机械制造课件精华版

NJUST502教研室1l

选择毛坯应考虑的因素3.2.2确定毛坯的形状毛坯形状应力求接近零件形状毛坯形状是在零件形状基础上对所有加工表面放出适当余量而得到毛坯形状要便于加工，便于保证加工质量如工艺搭子、一坯多件等（1）零件的材料及其机械性能（2）生产纲领的大小（3）零件的形状和尺寸（4）工厂毛坯的生产条件和技术水平及可能性、经济性。NJUST502教研室2l

热处理工序的安排（1）预处理——改善切削性能、消除毛坯制造时的残余应力（2）中间热处理——消除切削加工的残余应力（3）最终热处理——提高材料的强度和硬度（4）化学处理和表面处理

l

辅助工序的安排（1）检验和特种检验（2）平衡（3）清洗等NJUST502教研室3图示工件加工时，先加工工件长度，再加工小孔，最后加工大孔，控制大孔深度，而小孔深度是由加工工件总长和大孔深度决定的，故小孔的深度即为封闭环。测量时，小孔的深度无法直接检测，一般先检测工件长度和大孔深度，小孔深度为自然获得尺寸，故同样小孔深度为封闭环。

设计时大孔的深度未标注，是由工件长度和小孔的深度所决定。故它就是封闭环。NJUST502教研室4极值法计算的基本公式：●

封闭环的极限尺寸●

封闭环的基本尺寸●

封闭环的公差●

封闭环的上偏差●

封闭环的下偏差NJUST502教研室5l

实例设计时：NJUST502教研室6加工及测量时：NJUST502教研室7l

竖式计算法：

增环尺寸和偏差照抄，减环尺寸变号且上下偏差对调、变号，最后求代数和得出封闭环的尺寸及偏差。基本尺寸BSBX

增环

减环

封闭环

注意：当计算封闭环的公差小于各组成环公差之和时，则不能保证设计尺寸，故需要调整各组成环的公差。500-0.17100-0.36

-400-0.19NJUST502教研室8例题1：

图中尺寸A2不能直接测量，应如何加工控制？基本尺寸BSBX增环A4减环A1A3封闭环AΔ

A4=184

BS(A4)=-0.2

BX(A4)=-0.25-520.150-320.0501000-0.25NJUST502教研室9例2：一批工件其部分工艺过程为：车外圆至；渗碳淬火；磨外圆至。计算为了保证渗碳层深度0.7~1mm的渗碳工序渗入深度t的尺寸范围。基本尺寸BSBX增环:A3A2减环A1封闭环A因此渗碳深度t为：0.965~1.22mm

200-0.015-20.250.0300.70.30

A3=0.95BS(A3)=0.27BX(A3)=0.015机械工程学院机械制造基础106.1.4轴类零件加工工艺过程（续）加工顺序安排（1）“基准先行”原则首先加工中心孔，为后续加工做好基准准备；

前道工序的加工内容和后道工序的加工基准环环相扣，协调安排（2）先大端后小端避免在加工开始就降低了工件的刚度。（3）深孔加工的安排

钻孔一般安排在调质以后，以避免弯曲变形无法纠正；钻孔应安排在粗加工和半精加工之后，以保证孔与外圆的同轴；仅从定位考虑，钻孔以安排在最后为好。（4）次要表面的加工

对于与主要表面有相对要求的次要表面，如键槽、花键等，一般应安排在精车和粗磨外圆之后；如果从影响切削过程的平稳性考虑，部分也可考虑安排在精加工之后。机械工程学院机械制造基础11短套加工机械工程学院机械制造基础126.3.2箱体支架类零件加工工艺过程（续）加工阶段的划分箱体零件结构复杂、壁厚不均、内应力不可避免加工精度要求高、加工精度的稳定性要求高重要表面的加工均需划分粗、精加工阶段加工顺序的安排孔作为关键部件的装配基准要求加工余量均匀孔的加工难度比平面大箱体毛坯上孔与内腔的位置相对准确以孔定位先加工平面；再以加工好的平面定位来加工孔1.2.1刀具切削部分的基本定义

前刀面主切削刃S

主后面刀尖副后面副切削刃S例题：

下图为外圆车削示意图，在图上标注：1主运动、进给运动和背吃刀量；

2已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；

3基面、主剖面和切削平面；

4刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10

。机械工程学院机械制造基础17机床传动系统的分析方法：“抓两头，连中间”机械工程学院机械制造基础18例机械工程学院机械制造基础19进给运动：例

主运动：机械工程学院机械制造基础20丝杠螺母进给：（S为丝杠导程）齿轮齿条进给：

（m为末级齿轮模数）进给量计算：机械工程学院机械制造基础21

（1）易于保证各外圆表面及其它表面间的位置精度

(2)粗车：精度IT13~IT11、表面粗糙度Ra50~12.5μm；半精车：精度IT10~IT9、表面粗糙度Ra6.3~3.2μm

精车：精度IT8~IT6、表面粗糙度Ra1.6~0.8μm

（3）适合于有色金属零件的精加工（4）切削过程平稳、切削效率高（5）刀具简单，适应性广 l

车削的工艺特点:机械工程学院机械制造基础22l

铣削方式（1）

周铣法：用圆周齿进行铣削加工

逆铣顺铣切削运动切削方向与进给方向相反切削方向与进给方向相同切削厚度由0→最大由最大→0刀具磨损初期有滑擦，磨损快刀齿易切入，寿命长作用力垂直分力使工件上抬，不利于夹紧工件；水平分力与进给反向，消除了丝杠间隙，进给平稳垂直分力使工件下压，有利于夹紧工件；水平分力与进给同向，由于丝杠间隙，工作台会前窜，造成啃刀或打刀。表面质量表面粗糙表面光洁使用情况常用无间隙进给机床采用机械工程学院机械制造基础23（1）

钻孔钻孔的特点钻头刚性差，易引偏；钻孔排屑困难，切屑挤压、摩擦已加工表面，表面质量差，钻孔精度IT13~IT11，Ra为50~12.5μm钻孔加工生产效率低防止钻头引偏的措施：钻头切削刃要对称;

先加工平面，防止表面不平而引偏；用短而粗的钻头先钻一引孔；采用小进给，减小轴向力；使用钻套引导，合理使用切削液。2.4.4钻床加工工艺特点机械工程学院机械制造基础24l

镗孔加工特点1）单刃镗刀镗孔特点

适应性广，灵活，但对操作工人技术水平要求较高；

可以校正原有孔的轴线位置偏差；生产率较低，镗杆刚性差，单刃切削，调整时间长，一般用于单件、小批量生产。2）浮动镗刀镗孔特点加工质量高，浮动可减少刀杆、刀具安装偏差；生产效率高，双刃切削，操作方便；刀具结构复杂，对刀具刃磨要求较高，刃口要对称，一般用于较大孔径的批量生产。机械工程学院机械制造基础252.5磨削加工（1）磨料：刚玉类（Al2O3，包括棕刚玉、白刚玉等）碳化硅类（SiC，包括黑色碳化硅、绿色碳化硅）高硬度磨料（立方氮化硼CBN、金刚石等）（2）磨料粒度：砂轮越粗效率越高，但加工表面质量差。粗加工和磨软材料时选粗砂轮，精加工及磨硬材料时选细砂轮。（3）结合剂：陶瓷、树脂、橡胶及金属结合剂等（4）硬度：指砂轮磨料脱落的难易程度加工硬材料用软砂轮，加工软材料用硬砂轮。（5）组织：磨料、结合剂与气孔的比例加工软材料用疏松的砂轮（防止砂轮堵塞）（6）形状、尺寸与特性代号：

GB80ZR1AP300×4

磨料（白刚玉）粒度硬度结合剂（陶瓷）形状（平）尺寸2.5.1

砂轮机械工程学院机械制造基础26（1）砂轮磨粒小而多，一次切削量小，精度高IT7~IT6、表面粗糙度小Ra0.2~0.8μm（2）磨削温度高（3）砂轮有自锐作用（磨粒有自锐性、磨钝磨粒的脱落（4）磨削加工的工件材料范围广可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性较大的软材料，如有色金属紫铜、铝合金等。l

磨削的工艺特点l

磨削过程：切削、刻划和摩擦抛光作用的综合。机械工程学院机械制造基础273）磨孔的特点：¨

砂轮轴长，刚性差，易变形、振动，加工质量差¨

磨削内孔精度IT8~IT6，Ra0.8~0.4μm¨

砂轮直径小，线速度低，磨削效率低¨

砂轮直径小，磨料切削次数多，磨损快¨

切削温度较高，冷却条件差¨

排屑困难，易堵塞砂轮¨

适应性好，可以加工硬材料，盲孔、阶梯孔等机械工程学院机械制造基础282.5.7螺纹的磨削加工l

单线砂轮磨削：适应性好，但效率低。l

多线砂轮磨削：用于磨削小螺距螺纹，效率高。l

无心磨削磨削小螺距螺纹时，一般不需要进行粗加工。机械工程学院机械制造基础29（3）研磨的特点

（a）速度低、压力小，加工精度达IT6~IT4、表面粗糙度最小达Ra0.1~0.008μm。（b）切削余量小，通常为0.005~0.05mm，要求前道工序精度高，表面质量好。（c）可以纠正形状误差，但不能改变位置误差。（d）适应性广，可用于各种材料、不同批量的工件加工。机械工程学院机械制造基础302.7齿轮的齿形加工(P227)2.7.1

铣齿

铣齿加工的特点：成本低，精度低，效率低。铣齿加工适用：单件小批量生产、修配精度较低的齿轮。机械工程学院机械制造基础312.8特种加工技术概述2.8.1特种加工技术及其特点特种加工技术概念：特种加工是利用电能、热能、光能、化学能、电化学能、声能和特殊机械能等使材料成型的工艺方法。特种加工技术的主要特点：（1）加工材料范围广，不受其力学性能的限制；（2）易于加工复杂型面、细微表面以及柔性零件；（3）能获得良好的加工质量，热应力、残余应力、变形小；（4）各种加工方法易于复合形成新的工艺方法。

制造技术发展趋势：高精度、高效率、多品种、小批量、小型化微型化；材料强度高、硬度高、耐热耐压等机械工程学院机械制造基础32机械工程学院机械制造基础33外圆表面的加工方案分析l

举例分析：

1.加工10件45钢（调质）轴外圆，尺寸精度h8，表面粗糙度Ra3.2。

加工方案：粗车—半精车

2.加工45钢（调质）轴外圆，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。

加工方案：A.粗车—半精车—磨削（批量或单件）

B．粗车—半精车—精车（单件）

3.加工10件T12A（淬火）轴套外圆，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。

加工方案：粗车—半精车—磨削

4.加工10件紫铜轴套外圆，尺寸精度h6，表面粗糙度Ra0.8。

加工方案：粗车—半精车—精车

5.加工10件45钢（调质）轴外圆，尺寸精度h5，表面粗糙度Ra0.08。

加工方案：粗车—半精车—磨削—研磨机械工程学院机械制造基础34机械工程学院机械制造基础35内圆表面加工方案分析例题：孔径Ra(μm)材料及热处理数量加工方案φ10H71.645钢调质5钻-扩-铰φ35H71.645钢调质5钻-扩-铰或镗φ35H71.645钢调质50000钻-粗铰-精铰φ35H60.145钢淬火5钻-扩-铰-研磨φ35H70.145钢调质50000钻-扩-铰-珩磨φ100H81.645钢调质50000钻-扩-镗φ100H71.6T12A淬火5钻-扩-镗-磨φ100H71.6紫铜50000钻-扩-镗返回常见机床的切削运动机床名称主运动进给运动卧式车床工件旋转车刀纵向、横向移动钻床钻头旋转钻头轴向移动铣床铣刀旋转工件纵向、横向、垂直方向移动牛头刨床刨刀往复工件横向、垂直方向间隙移动龙门刨床工件往复刨刀横向、垂直方向间隙移动内、外圆磨床砂轮旋转工件旋转、工件往复或砂轮横向移动平面磨床砂轮旋转工件往复移动，砂轮横向、垂直移动镗床镗刀旋转镗刀轴向移动、工件轴向移动1.3.1切削过程不同切屑比较带状切屑内表面光滑，外表面毛茸状；连续、带状。剪切位移未达到破裂程度，剪应力小于材料强度极限切削力波动小，切削过程平稳；表面Ra小，需要断屑塑性,v较高,ap较小,γ0较大。挤裂切屑内表面有时光滑有时有裂纹，外表面锯齿状。局部剪切位移达到破裂程度，剪应力大于材料强度极限切削力波动，切削较不平稳；表面Ra大。塑性；v较低；ap较大；γ0较小。单元切屑裂纹贯穿整个切屑；切屑为梯形单元。整个剪切面的剪应力大于材料强度极限切削力波动大，不平稳；表面Ra大；刀具易损坏。塑性；v很小；ap很大；γ0小。崩碎切屑不规则的碎块。塑性变形很小，被挤裂、脆断切削力波动很大，过程很不平稳；表面Ra很大；刀具易崩刃。脆性金属

形成条件：中低速切削塑性金属

本质——冷焊现象：挤压与摩擦产生高温高压，同时摩擦带走杂质，刀具表面与切屑表面新鲜金属粒子间的亲合力和摩擦力之和大于切屑材料内部粒子间的亲