《机械制造技术》课程学习指导

<<机械制造技术>>课程学习指导

绪论

思考题

1、何为机械制造技术？它对国民经济发展有何作用？发展方向有哪些方面?

2、本课程在你所学专业的地位如何？

3、本课程有哪些主要的学习内容？学习本课程时，应特别注意哪两点？

第一章机械制造概述

一、本章主体内容

1、制造系统及其组成、特性与分类，现代制造观；

2、制造装备及其组成、种类、作用；

3、制造方法与制造过程内涵；

4、制造质量评价内容及生产中获得加工质量的方法。

以上主题分别以对应的四节内容作介绍。

二、本章教学目标

1、通过对制造系统的多方面了解，增强制造宏观认识，并树立正确的现代制造观；

2、通过对制造装备的近距离了解，认识制造装备创设的制造环境及其在制造中的作用;

3、了解制造方法，了解制造过程及其组成，深刻理解制造工艺对生产的作用与意义：

4、熟悉制造质量评价指标，清楚生产中获得制造质量的方法。

第一节机械制造系统

一、导读

1、介绍机械制造系统的概念、组成、特点及现代制造观等内容。

2、按课程思考题顺序寻求答案，逐步了解课程内容。

3、内容了解时，注意与传统制造观的比较，以加深对内容的理解。

4、在理解内容的基础上，努力促进对制造系统宏观认识的形成，并通过对现代制造观的了解和认识,

增强使命感，正确树立学习目标。

二、重点及其小结

1、制造系统概念与组成

（1）概念

转化成

将制造资源'>机械产品的系统

结加丽郎程

VVV

制造硬件输入制造资源完成从市场分析

软件输出机械产品到产品售后服务

人员全过程

（2）组成

功能角度由各种功能模块（如市场分析、产品设计、制造、销售等）组成。

组织角度由各种部门（如人力资源部、制造部、装配部、财务部等）组成。

资源角度由各种资源（如物料、人力、技术、设备、信息、资金、能源、时间等）组成。

2、制造系统的特点

集合性、相关性、目的性、环境适应性、动态性、反馈特性、随机特性

3、制造系统的分类

按生产批量按生产策略按生产布局按生产计划模式

中大度按安功能项目流水线成组MRPJIT

批批批定货定货定货布局布局布局布局II系统系统

量量量设计制造装配

4、现代制造观

（1）三流结构论

三流指：物料流、信息流、能量流。

制造系统运行过程中，伴随“三流”的运动。

与传统制造观相比，说明了制造中的信息运动、作用。

(2)信息制造观

提出现代制造使产品信息含量提高，产品是信息的物质表现。

三、思考题与习题

（一）思考题

1、什么是机械制造系统？它包含哪些内容？有哪些功能？有何特征？

2、与传统制造观相比，现代制造观有何不同？它提升了什么在制造中的作用？

3、你通过制造系统及现代制造观等内容的学习，有何体会？

四、自测试题

（一）填空题

1.机械制造系统是指,机械制造系统中的主要硬件有

____________.______________________._________________等.

2.机械制造系统的复杂性体现在,,等方面.

3.现代制造观的"三流结构论”中的三流是指,..

4.机械制造系统中的主要软件除“制造技术”外,还有制造中的等.

5.信息制造观认为产品是的体现.

（二）判断题

1.机械制造系统•股指某产品的生产企业.

2.机械制造技术一般指制造中的工艺手段.

3.与传统制造观相比，现代制造观只是说法不同而已

（三）选择题

1.机械制造系统包含以下内容

a.制造设备b.制造工装c.从事制造的人员d.制造工艺e.制造产品

2.机械制造系统有如下特征

a.相关性b.反馈性c.动态性d.宏观性e.多层次性

3.现代制造的三流结构论中的三流是指

a.物料流b.资金流c.能量流d.信息流e.人员流

4.与传统制造相比,现代制造观最大的不同在于

a.先进的设备b.精良的工装c.信息的作用d.工人技术水平e.产品质量

第二节机械制造装备

一•、导读

1、介绍机械制造装备的种类、组成、特点及应用等内容，并按思考题顺序寻求答案。

2、对机床在掌握其分类及型号编制的基础匕关注机床组成及其作用，在了解机床技术性能的同时,

更注意其与机床使用的关系。

3、认识各类工装的种类，关注工装各组成部分的作用。

4、通过对装备的组成及作用的了解，促进对制造中加工工艺系统的认识。

二、重点及其小结

1、机床

（1）机床分类

按机床的加工性质及使用刀具不同分：车、铳、刨、钻、磨……等十二大类;

按机床的通用程度分：通用、专门化、专用机床；

按机床精度高低分：普通、精密、高精度型；

按机床自动化程度分：机动、半自动、自动化；

按机床结构布局分：卧式、立式、台式、摇臂、龙门；

按机床结构特征分：单轴、多轴、程控、仿形；

按机床重量大小分：轻、中、大、重、特重。

（2）型号编制+

系

筌

类

窗

一

通(

精自

加

要

映

相

党

(咻

附

用

度

动

十

工

规

机

关

特

表

化

性

二

征

表

格

床

质

大H

进

格T

类

)细

)分

特

性

大写汉语拼音阿拉伯数字有折算比例

（3）机床组成

框架（含布局）：机床主体支撑，精度直接影响加工，决定加工静态环境及其质量;

运动部分：为加工过程提供刀具、工件必需运动，形成加工动态环境；

动力部分：为加工提供所需动力；

控制部分：操纵和控制机床的各个动作。

（4）机床技术性能

工艺范围：反映机床能适应的工序种类、零件及毛坯类型及其生产规模大小。

技术规格：反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术参数，含尺寸、运动、动力参数及轮廓与重

量。直接关系到指定零件工序能否完成。

加工精度、表面粗糙度：直接影响加工质量

生产率：关系到机床能适应的生产类型。

「噪声

另：自动化程度、机床效率、精度保持性及其它1操作、维修方便

L工作安全可靠

2、刀具

（1）分类

按应用于不同的机床：车刀、镣刀、刨刀、铳刀、钻头、钱刀……

按不同的应用特点：普通刀具（车、铳、包h链……）定尺寸刀具（钻头、钱刀、钻磨头……）

成形刀具（成形车、铳刀……）展成刀具（插齿刀、滚齿刀……）

按刀齿数目的不同：单刃刀、多齿刀

按刀具的结构：整体刀、焊接刀、机夹刀

（2）组成

刀杆夹持刀具其结构形式应与机床上的安装接口或刀夹相适应。

刀头参与切削除外，有些刀还有导向、校准部分。

前刀面：切屑流经的刀面

后刀面：过渡表面相对的刀面主刀刃、构成刀齿的基本刀面

副后刀面：一加工表面相对的刀副刀刃4刀尖

为适应不同的加工条件，刀具切削部分应设计成不同形态；与之相应，刀具切削部分形态不同，切

削特征、效果则不同。

3、夹具

(1)分类

通用夹具：使用性能广泛，适应性强，结构尺寸已标准化、系列化。

如：三爪、四爪卡盘、虎钳、分度头、顶尖、V形架、磁力工作台……

应用于单件小批生产

专用夹具：为某产品、某工序而设计。加工精度高、生产率高、针对性强、操作方便，但设计、制

造周期长，费用高，不具通用性。

应用于产品固定及工艺过程稳定的大批量生产。

可调夹具：通过元件调整增加夹具适应性。

组合夹具：用标准元件拼装、组合而成。

(2)功能

「定位使工件获得正确位置

主要功能Y

〔夹紧使工件固定于正确位置

「对刀使刀具准确达到加工位置

特殊功能一

■■导向引导刀具进入正确加工位置

(3)组成

「定位元件与工件定位面相接触、配合、对准

基本组成《夹紧装置

固定工件

5具体

支承各组成元件的骨架

「对刀、导向装置

其它组成1连接元件

I按需而设的分度、吊装、靠模装置

4、量具

(1)种类

标准量具复制测量单位的物体

通用量具测量零件(有刻度)

量规无刻度，检验零件

检验夹具检验零件位置的组合量具

三、思考题与习题

(-)思考题

1、机械制造装备包含哪些内容？在制造系统中有何地位？

2、金属切削机床有哪些种类？如何进行机床型号编制？

3、机床由哪几部分组成？各部分有什么作用？

4、机床的技术性能包含哪些内容？各内容与机床使用有何关系？

5、从机床应用的角度，你特别关注机床的哪些性能？为什么？能否举例说明？

6、生产中常用的刀具有哪些？刀具由几部分组成？各部分有什么作用？

7、与普通刀具相比，数控刀具有哪些特点？

8、什么是机床夹具？它由哪几个部分组成？生产中常用的夹具有哪些类型？

9、什么是随行夹具？用于何种场合？

10、夹具在制造过程中的作用能够有哪些？

11、对数控夹具有哪些要求？

12、什么是量具？有哪些分类？

四、自测试题

（一）填空题

1.金属切削机床大多按进行分类，在机床型号编制中，以表示往往写在

型号的。

2.字母“Z”出现于机床型号开头是表示.而出现于型号中则指。

3.机床的结构布局决定了制造中位置关系,运动部分为制造提供必需的相对

运动。

4.刀具由和两大部分组成.刀具的刀面是指。

5.夹具的主要功能为和，特殊功能有和等。

6.量具中标准量具是指。

（二）判断题

1.只有数控机床，自动机床才有控制部分。

2.所有车刀刀杆都为矩形式或正方形截面。

3.夹具式刀具切削性能往往优于整体式刀具，故生产中均应尽可能采用机夹式刀具。

4.零件在夹具中夹紧后便实现了定位，故夹具可以没有定位元件，但不可缺少夹紧机构。

5.通过测量检验零件是否合格，所以量具上必须具备刻度。

（三）选择题

1.机床的特征表现在如下方面

a.精度高低bJI用程度c.结构布局d.体积大小e.自动化程度

2.合理使用机床，应对机床如下内容作了解

a.工艺范围b.技术规格c.生产率高低d.所配附件e.自动化程度

3.所有刀具均具有的刀面是

a.前刀面b.后刀面c.副后刀面d.标准面e.引导面

4.下列夹具中，属于通用夹具的是

a.三爪卡盘b.平口钳c.分度头d.心轴e.磁力工作台

5.下列量具中，属于通用量具的是

a.量块b.游标卡尺c.千分尺d.塞规e.塞尺

第三节机械制造方法与过程

一、导读

1、介绍生产中制造方法及其应用特点，制造过程中工艺过程的组成及工艺规程等内容。

按思考题顺序寻求答案，以逐步了解以上内容。

2、对生产中制造方法的了解，应关注其应用领域，理解本课程重点与其它学科或领域的衔接以及拓展。

3、关注工艺过程中工序、工步的含义，抓住其特点促进深刻理解。

4、以严肃、严谨的态度了解工艺规程内容，体会其对生产的作用与意义。

二、重点及其小结

1、机械制造方法

「材料成型法（无质量变化）常用于毛坯制造结合“工材”学习

材料去除法（质量减少）用于零件制造（分切削、特种加工）是机械产品制造中

最常用方法，亦是本课程中重点学习的内容之一。

机械加工，材料累加法（质量增加）分焊接、快速原型制造。前者用于毛坯制造和永久性连

接零件：后者用于制造零件三维实体模型（产品开发阶段）。

I材料改性法改善材料性能的热处理结合“工材”学习。

r永久结合法

机械装配Y

I机械紧固法

2、工艺过程

（1）概念：是生产过程中与产品形成直接相关（改变原材料形状、尺寸、性能）那部分工作。

（2）组成：由一个个工序组成，工序中又有若干工步。

工序特点：工作地不变、工作对象不变工作连续完成。三条中缺一不可。

工步特点：刀具、加工表面、机床用量三不变。是零件加工中最细小的工作内容，使零件达到一定

的加工质量，所需的工步内容变化并不大。但如何将工步有序、合理组织成工序就应根据不同加工

条件灵活处理，且其结果直接加工方便与否，加工质量高低及生产率大小。

3、工艺规程

（1）概念：用文字、图表表示的技术上可行、高效低耗的工艺过程

符合当时当地条件，满足图纸要求。

（2）一般内容

零件加工工艺路线（工序目录）含工序顺序、名称、设备等内容

「指出加工位置、提出加工要求、给出安装方案的工序图。

工序内容1有序的工步内容及相关的工装条件

I切削用量、工时定额

检验含检验项目和检测方法（检验图中标项目，表中按项目注量具）

（3）作用

①企业中人人严格遵守，是有序组织生产的指令；

②是生产准备、管理的依据；

③是初步设计与生产能力查定的基础。

（4）设计原则

①满足生产纲领需要

②严格保证产品质量

③现有条件下切实可行

④保证技术先进性，良好的工作条件，高的经济效益。

（5）原始资料

①产品、零件图

②生产纲领及生产类型

③现场条件

④用量定额手册

⑤相似件的工艺规程

（6）工艺文件类型

工艺过程与工艺过程卡

三、思考题与习题

（-）思考题

1、生产中常见的机械制造方法有哪些？各有什么特点？常应用于何场合？

2、何为特种加工？主要应用于什么场合？

3、常用的机械装配方法有哪些？各有何特点？应用于什么场合？

4、什么是工艺过程？它在生产个中的地位如何？它由哪些环节组成？

5、什么是工序、工步？有什么特点？

6、什么是工艺规程？在生产中有何作用？它包含哪些主要内容？

7、什么是生产纲领？什么是生产类型？它们之间有何联系？

（二）习题

1、分析以下情况下的工艺过程应山多少工序、工步组成？需要多少次安装？每次安装下获多少个工位？

（1）、对某台阶轴零件，完成如下工作内容：车大端面，车大端外圆，调头，车小端面，车小端外圆及

其台阶面，车台阶面上环槽，小端倒角1X45°。调头，车大端面，倒角1X45°。

（2）、对某一螺母加工，完成下列工作内容：车端面，车外圆，钻孔，扩孔，孔口倒角，攻螺纹，去毛

刺，外倒角，切断，调头，车端面，外倒角，铳四个角上安装孔4一小8并惚4个沉孔，两侧开槽。

（3）、对某套筒零件完成下列工作内容：车两端面并各扩一个中心孔，车外圆，用组合刀具加工轴上台

阶，钻较轴上-66H7径向孔。

四、自测试题

（一）填空题

1.机械加工方法很多，一般分成四类,,,，生产中最常

用的是。

2.工序有三个特点,,。

3.工步一般按,,的不同进行区分，但也有特殊，如，习惯

上看成一个工步，称工步。

4.工艺规程的一般内容有,,.

5.生产纲领是指,一般可考虑

______________,________________，，_________________等因素进行计算。

（二）判断题

1.编制工艺规程的前提是首先有合理的工艺过程。

2.在同一机床上加工A.B零件,加工内容相同，可看成一个工序.

3.即使在同一机床上，只要改变安装方式，肯定不属一个工序。

4.工艺过程卡是工艺规程的简化形式。

5.用组合铳刀同时加工六棱面的两对面，因需转换三次工位，故为三个工步。

（三）选择题

1.下列加工方法中属于切削加工的是

a.车削b.剪切c.电火花加工d.焊接e切割

2.下列加工方法中,常用于零件制造的是

a.铳削b.磨削c.快速原型制造d.钾接e.粉末冶金

3.对一根轴车两端面并各打一个中心孔，应属多少个工步

a.一个b.二个c.三个d.四个e.看具体情况而定

4.对一根轴车两端面,外圆，环槽,铳一端四方头（用组合铳刀）共有多少工序

a.一个b.二个c.三个d.四个e五个f.六个

5.对一根轴车两端面并各打一个中心孔,车外圆，铳一端六方头,至少需要多少次安装

a.两次b.三次c.四次d.五次e.六次

第四节机械制造质量

一、导读

1、介绍制造质量内涵及获得质量的方法等内容；按思考题顺序寻求答案，以逐步了解以上内容。

2、对基准应注意在了解应用场合的基础上强调理解的正确性。

3、关注获得质量方法的特点，在此基础上认识其应用场合。

4、通过内容学习，树立正确质量观。

二、重点及其小结

1、质量及其因素「材料及其性能「尺寸

「加工精度形状

「设计质量「零件质量（基础）＜1

产品质量制造质量（关键A位置

1L零件制造（主要I

〔服务质量〔装配质量（精度）

「表面粗糙度

I表面质量V加工硬化

■■残余应力

2、基准

「对称点、线、面

「尺寸基准1坐标起点

按基准性质《I单一尺寸互为基准

I位置基准J

「设计基准「粗基准

按基准作用一r定位基准一「主要基准

工序基准

I工艺基准II精基准《

测量基准I辅助基准附加基准

I装配基准

「定位基准标〜一或文字说明选择时注意尺寸方向

特别关注1尺寸线

I工序基准工序图中确定加工表面（粗实线）位置＜-------＞1/加工面

工星基准r

3、经济精度、粗糙度

强调正常加工条件（即一般情况）与加工成本相适应（无过分手段）。

4、获得尺寸精度的方法

（1）试切法对刀一试切一测量一调整一试切……合格

特点：效率低质量不稳

应用：单件小批量生产

（2）自动获得尺寸精度法含以下四种

①定距切削法（调整法）按图预调刀一工位置一加工

特点：生产率高、质量稳定

应用：大批量生产

「成形刀具加工按图设计刀具刃形，设计、制造费用较高

②成形刀具法一

I定尺寸刀具加工（刀具尺寸按标准设计，非标准需定作）

③导向元件法：以夹具上导向元件为依据确定刀一工位置

特点：效率高、质量稳定、需设计、制造夹具

应用：大批量生产

④自动控制自动循环“加工一测量一反馈一修正”至合格

特点：效率高、质量高、稳定但设备昂贵，前其准备工作量大

应用：只要条件许可，非常广泛

5、获得零件形状精度的方法

轨迹法、成形法、相切法、展成法

6、获得位置精度的方法

（1）直接找正：目测或使用工具调整工件

特点：效率低、质量不稳定、对工人技术水平要求高

应用：小批量生产，或精度要求很高时

（2）划线找正：按图划线，按线找正

特点：余量易保证，效率一般；但过程长，对工人要求高，误差大。

应用：单件、小批量生产。

（3）夹具安装：以夹具保证工件位置尺寸及位置精度。

特点：质量高、稳定（0.01mm）,安装迅速、效率高，但设计、制造（专门）费用高。

应用：大批量生产

7、获得良好表面质量的方法

采用常规精加工工艺，采用表面强化工艺。

三、思考题与习题

（-）思考题

1、产品制造质量包含哪些指标？

2、基准在产品设计、制造中有哪些作用？零件制造常用到哪些基准？各有何特点？

3、什么是经济加工精度、经济粗糙度？正常生产条件指哪些？

4、获得规定尺寸精度的方法有哪些？各有什么特点？应用于什么场合？

5、获得零件形状精度的方法有哪些？各有什么特点？能否举例说明各种方法在生产中的应用。

6、生产中，常采用的零件安装方法有哪些？各有什么特点？能否举例说明各方法在生产中的应用。

7、通过该节内容的学习，你对零件制造质量有哪些认识？

（二）习题

1、对下列零件的加工，选择可实施的获得尺寸精度的方法，并说明其特点。

（1）台阶轴上两外圆直径、轴向尺寸；

（2）某套筒零件端面槽深，底盘上安装孔；

3、对下列零件的加工，选择可实施的获得位置精度的方法，并说明其特点。

（1）箱体上孔的粗加工；

（2）平板上孔系加工;

（3）长方形零件上的直角加工。

四、自测试题

（一）填空题

1.零件制造质量主要指，O

2.定位基准是指.

3.获得尺寸精度的方法有，其中适合于单件小批

生产。

4.采用普通单刃刀具利用运动不同形式获得零件形状的方法称为。

5.利用成形法获得工件形状的关键在于o

6.采用导向元件法获得零件尺寸精度的前提是需设计，制造，故此法应用于

7.划线找正安装,山于故不宜用于批量生产。

（二）判断题

1.定位基准必须设在零件本体上。

2.经济精度，粗糙度是指各种加工方法最经济条件下所能获得的精度、粗糙度。

3.采用调整法加工工件时,因所获尺寸高先调好，加工后不需检验，均为合格。

4.采用自动控制法加工工件所获加工精度最高。

5.直接找正安装工件最简单，故常用于生产。

（三）选择题

1.下列哪些基准属制造过程中使用的基准

a.设计基准b.精基准c.装配基准d.辅助基准e.工序基准

2.下列加工方法中，质量稳定，适合批量生产的是

a.试切法b.调整法c.成形刀具法d.导向元件法e.自动控制法

3.下列工件安装方法中，适合单件小批量生产的是

a.在铳床上用百分表找正工件上一个面b.在车床用四爪卡盘安装

c.在车床上采用定距切削法保证轴向尺寸d.在铳床利用钻模钻孔

e.在铳床上按划线加工型孔

4.下列量具中不适合用于单件小批量生产的是

a.游标卡尺b.百分表c.螺纹环规d.检验夹具e.千分尺

第二章机械制造技术基础

一、本章主体内容

围绕零件制造介绍制造装备所提供的各项技术服务：

1、机床由其结构、布局提供制造所需静态环境，通过传动及其操纵提供制造所需运动（动态环境）；

2、刀具担当切削任务，刀具儿何参数及其优化影响及控制切削过程；

3、夹具安装工件，保证工件在加工中的位置定、准、稳；

4、量具测量工件，评价切削结果。

二、本章教学目标

1、认识机床运动，掌握典型传动机构工作原理与过程：

2、了解切削参数对切削过程的作用，掌握控制切削过程的方法；

3、了解工件定位原理、方法、掌握定位误差计算方法；了解夹紧机构，能根据加工条件确定工件安装

方案；

4、掌握通用量具的应用与特点，根据加工条件合理选择量具。

掌握制造装备提供的基础技术，为正确选择与应用装备打基础。

第一节机床运动与传动

一、导读

1、介绍机床运动、切削用量，机床传动及其机构，机床典型构件，机床精度等内容，可按思考题顺序

寻求答案，逐步学习以上内容；

2、关注切体运动的作用及切削用量含义及其对生产的重要意义；

3、对机床传动，关注常用传动件及其特点，牢记认识传递系统的方法与步骤；

4、对机床中典型构件，注意先把握其动作原理，再认识其结构形式；

5、对机床精度，先理解内涵，再加强与加工相关的联想；

6、通过以上内容的学习，加强对机床功能及应用的认识。

二、重点及其小结

1、机床运动

「主运动保证基本切削

「表面成形运动4「走刀形成完整表面

按作用JI进给运动一

I吃刀控制切削尺寸

I非表而成形运动一空行程、分度……

2、切削用量

切削速度主运动线速度。

进给量/：刀具在进给方向上相对工件位移量，加工方法不同，f表达不同。

背吃刀量：已、待加工表面间垂直距离。

U、/、明统称切削用量三要素，直接影响生产率、刀具耐用度、表面质量等，生产中用它们调

节切削运动大小。

3、机床传动

（1）常见变速传动机构

「结构简单、传动平稳、可过载保护；但尺寸大，变速操纵不便。

塔轮机

I用于高速传动的机床（高速机床、小型机床）

「结构简单、紧凑、传动平稳、传动比准确：但变速时需停车。

滑移齿轮变速机构一

I广泛（多数常用机床中均有采用）

r啮合式结构简单、紧凑、结合可靠、传动比准确；不易在运动中啮合。

离合器变速机构<摩擦式结合方便，可在运动中随时接通；但尺寸大，传动比不准。变速方

I便，但易磨损，传动比不高，结构较复杂。应用仍很广泛。

「结构简单、紧凑，可获较多传动比；但变速麻烦，调整费时。

挂轮机构一

I应用于有一定加工批量，不常变速的场合。

（2）机床换向机构

「利用皮带交叉安装］

换向途径<利用中间齿轮介入｝均可达换向目的。形式则有多种。

【锥齿轮相对安装J

（3）改变运动方式的机构

•丝杠、螺母机构

常用将旋转运动转变为直线运动。

齿轮、齿条机构

(4)传动系统

「分析机床运动指出机床提供的所有运动「指出两端件(首、末件)

找出与各运动对应的传动链，并逐条分析J有多少个变速组

分析方法与步骤^执行件的运动量级是多少分别是何变速组

写出传动路线表达式「结构形式I获多少级传动比

〔指出该传动系统的特点J最大、小速度

有无公用齿轮

4、机床典型构件

(1)操纵机构

①组成

定位件控制件

操纵件_____1____►传动件-------A——>执行件

操纵位置移动轨迹

「机构摆动

②实现位移途径4齿轮带齿条移动

I凸轮瞬时转动半径的差异

「单独操纵机构操纵件与被操纵件一对一控制

③种类，「顺序变速

I集中操纵机构1一个操纵件控制两个及以上的被操纵件。

L择变速

(2)保险机构

「过载保险装置超25%以打滑、构件分离中断传动

-保险-

-I事故超125〜150%设置易断薄弱环节

I互锁防运动干涉

(3)主轴部件

「主轴结构、形状、尺寸及其精度对加工有直接影响

组成支承

J影响主轴工作

1传动件

密封

I防灰、屑、液，保护主轴工作环境

5、机床精度

r机床几何精度如导轨直线度、工作台平面度、主轴旋转精度……

内涵，机床传动精度

针对内联系传动链

机床定位精度

I调整法加工时影响大

三、思考题与习题

(一)思考题

1、为促成零件表面形状的形成，机床提供哪些运动？

2、什么是简单运动？什么是复合运动？

3、什么是主运动？有哪些特点？什么是进给运动？

4、什么是切削用量三要素？它对实际生产有何指导意义?

5、机床传动必须具备哪三个基本部分？

6、什么是内联系传动链？对它有什么要求？

7、机床中常用的变速传动机构有哪些？各有什么特点？应用于什么场合?

8、机床传动系统的作用有哪些？其组成内容是什么？

9、什么是机床传动系统图？如何识读机床传动系统图？

10、机床操纵机构的作用及咖类有哪些？

11、机床为何设置保险机构？各种保险机构有何特点与应用？

12、机床主轴部件有哪些基本组成？各部分起什么作用？

13、机床精度包含哪些内容？它们对零件制造有什么影响？

14、从选择与应用的角度，你首先了解机床设备的哪些内容？

(二)习题

1、根据下列机床型号查出机床类型及特征

C1312,C4620,MB8250,D7150,B2210,Y2330,Y5140,TZG7060,S7520,DK7740

2、分析下列传动系统，回答以下问题：

(1)该传动系统共由几个变速组组成？

(2)各变速组分别属于何种变速机构？获几级传动比？

(3)该传动系统共获多少级运动？最高速度、最低速度是多少？如何获得？

(4)该传动系统按何传动路线传递运动？写出传动路线表达式。

(5)该传动系统有何特点？

…fl

(a)

(b)(c)

(d)

四、自测试题

(一)填空题

1.快速空程运动从作用上看属于,它的目的有两个：和

2.各加工方法中只有一个,它往往最多最大。

3.强调严格运动关系的运动称在机床传动系统中将由予以实现。

4.机床传动系统中,最常用的变速传动机构为和o

5.挂轮机构由于变速故应用于场合。

6.生产中常采用机构和机构将旋转运动转换成直线运动。

7.保险机构可分为和两种。

（二）判断题

1.利用皮带轮交叉安装可达到换向目的,机床传动系统中常用此机构作换向机构。

2.操纵机构中不能缺少操纵件，传动件及执行件。

3.集中操纵机构中常采用凸轮机构，而单独操纵机构却无法采用凸轮机构。

4.对于任何情况的加工，机床传动精度将直接给工件加工造成影响。

（三）选择题

1.滑移齿轮变速机构具有如下特点

a.结构紧凑b.传动平稳c.传动比准确d.方便在运动中随时结合e.可过载保护

2.摩擦式离合器变速机构具有如下特点

a.结构紧凑b.结合方便c.过载保护d.传动比准确e.变速方便

3.下列机构中能达到换向目的的是

a.加中间轮b.丝杠螺母传动c.齿轮齿条传动出锥齿轮相对安装e.皮带轮交叉安装

4.操纵机构由下列构件组成

a.操纵件b.传动件c.执行件d.控制件e.夹紧件

5.下列机构中能实现位移的是

a.摆动机构b.齿轮齿条机构c.凸轮机构d.鼓轮机构e.滑移齿轮机构

6.主轴部分由下列哪些元件组成

a.主轴b.轴承c.密封件d.齿轮e.联轴器

（四）分析题

1.分析CA6140卧式车床的主要传动系统，并回答如下问题：

①该传动链共由多少个变速组组成?分别是何变速组？

②该传动链共获得多少级速度？

③该传动链中有无换向机构？

2.分析CA6140车床主轴箱内六速操纵机构的工作过程,并说明六速操纵实现方式.

第二节刀具与切削过程

一、导读

1、介绍刀具儿何参数含义、角度及其作法对加工的影响，切削过程基本规律及控制切削过程的途径等

内容；按思考题顺序寻求答案，可帮助逐步了解本节内容；

2、对刀具几何角度，牢记定义是关键，在记忆的基础上追求进一步理解；对工作角度，主要联系对生

产的影响，将理论运用于实践；

3、对切削过程基本规律，应先抓住“切削变形”这个基础，再对其余进行理解，更重要的是关注规律

结果，并将之运用于实践；

4、对刀具材料，关注常用刀材的特点，尤其是不足，了解其使用中的禁忌，对掌握其应用范围很有帮

助；

5、对刀具几何参数选择，关注影响及常见条件下的应用，善于查表，查手册：

6、对切削用量选择，首先关注切削条件，再不忘表格、手册运用；

7、对工材•、切削液均在了解基本知识的基础上，善于手册运用。

二、重点及其小结

1、刀具几何角度及其作法

（1）几何角度

①在主剖面（正交平面）内测量的角度：前角为、后角a。

②在基面内测量的角度：主偏角Kr、副偏角Kr

③在副剖面（副正交平面）内测量的角度：副前角外

④在切削平面内测量的角度：刃倾角4

（2）几何角度作法

①首先将刀具投影于基面；

②严格按定义找到各参考平面位置；

③保持在剖面的原方向作剖面或投影图;

④严格按定义作出角度。

2、刀具工作角度

工作角度为实际工作条件下的刀具角度，实际工作条件下安装与运动情况不能与理论假设•致，故

角度将发生变化，并对生产产生影响。

（1）车外圆，刀尖高于工件中心时

前角增大，后角减小，变化值sinr=h/r

刀尖装低与刀尖装高结论相反；键孔与车外圆结论相反。考虑到对加工的影响，一般车外圆时，为

确保工件表面质量，刀尖应低于工件中；锤孔时相反。

（2）走刀运动对刀具工作角度的影响

无论纵走刀还是横走刀，走刀运动均使刀具实际后角减小，影响质量。

一般生产中横切时，/不能恒定，越向心/应越小；车螺纹时，纵车/有影响

3、切削过程基木规律

（1）切削变形

切削中有三个变形区，各变形区变形各具特色。

第一变形区以切削层金属的剪切滑移为主，变形中，应力不断增大，流动方向不断改变，当方

向与刀具前刀面平行时，切削层金属转变为切屑。由于内部变形大小的不同，所形成的切屑可能有

（塑性材料）带状、节状、粒状三种，分别对切削过程造成不同程度影响。切屑除有种类的区别外,

还有外形上的变化：往往在长度上要缩短，厚度要增加，即收缩想象，生产中常用“切屑厚度压缩

比Ah”予以表示。Ah因能直观说明切屑在变形前后的形状变化，生产中用它说明变形程度。

第二变形区在刀一屑之间，刀一屑间因高温高压，造成冷焊想象，切屑流动靠邻近接触面较软

的一层金属内部间的剪切滑移来完成，此被称为内摩擦。内摩擦发生在金属内部，其摩擦力与正压

力不成正比，摩擦力与摩擦面积有关，且摩擦系数随切削条件变化而变化。由于刀一屑间存在内摩

擦，这使该变形区有一奇特现象出现：积屑瘤。积屑瘤是滞流层层层堆积的结果，是由于足够大的

摩擦力，是塑性变形的产物。它将对加工造成影响，尤其是精加工，应避免之。凡能减小摩擦便可

减小其生成可能性（如减小进给，改善工材塑性，增大前角，磨光刀面，增加润滑等），其中，避

开中速区为最佳措施。

第三变形区在刀一工之间，包含有三方面内容，造成已加工表面在剧烈塑变中获得。使已加工

表面出现硬化，残余应力等问题。

⑵切削力

切削力来自于加工中的变形与摩擦，因总切削力受切削条件的影响而大小、方向不定，不便研

究，生产中研究切削分力。

主切削力对刀具压弯刀杆，对工件阻止其旋转，产生与机床动力相反的力矩，是耗费机床动力

最主要的力；径向力顶弯工件，影响工艺系统刚度；轴向力阻止刀具走刀，影响机床进给系统。

切削力的大小主要采用单位切削力计算法进行估算。即

工=\。代为各修正系数的乘积

式中单位切削力P及各修正系数均可通过表格查取。

（3）切削温度

切削过程中热来自变形功的转换及摩擦生热；热生成后总是向四处传散：切屑、刀具、工件

及周围介质；热的集聚即生热、散热的综合结果为切削温度。

切削温度在刀面上的分布并不均匀，切削塑性材料时：前刀面温度高于后刀面；切屑底层温度

高于上层；最高温度在前刀面上距刀刃一定距离处。生产中常说的切削温度一般指刀面上的平均温

度。

切削温度对加工过程及其装备均有影响。对机床，引起关键部位热变形，继而影响加工精度。

当使用高精度机床加工高精度零件时，应加以重视：对刀具，温升会降低刀材性能，使刀具磨损加

速，最终丧失切削能力；对工件直接引起热变形而影响零件精度。

生产中控制切削温度往往从两方面着手：--是尽量减小加工过程中生热；另一是设法改善散热

条件。

（4）刀具磨损与刀具耐用度

刀具磨损的部位主要发生在刀具前刀面（月牙洼）和后刀面（磨损小棱面）。造成磨损的主要

原因为两方面：一是机械擦伤；二是热效应磨损。温度不同，刀具材料不同，造成刀具磨损的主要

原因不同。一般高速时，造成高速钢刀具磨损的主要原因为塑性变形与机械擦伤；而造成硬质合金

刀具磨损的主要原因则为扩散、氧化磨损及机械擦伤；低速时，造成高速钢刀具磨损的主要原因是

机械擦伤；造成硬质合金刀具磨损的主要原因为机械擦伤及粘结磨损。

刀具磨损过程呈一定规律性：先初期磨损，再正常磨损，最后剧烈磨损。山磨损过程曲线可知,

刀具在使用一段时间后，必须重磨。

刀具磨损限度是表达刀具是否钝化的后刀面磨损小棱面宽度。定于后刀面的原因有两方面，一

是后刀面磨损易测量；二是在正常生产条件下，无论切削塑性还是脆性材料，刀具后刀面总会发生

磨损。在不同的生产条件下，刀具磨损限度的规定不同。一般粗加工，以充分发挥刀具切削能力为

主旨，其值定在刀具正常磨损的终了，称合理刀具磨损限度；精加工时，以确保工件表面质量为主,

称工艺磨损限度；自动化加工时，考虑到刀具磨损将直接带来刀尖位置变化而影响工件尺寸，使用

径向磨损限度

刀具从开始切削到磨损量达到刀具磨损限度值时的切削时间为刀具耐用度。由于生产中各因

素与耐用度关系密不可分，故人们利用其关系通过控制刀具耐用度达到控制切削过程的目的。而合

理科学控制切削过程的前提在于首先科学确定合理的刀具耐用度数值。生产中一般分别以最低单件

工时、最低单件成本及投入收入比为出发点，寻找出最大生产率耐用度/,、经济耐用度4及最大

利润耐用度fp