《金屬加工基礎(chǔ)（彩色版）（第二版）》 課件 第3-5章　熱加工基礎(chǔ)、冷加工基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)

§3-3焊接31§3-1鑄造

2§3-2鍛壓§3-1鑄造課堂討論觀察下圖所示零件，其中有的是空心的，有的是實(shí)心的，有的形狀簡(jiǎn)單，有的形狀復(fù)雜，有的體積較小，有的體積很大，但這些零件都采用了相同的加工方法進(jìn)行加工，這一加工方法就是鑄造。你能說出生活中類似的零件嗎？一、認(rèn)識(shí)鑄造將熔融金屬澆入鑄型，凝固后得到一定形狀和性能的鑄件的加工方法稱為鑄造。1.鑄造的定義2.鑄造的特點(diǎn)2.鑄造的特點(diǎn)3.鑄造的應(yīng)用在各種機(jī)械和設(shè)備中，鑄件在質(zhì)量上占有很大的比例。如在拖拉機(jī)及其他農(nóng)業(yè)機(jī)械中，鑄件的質(zhì)量占40%～70%，在金屬切削機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)中，鑄件的質(zhì)量占70%～80%，在重型機(jī)械設(shè)備中，鑄件的質(zhì)量約占90%。。4.鑄造的分類鑄造分為砂型鑄造和特種鑄造兩類，其中特種鑄造主要包括熔模鑄造、離心鑄造、金屬型鑄造和壓力鑄造等。5.鑄造安全文明生產(chǎn)要求二、砂型鑄造用型砂緊實(shí)成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。鑄造時(shí)，根據(jù)零件的鑄造要求，按照制造模樣、制備型（芯）砂、制造芯盒、造型、造芯、合型、金屬熔煉、澆注、冷卻、落砂、清理等工藝過程操作即可得到鑄件，經(jīng)檢驗(yàn)合格后獲得所需的毛坯。1.制造模樣與芯盒用來形成鑄型型腔的工藝裝備稱為模樣。制造砂型時(shí)，使用模樣可以獲得與鑄件外部輪廓相似的型腔。用來制造型芯的工藝裝備稱為芯盒。芯盒的內(nèi)腔與型芯的形狀和尺寸相同。在鑄型中，型芯通常形成鑄件內(nèi)部的孔穴，有時(shí)也形成鑄件的局部外形。2.制備型（芯）砂型（芯）砂是用來制造鑄型的材料。在砂型鑄造中，型（芯）砂的基本原材料是鑄造砂和型砂黏結(jié)劑。常用的鑄造砂有原砂、硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等。3.造型利用制備的型砂及模樣等制造鑄型的過程稱為造型。砂型鑄件的外形取決于型砂的造型，造型方法有手工造型和機(jī)器造型兩種。（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（2）機(jī)器造型機(jī)器造型是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。制造型芯的過程稱為造芯。造芯分為手工造芯和機(jī)器造芯。常用的手工造芯方法是芯盒造芯。芯盒造芯如圖3-1-4所示。4.造芯5.合箱合箱又稱合型，是將鑄型的各個(gè)組元，如上砂箱、下砂箱、型芯等組合成一個(gè)完整鑄型的操作過程。熔煉是使金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的過程。6.熔煉7.澆注把熔融金屬注入鑄型的過程稱為澆注，澆注后液態(tài)金屬通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔。（1）澆注系統(tǒng)鑄型中引導(dǎo)液態(tài)金屬進(jìn)入型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)，它是為填充型腔和冒口而開設(shè)于鑄型中的一系列通道，通常由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成。（2）冒口冒口是在鑄型內(nèi)存儲(chǔ)供補(bǔ)縮鑄件用熔融金屬的空腔。冒口一般設(shè)置在鑄件的最高處或最厚處。（3）澆注工藝要求澆注溫度的高低及澆注速度的快慢是影響鑄件質(zhì)量的重要因素。液態(tài)金屬澆入鑄型時(shí)所測(cè)量到的溫度稱為澆注溫度。單位時(shí)間內(nèi)澆入鑄型中的液態(tài)金屬的質(zhì)量稱為澆注速度。8.落砂和清理用手工或機(jī)械使鑄件和型砂、砂箱分開的操作稱為落砂。清理是落砂后從鑄件上清除表面粘砂、型砂、多余金屬（包括澆冒口、飛邊和氧化皮）等過程的總稱。9.檢驗(yàn)鑄件質(zhì)量包括外觀質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量和使用質(zhì)量。鑄件均須進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，重要的鑄件則須進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量和使用質(zhì)量檢查。三、特種鑄造1.熔模鑄造熔模鑄造利用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂覆若干層耐火涂料制成型殼，經(jīng)硬化后再將模樣熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。2.金屬型鑄造金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液態(tài)金屬澆入金屬型，使其在重力作用下充填鑄型以獲得鑄件的鑄造方法。常見的垂直分型式金屬型由定型和動(dòng)型兩個(gè)半型組成，其示意圖如圖3-1-7所示。3.壓力鑄造壓力鑄造簡(jiǎn)稱壓鑄，是利用高壓使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。4.離心鑄造將熔融金屬澆入繞水平軸、立軸或傾斜軸旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，在離心力作用下凝固成型，這種鑄造方法稱為離心鑄造。離心鑄造在離心鑄造機(jī)（圖3-1-10）上進(jìn)行，鑄型可以用金屬型，也可以用砂型。5.特種鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用四、鑄造的新技術(shù)和新工藝消失模鑄造是利用泡沫塑料，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸制成實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火黏結(jié)涂料，烘干后進(jìn)行干砂造型、振動(dòng)緊實(shí)，然后澆入液態(tài)金屬使模樣受熱氣化消失，從而得到與模樣形狀完全一致的鑄件的鑄造方法。1.消失模鑄造用陶瓷漿料制成鑄型以生產(chǎn)鑄件的鑄造方法稱為陶瓷型鑄造。2.陶瓷型鑄造（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）（2）計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）（3）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）1）計(jì)算機(jī)在模樣加工中的應(yīng)用。2）計(jì)算機(jī)在砂處理中的應(yīng)用。3）計(jì)算機(jī)在熔煉中的應(yīng)用。3.計(jì)算機(jī)在鑄造中的應(yīng)用§3-2鍛壓課堂討論下圖中所展示的物品都是利用鍛壓加工完成的，你知道它們的用途嗎？它們有什么共同特點(diǎn)？一、認(rèn)識(shí)鍛壓鍛壓就是對(duì)金屬材料施加外力，使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成型加工方法。鍛壓是鍛造與沖壓的總稱。1.鍛壓的定義2.鍛壓的特點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)1）能改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能，大大增強(qiáng)金屬本身的承載能力。2）節(jié)省金屬材料。3）生產(chǎn)率較高。

（2）缺點(diǎn)1）不能獲得形狀復(fù)雜的制件。2）加工設(shè)備比較昂貴，生產(chǎn)成本比鑄造高。3.鍛壓的分類（1）按成形方式分類（2）按變形溫度分類按鍛壓時(shí)零件的變形溫度不同，鍛壓可以分為熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓和等溫鍛壓等。4.鍛壓設(shè)備操作安全文明生產(chǎn)規(guī)程自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧面間各個(gè)方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀和尺寸及一定力學(xué)性能的鍛件的一種加工方法。自由鍛分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛兩種，如圖3-2-2所示。二、自由鍛常用的自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機(jī)等，如圖3-2-3所示，分別適用于小型、中型和大型鍛件的生產(chǎn)。1.自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用（1）設(shè)備和工具有很大的通用性，且工具簡(jiǎn)單，通常只能制造形狀簡(jiǎn)單的鍛件。（2）自由鍛可以鍛制質(zhì)量從不足1kg到300t左右的鍛件。大型鍛件只能采用自由鍛，因此自由鍛在一般機(jī)械制造中具有重要意義。（3）自由鍛依靠操作者的技能控制鍛件形狀和尺寸，鍛件精度低，表面質(zhì)量差，金屬消耗多。2.毛坯的加熱允許加熱達(dá)到的最高溫度稱為始鍛溫度，停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。3.自由鍛的基本工序鐓粗是對(duì)毛坯沿軸向鍛打，使其高度降低、橫截面面積增大的操作過程。鐓粗分為整體鐓粗和局部鍛粗兩種，如圖3-2-4所示。（1）鐓粗鐓粗時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）鐓粗部分的高度與直徑之比應(yīng)小于2.5，否則容易鐓彎，如圖3-2-5所示。2）毛坯端面要平整且與軸線垂直，鍛打用力要正，否則容易鍛歪。3）鐓粗力要足夠大，否則會(huì)形成細(xì)腰或夾層，如圖3-2-6所示。拔長(zhǎng)是使毛坯長(zhǎng)度增加、橫截面面積減小的鍛造工序，通常用來生產(chǎn)軸類毛坯，如車床主軸、連桿等。拔長(zhǎng)時(shí)，每次送進(jìn)量L應(yīng)為砧寬B的0.3～0.7倍。若L太大，則金屬橫向流動(dòng)多，縱向流動(dòng)少，拔長(zhǎng)效率反而下降；若L太小，又易產(chǎn)生夾層，如圖3-2-7所示。（2）拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)過程中應(yīng)經(jīng)常對(duì)毛坯做90°翻轉(zhuǎn)，如圖3-2-8所示。對(duì)于較重的毛坯，常采用鍛打完一面翻轉(zhuǎn)90°再鍛打另一面的方法，如圖3-2-8a所示。對(duì)于較小的毛坯，則采用來回翻轉(zhuǎn)90°的鍛打方法，如圖3-2-8b所示。圓形截面毛坯拔長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)先鍛成方形截面，在拔長(zhǎng)到邊長(zhǎng)直徑接近鍛件時(shí)，鍛成八角形截面，最后倒棱、滾打成圓形截面，如圖3-2-9所示沖孔是在毛坯上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。沖孔的方法有單面沖孔和雙面沖孔兩種。（3）沖孔（4）彎曲使毛坯彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲，如圖3-2-12所示。（5）扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是使毛坯的一部分相對(duì)于另一部分旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序，如圖3-2-13所示把板材或型材等切成所需形狀和尺寸的毛坯或工件的鍛造工序稱為切割。（6）切割1）單面切割2）雙面切割和四面切割在毛坯的兩個(gè)相對(duì)面上先后切割，稱為雙面切割。若先切割兩相對(duì)面，再切割相鄰的兩相對(duì)面，則稱為四面切割。將剁刀垂直于毛坯，錘擊剁刀使其切入毛坯至接近底部，然后翻轉(zhuǎn)毛坯，用剁刀或壓棍對(duì)準(zhǔn)切口將毛坯切斷，如圖3-2-14所示。將毛坯置于剁料槽內(nèi)，第一刀切至毛坯直徑的1/3～1/2深處，然后將毛坯轉(zhuǎn)動(dòng)120°～150°后切入第二刀，再轉(zhuǎn)動(dòng)毛坯切第三刀將毛坯切斷，如圖3-2-15所示。3）圓料切割三、模鍛將加熱后的毛坯放在鍛模的模腔內(nèi)，經(jīng)過鍛造，使其在模腔所限制的空間內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。胎模鍛是自由鍛與模鍛相結(jié)合的加工方法，即在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)的模具生產(chǎn)鍛件。四、胎模鍛如圖3-2-19所示為錘子錘頭胎模結(jié)構(gòu)。胎模鍛時(shí)，下模置于空氣錘的下砧上，但不固定。毛坯放在胎模內(nèi)，合上上模，用錘子鍛打上模，待上、下模合攏后便形成鍛件。沖壓是利用沖模使板料分離或產(chǎn)生變形的加工方法。因多數(shù)情況下板料無須加熱，故又稱為冷沖壓。五、沖壓沖床是進(jìn)行沖壓加工的基本設(shè)備，它有多種類型，常見的有開式?jīng)_床和閉式?jīng)_床，如圖3-2-20所示。1.沖壓設(shè)備2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序1）在分離或成型過程中，板料的厚度變化很小，內(nèi)部組織也不產(chǎn)生變化。2）生產(chǎn)率很高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。3）沖壓制件尺寸精確，表面光潔，大都無需再進(jìn)行機(jī)械加工。4）適應(yīng)范圍廣，從小型的儀表工件到大型的汽車橫梁等均能生產(chǎn)，并能制出形狀較復(fù)雜的沖壓制件。5）沖壓使用的模具精度高，制造復(fù)雜，成本高，所以主要適用于大批生產(chǎn)。3.沖壓特點(diǎn)及其應(yīng)用（1）沖壓的特點(diǎn)沖壓常用的板料為低碳鋼、不銹鋼、鋁與鋁合金、銅與銅合金等，它們的塑性好，變形抗力小，適于沖壓加工。（2）沖壓的應(yīng)用六、鍛壓的新技術(shù)和新工藝1.粉末鍛造粉末鍛造是粉末冶金成型方法與鍛造相結(jié)合的一種金屬加工方法。它是將粉末預(yù)壓成型后，在充滿保護(hù)氣體（保護(hù)氣氛）的爐中燒結(jié)制坯，將毛坯加熱至鍛造溫度后模鍛而成，粉末鍛造工藝示意圖如圖3-2-21所示。2.數(shù)控沖壓沖壓技術(shù)不斷發(fā)展，與材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，形成不僅適用于大批生產(chǎn)，而且適用于小批生產(chǎn)的數(shù)控沖壓技術(shù)。圖3-2-22所示為常見的數(shù)控沖壓設(shè)備。§3-3焊接課堂討論在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要將兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件按一定形式和位置連接起來，常見的有鍵連接、銷連接、螺紋連接、焊接、鉚接等。觀察下面的連接方法，從可拆卸性、連接可靠性等方面對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出它們各自所屬的類型和應(yīng)用特點(diǎn)。對(duì)于不同類型的連接，你還能舉出一些相應(yīng)的例子嗎？一、焊接基礎(chǔ)知識(shí)焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件連接在一起的一種加工工藝方法。按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類，熔焊、壓焊和釬焊的特點(diǎn)見表3-3-1。1.焊接的定義及分類2.焊接的特點(diǎn)（1）焊接與鉚接相比，可以節(jié)省大量金屬材料，減小結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。（2）焊接與鑄造相比，不需要制作木模和砂型，也不需要專門熔煉、澆注，工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，尤其體現(xiàn)在單件、小批生產(chǎn)中；焊接結(jié)構(gòu)比鑄件節(jié)省材料。（3）焊接具有一些其他工藝方法難以達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)。3.焊接的應(yīng)用4.焊接安全文明生產(chǎn)規(guī)程（1）預(yù)防觸電的安全文明生產(chǎn)規(guī)程（2）預(yù)防火災(zāi)和爆炸的安全文明生產(chǎn)規(guī)程（3）預(yù)防有害氣體和煙塵中毒的安全文明生產(chǎn)規(guī)程（4）預(yù)防電弧光輻射的安全文明生產(chǎn)規(guī)程（5）特殊環(huán)境焊接的安全文明生產(chǎn)規(guī)程二、焊條電弧焊焊條電弧焊的焊接回路如圖3-3-5所示，由弧焊電源、電纜、焊鉗、焊條、焊件和焊接電弧組成。1.焊條電弧焊的原理焊條電弧焊的原理如圖3-3-6所示。電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式過渡到局部熔化的焊件表面，融合在一起后形成熔池。2.焊條焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊使用的焊接材料。（1）焊條的組成焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯是一根具有一定長(zhǎng)度及直徑的鋼絲，藥皮則是壓涂在焊芯表面上的涂料層，如圖3-3-7所示。（2）焊條的分類按焊條的用途不同，分為非合金鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和鎳及鎳合金焊條等；按焊條藥皮熔化后的熔渣特性不同，分為酸性焊條和堿性焊條兩大類。熔渣成分主要是酸性氧化物的焊條稱為酸性焊條，典型的是鈦鈣型藥皮焊條。酸性焊條適用于一般低碳鋼和強(qiáng)度等級(jí)較低的普通低合金鋼的焊接。堿性焊條熔渣的主要成分是堿性氧化物和氟化鈣，典型的是低氫鈉型藥皮焊條。堿性焊條適用于合金鋼和重要非合金鋼結(jié)構(gòu)的焊接。3.焊條電弧焊的設(shè)備（1）弧焊電源的分類（2）弧焊電源的正確使用與維護(hù)1）電焊機(jī)接入電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意核對(duì)電網(wǎng)電壓、相數(shù)與電焊機(jī)銘牌標(biāo)示是否相符，以防燒壞設(shè)備。2）焊接前要仔細(xì)檢查各部位接線是否正確，特別是焊接電纜接頭是否緊固，防止因接觸不良而造成過熱燒損。3）若電網(wǎng)電源為不接地的三相制，應(yīng)將電焊機(jī)外殼接地；若電網(wǎng)電源為三相四線制，應(yīng)將電焊機(jī)外殼接零。4）電焊機(jī)應(yīng)盡可能放在通風(fēng)良好且干燥的地方，遠(yuǎn)離熱源，并保持平穩(wěn)。（2）弧焊電源的正確使用與維護(hù)5）改變電焊機(jī)接法時(shí)應(yīng)在切斷電源的情況下進(jìn)行，調(diào)節(jié)電流時(shí)應(yīng)在空載情況下進(jìn)行。6）防止電焊機(jī)受潮，保持機(jī)內(nèi)干燥、清潔，定期用干燥的壓縮空氣吹凈內(nèi)部灰塵，尤其是弧焊整流器。7）應(yīng)按照電焊機(jī)的額定焊接電流和負(fù)載持續(xù)率來使用電焊機(jī)，不要使電焊機(jī)因過載而損壞。8）當(dāng)電焊機(jī)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，及時(shí)進(jìn)行檢查和修理。9）工作完畢或臨時(shí)離開工作場(chǎng)地，必須及時(shí)切斷電焊機(jī)電源。10）電焊機(jī)的接線和安裝應(yīng)由專業(yè)電工負(fù)責(zé)。4.焊接用具1）接頭與坡口形式。焊接接頭的形式主要有對(duì)接接頭、角接接頭、搭接接頭和T形接頭，如圖3-3-9所示。焊接厚板時(shí)，往往需要把焊件的待焊部位加工成具有一定幾何形狀的溝槽，稱為坡口，常見坡口形式如圖3-3-10所示，然后進(jìn)行焊接。5.焊條電弧焊的工藝（1）焊前準(zhǔn)備2）焊前還要對(duì)待焊部位的油污、鐵銹等進(jìn)行清理，以免造成焊接困難及產(chǎn)生焊接缺陷，清理的范圍一般為坡口兩側(cè)各10～20mm處。（2）電源種類與極性1）電源種類。采用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差；采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性好，飛濺少，但電弧偏吹較嚴(yán)重。3）焊條烘干放于保溫筒內(nèi)，隨取隨用。一般酸性焊條的烘干溫度為75～150℃，保溫1～2h；堿性焊條的烘干溫度為350～400℃，保溫1～2h。2）電源極性。電源極性是指在進(jìn)行直流電弧焊時(shí)焊件的極性。焊件與電源輸出端正、負(fù)極的接法，分為正接和反接兩種。正接就是焊件接電源正極、焊條接電源負(fù)極的接線法，也稱正極性；反接就是焊件接電源負(fù)極、焊條接電源正極的接線法，也稱反極性。（3）焊接參數(shù)1）焊條直徑。焊條直徑根據(jù)焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數(shù)等進(jìn)行選擇。2）焊接電流。焊接電流主要由焊條直徑、焊接位置、焊條類型及焊接層數(shù)等決定。三、其他焊接方法3）電弧電壓。電弧電壓主要由弧長(zhǎng)決定?；￠L(zhǎng)是指從熔化的焊條端部到熔池表面的最短距離。電弧長(zhǎng)，則電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。焊接時(shí)應(yīng)力求使用短弧。4）焊接速度。焊接速度是指焊接時(shí)焊條向前移動(dòng)的速度。焊接速度應(yīng)均勻、適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不燒穿，可根據(jù)具體情況靈活掌握。1.氣焊氣焊是利用氣體火焰作為熱源的一種熔焊方法。常用氧氣和乙炔混合燃燒的火焰進(jìn)行焊接，又稱為氧-乙炔焊。（1）氣焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用氣焊是將可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w通過焊炬按一定比例混合，獲得所要求的火焰作為熱源，熔化被焊金屬和填充金屬，使其形成牢固的焊接接頭的焊接方法。氣焊的原理示意圖如圖3-3-12所示。（2）氣焊焊接材料1）焊絲。氣焊用的焊絲起填充金屬作用，與熔化的母材一起形成焊縫。2）氣焊熔劑。氣焊熔劑是氣焊時(shí)的助熔劑，其作用是與熔池內(nèi)的金屬氧化物或非金屬夾雜物相互作用生成熔渣，覆蓋在熔池表面，使熔池與空氣隔離（3）氣焊設(shè)備及工具氣焊設(shè)備及工具主要有氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、焊炬等，氣焊設(shè)備及工具的連接如圖3-3-13所示。（4）氣焊工藝參數(shù)氣焊工藝參數(shù)包括焊絲的型號(hào)、牌號(hào)及直徑，氣焊熔劑，火焰的性質(zhì)及能率，焊炬的傾斜角度，焊接方向，焊接速度和接頭形式等，它們是保證焊接質(zhì)量的主要技術(shù)依據(jù)。2.埋弧焊（1）埋弧焊的原理和特征埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊分自動(dòng)和半自動(dòng)兩種，最常用的是自動(dòng)埋弧焊。與焊條電弧焊比較，自動(dòng)埋弧焊具有三個(gè)顯著的特征：1）采用連續(xù)焊絲。2）使用顆粒焊劑。3）焊接過程自動(dòng)化。（2）埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)1）焊縫質(zhì)量好。2）生產(chǎn)率高。3）成本低。4）勞動(dòng)條件得到改善。（3）埋弧焊的缺點(diǎn)埋弧焊的缺點(diǎn)是適應(yīng)性差，只適用于水平位置焊接（允許傾斜坡度不超過20°）和長(zhǎng)而直或大圓弧的連續(xù)焊縫，而且對(duì)生產(chǎn)批量有一定要求（大批生產(chǎn)），因而應(yīng)用受到一定的限制。氬弧焊是使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊。3.氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)電弧焊是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊。按保護(hù)氣體的不同，氣體保護(hù)電弧焊分為二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和惰性氣體保護(hù)焊（氬弧焊、氦弧焊等）。4.氬弧焊（1）氬弧焊的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊時(shí)，氬氣流從焊槍噴嘴中連續(xù)噴出，在電弧區(qū)形成嚴(yán)密的保護(hù)氣層，將電極和金屬熔池與空氣隔離。同時(shí)，利用電極（鎢極或焊絲）與焊件之間產(chǎn)生的電弧熱量來熔化附加的填充焊絲或自動(dòng)給送的焊絲及母材金屬形成熔池，液態(tài)熔池中的金屬凝固后形成焊縫。（2）氬弧焊的分類氬弧焊根據(jù)所用的電極材料不同，分為鎢極（不熔化極）氬弧焊和熔化極氬弧焊；根據(jù)操作方式不同，分為手工氬弧焊、半自動(dòng)氬弧焊和自動(dòng)氬弧焊；根據(jù)采用的電源種類不同，分為直流氬弧焊、交流氬弧焊和脈沖氬弧焊等。（3）鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是使用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢等）作為電極的氬弧焊，簡(jiǎn)稱TIG焊。手工鎢極氬弧焊如圖3-3-14所示。手工鎢極氬弧焊設(shè)備包括電焊機(jī)、焊槍、氬氣瓶、流量計(jì)、開關(guān)等，如圖3-3-15所示。鎢極氬弧焊的工藝主要包括焊前清理和焊接參數(shù)。1）焊前清理。焊前必須對(duì)被焊材料的坡口、坡口附近20mm范圍內(nèi)及焊絲進(jìn)行清理，去除金屬表面的氧化膜和油污等雜質(zhì)，以確保焊縫質(zhì)量。2）焊接參數(shù)。鎢極氬弧焊的焊接參數(shù)主要有電源種類與極性、焊接電流、氬氣流量和噴嘴直徑等。2.方箱體的材料及毛坯方箱體的材料為灰鑄鐵HT200，毛坯選擇鑄件，鑄造后應(yīng)進(jìn)行退火處理，以便消除鑄造時(shí)的內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性能。3.方箱體的加工工藝分析（1）選擇定位基準(zhǔn)：圖5-3-3所示方箱體上的基準(zhǔn)面A、B、C要作為測(cè)量基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。方箱體的各個(gè)表面作為粗、精加工的定位基準(zhǔn)。（2）選擇裝夾方法：根據(jù)圖5-3-3所示方箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，采用壓板進(jìn)行裝夾。（3）分析方箱體的加工工藝：選擇磨削的方式來保證尺寸精度和表面粗糙度。①電源種類與極性。鎢極氬弧焊既可以使用直流電源，也可以使用交流電源。電源種類與極性可根據(jù)焊件材料進(jìn)行選擇，見表3-3-4。②焊接電流。焊接電流主要根據(jù)焊件厚度、鎢極直徑和焊縫空間位置來選擇，過大或過小的焊接電流都會(huì)使焊縫成形不良或產(chǎn)生焊接缺陷。③氬氣流量和噴嘴直徑。氬氣流量過大，不僅浪費(fèi)，而且容易形成紊流，不利于對(duì)焊接區(qū)的保護(hù)；同時(shí)，帶走電弧的熱量多，影響電弧穩(wěn)定燃燒。電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊焊件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法。5.真空電子束焊電子束是從電子槍中產(chǎn)生的，電子束的產(chǎn)生原理示意圖如圖3-3-16所示。電子束焊的焊縫形成過程如圖3-3-17所示。激光焊就是利用激光器產(chǎn)生的單色性、方向性非常高的激光束，經(jīng)過光學(xué)聚焦后，把其聚焦到直徑為10μm的焦點(diǎn)上，使能量密度達(dá)到106W/cm2以上，通過將光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軓亩刍饘龠M(jìn)行的焊接。6.激光焊焊件在高溫下加壓但不產(chǎn)生可見變形和相對(duì)移動(dòng)的固態(tài)焊接方法稱為擴(kuò)散焊。擴(kuò)散焊是把兩個(gè)相接觸的金屬焊件加熱到高溫（一般為0.7T熔～0.8T熔），并施加一定的壓力，此時(shí)焊件產(chǎn)生一定的顯微變形，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的原子互相擴(kuò)散而得到牢固的連接。7.擴(kuò)散焊8.焊接機(jī)器人如圖3-3-18所示為弧焊機(jī)器人，主要由機(jī)械手、控制系統(tǒng)、焊接裝置和焊件夾持裝置等組成。（1）焊接機(jī)器人的組成和特點(diǎn)（2）焊接機(jī)器人的操作焊接機(jī)器人普遍采用示教方式工作，即機(jī)器人通過示教盒的操作鍵引導(dǎo)到起始點(diǎn)，然后用按鍵確定位置、運(yùn)動(dòng)方式（直線或圓弧）、擺動(dòng)方式、焊槍姿態(tài)以及各種焊接參數(shù)。同時(shí)，還可通過示教盒確定周圍設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度等?！?-3金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)31§4-1切削運(yùn)動(dòng)與刀具

2§4-2切削液與加工質(zhì)量§4-4車床及其應(yīng)用4§4-5銑床及其應(yīng)用5§4-8數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用86§4-6鉆床及其應(yīng)用

7§4-7其他機(jī)床及其應(yīng)用§4-9特種加工與先進(jìn)加工技術(shù)9§4-1切削運(yùn)動(dòng)與刀具切削加工就是使用切削工具（或設(shè)備）從工件上切除多余（或預(yù)留）的材料，以獲得尺寸精度、幾何形狀、表面粗糙度等都符合要求的零件或半成品的加工方法。機(jī)械加工是工人通過操作機(jī)床設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行切削加工的方法。常用機(jī)械加工方法的分類如圖4-1-1所示。課堂討論用小刀削鉛筆，注意觀察鉛筆和小刀的運(yùn)動(dòng)。采用其他方法削鉛筆，觀察鉛筆是如何被切削的。討論在不同的切削過程中鉛筆與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。一、切削運(yùn)動(dòng)切削時(shí)，工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是切除工件表面多余材料所需的最基本的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是使工件切削層材料相繼投入切削，從而加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。1.切削中的運(yùn)動(dòng)2.零件表面的形成（1）待加工表面：工件上有待切除的表面。（2）已加工表面：工件上經(jīng)刀具切削后所形成的表面。（3）過渡表面：工件上由切削刃切除的那部分表面。二、切削用量及其選擇原則課堂討論觀看粗車外圓和精車外圓的切削過程，觀察粗車與精車時(shí)所形成的切屑和已加工表面各有什么不同，并完成表格內(nèi)容的填寫。1.切削用量切削用量是切削加工過程中的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量的總稱。（1）切削速度vc在進(jìn)行切削加工時(shí)，刀具切削刃上的選定點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度稱為切削速度。（2）進(jìn)給量f工件或刀具每轉(zhuǎn)或每行程，工件與刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量稱為進(jìn)給量。（3）背吃刀量ap背吃刀量一般是指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。2.切削用量的選擇原則選擇切削用量的原則是在保證加工質(zhì)量、降低加工成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度的乘積最大。三、刀具的結(jié)構(gòu)用美工刀分別以兩種不同的切削角度對(duì)熔絲（鎢絲）、銅絲和鋼絲進(jìn)行切削。用同一把刀具對(duì)硬度不同的材料變換不同的角度進(jìn)行切削時(shí)，切削效果有什么不同？哪些因素可能造成切削效果不同？課堂討論1.刀具切削部分的組成（1）前面Aγ：刀具上切屑流過的表面。（2）主后面Aα：刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面Aα′：刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。（4）主切削刃S：前面與主后面的交線，切削時(shí)起主要切削作用。（5）副切削刃S′：前面與副后面的交線，切削時(shí)起輔助切削作用。（6）刀尖：指主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一部分切削刃。2.車刀主要幾何角度及選用原則四、刀具材料課堂討論用普通高速鋼車刀和硬質(zhì)合金車刀車削工件外圓，觀察不同的切削效果；觀察用立方氮化硼材料的先進(jìn)刀具對(duì)淬硬鋼等高硬度材料工件直接進(jìn)行高速切削的過程，感受不同材料刀具的性能。1.對(duì)刀具切削部分材料的基本要求刀具切削部分材料必須滿足以下基本要求：（1）高的硬度。（2）良好的耐磨性。（3）足夠的強(qiáng)度和韌性。（4）高的熱硬性。（5）良好的工藝性。除上述基本要求外，刀具切削部分材料還應(yīng)有較好的導(dǎo)熱性和化學(xué)性能。2.常用的刀具切削部分材料2.常用的刀具切削部分材料3.先進(jìn)刀具材料（1）陶瓷：陶瓷刀具分為氧化鋁（Al2O3）基和氮化硅（Si3N4）基兩大類。（2）超硬材料：超硬材料是指與天然金剛石的硬度、性能相近的人造金剛石和立方氮化硼，硬度可達(dá)8000～9000HV。4.常用刀具的選用1）根據(jù)零件材料的切削性能選用刀具。2）根據(jù)零件的加工階段選用刀具。3）根據(jù)零件加工區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇刀具切削部分結(jié)構(gòu)。（1）常用刀具的選用方法（2）選用舉例下面以車削圖4-1-5所示的臺(tái)階軸（材料為45鋼）為例，說明刀具的選用方法?！?-2切削液與加工質(zhì)量一、切削液的作用右圖所示為加工設(shè)備工作的場(chǎng)景，可以看到，在加工過程中，設(shè)備向工件噴射液體，依據(jù)以往所學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)思考，這樣做的目的有哪些？課堂討論切削液能從切削區(qū)帶走大量的切削熱，使切削溫度降低。因此，切削液可延長(zhǎng)刀具的使用壽命，提高工件的加工質(zhì)量。1.冷卻作用2.潤(rùn)滑作用切削液滲入刀具、切屑和工件之間，形成潤(rùn)滑膜，可以減小刀具與切屑、刀具與工件過渡表面之間的摩擦。3.清洗和排屑作用切削液能將細(xì)小的切屑或磨削時(shí)從砂輪上脫落的磨粒及時(shí)沖走，避免切屑堵塞或劃傷工件已加工表面及機(jī)床導(dǎo)軌。二、切削液的種類三、切削液的選用四、加工精度加工精度指工件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。工件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度三個(gè)方面。1．加工精度的概念2．獲得規(guī)定尺寸精度的方法試切法是通過試切—測(cè)量—調(diào)整—再試切的反復(fù)過程而最終獲得規(guī)定尺寸精度的方法。（1）試切法（2）自動(dòng)獲得尺寸精度的方法1）用定尺寸刀具加工。工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保證。2）調(diào)整法。預(yù)先按規(guī)定的尺寸調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具及工件的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)，并要求在一批工件的加工過程中，保持這種相對(duì)位置不變，或定期做補(bǔ)充調(diào)整，以保證在加工時(shí)自動(dòng)獲得規(guī)定的尺寸精度。3）自動(dòng)控制法。使用由測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)加工循環(huán)系統(tǒng)。加工表面質(zhì)量包括工件表面微觀幾何形狀和工件表面層材料的物理性能、力學(xué)性能兩個(gè)方面的內(nèi)容。五、加工表面質(zhì)量1．加工表面質(zhì)量的概念表面粗糙度是加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。表面粗糙度是衡量加工表面微觀幾何形狀精度的主要標(biāo)志。2．表面粗糙度（1）表面層材料因塑性變形引起冷作硬化。（2）表面層材料因切削熱的影響引起金相組織的變化。（3）表面層材料因切削時(shí)的塑性變形、熱塑性變形、金相組織變化引進(jìn)殘余應(yīng)力。3．表面層材料的物理性能和力學(xué)性能§4-3金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)做一做通過參觀金屬加工生產(chǎn)車間，認(rèn)識(shí)不同種類的金屬切削機(jī)床。在這些金屬切削機(jī)床上查找如下圖所示的銘牌，觀察并記錄銘牌上的信息。一、金屬切削機(jī)床的分類根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法》（GB/T15375—2008），金屬切削機(jī)床按其工作原理劃分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機(jī)床等。二、金屬切削機(jī)床型號(hào)編制1.通用機(jī)床的型號(hào)編制（1）型號(hào)表示方法：型號(hào)由基本部分和輔助部分組成，中間用“/”隔開，讀作“之”。型號(hào)由大寫漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定規(guī)律組合而成，通用機(jī)床型號(hào)的表示方法如圖4-3-1所示。（2）機(jī)床的分類和代號(hào)（3）機(jī)床的通用特性代號(hào)和結(jié)構(gòu)特性代號(hào)1）通用特性代號(hào)。2）結(jié)構(gòu)特性代號(hào)當(dāng)型號(hào)中有通用特性代號(hào)時(shí)，結(jié)構(gòu)特性代號(hào)排在通用特性代號(hào)之后，否則結(jié)構(gòu)特性代號(hào)直接排在類代號(hào)之后。結(jié)構(gòu)特性代號(hào)用漢語拼音字母表示，但通用特性代號(hào)中已用的字母及“I”“O”兩個(gè)字母不能選用。（4）機(jī)床的組、系代號(hào)1）在同一類機(jī)床中，主要布局或使用范圍基本相同的機(jī)床，即為同一組。2）在同一組機(jī)床中，主參數(shù)、主要結(jié)構(gòu)及布局形式相同的機(jī)床，即為同一系。（5）主參數(shù)和設(shè)計(jì)順序號(hào)1）主參數(shù)。主參數(shù)在機(jī)床型號(hào)中用折算值表示，位于系代號(hào)之后。2）設(shè)計(jì)順序號(hào)。當(dāng)無法用一個(gè)主參數(shù)表示某些通用機(jī)床時(shí)，可用設(shè)計(jì)順序號(hào)表示，由1起始。當(dāng)設(shè)計(jì)順序號(hào)小于10時(shí)，由01開始編號(hào)。（6）主軸數(shù)和第二主參數(shù)1）主軸數(shù)。對(duì)于多軸機(jī)床、多軸鉆床、排式鉆床等機(jī)床，其主軸數(shù)應(yīng)以實(shí)際數(shù)值列入型號(hào)，置于主參數(shù)之后，用“×”分開，讀作“乘”。2）第二主參數(shù)。第二主參數(shù)（多軸機(jī)床的主軸數(shù)除外）一般不予表示。在型號(hào)中表示的第二主參數(shù)，一般以折算成兩位數(shù)為宜，最多不超過三位數(shù)。（7）重大改進(jìn)順序號(hào)按改進(jìn)的先后順序選用A、B、C等漢語拼音字母（但“I”“O”兩個(gè)字母不能選用），加在型號(hào)基本部分的尾部，以區(qū)別原機(jī)床型號(hào)。（8）其他特性代號(hào)其他特性代號(hào)主要反映機(jī)床的各類特性，置于輔助部分之首，用漢語拼音字母（除“I”“O”兩個(gè)字母外）、阿拉伯?dāng)?shù)字或阿拉伯?dāng)?shù)字與漢語拼音字母組合表示。2.專用機(jī)床的型號(hào)編制設(shè)計(jì)單位代號(hào)包括機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)和機(jī)床研究單位代號(hào)（位于型號(hào)之首）。（1）型號(hào)表示方法（2）設(shè)計(jì)單位代號(hào)（3）設(shè)計(jì)順序號(hào)三、識(shí)讀常見機(jī)床型號(hào)1.CA6140C——類別為車床類；A——結(jié)構(gòu)特性為A結(jié)構(gòu)；6——組別為落地及臥式車床組；1——系別為普通車床系；40——主參數(shù)為床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm。2.Z3040×16/S2Z——類別為鉆床類；3——組別為搖臂鉆床組；0——系別為搖臂鉆床系；40——主參數(shù)為最大鉆孔直徑40mm；16——第二主參數(shù)為最大跨距1600mm；S2——制造企業(yè)為沈陽第二機(jī)床廠。3.THM6350/JCST——類別為鏜床類；H——通用特性為加工中心；M——通用特性為精密；6——組別為臥式銑鏜床組；3——系別為臥式銑鏜床系；50——主參數(shù)為工作臺(tái)面寬度500mm；JCS——制造企業(yè)為北京機(jī)床研究所。§4-4車床及其應(yīng)用課堂討論觀察車床加工出來的下圖所示零件，分析它們的特點(diǎn)。生活中還有哪些物品與這些零件相似？車削是以工件旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，以車刀移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。車削的切削運(yùn)動(dòng)由車床實(shí)現(xiàn)。一、臥式車床1.認(rèn)識(shí)臥式車床2.臥式車床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)路線二、立式車床和自動(dòng)車床立式車床的結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)是主軸垂直布置，有一個(gè)水平布置的直徑很大的圓形工作臺(tái)，用來裝夾工件。1．立式車床經(jīng)調(diào)整后，不需工人操作便能自動(dòng)地完成一定的切削加工循環(huán)（包括工作行程和空行程），并且可以自動(dòng)地重復(fù)這種工作循環(huán)的車床稱為自動(dòng)車床2．自動(dòng)車床三、車床的加工范圍和加工特點(diǎn)1.車床的加工范圍（1）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，適合車削不同材料、不同精度要求的工件。（2）所用刀具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制造、刃磨和裝夾都較方便。（3）切削力變化較小，車削過程相對(duì)平穩(wěn)，生產(chǎn)率較高。（4）車削可以加工出尺寸精度和表面質(zhì)量都較高的工件，車削的尺寸精度等級(jí)通常為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.6μm。2.車床的加工特點(diǎn)四、車床常用夾具用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的裝置稱為夾具。車床夾具分為通用夾具和專用夾具兩類。車床的通用夾具一般作為車床附件供應(yīng)，且已標(biāo)準(zhǔn)化。五、車刀五、車刀五、車刀§4-5銑床及其應(yīng)用課堂討論觀察銑床加工出來的下圖所示零件，討論它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上與車床加工出來的零件有何不同，加工表面有何特點(diǎn)。？銑削是以銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，以工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的一種切削加工方法。銑削的切削運(yùn)動(dòng)是由銑床實(shí)現(xiàn)的。一、認(rèn)識(shí)銑床X6132型臥式萬能升降臺(tái)銑床是生產(chǎn)中最常見的銑床之一，如圖4-5-2所示，其各部分的結(jié)構(gòu)及作用見表4-5-1。1.認(rèn)識(shí)X6132型臥式萬能升降臺(tái)銑床以X6132型臥式萬能升降臺(tái)銑床為例，其運(yùn)動(dòng)示意圖如圖4-5-3所示。2.臥式萬能升降臺(tái)銑床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)路線X6132型臥式萬能升降臺(tái)銑床有主軸傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)，其傳動(dòng)路線圖如圖4-5-4所示。2.臥式萬能升降臺(tái)銑床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)路線二、其他常用銑床二、其他常用銑床二、其他常用銑床二、其他常用銑床三、銑床的加工范圍和加工特點(diǎn)1.銑床的加工范圍在銑床上使用各種不同的銑刀可以完成平面（平行面、垂直面、斜面）、臺(tái)階、槽、特形面等加工，配以分度頭等銑床附件還可完成花鍵軸、齒輪、螺旋槽等加工，銑床的加工范圍如圖4-5-5所示。2.銑床的加工特點(diǎn)（1）以銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，加工位置調(diào)整方便。（2）采用多刃刀具加工，刀齒輪換切削，刀具冷卻效果好，使用壽命長(zhǎng)。（3）銑床加工生產(chǎn)率高，加工范圍廣，銑刀種類多，適應(yīng)性強(qiáng)，且具有較高的加工精度。（4）適合加工平面類及形狀復(fù)雜的組合體零件，在模具制造等行業(yè)中占有重要地位。四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀六、銑削方法三種不同的銑削方法具有如下特點(diǎn)：（1）端銑時(shí)銑刀所受的銑削力主要為軸向力，加之面銑刀的刀桿較短，剛度好，同時(shí)參與切削的面銑刀齒數(shù)多，因此振動(dòng)小，銑削平穩(wěn)，效率高。（2）面銑刀的直徑可以做得很大，能一次銑出較大的表面而不用接刀。周銑時(shí)工件加工表面的寬度受圓周刃寬度的限制而不能太寬。（3）面銑刀刀片裝夾方便、剛度好，適宜進(jìn)行高速銑削和強(qiáng)力銑削，可大大提高生產(chǎn)率和減小表面粗糙度值。（4）面銑刀每個(gè)刀齒所切下的切屑厚度變化較小，因此端銑時(shí)銑削力變化小。三種不同的銑削方法具有如下特點(diǎn)：（5）周銑時(shí)能一次切除較厚的銑削層。（6）混合銑時(shí)，由于銑削速度受到周銑的限制，因此用周銑加工出來的表面粗糙度值比用端銑加工出來的表面粗糙度值小?！?-6鉆床及其應(yīng)用課堂討論觀察鉆床加工出來的下圖所示孔，討論孔的特點(diǎn)。生活中還有哪些帶孔的零件？一、認(rèn)識(shí)鉆床1.立式鉆床（1）立式鉆床的結(jié)構(gòu)立式鉆床按其孔加工直徑不同，有18mm、25mm、35mm、40mm、50mm、63mm、80mm等多種規(guī)格。（2）立式鉆床的運(yùn)動(dòng)和傳動(dòng)路線

鉆床進(jìn)行兩種基本運(yùn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向移動(dòng)。其中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是鉆削所必需的基本運(yùn)動(dòng)，即主運(yùn)動(dòng)；而軸向移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)2.臺(tái)式鉆床臺(tái)式鉆床是置于作業(yè)臺(tái)上使用的小型鉆床，用于鉆削中、小型工件上直徑小于13mm的孔。3.搖臂鉆床搖臂鉆床有一個(gè)能繞立柱回轉(zhuǎn)的搖臂，主軸箱可沿立柱軸線上下移動(dòng)；同時(shí)，主軸箱還可沿?fù)u臂的水平導(dǎo)軌做手動(dòng)或機(jī)動(dòng)移動(dòng)。二、鉆床的加工范圍和加工特點(diǎn)1.鉆床的加工范圍在鉆床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、锪孔、锪端面等加工，鉆床的加工范圍如圖4-6-5所示。立式鉆床、臺(tái)式鉆床和搖臂鉆床的加工范圍略有不同，見表4-6-2。2.鉆床的加工特點(diǎn)（1）鉆削加工時(shí)，刀具與孔壁表面之間的摩擦比較嚴(yán)重，需要較大的鉆削力。（2）鉆削時(shí)產(chǎn)生的熱量較多，且傳熱、散熱比較困難，切削溫度較高。（3）切削刀具在高速旋轉(zhuǎn)和較高的切削溫度下工作，磨損會(huì)加重。（4）由于鉆削時(shí)的擠壓和摩擦，故易產(chǎn)生孔壁的冷作硬化，給下道工序的加工增加難度。（5）鉆削刀具多屬于細(xì)長(zhǎng)型，切削時(shí)容易引起振動(dòng)，導(dǎo)致加工精度下降。三、鉆削常用工具四、鉆削常用刀具四、鉆削常用刀具四、鉆削常用刀具四、鉆削常用刀具§4-7其他機(jī)床及其應(yīng)用課堂討論觀察以下零件，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上與常見零件有何不同？加工表面有何特點(diǎn)？一、刨床及其應(yīng)用牛頭刨床由工作臺(tái)、刀架、滑枕、床身、橫梁和底座等主要部件組成，其結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)如圖4-7-1所示。牛頭刨床的主運(yùn)動(dòng)為滑枕帶動(dòng)刀架（刨刀）的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)包括工作臺(tái)的橫向移動(dòng)和刨刀的垂直（或斜向）移動(dòng)。工作臺(tái)的橫向移動(dòng)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橫向絲杠間歇轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在滑枕每次直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)束后到下一次工作行程開始前的間歇中完成。刨刀的垂直（或斜向）移動(dòng)則通過手工轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄完成。1.認(rèn)識(shí)刨床（1）牛頭刨床的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)（2）龍門刨床的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)龍門刨床以其固有的龍門式框架結(jié)構(gòu)而得名，由床身、工作臺(tái)、橫梁、垂直刀架、頂梁、立柱和側(cè)刀架等主要部件組成，如圖4-7-2所示。主運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)帶動(dòng)工件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是刨刀的橫向或垂直間歇運(yùn)動(dòng)，這剛好與牛頭刨床的運(yùn)動(dòng)相反。2.刨床的加工范圍和加工特點(diǎn)刨床一般用于加工水平面、垂直面、內(nèi)外斜面、溝槽（直槽、燕尾槽、V形槽、T形槽）和曲面等，如圖4-7-3所示。（1）刨床的加工范圍1）刨床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整、操作均較方便；刨刀為單刃刀具，制造和刃磨都較容易，價(jià)格低廉。因此，刨削生產(chǎn)成本較低。2）由于刨削的主運(yùn)動(dòng)是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，刀具切入和切離工件時(shí)有沖擊負(fù)載，因而限制了切削速度的提高。此外，刨削中還存在空行程損失，故刨削生產(chǎn)率較低。3）刨削的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra12.5～1.6μm。（2）刨床的加工特點(diǎn)3.刨刀的種類及用途3.刨刀的種類及用途二、插床及其應(yīng)用插削是用插刀相對(duì)于工件做垂直相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。插削在插床上進(jìn)行。1.認(rèn)識(shí)插床（1）插床的結(jié)構(gòu)如圖4-7-4所示，插床的結(jié)構(gòu)與立式牛頭刨床相似，其主要部件有床身、上滑座、下滑座、工作臺(tái)、滑枕、立柱、變速箱和分度機(jī)構(gòu)等。（2）插床的運(yùn)動(dòng)插床的主運(yùn)動(dòng)是滑枕（插刀）的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。插刀可以伸入工件的孔中做縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，向下是工作行程，向上是回程。安裝在插床工作臺(tái)面上的工件在插刀每次回程后做間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2.插床的加工范圍和加工特點(diǎn)（1）插床的加工范圍（2）插床的加工特點(diǎn)1）插削時(shí)存在沖擊現(xiàn)象和空行程損失。因此，插削生產(chǎn)率低，主要用于單件或小批生產(chǎn)。2）插削的工作行程受刀桿剛度的限制，槽長(zhǎng)尺寸不宜過大。3）插床的刀架沒有抬刀機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)也沒有讓刀機(jī)構(gòu)，因此，插刀在回程時(shí)與工件產(chǎn)生摩擦，工作條件較差。4）除鍵槽、型孔外，插床還可以加工圓柱齒輪和凸輪等。5）插削的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～1.6μm。3.插刀的種類及用途外圓磨床分為普通外圓磨床和萬能外圓磨床等。萬能外圓磨床由工作臺(tái)、尾座、砂輪架、內(nèi)圓磨裝置、頭架、踏板和床身等部件構(gòu)成，如圖4-7-6所示。三、磨床及其應(yīng)用1.認(rèn)識(shí)磨床（1）外圓磨床常用的普通內(nèi)圓磨床如圖4-7-7所示，它由裝在頭架主軸上的卡盤夾持工件做圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)砂輪架沿床身導(dǎo)軌做縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，頭架沿滑鞍做橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；頭架還可繞豎軸轉(zhuǎn)至一定角度以磨削錐孔。（2）內(nèi)圓磨床最常用的平面磨床是臥軸矩臺(tái)平面磨床，如圖4-7-8所示，由床身、立柱、工作臺(tái)和磨頭等主要部件組成。（3）平面磨床1）磨外圓時(shí)的運(yùn)動(dòng)。磨外圓時(shí)，砂輪的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工件繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪在垂直于工件軸線方向上的運(yùn)動(dòng)為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（4）磨削的基本運(yùn)動(dòng)2）磨內(nèi)圓時(shí)的運(yùn)動(dòng)。磨內(nèi)圓時(shí)的運(yùn)動(dòng)與磨外圓時(shí)相同，只是砂輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。3）磨平面時(shí)的運(yùn)動(dòng)。平面磨削時(shí)，砂輪的旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪沿軸向的運(yùn)動(dòng)為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪在垂直于工件表面方向上的運(yùn)動(dòng)為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2.磨床的加工范圍和加工特點(diǎn)（1）磨床的加工范圍1）磨削速度高。2）磨削溫度高。3）能獲得很好的加工質(zhì)量。4）磨削范圍廣。5）少切屑。6）砂輪在磨削中具有自銳作用。（2）磨床的加工特點(diǎn)3.砂輪的種類及用途砂輪的特性由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸、強(qiáng)度（最高工作速度）七個(gè)要素來衡量。常用砂輪的種類及用途見表4-7-3。四、鏜床及其應(yīng)用圖4-7-11所示為臥式鏜床，其主要部件有床身、主軸箱、主立柱、工作臺(tái)和尾立柱等。鏜削時(shí)，鏜刀用鏜刀桿或鏜刀盤裝夾，通過主軸或平旋盤帶動(dòng)回轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，工件裝夾在工作臺(tái)上，并由工作臺(tái)帶動(dòng)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主軸在回轉(zhuǎn)的同時(shí)，根據(jù)需要也可做軸向移動(dòng)，以取代工作臺(tái)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.認(rèn)識(shí)鏜床2.鏜床的加工范圍和加工特點(diǎn)（1）鏜床的加工范圍（2）鏜床的加工特點(diǎn)1）在鏜床上鏜孔是以刀具的回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，與以工件的回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)的孔加工方法（如車孔）相比，特別適合加工箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型工件上的孔。2）鏜削可以方便地加工直徑很大的孔。3）鏜削能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)孔系的加工。4）鏜床的多個(gè)部件能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。5）鏜孔的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2～0.8μm。3.鏜刀的種類及用途§4-8數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用課堂討論觀察以下用數(shù)控機(jī)床加工出來的零件，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有何不同？加工表面有何特點(diǎn)？通過實(shí)訓(xùn)或參觀生產(chǎn)車間，你能說出數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別嗎？一、數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)數(shù)控技術(shù)即數(shù)字控制技術(shù)（numericalcontroltechnology），是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制的自動(dòng)控制技術(shù)。1.數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床的概念數(shù)控機(jī)床是用數(shù)字信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測(cè)量反饋裝置和機(jī)床主體等組成，如圖4-8-1所示。2.數(shù)控機(jī)床的組成（1）控制介質(zhì)是存儲(chǔ)數(shù)控加工所需程序的介質(zhì)。（3）伺服系統(tǒng)用于接收數(shù)控裝置的指令，是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。它包括伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、各種伺服驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（2）數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，它能夠完成信息的輸入、存儲(chǔ)、變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。（4）測(cè)量反饋裝置用于檢測(cè)速度、位移以及加工狀態(tài)，并將檢測(cè)到的信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置，通過比較計(jì)算出偏差，并發(fā)出糾正誤差指令。（5）機(jī)床主體是數(shù)控機(jī)床的本體，主要包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，還有冷卻、潤(rùn)滑、換刀、夾緊等輔助裝置。3.數(shù)控加工的工作過程（2）數(shù)控銑床：數(shù)控銑床是一種用于完成銑削加工或鏜削加工的數(shù)控機(jī)床。4.數(shù)控機(jī)床的分類（1）數(shù)控車床：數(shù)控車床是一種用于完成車削加工的數(shù)控機(jī)床。（4）數(shù)控鉆床：數(shù)控鉆床主要用于完成鉆孔、攻螺紋等工作，是一種采用點(diǎn)位控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。4.數(shù)控機(jī)床的分類（3）加工中心：加工中心是指帶有刀庫（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外）和刀具自動(dòng)交換裝置的數(shù)控機(jī)床。（6）數(shù)控電火花成形機(jī)床是一種進(jìn)行特種加工的機(jī)床，其工作原理與數(shù)控線切割機(jī)床類似。4.數(shù)控機(jī)床的分類（5）數(shù)控線切割機(jī)床：其工作原理是利用兩個(gè)不同極性的電極（電極絲和工件）在絕緣液體中產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象來去除材料，從而完成加工任務(wù)。4.數(shù)控機(jī)床的分類（7）其他數(shù)控機(jī)床5.數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)（1）適用范圍廣（2）加工精度高（3）生產(chǎn)率高（4）加工質(zhì)量穩(wěn)定和可靠（5）改善勞動(dòng)條件（6）有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理現(xiàn)代化6.數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用（1）多品種、小批生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。（2）形狀復(fù)雜，加工精度要求高，通用機(jī)床無法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件。（3）在普通機(jī)床上加工需要昂貴的工裝設(shè)備（工具、夾具和模具）的零件。（4）尺寸難測(cè)量、進(jìn)給難控制的殼體或盒型零件。（5）必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸、攻螺紋等多道工序的零件。（6）價(jià)格昂貴，加工時(shí)不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。（7）需要短生產(chǎn)周期的急需零件。二、常用數(shù)控機(jī)床1.數(shù)控車床數(shù)控車床的主軸、尾座等部件的布局形式與普通車床基本一致，而床身結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌的布局則發(fā)生了根本性的變化。（1）數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)（2）數(shù)控車床的特點(diǎn)1）采用防護(hù)裝置。2）采用自動(dòng)排屑裝置。3）工件裝夾安全可靠。4）可自動(dòng)換刀。5）主傳動(dòng)與進(jìn)給傳動(dòng)分離。2.數(shù)控銑床常用數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)如圖4-8-11所示。（1）數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)（2）數(shù)控銑床的特點(diǎn)1）零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)，靈活性好。2）能加工普通銑床無法加工或很難加工的零件。3）能加工一次裝夾定位后需進(jìn)行多道工序加工的零件。4）加工精度較高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。5）生產(chǎn)自動(dòng)化程度高。6）生產(chǎn)率高。7）對(duì)刀具的要求較高。3.加工中心加工中心在普通數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置及刀庫（1）加工中心的結(jié)構(gòu)（2）加工中心的特點(diǎn)1）具有至少三軸的切削控制能力，方便進(jìn)行輪廓切削。2）具有自動(dòng)換刀裝置3）具有分度工作臺(tái)和數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)4）具有選擇各種進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速的能力及各種輔助功能5）工序高度集中。§4-9特種加工與先進(jìn)加工技術(shù)課堂討論觀察以下零件，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上與以往所見的零件有何不同？加工表面有何特點(diǎn)？一、特種加工電火花成形加工是一種利用脈沖放電對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行電蝕以去除多余材料的加工方法，故又稱為電蝕加工。1.電火花成形加工（1）電火花成形加工原理（2）電火花成形加工特點(diǎn)1）能夠加工各種具有導(dǎo)電性能的硬、脆、軟、韌性材料。2）加工時(shí)無切削力，適合加工小孔、薄壁、窄腔槽及各種復(fù)雜的型孔、型腔和曲線孔等，也適用于精密細(xì)微加工。3）加工時(shí)，由于脈沖能量間斷地以極短的時(shí)間作用在工件上，因此整個(gè)工件幾乎不受熱的影響，有利于提高工件的加工精度和表面質(zhì)量，也有利于加工熱敏感性強(qiáng)的材料。4）便于實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化。5）工具電極消耗較大。（3）電火花成形加工應(yīng)用1）電火花穿孔、型腔加工。2）電火花小孔加工。3）電火花精密細(xì)微加工。4）電火花磨削。2.電火花線切割加工電火花線切割加工是利用移動(dòng)的金屬線（鉬絲、銅絲或鎢鉬合金絲）作為負(fù)電極，工件作為正電極，并在線電極與工件電極之間通以脈沖電流，同時(shí)在兩極間澆注礦物油、乳化油等具有一定絕緣性能的工作液，靠脈沖電火花的電蝕作用實(shí)現(xiàn)工件要求尺寸的加工。（1）電火花線切割加工原理快速走絲電火花線切割加工原理示意圖如圖4-9-4所示。（2）電火花線切割加工特點(diǎn)1）可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的工件。2）利用電蝕加工原理，電極絲與工件不直接接觸。3）在電極絲材料不必比工件材料硬，可加工任何導(dǎo)電的固體材料。4）直接利用電能進(jìn)行加工，可方便地對(duì)影響加工精度的加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。5）電火花線切割加工不能加工非導(dǎo)電材料。6）電火花線切割加工的金屬去除效率低，因此其加工成本高。（3）電火花線切割加工應(yīng)用1）各種形狀的沖裁模（凸模、凹模）及其他模具的制造。2）各類精密型孔、樣板、成形刀具和精密窄槽類零件等的加工。3）加工和切割稀有、貴重金屬。3.激光加工（1）激光加工原理激光加工就是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。（2）激光加工特點(diǎn)1）幾乎可以加工任何固體材料。2）可進(jìn)行精密細(xì)微加工。3）激光加工屬于非接觸加工，沒有明顯的機(jī)械力，沒有工具損耗。4）加工速度快，熱影響區(qū)小，并可通過透明體進(jìn)行加工。5）激光加工是一種瞬時(shí)局部熔化和氣化的熱加工方法，其影響因素很多。1）去除加工包括激光打孔、激光切割以及激光動(dòng)平衡去重、修整、劃片、電阻微調(diào)等，應(yīng)用最多的是激光打孔。2）連接加工即激光焊接，主要用于高熔點(diǎn)材料、快速氧化材料及異種材料的焊接。（3）激光加工工藝及應(yīng)用4.高壓水射流加工高壓水射流加工是一種冷切割工藝，被加工材料的物理性能、力學(xué)性能及材質(zhì)的晶體組織結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞，可免除后續(xù)機(jī)械加工工藝。二、先進(jìn)加工技術(shù)先進(jìn)加工技術(shù)是指采用更高的加工速度，加工出的產(chǎn)品精度更高、形狀更復(fù)雜，被加工材料的種類和特性更加豐富多樣，并且加工出的產(chǎn)品具有高效率和高柔性以快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的加工技術(shù)。1.概述2.先進(jìn)加工技術(shù)的分類（1）超精密加工技術(shù)精密和超精密加工等只是一個(gè)相對(duì)的概念，其界限隨著時(shí)間的推移而不斷變化。圖4-9-9所示為加工精度隨時(shí)代發(fā)展的情況。（2）高速切削加工技術(shù)高速切削加工技術(shù)是指采用超硬材料的刀具與磨具，能可靠地實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化制造設(shè)備，可極大地提高材料切除效率，并保證加工精度和加工質(zhì)量的現(xiàn)代制造加工技術(shù)。（3）微細(xì)加工技術(shù)微細(xì)加工是指加工尺度為微米級(jí)的加工方式。（4）數(shù)控加工技術(shù)數(shù)字控制加工技術(shù)簡(jiǎn)稱數(shù)控加工技術(shù)，是近代發(fā)展起來的一種自動(dòng)控制技術(shù)，是典型的機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和檢測(cè)技術(shù)等密切結(jié)合的機(jī)電一體化高新技術(shù)。3.先進(jìn)加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（1）機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展（2）制造過程趨向全球化、虛擬化和綠色化（3）采用清潔能源及原材料，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)（4）加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化（5）加工向智能化方向發(fā)展1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)。2）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工。3）引入故障診斷專家系統(tǒng)。4）應(yīng)用智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置。§5-3典型零件加工31§5-1生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)知識(shí)

2§5-2表面加工§5-1生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)知識(shí)課堂討論參觀生產(chǎn)車間，觀察是按照怎樣的流程對(duì)毛坯各個(gè)表面進(jìn)行順序加工而使之成為零件的。觀察典型機(jī)械零件，如齒輪、軸、盤套等，分析其外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查詢其功用，想一想制作它們需要經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)。一、生產(chǎn)過程和工藝過程

將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。生產(chǎn)過程錯(cuò)綜復(fù)雜，不僅包括直接作用于生產(chǎn)對(duì)象上的工作，還包括生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)輔助工作。1.生產(chǎn)過程2．工藝過程

工藝過程：在生產(chǎn)過程中，直接改變?cè)牧希ɑ蛎鳎┬螤?、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程稱為工藝過程。工藝過程包括若干道工序，每個(gè)工序又分為若干安裝、工位、工步、走刀（1）工序工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點(diǎn)是否改變和加工是否連續(xù)完成。（2）安裝定位：工件在加工前，確定工件在機(jī)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，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。裝夾：將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程。安裝：工件裝卸一次所完成的那部分工作。（3）工位在一次安裝中，工件在機(jī)床或夾具占據(jù)的每個(gè)加工位置上所完成的那一步工藝過程稱為工位（4）工步工步：在一個(gè)工序中，加工表面、刀具、轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都不變時(shí)所完成的那部分工作稱為工步。劃分工步的依據(jù)是加工表面和加工工具是否變化。

加工右圖需要九個(gè)工步：車端面A、車φ30mm外圓、車φ14h7外圓、車端面B、車槽φ13mm×1mm、倒角C1mm、切斷、車端面C、倒角C1.5mm（5）走刀在一個(gè)工步中，若所需切去的金屬層很厚，可分幾次切削，每一次切削稱為一次走刀。

生產(chǎn)過程和工藝過程之間是包容關(guān)系，如圖5-1-4所示3.生產(chǎn)過程和工藝過程的關(guān)系二、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1.生產(chǎn)綱領(lǐng)

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)主要是指包括備品與廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量。它根據(jù)市場(chǎng)需求量與本企業(yè)的生產(chǎn)能力來確定2.生產(chǎn)類型

生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的不同和產(chǎn)品的大小，機(jī)械制造生產(chǎn)一般分為單件生產(chǎn)、批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。（1）單件生產(chǎn)

單件生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是：產(chǎn)品品種繁多而數(shù)量極少，甚至只有一件或少數(shù)幾件，且很少重復(fù)生產(chǎn)。（2）批量生產(chǎn)

批量生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是：產(chǎn)品品種較多，每一種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，且各種產(chǎn)品是周期性重復(fù)生產(chǎn)。（3）大量生產(chǎn)

大量生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是：產(chǎn)品品種較少而數(shù)量很多，大多數(shù)工作地點(diǎn)長(zhǎng)期重復(fù)地進(jìn)行某一道工序的加工。三、機(jī)械加工工藝規(guī)程1.機(jī)械加工工藝規(guī)程簡(jiǎn)介

機(jī)械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。常用的是機(jī)械加工工藝卡和機(jī)械加工工序卡。2.識(shí)讀機(jī)械加工工藝規(guī)程

（1）識(shí)讀機(jī)械加工工藝卡

機(jī)械加工工藝卡一般在批量生產(chǎn)中應(yīng)用，主要用于指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)。

機(jī)械加工工藝卡是以工序?yàn)閱挝唬?jiǎn)要說明零件加工過程的工藝文件，主要用于生產(chǎn)管理，作為生產(chǎn)準(zhǔn)備、編制生產(chǎn)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。

1）識(shí)讀表頭。表頭反映產(chǎn)品的信息及所加工零件的基本信息。

2）識(shí)讀毛坯信息。材料為40Cr，零件的直徑相差較大，該齒輪主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，對(duì)力學(xué)性能要求較高，所以采用鍛件毛坯。

3）識(shí)讀加工工藝過程。整個(gè)工藝過程共有12道工序，各工序的加工內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要。

4）各表面加工方案。

5）設(shè)備和工藝裝備。各工序所使用的設(shè)備、工藝裝備均為通用機(jī)床、通用工量具。6）工時(shí)定額。一般根據(jù)各工序余量和工序加工精度要求具體確定工時(shí)定額。（2）識(shí)讀機(jī)械加工工序卡

機(jī)械加工工序卡是針對(duì)機(jī)械加工工藝卡中的某一道工序制定的?？ㄆ弦嫵龉ば蚝?jiǎn)圖，并注明該工序每一道工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及工藝裝備等。一般在大量生產(chǎn)和批量生產(chǎn)中應(yīng)用，主要用于指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)。

1）識(shí)讀表頭。該卡片是表5-1-4所列傳動(dòng)齒輪第5道工序（車：半精車、精車齒頂圓、內(nèi)孔和其余表面）的機(jī)械加工工序卡，反映的是機(jī)加工車間的精加工工序內(nèi)容。

2）識(shí)讀工序簡(jiǎn)圖。工序簡(jiǎn)圖是崗位工人的加工依據(jù)，它明確了本工序的主要任務(wù)和要求，并能指導(dǎo)崗位工人合理選用定位基準(zhǔn)。

3）識(shí)讀工步內(nèi)容。該工序的詳細(xì)加工內(nèi)容為：車右端面至平整，鏜內(nèi)孔至尺寸要求；車φ227.5mm外圓至尺寸要求；車φ110mm外圓至尺寸要求；車φ227.5mm左端面至尺寸要求；車φ110mm左端面至尺寸要求。

4）識(shí)讀設(shè)備和工藝裝備。在CA6140型臥式車床上采用外圓車刀、端面車刀、鏜刀等刀具和各種工量具加工、檢測(cè)該工序所述內(nèi)容。

5）識(shí)讀工藝參數(shù)。一般包括工藝裝備（夾具、量具、刀具等）、切削用量和工步工時(shí)等內(nèi)容?！?-2表面加工課堂討論

觀察具有外圓面（圓柱面）的典型零件與具有內(nèi)圓面（孔）的典型零件，討論用哪些機(jī)床可以加工出這些零件?！?-2表面加工一、表面加工方法的選擇原則

（1）首先根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及分幾次加工。（2）考慮被加工材料的性質(zhì)。（3）根據(jù)生產(chǎn)類型，考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等問題。（4）根據(jù)本企業(yè)（或本車間）現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)水平，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力。選擇表面加工方法應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮二、加工階段的劃分

一般分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。1.各加工階段的主要任務(wù)

（1）粗加工階段：切除工件各加工表面的大部分加工余量。粗加工階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率。

（2）半精加工階段：達(dá)到一定的精度要求，完成次要表面的最終加工，并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備。

（3）精加工階段：完成各主要表面的最終加工，使零件的尺寸精度和表面質(zhì)量達(dá)到圖樣規(guī)定的要求。（1）有利于消除或減小變形對(duì)尺寸精度的影響。（2）有利于盡早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。（3）有利于合理選擇和使用設(shè)備。（4）有利于合理組織生產(chǎn)和進(jìn)行工藝布置。2.劃分加工階段的意義三、外圓面加工（1）外圓面的車削外圓面的車削主要分為粗車、半精車、精車和精細(xì)車四個(gè)階段。1.外圓面的常用加工方法1）粗車。零件的所有表面首先選用粗車加工，為半精車和精車做準(zhǔn)備。粗車的尺寸精度等級(jí)一般為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度值可達(dá)Ra50～12.5μm。2）半精車。半精車尺寸精度等級(jí)為IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～3.2μm，用于磨削加工和精加工的預(yù)加工，或中等精度表面的終加工。3）精車。精車尺寸精度等級(jí)為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.6～0.8μm，用于較高精度外圓的終加工或作為光整加工的預(yù)加工。4）精細(xì)車。精細(xì)車尺寸精度等級(jí)為IT5以上，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4～0.025μm，主要用于高精度、小型且不宜磨削的有色金屬零件的外圓加工，或大型精密外圓面加工。1）粗磨。尺寸精度等級(jí)為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～0.4μm。（2）外圓面的磨削2）精磨。尺寸精度等級(jí)為IT6～I(xiàn)T5，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4～0.2μm。3）精密磨削。精密磨削是一種精密加工方法，尺寸精度等級(jí)為IT5，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.1～0.008μm。2.外圓面的典型加工方案（表5-2-1）2.外圓面的典型加工方案（表5-2-1）四、內(nèi)圓面加工1.內(nèi)圓面的常用加工方法（1）鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔鉆孔可在鉆床上完成，也可在車床上完成。鉆孔的尺寸精度等級(jí)一般為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度值可達(dá)Ra12.5μm。擴(kuò)孔相當(dāng)于半精加工，除進(jìn)一步去除加工余量、提高精度外，還可以修整孔軸線與相關(guān)表面的位置精度。擴(kuò)孔的尺寸精度等級(jí)為IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～3.2μm。鉸孔是在半精加工的基礎(chǔ)上，用鉸刀從工件孔壁上切除微量金屬層的加工方法。鉸孔只能提高孔本身的尺寸精度和形狀精度，但不能校正孔的位置精度。鉸孔的尺寸精度等級(jí)為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2～0.4μm。1）粗鏜。粗鏜為半精加工或精加工做準(zhǔn)備，粗鏜的尺寸精度等級(jí)為IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～3.2μm。（2）鏜孔3）精鏜。精鏜的尺寸精度等級(jí)為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.6～0.8μm，用于精度較高的內(nèi)孔的精加工或珩磨孔的預(yù)加工。2）半精鏜。半精鏜的尺寸精度等級(jí)為IT9～I(xiàn)T8，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2～1.6μm，用于磨削加工和精加工的預(yù)加工，或中等精度內(nèi)孔表面的終加工。

拉孔的尺寸精度等級(jí)為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra1.6～0.1μm，加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。但其刀具復(fù)雜，加工時(shí)以孔本身定位，不能修整孔的軸線，不能加工階梯孔和不通孔。（3）拉孔

當(dāng)采用車削、鏜削加工不能保證零件孔加工的精度和表面質(zhì)量時(shí)，磨削是一種比較理想的內(nèi)圓面加工方法。磨削適合加工硬度較高，尤其是淬火后高硬度材料的孔。磨孔的尺寸精度等級(jí)為IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～0.2μm。（4）磨孔2.內(nèi)圓面的典型加工方案（表5-2-2）五、平面加工

刨削是單件或小批生產(chǎn)中平面加工最常用的加工方法。其尺寸精度等級(jí)一般為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～1.6μm。1.平面的常用加工方法（1）平面的刨削（2）平面的銑削

銑削是平面加工的主要方法之一。通常，平面的銑削可分為粗銑、半精銑和精銑三個(gè)加工階段。1）粗銑。粗銑為半精銑、精銑加工做準(zhǔn)備。粗銑后兩平行平面之間的尺寸精度等級(jí)為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度值可達(dá)Ra25～12.5μm。2）精銑。精銑的尺寸精度等級(jí)IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度值可達(dá)Ra6.3～1.6μm。

磨削常作為銑削、刨削平面后的精加工，在平面磨床上進(jìn)行，主要用于中、小型零件高精度表面和淬硬平面的加工。磨削平面的尺寸精度等級(jí)為IT6～I(xiàn)T5，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4～0.02μm。（3）平面的磨削（4）平面的刮削

刮削一般是在精刨或精銑的基礎(chǔ)上，由鉗工手工操作。刮削余量一般為0.05～0.4mm，刮削平面的尺寸精度等級(jí)為IT6以上，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～0.1μm，并能提高接觸精度。

研磨是用研磨工具和研磨劑，從工件上研去一層極薄表面材料的精密加工方法。研磨的實(shí)質(zhì)是用游離的磨粒對(duì)工件進(jìn)行物理和化學(xué)綜合作用的微量切削。平面研磨屬于平面的精密加工方法之一，研磨的尺寸精度等級(jí)為IT5，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.1～0.006μm。（5）平面的研磨2.平面的典型加工方案（表5-2-3）

銑齒是用成形齒輪銑刀在銑床上直接切制輪齒的方法。銑齒逐齒進(jìn)行，每切制完一個(gè)齒槽，須用分度頭按齒輪的齒數(shù)進(jìn)行分度，再銑另一個(gè)齒槽，依次銑削，直至將所有齒槽加工完成。六、齒面加工1.銑齒2.滾齒

滾齒是用齒輪滾刀在滾齒機(jī)（圖5-2-1）上切制齒輪的方法。圖5-2-2所示滾齒為采用齒輪滾刀滾切加工圓柱齒輪齒形。3.插齒

插齒是用插齒刀在插齒機(jī)上利用齒輪嚙合原理來實(shí)現(xiàn)齒形加工的方法4.剃齒

剃齒（圖5-2-5）是用剃齒刀對(duì)齒輪齒面進(jìn)行精加工的一種方法。剃齒時(shí)刀具與工件做自由嚙合的展成運(yùn)動(dòng)，剃齒刀安裝時(shí)與工件軸線傾斜一個(gè)螺旋角β。5.磨齒

磨齒（圖5-2-6）是用砂輪在磨齒機(jī)上加工高精度齒形的方法。磨齒精度為6～4級(jí)，齒面表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4～0.2μm。6.齒面加工方法的選擇七、螺紋加工1.攻螺紋和套螺紋

攻螺紋是利用絲錐在底孔上加工出內(nèi)螺紋的加工方法，分為手工攻螺紋和機(jī)器攻螺紋