瓷、石英、寶石、金剛石、半導體等非金屬脆硬材料；

◆

能以簡單的進給運動加工復雜的表面，使機床結構簡化；◆

切削力小、切削熱少，不會引起變形及燒傷，工件表面的殘余應力和加工變形很??；◆

表面質量好，Ra1~0.1μm，加工精度可達0.01~0.02mm；◆

可以加工微細結構，如薄型、窄縫和低剛度零件。

2024/1/3136第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

振動切削：工作原理：在普通切削過程中，給刀具或工件施加某種有規(guī)律、可控制的振動，使切削用量（按某種規(guī)律變化，形成一種脈沖切削，改變刀具與工件之間的時-空存在條件及切削機理，從而達到減小切削力、切削熱，提高加工質量和加工效率的目的。2024/1/3137第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

振動切削特點及應用：超聲振動切削已使切屑的形成機理產(chǎn)生了重要變化，主要用于改善被切削材料的可加工性，提高加工質量，延長刀具壽命，提高切削效率，擴大切削加工的應用范圍，可廣泛用于車削、刨削、銑削、磨削、螺紋加工和齒輪加工等方面。另外，超聲振動切削在難加工材料和難加工零件或工序中的應用也越來越受到人們的重視。2024/1/3138第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

低頻振動切削特點及應用：◆迄今為止，深孔加工特別是精密深孔加工，傳統(tǒng)的工藝方法還有很多問題不能很好地解決，采用低頻振動鉆孔加工方法進行精密深孔加工，取得了良好的工藝效果；◆低頻振動頻率一般為20～200Hz，其驅動形式有電磁振動型、電氣-液壓型、機械-液壓型和機械型等幾種。其中機械振動切削裝置的結構簡單、造價低、使用維護都比較方便，振動參數(shù)受負載影響較小，所以應用比較廣泛。2024/1/3139第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（3）振動加工

低頻振動切削特點及應用：◆低頻振動切削可以很好地解決切削過程中的斷屑、排屑問題，并可自主地控制切屑的形狀和大小，確保排屑順暢，改善切削條件，提高加工質量和加工效率，減小刀具磨損，延長刀具壽命，實現(xiàn)切削過程自動化；◆目前已被廣泛應用于孔加工（包括鉆、擴、鉸、鏜和攻絲等）以及外圓車削加工等領域，解決了許多實際加工過程中的技術難題，如切屑處理、改善切削加工性、提高加工質量和效率，延長刀具壽命等，同時在理論上也獲得了很大的發(fā)展。2024/1/3140第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（4）激光加工

工作原理：通過光學系統(tǒng)將激光聚焦成一個極小的光斑，熔化蒸發(fā)材料，并產(chǎn)生強烈的沖擊波，使熔化的材料爆炸式地去除。2024/1/3141第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（4）激光加工

特點及應用：◆

材料的適應性強，激光加工的功率密度是各種加工方法中最高的一種，幾乎可以用于任何金屬和非金屬材料，如高熔點材料，耐熱合金，以及陶瓷、寶石、金剛石等硬脆材料；◆打孔速度極快，熱影響區(qū)小；◆不需要專門工具，屬非接觸加工，工件無受力變形，對剛性差的零件可實現(xiàn)高精度加工；◆

能聚焦成極細的光束，適合于深而小的微孔和窄縫的精微加工，而且激光切割的切縫窄，切割邊緣質量好；◆可透過由光學透明介質制成的窗口對隔離室內(nèi)的工件進行加工，能穿越介質進行加工。2024/1/3142第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（5）電子束加工工作原理：在真空條件下，利用聚焦后能量密度極高（106~109W/cm2）的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面極小的面積上，在極短的時間內(nèi)，其能量的大部分轉變?yōu)闊崮?，使被沖擊部分的工件材料達到幾千攝氏度以上的高溫，從而使材料局部熔化和氣化，被真空系統(tǒng)抽走。

1—電源及控制系統(tǒng)；2—抽真空系統(tǒng)；3—電子槍系統(tǒng)；4—聚焦系統(tǒng)；5—電子束；6—工件

2024/1/3143第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（5）電子束加工

特點及應用：◆

電子束可以微細聚焦，是一種精密微細的加工方法；◆

能量密度高，生產(chǎn)效率高，是非接觸式加工，不產(chǎn)生應力和變形，加工材料范圍廣；◆

可以通過電場或磁場對電子束的強度、位置、聚焦等進行直接控制，易實現(xiàn)整個加工系統(tǒng)自動化；◆

污染少，表面不氧化，特別適合易氧化材料的加工；◆

費用高，使應用受到限制。

2024/1/3144第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（6）離子束加工工作原理：在在真空條件下，先由電子槍產(chǎn)生電子束，再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中，使低壓惰性氣體離子化。由負極引出陽離子又經(jīng)加速、集束等步驟，最后射入工件表面，利用離子的微觀機械撞擊實現(xiàn)對材料的加工。2024/1/3145第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（6）離子束加工特點及應用：◆加工精度和表面質量高，加工精度可達納米級；◆加工材料范圍廣可對各種材料進行加工；◆加工方法豐富可進行去除、鍍膜、注入等加工，利用這些加工原理形成了多種加工方法，如成形、刻蝕、減薄、曝光等，在集成電路制作中占有極其重要的地位；◆控制性能好，易于實現(xiàn)可自動化；◆

應用范圍廣，但電子束加工需要一整套專用設備和真空系統(tǒng)，價格較貴。

2024/1/3146第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（7）水射流加工技術

工作原理：利用高壓高速水流（或水與磨料的混合液）對工件的沖擊作用來去除材料的一種工藝方法，有時簡稱水切割，或稱為水刀、水箭。

1—水箱；2—水泵；3—蓄能器；4—控制器；5—閥；6—藍寶石噴嘴；7—射流；8—工件；9—水槽；10—送砂器；11—磨料箱

2024/1/3147第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法3.特種加工

（7）水射流加工技術

特點及應用：◆可切割范圍廣如金屬、大理石、玻璃、復合材料、橡膠、紙等；◆切割質量好平滑的切口，不會產(chǎn)生粗糙的、有毛刺的邊緣；◆無熱加工這種效果對被熱影響的材料是非常理想的，如鈦；◆環(huán)保性在加工過程中不會產(chǎn)生毒氣，可直接排出，較為環(huán)保；◆無需更換刀具一個噴嘴就可以加工不同類型的材料和形狀，節(jié)約成本和時間；

◆特殊場地和環(huán)境下的切割，如水下、有可燃氣體環(huán)境下的切割。2024/1/3148第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（AdditiveManufacturing，AM）工作原理：以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的技術，融合了計算機輔助設計、材料加工與成型技術、以數(shù)字模型文件為基礎，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。相對于傳統(tǒng)的、對原材料去除－切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過材料累加的制造方法，從無到有。增材制造技術不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具、模具及多道加工工序，在一臺設備上就可以快速精密地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現(xiàn)了零件的“自由制造”，解決了許多復雜結構零件的成形難題，并且能簡化工藝流程，減少加工工序，縮短加工周期。

2024/1/3149第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（1）立體光固化技術SLA液槽中盛滿液態(tài)光固化樹脂，它在一定波長和強度的激光或紫外線照射下就會固化。聚焦后的光斑在液面上按計算機指令逐層掃描，即逐點固化，當一層掃描完成后，已成形的層面上又布滿一層樹脂，再進行第二層掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復直到整個零件制造完畢。2024/1/3150第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（2）選擇性激光燒結SLS先在工作臺上鋪一層粉末，采用激光束在計算機控制下有選擇地進行燒結（零件的空心部分不燒結，仍為粉末材料），被燒結處裹覆在粉末外的樹脂熔化，從而使粉末粘結在一起，一層完成后再進行下一層，新一層與其上一層被牢牢地固化在一起。全部粘結完成后，去除多余的粉末，便得到了一個半成品，再經(jīng)燒結而成原型或零件。2024/1/3151第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（3）分層實體制造LOM根據(jù)零件連續(xù)的分層幾何信息切割箔材，將所獲得的層片粘接成三維實體。首先鋪上一層箔材，當本層完成后，再鋪上一層箔材，用滾子輾壓并加熱，以固化樹脂粘接劑，使新鋪上的一層牢固地粘接在已成形體上，再切割該層的輪廓，如此反復直到加工完畢。2024/1/3152第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（4）熔融沉積制造FDM一種不使用激光器的加工方法，技術關鍵在于噴頭。絲材在噴頭中被加熱熔化，溫度略高于其熔點，噴頭在計算機控制下聯(lián)動掃描，在掃描運動中噴出熔融的材料，形成一個加工層并與上一層牢牢連接在一起，這樣層層掃描疊加便形成了一個空間實體。2024/1/3153第2章機械加工方法與機床2.3其他加工方法4.增材制造技術（5）三維印刷3DP一種不依賴于激光的成形技術，使用粉末材料和粘接劑，噴頭在每一層鋪好的材料上有選擇地噴射粘接劑，有粘接劑的地方，材料被粘接在一起，其它地方仍然是粉末，這樣層層粘接后就得到一個空間實體，去除粉末進行燒結就得到所要求的零件。2024/1/3154第2章機械加工方法與機床2.4機床概論

機床—是將毛坯加工成機器零件的機器，是制造機器的機器，又稱為工作母機。

1.機床的基本組成

◆

動力與驅動裝置

◆

傳動系統(tǒng)◆

支承與工作部件

◆

控制系統(tǒng)

◆

冷卻潤滑系統(tǒng)

◆

其他裝置

2024/1/3155第2章機械加工方法與機床2.4機床概論

2.機床技術性能指標

機床的技術性能是根據(jù)使用要求提出和設計的，通常包括：機床的工藝范圍和機床的技術參數(shù)。（1）機床的工藝范圍

機床的工藝范圍是指在機床上加工的工件類型和尺寸，能完成的工序，用怎樣的刀具等。

（2）機床的技術參數(shù)

機床的主要技術參數(shù)包括：尺寸參數(shù)、運動參數(shù)與動力參數(shù)。

◆

尺寸參數(shù)◆

運動參數(shù)◆

動力參數(shù)2024/1/3156第2章機械加工方法與機床2.4機床概論

2.機床技術性能指標

（3）機床的性能指標★

機床精度：為了保證被加工工件能達到要求的精度和表面粗糙度，并在長期使用中能保持這種能力，機床本身必須具備的很高的如下精度要求：◆

幾何精度

◆

運動精度◆

傳動精度◆

定位精度◆

工作精度◆

精度保持性2024/1/3157第2章機械加工方法與機床2.4機床概論

2.機床技術性能指標

（3）機床的性能指標★

機床剛度：是指機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。通常所說的