现代机械制造基础学习指导书

1、现代机械制造基础学习指导目 录课程的任务和学习方法2第一章 铸造成形1习题 3第二章 锻压成形4习题 7第三章 焊接9习题 11第四章 金属切削加工的基础知识12习题 14第五章 切削加工方法17习题 19第六章 机械加工工艺过程的基础知识22习题 24第七章 零件的结构工艺性25习题 26考试题型27课程的任务和学习方法一、本课程的特点1、本课程是一门有关机械零件制造方法及其用材的综合性技术基础课。2、本课程实践性很强，学生应积极认真地参加生产实习和实践，才能更有效地掌握本门课程的知识，以便为后续专业课程的学习和今后生产实践打下较好的基础。二、本课程的任务1、了解常用工程材料的种类、性能及改

2、性方法，初步掌握其应用范围和选择原则。2、掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯及工艺分析的初步能力。3、掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点、基本原理和设备；了解零件的加工工艺过程，能制定简单的制造工艺过程。4、了解零件的结构工艺性。三、本课程的学习方法1、每章学习时，首先阅读自学指导书，了解本章学习目标中的主要内容，以及重点、难点所在，而后阅读教材和自学指导书中本章基本内容的阅读指导。阅读时要注重对基本概念、基本理论的理解，同时要积极开展理论与实践的结合。2、每章阅读后，要结合复习思考题进行自检，看是否初步掌握基本内容，并要及时完成习题作业，以求达到较牢固的掌握基本内容。3

3、、每章学完后，要闭书回忆，循序总结，自测自验。根据记忆和熟练周期，阶段性安排复习，恢复和唤起所学过的内容，以求达到深入、全面、牢固地掌握所学内容；并加强实践训练，勤思考、多积累。这样才能够良好地完成本课程的学习任务。机械制造基础 (鞠鲁粤) 课后习题：P65 1，2,，4，5，8P87 3, 4 ,5 ,8, 11P114 1, 4P165 1， 2 13， 14P199 1, 2, 8，9 ，10 11P217 2, 3P285 1, 3, 7, 8第1章 铸造成形一、学习目标1、熟悉铸造的应用范围。2、熟悉铸造时浇注位置和分型面的选择原则。3、掌握常用的手工造型方法的特点与应用 p38表2

4、-4 。4、了解特种铸造。5、了解铸件的结构工艺性。二、基本内容1、铸造成形工艺基础1）合金的流动性和充型能力：流动性好的合金，充型能力强，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰、壁薄和形状复杂的铸件。灰铸铁流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢最差。2）合金的收缩：液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的主要原因，固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的的主要原因。1、 铸造成形方法1） 砂型铸造：各种手工造型方法的特点和应用，见书中表。铸件常见的缺陷的特征及产生原因2） 特种铸造：熔模铸造的工艺过程：制母模压型制蜡模制壳焙烧浇注清理。熔模铸造的特点：铸件的尺寸精度及表面质量高，减少切削、节约材料

5、，适于铸熔点高、难切削加工材料。3、铸件结构工艺性1）砂型铸造对铸件结构设计的要求：减少和简化分型面；外形力求简单对称；有结构斜度；有利于节省型芯及型芯的定位、固定、排气和清理。2）合金铸造性能对铸件结构设计的要求：铸件壁厚要合理、壁厚应均匀、有铸造圆角和过渡连接、尽量避免过大平面。三、本章重点手工造型方法的特点与应用。四、习题一、填空题1、合金的铸造性能主要是指（流动性）、（收缩性）、（ 偏析）、（吸气性）。2、合金的收缩过程分为（液态收缩）、（凝固收缩）、（固态收缩 ）三个阶段。3、铸件产生缩孔和缩松的主要原因是（液态）收缩和（凝固 ）收缩。4、铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因是（固态

6、）收缩。二、判断题1、机器造型不能进行三箱造型。（ ）2、铸造造型时，模样的尺寸和铸件的尺寸一样大。（ ）三、选择题1、下列铸造合金中，铸造性能最好的是（B ），铸造性能最差的是（A ）。A 铸钢 B 铸铁 C 铸铜2、下列铸件大批量生产时，采用什么方法铸造为宜？车床床身（ A ）、汽轮机叶片（B ）、铸铁水管（ C ）。A 砂型铸造 B 熔模铸造 C 离心铸造四、简答题1、砂型铸造工艺对铸件结构设计有哪些要求？答：砂型铸造时，对铸件结构设计应考虑以下因素：减少和简化分型面；铸件外形力求简单；铸件应有一定结构斜度；铸件结构要有利于节省型芯及便于型芯的定位、固定、排气和清理。2、合金铸造性能对铸

7、件结构设计有哪些要求？答：合金铸造性能对铸件结构设计要求有：铸件壁厚要合理；铸件壁厚应均匀；铸件的连接要有圆角和过渡；铸件应尽量避免有过大的平面。3、下图中砂型铸造铸件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。答：图中铸件结构不便于型芯的定位和固定。改正后如下图。附：1.试分析下图所示铸件两个分型面和浇注位置选择方案的优缺点。.方案：优点：充型力大，金属在较大的静压力下结晶。 缺点：在形成铸件中部内腔时，需要型芯，使造型工艺复杂化。.方案：优点：可用自带芯来形成中部内腔，使造型工艺简化。 缺点：充型力小，结晶时静压力小。2、何谓铸造？何谓砂型铸造？试述砂型铸造的主要优点。3、何谓造型材料？对砂型

8、铸造的造型材料有那些基本的性能要求？4、浇注系统由哪几部分组成？各自的作用是什么？5、浇注位置和分型面的确定应注意那些地方？6、何谓合金的铸造性能？合金的铸造性能包括哪些？它们对铸件质量的影响如何？7、灰铸铁为什么是铸造生产中应用最广泛的一种金属材料？8、何谓铸件的结构工艺性？仅从铸造的角度出发考虑，如何保证铸件具有较好的结构工艺性？第2章 锻压成形一、学习目标1、了解锻压成形基础知识。2、掌握简单轴、盘、环类锻件自由锻工艺规程的制定。3、熟悉锤上模锻的工艺过程。4、熟悉板料冲压的工艺特点。二、基本内容1、锻压成形基础知识1）塑性变形对金属性能的影响：随着变形程度的增加，强度和硬度提高而塑性和

9、韧性下降的现象称为冷变形强化。通过再结晶退火，可消除冷变形强化。2）锻造流线及锻造比：锻造流线是金属的性能呈各项异性：沿着流线方向拉伸时，有较高的抗拉强度；沿着流线垂直方向剪切时，有较高的抗剪强度。锻造比愈大，热变形程度愈大，金属性能改善愈明显，锻造线愈明显。3）合金的锻造性能：内在因素：对钢来讲，含碳量愈低，锻造性能愈好，合金元素与多，锻造性能愈差，含硫量和含磷量愈多，锻造性能愈差。2、自由锻1）自由锻的基本工序：包括：敦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等。 2）自由锻工艺规程的制定：包括：绘制锻件图、计算坯料质量及尺寸、选择锻造工序。 3）自由锻锻件结构工艺性要求：避免锥面和斜面；避免加强

10、肋、工字形、椭圆和复杂截面；避免非平面交接结构。3、模锻1）模锻的优点：与自由锻相比，断件的尺寸和精度比较高，加工余量少，节约工时与材料；锻造流线分布合理，生产率高。2）锤上模锻：锻模：分为模锻模膛和制坯模膛。模锻模膛包括终锻模膛和预锻模膛；制坯模膛包括拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和切断模膛。模锻工艺规程：包括绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择设备和安排修整工序。绘制模锻件图注意分型面、加工余量、模锻斜度、模锻圆角和冲孔连皮等。常用修整工序有切边、冲孔、精压等。模锻件结构设计：要有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径；配合表面要留有加工余量，非配合表面可不留加工余量；避免截面相差过大，

11、薄壁、高筋、凸起等结构；避免深孔和多孔结构；减少余块，简化模锻工艺。4、板料冲压1）冲压工序：板料冲压工序:分为分离工序和变形工序。分离工序包括落料、冲孔、修整、剪切。变形工序包括弯曲、拉伸、翻边、成形等。2）冲模：按组合方式分为单工序模、级进模、组合模三种。三、本章重点简单典型零件自由锻工艺过程。 四、习题一、填空题1、当沿着锻造流线方向拉伸时，有（较高的）抗拉强度；当沿着垂直锻造流线方向剪切时，有（ 较高的 ）抗剪强度。2、自由锻的工序可分为（基本）工序、（ 辅助 ）工序、（ 修正 ）工序三大类。3、模锻按使用设备不同，可分为（锤上 ）模锻、（ 胎）模锻、（压力机上）模锻三种。4、板料冲压

12、工序可分为（分离）工序，（变形 ）工序两大类。二、判断题1、金属冷塑性变形后，强度和硬度下降，而塑性和韧性提高。（ ）2、铁在400º时的加工属于热加工。（ ）3、对于钢来讲，含硫量和含磷量愈多，则锻造性能愈好。（ ）三、选择题1、下列材料中，（B ）的锻造性能最好，（A ）的锻造性能最差。A 铸铁 B 低碳钢 C 合金钢2、板料冲裁时，被分离的部分成为成品或坯料，称为（B ）；被分离的部分成为废料，称为（ C ）。A 冲裁 B 落料 C 冲孔四、名词解释锻压是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。 板料

13、冲压是利用冲模，使板料产生分离或变形的加工方法。因多数情况下板料无须加热，故称冷冲压，又简称冷冲或冲压。五、简答题1、什么叫冷变形强化？答：金属在塑性变形中，随着变形程度的增加，强度和硬度提高而塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化。2、以圆钢为坯料，自由锻制带孔圆环形、圆筒形锻件，其锻造工序有何异同？答：带孔圆环形锻件的锻造工序是：镦粗、冲孔、马杠扩孔、定径。圆筒形锻件的锻造工序是：镦粗、冲孔、芯棒拔厂、滚圆。其区别是：圆环形锻件需扩孔、定径；圆筒形锻件需拔厂、滚圆。3、下图中自由锻锻件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。答：自由锻锻件结构应避免锥面。把圆锥面改为圆柱面，如下图：第3章 焊接

14、一、学习目标1、了解焊接的实质、焊接方法的分类和特点。2、了解电弧焊焊接接头的组织和性能，了解焊接应力和变形。3、掌握常用焊接方法的过程、特点和应用。4、掌握结构钢焊条的选用。5、了解电渣焊、电阻焊、钎焊的特点和应用。6、熟悉常用金属材料的焊接性及焊接工艺特点。7、掌握焊接结构工艺性。二、学习内容1、焊接的实质、焊接方法的分类和特点1）焊接的实质：焊件接头通过加热或加压，或并用，使焊件达到原子间结合的工艺方法。2）焊接方法的分类：按焊接过程特点可分为熔焊、压焊、钎焊三大类。3）焊接的特点：优点有连接性能好，密封性能好，省工料，成本低，可简化工艺等。不足之处有不能拆卸，更换修理不方便，接头组织性

15、能变差，存在焊接应力及缺陷，易产生变形等。2、焊接接头1）焊接接头的组织和性能：焊接接头有焊缝、熔合区、热影响区组成。焊缝的组织是柱状晶体的铸造组织，由于合金化的作用，性能不低于母材。熔合区的组织是粗大晶粒的铸态组织，性能是焊接接头中最差的区域之一。热影响区分为过热区、正火区和部分相变区。过热区的组织是粗大晶粒的过热组织，性能是热影响区中最差的部位；正火区的组织是细小晶粒的均匀组织，性能优于母材；部分相变区的组织是晶粒大小不均匀的组织，性能稍差于母材。2）焊接应力和变形：产生原因：由于焊件在焊接时是不均匀的局部加热和冷却，造成焊件的热胀冷却速度和组织变化先后不一致，从而导致焊接应力和变形的产生

16、，影响焊件质量。焊接变形的基本形式：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。预防变形的工艺措施：反变形法、刚性固定法、合理安排焊接顺序、焊前预热，焊后处理。焊接变形的矫正措施：机械矫正法、火焰矫正法。2、 常用焊接方法1） 手工电弧焊：特点与应用：具有设备简单、操作灵活、对接头要求不高、焊接条件和位置不限、成本低、应用广泛，但有强烈的弧光和烟尘、劳动条件差、效率低、对工人技术水平要求高，焊接质量不稳定。一般用于单件小批生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢及铸铁补焊。焊条：由焊芯和药皮组成，焊芯起导电和填充金属作用，药皮起保护、冶金作用。焊条按溶渣的化学性质分为酸性焊条和碱性焊条，按用

17、途分为十一大类。焊接一般碳素结构钢、低合金结构钢结构，选用强度等级相同的焊条，焊接特殊性能钢结构，选用成分相同或相近的焊条，焊接承受动载、交变载荷、冲击载荷的结构，选用碱性焊条，焊接承受静载的结构，选用酸性焊条。2） 气体保护焊：氩弧焊特点及应用：氩弧焊具有保护效果好、焊缝成形美观、焊缝质量优良、明弧焊接易于观察、温度容易控制、焊接变形小、易于实现自动焊接、氩气较贵，成本高。氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢。CO2焊特点及应用：CO2焊具有保护效果好、焊缝质量较好、但成形较差、明弧焊接易于观察、焊接变形小、易于实现全位焊接、CO2气便宜，成本低。CO2焊适用于焊接低碳钢和强度级别不高的

18、普通低合金结构钢，主要焊接薄板。3） 电阻焊：电阻焊通常分为点焊、缝焊、对焊三种。其特点是：焊接变形小、劳动条件好、操作方便、易于实现自动化，在自动化生产线上应用较多，但设备投资大、耗电多、接头形式和工件厚度受到一定限制。点焊主要用于4mm以下薄板冲压壳体结构及钢筋焊接，尤其是汽车和飞机制造。缝焊只适合于3mm以下薄板结构焊接，如易拉罐、油箱、烟道等。对焊主要用于杆状零件对接，如刀具、管子、钢筋等。4） 钎焊：钎焊按钎料熔点分为软钎焊和硬钎焊，钎料熔点在450º以下的钎焊叫软钎焊，钎料熔点在450º以上的钎焊叫硬钎焊。钎焊具有焊接变形小、焊件尺寸精确、可以焊接异种材料和特殊

19、结构、可一次焊成整体结构、生产率高、易于实现自动化。主要用于精密仪表、电器零部件、异种金属结构、复杂薄板结构及硬质合金刀具。4、常用金属材料的焊接1）金属材料的焊接性的评定：碳当量法：CE = C +Mn/6 +(Ni + Cr)/15 + (Cr + Mo + V)/5(%)。碳当量越大，焊接性越差。CE<0.4%时，焊接性良好；CE=0.4-0.6%时，焊接性较差；CE>0.6%时，焊接性差。2)碳素结构钢、低合金高强度结构钢的焊接：低碳钢的焊接:没有淬硬倾向，冷裂倾向小，焊接性良好，焊前不需要预热。手工电弧焊一般选用E4303(结422)和E4315(结427)焊条。中碳钢的

20、焊接:淬硬倾向和冷裂倾向较大，焊前必需预热。手工电弧焊一般选用E5015 (结507)焊条。低合金高强度结构钢的焊接：淬硬倾向和冷裂倾向较小，焊接性较好，强度级别低的焊前不需要预热，强度级别高的焊前需要预热。手工电弧焊一般按同强度级别选用焊条。5、焊接结构工艺性1）焊接接头设计：接头形式有对接、搭接、角接、T形接四种。薄板焊接有各种卷边接头形式。2）焊缝布置：焊缝布置尽可能分散、应避开应力集中部位、布置应尽可能对称、应便于操作、应尽量减少焊缝长度和数量、应尽量避开机械加工表面。3）坡口形式设计：电弧焊常用的基本坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口等四种。三、本章重点1、常用焊接方法

21、的过程、特点和应用。2、结构钢焊条的选用。四、习题一、填空题1、焊接的实质是被连接的焊件形成（原子）间的结合。2、按焊接过程特点，可将焊接分为（ 熔焊 ）、（压焊）、（钎焊）三种焊接方法。3、焊接接头中性能最差的部位是（熔合区 ）区和（ 正火区 ）区。4、酸性焊条常应用于（重要 ）焊接结构；碱性焊条常应用于（ 一般）焊接结构。二、判断题1、钢中的碳和合金元素对钢的焊接性的影响是不同的，合金元素的影响最大。（ ）2、焊接热裂纹的产生主要跟硫、磷等杂质太多有关。（ ）3、焊接冷裂纹的产生主要跟含氢量的多少有关。（ ）三、选择题1、下列材料中，（ A ）的焊接性能最好，（ B ）的焊接性能最差。A

22、20 B T10A C 452、在手工电弧焊中，低碳钢的焊接一般选用（ B ）焊条，中碳钢的焊接一般选用（ C ）焊条。A H08A B E4315(结427) C E5015(结507)3、低碳钢焊前一般（B）预热，低温焊厚板时（A）预热；中碳钢焊前（ C）预热。A 需要 B 不需要 C 必须 四、简答题1、焊芯的作用是什么？其化学成分有何特点？答：焊芯在焊接过程中，即是导电的电极，本身又融化作为填充金属，与熔化的母才共同形成焊缝金属。其化学成分特点是，与母才化学成分相同或相近，但硫、磷等杂质的含量分数很低。2、焊条药皮有哪些作用？答：焊条药皮的主要作用是在焊接过程中造气、造渣、起保护作用，

23、防止空气进入焊缝，防止焊缝高温金属不被空气氧化；脱氧、脱硫、脱硫和渗合金等；并具有稳弧、脱渣等作用，以保证焊条有良好的工艺性能，形成美观的焊缝。3、下图中手工电弧焊焊件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。 答：焊接空间狭小，不利于焊条操作。改进后如下图。 附：1.下图所示焊接结构是将已加工好的零件焊在一块平板上，结果发现该零件的内孔极易变形而影响精度，为防止或减少变形，试修改该零件的结构。（右图为正确结构） 2、什么是金属的焊接？焊接的特点是什么？3、电焊条由那两部分组成？各起什么作用？4、怎样选择电焊条和焊接电流？5、埋弧焊和氩弧焊的焊接特点是什么？6、如何选择焊接方法？下列情况应选用什

24、么焊接方法？（1）低碳钢桁架结构，如厂房屋架（2）厚度20mm的Q345钢板拼成工子梁（3）不锈钢装饰薄板的焊接（4）供水管道的维修（5）低碳钢薄板的焊接7、如何防止焊接变形？焊接缺陷有何危害？8、铝、铜及其合金焊接常用哪些方法？第4章 金属切削加工的基础知识一、学习目标1、掌握切削运动和切削要素。2、掌握金属切削刀具材料。3、熟悉车刀切削部分的几何参数。4、熟悉金属切削过程中的物理现象。5、了解工件的切削加工性，了解影响已加工表面质量的因素。6、掌握切削液、刀具几何角度及切削用量的合理选择。二、基本内容1、切削运动和切削要素1）切削运动：切削运动：为了切除工件上多余的金属，刀具与工件之间所作

25、的相对运动。按切削运动在切削过程中起的作用不同，可分为主运动和进给运动。主运动：切下切屑所必需的最基本的运动，也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工中只有一个主运动。进给运动：是使工件切削层不断投入切削而加工出完整表面的运动。切削加工中可以有一个主运动，也可以有几个主运动。2）切削要素：切削用量要素：切削速度、进给量、背吃刀量。切削层平面尺寸要素：切削层厚度、切削层宽度、切削层截面面积。2、金属切削刀具：1）刀具常用材料：碳素工具钢：用于制造简单手工刀具。常用钢牌号有T10A、T12A。量具刃具钢：用于制造形状复杂手工刀具。常用钢牌号有CrWMn、9SiCr。高速钢：用于制造形状

26、复杂机动刀具。常用钢牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。硬质合金：多制成各种形状刀片，机动加工各种金属材料。常用钢牌号有YG3、YG5、YG8、YT5、YT15、YT30。2）车刀切削部分的几何参数：外圆车刀切削部分的组成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。3）车刀标注角度参考系：正交表面参考系基面Pr：过切削刃上任一点的水平面。切削平面Ps：通过切削刃上任一点与切削刃相切，垂直于基面的平面。正交平面Po：通过切削刃上任一点，并同时与垂直于基面和切削平面的平面。3） 车刀正交平面参考系内的标注角度：主偏角r：基面内主切削刃与进给方向的夹角。其主要作用是影响背向力的大

27、小和刀具寿命。副偏角r'：基平面内副切削刃与进给反方向的夹角。其主要作用是影响工件以加工表面粗糙度。前角。：正交平面内前刀面与基面之间的夹角。其主要作用是使刃口锋利。后角。：正交平面内后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少主后刀面与工件过渡表面之间的摩擦。刃倾角s：切削平面内主切削刃与基面间的夹角。其主要作用是控制切屑流向1、 金属切削过程中的物理现象1） 金属切削过程的实质：就是通过刀具把金属层变为切屑的过程，其实质是一个挤压变形的过程，塑性金属在切削过程中一般要经历弹性变形、塑性变形、挤裂破坏和切离四个阶段。2） 切削变形区：第变形区：又称基本变形区。切削力、切削热主要来自这

28、个区域。第变形区：是切屑于前刀面间的摩擦变形区。该区域对积屑瘤的形成和前刀面磨损有直接影响。第变形区：是工件已加工表面与刀具后刀面的摩擦区。该区域对工件已加工表面的变形强化和残余应力及后刀面的磨损有很大影响。3）积屑瘤：产生条件：切削塑性金属；切削速度在560m/min。对切削加工的影响：粗加工时有好处，保护刀刃，增大前角。精加工时不利，影响表面质量和尺寸精度，因此精加工时避免产生积屑瘤，故常采用高速（v>100m/min）或低速（v<5m/min）精加工。4）切削力：总切削力F：三个变形区的变形抗力和切屑、工件与刀具间的摩擦力的合力。通常将总切削力分解成三个相互垂直的奋力：主切削

29、力Fc、进给力Ff（轴向力）、背向力Fp（径向力）。影响因素：有工件材料、刀具角度和切削用量。增大刀具前角，减小切削深度，施加切削液，均可使切削力减小。增大主偏角，可明显减小背向力，减小工件弯曲变形和振动。5）切削热：切削热的产生：有切削变形功和摩擦功形成。切削热的传出：在切削过程中有切屑、工件和周围介质传出。减少切削热不利影响的措施主要有：合理选择切削用量和刀具角度，合理施加切削液。5、切削加工质量与切削效率1）影响材料切削加工性的主要因素：材料的强度和硬度愈高；塑性、韧性愈大；导热系数愈小，材料的切削加工性愈差。2）已加工表面质量：表面粗糙度：减小进给量、主偏角、副偏角，增加刀尖圆弧半径等

30、，可降低残留面积高度，从而减小表面粗糙度。选择合适切削速度，避免产生积屑瘤，可明显降低表面粗糙度。增大前角、减小切削厚度、增加切削速度、选用润滑性能良好的润滑液，可有效或降低鳞刺的产生。提高工艺系统刚度、采取消振隔振措施，减少振动对表面粗糙度的影响。表面加工硬化：增大前角和切削速度、采用有效的润滑措施，可大大减轻表面加工硬化现象。表面残余应力：采用时效处理可有效消除表面残余应力。3）切削液：切削液作用：有冷却作用、润滑作用、清洗作用、防锈作用。切削液种类和选用：水溶液：水加入少量防锈剂和润滑剂。一般用于普通磨削和其他精加工。乳化液：乳化油与水稀释而成。低浓度乳化液主要用于磨削、粗车、钻孔。高浓

31、度乳化液主要用于精车、攻丝、铰孔、插齿等。切削油：矿物油，少数采用动植物油。普通车削、攻丝用机油；精车有色金属和铸铁用煤油；加工螺纹用植物油；在矿物油中加入油性剂和极压添加剂，用于精铣、铰孔、功丝和齿轮加工等。4）刀具几何角度的选择：前角的选择：工件材料的强度和硬度较低时，取较大前角；反之，取较小前角；加工塑性材料，取较大前角；加工脆性材料，取较小前角；硬质合金刀具加工特别硬的材料时，应取负前角。高速钢刀具取较大前角；硬质合金刀具取较小前角；工艺系统刚性较差时，取较大前角。后角的选择：精加工或断续切削时取较大后角；粗加工时取较小后角；工件材料的强度和硬度较高时，取较小后角；工件材料的塑性和韧性

32、较大时，取较大后角；工艺系统刚性较差时，取较小后角。主偏角的选择：工艺系统刚性较好时，取较小主偏角；工艺系统刚性较差或强力切削时，取较大主偏角；车削阶梯轴时，取90º主偏角；车削细长轴时，取90º93º主偏角。副偏角的选择：精加工时，取5º10º副偏角；粗加工时取10º15º副偏角。 刃倾角的选择：精加工时，取0º5º刃倾角；粗加工时取-5º0º刃倾角。5）切削用量的选择：选择原则：粗加工时，优先选择背吃刀量，而后尽量选用较高的切削速度。背吃刀量的选择：多次进给时，应尽量将第一次进给的

33、背吃刀量取大些。进给量的选择：粗加工时，取较大进给量；精加工时，取较小进给量。切削速度的选择：工件材料的强度和硬度较高时，切削加工性较差时，应取较低的切削速度。三、本章重点1、掌握切削运动和切削要素。2、掌握金属切削刀具材料。3、掌握切削液、刀具几何角度及切削用量的合理选择。四、习题一、填空题1、切削运动可分为（主运动）和（ 进给运动 ）。2、切削用量要素包括（切削速度）、（进给量 ）、（背吃刀量 ）。3、切削液的作用主要有（冷却）、（润滑）、（清洗 ）、（ 防锈）。4、塑性金属切削过程经历了（弹性变形）、（塑性变形）、（挤裂）、（切离）四个阶段。二、判断题1、碳素工具钢耐热性差，因此用于制造

34、简单手工刀具。（ ）2、硬质合金耐热性优良，适于制造形状复杂刀具。（ ）3、采用较大主偏角，可使背向力Fp减小，进给力Ff增大。（ ）三、选择题1、加工塑性材料时，应取（A ）前角，加工脆性材料时，应取（B ）前角。A 较小的 B 较大的 C 一样的2、精加工时，应选（B ）前角，粗加工时，应选（C ）前角。A 较小的 B 较大的 C 一样的3、精加工时，应选（B ）后角，粗加工时，应选（ A ）后角。A 较小的 B 较大的 C 一样的四、简答题1、刀具材料必须具备哪些性能？答：在切削加工过程中，刀具的切削部分在强烈摩擦、很大应力、很高温度、冲击振动条件下工作，因此要求刀具材料必须具备高的硬度

35、、高的耐磨性、高的耐热性、足够的强度和韧性以及一定的工艺性。2、积削瘤产生的条件是什么？它对切削加工有何影响？答：在5m/min60m/min切削速度下，切削塑性金属材料，在前刀面靠近切削刃部分的部位容易产生积削瘤。积削瘤伸出刃口之外时，使背吃刀量增加；它代替刃口切削，增大了实际工作前角，使切削力和变形减小；但积削瘤是不稳定的，对加工尺寸和表面质量有很大影响。所以粗加工时可利用积削瘤，精加工时必须避免积削瘤。第5章 切削加工方法一、学习目标1、了解车床、铣床、钻床、镗床、刨床、磨床的加工范围。2、掌握车、铣、钻、铰、镗、刨、磨的工艺特点和应用。3、掌握机床传动链结构式计算，据传动系统图，写出传

36、动路线表达式并进行计算。二、基本内容1、车削加工1）工件在车床上的常用装夹方式：常用装夹方式有：卡盘、顶尖、心轴、中心架、跟刀架等方式。2）车削加工的工艺特点：加工范围广；生产效率高；生产成本低；容易保证工件各加工面的位置精度。3）车削加工的应用：可以车外圆；车端面和台阶；车槽和切断；车螺纹；车床上的孔加工。2、钻削和铰削加工：钻孔加工：钻孔是用钻头在实体材料上加工孔。其加工精度较低，表面粗糙度值较大，属于粗加工。扩孔加工：扩孔是用扩孔钻头扩大已钻出孔径的加工方法。属于半精加工。铰削加工：铰削加工时是用铰刀从孔壁切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。铰削加工分粗铰和精铰。铰削加工

37、生产效率高，容易保证精度。但铰削不能校正底孔轴线偏斜，直径>80mm不适宜铰削。3、镗削加工：1）镗削加工工艺特点：加工范围广；能修正底孔轴线；成本较低；生产率较低。2）镗削加工的应用：镗床不只用于镗孔，还可以铣平面、铣沟槽、钻孔、扩孔、铰孔、车端面、车环形槽、车螺纹等。镗床适于加工孔系，不管是粗垂直孔系，还是平行孔系。形状复杂的大型零件上孔径大、尺寸和位置精度要求高的孔系，应在镗床上加工。4、铣削加工1）铣削方式：铣削方式分为端铣和周铣。端铣是用铣刀端面齿铣削工件表面。周铣是用铣刀圆周齿铣削工件表面。一般来说，端铣在表面加工质量、精度、生产效率方面由于周铣，周铣在加工范围方面优于端铣。

38、周铣又分为顺铣和逆铣。顺铣加工表面质量较好，多用于精加工。逆铣多用于粗加工。2）铣削的应用：铣削可以铣平面，铣普通槽、成形槽、螺旋槽，戏成形面。3）铣削加工工艺特点：生产率高；加工范围极为广泛；加工质量中等；成本较高。5、磨削加工磨削加工方法：磨外圆：有纵磨法和珩磨法。磨内圆：通孔、盲孔、阶梯孔都可以磨削。磨平面：有周磨平面和端磨平面。周磨平面适于精磨，端磨平面适于粗磨。无心磨削：在大批量生产中，常用于磨削细长轴、轴销和轴套。磨削加工一般属于精加工。6、齿轮加工：齿轮加工方法：成形法：常见的有铣齿和拉齿。铣齿生产率低、加工精度低、加工成本低。展成法: 常见的有插齿和滚齿。插齿和滚齿具有加工精度

39、较高、齿面粗糙度较低、一把刀具可以加工模数和压力角相同而齿数不同的齿轮。插齿可以加工双联齿轮，生产效率低；滚齿不能加工距离较近的双联齿轮，生产效率较高。7、各种表面加工方案分析：平面加工方案：常用的可归纳为铣刨、铣刨磨、车削、拉削。外圆面加工：常用的可归纳为粗车半精车精车、粗车半精车粗磨精磨。孔加工：常用的可归纳为钻孔扩孔铰孔、钻孔镗孔磨孔。齿形加工：铣齿、滚齿、剃齿、磨齿、珩齿、研齿。三、本章重点1、掌握车、铣、钻、镗、刨、磨、齿轮加工的工艺特点和应用。2、掌握各种表面的常用加工方案。四、习题一、填空题1、工件在车床上安装经常使用的夹具有（卡盘 ）、（顶尖）、（心轴）、（中心架）、（跟刀架

40、）。2、钻削加工使用的钻头按其结构特点和用途可以分为（扁钻）、（麻花钻）、（深孔钻）、（中心钻）等。3、铣削方式分为周铣和端铣，周铣是指用（ 圆柱铣刀 ）铣削工件表面；端铣是指用（ 面铣刀 ）铣削工件表面。4、齿轮齿形成形法加工常用的方法有（铣齿 ）、（拉齿）；展成法加工常用的方法有（插齿 ）、（滚齿）。二、判断题1、铰孔属于精加工，因此铰孔加工能够校正底孔轴线的偏斜。（ ）2、铣削加工能铣削平面、直槽、成形面等，但不能铣螺旋槽。（ ）3、各类零件上的孔，一般在钻床上加工。（ ）三、选择题1、机架和箱体等大型零件上的孔，多在（C ）加工；轴、盘、套类零件中心部位上的孔，多在（ B ）加工；小支

41、架、小箱体上的轴承孔，也可在（ A ）加工。A 车床上 B 铣床上 C 镗床上2、逆铣多用于（A ），顺铣多用于（ B ）。A 粗加工 B 精加工 C 光整加工3、平板、导轨平面粗加工，一般采用（B ），轴、套、盘端面粗加工，一般采用（ A）。A 车削类 B 铣刨类 C 磨削类四、简答题1、什么是特种加工？常见的有哪些特种加工？答：特种加工是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能及特殊机械能等多种能量已实现材料去除的工艺方法。常见的有电火花加工，电解加工，超声波加工和激光加工。2、插齿和滚齿有何不同？答：插齿可加工直齿轮、内齿轮、多联齿轮等，大批大量生产时加附件也可加工螺旋齿轮；滚齿可加工直

42、齿轮、螺旋齿轮、蜗轮和齿轮轴。插齿不能加工蜗轮和长齿轮轴；滚齿不能加工内齿轮、多联齿轮。附：1、 车削加工的特点是什么？车床上能够加工哪些平面？答：车床类机床主要用于车削加工。在车床上可以加工各种回转表面，如车外圆、车端面、切槽与切断、车内孔、车锥面、车螺纹、车成形面等。2、 铣削加工的特点是什么？铣床上能够加工哪些平面？答：铣削是金属切削加工中常用的方法之一，铣削加工生产率高，加工表面粗糙度值小。在铣床上可以铣平面、铣台阶、铣键槽、铣T形槽、铣燕尾槽、铣螺纹等。3、 钻削加工的特点是什么？镗削、绞削和钻削有什么区别？答：钻削加工的特点：1）钻头的刚性差、定心作用也很差，因而易导致钻孔时的孔轴

43、线歪斜，钻头易扭断。2）易出现孔径扩大现象，这不仅与钻头引偏有关，还与钻头的刃磨质量有关。3）断屑困难。4）钻削温度高。钻削加工和镗削加工都是加工孔表面的切削加工方法，其判别是镗削加工适合加工直径大、精度高的孔。4、 刨削加工的特点是什么？刨削、绞削和插削有什么区别？答：刨削加工的特点：1）加工成本低2）通用性好3）生产率较低刨削加工的运动比较简单，它的主运动是刀具的往复直线运动，工件的运动是一种辅助运动，适合加工平面、沟槽等表面。刨削加工是一种费用较低的加工方式，是一种可以实现高表面质量（很光洁的表面）的加工。附2:1、机床夹具通常由哪些部分组成？每个组成部分起何作用？2、改善工件材料切削加

44、工性的途径有哪些？七、根据下面的传动系统图，1.写出传动路线表达式；2.指出主轴有几种转速；3.列式并计算出主轴的最高转速n （转/分）。（皮带滑动系数 ）（6分） 解：1.传动路线表达式为：主轴电机 2.主轴有 1×4×3=12种转速3.主轴的最高转速 （转/分）第6章 机械加工工艺过程的基础知识一、学习目标1、了解机械加工工艺过程的基本概念。2、熟悉工件的装夹方式和基准的选择。3、了解制定机械加工工艺规程的步骤。4、掌握典型零件加工工艺过程。二、基本内容1、基本概念1）生产过程和工艺过程：生产过程：制造机器时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。工艺过程：在生产过程

45、中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。2）工艺过程的组成：有工序、工步、走刀、安装、工位。一个零件完整的工艺过程需要多道工序，每个工序包括多个工步，每个工步有几次走刀。每个工序中至少有一次安装，也可以有多次安装。一次安装可以有一个或多个工位。3）生产纲领与生产类型：生产纲领：企业在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。一般为年生产纲领。生产类型：分为单件生产、成批生产、大量生产。1、 工件的装夹与定位1） 工件的装夹方式:直接找正装夹法、划线找正装夹法、使用专用夹具装夹。2） 工件的定位基准的选择:粗基准的选择:选择与加工表面相对位

46、置精度要求高的不加工表面作为粗基准；选择重要表面作为粗基准，合理分配加工余量；粗基准表面应平整光洁，便于工件定位稳定，加紧可靠；粗基准不能重复使用。精基准的选择:尽可能选择设计基准作为定位基准；尽可能选择统一的定位基准；两表面之间位置精度要求高时，可互为基准；精加工表面余量小而均匀，可自为基准。3、机械加工工艺规程的制定制定机械加工工艺规程的步骤：零件的工艺分析；毛坯的选择；选择定位基准；拟定工艺路线；机床与工艺装备的选择；确定工序余量、工序尺寸、切削用量、时间定额；填写工艺文件。拟定工艺路线要考虑如下几个问题：加工方法的选择；加工阶段的划分；加工顺序的安排；热处理及表面处理工序的安排；辅助工序的安排。加工顺序的安排一般遵循下列原则：基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔。4、典型零件加工工艺过程轴类零件加工工艺过程一般为：毛坯、下料车端面、钻中心孔粗车表面正火或调质修研中心孔半精车、精车表面、车螺纹铣键槽或花键淬火、回火修研中心孔粗、精磨表面检验。齿轮类零件加工工艺过程一般为：下料锻造毛坯正火粗车齿坯调质精车齿坯磨端面划键槽线插键槽齿形加工齿段倒角齿面高频淬火磨内孔磨