《机械制造工艺基础第六版》理论课教案(7~13章) (修复的).doc

韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第七章 1、2节 课题：7-1铣床7-2铣削的工艺装备班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明本次课程主要是对机械制造工艺的发展情况以及机械制造工艺基础这门课程的性质和任务、学习本门课程的基本要求做了介绍，并概述了生产过程等相关知识。目的是让学生对本门课程和机械制造工艺在工作实践中的应用有初步了解。系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页第七章 铣削铣削以铣刀的旋转运动为主运动，以工件或铣刀的移动为进给运动的一种切削加工方法。7-1铣床铣床的类型很多，主要有卧式及立式升降台铣床、龙门铣床、万能工具铣床、仿形铣床、转塔铣床、钻铣床和键槽铣床等。其中应用最普遍的为卧式升降台铣床。一、典型铣床1X6132型卧式万能升降台铣床 教 学 过 程（教案内页）第 页 教 学 过 程（教案内页）第 页2卧式万能升降台铣床的运动主运动主轴（铣刀）的回转运动。进给运动工作台（工件）的纵向、横向和垂直方向的移动。 3卧式万能升降台铣床的传动路线4X6132型万能升降台铣床的性能及结构特点 （1）机床工作台的机动进给操纵手柄，操纵时所指示的方向，就是工作台进给运动的方向，操作时不易产生错误。（2）机床的前面和左侧各有一组按钮和手柄的复式操纵装置，便于操作者在不同位置上进行操作。（3）机床采用速度预选机构来变换主轴转速和工作台的进给速度，使操作简便、明确。（4）机床工作台的纵向传动丝杠上，有双螺母间隙调整机构，所以既可进行逆铣又能进行顺铣。（5）机床工作台可以在水平面内45范围内偏转，因而可进行各种螺旋槽的铣削。教 学 过 程（教案内页）第 页（6）机床采用转速控制继电器（或电磁离合器）进行制动，能使主轴迅速停止回转。（7）机床工作台有快速进给运动装置，采用按钮操纵，方便省时。二、其他常用铣床1、立式升降台铣床1立铣头 2主轴进给手柄3主轴套筒 4工作台 5纵向进给手柄 6横向溜板 7升降台 8进给变速机构9底座 10电气箱 11主电动机 12主轴变速机构 13床身 14回转盘 2、万能工具铣床 3、龙门铣床 三、铣床的加工范围和特点1铣床的加工范围教 学 过 程（教案内页）第 页2铣床的加工特点（1）以铣刀的旋转运动为主运动，加工位置调整方便。（2）采用多刃刀具加工，刀齿轮换切削，刀具冷却效果好，刀具寿命长。（3）铣床加工生产率高，加工范围广，铣刀种类多，适应性强，且具有较高的加工精度。（4）适于加工平面类及形状复杂的组合体工件，在模具制造等行业中占有非常重要的地位。7-2铣削的工艺装备工艺装备产品制造工艺过程中所用的各种工具总称，包括夹具、刀具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。使用工艺装备的目的是：保证加工的质量，提高劳动生产率，改善劳动条件。一、铣床上常用的夹具和工具1铣床上常用夹具和工具教 学 过 程（教案内页）第 页教 学 过 程（教案内页）第 页2平口虎钳（1）平口虎钳的安装l 固定钳口与铣床主轴 轴线垂直l 固定钳口与铣床主轴 轴线平行 （2）平口虎钳的校正方法l 用划针校正固定钳口与铣床主轴轴线垂直。l 用90角尺校正固定钳口与铣床主轴轴线平行。l 用百分表校正固定钳口。 3万能分度头（1）万能分度头的功用和规格：用于装夹工件，并可对工件进行圆周等分、角度分度、直线移距分度及作旋转进给。（2）万能分度头的结构 教 学 过 程（教案内页）第 页（3）万能分度头工作原理生产中，万能分度头最常用的分度方法就是简单分度法。在万能分度头进行简单分度时，先将分度孔盘固定，转动分度手柄使蜗杆带动蜗轮转动，从而带动主轴和工件转过一定的转（度）数。(4)分度方法分度头内部的传动系统，可转动分度手柄，通过传动机构（传动比1:1的一对齿轮，1:40的蜗轮蜗杆），使分度头主轴带动工件转动一定角度。手柄转一圈，主轴带动工件转1/40圈。 如果要将工件的圆周等分为Z等分，则每次分度工件应转过1/Z圈。设每次分度手柄的转数为n，则手柄转数n与工件等分数Z之间有如下关系：分度头分度的方法有直接分度法、简单分度法、角度分度法和差动分度法等。这里仅介绍常用的简单分度法。例如：铣齿数Z=35的齿轮，需对齿轮毛坯的圆周作35等分，每一次分度时，手柄转数为：（圈） 分度时，如果求出的手柄转数不是整数，可利用分度盘上的等分孔距来确定。分度盘如图4-3b所示，一般备有两块分度盘。分度盘的两面各钻有不通的许多圈孔，各圈孔数均不相等，然而同一孔圈上的孔距是相等的。分度头第一块分度盘正面各圈孔数依次为24、25、28、30、34、37；反面各圈孔数依次为38、39、41、42、43。第二块分度盘正面各圈孔数依次为46、47、49、51、53、54；反面各圈孔数依次为57、58、59、62、66。按上例计算结果，即每分一齿，手柄需转过 圈，其中1/7圈需通过分度盘来控制。用简单分度法需先将分度盘固定。再将分度手柄上的定位销调整到孔数为7的倍数（如28、42、49）的孔圈上，如在孔数为28的孔圈上。此时分度手柄转过1整圈后，再沿孔数为28的孔圈转过4个孔距。教 学 过 程（教案内页）第 页二、铣刀l 铣削平面用铣刀l 铣削直角沟槽和台阶用铣刀 l 切断及铣窄槽用铣刀l 铣削特形槽用铣刀l 铣削特形面用铣刀 韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第七章3节 课题：7-3铣削的工艺方法班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页7-3铣削的工艺方法一、铣削用量铣削用量铣削过程中所选用的切削用量。 l 铣削速度vc l 进给量 fl 背吃刀量ap l 铣削宽度ae 1铣削速度铣削速度铣削时铣刀切削刃上选定点在主运动中的线速度。通常以切削刃上离铣刀轴线距离最大的点在1min内所经过的路程表示，单位为m/min。 2进给量l 每转进给量 f v f = f n = fz z nl 每齿进给量 fz n铣刀（或铣床主轴）转速，r/min l 进给速度vf z铣刀齿数3背吃刀量与铣削宽度背吃刀量ap在平行于铣刀轴线方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。铣削宽度ae在垂直于铣刀轴线方向、工件进给方向上测得的切削层尺寸，单位为mm。 二、铣削方式1、圆周铣（简称周铣）圆周铣（简称周铣）用分布在铣刀圆周面上的切削刃铣削并形成已加工表面的一种铣削方式 。教 学 过 程（教案内页）第 页2、端面铣（简称端铣）端面铣（简称端铣）用分布在铣刀端面上的切削刃铣削并形成已加工表面的一种铣削方式。3、混合铣削（简称混合铣） 混合铣削（简称混合铣）是指在铣削时铣刀的圆周刃与端面刃同时参与切削的铣削方式。三种不同的铣削方式具有如下特点：（1）振动小，铣削平稳，效率高。 （2）端铣能一次铣出较大的表面而不用接刀。 （3）端铣刀刀片装夹方便、刚度好，适宜进行高速铣削和强力铣削，可大大提高生产率和减小表面粗糙度值。 （4）端铣时铣削力变化较小。 （5）周铣时能一次切除较大的铣削层深度。 （6）混合铣时，用周铣加工出的表面粗糙度值小。教 学 过 程（教案内页）第 页三、铣削方法1铣平面铣平面用铣削方法加工工件的平面。 l 铣垂直面和平行面l 铣斜面（1）铣垂直面1）在卧式铣床上用圆柱形铣刀铣垂直面（2）铣平行面（3）铣斜面1）工件倾斜铣斜面教 学 过 程（教案内页）第 页2）铣刀倾斜铣斜面3）用角度铣刀铣斜面2铣台阶（1）用三面刃铣刀铣台阶：宽度B25mm的台阶 教 学 过 程（教案内页）第 页（2）用端铣刀铣台阶： （3）用立铣刀铣台阶：宽度较宽而深度较浅的台阶 深度较深的台阶或多级台阶 3铣直角槽（1）用三面刃铣刀铣直角通槽 （2）用立铣刀铣半通槽和封闭槽（3）用键槽铣刀铣半通槽和封闭槽教 学 过 程（教案内页）第 页4铣特形槽（1）形槽铣削（有60、90、120等，90最常用）（2）T形槽铣削（3）燕尾槽的铣削韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第八章1、2节 课题：8-1磨床 8-2 砂轮班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页磨 削磨削用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。 磨削时，砂轮的回转运动是主运动；根据不同的磨削内容，进给运动可以是：砂轮的轴向、径向移动，工件的回转运动，工件的纵向、横向移动等。 8-1 磨 床磨床的种类主要有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床等。还有导轨磨床、曲轴磨床、凸轮磨床、花键轴磨床等专用磨床。一、常用磨床 1外圆磨床（1）主要部件及其功用1）床身。用以支承磨床其他部件。2）头架。用以装夹工件。3）砂轮架。用以支承砂轮主轴。4）工作台。磨削小锥角的长圆锥工件。5）尾座。用以支承工件的另一端。6）内圆磨头。用来磨削内圆。（2）主运动与进给运动 1）主运动 磨削外圆时为砂轮的回转运动；磨内圆时为内圆磨头的磨具（砂轮）的回转运动。 2）进给运动 工件的圆周进给运动，即头架主轴的回转运动。 工作台的纵向进给运动，由液压传动实现。 砂轮架的横向进给运动，为步进运动。2平面磨床（1）平面磨床的类型教 学 过 程（教案内页）第 页（2）平面磨床3主运动与进给运动（1）主运动 磨头主轴上砂轮的回转运动。 （2）进给运动 1）工作台的纵向进给运动。 2）砂轮的横向进给运动。 3）砂轮的垂直进给运动。二、磨削加工范围教 学 过 程（教案内页）第 页三、磨削的工艺特点l 磨削速度高l 磨削温度高l 能获得很好的加工质量l 磨削范围广l 少切屑l 砂轮在磨削中具有“自锐作用”8-2 砂轮一、砂轮的组成1气孔 2磨料 3结合剂 二、砂轮标记1砂轮标记示例2砂轮标记的内容磨具名称、标准号、形状型号、尺寸以及砂轮特性的标记。特性顺序01234567磨料牌号*磨料种类粒度硬度等级组织结合剂种类结合剂牌号*最高工作速度示例51A36L5V2350*表示可选性的，符号内容由生产厂自行决定3砂轮的型号、形状和尺寸代号 教 学 过 程（教案内页）第 页4砂轮特性及其标记（1）磨料种类 磨料磨具（砂轮）中磨粒的材料。它是砂轮的主要成分，是砂轮产生切削作用的根本要素。 l 氧化物（刚玉）l 碳化物l 超硬材料（2）粒度F粒度表示磨料颗粒尺寸大小的参数。磨料粒度影响磨削的质量和生产率。 （3）硬度等级砂轮的硬度结合剂黏结磨料颗粒的牢固程度，它表示砂轮在外力（磨削抗力）作用下磨料颗粒从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮的硬度及硬度等级代号砂轮的硬度等级代号砂轮的硬度ABCD极软EFG很软HJK软LMN中级PQRS硬T很硬Y极硬（4）组织砂轮的组织砂轮内部结构的疏密程度。砂轮组织分成三大类共15级，可用数字标记，通常为014；数字越大，表示组织越疏松。砂轮组织的代号0458914砂轮的组织紧密中等疏松选用精密磨削、成形磨削一般磨削磨削硬度低、塑性大的工件，或砂轮与工件接触面积大，或粗磨（5）结合剂结合剂用来将分散的磨料颗粒黏结成具有一定形状和足够强度的磨具的材料 。 结合剂的种类和性质将影响砂轮的硬度、强度、耐腐蚀性、耐热性及抗冲击性等。教 学 过 程（教案内页）第 页代号结合剂代号结合剂V陶瓷结合剂（常用）B树脂或其他热固性有机结合剂（常用）R橡胶结合剂（常用）BF纤维增强树脂结合剂RF增强橡胶结合剂Mg菱苦土结合剂PL塑料结合剂（6）最高工作速度（亦称安全圆周速度） 砂轮的强度在惯性力作用下，砂轮抵抗破碎的能力。 砂轮的强度通常用最高工作速度表示，其单位为m/s。 磨具最高工作速度的范围为：16；1620；2530；3235；4050；6063；7080；100125；140160。三、砂轮的安装与修整1砂轮的安装 l 安装前应仔细检查是否有裂纹。l 直径较大的砂轮均用连接盘安装。l 直径较小的砂轮使用黏结剂紧固。 2砂轮的平衡砂轮的平衡一般采取静平衡方式，在平衡架上进行。 3砂轮的修整砂轮的修整用砂轮修整工具将砂轮工作表面已磨钝的表层修去，以恢复砂轮的切削性能和正确几何形状的过程。韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第八章3节 课题：8-3磨削方法班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页8-3 磨削方法一、在外圆磨床上磨外圆1工件的装夹方法2磨削用量（1）磨削速度vc 即砂轮的圆周速度，为砂轮外圆表面上任一磨粒在1s内所通过的路程。 （2）背吃刀量ap 对于外圆磨削，背吃刀量又称横向进给量，即工作台每次纵向往复行程终了时，砂轮在横向移动的距离。（3）纵向进给量f外圆磨削时，纵向进给量是指工件每回转一周，沿自身轴线方向相对砂轮移动的距离。 （4）工件的圆周速度vw 圆柱面磨削时，工件待加工表面的线速度，又称工件圆周进给速度。3磨削方法a 纵磨法（图a）磨削时，砂轮高速旋转为主运动，工件旋转为圆周进给，磨床工作台作往复直线运动为纵向进给。每当工件一次往复行程终了时，砂轮作周期性的横向进给。每次磨削吃刀量很小，磨削余量是在多次往复行程中磨去的。教 学 过 程（教案内页）第 页纵磨法的磨削力小，磨削热少，散热条件好，砂轮沿进给方向的后半宽度，等于是副偏角为零度的修光刃，光磨次数多，所以工件的精度高，表面粗糙度小。该方法还可用一个砂轮磨削各种不同长度的工件，适应性强。纵磨法广泛用于单件小批生产，特别适用于细长轴的精磨。b 横磨法（图b）工件不作纵向往复运动，而砂轮作慢速的横向进给，直到磨去全部磨削余量。砂轮宽度上的全部磨粒都参加了磨削，生产率高，适用于成批大量加工刚度好的工件，尤其适用于成形磨削。由于工件无纵向移动，砂轮的外形直接影响了工件的精度。同时，由于磨削力大、磨削温度高，工件易发生变形和烧伤，加工的精度和表面质量比纵磨法要差。c 综合磨法（图c）先用横磨法将工件表面分段进行粗磨，相邻两段间有510mm的搭接，工件上岛国下0.010.03mm的余量，然后用纵磨法进行精磨。此法综合了横磨法和纵磨法的优点，生产率比纵磨法高，精度和表面质量比横磨法高。d 深磨法（图d）磨削时用较小的纵向进给量（一般取12mm/r），较大的切深（一般为0.3mm左右），在一次行程中切除全部余量，因此，生产率较高。需要把砂轮前端修整成锥形，砂轮锥面进行粗磨。直径大的圆柱部分起精磨和修光作用，应修整得精细一些。深磨法只适用于大批大量生产中，加工刚度较大的工件，且被加工表面两端要有较大的距离，允许砂轮切入和切出。教 学 过 程（教案内页）第 页二、在外圆磨床上磨内圆1内圆磨削方法方法纵向磨削法横向磨削法图示磨削过 程 与外圆的纵向磨削法相同，砂轮高速回转做主运动，工件以与砂轮回转方向相反的低速回转完成圆周进给运动，工作台沿被加工孔的轴线方向作往复移动完成工件的纵向进给运动，在每一次往复行程终了时，砂轮沿工件径向周期横向进给 磨削时，工件只作圆周进给运动，砂轮的高速回转为主运动，同时以很慢的速度连续或断续地向工件作横向进给运动，直至孔径磨到规定尺寸 2内圆磨削特点（1）一方面磨削速度难以提高，另一方面磨具刚度较差，容易振动，使加工质量和生产率受到影响。 （2）砂轮容易堵塞、磨钝，磨削时不易观察，冷却条件差。 （3）在万能外圆磨床上用内圆磨头磨削内圆主要用于单件、小批量生产，在大批量、大量生产中则宜使用内圆磨床磨削。三、在外圆磨床上磨外圆锥四、在平面磨床上磨平面韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第九章1、2节 课题：9-1刨削 9-2插削班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页9-1 刨削刨削用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。 一、刨床1刨床的类型教 学 过 程（教案内页）第 页2刨床的加工范围3刨削的特点（1）主运动是直线往复运动，在空行程时作间歇进给运动，刀具的切削角不变。（2）生产成本较低。（3）生产率较低。（4）加工精度通常为IT9IT7，表面粗糙度值为Ra12.5Ra1.6m。二、工件的装夹1平口虎钳装夹2压板装夹教 学 过 程（教案内页）第 页三、刨刀的装夹1牛头刨床的刀架2刨刀及其装夹刨刀直柄刨刀弯颈刨刀刨削图示刨削情况结构简单，但容易扎刀造成工件报废 不易扎刀 用途用于粗加工 用于精加工 刨刀特点（1）刨刀属单刃刀具，其几何形状与车刀大致相同 （2）由于刨削为断续切削，在每次切入工件时，刨刀须受较大的冲击力，所以刨刀的截面积一般比较大 刨刀装夹要点（1）位置要正（2）刀头伸出长度应尽可能短（3）夹紧必须牢固 四、刨削方法l 刨平面（1）刨水平面 教 学 过 程（教案内页）第 页（2）刨垂直平面 （3）刨倾斜平面 l 刨槽 （1）刨直槽（2）刨V形槽 （3）刨燕尾槽（4）刨T形槽l 刨曲面教 学 过 程（教案内页）第 页9-2 插削一、插床1插床的主要部件 2插床的运动 插床的运动主运动：滑枕（插刀）的垂直直线往复运动。进给运动：上滑座和下滑座的水平纵向和横向移动，以及圆工作台的水平回转运动。 3插削的主要内容插削在铅垂方向进行切削，以加工工件内表面上的平面、槽为主。 4插削的特点l 插床与插刀结构简单，加工前的准备工作和操作也比较方便，存在冲击和空行程损失，主要用于单件、小批量生产。l 工作行程受刀杆刚性的限制，槽长尺寸不宜过大。l 插刀在回程时与工件相摩擦，工作条件较差。l 除键槽、型孔以外，还可加工圆柱齿轮和凸轮等l 插削的经济加工精度为IT9IT7，表面粗糙度为Ra值为Ra6.3Ra1.6m二、插削方法 1、插键槽 2插花键 3、插方孔 韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第九章1、2节 课题：9-3拉削 9-4齿面的切削加工班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页9-3 拉削拉削是用拉刀在拉床上加工工件内、外表面的方法。一、拉床1拉床的结构2拉床的加工范围l 内拉削l 外拉削3拉削的工艺特点l 生产效率较高。l 拉削的加工精度较高，经济精度可达IT9IT7，表面粗糙度值为Ra1.6 Ra0.4ml 拉床采用液压传动，故拉削过程平稳。l 拉刀适应性差，不能加工台阶孔、盲孔和特大直径的孔，不宜拉削薄壁孔。拉刀结构复杂，制造费用高，适用大批量生产。二、拉刀l 柄部l 前导部l 切削部教 学 过 程（教案内页）第 页l 校准部l 后导部三、拉削方法拉削各种型孔时，工件一般不需要夹紧，只以工件的端面支撑。因此，预加工孔的轴线与端面之间应满足一定的垂直度要求。如果垂直度误差较大，则可将工件端面贴紧在一个球面垫圈上，利用球面自动定位。 外表面的拉削，一般为非对称拉削，拉削力偏离拉力和工件轴线，因此，除对拉力采用导向板等限位措施外，还须将工件夹紧，以免拉削时工件位置发生偏离。9-4 齿面的切削加工齿轮的齿廓（齿形曲线）有渐开线、摆线、圆弧等。最常用的是渐开线齿廓。齿轮的加工可分为齿坯加工和齿面加工两个阶段。齿面加工则分为成形法和展成法两类。一、齿面的加工方法1齿面的成形法加工成形法利用成形刀具对工件进行加工的方法。 l 铣齿l 成形插齿教 学 过 程（教案内页）第 页l 拉齿l 成形磨齿 成形法制造的齿轮精度较低，只能用于低速传动。铣齿用成形齿轮铣刀（盘状或指状模数铣刀）在铣床上直接切制轮齿的方法。 铣齿的加工特点：l 加工方便，生产成本低。 l 铣齿生产率低。l 铣齿的精度较低，一般铣制齿轮的精度只为109级。2齿面的展成法加工（1）展成原理展成法利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。 原理：利用齿轮副的啮合运动实现齿廓的切削。将齿轮副中的一个齿轮制成具有切削能力的齿轮刀具，另一个齿轮换成待加工的齿坯，由专用的齿轮加工机床提供并实现齿轮副的啮合运动。齿条刀具与齿坯的啮合运动，即齿条刀具沿着齿坯滚动（在分度圆上作无相对滑移的纯滚动），随着齿条刀具的切削刃不断变更位置而逐层切除齿坯金属，在齿坯上生成齿廓。（2）齿面的展成加工方法l 滚齿l 插齿l 剃齿l 珩磨齿或剃齿l 磨齿 教 学 过 程（教案内页）第 页（3）展成法加工齿面的特点l 展成法是按照齿轮副啮合原理加工齿面的，不存在原理性的齿形误差。因此，加工精度较高。l 一把齿轮刀具可以加工与其模数相同、齿形角相等的不同齿数的齿轮。l 需要专用的齿轮加工机床。二、滚齿滚齿用齿轮滚刀按展成法加工齿轮、蜗轮等的齿面。1滚齿机2滚齿的切削运动（1）主运动 滚刀的回转运动，转速为n刀（r/min），用以实现对工件的切削。 （2）分齿运动 工件台的回转运动，转速为n工（r/min）。 （3）垂直进给运动 滚刀（刀架）沿着工件轴线方向上下均匀移动。（4）径向进给运动 工作台的水平移动。 教 学 过 程（教案内页）第 页3齿轮滚刀 4滚齿的特点l 加工精度高。 l 生产率高。l 滚刀的通用性强。 l 适用性好。 三、插齿插齿用插齿刀按展成法或成形法加工内、外齿轮或齿条等的齿面。1插齿机 2插齿的切削运动（1）主运动 插齿刀的上、下往复直线运动。（2）分齿运动 插齿刀与工件分别绕自身轴线回转的啮合运动。 （3）径向进给运动 插齿刀每往复运动一次，刀架带动插齿刀向工件中心径向进给一次。 （4）让刀运动 由工作台的摆动实现。教 学 过 程（教案内页）第 页3插齿方法4插齿的特点l 加工精度较高。 l 生产率较低。 l 适用性较好。韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第十章1、2节 课题：10-1数控加工 10-2特种加工班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页10-1 数控加工一、数控机床基础1认识数控与数控机床 数控数字控制（Numerical Control，简称NC），是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一种方法。数控机床用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。2数控机床的组成（1）控制介质是存储数控加工所需程序的介质。（2）数控装置是数控机床的核心。（3）伺服系统用于接收数控装置的指令，是数控系统的执行部分。（4）测量反馈装置用来检测速度、位移以及加工状态，并将检测到的信息转化为电信号反馈给数控装置，通过比较计算出偏差，并发出纠正误差指令。测量反馈装置分为半闭环和闭环两种。 （5）机床主体是数控机床的本体，主要包括床身、主轴、进给机构等机械部件，还有冷却、润滑、转位部件，如换刀装置、夹紧装置等辅助装置。3数控加工的工作过程数控加工的实质是：数控机床按照事先编制好的加工程序，通过数字控制过程，自动地对工件进行加工。 4数控机床的分类教 学 过 程（教案内页）第 页5数控机床的加工特点l 适用范围广。l 加工精度高。l 生产率高。l 加工质量稳定可靠。l 改善劳动条件。l 有利于实现生产管理现代化。6数控机床的应用l 多品种、小批量生产的工件或新产品试制中的工件。l 形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很 难保证加工质量的工件。l 在普通机床上加工，需要昂贵的工装设备（工具、夹 具和模具）的工件。l 尺寸难测量、进给难控制的壳体或盒型工件。 l 必须在一次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹等多 任务工序的工件。l 价格昂贵，加工中不允许报废的关键工件。l 需要最短生产周期的急需工件。二、常用数控机床简介1数控车床 2数控铣床（1）数控车床的结构 （1）数控铣床的结构 （2）数控车床的特点1）采用防护装置。2）采用自动排屑装置。教 学 过 程（教案内页）第 页 数控车床 数控铣床3）工件装夹安全可靠。4）可自动换刀。5）主传动与进给传动分离。（2）数控铣床的特点 1）工件加工的适应性强，灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的工件。 2）能加工普通铣床无法加工或很难加工的工件。 3）能加工一次装夹定位后需进行多道工序加工的工件。 4）加工精度较高，加工质量稳定可靠。 5）生产自动化程度高，可以降低操作者的劳动强度，有利于实现生产管理自动化。 6）生产率高。 7）对刀具的要求较高，刀具应具有良好的韧性和耐磨性。3加工中心（1）加工中心的结构教 学 过 程（教案内页）第 页（2）加工中心的特点 1）具有至少三轴的切削控制能力，进行轮廓切削。 2）具有自动刀具交换装置，为进行多任务工序加工提供了必要条件，能大大提高加工效率。 3）具有分度工作台和数控转台，数控转台能以很小的当量任意分度。 4）具有选择各种进给速度和主轴转速的能力及各种辅助功能，可大大提高加工过程的自动化。 5）工序高度集中。10-2 特种加工特种加工利用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量，直接施加于被加工工件待加工部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工技术。常用特种加工方法能量形式及适用范围一、电火花加工1电火花加工原理电火花加工是一种利用脉冲放电对导电材料进行电蚀以去除多余材料的加工方法，故又称为电蚀加工。教 学 过 程（教案内页）第 页2电火花加工特点（1）能加工各种具有导电性能的硬、脆、软、韧材料。（2）适宜加工小孔、薄壁、窄腔槽及各种复杂的型孔、型腔和曲线孔等，也适用于精密细微加工。（3）有利于提高工件的加工精度和表面质量，也有利于加工热敏感性强的材料。（4）便于实现加工过程自动化。（5）工具电极消耗较大。 3电火花加工应用（1）电火花穿孔、成形加工。包括穿孔和型腔加工两类。 （2）电火花小孔加工。（3）电火花精密细微加工。（4）电火花磨削。教 学 过 程（教案内页）第 页二、电火花线切割加工1电火花线切割加工原理2电火花线切割加工特点（1）可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件。（2）工件变形小，电极丝、夹具不需要太高的强度。（3）可加工任何导电的固体材料。（4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程自动化。（5）不能加工非导电材料。（6）加工成本高，不适合加工形状简单的大批量工件。3电火花线切割加工应用（1）各种形状的冲裁模（凸模、凹模）及其他模具的制造。（2）各类精密型孔、样板、成形刀具等工件和容易引起变形的精密狭槽类工件的加工。（3）加工和切割稀有、贵重金属。 三、激光加工1激光加工原理2激光加工的特点 教 学 过 程（教案内页）第 页（1）几乎可以加工任何固体材料。（2）可进行精密细微加工。（3）属于非接触加工，没有明显的机械力，没有工具损耗，可加工易变形的薄板和橡胶等弹性工件。（4）加工速度快，热影响区小，并可通过透明体进行加工。（5）精密细微加工时，需反复试验，寻找合理的加工参数，才能达到其精度和表面粗糙度要求。3激光加工工艺及应用l 去除加工（激光打孔、激光切割）l 连接加工（即激光焊接） 四、高压水射流切割加工韶关市第二技师学院（职工大学）理论课教案（首页）共 页 科目机械制造工艺基础授课日期课时教学内容第十章3、4节 课题：10-3精密加工 10-4先进加工技术班级授课方式讲授法、多媒体作业题数拟用时间教学目的选用教具挂图重点难点教学回顾说明系（部）审核签名： 日期：教 学 过 程（教案内页）第 页10-3 精密加工一、认识精密加工精密加工是指在一定发展阶段，加工精度和表面质量比传统的加工方法能达到更高程度的加工工艺。 按我国目前情况，精密加工是指加工精度在0.110m（相当于IT5以上），表面粗糙度值小于Ra 0.16m的加工方法。 精密加工中，精度高于0.1m，表面粗糙度值小于Ra 0.1m的加工方法称为超精密加工。 1机床设备条件必须在精密机床上进行。机床应具有高的运动精度，高的刚度和高的转速以及小的进给量。2环境条件l 消除工艺系统内部和外部的振动干扰。l 创造恒温条件。二、精密车削1精密车削的应用l 铜、铝及其合金制件的最终加工。 l 纯金属、塑料、玻璃纤维、合成树脂及石墨等不宜采用磨削而要求又高的零件。l 黑色金属或其他表面硬度高的精密零件光整加工前的预加工工序。2精密车削的刀具和切削用量三、精密磨削精密磨削在精密磨床上用经过精细修整的细粒度砂轮进行磨削的方法。1精密磨削的应用机床主轴、高精度轴承、液压滑阀、标准量具、量仪、半导体硅片，以及航空、航天工业中的精密工件、计算机磁盘等。 2精密磨削的种类l 精密磨削（Ra0.16Ra0.04m）l 超精密磨削（Ra0.04Ra0.01m）l 镜面磨削（Ra 0.01m） 3精密磨削用机床l 砂轮主轴的回转精度为1m，内圆磨具采用静压； l 应有对传动部分的减振措施；l 横向进给机构的重复精度高；l 工作台运动平稳，在一定范围内无爬行教 学 过 程（教案内页）第 页4精密磨削用砂轮l 磨料。 l 粒度。 l 硬度。 l 结合剂。 l 组织。 四、光整加工光整加工精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属层，只减小工件表面粗糙度值，提高工件表面质量或强化工件表面的加工过程。l 超精加工l 珩磨l 研磨l 抛光 1超精加工超精加工用细粒度的磨具对工件施加很小的压力，并作往复振动和慢速纵向进给运动，以实现微量磨削的一种光整加工方法。 超精加工 珩磨2珩磨珩磨利用珩磨工具对工件表面施加一定压力，珩磨工具同时作相对旋转和直线往复运动，切除工件上极小余量的光整加工方法。 3研磨研磨用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的光整加工方法。l 研磨外圆时，使用研具为研套。 l 研磨内孔时，使用的研具为研磨棒。教 学 过 程（教案内页）第 页4抛光 抛光利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮、平整表面的加工方法。 10-4 先进加工技术一、先进加工技术的发展状况1加工精度不断提高随着制造工艺技术的进步与发展，机械加工精度得到不断提高。20世纪50年代末，已经实现了微米级的加工精度。在最近的十年时间内，机械加工精度提高了12个数量级，达到10nm的精度水平。预计在不久的将来，可实现原子级的加工和测量。 2切削速度迅速提高3新型工程材料的应用4自动化和数字化工艺装备的发展5产品加工向少余量和无屑加工方向发展二、先进加工技术的分类教 学 过 程（教案内页）第 页l 超精密加工技术l 高速加工技术l 微细加工技术l 数控加工技术1. 超精密加工技术2. 高速加工技术高速加工技术是指采用超硬材料的刀具与磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，可极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速切削加工目前主要用于难加工材料、超精密微细切削、复杂曲面的加工等。3. 微细加工技术微细加工是指加工尺度为微米级范围的加工方式。微细加工起源于半导体制造工艺，加工方式十分丰富，包含了微细机械加工、各种现代特种加工、高能束加工等方式。而微机械制造过程又往往是多种加工方式的组合。目前，微细加工技术有以下几种：超微机械加工技术、光刻加工技术、LIGA技术（制版术、电铸成形和微注塑）等。 4. 数控加工技术数字控制加工技术简称数控（NC）加工技术，是近代发展起来的一种自动控制技术，该技术是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。数控加工技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。教 学 过 程（教案内页）第 页三、先进加工技术的发展趋势1. 机械加工向超精密、超高速方向发展超精密加工技术目前已进入纳米加工时代，加工精度达0.025m，表面粗糙度值达Ra0.0045m。精切削加工技术由目前的红外波段向加工可见光波段或不可见紫外线和X射线波段趋近，超精加工机床向多功能模块化方向发展，超精加工材料由金属扩大到非金属。2. 制造自动化技术的发展，趋向全球化、虚拟化和绿色化 制造全球化是制造自动化技术发展的最重要的发展趋势。全球化制造自动化技术的基础是网络化、标准化和集成化。 制造过程的虚拟化，是指面向产品生产过程的模拟和检验，检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺，保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。 制造过程的绿色化，是指制造过程中的无切削、快速成形、挤压成形等，尽量减少材料和能量的消耗。3. 采用清洁能源及原材料，实现清洁生产l 采用清洁能源，如用电加热代替燃煤加热锻坯，用电熔化代替焦炭冲天炉熔化铁液。 l 采用清洁的工艺材料，开发新的工艺方法，如在锻造生产中采用非石墨型润滑材料，在砂型铸造中采用非煤粉型砂。 l 采用新结构，减少设备的噪声和振动，如在铸造生产中噪声极大的振击式造型机已被射压、静压造型机所取代。 4. 加工与设计之间的界限逐渐淡化，并趋向集成及一体化计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM