机械制造技术基础课件

绪 论一、制造业与制造技术一、制造业与制造技术、60%、图1 制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市 场 与 外 部 环 境经营管理市场与销售研究与开发资源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储 ）质量控制、软件硬件图2 制造系统结构特性 制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效能，必须有软件支持。主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。获取阶段转变阶段分配阶段图3 制造系统的物质流原材料供应者原材料库存零件加工零件库存装配成品库存最终用户压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配 车身安装 最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理图4 汽车生产物流示意图需求订货信息生产计划信息进度计划信息作业计划信息生产结果数据生产控制信息生产技术信息产品设计信息综合生产计划生产进度计划作业计划生产实施生产控制产品设计工艺过程计划工艺过程信息计划阶段实施阶段控制阶段图5 制造系统的程序特性制造系统可视为生产离散型产品的工作程序 研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使生产活动达到最佳化。、误差流物流资金流规划控制需求信息流实施（车间或现场）原材料产品与服务能源能量流图6 制造系统的五种流三、零件与机器三、零件与机器v零件是机器的组成单元,装配机器时是由零件单元逐一装配而成,但在设计的时候却是从整台机器开始的。零件的精度要求来自于整台机器的完美质量。图1-16 工艺相似零件组v而在制造过程中，则先加工出合格的零件，然后再通过合理的装配工艺将零件装配成满足一定功能的机器。四、本课程的内容和学习要求四、本课程的内容和学习要求v本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制造技术的发展前沿与发展趋势。造技术的发展前沿与发展趋势。五、本课程的学习方法五、本课程的学习方法v综合性综合性注意联系和综合应用以往所学知识注意联系和综合应用以往所学知识v实践性实践性注意理论联系生产实际，重视实践性环节注意理论联系生产实际，重视实践性环节v灵活性灵活性掌握基本原理，活学活用掌握基本原理，活学活用1.1 1.1 零件的成形原理零件的成形原理1.2 1.2 机械加工方法机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第一节零件的成形原理第一节零件的成形原理v1.零件成形方法v1.1m0材料去除工艺 m0材料累积工艺 m0，20世纪80年代出现额快速成形技术，在成形中通过材料获得所需形状，这种造形方法又称为材料累加法。1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法机机械械加加工工方方法法1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法1.车削 车削方法的特点是工件旋转，形成主切削运动，因此车削工后形成的面主要是回转表面，也可加工工件的端面。通过刀具相对工件实现不同的进给运动，可以获得不同的工件形状。如：内外圆柱面、锥面、旋转曲面等等。加工精度。一般为IT8IT7,表面粗糙度Ra为6.31.6um。精车时，可达IT6IT5,表面粗糙度Ra为0.40.1um1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法2.铣削 铣削加工是在铣床上利用铣刀加工工件的一种方式，铣刀是多齿刀具，加工时，铣刀作旋转运动，工件相对铣刀作纵向或横向进给运动，完成平面（斜面、台阶）、沟槽（T型槽、燕尾槽、键槽）、成形面（圆弧、齿轮、螺旋）、切断等加工，因此，铣削加工在机械制造行业中应用十分广泛。铣削的加工精度一般可达IT8IT7，表面粗糙度Ra为6.30.8um.1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法 铣削加工时，根据铣刀旋转方向与工件进给运动方向的关系，可分为顺铣和逆铣两种方式。下面以圆 柱铣刀铣平面为例进行分析。1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法 所谓顺铣是指铣削时在铣刀与工件的接触处，铣刀旋转方向与工件进给运动方向相同。此时铣刀作用在工件上 的水平铣削分力F纵与进给方向相同。逆铣是指铣削时铣刀旋转方向与工件进给运动方向相反，此时水平铣削分力F纵与进给方向相反。铣削时，工作台的纵向进给机构的丝杠螺母传动副以一侧面为工作面，另一侧有一定的间隙。顺铣时，进给推力Ff，使丝杠与螺母的螺纹在一个侧面相互紧贴，而在另一侧面则出现间隙。此时铣刀刀齿对工件的作用分力F纵传给工作台，使其受拉力，当拉力较大时，丝杆与螺母的紧贴面便会向存在间隙的一侧突然转移，使进给量突然增加一个间隙量。而且作用力F纵是不稳定的，时大时小，时有时无，这样，工作台就会在铣削加工过程中产生无规则的窜动现象，严重时甚至会引起啃刀、打刀等事故，工件也可能报废。1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法 逆铣时，铣削分力F纵与进给方向相反，F纵的作用始终是使丝杠螺纹右 侧面贴紧螺母，不会产生工作台窜动现象，能够保证工作台实现平稳进给。3.刨削 刨削时，刀具往复直线运动为主切削运动，如下图所示。因此，刨削速度不可能太高，生产效率低。刨削比铣削平稳，加工精度一般可达IT8IT7，表面粗糙度Ra为3.21.6um。精刨时平面度可达0.02/1000，表面粗糙度Ra为0.80.4um。4.钻削和镗削 钻床是孔加工最常用的方法，钻头的旋转运动为主切削运动，钻头的轴向运动是进给运动。钻削的加工精度低，一般只能达到IT13IT11，表面粗糙度Ra为12.50.8um。要获得高的精度等级，在钻削后常用扩孔和绞孔的工艺方法。绞削加工精度一般为IT9IT8，表面粗糙度Ra为1.60.4um。为了保证孔轴线的位置精度和直线度，常采用镗削加工，镗刀和车刀基本相同，不同之处是镗刀随镗杆一起转动，形成主切削运动，而工件不动。镗孔加工精度一般为IT10IT8，表面粗糙度Ra为3.20.8um。5.齿面加工齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，按齿面加工原理来分，有范成法和成形法。（1 1）成形法）成形法 成形法利用与被加工齿轮齿槽截形相一致的刀具齿形，在齿坯上加工齿面。1.2 机械加工方法机械加工方法（2）范成法）范成法 用范成法加工齿轮时，刀具与工件模拟一对齿轮（或齿轮与齿条）作啮合运动（范成运动），在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法6.6.复杂曲面加工复杂曲面加工（自学）（自学）7.7.磨削磨削 磨削以砂轮或其他磨具对工件进行加工，如下图所示。其主磨削以砂轮或其他磨具对工件进行加工，如下图所示。其主运动石砂轮的旋转运动。砂轮上的每个磨粒都可以看成一个运动石砂轮的旋转运动。砂轮上的每个磨粒都可以看成一个微小的刀齿，磨削过程实际上磨粒对工件表面的切削、刻削、微小的刀齿，磨削过程实际上磨粒对工件表面的切削、刻削、滑擦三种作用的综合效应。磨削时，由于切削刃很多，所以滑擦三种作用的综合效应。磨削时，由于切削刃很多，所以加工过程平稳、精度高、便面粗糙度值小。精度可达加工过程平稳、精度高、便面粗糙度值小。精度可达IT7IT5，表面粗糙度Ra为1.60.025um。精磨时，表面粗糙度Ra为1.00.008um。磨削的另一个特点是可以对淬硬的工件进行加工，因此，磨削往往作为最终加工工序。1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法1.2 1.2 机械加工方法机械加工方法8.特种加工特种加工（自学）（自学）