第1章机械制造过程概述

机械制造技术第1章机械制造过程概述@高等教育出版社ContentsPage目录页04机械加工运动与切削用量01机械制造过程02机械制造的生产组织03机械零件的成形方法TransitionPage过渡页04机械加工运动与切削用量01机械制造过程02机械制造的生产组织03机械零件的成形方法1.1一、生产系统与生产过程机械制造过程二、机械制造过程1.机械制造过程

机械制造过程就是按照工艺规程的要求，对机械产品的零部件和整机进行加工和装配的过程。1.1机械制造过程2.机械制造过程示例分析1.1机械制造过程2.机械制造过程示例分析

如图是某数控车削中心的主轴箱部件结构简图。在该部件中，主要的零件是主轴、箱体、轴承和同步带轮等，其中主轴箱体是这个部件的基准件。轴承和同步带轮等是外购标准件或通用件；主轴和主轴箱体是要通过加工制造完成的。该部件的制造过程可以简述如下：1.1机械制造过程主轴箱的制造主轴的制造主轴箱的装配三、机械制造过程分析1.机械加工工艺过程的组成

1.1机械制造过程每一个工序内都包含许多加工内容，有些加工内容需要工件处于不同的位置才能完成。安装在工件的一次安装中，通过工作台的分度、移位可以使工件相对于机床变换加工位置，工件在每一个加工位置所完成的加工内容称为工位。工位在同一个工位上要完成不同的表面加工时，其中加工表面、刀具、切削速度和进给量不变的情况下所完成的工位内容称为一个工步。工步刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容称为一次走刀。走刀2.机械加工工艺系统

每一个加工内容都有相应的机床、刀具和夹具，它们与被加工工件共同构成了一个闭环系统，称为机械加工工艺系统。对应于不同的加工方法有不同的加工工艺系统，对于同一个被加工零件，加工工艺过程中的每一道加工工序都对应着一个相应的加工工艺系统。加工工艺系统的组成及其特性对机械加工过程中各工序的加工质量、加工效率、加工成本有直接的影响，合理地选择和应用加工工艺系统是机械制造技术的主要内容之一。3.工件表面的成形在机械加工过程中，每一种加工方法都是以完成一定的零件表面的成形为目的的。1.1机械制造过程TransitionPage过渡页04机械加工运动与切削用量01机械制造过程02机械制造的生产组织03机械零件的成形方法一、生产纲领

生产纲领是企业根据市场需求和自身的生产能力决定的在计划生产期内产品的产量。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。二、生产组织类型1.2机械制造过程二、生产组织类型1.2机械制造过程类型项目单件小批生产中批生产大批大量生产加工对象

毛坯及加工余量经常变换

木模手工造型；自由锻。加工余量大周期性变换

部分用金属模或模锻。加工余量中等固定不变

广泛用金属模机器造型、压铸、精铸、模锻。加工余量小机床设备及其布置形式通用机床，按类别和规格大小，采用机群式布置通用机床与专用机床结合，按零件分类布置，流水线与机群式结合广泛采用专用机床，按流水线或自动线布置夹具通用夹具、组合夹具和必要的专用夹具广泛使用专用夹具、可调夹具广泛使用高效专用夹具刀具和量具通用刀量具按产量和精度，通用刀量具和专用刀量具结合广泛使用高效专用刀量具二、生产组织类型1.2机械制造过程类型项目单件小批生产中批生产大批大量生产工件装夹方法部分画线找正，多用夹具装夹部分画线找正，多用夹具装夹广泛使用专用夹具生产率多用配刮少量配刮，多用互换装配方法采用互换装配方法装配方法低一般高成本高一般低操作工人技术要求高一般低TransitionPage过渡页04机械加工运动与切削用量01机械制造过程02机械制造的生产组织03机械零件的成形方法一、零件的成形方法1.材料成形工艺（Δm＝0）材料成形工艺是指在加工过程中材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而其质量未发生变化。常用的成形工艺有（1）铸造、（2）锻造、（3）模具成形（注塑、冲压）、（4）粉末冶金等。2.材料去除工艺（Δm<0）（1）切削加工在机床上用金属切削刀具切除工件毛坯上多余的金属，从而使工件的形状、尺寸和表面质量达到设计要求的工艺方法。（2）磨削加工在磨床上利用高速旋转的砂轮磨去工件上多余的金属层，从而达到较高的加工精度和表面质量的工艺方法。磨削既可加工非淬硬表面，也可加工淬硬表面。（3）特种加工利用电能、热能、化学能、光能、声能等对工件进行材料去除的加工方法。1.3机械零件的成形方法3.材料累积工艺（Δm

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0）材料累积工艺是指利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方法。（1）切削加工（2）磨削加工（3）特种加工1.3机械零件的成形方法3.材料累积工艺（Δm

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0）1.3机械零件的成形方法二、零件表面的成形发生线是形成工件表面的几何要素，是在金属切削机床运转时，由工件和刀具彼此间协调的相对运动和刀具切削刃的形状共同形成的。形成发生线的方法有以下四种：（1）轨迹法母线和导线都是刀具切削刃端点（刀尖）相对于工件的运动轨迹。（2）成形法刀具的切削刃就是被加工表面的母线，导线是刀具切削刃相对于工件的运动形成的。（3）展成法对各齿形表面进行加工时，刀具与工件间作展成运动即啮合运动，切削刃各瞬时位置的包络线是齿形表面的母线，导线是由刀具沿齿长方向的运动来实现。

（4）相切法采用铣刀、砂轮等旋转刀具加工工件时，刀具自身的旋转运动形成圆形发生线，同时切削刃相对于工件的运动形成其他发生线。1.3机械零件的成形方法TransitionPage过渡页04机械加工运动与切削用量01机械制造过程02机械制造的生产组织03机械零件的成形方法一、机械加工运动1.表面成形运动根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动可分为以下两类：（1）简单成形运动是独立的成形运动，由最基本的直线运动或旋转运动构成。（2）复合成形运动是由两个或两个以上简单运动按照一定的运动关系合成的成形运动。从完成工件表面的机械加工并使切削过程能够连续进行的角度看，成形运动可分为主运动和进给运动两种（1）主运动是进行切削加工的最基本、最主要的运动，也叫切削运动。（2）进给运动进给运动与主运动配合，使切削工作能够连续进行。1.4机械加工运动与切削用量二、切削用量1.切削过程中工件上的表面刀具和工件相对运动过程中，在主运动和进给运动作用下，工件表面的一层金属不断被刀具切下转变为切屑，在工件上加工出所需要的新表面。因此，在切削过程中，工件上有三个依次变化着的表面：1.4机械加工运动与切削用量（1）待加工表面

加工时即将切除加工余量的工件表面。

（2）已加工表面

已被切去多余金属而形成的工件新表面。

（3）过渡表面

加工时由切削刃在工件上正在形成的那部分表面，它在待加工表面和已加工表面之间，是切削过程中不断变化着的表面。

2.切削用量（1）切削速度vc切削速度是主运动的线速度。主运动为回转运动时，运动着的回转体（刀或工件）上某一点的瞬时线速度为切削速度，单位是m

/

min，其计算公式如下：（2）进给速度vf、进给量

f

和每齿进给量fz刀具上选定点相对于工件进给运动的瞬时速度称为进给速度，单位是mm

/

min或mm

/

s。1.4机械加工运动与切削用量2.切削用量（3）背吃刀量ap背吃刀量是在与主运动和进给运动方向所组