机械制造工程实训 课件 第1章 机械制造实训基础知识

机械制造工程实训第一章机械制造实训基础知识第二章热处理第三章铸造第四章锻压第五章焊接第六章车削加工第八章钳工与装配第十章数控加工第七章铣削、刨削、磨削加工第九章数控加工基础知识第十一章特种加工第一章机械制造实训基础知识第一节机械产品制造生产过程概述一、机械产品1）服务。2）软件。3）硬件。4）流程性材料。二、机械制造生产过程及工艺过程1.机械制造工程2.机械制造生产过程（1）生产技术准备过程生产技术准备过程是指机械产品在投入生产前所进行的各种技术准备工作，例如产品开发、产品设计、工艺设计、工艺第一节机械产品制造生产过程概述装备的设计制造、标准化、材料定额和工时定额、劳动组织、厂房与设备的配置、市场营销策划等。（2）基本生产过程基本生产过程是指机械制造企业生产市场销售的产品即基本产品的过程。（3）辅助生产过程辅助生产过程是为保证基本生产过程的正常进行所必需的各种辅助产品的生产过程，例如各种动力（压缩空气、蒸汽、供水、发电等）、专用设备、工具、夹具、量具、模具、刃具的生产，厂房维修，设备的安装、维修等。（4）生产服务过程生产服务过程是为基本生产过程和辅助生产过程所做的各种生产服务活动，例如供应、运输、包装、储存、检验、试验、发送、售后服务等。（5）附属生产过程附属生产过程是指机械制造企业在基本生产过程和辅助生产过程以外为进行综合利用和提高效益而进行的其他生产过程，例如铁屑的烧结回用。3.机械制造工艺过程1）变态加工。2）成形加工。第一节机械产品制造生产过程概述3）连接加工。4）分离加工。5）热处理。6）装配。机械制造生产过程因企业的产品、生产能力和组织机构的不同而不同，但都必须包含工艺过程，或由工艺过程和非工艺过程（辅助工艺过程和非工艺过程）组成。1）直接使用各种工艺和装备改变劳动对象的几何形态、尺寸精度、物理化学性能及组合关系等，生产毛坯、零部件和产品的过程称为工艺过程。2）辅助工艺过程是实现基本工艺过程而进行的辅助性生产工艺过程。3）非工艺过程包括对各道工序的毛坯、零件、半成品及成品进行检查、试验；原材料、工件、半成品及成品的运输和移动；凝固、时效、冷却、干燥等自然过程；因工艺、技术或经营理念等原因必须进行的零部件和成品的工序间等待、包装、储存等。第一节机械产品制造生产过程概述第一节机械产品制造生产过程概述三、机械产品质量1.质量的概念（1）符合性质量符合性质量以“符合”现行标准的程度作为衡量依据，认为只要符合标准就是合格的产品，符合标准的程度反映了产品质量的一致性。第一节机械产品制造生产过程概述（2）适用性质量适用性质量以适合顾客需要的程度作为衡量依据。（3）广义质量广义质量概念被定义力“一组固有特性满足要求的程度”。1）“特性”是可区分的特征。如物理的（如机械的、电的、化学的特性）、感官的（如嗅觉、触觉、味觉、视觉、听觉）、行为的（如诚信、文明、礼貌、正直）、时间的（如准时性、可靠性、可用性）、人体工效的（如生理的特性、有关人身安全的特性）、功能的（如汽车的最高速度、最大扭矩、最低油耗）等。2）“要求”指明示的、通常隐含的或必须履行的需要或期望。第一节机械产品制造生产过程概述2.机械产品质量的形成第一节机械产品制造生产过程概述1）与确定产品需要有关的质量。2）与产品设计有关的质量。3）与产品设计的符合性有关的质量。4）与产品保障有关的质量。3.机械产品质量特性指标1）性能。2）寿命。3）可信性。4）安全性。5）经济性。四、产品装配与调试第一节机械产品制造生产过程概述五、机械产品包装与储存1.产品包装的概念2.机械产品包装与储存的容器和防护措施1）机械产品包装与储存常用的容器有木箱和托盘。2）机械产品包装与储存常用的防护措施有防水包装、防潮包装、防锈包装、防霉包装和缓冲包装等五种防护措施。六、机械产品零件毛坯制造1.铸造毛坯件2.锻压毛坯件3.焊接毛坯件第一节机械产品制造生产过程概述4.型材毛坯件七、机械产品零件制造基本切削加工1.车削2.铣削3.钻削4.镗削5.刨削6.磨削八、金属切削机床第一节机械产品制造生产过程概述1.机床的类型及型号2.通用机床型号的编制方法第一节机械产品制造生产过程概述3.机床设备的保养与维护第二节金属材料一、机械工程常用金属材料第二节金属材料1.钢铁材料第二节金属材料2.有色金属3.粉末治金与功能材料二、金属材料的性能1.金属材料的使用性能2.金属材料的工艺性能三、常用钢铁材料的牌号及用途1.碳素钢（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由力学性能指标中的“屈服强度”的汉语拼音的第一个字母“Q”、屈服强度的数值（MPa）、质量等级符号（A、B、C、D—从左至右质量依次提高）及工艺方法符号（F、B、Z、TZ—从左至右依次沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢）四部分顺序组成。第二节金属材料（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用钢中碳的平均质量分数（含碳量）的万倍的两位数字表示。（3）碳素工具钢碳素工具钢分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工具钢。2.合金钢3.铸铁四、金属材料的选用1.钢铁材料商品（1）铸锭将治炼的生铁或钢浇注到砂型或金属型中而成为铸锭供应市场。（2）型材治金企业生产的钢锭除一小部分直接作为商品供应市场以外，绝大部分是轧制成各种型材、板材、管材、线材和异型截面材料供应市场。第二节金属材料1）型钢。2）钢板3）钢管4）钢丝第二节金属材料2.金属材料选用的基本原则1）零件的工作环和服役情况，特别是承受载荷的情况和磨损情况。2）零件的形状、尺寸和重量所受的限制。3）零件的重要性。3.典型零件选材举例（1）轴轴是机械产品的主要零件和基础零件之一。（2）齿轮齿轮也是机械产品的主要零件和基础零件之一。第三节切削加工概述一、机械加工的切削运动（1）主运动主运动是切除工件上的被切削层，使之转变为切屑的主要运动。（2）进给运动进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。第三节切削加工概述1）min/r用于车床、钻床、镗床等。2）mm/min用于铣床等。3）mm/双行程用于刨床等。第三节切削加工概述二、切削用量的定义及其选择第三节切削加工概述（1）切削速度𝜐c切削速度𝜐c

是指单位时间内，刀刃上选定点相对于工件沿主运动方向的位移。（2）进给量𝑓（或进给速度𝜐f）进给速度“是指单位时间内，刀刃上选定点相对于工件沿进给运动方向的位移。（3）背吃刀量𝑎p背吃刀量指在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。三、工件的装夹和定位原理1.机床夹具的组成和作用1）定位装置。2）夹紧装置。3）夹具体。4）其他装置或元件。1）保证加工质量。2）提高劳动生产率，降低成本。第三节切削加工概述3）扩大机床工艺蒞围。4）改善工人劳动条件，保障生产安全。2.机床夹具的分类（1）动力装置夹紧力的来源，一是人力，二是某种装置所产生的力。（2）夹紧装置接受和传递原始作用力使之变夹紧力并执行夹紧任务的部分，一般由下列机构组成。1）接受原始作用力的机构，如手柄、螺母及用来连接气缸活塞杆的机构等。2）中间递力机构，如铰链、杠杆等。3）夹紧元件，如各种螺钉压板等。3.工件在夹具中的定位原理1）工件定位的基本原理：六点定则。2）完全定位、不完全定位和欠定位。第三节切削加工概述3）过定位现象。四、定位基准的分类及选择1.设计基准2.工艺基准1）装配基准。2）测量基准。3）工序基准。4）定位基准。第三节切削加工概述第三节切削加工概述五、工件的安装方式1.使用夹具安装2.找正安装第三节切削加工概述六、常见零件表面加工方法1．表面加工方法的选择第三节切削加工概述1）零件的结构。2）各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度。3）工件材料的性质。4）工件的结构形状和尺寸。5）生产率和经济性。2.外圆柱面加工（1）外圆柱表面的车削车削是外圆表面加工的主要方法。（2）外圆表面的磨削磨削是外圆表面精加工的主要方法。3.内圆柱面加工（1）钻孔、扩孔和铰孔钻孔用钻头在各类机床上实现。（2）镗孔镗孔是用镗刀对已钻出的孔或毛坯孔进一步加工的方法，可用来粗、精加工各种零件上第三节切削加工概述不同尺寸的孔。1）工件旋转，刀具做进给运动。2）工件不动，刀具做旋转和进给运动。3）刀具旋转，工件做进给运动。（3）磨孔磨孔是孔精加工方法之一，精度可达1T7，表面粗糙度为Ral.6~0.4pm。（4）拉孔是一种高生产率的精加工方法拉孔是预先把拉刀套入工件经过预加工（钻孔或扩孔）的通孔中。（5）珩磨孔珩磨是孔光整加工的方法之一，常在专用的珩磨机上用珩磨头进行加工。4.平面加工（1）车平面车削适用于回转体零件上的端面加工，通常在车削内、外圆面的同一次装夹中加工出端面，以保证端面与内、外圆轴线的垂直度。（2）刨平面在刨床上用刨刀对工件进行的切削加工称刨削加工。第三节切削加工概述（3）铣平面铣平面是平面加工中最常用的一种方法，与创削加工相比它具有较高的生产率。（4）磨平面平面的磨削可以得到较高的工作质量，一般可以达到IT7~IT6级精度，表面粗糙度Ra0.8~0.2um。5.螺纹加工6.齿形面加工（1）成形法成形法是用与被切齿轮齿槽形状相符合的成形铣刀切出齿形的方法。（2）展成法这是利用齿轮刀具与被切齿轮互相啮合运转而切出齿形的方法。第四节刀具的组成及结构一、车刀的种类第四节刀具的组成及结构第四节刀具的组成及结构第四节刀具的组成及结构二、车刀的组成和几何角度1.车刀的组成1）前刀面：刀具上切屑流过的表面。2）主后面：刀具上同前刀面相交成主切削刃的后刀面，该面与工件上的过渡表面相对。3）副后面：刀具上同前刀面相交形成副切削刃的后刀面，该面与工件上的已加工表面相对。4）主切削刃：前刀面和主后刀面的交线，它担负主要的切削工作。5）副切削刃：前刀面和副后刀面的交线，它担负部分切削工作。6）刀尖：主切削刃与副切削刃的连接处的一部分切削刃，通常刃磨成一小段圆弧或一小段直线。第四节刀具的组成及结构第四节刀具的组成及结构

第四节刀具的组成及结构（5）刃倾角𝜆s刃倾角主要影响切屑的流向和刀头的强度。3.车刀的刃磨1）刃磨前刀面目的是磨出车刀的前角y。及刃倾角A。2）刃磨主后刀面目的是磨出车刀的主偏角K.和主后角Q。。3）刃磨副后刀面目的是磨出车刀的副偏角K、和副后角a。。4）刃磨刀尖圆弧段，在主刀刃与副刀刃之间磨刀尖圆弧，以提高刀尖强度和改善散热条件。三、切削刀具材料1.高速钢2.硬质合金（1）钨钻类该类硬质合金由碳化钨和钴组成，适用于加工铸铁、青铜等脆性材料。（2）钨钛钴类该类硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成，加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，第四节刀具的组成及结构可以提高合金与塑性材料的黏结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料。3.特种刀具材料（1）涂层刀具材料这种材料是在韧性较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，采用化学气相沉积（CVD）法或物理气相沉积（PVD）法涂覆一薄层硬质和耐磨性极高的难熔金属化合物而得到的刀具材料。（2）陶瓷材料其主要成分是Al2O3，陶瓷刀片的硬度可达78HRC以上，能耐1200～1450°C的高温，故能承受较高的切削温度。（3）金刚石金刚石材料分为人造金刚石和天然金刚石两种。（4）立方氮化硼（CBN）立方氮化硼是人工合成的一种高硬度材料，其硬度可达7300~9000HV，可耐1300~1500°的高温，与铁族亲和力小，但其强度低，焊接性差，目前主要用于加工淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金和一些难加工的材料。第五节切削加工零件的技术要求一、零件尺寸精度、几何公差及其选择1.尺寸精度1）零线：公差带图（见图1-20）中，确定偏差的一条基准直线称零线。2）尺寸公差带：公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域称为尺寸公差带，简称公差带。第五节切削加工零件的技术要求2.形状精度和位置精度第五节切削加工零件的技术要求第五节切削加工零件的技术要求第五节切削加工零件的技术要求第五节切削加工零件的技术要求二、表面粗糙度及其选择第五节切削加工零件的技术要求第五节切削加工零件的技术要求第五节切削加工零件的技术要求第六节常用量具一、量具的种类1.金属直尺第六节常用量具2.游标卡尺第六节常用量具（1）读数原理当尺身、游标尺的内外测量爪贴合时，游标尺上的零线对准尺身上的零线（见图1-27），尺身上49mm（49格）正好等于游标尺上的50格，那么，游标尺每格长度=49/50mm=0.98mm；尺身与游标尺每格相差0.02mm。（2）读数方法（图1-27）先由游标尺零线以左的主尺上读出最大整数22mm，然后由游标尺零线以右与尺身刻线对准的刻线数9乘上尺身、游标尺每格之差0.02mm，读出小数0.18mm，把读出的整数和小数相加即为测量的尺寸22.18mm。（3）使用游标卡尺应注意的事项1）检查零线。2）放正卡尺，用力适当。3）防止松动。4）读数时，视线要垂直卡尺并对准所读刻线，以免读数不准。5）不得用卡尺测量表面粗糙度和正在运动的工件。第六节常用量具6）不得用卡尺测量高温工件，否则会使卡尺受热变形，影响测量。第六节常用量具第六节常用量具3.千分尺和百分表（1）千分尺千分尺是比游标卡尺更为精确的测量工具，其测量精度为0.01mm。第六节常用量具第六节常用量具1）校对零点。2）当螺杆快要接触工件时，必须使用端部棘轮，当棘轮发出“嘎嘎”声时，表示压力合适，停止拧动。3）工件测量表面应擦干净，并准确放在千分尺测量面间，不得偏斜。4）测量时不得先锁紧螺杆，后用力卡过工件，否则将导致螺杆弯曲或测量面磨损，从而降低测量精度。5）不得用千分尺测量表面粗糙度和运动中的工件。6）不得用千分尺测量高温工件，否则，会使千分尺受热变形，影响测量。（2）百分表百分表是一种精度较高的比较量具，它只能测出相对的数值，不能测出绝对数值，主要用来检查工件的形状和位置误差（如圆度、平面度、垂直度等），也常用于工件的精密找正，校正装夹位置。第六节常用量具第六节常用量具第六节常用量具第六节常用量具第六节常用量具4.游标万能角度尺第六节常用量具5.塞尺第六节常用量具6.量规1）测量的范围要符合零件尺寸和公差的要求。2）量具的精度要合适，选用精度高的量具可以充分保证零件的加工精度，但是精度高的量具生产成本高、不经济。第六节常用量具二、量具的维护保养1）在机床上测量零件时，要等零件完全停稳后进行，否则不但使量具的测量面过早磨损而失去精度，且会造成事故。2）测量前应把量