《机械制造工艺学（第3版）》中职全套教学课件

机械制造工艺学模块1机械制造基础知识模块2典型表面机械加工方法的选择模块3机械加工质量与控制模块4机械加工工艺规程的制定模块5典型零件的加工工艺分析模块6复杂零件的加工工艺分析模块7机械装配工艺模块8先进制造技术全套可编辑PPT课件

机械制造工艺学模块一机械制造基础知识任务1认识常见金属切削机床的型号学习目标1．了解金属切削机床型号编制方法。2．能了解常见金属切削机床型号的含义。任务描述机床型号就是按一定的规律赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用。本任务通过学习金属切削机床型号的编制方法，能够了解常见金属切削机床CA6140、X6132、X5032、M1432A、Z3040×16/S2、THM6350、MKG1340等型号的含义。任务1认识常见金属切削机床的型号任务分析通常把采用切削（或特种加工）等方法加工金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机器称为金属切削机床；换句话说，金属切削机床就是制造机器的机器，简称机床。每一台机床都有代号，用来反映机床的类型、结构特征和主参数等信息。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识一、金属切削机床的分类1．按加工性质和所用刀具不同，机床分为11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、锯床和其他机床。2．按加工精度不同，机床分为普通机床、精密机床和高精度机床。3．按使用范围不同，机床分为通用机床、专门化机床和专用机床，通用机床如卧式车床、万能升降台铣床等；专门化机床如曲轴车床、凸轮车床等；专用机床如汽车、拖拉机制造中的各种组合机床。4．按自动化程度不同，机床分为一般机床、半自动机床和自动机床。5．按机床的自重不同，机床分为仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床等。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识二、金属切削机床的型号任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识1．金属切削机床的类代号机床的类代号用大写的汉语拼音字母表示，如车床用“C”表示，钻床用“Z”表示。必要时，每类可分为若干分类。分类代号在类代号之前，作为型号的首位，用阿拉伯数字表示。第一分类代号前的“1”省略，第“2”、“3”分类代号则应予以表示。例如，磨床类机床分为M、2M、3M三个分类。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识2．通用特性代号、结构特性代号（1）通用特性代号通用特性代号有统一的规定含义，它在各类机床的型号中，表示的意义相同。（2）结构特性代号对主参数值相同而结构、性能不同的机床，在型号中加结构特性代号予以区别。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识3．机床的组、系的划分原则及其代号（1）机床组、系的划分原则将每类机床划分为十个组，每个组又划分为十个系（系列）。组、系划分的原则如下：1）在同一类机床中，主要布局或使用范围基本相同的机床，即为同一组。2）在同一组机床中，其主参数相同、主要结构及布局形式相同的机床，即为同一系。（2）机床的组、系代号机床的组，用一位阿拉伯数字表示，位于类代号或特性代号或通用代号之后；机床的系，用一位阿拉伯数字表示，位于组代号之后。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识4．主参数的标示方法机床型号中主参数用折算值表示，位于系代号之后。当折算值大于1时，则取整数，前面不加“0”；当折算值小于1时，则取小数点后第一位数，并在前面加“0”。某些通用机床，当无法用一个主参数表示时，则在型号中用设计顺序号表示。设计顺序号有1起始，当设计顺序号小于10时，由01开始编号。5．通用机床的设计顺序号任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识6．主轴数和第二主参数的表示方法（1）主轴数的表示方法对于多轴车床、多轴钻床、排式钻床等机床，其主轴数应以实际数值列入型号，置于主参数之后，用“×”分开，读作“乘”。单轴，可省略，不予表示。（2）第二主参数表示方法第二主参数（多轴机床的主轴数除外）一般不予表示，如有特殊情况，需在型号中表示。在型号中表示的第二主参数，一般折算成两位数为宜，最多不超过三位数。以长度、深度值等表示的，其折算系数为1∕100；以直径、宽度值等表示的，其折算系数为1∕10；以厚度、最大模数等表示的，其折算系数为1。任务1认识常见金属切削机床的型号相关知识7．机床的重大改进顺序号当机床的结构、性能有更高的要求，并需按新产品重新设计、试制和鉴定时，才按改进的先后顺序选用A、B、C……等汉语拼音字母（但“I、O”两个字母不得选用）表示加在型号基本部分的尾部，以区别原机床型号。8．其他特性代号及其表示方法（1）其他特性代号的含义主要用以反映各类机床的特性。（2）其他特性代号的表示方法可用汉语拼音字母（“I”、“O”；两个字母除外）表示，其中L表示联动轴数，F表示复合。任务1认识常见金属切削机床的型号任务实施1．CA6140CA6140表示通用特性代号为A卧式车床，最大回转直径400mm。CA6140是一种在原C620型普通机床基础上加以改进而来的卧式车床。2．X6132X6132表示万能升降台铣床，工作台台面宽度为320mm。3．X5032X5032表示立式升降台铣床，工作台台面宽度为320mm。4．M1432AM1432A表示万能外圆磨床，最大磨削直径为320mm，经过第一次重大改进，无企业代号。任务1认识常见金属切削机床的型号任务实施5．Z3040×16/S2Z3040×16/S2表示摇臂钻床，最大钻孔直径为40mm，最大跨距为1600mm，沈阳第二机床厂生产。6．THM6350THM6350表示精密卧式加工中心，工作台最大宽度为500mm。7．MKG1340MKG1340表示高精度数控外圆磨床，最大磨削直径为400mm。任务2认识常见金属切削机床及刀具学习目标1．熟悉常见金属切削机床及其功用。2．了解常用金属切削机床所用刀具。任务描述在机械加工过程中，金属切削刀具直接从工件上切除多余金属层，这些工作都是在金属切削机床上完成的。本任务通过参观机械加工类企业或观看视频，认识常见金属切削机床及刀具。任务分析不同类型的机床有着不同的结构，功用也就不同，使用的刀具当然也不同，我们应该从这些方面认识常见金属切削机床的结构、运动情况、功用，以及所使用的刀具。163任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施一、车床与车刀1.CA6140型卧式车床的主要组成部件及功用1－主轴箱2－卡盘3－刀架部分4－冷却管5－尾座6－床身7、14－床脚8－丝杠9－光杠10－操纵杆11－快移机构12－溜板箱13－进给箱15－交换齿轮箱任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施一、车床与车刀2.车削运动（1）主运动CA6140卧式车床的主运动就是主轴的旋转运动。（2）进给运动CA6140卧式车床的进给运动就是刀具的移动。任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施3.车床的功用

车削加工是机械加工中应用最广泛的基本加工方法，主要用于旋转体零件的加工。在车床上可以车外圆、车端面、车槽、切断、车圆锥、车成形面、滚花、钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、车孔、车各种螺纹及盘绕弹簧等。如果在车床上装上其他附件和夹具，还可以进行磨削、研磨、抛光以及加工各种形状复杂零件的外圆、内孔等任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施4.常用车刀任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施二、铣床与铣刀1.铣床任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.铣床的功用任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施3.铣刀任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施三、刨床和刨刀1.牛头刨床任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.龙门刨床3.刨床的用途任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施4.刨刀任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施四、插床与插刀1.插床2.插床的运动任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施3.插床的功用4.插削常用刀具任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施五、磨床与砂轮1.外圆磨床(1)外圆磨床的结构任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施(2)主运动和进给运动1)主运动。磨削外圆时为砂轮的回转运动,磨削内圆时为内圆磨头的磨具(砂轮)的回转运动。2)进给运动①工件的圆周进给运动,即头架主轴的回转运动。②工作台的纵向进给运动,由液压传动实现。③砂轮架的横向进给运动,为步进运动,即每当工作台一个纵向往复运动终了,由机械传动机构使砂轮架横向移动一个位移量(控制背吃刀量)。任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.平面磨床(1)平面磨床结构任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施(2)主运动与进给运动任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施3.砂轮任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施七、镗床与镗刀1.T618型卧式镗床的主要组成部件任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.钻床的功用3.钻削常用的刀具任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施六、钻床与钻削刀具1.钻床常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床等。任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.卧式镗床的运动镗削时,工件被装夹在工作台上,并由工作台带动做进给运动;镗刀用镗刀杆或刀盘装夹,由主轴带动旋转做主运动。主轴在旋转的同时,可根据需要做轴向移动,以取代工作台做进给运动。3.镗床的功用任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.拉床的运动拉床的运动只有拉刀的直线运动(主运动),径向进给由刀齿的齿升量保证。3.拉床的用途4.拉削常用的刀具任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施九、滚齿机与滚刀1.滚齿机的结构2.滚齿机的运动滚齿机的运动有主运动(滚刀的回转运动)、分齿运动(工作台的回转运动)、滚刀垂直进给运动和滚刀径向进给运动。任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施九、滚齿机与滚刀3.滚齿机的用途4.滚齿常用刀具滚齿机主要用于切削加工直齿、斜齿圆柱齿轮等外啮合单联齿轮,还可用于切削加工蜗轮、链轮等。任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施十、插齿机与插齿刀1.插齿机的结构任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施八、拉床与拉刀1.拉床的结构任务2认识常见金属切削机床及刀具任务实施2.插齿机的运动3.插齿机的用途

插齿机主要用于插削加工内、外啮合的直齿圆柱齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。4.插齿常用刀具任务2认识常见金属切削机床及刀具小结1.不同类别的机床其结构特点不相同,工作时的运动情况不相同,用途也就不同。2.实际工作中,要根据机床的用途正确选用机床。思考与练习1.常用的钻床有哪几类?各适用于什么场合?2.滚齿机和插齿机相比有哪些不同的用途?3.分别指出车床、刨床、钻床、镗床、铣床和磨床的主运动。任务3选择零件毛坯学习目标1.熟悉毛坯的生产方法。2.能够正确选择零件毛坯。任务描述如图所示零件是汽车变速器的拨叉,材料采用HT200,批量生产,试选择该零件的毛坯。任务3选择零件毛坯任务分析机械加工常用的毛坯有铸件、锻件、焊件和型材,这些毛坯是如何生产出来的呢?它们有哪些特点?只有了解并掌握毛坯的加工方法,才能正确选择工件的毛坯。相关知识一、铸件及其生产过程1.铸件通过铸造的方法所得到的金属工件或毛坯称为铸件。铸造是指将熔融金属浇注、压射或吸入铸型腔中,待其凝固后得到一定形状和性能铸件的方法。任务3选择零件毛坯相关知识2.铸件的生产过程及应用铸件是通过铸造方法生产的。通常情况下,铸造的方法分为砂型铸造和特种铸造,而特种铸造又包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造和熔模铸造等。(1)砂型铸造砂型铸造是指用型砂紧实成形,将熔融金属浇入砂型内获得铸件的铸造方法。任务3选择零件毛坯相关知识(2)金属型铸造通过重力作用进行浇注,将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法称为金属型铸造。图1-33所示为采用垂直分型方式的金属型。生产时将两个半型合紧进行浇注,凝固后利用简单的机构使两个半型分开取出铸件。任务3选择零件毛坯相关知识(3)压力铸造使熔融金属在高压下高速充型,并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造,简称压铸。定量勺内的熔融金属注入压室后,压射冲头(也称活塞、柱塞)向左推进,将熔融金属压入闭合的压铸型腔,稍停片刻,使金属在压力下凝固,然后向右退回压射冲头,分开压铸型,推杆(图中未画出)顶出压铸件。任务3选择零件毛坯相关知识(4)离心铸造将熔融金属浇入旋转的铸型中,在离心力作用下,金属液布满型腔并随铸型一起转动,在转动中凝固形成铸件的铸造方法称为离心铸造。当铸型绕垂直轴线旋转时(图1-35a),浇入铸型中的熔融金属随铸型高速旋转,铸件壁上下厚度不均匀,冷却后铸件表面呈抛物面;当铸型绕水平轴线旋转时(图1-35b),铸件壁厚度均匀。任务3选择零件毛坯相关知识(5)熔模铸造用易熔材料(如蜡料)制成模样,在模样上包覆若干层耐火涂料,制成形壳,熔出模样后经高温焙烧,然后进行浇注的铸造方法称为熔模铸造,熔模铸造又称失蜡铸造。任务3选择零件毛坯相关知识(6)陶瓷型铸造用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法称为陶瓷型铸造。陶瓷型铸造是在熔模铸造的基础上发展起来的一种新的铸造工艺。其工艺过程与熔模铸造相似,都是首先制造型壳,并在型壳(铸型)外填砂以增强其强度和稳固性,然后进行浇注,冷却后获得铸件。只是造型壳的材料不同,陶瓷型铸造的型壳是利用质地较纯、热稳定性较高的耐火材料作为造型材料,用硅酸乙酯水解液作为黏结剂,在催化剂的作用下,经灌浆、结胶、起模、焙烧等工序而制成的。任务3选择零件毛坯相关知识二、锻件及其生产过程1.锻件锻件是指金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。锻造是指在压力设备及工(模)具的作用下,使金属坯料产生局部或全部的塑性变形,以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。2.锻件的生产过程及应用(1)自由锻只用简单的通用工具,或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形,从而获得所需几何形状及内部质量的锻件的锻造方法称为自由锻,任务3选择零件毛坯相关知识(2)胎模锻胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。胎模不固定在锤头或砧座上,只在需要使用时才放到下砧上。胎模锻工艺过程。坯料加热→自由锻制坯→在胎模中终锻成形。常用的胎模有摔模、扣模、套模、合模、切边模。任务3选择零件毛坯相关知识(3)模锻模锻是指在专用的模锻设备上进行的锻造。锻模紧固在锤头(或滑块)与砧座(或工作台)上。锤头沿导向性良好的导轨运动,砧座通常与模锻设备的机架连接成整体。图1-43所示为连杆弯形的多模膛锻模及其模锻过程。任务3选择零件毛坯相关知识三、焊件及其生产过程1.焊件由焊接方法连接的组件称为焊件。焊接是通过加热或加压或两者并用,并使用(或不用)填充材料,使工件达到结合的一种方法。焊接是一种不可拆连接,它不仅可以连接各种同质金属,也可以连接不同质的金属。2.焊件的生产过程及应用焊件从某种意义上讲是一个合件,由多个零件组成,这些零件直接采用型材下料,必要时对每个零件进行坡口加工,定位后进行焊接而成。一般焊件焊接后需要进行适当的热处理,以消除因焊接形成的内应力,避免零件精加工后产生变形,影响正常使用。任务3选择零件毛坯相关知识四、型材的选择在机械产品的生产中,往往会遇到有些零件的形状与型材的形状接近,如光轴、套筒等。在加工这些零件时,常直接采用型材作为零件的毛坯来加工,这时的主要工作是型材规格的选择和加工余量的确定,具体方法如下。1.光轴零件或直径尺寸相差不大的轴类零件这类零件一般以零件最大外径为参考尺寸,加上毛坯的加工余量,比照型材规格,选择最接近的型材即可。2.套类零件套类零件则需考虑双向加工余量,单向余量确定方法同上。任务3选择零件毛坯相关知识五、零件毛坯的选择1.零件材料的工艺特性2.零件材料的力学性能脆性材料不宜选择锻件毛坯,如材料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯。零件形状不复杂、力学性能要求不太高的钢质零件,可选择型材;力学性能要求较高的重要钢质零件,为保证其力学性能,应选择锻件毛坯。3.零件的结构形状与外形尺寸形状复杂的毛坯,一般用铸件。一般用途的台阶轴,如果各台阶直径相差不大,可用圆棒料;如果各台阶直径相差较大,为节省材料和减少切削工作量,宜选择锻件毛坯。大型板状零件可以选择焊接件。任务3选择零件毛坯任务实施五、零件毛坯的选择1.从零件材料的工艺特性方面考虑由于拨叉是采用HT200材料制造,该材料含碳量高,硬而脆,塑性差,但具有良好的铸造工艺性,宜采用铸造方法加工毛坯。2.从零件对材料的力学性能要求方面考虑拨叉零件主要用于拨动变速器齿轮,使变速器输出轴改变转速或转向,拨叉工作过程对位置精度要求比较严格,对刚度要求较高,而对强度要求相对低一些,采用铸件毛坯可以满足使用要求。任务3选择零件毛坯任务实施五、零件毛坯的选择3.从零件的结构形状与外形尺寸方面考虑该零件的结构形状复杂,如果采用铸造方法生产毛坯,由于铸造是在金属熔融状态下浇注,具有良好的流动性,容易充满铸型型腔,得到结构形状复杂的毛坯,对于拨叉零件比较适合采用铸造方法加工毛坯。综上所述,对于图1-31所示的拨叉零件,应选择铸件毛坯,采用铸造方法生产。任务3选择零件毛坯小结1.常用的毛坯件有铸件、锻件、焊件和型材等。不同种类的毛坯件,采用不同的生产工艺,其用途也就不同。2.铸件更多用作形状复杂的零件毛坯,锻件则常用作对力学性能要求高或径向尺寸相差较大的轴类或盘类零件毛坯,焊件主要用作尺寸较大的板状零件毛坯,而型材常用作与其几何形状接近的零件毛坯。任务3选择零件毛坯思考与练习1.常见的毛坯种类有哪些?它们是如何生产的?2.铸造分为哪几大类?特种铸造又有哪些类型?3.锻造方法有哪几种?自由锻和模锻有什么区别?4.在什么情况下选择型材作为毛坯?5.选择毛坯的基本原则有哪些?任务4选择零件的热处理方法学习目标◎了解零件常用热处理方法。◎能够正确选择零件的热处理方法,合理安排热处理工序。任务描述如图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力,齿面要求高频淬火50~54HRC,批量生产,如何选择热处理方法?热处理工序又将如何安排?任务4选择零件的热处理方法任务分析合理选用热处理工艺,有利于提高零件材料的力学性能,提高零件的加工质量,延长零件的使用寿命。对于图1-44所示的齿轮轴,除了通过热处理实现齿轮面的技术要求之外,还需要利用热处理使材料满足切削工艺要求。一、常用的热处理方法相关知识1.退火将金属材料加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。退火的目的一是降低金属材料的硬度,提高塑性,改善材料的切削性能;二是细化晶粒,均匀金属材料的组织及成分,改善金属材料的性能,为以后的热处理做准备;三是消除毛坯的残余内应力,以防止零件变形和开裂。任务4选择零件的热处理方法相关知识(1)完全退火：将钢加热到完全奥氏体化,保温后随炉缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。完全退火的目的是细化晶粒、消除内应力与组织缺陷、降低硬度、提高塑性,为切削加工和最终热处理做准备。(2)球化退火：为使钢中碳化物呈球状化而进行的退火称为球化退火。球化退火适用于共析钢及过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。目的是球化渗碳体,降低硬度,改善切削加工性能并为淬火做准备。(3)去应力退火：为去除由于塑性变形、焊接等原因造成的内应力以及铸件内部存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。其目的是消除残余应力,稳定工件尺寸并防止其变形与开裂。任务4选择零件的热处理方法相关知识2.正火将金属材料加热到适当温度,保持一定时间,然后在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的目的一是提高金属材料的硬度,降低塑性,改善金属材料的切削性能;其余方面与退火相同。正火适用于低碳钢或低碳合金钢的预备热处理。各种退火、正火的热处理工艺曲线如图1-46所示。任务4选择零件的热处理方法相关知识3.淬火与表面淬火(1)淬火：将钢件加热到某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体或贝氏体组织,然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。(2)表面淬火：仅对零件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。这种热处理方法是将零件表层迅速加热到淬火起始温度(此时零件心部仍接近室温状态),随即快速冷却,从而达到表面淬火的目的。任务4选择零件的热处理方法相关知识4.回火钢件淬火后,再加热到某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。(1)淬火钢回火的目的1)减少或消除零件淬火时产生的内应力,防止零件在使用过程中的变形和开裂。2)通过回火提高钢的韧性,适当调整钢的强度和硬度,使零件达到所要求的力学性能,以满足零件的技术要求。3)稳定组织,避免零件在使用过程中发生组织转变,保证零件的精度。任务4选择零件的热处理方法相关知识(2)回火工艺1)低温回火(<250℃)。低温回火得到的组织是回火马氏体,其具有高硬度(58~64HRC)、高耐磨性和一定的韧性。2)中温回火(250~500℃)。中温回火得到的组织是回火托氏体,其具有高弹性极限、屈服强度和适当的韧性,硬度可达40~50HRC。3)高温回火(500~650℃)。高温回火得到的组织是回火索氏体,其具有良好的综合力学性能(足够的强度与高韧性相配合),硬度达25~40HRC。任务4选择零件的热处理方法相关知识5.调质处理生产中常把钢的淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质处理。调质处理主要是为了获得良好的综合力学性能,提高零件的安全可靠性。6.渗碳将钢件在渗碳介质中加热并保温,使碳原子渗入表层的化学热处理工艺称为渗碳,目的是提高钢件表层的含碳量。渗碳后的工件经淬火及低温回火,表面可以获得高硬度,而其内部又具有高韧性。渗碳工艺可使零件表面硬度高达58~64HRC。渗碳工艺适用于低碳钢或低碳合金钢零件的表面硬化处理。任务4选择零件的热处理方法相关知识7.渗氮在一定的温度下,使活性氮原子渗入零件表面的化学热处理工艺称为渗氮。其目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。6.渗碳将钢件在渗碳介质中加热并保温,使碳原子渗入表层的化学热处理工艺称为渗碳,目的是提高钢件表层的含碳量。渗碳后的工件经淬火及低温回火,表面可以获得高硬度,而其内部又具有高韧性。渗碳工艺可使零件表面硬度高达58~64HRC。渗碳工艺适用于低碳钢或低碳合金钢零件的表面硬化处理。任务4选择零件的热处理方法相关知识二、热处理方法的选择及工序安排1.改善切削性能用作改善材料切削性能的热处理方法有正火和退火。用作改善切削性能的热处理工艺通常安排在毛坯加工之后、切削加工之前进行。2.改善零件的使用性能用作改善零件的使用性能的热处理方法有调质处理和正火。调质处理即淬火后再进行高温回火,能获得良好的综合力学性能。任务4选择零件的热处理方法相关知识3.提高表面硬度用作提高零件表面硬度的热处理方法有表面淬火、表面渗碳和表面渗氮等。表面渗碳是在加热(高温)条件下将碳原子渗入表层来提高表面硬度的,而渗氮则是在一定的温度(低温)下使活性氮渗入零件表面。4.消除内应力用于消除内应力的方法有正火、退火、回火、冰冷处理、振动时效以及自然时效。正火、退火、回火需要加热,消除内应力效果好,但能耗相对来说要大些。一般正火、退火处理安排在毛坯加工之后进行。任务4选择零件的热处理方法任务实施1.从改善切削性能方面考虑图1-44所示的齿轮轴材料为20Cr,属于低碳合金钢,其硬度过低,切削时容易“粘刀”,切削性能差,工件的表面质量不容易控制。因此,选择正火热处理来提高材料的硬度,改善材料的切削性能。改善材料的切削性能的正火热处理应安排在切削加工之前。2.从改善零件的使用性能方面考虑图1-44所示的齿轮轴采用20Cr低碳合金钢材料,通过调质处理可以大大提高材料的使用性能;同时,技术要求齿面渗碳后高频淬火。因此,在这些后续热处理之前,必须进行预备热处理。该齿轮轴应采用调质处理。调质处理工序应安排在粗加工之后、半精加工之前进行。任务4选择零件的热处理方法任务实施3.从提高表面硬度方面考虑从图1-44中的技术要求可以了解到,该齿轮轴零件的齿面硬度要达到50~54HRC。因此,齿面采用表面高频淬火热处理。但是,由于该零件采用20Cr低碳合金钢材料,如果不采取任何措施,单靠表面高频淬火热处理很难实现齿面硬度要求,必须在表面高频淬火热处理之前安排渗碳热处理工序。渗碳、高频淬火热处理一般安排在磨削加工之前。4.从消除内应力方面考虑图1-44所示的齿轮轴,从几何形状和力学性能方面考虑,一般采用锻件毛坯,而且该零件采用低碳合金钢材料。因此,在毛坯加工后选用正火热处理消除毛坯内应力、改善材料的切削性能。任务4选择零件的热处理方法任务实施综上所述,图1-44所示齿轮轴的加工过程、热处理方法的选择及工序安排如下:锻造毛坯→正火→粗车→调质处理→半精车→滚齿→渗碳→齿面高频淬火→研磨中心孔→磨轴颈→磨齿面。1.热处理是一种通过控制温度的变化过程来获得不同金属组织或消除内应力的方法,在机械制造过程中广泛使用。2.不同的热处理方法可以实现机械零件不同的力学性能,在生产过程中应根据需要选择使用。3.在零件的加工过程中应科学地安排热处理工序,这样才能有效地保证零件的加工质量和使用性能。小结任务4选择零件的热处理方法思考与练习1.常用的热处理方法有哪几种?各适用于什么场合?2.什么是调质处理?调质处理的目的是什么?调质处理工序安排在加工工艺过程的哪一个环节?3.什么情况下需要进行渗碳热处理?渗碳热处理与渗氮热处理有什么不同?4.根据如图所示齿轮轴技术要求,选择零件热处理方法并合理安排热处理工序。THANKYOU!机械制造工艺学模块二典型表面机械加工方法的选择任务1外圆表面机械加工方法的选择学习目标◎了解外圆表面的加工方法。◎能够分析、制定外圆表面的加工方案。◎能够正确选择外圆表面的加工方法。任务描述识读图2-1所示台阶轴的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等技术要求,试确定台阶轴各外圆表面的机械加工方案。任务1外圆表面机械加工方法的选择任务分析轴类零件是机械设备中最主要和最基本的典型零件,外圆表面是轴类零件的主要表面。在加工外圆表面时,首先应了解外圆表面的技术要求、掌握外圆表面的各种加工方法所能达到的精度等级和表面粗糙度,才能在加工过程中根据不同零件的技术要求,选择相应的加工方法。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识一、外圆表面的车削加工工件旋转做主运动,车刀做进给运动的切削加工方法称车削。车削是加工外圆最主要的方法之一,主要用来加工各种回转表面,如圆柱面、圆锥面和端面。车削加工的尺寸精度一般可达IT8~IT7级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.8μm。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识1.车削特点(1)车刀结构简单、刚度高,制造、刃磨和装夹方便,刀具价格低廉。(2)车削过程平稳,有利于提高生产效率。(3)可在一次装夹中完成内外圆、端面和切槽加工,能保证较高的同轴度、外圆轴线与端面的垂直度等。车削可加工各种钢料、铸铁、有色金属和非金属材料,但不宜加工硬度在30HRC以上的淬火钢。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识2.外圆表面的车削及其精度(1)粗车：粗车的加工精度一般可达IT13~IT11级,表面粗糙度可达Ra50~12.5μm。一般用于迅速切除多余的金属,常采用较大的背吃刀量、较大的进给量和中低速车削。(2)半精车：半精车加工精度可达IT10~IT9级,表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm,用于磨削加工和精加工的预加工,或中等精度表面的终加工。(3)精车：精车加工精度可达IT8~IT7级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.8μm,用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识(4)精细车：精细车加工精度可达到IT6级以上,表面粗糙度可达Ra0.4μm左右,主要用于高精度、小型且不宜磨削的有色金属零件的外圆加工,或大型精密外圆表面加工。精细车时应采用高的切削速度、小的背吃刀量和进给量来进行加工。对于精度要求在IT6级以上的铁碳合金材料零件,则采用其他方法加工(如磨削)。二、外圆表面的磨削加工用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。磨削是外圆表面精加工的主要方法之一,既可以加工淬硬后的表面,又可以加工未经淬火的表面。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识1.磨削的特点(1)磨粒硬度高,能切除硬而薄的切屑。(2)砂轮磨粒的等高性好,能获得较好的表面质量。(3)由于磨钝的砂粒在外力的作用下会脱落(及时更新),因此砂轮具有自锐性。(4)磨削温度高,容易产生烧伤现象。2.外圆表面的磨削及其精度(1)粗磨：加工精度可达到IT9~IT8级,表面粗糙度可达Ra6.3~0.8μm。(2)精磨：加工精度可达到IT7~IT6级,表面粗糙度可达Ra0.8~0.2μm。(3)精密磨削、超精密磨削：它们都是精密加工方法,加工精度可达IT6~IT5级,表面粗糙度可达Ra0.16~0.01μm。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识3.外圆表面磨削方法（1）中心磨削1)纵磨法。如图2-3a所示,砂轮高速旋转,工件装在前后顶尖上,工件旋转并和工作台一起做纵向往复进给运动,实现对工件整个外圆表面的磨削。每当一次纵向往复行程终了时,砂轮做周期性的横向进给运动,直至达到所需的磨削深度。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识3.外圆表面磨削方法（1）中心磨削2)横磨法。如图2-3b所示,由于砂轮厚度大于工件被磨削外圆的长度,工件无纵向进给运动。当工件旋转磨削时,砂轮以慢速做连续的横向进给运动,直至达到尺寸要求。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识(2)无心磨削无心磨削是将工件放置在托板上,导轮相对于砂轮的轴线倾斜α角,其线速度分解为两个分速度v导水平和v导垂直,分别带动工件做圆周进给运动和轴向进给运动。其磨削方式又可分为纵磨法和横磨法,分别用于磨削光轴和台阶轴。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识三、一般外圆表面加工方案分析任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识1.低精度的加工方案加工精度要求低、表面粗糙度较大的各种零件的外圆表面(淬火件除外),经粗车即可达到要求。加工精度可达IT10~IT9级,表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm,主要用于各类零件的粗加工。2.中等精度的加工方案非淬火钢件、铸铁件及有色金属件的外圆表面,粗车后再经过半精车和精车即可达到要求。加工精度可达IT9~IT8级,表面粗糙度可达Ra3.2~1.6μm。任务1外圆表面机械加工方法的选择相关知识3.较高精度的加工方案加工精度较高的淬火钢件、非淬火件和铸铁件外圆表面,其加工方案为粗车→半精车→磨削。加工精度可达IT8~IT7级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.8μm。4.高精度的加工方案精度要求更高的钢件和铸铁件,除了车削、磨削外,还需增加精磨或超精加工等工序,其加工方案为粗车→半精车→粗磨→精磨→精密磨削。加工精度可达IT6~IT5级,表面粗糙度可达Ra0.16~0.01μm。任务1外圆表面机械加工方法的选择任务实施1.识读台阶轴外圆表面的技术要求(1)尺寸精度：台阶轴的尺寸精度主要指结构要素的直径和长度精度,如图2-1所示的轴颈28g6、20h6和38f7,长度25h9和30h9。(2)形状精度：台阶轴的形状精度主要指轴颈的圆度、圆柱度,如图2-1所示28g6外圆的圆度0.005mm。(3)位置精度：轴类零件的位置精度主要有外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心线的垂直度等。图2-1所示左端28g6外圆对右端28g6外圆的同轴度为0.01mm,38f7外圆右端面对28g6外圆的轴心线的垂直度为0.03mm。任务1外圆表面机械加工方法的选择任务实施(4)表面粗糙度：图2-1所示20h6外圆的表面粗糙度为Ra0.1μm,两个28g6外圆的表面粗糙度为Ra0.4μm,38f7外圆的表面粗糙度为Ra1.6μm。2.选择台阶轴外圆表面的加工方法(1)粗加工：图2-1所示台阶轴零件的所有表面首先采用粗车加工,为半精车、精车做准备。(2)半精加工：图2-1所示台阶轴零件的全部长度尺寸均可采用半精车实现,再对所有外圆表面进行半精车,进一步提高表面质量,为精加工做准备。(3)精加工：图2-1所示台阶轴零件的38f7外圆表面的最终加工采用精车。两个28g6外圆表面则采用磨削加工来实现。任务1外圆表面机械加工方法的选择任务实施3.台阶轴外圆表面加工方案(1)38f7外圆表面的加工方案为:粗车→半精车→精车。(2)2×28g6外圆表面的加工方案为:粗车→半精车→磨削。(3)20h6外圆表面的加工方案为:粗车→半精车→磨削→超精加工。小结选择外圆表面的加工方案时,应首先了解外圆表面的技术要求,熟悉外圆表面的加工方法,掌握各种机械加工设备所能实现的精度等级和表面粗糙度,最终确定合理的加工方案。任务1外圆表面机械加工方法的选择思考与练习1.轴类零件的加工方法有哪几种?各有什么特点?2.轴类零件的加工方案有哪几种?各用于什么场合?3.外圆表面的主要技术要求有哪些?4.选择图2-5所示销轴外圆表面的加工方法。任务2内圆表面机械加工方法的选择学习目标◎了解内圆表面的加工方法。◎能够分析、制定内圆表面的加工方案。◎能够正确选择内圆表面的加工方法。任务描述识读图2-6所示套类零件内圆表面的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等技术要求,试确定其内圆表面的机械加工方案。任务2内圆表面机械加工方法的选择任务分析内圆常称为孔,是组成机械零件的基本表面,其技术要求与外圆基本相同,也有尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度要求。因此,在加工内圆时,要掌握内圆表面的各种加工方法所能达到的精度等级和表面粗糙度,才能在加工过程中根据不同零件的技术要求,选择相应的加工方法。相关知识一、内圆表面的加工方法1.钻孔、扩孔和铰孔(1)钻孔：钻孔是利用钻头在实体材料上加工孔的工艺方法。1)钻孔特点。钻孔属于粗加工,加工精度可达IT13~IT11级,表面粗糙度可达Ra50~12.5μm。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识2)钻孔方式如图2-7a所示在车床上钻孔,工件旋转,刀具进给。加工中若刀具引偏,会造成工件孔径扩大。如图2-7b所示在钻床上钻孔,工件不动,刀具既旋转又进给。加工中若刀具引偏,会造成工件孔轴线弯曲。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识(2)扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的方法,如图2-8所示。扩孔相当于半精加工,加工精度可达IT10级,表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm。扩孔可以修正孔轴线的歪斜。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识(3)铰孔铰孔是在半精加工(扩孔或半精镗孔)的基础上,用铰刀从工件孔壁上切除微量金属层的加工方法,如图2-9所示。铰孔一般作为未淬硬小孔的精加工方法,加工精度可达IT8~IT6级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm。铰孔分手铰和机铰两种。铰孔的精度取决于铰刀的质量和安装方式。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度及形状精度,但不能校正孔的位置精度。钻孔、扩孔和铰孔是加工小孔的常用方法。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识2.镗孔镗孔是指以镗刀旋转为主运动、工件或镗刀做进给运动的加工方法。镗孔是在工件已有孔的基础上进行扩大孔径的加工方法。(1)镗孔的特点镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外,还可以修正孔轴线的直线度误差,且较容易保证各孔的孔距精度和位置精度。(2)镗孔加工阶段1)粗镗。粗镗的加工精度可达IT13~IT11级,表面粗糙度可达Ra50~12.5μm。2)半精镗。半精镗的加工精度可达IT10~IT9级,表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm,用于磨削加工和精加工的预加工,或中等精度内圆表面的终加工。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识3)精镗。精镗的加工精度可达IT8~IT6级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.8μm,用于精度较高内圆表面的精加工或作为珩磨孔的预加工。3.拉孔采用拉刀加工内圆表面的方法称为拉孔。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识(1)拉孔的特点拉孔属于孔的精加工方法之一,通常在拉床上进行。加工精度可达IT8~IT7级,表面粗糙度可达Ra0.8~0.4μm,加工质量稳定,生产效率高,但刀具复杂,加工时以孔本身定位,不能修正孔的轴线歪斜,不能加工台阶孔和盲孔。(2)拉孔方法的适用场合在经过钻孔、扩孔或镗孔之后,用拉削方式来保证加工尺寸的一致性和加工精度。由于拉刀制造复杂,成本昂贵,一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔。因此,拉削加工一般用于大批量生产。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识4.磨孔(1)磨孔的特点磨孔加工精度可达IT7级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm。磨孔不仅能获得较高的尺寸精度和表面质量,而且还可以提高孔的形状和位置精度。(2)磨孔方法的适用场合适用于加工硬度较高,尤其是淬火后高硬度的孔。用磨削加工工件内圆表面的方法称为磨孔。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识5.珩磨孔珩磨不仅能获得较高的尺寸精度,还能修正孔在珩磨前出现的轻微形状误差,如圆度、圆柱度误差和表面波纹。但珩磨一般不能修正孔的位置偏差,孔的轴线直线度和位置度等精度必须由前道工序(精镗或精磨)来保证。珩磨孔是用油石条进行孔加工的一种高效率和高精度的光整加工方法,加工精度可达IT5~IT4级,表面粗糙度可达Ra0.2~0.025μm。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识二、一般内圆表面加工方案分析对于精度要求不高的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属件,经一次钻孔即可达到要求,加工精度可达到IT13~IT11级,表面粗糙度可达Ra50~12.5μm。1.低精度内圆表面的加工方案2.中等精度内圆表面的加工方案对于精度要求中等的未淬硬钢件、铸铁件及有色金属件,当孔径小于20mm时,采用钻孔后扩孔;当孔径大于20mm时,采用钻孔、镗孔达到要求。加工精度可达到IT10~IT9级,表面粗糙度可达Ra6.3~3.2μm。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识二、一般内圆表面加工方案分析对于精度要求较高的零件(除淬硬钢外)内圆表面,当孔径小于20mm时,应采用钻孔后铰孔;当孔径大于20mm时,应采用钻孔→扩孔→铰孔或钻孔→镗孔→磨孔的加工方案。加工精度可达到IT8~IT7级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm。3.较高精度内圆表面的加工方案4.高精度内圆表面的加工方案对于精度要求很高的内圆表面,当孔径小于12mm时,可采用钻→粗铰→精铰方案;当孔径大于12mm时,视具体条件可选钻孔→扩孔→粗铰孔→精铰孔或钻孔→扩孔→粗磨孔→精磨孔→珩磨孔的加工方案。加工精度可达到IT7~IT6级,表面粗糙度可达Ra0.8~0.1μm。任务2内圆表面机械加工方法的选择相关知识任务2内圆表面机械加工方法的选择任务实施1.识读内圆表面的技术要求(1)尺寸精度：图a所示孔径为30mm,孔长为40mm,均未标注公差,尺寸精度要求不高。图b所示孔径为30mm,尺寸精度要求为H6,孔长为55mm,未标注公差,尺寸精度要求不高。(2)形状精度：图a所示内圆表面未标注相应的形状公差要求,图b所示内圆表面的圆柱度公差为0.01mm。(3)位置精度：图a所示的30mm孔未标注相应的位置公差要求,图b所示的30H6孔的轴线与基准端面的垂直度公差为0.03mm。(4)表面粗糙度：图a所示内圆表面粗糙度为Ra3.2μm,图b所示内圆表面粗糙度为Ra0.4μm。任务2内圆表面机械加工方法的选择任务实施2.选择套类零件内圆表面的加工方法图2-6所示套类零件都是由钻孔开始,并由钻孔完成内圆表面的粗加工。如图2-6a所示套类零件的内圆表面为非配合面,尺寸公差等级为未注公差等级,表面粗糙度为Ra3.2μm,尺寸公差要求较低。因此,采用扩孔的加工方法可以达到尺寸精度和表面粗糙度的要求。如图2-6b所示套类零件的内圆表面为配合表面,尺寸精度为IT6级,表面粗糙度为Ra0.4μm,加工精度要求较高,不但有尺寸精度要求,而且有形状精度和位置精度要求。因此,该零件不宜采用扩孔、铰孔作为半精加工和精加工。应选择镗孔作为半精加工,选择磨孔作为精加工来实现相关的技术要求。任务2内圆表面机械加工方法的选择任务实施3.套类零件内圆表面加工方案(1)30mm内圆表面的加工方案为:钻孔→扩孔(或半精镗)。(2)30H6内圆表面的加工方案为:钻孔→扩孔(或半精镗)→磨孔→珩磨。了解内圆表面的技术要求,熟悉加工内圆表面机床的工艺范围,掌握各类加工方法所能实现的加工精度和表面粗糙度,才能正确选择其加工方案。小结任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展内锥表面的加工任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展一、常用标准圆锥的种类1.莫氏圆锥：莫氏圆锥分成0、1、2、…、6,共7个号,其中0号尺寸最小,6号尺寸最大(其锥角α/2在1°30′左右),且每个号的锥角均不相同。2.米制圆锥：米制圆锥一般有4、6、80、100、120、140、160、200等号,其号数是指大端直径尺寸,各号圆锥的锥度固定不变,均为1∶20。例如120号,其大端直径为120mm,锥度为1∶20。3.专用圆锥：专用圆锥一般有1∶4、1∶12、1∶50、7∶24等号,多用于机器零件或某些刀具特殊部位。例如,1∶50圆锥用于圆锥定位销和铰刀;7∶24圆锥用于铣床主轴锥孔及铣刀杆的锥柄。任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展二、内锥表面的加工方法1.铰锥孔2.内锥表面的车削(1)转动小滑板法：把小滑板按工件要求的锥度转动一定的角度即可。(2)靠模法：使刀具按模板给定的轨迹进给。任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展3.内锥表面的磨削磨锥面时,转动磨床砂轮架、头架或工作台,使被加工圆锥母线与轴线间的夹角等于半锥角,如图2-14所示。磨削锥面的加工精度可达IT6级,表面粗糙度可达Ra1.6~0.8μm,并可磨削淬硬的表面。任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展三、选择锥套内表面的加工方法内锥表面为4号莫氏锥度,表面粗糙度为Ra1.6μm,可用标准莫氏铰刀进行铰削加工。经钻孔、扩孔、镗孔后用成形铰刀完成加工。也可采用车削方法来完成其半精加工,采用磨削方法来完成精加工。四、内锥表面的检查方法1.锥度量规任务2内圆表面机械加工方法的选择知识拓展2.内锥表面的检验方法莫氏内锥表面的检查一般用标准莫氏锥度塞规着色检查。检验时,首先在锥度塞规表面顺着圆锥素线用显示剂薄而均匀地涂上三条线(线与线相隔120°),然后将锥度塞规轻轻地塞入工件的孔中,稍加轴向推力将锥度塞规转动1/4圈后取出,观察显示剂擦去的情况。若三条显示剂全长擦痕均匀,说明圆锥接触良好,工件锥度正确;若小端擦去,大端未擦去,说明圆锥角太大;反之,说明圆锥角太小。任务2内圆表面机械加工方法的选择思考与练习1.内圆表面的加工方法有哪几种?各有什么特点?2.内圆表面的加工方案有哪几种?各适用于哪些场合?3.内圆表面的主要技术要求有哪些?4.标准圆锥有哪几种?如何采用涂色检查法检查内锥角度的精度?5.选择图2-17所示锥度套内圆表面的加工方法。任务3平面机械加工方法的选择学习目标◎了解平面的加工方法。◎能够分析、制定平面的加工方案。◎能够正确选择平面的加工方法。任务描述识读图2-18所示V形架零件上的平面的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等技术要求,试确定其平面的机械加工方案。任务3平面机械加工方法的选择任务分析V形架是由众多平面组合而成的基准零件,一般用于测量、定位零件,各表面之间的垂直度、平行度公差均在0.02mm以内,表面粗糙度为Ra0.8μm;V形槽相对于基准A的对称度公差在0.025mm以内;V形架底平面作为基准与基座平面,它的平面度也在0.01mm以内,表面粗糙度为Ra0.4μm相关知识一、平面的加工方法1.平面的刨削刨刀相对工件做水平直线往复运动的切削加工方法称刨削。任务3平面机械加工方法的选择相关知识2.平面的铣削铣刀旋转做主运动,工件做进给运动的切削加工方法称为铣削。(1)铣削加工精度1)粗铣。粗铣的加工精度为IT12~IT11级,表面粗糙度为Ra25~12.5μm。2)半精铣。半精铣的加工精度为IT10~IT9级,表面粗糙度为Ra6.3~3.2μm。3)精铣。精铣的加工精度为IT8~IT7级,表面粗糙度为Ra3.2~1.6μm。(2)铣削平面方式1)周铣。用圆柱铣刀加工零件表面的方法称为周铣。周铣又可分为逆铣和顺铣。任务3平面机械加工方法的选择相关知识①逆铣。铣刀每一刀齿在工件切入处的切削速度方向与工件进给运动方向相反。②顺铣。铣刀每一刀齿在工件切入处的切削速度方向与工件进给运动方向相同。2)端铣。用面铣刀进行铣削的加工方法称为端铣。任务3平面机械加工方法的选择相关知识3.平面的磨削磨削平面的加工精度可达IT7~IT6级,表面粗糙度可达Ra0.8~0.2μm。(1)磨削平面的方式：磨削平面的方式有圆周磨削和端面磨削两种。(2)平面磨削的特点1)系统刚度好,加工质量比内、外圆磨床高。2)利用电磁吸盘装夹,有利于保证工件的平行度,装夹方便,生产效率高。3)磨削适用于精度要求较高的淬硬或不淬硬表面的加工。4)不宜加工有色金属。任务3平面机械加工方法的选择相关知识4.平面的刮削刮削是用刮刀刮除工件表面薄层金属的一种加工方法。它一般在精刨或精铣的基础上,由钳工手工操作。刮削余量一般为0.05~0.4mm,刮削的表面粗糙度可达Ra1.6~0.4μm,平面直线度可达0.01mm/m,并能提高接触精度。任务3平面机械加工方法的选择相关知识5.平面的研磨研磨是用研磨工具和研磨剂,在一定的压力作用下,使工件和研具接触并做相对运动,通过磨料作用从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。研磨的实质是用游离的磨粒,通过研磨工具对工件进行包括物理和化学综合作用的微量切削。研磨方法一般可分为湿研、干研和半干研三类。任务3平面机械加工方法的选择相关知识(1)研磨运动轨迹：手工平面研磨时,工件在研具表面走“8”字(或“之”字)轨迹。机械平面研磨时,工件不动,研具做低速旋转运动并移动。(2)研磨剂与研具材料1)研磨剂。研磨剂是由很细的磨料(粒度小于W28)、研磨液和辅助材料组成的混合物。常用的磨料为刚玉类、碳化物类、超硬磨料类和氧化物类。研磨液主要起润滑冷却的作用,并使磨料在研具上粘接均匀。常用研磨液有机油、煤油、酒精、水和动物油(或植物油)。2)研具的材料。平面研具一般采用HT200材料制成。任务3平面机械加工方法的选择相关知识(3)研磨的特点1)工件研磨后,尺寸、形状精度高,表面粗糙度小。2)研磨后的表面耐磨性和耐腐蚀性提高,可延长工件的使用寿命。3)研磨表层存有残余压应力,有利于提高零件表面的疲劳强度。4)操作简单。一般不需要复杂昂贵的设备。5)适应性好。研磨一般不能提高表面之间的相互位置精度,且生产效率低。单件小批量生产中采用手工研磨,大批量生产中采用机械研磨。研磨常用于加工小型平板、平尺及块规的精密测量平面。同时,研磨也是精密零件制造、修理的重要加工方法之一。任务3平面机械加工方法的选择相关知识二、平面加工方案分析1.低精度平面的加工方案对精度要求不高的各种零件(淬火钢零件除外)的平面,经粗刨、粗铣、粗车等即可达到要求,表面粗糙度达Ra50~12.5μm。2.中等精度平面的加工方案(1)粗刨→精刨,适用于加工狭长平面。(2)粗铣→精铣,适用于加工宽大平面。(3)粗车→精车,适用于加工轴、套、盘、环等回转体零件的端面。上述各加工方案表面粗糙度可达Ra6.3~1.6μm。任务3平面机械加工方法的选择相关知识3.高精度平面的加工方案(1)粗刨→精刨→宽刃精刨(代刮研),适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的狭长平面。(2)粗铣→精铣→高速精铣,适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的宽平面。(3)粗铣(粗刨)→精铣(精刨)→磨削,适用于加工淬火钢件、非淬火钢件和铸铁件的各种平面。(4)粗铣→拉削,适用于大批量生产(除淬火钢外)的各种金属零件,不仅生产效率高,而且加工质量稳定。上述各加工方案表面粗糙度可达Ra0.8~0.2μm。任务3平面机械加工方法的选择相关知识4.精密平面的加工方案对于精度要求更高的平面,可在磨削后分别采用研磨、抛光等工序,表面粗糙度可达Ra0.4~0.012μm。平面的常用加工方案以及所能达到的经济精度和经济表面粗糙度见表2-3。任务3平面机械加工方法的选择任务实施1.V形架的技术要求(1)形状精度：V形架底面的平面度。(2)位置精度：V形架两侧面对底面的垂直度、两侧面及V形槽对称中心线对底面的平行度。(3)表面质量：V形架底面的表面粗糙度Ra值为0.4μm;四周面和上表面的表面粗糙度Ra值均为0.8μm;V形槽的表面粗糙度Ra值为0.1μm。2.选择V形架各平面的加工方法(1)粗加工：各表面的粗加工均可采用刨削或粗铣来完成。(2)半精加工：选用铣削作为V形架各表面的半精加工。(3)精加工：V形架经过铣削后,可采用磨削的方式来完成精加工任务3平面机械加工方法的选择任务实施(4)超精加工：选用刮削方法加工V形架的底面和V形槽面。(1)侧面和上表面的加工方案:粗刨(粗铣)→半精铣→粗磨→精磨。(2)底面的加工方案:粗刨(粗铣)→半精铣→粗磨→精磨→刮削。(3)V形槽面的加工方案:粗刨(粗铣)→半精铣→粗磨→精磨→研磨(或刮削)。了解零件的技术要求,熟悉各种平面加工方案所能达到的精度等级和表面粗糙度要求,掌握各类平面加工设备的工艺范围,才能合理选择平面的加工方案和加工设备。3.V形架各平面的加工方案小结任务3平面机械加工方法的选择思考与练习1.平面类零件的加工方法有哪几种?各有什么特点?2.平面类零件的加工方案有哪几种?各用于什么场合?3.平面表面的主要技术要求有哪些?4.选择图2-26所示矩形座的加工方法。任务4成形表面机械加工方法的选择学习目标◎了解成形表面的加工方法。◎能够分析、制定成形表面的加工方案。◎能够正确选择成形表面的加工方法。任务描述在机械制造过程中,常常会遇到一些零件不是由典型表面组成的,而是由成形表面构成的,如图2-27所示的橄榄球手柄,它由几组圆弧曲面组成;如图2-28所示的直齿圆柱齿轮的齿形,它由渐开线齿面组成,而且有着不同的加工精度要求。识读上述零件的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等技术要求,试确定各成形表面的机械加工方法。任务4成形表面机械加工方法的选择任务4成形表面机械加工方法的选择任务分析成形表面大都是为实现某种特定功能而专门设计的。加工时,应根据零件的尺寸、形状及生产批量拟定加工方案,保证满足其表面形状的要求。首先应考虑如何保证其形状精度,不同的成形表面获得其形状精度的方法有所不同,应根据具体情况具体分析。一、普通成形表面的加工方法相关知识普通成形表面的加工一般采用车削、刨削、铣削、磨削。任务4成形表面机械加工方法的选择相关知识1.成形刀具法(1)车削成形表面:如图2-29a所示,加工时车刀只做横向进给运动。成形车刀切削刃较宽,切削时容易振动,应采用较小的切削用量。(2)刨削成形表面:如图2-29b所示,成形刨刀的结构与成形车刀类似。(3)铣削成形表面:图2-29c所示为采用成形铣刀铣削圆弧的示意图。这种铣削方法一般在卧式铣床上用盘状成形铣刀进行。任务4成形表面机械加工方法的选择相关知识(4)磨削成形表面：图2-30所示为采用成形砂轮磨削成形表面的示意图。与金属成形刀具相似,先修整砂轮,使其具有与工件成形表面相反的轮廓形状,然后用砂轮磨削成形表面。任务4成形表面机械加工方法的选择相关知识2.手动控制法手动控制法是由手工操作机床,刀具相对于工件做成形运动而加工出成形面的一种方法。图2-31所示为在车床上采用双手控制法车回转成形面。车削过程中需用样板度量,以保证成形面的正确性,如图2-32所示。任务4成形表面机械加工方法的选择相关知识3.靠模法如图2-27所示的橄榄球手柄,如果大批量生产或产品的一致性要求较高,则可用靠模法生产。靠模法是刀具由传动机构带动,跟随靠模轮廓线移动而加工出与该靠模轮廓线相符的成形面的一种加工方法,如图2-33所示。任务4成形表面机械加工方法的选择相关知识4.数控加工法数控加工法是利用数控机床加工成形面的一种方法。加工时