机械制造基础教案

1、教学计划：理论（ 56 学时）实训（ 8 学时）总计（ 64 学时）第一章：机械制造技术概论（ 4 学时） 教学重点：机械加工工艺过程及其组成 第二章：金属切削的基本知识（ 20 学时）2.1 工件（ 1 学时）2.2 工件的基准与定位（ 2 学时）2.3 金属切削刀具（ 4 学时） 课实训一：刀具角度刃磨及测量（ 4 学时）2.4 金属切削机床（ 2 学时）2.5 金属切削过程中的基本规律（ 4 学时）2.6 金属切削过程基本规律的应用（ 3 学时） 教学重点：刀具相关知识以及金属切削规律 第三章：机械加工方法与装备（ 10 学时） 课实训 参观工厂（ 2 学时）3.1 车削加工（ 2 学时

2、）3.2 铣削加工（ 2 学时）3.3 钻削、铰削与镗削加工（ 2 学时）3.4 磨削加工 1 学时3.5 齿形加工 1 学时 教学重点：各种加工方法的用途以及方法 第四章：机械加工工艺规程设计（ 12 学时）4.1 制订机械加工工艺规程的步骤和方法（ 2 学时）4.2 零件图的审查（ 1 学时）4.3 毛坯的确定（ 1 学时）4.4 定位基准的选择（ 2 学时）4.5 工艺路线的拟订（ 2 学时）4.6 确定加工余量（ 1 学时）4.7 工序尺寸及其公差的确定（ 1 学时）4.8 工艺过程经济分析（ 1 学时）4.9 计算机辅助工艺规程设计（ 1 学时） 教学重点：工艺路线的拟定第五章 典型

3、零件的加工（ 6 学时）5.1 轴类零件的加工（ 2 学时）5.2 盘、套类零件工艺设计（ 1 学时）5.3 箱体零件加工工艺（ 1 学时）课实训 简单零件的工艺规程设计（ 2 学时） 教学重点：加工路线的设计第 6 章 机床夹具及其设计方法（ 4 学时）6.1 机床夹具概述（ 0.5 学时）6.2 车床夹具（ 0.5 学时）6.3 铣床夹具（ 0.5 学时）6.4 钻床夹具（ 0.5 学时）6.5 镗床夹具（ 0.5 学时）6.6 专用夹具设计方法（ 0.5 学时）6.7 专用夹具设计实例（ 0.5 学时）6.8 组合夹具简介（ 0.5 学时） 教学重点：各种夹具的设计特点 第七章：机械加工

4、质量分析与控制（ 6 学时）7.1 机械加工质量概述（ 0.5 学时）7.2 工艺系统的几何误差对加工精度的影响（ 1 学时）7.3 工艺系统受力变形对加工精度的影响（ 1 学时）7.4 工艺系统热变形对加工精度的影响（ 0.5 学时）7.5 工艺残余应力对加工精度的影响（ 0.5 学时）7.6 加工误差统计分析法（ 0.5 学时）7.7 保证加工精度的工艺措施（ 1 学时）7.8 机械加工表面质量的影响因素及其控制（ 1 学时） 教学重点：如何保证加工精度 第八章 机械装配工艺基础（ 2 学时）8.1 概 述 （0.5 学时）8.2 保证装配精度的工艺方法 （1 学时）8.3 装配工艺规程的

5、制定 （0.5 学时） 教学重点：如何保证装配精度课程名称机械制造技术基础课程类型学科基础课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58 （未含实验6）本章学时2章节名称第1章诸论目的与要求了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用 了解我国机械制造业面临的机遇和挑战 了解本课程的主要容、学习目的及要求教学容1、制造与制造系统2、机械制造工业在国民经济中的地位与作用3、我国机械制造业面临的机遇和挑战4、本课程的主要容和先进制造技术5、学习目的及要求6、学习方法重点与难点本章重点：了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用、我国机械制造业面 临的机遇和挑战和本课程的主要学习容，端正学习态度。教学手段理

6、论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合。课后记了解机械制造工业在国民经济中的地位与作用以及我国机械制造业面临的机遇 和挑战，端正学习态度，对学好本门课程非常有好处。课后习题第1章机械制造技术概论教学目标：通过本章学习，使学生对机械制造有一个整体概念，掌握机械加工工艺过程的其本知识教学重点：机械加工工艺过程及其组成 教学难点：机械加工工艺过程及其组成教学方法：讲授法 教学时数：4学时 教学容：1.1制造与制造技术1.1.1制造业的产生和发展制造业是将1.1.2制造系统1. 制造系统的定义和涵制造系统的基本定义一一制造过程及其所涉及的硬件包括人员、生产设备、材料、能源和各种辅

7、助 装置以及有关的软件，再加上制造理论、制造技术（制造工艺和方法）和制造信息等就组成了具有特定功能的有机整体。-机械加工系统是一个典型的制造系统。2. 制造系统的构成及功能 3.制造系统的物料流、信息流和能量流1.1.3制造过程1、生产过程根据产品设计信息将制造资源（原材料、劳动力、能源）转化为有形产品或财富的过程一一生产过程2. 生产系统1.1.4制造技术制造技术一一以制造一定质量的产品为目标，研究如何以最少的消耗、最低的成本和最高的效率进行产品制造的综合性技术，是完成的，制造活动所施行的一切手段的总和。广义理解制造技术，狭义理解制造技术。1.2 机械制程过程概述1.2.1 概述（导入）机械

8、产品的制造是一个包含产品开发、设计、生产、检验、经营和售后服务等多个环节和 过程的系统工程。其中的核心是产品的生产制造，它是将产品设计的信息转化为产品的关键，直接影响工艺过程一一在制造过程中，零件毛坯的制造、零件的加工、产品的装配等直接改变原材料（毛坯） 的形状、尺寸、相对位置和性能的过程。1.2.2机械零件制造工艺方法与分类根据工件加工后，在质量上有无变化及变化方向（增加或减少）可将制造工艺方法分为：（1）变形加工法（ m=0常用的变形加工法有：铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形等。（2）去除加工法（ m01.2.3机械加工工艺过程及其组成1. 工艺过程的概念工艺过程一一凡是直接改变生产对

9、象的形状、尺寸、表面质量、物理机械性能以及决定零件相互位置关系等，使其成为成品或半成品的过程。包括：零件加工工艺过程和装配工艺过程工艺规程：把合理的工艺过程以技术文件的形式规定下来，作为指导生产的依据，即工艺规程。2、工艺过程及其组成每个零件的机械加工工艺过程都是由若干个基本单元组成，该组成单元称作工序。 每一工序又分若干步骤即工步、安装、工位和走刀。（1）工序 指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工作地、工人、工件与连续作业构成了工序的四个要素，若其中任一要素发生变更，则构成了另一道工序。一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零

10、件的结构复杂程度、加工精度要求及生产类型所决定的，如图2-1所示的阶梯轴。1 r基氽多倒角1X45SO4Q40501502、3及5工序中，须经过两（2）安装工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。如第次安装才能完成其工序的全部容。（3）工位当采用多工位夹具或多轴（多工位）机床时，使工件在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工。则工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。如果一个工序 只有一次安装，该安装又只有一个工位，则工序容就是安装容，同时也是工位容。（4）工步在工件被加工表面（或装配时的连接表面）、加工（或装配）工具和切削用量都不变 的情况下，所连续完成的那一部分工

11、序容。在一个工步，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称 此工步为复合工步。采用复合工步可以提高生产效率。（5）走刀每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。1.2.4机械装配工艺过程机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构 成合格机械产品的过程。机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。 1.2.5机械制造生产类型及其工艺特点1. 生产纲领企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。在计划期应当生产的产品数量称为生产纲领。计划期通常为一年，零件的年生产纲领N按下式计算：N = Q n （1+a +3）式中Q-产品年产量（

12、件/年）；n-每台产品中该零件数量（件 /台）；a -备品率（）；3 -废品率（）。2. 生产类型生产类型一一是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。主要根据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，生产类型一般可分成：单件小产。本次课总结：本次课主要讲述了机械制造的定义以及工艺规程的特点，同学们重点掌握什么是工序、工步、安装、工位和走刀。课程名称机械制造技术基础课程类型学科基础课课程学时64授课专业机械工程类开课学时58 （未含实验6）本章学时10章节名称第3章切削过程及控制目的与要求了解和掌握金属切削变形的基本规律掌握切削力的计算方法了解刀具磨损的机理、合理选择刀具耐用度 掌握合理

13、选择刀具几何参数与切削用量的方法教学容1、金属切削变形过程2、切削力的计算3、刀具磨损和刀具耐用度4、工件材料的切削加工性5、切削液的合理选用6、刀具的几何参数与切削用量的合理选择7、磨削过程及磨削机理重点与难点本章重点：金属切削变形的基本规律及应用（金属切削变形过程、切削力的计算、刀具耐用度的合理选择、改善工件材料的切削加工性和切削用量的合 理选择）难点：金属切削变形的基本规律的分析和应用教学手段理论教学与实验教学相结合，与课程设计、生产实习等实践教学相结合。课后记研究、掌握并能灵活应用金属切削基本理论，对有效控制切削过程、保证加 工精度和表面质量， 提高切削效率、 降低生产成本，合理改进、

14、设计刀具几 何参数，减轻工人的劳动强度等有重要的指导意义。课后习题思考题三与习题三第二章金属切削的基本知识教学目标：通过本节学习，使学生对基准与定位有一个充分的理解，掌握基准的概念和分类，理解定位的原理和方法，学会运用所学知识进行不同情况的工件定位分析。教学重点：六点定位原理、定位情况分析教学难点：六点定位原理、定位情况分析教学方法：讲授法多媒体教学法教学时数：3教学容：2.1工件22工件的基准与定位2.2.1基准的概念与分类1. 基准工件是个几何形体，它由一些几何元素（如点、线、面）所构成。工件上任何一个点、线、面的位 置总是要用它与另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸距离、平行度、垂直度、

15、同轴度等）来确定。 将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。2. 基准的分类 按照其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。（1 ）设计基准在设计图样上所采用的基准称为设计基准。（2）工艺基准工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准1 ）工序基准工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准。工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题：尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要 求。所选工序基准应尽可能用

16、于工件的定位和工序尺寸的检查。2）定位基准定位基准是加工中用作定位的基准。定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加基准。 粗基准 使用未经机械加工的表面作定位基准，称为粗基准。 精基准 使用已经机械加工的表面作定位基准，称为精基准。附加基准仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为附加基准。例如，轴类零件常用的顶尖孔，某些箱体零件加工所用的工艺孔，支架 类零件用到的工艺凸台等都属于附加基准。3 ）测量基准零件测量时所采用的基准，称为测量基准。4 ）装配基准装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。装配基准一般与零件的主要设计基准相一致。3. 基准分析（1）基准是

17、客观存在的。（2）基准要确切（3）基准均有方向性（4）基准不仅涉及尺寸关系还涉及表面间的位置关系。2.2.2 工件的定位1. 工件定位的基本原理（1）定位基准的基本概念（2）自由度的概念（3）六点定位原理一一用合理布置的 六个支承点，限制工件的六个自由度， 使工件在夹具中的位置完全确定的定位 原理。4）工件定位中的几种情况1）完全定位 工件的6个自由度被合理布置的 6个支承钉完全限制了的定位称为完全定位。2）不完全定位工件被限制的自由度少于 6个，但能满足加工要求的定位，称为不完全定位。3） 过定位两个或两个以上的定位支承点重复限制同一个自由度的现象，称为过定位（超定位 或重复定位）4） 欠定

18、位根据工件技术要求应该限制和自由度没有被完全制的定位，称为欠定位。欠定位是 不允许出现的，因为其不能保证工件的加工要求。3. 常用定位元件及其选用工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触而实现的。（1）对定位元件的要求：1）足够的精度 2 ）足够的强度和刚度 3 ）良好的耐磨性 4 ）良好的 工艺性5 ）便于清除切屑（3）常用定位元件的选用1 ）工件以平面定位常用定位元件机械加工中， 以平面作为定位基准的定位方法是一种常用的定位方式， 如箱体、 机座、支架、圆盘、 板状类零件。1、主要支承一一 限制工件的自由度、起定位作用的支承。（1 ）固定支承主要有支承钉和支承板两种支

19、承钉 ：平头支承钉：用于支承精基准面球头支承钉：用于支承粗基准面网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的表面定位 支承板 ：平面型支承板：侧面和顶面定位带斜槽型支承板：适于作底面定位准面（2）可调支承一一用于在工件过程中，支承钉高度需要调整的场合。（3） 自位支承（浮动支承）一一在工件定位过程中能自动调整位置的支承。其作用相当于一个固定 支承，限制一个自由度，适应于工件以毛坯定位或刚性不足的场合。2、辅助支承 辅助支承不作定位元件， 不限制自由度， 只用以增加工件在加工过程中的刚度和 稳定性。2）工件以圆孔定位时的定位元件（ 1 ）定位销（ 2）心轴 主要用于在车、铣、磨、齿轮加

20、工等机床上加工套筒或盘类零件。 过盈配合心轴，限制工件四个自由度；制造简单，定心精度高，无需另设夹紧装置，但装卸工件不 便，且易损伤工件定位孔。间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；装卸工件方便，但定心精度不高，为了减小工件因间隙造成的倾斜，常以孔的端面联合定位。小锥锥度心轴， 装夹工件时， 通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件， 使用小锥度心轴定 位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。心轴在机床上的装夹方式有：两顶尖装夹、一夹一顶、莫氏锥柄装夹。3）工件以外圆柱面定位时的定位元件（1） V型块 V形块定位，工件的定位基准始终在V形

21、块两定位面的对称中心平面，对中性能好。一个短V形块限制两个自由度； 两个短V形块组合或一个长 V形块限制四个自由度； 浮动式V形块 只限制一个自由度。（2） 定位套为了限制工件的轴向自由度， 常与端面联合定位。 当工件端面作为主要定位基准时， 应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。定位套结构简单，容易制造，但定位精度不高， 只适用于精定位基面。（ 3）半圆套 主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。4. 定位误差分析计算 在加工零件时必须根据工件的加工技术要求，限制工件的自由度，也即定位。但仅仅做到这一点还 不够。 还要分析定位精度够不够， 这需要通过工件的定位误差计算来判断。

22、如果工件定位误差不大于工 件加工精度中规定的公差值的 1/31/5。一般认为该定位方案能满足本工序加工精度的要求。（ 1 ）定位误差的概念 所谓定位误差，是指工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具 经调整后位置是不动的， 即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的， 所以定位误差就是工序基准在 加工尺寸方向上的最大变动量。定位误差的组成（来源）：1 ）基准不重合误差由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差， 即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以B表示。2）基准位移误差一一定位基准相对于其理想位置的最大变动量称为基准位移误差。用

23、Y表示定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差，只有在采用调整法加工时才会产生，在 试切法加工中不会产生。（2）定位误差的计算公式：一般情况下， 定位误差由基准不重合误差和基准位移误差。 但不是在任何情况下两种误差都存在。 当工序基准和定位基准重合时 B= 0，当定位基准无变动时， Y= 0。 定位误差可表示为： D）= BA YA:当 BM 0 Y= 0 时， = B当 B= 0 YM 0 时， YB: 当 BM 0 YM 0时，且工序基准不在定位基面上时，B+A YC: 当 BM 0 YM 0 时，且工序基准在定位基面上时BA Y,若基准位移和基准不重合引起的加工尺寸变化方向相同时

24、，取“ + ”号，反之取“”号。（3）几种典型表面的定位误差计算1）工件以平面定位时的定位误差计算（通常认为Y= 0，只计算厶B即可。）2）工件以孔在心轴（或圆柱销）上定位时的定位误差计算。3）工件以外圆柱面定位时定位误差的计算2.2.3 工件的夹紧1. 夹紧装置的组成和基本要求（ 1 ）夹紧装置的组成 工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。 夹紧装置的组成有： 1 ）动力装置：产生夹紧动力的装置。2 ）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。3 ）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 在有些夹具中，夹紧元件往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。（

25、 2 ）对夹紧装置的要求1 ）夹紧过程可靠。应保证夹紧不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2）夹紧力要适当。既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表 面或使工件产生过大的夹紧变形。3）结构工艺性好。结构应尽量简单，便于制造，便于维修。4）使用性好。操作安全、省力。2. 夹紧力的确定 夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、方向和作用点。作用点的选择 （1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件形成的支承面。（2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位。（ 3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧稳固可靠。作用方向的选择 （1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基

26、面。（2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致， 以减小工件的夹紧变形。 （3） 夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、 重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。夹紧力的估算2.2.4 典型夹紧机构 1 斜楔夹紧机构 2 螺旋夹紧机构 3 偏心夹紧机构 4 定心夹紧机 构 5 铰链夹紧机构 6 联动夹紧机构在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动 方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。1 气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方

27、式分类有固定式、 摆动式和回转式三种， 按工作 方式分类有单向作用和双向作用两种，最多的是双作用固定式气缸。2液压夹紧装置液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工作介质是压力油。与气压夹紧装置相比，液压夹紧具有以下优点： 传动力大，夹具结构相对比较小；油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳Z噪声小。它的不足之处是需设置专门的液压系统，应用围受限制。本次课总结： 本次课主要讲述了基准分为设计基准和工艺基准两大类。六点定位原理用合理布置的六个支承点， 限制工件的六个自由度， 使工件在夹具中的位置完全确定的定位原理。 定位 误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量， 定

28、位误差的计算夹紧力的确定就是确 定夹紧力的大小、方向和作用点，典型夹紧机构等问题。4 夹紧力的大小、作业： 1. 基准分为那些种类？ 2. 常见的定位方式有哪些？ 3. 定位误差有哪些方面？ 方向、作用点如何确定？ 5 加紧机构有那些种？第二章金属切削的基本知识教学目标：了解刀具的种类、几何结构参数以及刀具材料的种类性能，掌握刀具的角度和刀具材料的选用。教学重点：刀具的角度和刀具材料的选用教学难点：刀具的角度和刀具材料的选用教学方法：演示法，多媒体教学法教学时数：4教学容：2.3金属切削刀具2.3.1 刀具的类型金属切削刀具是机械加工工艺系统的重要组成部分，它直接参与切削过程。根据用途和加工方

29、法的不同，刀具主要分为如下类型：1. 切刀类：如车刀、铳刀、刨刀、插刀、镗刀、拉刀、滚刀、成形刀。2. 孔加工用刀具：如麻花钻、扩孔钻、锪钻、深孔钻、绞刀、镗刀。3. 螺纹刀具：如丝锥、板牙、螺纹车刀、螺纹梳刀。4. 齿轮刀具：如齿轮滚刀、插齿刀、花键滚刀。5. 磨具类：如砂轮、砂带、抛光轮。6. 特种加工刀具：如水刀。2.3.2刀具的结构及几何参数1. 刀具切削部分的组成刀具切削部分的结构要素如图所示，其定义如下：(1) 前刀面 切屑流过的表面，以 Ay表示。(2) 主后刀面与工件上过渡表面相对的表面，以Aa表示。(3) 副后刀面与工件上已加工表面相对的表面，以Aa表示。(4) 主切削刃前刀

30、面与主后刀面的交线，记为S。它承担主要的切削工作。(5) 副切削刃前刀面与副后刀面的交线，记为S。它协同主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。2.刀具的几何参数(1)刀具静止角度参考系静止角度参考系的主要作用：定义、设计、制造、刃磨和测量刀具之用。在该参考系中定义的角度称为刀具的标注角度。两个假设条件：1、不考虑进给运动，即用主运动向量近似代替切削刃与工件之间的相对运动的合成速度向量。2、刀具的刃磨和安装基准面垂直或平行于参考系平面，同时设定刀杆中心线与进给运动方向垂直。基面Pr通过切削刃上选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。通常平行于车刀的安装面 切削平面Ps通过切削刃上选定点，垂直

31、基面并与主切削刃相切平面。上述坐标面和不同的测量平面组合 构成不同的标注参考系。1 ）正交平面静止参考系正交平面P。通过切削刃上选定点，同时与基面和切削平面垂直的平面A主偏角K r :在基面测量的主切削刃在基面 上的投影与进给运动方向的夹角。主偏角一般为正值。B. 前角丫。：在主剖面Po测量的前刀面与基面 之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负 和零值之分，其符号规定如图所示。C. 后角a :在主剖面Po测量的主后刀面与切 削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程 度，一般为正值。D. 刃倾角入s:在切削平面测量的主切削刃与基面址丄区动方向之间的夹角。当主切削刃呈水平时，入s=0；刀

32、尖为主切削刃最低点时，入s0E. 副偏角K r:在基面测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为 正值。F.副后角K r，:过副切削刃上选定点,在副正交平面中测量的副后刀面与副切削平面之间的夹角派生角度：楔角：（3 o）:正交平面中测量的前、后刀面之间的夹角90刀尖角（& Y）基面中测量的主、畐U切削刃之间的夹角2）其它静止参考系A. 法平面参考系法剖面（Pn）:过切削刃选定点与切削刃 相垂直的平面。B. 假定工工作平面、背平面静止参考系 假定工作平面（Pf）通过切削刃上选定 点，平行于假定进给运动方向并垂直于 基面的平面。背平面（Pp）:通过切削刃上选定点，垂 直于假定

33、工作平面和基面的平面。（2） 工作参考系及几何参数.上述刀具标注角度参考系，在定义基面时, 都只考虑主运动，不考虑进给运动，即在假定 运动条件确定的参考系。但刀具在实际使用过程中，这样的参考系所确定的刀具角度，往往不能确切反映切削加工的真实情况。只有用合成切削方向Ve来确定参考系，才符合切削加工的实际刀具工作角度参考系与刀具标注角度参考系的唯一区别是：1）进给运动对刀具工作角度的影响2）刀具安装位置对工作角度的影响A.刀具装高或低的影响 B.刀杆轴线不垂直进给运动的影响233刀具的材料及选用1. 刀具材料应具备的性能1）高的硬度和耐磨性。2）足够的强度和韧性。3）高的耐热性（耐热性指刀具材料在

34、高温下保持硬度、 耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、 粘 结、扩散的性能）。（红硬性）4）良好的工艺性能。5）合理的经济性。2. 常用刀具材料的种类和特性1） 高速钢高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。特点：1.强度高，抗弯强度为一般硬质合金的23倍；2.韧性也高，比硬质合金高几十倍。3.硬度在63HRC以上，且有较好的耐热性，在切削温度达到500650 C时，尚能进行切削。4.可加工性好，热处理变形较小。应用：目前常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。高速钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料2）硬质合金硬

35、质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（如WC TiC、TaC、NbC等）粉末和金属粘结剂（如 CoNi、Mo等）经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。我国常用的硬质合金牌号及其应用 围 钨钴 类硬质合金（YG）它由碳化钨和钴构成。其硬度为8991.5HRA，耐热性为800900 C,主要用于加工铸铁、有色金属及其合金，以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料。常用的牌号有 YG3 YG6 YG8等，G后面的数字为Co的百分含量。硬质合金 中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。钨钛钴类硬质合金（YT）它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为89.592.5HRA，耐热

36、性为 9001000 C。常用的牌号有 YT5、YT14 YT15 YT30, T后面的数 字为TiC的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯强度有所下 降。主要用于加工塑性材料，但它不适合加工含 Ti元素的 不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。钨钽（铌）钴类硬质合金 （YA）它是由碳化钨、碳化钽（碳化铌）和钴构成，有较高的常温硬度和耐磨性，同时能细化晶粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧 化能力。常用的牌号有 YA6，适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工，也可对高锰钢、淬 火钢等材料进行精加工和半精加工。钨钛钽

37、（铌）钴 类硬质合金YW）它是由碳化钨、碳化钛、钴以及加入少量碳化钽或碳化铌构成。其抗弯强度、韧性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大的 提高。是一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌号 有YW1、YW2碳化钛基硬质合金（YN）它是由碳化钛、镍和钼构成。它的硬度高（92.5HRA ）,具有较高的抗氧化能力、较高的耐磨性、耐热性（1100 C1300 C）和抗月牙洼磨损能力。主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的精加工，常用的牌号有YN10。3） 新型刀具材料 1 ）涂层刀具材料 2 ）瓷刀具材料3）超硬刀具材料。本次课总结：金属切削刀具是机

38、械加工工艺系统的重要组成部分，刀具的结构及几何参数、刀具的材料及选用、硬质合金的种类和性质。作业：硬质合金的种类和性质课实训一：刀具角度刃磨及测量（4学时）一：实训目的和要求1、了解刀具刃磨的安全操作规程2、掌握刀具刃磨的基本容3、掌握刀具角度测量的基本方法二：实训设备及器件普通车刀、万能角度尺、直尺、圆规、砂轮机三：课时安排4学时四：实验（实训）步骤及要求1. 开机前砂轮机进行全面细致的检查，包括电源、砂轮安装等确认无误后方可操作。2. 砂轮机通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、有无异常现象。能够五： 实验（ 实训 ） 分析与总结 通过本次实训的学习， 同学们应该学会刃磨普通车刀的

39、基本要素、 学会分辨刀具的各个表面、 测量刀具的各个角度，并且能够用图形表达刀具的各个角度六： 评分标准 1. 能够识别刀具的各个角度（ 30 分）2. 能够刃磨出刀具的基本角度（ 30 分）3. 能够测绘刀具的各个角度（ 40 分）第二章金属切削的基本知识教学目标：掌握机床的组成、机床的分类，了解机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学重点：机床的组成、机床的分类教学难点：床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理教学方法：多媒体教学法教学时数：2教学容：2.4金属切削机床机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40% 60%机床的技术性能

40、直接影响机械产品的性能、质量和经济性。因此，机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着重大推动作用。241 机床的组成1 ）支承及定位部分：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，并使刀具 和工件保持正确的相对位置。如床身、底座、立柱等（基础件）2）动力部分：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分，如电机、液压马达等。3 ）传动部分：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件4 ）控制部分：用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统。5 ）工作部件：包括与主运动和进

41、给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件；与工件和刀具有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。6）其它系统及装置：包括冷却系统、润滑系统、排屑装置、自动测量装置。2.4.2机床的分类和型号编制方法1. 机床的分类 机床主要是按加工性质和所用刀具进行分类。类到矗床齿轮抑 工机床犠纹加 工机床刨 商床拉床51床切断 孤床耳它 机床代号CTM血並IXBLDGQ车钻磨鷹牙刨电割X除了按上述基体分法外，还可以按其它特征进行分类。按照机床的通用程度可分为：通用机床、专门化机床、专用机床。

42、按机床的质量和尺寸的不同可分为：仪表机床、中型机床、大型机床、重型机床和超重型机床。按自动化程度可分为：手动、机动、半自动、自动机床。按机床加工精度的不同可分为：普通精度级、精密级和超精密级。按机床主要工作部件的多少，可分为单轴、多轴机床或单刀、多刀机床。1.机床型号编制方法(A) XI O A A A & 山)(-)企业代号其它特性代号 重大改进顒序号三轲数或第二主参数 主参數或设计呗序号蛆代号通用特性A结构特性代号分类代号注：有“（）”的代号或数字，当无容时，不表示，若有容，则不带扩号； 有“O”符号者，为大写的汉语拼音字母； 有“”符号者，为阿拉伯数字； 有“ ”符号者，为大写的汉语拼音

43、字母或阿拉伯数字或两者兼有之。（1） 机床的类别代号 用大写的汉语拼音字母代表机床的类别。例如，用C表示车床”，读车。有的机床（如磨床）又由若干分类组成，分类代号用阿拉伯数字表示，置于类别代号之前，但第1分类不予表示（2）机床的特性代号 机床的特性代号，包括通用特性和结构特性，也用汉语拼音字母表示。当某类机床，除有普通型式外，还有如表2-13中所列的各种通用特性时，则应在类别代号之后加上相应的通用特性代号，如 CM6132型号中M表示精密”之意，是精密普通车床。表小口机床通用恃性代号通用特性代号通用特性代号高糯度G自动换刀F自动2W半自动Q数宇程序控制KJ3） 机床的组和型别代号每一类机床分为

44、若干组，每组又分为若干型。用两位数字作为组和型别 代号，位于类别和特性代号之后，第一位数字表示组别，第二位数字表示型别。4）主参数 表示机床规格和加工能力的主要参数，用两位十进制数并以折算值表示。如车床的主参数是工件的最大回转直径，其毫米数除以10，即为主参数值。有时候，型号中除主参数外还需表明第二主参数（亦用折算值），以 ” X 号分开。5） 机床重大改进的序号 性能和结构经过重大改进的机床，应在原机床型号后面以英文字母A、B、C、D 表示是第几次改进的序号，例如Y7132A和Z3040A都表明是第一次重大改进。此外，多轴机床的主轴数目，要以阿拉伯数字表示在型号后面，并用”分开，例如C214

45、0 - 6是加工最大棒料直径为40mm勺卧式六轴自动车床的型号表示方法。机床型号举例Z3D4QX12 型擢臀钻床：2 3 0 40 X机床类剔代号詰侏类2 J机蘇姐别代号爲臂詁蘇姐2机碌塑别代号嘲胃钻床塑）主参馥代号澡大钻孔宜径Oncn） 第二主参数代号瀑大跨距1250mm,用 T 分开R CM6132型精密普通车氐机斥类别代号作床类”机床適用特性代号腊密车床k - 机味姐别代号帶地氏普適车床霾）+ 机斥型别代号音邇车床堕）4 主卷数代豊（畐犬军肖宜牲320mm）v243机床的传动系统与传动原理1、机床传动系统的组成为实现加工中所需的运动，机床必须具备三个基本部分：（1）执行件 指执行机床运动

46、的部件，其作用是带动工件或刀具完成旋转或直线运动，并具备一定的运动速度与精度。如主轴、刀架、工作台等。（2）动力源指为执行件提供运动和动力的装置。（3）传动装置指传递运动和动力的装置，其作用是将动力源的运动传递给执行件或完成执行件间的运动传递，并使之保持确定的运动关系。 通过运动传递，传动装置还可实现运动性质、方向和速度的变换，一般又以变速为主。2. 机床的传动联系和传动链传动装置需要由一系列的传动件组成，传动件之间的连接也就构成传动联系，最终实现所需运动。这种由传动件构成的传动联系称为传动链。传动机构：围绕一个机床运动，构成传动联系的一系列传动件。传动链中常有两类传动机构：传动比与传动方向均

47、不变的定比传动机构，如定比齿轮副、蜗轮蜗杆副、丝杠螺母副等；传动比与传动方向随加工要求变换的换置机构，如滑移齿轮变速机构、离合器变速机构及挂轮机构等。传动链可分为、外联系传动链两种。（1）外联系传动链指联系动力源和执行件的传动链，一般实现简单运动。它只使得执行件获得一定 的速度和动力，且不要求与动力源间保持严格运动关系。因此，其传动精度不影响表面形状的成型。（2 ）联系传动链指联系执行件间的传动链（一般实现复合运动）。执行件之间需保持严格的运动关系，传动比不变，其传动精度将直接影响零件表面形成的精度。因此，联系传动链中不允许有传动比不定或由摩擦传动的传动件 （如带传动等）。卧式车床的车螺纹传动

48、链便是联系传动链，它联系主轴与刀 架间运动关系，若传动比不准，将直接导致所加工螺纹的螺距误差。3传动原理图和传动系统图机床上所有的传动关系构成机床的传动部分，称为传动系统。传动原理图：用一些简单的符号来表明机床传动联系的示意图。传动系统图：机床传动系统图是由规定的图形符号代表真实机床传动系统中各传动件而绘成的机床各传动链的综合简图。读图时可注意下列问题：（1）实现机床运动共有几条传动链；（2）对传动链逐条认识；（3）每条传动链均采用“抓两头、连中间”的方法进行分析。“抓两头”是指确认传动链的 首末件；“连中间”则是通过：所具有的变速组数，各变速组性质及所获运动级数，传动链的变 速级数等步骤加以

49、联系；本次课总结：机床的组成、机床的分类，机床型号编制方法以及机床的传动系统与传动原理作业：C2140 6代表什么含义？第二早金属切削的基本知识积屑瘤的教学目标：了解金属切削过程中的基本规律、掌握切屑的类型及控制、刀具的磨损和耐用度、 形成及其对切削过程的影响、切削力的来源，了解切削合力及其分解，切削功率 教学重点：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切屑的类型、刀具磨损和耐用度 教学难点：积屑瘤的形成及其对切削过程的影响、切削合力及其分解教学方法：多媒体教学法教学时数：4教学容：2.5金属切削过程中的基本规律金属切削过程是一个复杂的过程，在这个过程中产生一系列现象，如形成切屑，产生切削力、切削

50、热与切削温度、刀具磨损等，研究这些现象和规律， 对于合理使用和设计刀具、机床、夹具，保证加工质量,提高生产效率有很重要的意义。2.5.1 切削变形1. 切屑形成的过程和切屑的种类金属切削过程与金属受压缩（拉伸）过程比较:塑性金属受压缩时，随着外力的增加，金属先后产a压缩b切削生弹性变形、塑性变形，并使金属晶格产生滑移，而后断裂。金属的切削过程与金属的挤压过程很相似。 金属材料受到刀具的作用以后，开始产生弹性变形；随着刀具继续切入，金属部的应力、应变继续加大, 当达到材料的屈服点时， 开始产生塑性变形， 并使金属晶格产生滑移； 刀具再继续前进，应力进而达到 材料的断裂强度，便会产生挤裂。切屑形成

51、过程及变形区的划分大量的实验和理论分析证明，塑性金属切削过程中切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。切 削层的金属变形大致划分为三个变形区：第一变形区（剪切滑移）、第二变形区（纤维化）、第三变形区（纤维化与加工硬化）。切屑的形成及变形特点A、第一变形区（近切削刃处切削层产生的塑性变形区）金属的剪切滑移变形在下图中，切削层上各点移动至AC线均开始滑移、离开 AE线终止滑移，在沿切削宽度围，称AC是始滑移面，AE是终滑移面。AC AE之间为第一变形区。由于切屑形成时应变速度很快、时间 极短，故AC AE面相距很近，一般约为 0.02 一 0.2mm所以常用AB滑移面来表示第一变形区，AB面亦称为

52、剪切面。剪切面AB与切削速度Vc之间的夹角称为剪切角。作用力Fr与切削速度Vc之间的夹角3称为作用角。第一变形区就是形成切屑的变形区，其变形特点是切削层产生剪切滑移变形。B、第二变形区（与前刀面接触的切屑层产生的变形区）金属的挤压磨擦变形经过第一变形区后，形成的切屑要沿前刀面方向排出，还必须克服刀具前刀面对切屑挤压而产 生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。应该指出，第一变形区与第二变形区是相互关联的。前刀 面上的摩擦力大时，切屑排出不顺，挤压变形加剧，以致第一变形区的剪切滑移变形增大。C、第三变形区（近切削刃处已加工表面产生的变形区）金属的挤压磨擦变形 已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤

53、压摩擦，造成纤维化和加工硬化。2.5.2 切屑的类型及控制一、切屑的类型及其分类由于工件材料不同， 切削过程中的变形程度也就不同， 因而产生的切屑种类也就多种多样， 如下图 示。图中从左至右前三者为切削塑性材料的切屑， 最后一种为切削脆性材料的切屑。 切屑的类型是由应 力- 应变特性和塑性变形程度决定的。1. 带状切屑它的表面光滑，外表面毛茸。 加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切 削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时 ，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削 力波动较小，已加工表面粗糙度较小。2. 节状切屑（挤裂切屑） 这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，表

54、面有时有裂纹。这种切屑大多在 切削黄铜或切削 速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时 产生。切削过程不太平稳，工件已加工表面粗糙度较大。3. 粒状切屑（单元切屑） 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑， 如 图 c 所示。 切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑 。切削力波动大，切削振动大，切削过程 不平稳，工件表面粗糙度大，生产中应避免出现此种切屑。以上三种切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。其中， 带状切屑的切削过程最平稳， 单元切屑的切削力波动最大。在生产中最常见的是带状切屑， 有时得到挤裂切屑， 单元切屑则很少见。 切屑的形态 是可以随切削条件而转化的，掌握了它的变化规律，就可以控制切屑的变形、形态和尺寸， 以达到卷屑 和断屑的目的。4. 崩碎切屑 这是属于脆性材料（如铸铁、黄铜等）的切屑 。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不 平的。从切削过程来看， 切屑在破裂前变形很小， 和塑性材料的切屑形成机理也不同。 它的脆断主要是由 于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大 时常得到这种切屑。由于它的切削过程很不平稳，容易破坏刀具，