机械制造技术教案-所有章节

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第1章机械制造技术导论

课程章节第1章机械制造技术导论课时分配4

1.了解机械产品的生产流程、生产纲领和生产类型

2.了解机械产品的制造过程、零件成形方法和机械加工工艺过程的组成

教学目标

3.了解机械制造技术课程所要研究的内容，以及现代机械制造技术的现状和

发展趋势

教学重机械产品的生产流程、生产纲领及生产类型的基本概念；机械产品制造的基本

点、难点概念

授课方式课堂多媒体教学

1.1机械产品生产的相关知识

1.2机械产品制造的相关知识

教学内容

1.3关于机械制造技术

1.4综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.机械产品生产的相关知识

①生产流程。机械产品的生产流程主要包括生产与技术的准备、零件的

加工、产品的装配和生产的服务等。

②生产纲领。制订生产纲领时，除零件实际所需数量外，还应考虑备品

和废品。零件年生产纲领计算公式：N=Qn(1+a)(1+b)。

③生产类型。根据生产纲领、产品的大小及复杂程度不同，生产类型可

分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。

2.机械产品制造的相关知识

①机械产品的制造过程。机械产品的制造过程主要包括工艺设计、零件

教学过程加工、检验、装配和入库。

②零件的成形方法。

「材料成形方法：包括铸造、锻造、冲压、粉末冶金等

材料去除方法：包括切削加工和特种加工

零件的成形方法J材料累积方法：包括连接与装配、附着加工和快速成形

技术

〔材料改性方法：包括热处理、表面强化、化学转化膜等

③机械加工工艺过程。机械加工工艺过程是工序的有序集合，可分解为

一个或若干个顺次排列的工序。

工序是工艺过程的基本单元。区分工序的主要依据是考察这部分工艺过程

是否满足“三同”和“一连续”。

工序可细分为工步、走刀、安装和工位。

r工步：构成工步的任一要素（加工表面、刀具及切削用量）改变后,

即成为另一个工步。但复合工步应视为一个工步

十古走刀：一个工步可以包括一次走刀或几次走刀

工序\

］安装：在一道工序中可以有一次或多次装夹，但应尽量减少装夹次数

工位:采用多工位加工方法可使工件一次安装后处于不同加工位置连

I续完成多个工艺过程

3.关于机械制造技术

现代机械制造技术的发展趋势主要有计算机集成制造系统（CIMS）、智能

制造系统（IMS）、并行工程（CE）、敏捷制造（AM）等。

综合实训|通过实训了解学生掌握知识情况

图1一4所示零件为减速箱中的传动轴。其材料为45钢，毛坯为mm

的热轧圆钢。计算当减速箱年产量分别为80台和5000台时，传动轴的年生

产纲领（假设零件的备品率为4%,废品率为1%）,并根据计算结果分析确定

传动轴的生产类型和制造方法。

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图1-4传动轴的零件图

实训总结：通过对年生产纲领的计算，掌握年生产纲领的概念及计算方法

和生产类型的分类;通过对传动轴制造方法的分析,掌握机械零件的成形方法。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置（P16）通过练习巩固所学知识

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课程名称：机械制造技术

总学时：64

第2章金属切削基础知识

课程章节第2章金属切削基础知识课时分配4

1.掌握切削运动的概念和分类、切削过程中工件的表面及其形成方法

2.掌握各切削用量的概念和计算公式

教学目标3.掌握刀具的组成和刀具的角度

4.熟悉刀具材料和刀具种类

5.掌握切削层参数和切削方式

教学重

切削运动和切削用量的基本概念；刀具的组成和角度；切削方式

点、难点

授课方式课堂多媒体教学

2.1切削运动、工件表面和切削用量

2.2金属切削刀具

教学内容

2.3切削层参数和切削方式

2.4综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.切削运动和切削用量

(1)切削运动包括主运动和进给运动。其中，主运动是使工件与刀具产生

相对运动以进行切削的最基本运动；进给运动是配合主运动进行切削的运动。

在切削运动中，主运动只有一个，进给运动可由一个或多个运动组成。

(2)切削过程中工件的表面包括：待加工表面、已加工表面和过渡表面。

工件表面的形成方法包括轨迹法、成形法、展成法和相切法。

(3)切削用量又称为切削用量三要素，是指切削加工过程中切削速度、进

给量和背吃刀量的总称。

2.金属切削刀具

教学过程

(1)刀具切削部分包括前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削

刃和刀尖。

(2)刀具角度分为刀具标注角度和刀具工作角度。

在正交平面参考系中的标注刀具角度有主偏角勺、副偏角匕、刀尖角&、

前角外、后角a。、楔角为和刃倾角及。

实际切削时，进给运动及刀具安装位置(如刀具安装高低、刀具轴线安装位

置变化等)都会对刀具工作角度产生影响。

(3)刀具材料应具备如下的性能：高的硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、

良好的耐热性和导热性、良好的工艺性与经济性。目前最常用的刀具材料是高

速钢和硬质合金。

(4)刀具有很多种，按用途和加工方法，刀具可分为切刀类、孔加工刀具、

拉刀类、铳刀类、螺纹刀具、齿轮刀具、磨具类、自动线刀具和数控机床刀具

等。

3.切削层参数和切削方式

(1)切削层参数包括切削层公称厚度加、切削层公称宽度加、切削层公称

横截面积AD。

(2)切削方式可分为直角切削和斜角切削，或自由切削和非自由切削。

实际生产中，切削方式多属于斜角、非自由切削方式。

综合实训通过实训了解学生掌握知识情况

2.4.1切削用量及切削层参数的计算

用主偏角为75°的车刀车外圆，工件加工前直径为75mm,加工后直径

为66mm,工件转速”为220r/min,刀具每秒沿工件轴向移动1.6mm,试求

切削用量三要素(切削速度、进给量和背吃刀量)及切削层参数(切削厚度、

切削宽度和切削面积)的大小。

实训总结：通过计算切削用量和切削/去爹数，掌握切削用量及切削层参数

的概念和计算。

2.4.2在正交平面参考系中标注角度

在正交平面参考系中，标注如图2-17(a)所示切断刀的角度。其中，图

2-17(b)所示为切断刀的主视图，图2-17(C)所示为切断刀的俯视图，图2-17

(d)所示为切断刀的左视图。

(1)判断基面的位置并在基面中标注角度。

(2)判断切削平面的位置并在切削平面中标注角度。

(3)判断正交平面的位置并在正交平面中标注角度。

4%

、R

0

——

r-1"

—(b)(d)

11

(a)(c)

图2-17切断刀

实训总结：通过对切断刀角度的标注，掌握刀具标注角度的坐标平面的确

定及刀具标注角度的概念。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P37)通过练习巩固所学知识

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课程名称：机械制造技术

总学时：64

第3章切削过程基本规律

课程章节第3章切削过程基本规律课时分配4

1.掌握切屑的种类及其控制

2.了解切削变形三个变形区的特点，掌握积屑瘤的生成及其对切削过程的

影响

3.掌握切削力的分解、计算及影响切削力的因素

教学目标4.掌握切削温度的概念及影响切削温度的因素

5.理解切削液的种类、作用及其合理选用

6.掌握刀具磨损的形式、机理及过程，刀具耐用度的概念及影响刀具耐用度

的因素

7.掌握刀具几何参数和切削用量的合理选择

切屑的种类及其控制；积肿瘤对切削过程的影响；切削力、切削温度基本概念

教学重

和影响因素；刀具磨损的形式、机理及过程，刀具耐用度的概念及影响刀具耐

点、难点

用度的因素；刀具几何参数和切削用量的合理选择

授课方式课堂多媒体教学

3.1切屑

3.2切削变形及其影响因素

3.3切削力及其影响因素

3.4切削热与切削温度

教学内容

3.5切削液

3.6刀具磨损与刀具耐用度

3.7刀具几何参数和切削用量的合理选择

3.8综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

(1)常见的切屑种类有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四类。

生产中掌握了切屑类型的变化规律，就可以控制切屑的形态和尺寸，以达到卷

屑和断屑的目的。影响断屑的主要因素有卷屑槽的尺寸参数、刀具角度和切削

用量等。

(2)切削过程的变形可大致划分为三个变形区：第I变形区、第II变形

教学过程区、第III变形区。影响切削变形的主要因素有工件材料、切削用量和刀具前角

%等。

(3)积屑瘤的形成主要取决于切削温度。它对切削过程有利也有弊。

(4)切削力居可分解为三个互相垂直的分力主切削力K、背向力心和

进给力用，切削功率通常用主运动消耗的功率来表示。影响切削力的主要因

素有工件材料、切削用量和刀具几何参数等。

(5)切削热是指切削过程中切削区的变形和摩擦消耗能量所产生的热。

在刀具和工件一定的前提下，切削温度的高低取决于切削热产生的多少和传散

的快慢。影响切削温度的主要因素有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀

具磨损和切削液等。

(6)切削液可分为水溶性切削液和非水溶性切削液两大类。它具有冷却、

润滑、清洗和防锈等作用。切削液的选用应综合考虑工件材料、刀具材料、加

工方法和加工要求等情况。

(7)刀具的正常磨损形式有前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损三种。

其磨损机理有机械磨损、粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损和相变磨损等。刀具

磨损过程可以分为初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段。

(8)刀具耐用度是指刃磨后的刀具从开始切削到磨损量达到磨钝标准为

止所经过的切削时间。影响刀具耐用度的因素有切削用量、刀具材料、刀具几

何参数和工件材料等。其中，切削用量对刀具耐用度的影响最大。

(9)刀具几何参数的合理选择主要包括前角和前刀面的选择、后角和后

刀面的选择、主偏角、副偏角和过渡刃的选择及刃倾角的选择等。

(10)切削用量的合理选择主要包括背吃刀量的选择、进给量的选择、切

削速度的选择和校验机床功率。

综合实训通过实训了解学生掌握知识情况

3.8.1刀具几何参数的选择

在普通卧式车床上用反向进给法粗车45号钢细长轴，刀具采用焊接式硬质

合金车刀YT15,加工时使用跟刀架和弹性顶尖，进给量/为0.51mm。试确定

刀具的几何参数。

实训总结：合理的刀具几何参数应根据加工条件和加工特点来选择。

3.8.2切削用量的选择和计算

有一轴，加工精度为IT9；表面粗糙度Ra为3.2nm,材料为45热轧钢，

(7b=0.637GPa,毛坯尺寸为曾46mmX350mm,加工尺寸为曾39mmX300

mm。在普通卧式车床CA6140上加工，使用焊接式硬质合金YT15车刀，刀

杆截面尺寸为16mmX25mm。几何参数为：

)/0=15°,a0=8°,£=75°,As=0°,re=1mm,bri=0o

其加工方案为：粗车一半精车，半精车余量为0.5mm。试确定粗车和半

精车时合理的切削用量。

实训总结：通过对切削用量三要素的选择、计算，掌握切削用量三要素

合理的选择方法。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P71-72)通过练习巩固所学知识

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课程名称：机械制造技术

总学时：64

第4章常用刀具

课程章节第4章常用刀具课时分配4

1.掌握车刀的类型及机夹车刀刀片的选择

2.掌握铳刀的种类及选择

3.掌握砂轮的特性及选择

教学目标

4.熟悉麻花钻的结构

5.了解钱刀、链刀、刨刀、插刀和拉刀的基本知识

6.熟悉数控刀具的种类及对数控刀具的要求

教学重

车刀的类型及机夹车刀刀片的选择；铳刀的种类及选择；砂轮的特性及选择

点、难点

授课方式课堂多媒体教学

4.1车刀

4.2铳刀

4.3砂轮

教学内容4.4钻头、钱刀和链刀

4.5刨刀、插刀和拉刀

4.6数控刀具

4.7综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

①按结构的不同，车刀可分为整体式、焊接式、机夹式和可转位式等。

其中，机夹可转位车刀刀片的选择主要包括刀片材料、刀片形状和刀尖圆弧半

径的选择。

②按用途的不同，铳刀可分为圆柱形铳刀、面铳刀、立铳刀、三面刃铳

刀、锯片铳刀、角度铳刀、成形铳刀、模具铳刀和组合铳刀等。铳刀的选择主

要包括铳刀的类型、直径和齿数的选择。

③砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织和砂轮形状六个

教学过程参数决定。

④麻花钻由柄部、颈部和工作部分三部分组成。麻花钻在结构上存在着

许多缺点，常通过修磨的方式对其改进。

⑤按结构的不同，数控刀具可分为整体式、镶嵌式和特殊形式；按切削

工艺，数控刀具可分为车削刀具、铳削刀具、钻削刀具和链削刀具。

综合实训通过实训了解学生掌握知识情况

如图4-14所示，铳削一垫铁，工件材料为45钢，顶面和底面已加工，现

需铳削两侧斜面，斜面与两侧面夹角为24°±6,，斜面的表面粗糙度Ra为

1.6|imo请选择所用铳刀。

图4-14垫铁

实训总结：通过对铳刀的选择，掌握铳刀的类型、适用范围及其选择。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置（P90）通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第5章机床基础知识

课程章节第5章机床基础知识课时分配4

1.了解机床的分类及其型号的编制

2.掌握简单成形运动和复杂成形运动的特征及区别

3.掌握内联系传动链和外联系传动链的特征及区别

教学目标

4.掌握传动原理图的分析

5.了解机床的技术性能、机床精度、机床设备的调试验收与维护保养

6.了解数控机床的组成、分类和加工特点

教学重简单成形运动和复杂成形运动的特征及区别；内联系传动链和外联系传动链的

点、难点特征及区别；传动原理图的分析

授课方式课堂多媒体教学

5.1机床的分类与型号

5.2机床的运动

5.3机床的传动

教学内容5.4机床的技术性能及机床精度

5.5机床设备的调试验收与维护保养

5.6数控机床

5.7综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.机床的分类与型号

①机床的分类方法有很多，主要按加工性质和所用刀具进行分类，可分

为11大类，即车床、钻床、镶床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铳

床、刨插床、拉床、锯床及其他机床。

②机床型号用以表明机床的类型、通用性、结构特性和主要技术参数等。

通用机床型号由基本部分和辅助部分组成。其中，基本部分需统一管理；辅助

部分是否纳入型号由企业自定。

教学过程2.机床的运动

机床运动分为表面成形运动和辅助运动两种。

(1)表面成形运动

表面成形运动简称成形运动，是指在机床上为了得到工件要求的表面形

状，刀具和工件所必须进行的运动。成形运动是机床上最基本的运动。

按其组成情况不同，成形运动可分为简单成形运动和复合成形运动两种。

其中，简单成形运动是指由单独的旋转运动或直线运动构成的独立成形运动；

复合成形运动是指由两个或两个以上的旋转运动或(和)直线运动，按照某种

确定的运动关系组合而成的独立成形运动。

根据在切削过程中所起的作用不同，成形运动可分为主运动和进给运动。

(2)辅助运动

辅助运动是指在加工过程中，机床除完成成形运动外，还需要完成的一系

列与成形过程没有直接关系的运动。辅助运动能够实现机床的各种辅助动作，

为表面成形创造条件。辅助运动主要包括切入运动、分度运动、调位运动、空

行程运动、操纵和控制运动等。

3.机床的传动

①机床有执行件、动力源和传动装置三个基本部分。

②根据传动联系的性质不同，传动链可以分为内联系传动链和外联系传

动链。其中，内联系传动链要求传动链两端的执行件必须具有严格的相对运动

关系；而外联系传动链无此要求。

③传动原理图是用一些简明的符号来表示机床表面成形运动的传动原理

和传动路线的。

4.机床的技术性能及机床精度

①机床的技术性能主要有机床的工艺范围、技术参数和加工质量等。

②机床精度主要包括静态精度和动态精度，其中，静态精度包括几何精

度、传动精度和定位精度。

5.机床设备调试验收与维护保养

①机床设备的调试验收时要严格根据有关标准和技术参数进行。

②机床的维护保养主要包括日常保养、一级保养和二级保养。

6.数控机床

①数控机床的基本组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装

置和机床主体。

②按工艺用途不同，数控机床可分为普通数控机床和数控加工中心机床；

按运动轨迹不同，数控机床可分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床

和轮廓控制数控机床；按伺服系统不同，数控机床可分为开环控制数控机床、

闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。

综合实训|通过实训了解学生掌握知识情况

如图5-4所示为车圆锥螺纹的传动原理图，分析图中存在几条外联系传动

链，几条内联系传动链？具体是如何传动的？

图5-4车圆锥螺纹传动原理图

实训总结：通过对车圆锥螺纹传动原理图的分析，掌握机床表面成形运动

的类型及特征、机床传动链的类型及特征和传动原理图的分析。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P106-107)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第6章常用机床

课程章节第6章常用机床课时分配6

1.掌握CA6140型卧式车床的传动系统及其操纵控制系统

2.掌握XA6132型万能升降台铳床的传动系统、简单分度方法

教学目标3.掌握M1432A型万能外圆磨床的主要部件及其传动系统

4.掌握齿轮加工机床的加工方法及原理

5.了解钻床、链床、刨床及拉床的基本知识

CA6140型卧式车床的传动系统及操纵控制系统；XA6132型万能升降台铳床

教学重

的传动系统、简单分度方法；M1432A型万能外圆磨床的主要部件及其传动系

点、难点

统；齿轮加工机床的加工方法及原理

授课方式课堂多媒体教学

6.1车床

6.2铳床

6.3磨床

教学内容

6.4齿轮加工机床

6.5其他机床

6.6综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.车床

(1)CA6140型卧式车床

①车床的主要部件有主轴箱、进给箱、床身、溜板箱、尾座、刀架与床

鞍等。

②车床的传动系统由主运动传动链、进给运动传动链和快速移动传动链

等组成。其中，主运动传动链的两末端件是电动机和主轴。分析进给运动传动

链时，一般把主轴和刀架作为其两个末端件。

③车床的操纵控制机构主要有双向摩擦片式离合器和制动器及其操纵机

教学过程构、变速操纵机构和纵、横向操纵机构等。

(2)数控车床

数控车床主要由车床主体和数控装置两部分组成，其中，车床主体包括主

轴箱、导轨、床身和尾座等部件；数控装置主要由计算机主机、键盘、显示器、

输入输出控制器、功率放大器和检测电路等组成。

2.铳床

(1)XA6132型万能升降台铳床

①XA6132型万能升降台铳床主要由床身、主轴、悬梁、刀杆支架、工

作台、回转盘、床鞍、升降台和主电动机等部件组成。

②XA6132型万能升降台铳床的主运动由主轴的旋转运动来实现，进给

运动由工作台沿纵向、横向和垂直三个方向的直线运动来实现。

③分度头是指用卡盘或顶尖夹持工件，并使之回转和分度定位的机床附

件。分度方法有简单分度、角度分度、直接分度和差动分度等方法。本项目主

要介绍简单分度方法。

(2)数控铳床和加工中心

数控铳床适用于加工平面类零件、变斜角类零件和曲面类零件等。加工中

心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。

3.磨床

①M1432A型万能外圆磨床不仅可以磨外圆、端面和外圆锥面，还可以

磨内圆表面、内台阶面和锥度较大的内圆锥面。它由工作台、尾座、头架、砂

轮架、内圆磨具和床身等主要部件组成。

②M1432A型万能外圆磨床的传动系统包括头架的传动、内圆磨具的传

动、外圆砂轮的传动、工作台的手动驱动和砂轮的横向进给等。

4.齿轮加工机床

(1)齿轮加工机床的加工方法

按齿轮轮廓的成形原理不同，齿轮的切削加工方法又可分为成形法和展成

法。滚齿和插齿等都属于展成法加工。

(2)滚齿机床

①滚齿机床的齿形成形原理实质上是模拟一对交错轴螺旋齿轮的啮合传

动过程。

②丫3150E型滚齿机主要由床身、立柱、支架、刀架和工作台等组成。

滚齿机的传动系统由主运动传动链、展成运动传动链、垂直进给运动传动链和

附加运动传动链组成。

(3)插齿机床

①插齿机床的齿形成形原理实质上是模拟一对圆柱齿轮的啮合传动过

程。

②丫5132型插齿机主要由床身、立柱、主轴、挡块支架和工作台等组成。

5.其他机床

①钻床是指用钻头等孔加工刀具在工件上加工孔的机床。其中，应用最

广泛的钻床是立式钻床和摇臂钻床。

②锤床是指主要用锤刀在工件上加工孔的机床。链床主要可以分为卧式

像床和坐标镶床等。

③刨插床是指主要用刨刀或插刀加工平面和沟槽的机床。刨插床主要有

牛头刨床、龙门刨床和插床三类。

④拉床是指用拉刀进行加工的机床。拉床按用途可分为内拉床和外拉床；

按机床布局可分为卧式拉床、立式拉床和链条式拉床等。

综合实训通过实训了解学生掌握知识情况

如图6-29所示为丫3150E型滚齿机的传动系统图，根据所学知识，分析

加工直齿圆柱齿轮的各条传动路线并列出运动平衡式。

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图6-29Y3150E型滚齿机的传动系统图

实训总结：通过对丫3150E型滚齿机加工直齿圆柱齿轮传动系统的分析，

掌握机床传动系统中主运动和进给运动的传动路线、运动平衡式的分析确定。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P143-144)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第7章机床夹具基础知识

课程章节第7章机床夹具基础知识课时分配4

1.掌握夹具的组成和分类

2.掌握六点定位原理及定位情况分析

3.掌握定位基准和定位基面的确定

教学目标4.掌握常见定位方式及定位元件

5.掌握夹紧装置的组成、夹紧力的确定

6.熟悉常用夹紧装置

7.掌握定位误差的产生原因及其计算方法

夹具的组成和分类；六点定位原理；定位基准和定位基面的确定；常见定位方

教学重

式及定位元件；夹紧装置的组成、夹紧力的确定；定位误差的产生原因及其计

点、难点

算方法

授课方式课堂多媒体教学

7.1夹具的功用、组成和分类

7.2工件在夹具中的定位

教学内容7.3工件在夹具中的夹紧

7.4工件在夹具中的加工误差及夹具误差估算

7.5综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.夹具的功用、组成和分类

①夹具的功用包括保证加工精度、提高生产率、扩大机床的工艺范围和减轻

劳动强度等。

②夹具是由定位元件、夹紧装置、夹具体和其他装置或元件组成的。

③按通用程度不同，夹具可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具和组合夹

具等。

2.工件在夹具中的定位

教学过程

(1)定位原理

①六点定位原理是指利用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由

度，使工件在夹具中的位置完全确定。

②工件在夹具中的定位主要有完全定位、不完全定位、欠定位和过定位四

种情况。

(2)基准和定位副

①基准可分为设计基准和工艺基准。工艺基准又可分为定位基准、工序基

准、测量基准和装配基准，其中设计夹具时常用的工艺基准为工序基准和定位

基准。

②工件上的定位基面和与之相接触(或配合)的定位元件的限位基面合称

为定位副。

(3)常见定位方式和定位元件

常见定位方式有以平面、圆孔和外圆柱面定位。其相应的定位元件有固定支

承、自位支承、可调支承、定位销、芯轴和V形块等。

3.工件在夹具中的夹紧

①夹紧装置主要由夹紧元件、力源装置和中间传力机构组成。

②夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素的确定。确定

夹紧力的三要素应根据工件的结构特点、加工要求和加工中的受力状况，并结

合定位元件的结构和布置方式等综合考虑。

③夹紧装置的种类很多，常用的有斜楔夹紧装置、螺旋夹紧装置、偏心夹

紧装置和定心夹紧装置。

4.工件在夹具中的加工误差及夹具误差估算

①工件在夹具中的加工误差一般由定位误差A。、夹紧误差Aj和夹具装配

与安装误差AP组成。

定位误差是指由于工件在夹具上的定位不准确而引起的加工误差。其产生原

因包括基准不重合误差和基准位移误差。定位误差的计算方法有合成法和极限

位置法。

②为满足加工要求，工件在夹具中的加工误差总和不应超过工件的工序尺

寸误差So

综合实训|通过实训了解学生掌握知识情况

如图7-39所示的零件内、外圆均已加工合格，现在插床上用调整法加工

键槽，要求保证尺寸力，定位方法如图所示，试求尺寸/I的定位误差，并分析

能否满足加工要求(忽略内、外圆同轴度误差)。

其中，d=080_；］mm,£>="35+产5mm,h=38.5^2mm1,

图7-39定位误差计算实例

实训总结：通过对定位误差的分析和计算，掌握工件的常用定位方式、定

位元件、定位误差产生的原因及其计算。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P177-178)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第8章典型机床专用夹具设计

课程章节第8章典型机床专用夹具设计课时分配6

1.熟悉典型车床夹具，掌握车床夹具的设计要点

2.掌握铳床夹具的分类和设计要点

教学目标3.掌握钻床夹具的分类和设计要点

4.掌握链床夹具的分类和设计要点

5.掌握机床夹具的设计步骤及技术要求的制订

教学重铳床夹具、铳床夹具及链床夹具的分类和设计要点；机床夹具的设计步骤及技

点、难点术要求的制订

授课方式课堂多媒体教学

8.1车床夹具

8.2铳床夹具

8.3钻床夹具

教学内容8.4键床夹具

8.5高效机床夹具

8.6机床夹具的设计

8.7综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.车床夹具

典型车床夹具有卡盘式车床夹具和角铁式车床夹具等。

车床夹具的设计要点主要包括定位元件、夹紧装置、车床夹具与车床主轴

的连接和夹具的总体结构四部分。

2.铳床夹具

按铳削加工进给方式的不同，铳床夹具可分为直线进给式、圆周进给式

和仿形进给式三种。

教学过程铳床夹具的设计要点主要包括保证工件定位的稳定性和夹紧的可靠性、定

向键和对刀装置三部分。

3.钻床夹具

按其结构的不同，钻模可分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖

板式钻模和滑柱式钻模等。

钻模的设计要点主要包括钻套和钻模板两部分。

4.镣床夹具

按镶套布置形式的不同,键模可以分为单支承引导锤模和双支承引导链模

两类。

链模的设计要点主要包括链套、锤杆、支架和底座四部分。

5.高效机床夹具

组合夹具主要由基础件、支承件、定位件、引导件、夹紧件、紧固件、其

他件和合件等组成。按组装连接基面形状的不同，组合夹具可分为槽系和孔系

两大类。

6.机床夹具的设计

机床夹具的设计步骤包括五步：

①研究原始资料，明确设计任务；

②确定夹具的结构方案，绘制结构草图；

③绘制夹具装配图；

④确定并标注有关尺寸和夹具技术要求；

⑤绘制夹具零件图。

夹具装配图上应标注必要的尺寸与公差、元件间的相互位置精度及技术条

件等。

综合实训|通过实训了解学生掌握知识情况

图8-27所示为钢套钻孔工序图，零件材料为Q235A钢，生产批量为500

件，所用机床为Z525型立式钻床，所用钻头外径为管5mm。其他尺寸均已精

加工完毕，现需钻骨5mm的孔，其加工精度为IT9级，表面粗糙度艮?为6.3

要求设计钻道5mm孔的夹具(定位元件均有较高精度，能满足要求)。

图8-27钢套钻孔工序图

实训总结：通过对钢套钻孔夹具的设计，掌握机床夹具的基础知识、机床

夹具的设计和钻模的设计要点等。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P205)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第9章机械加工精度

课程章节第9章机械加工精度课时分配6

1.掌握机械加工精度的概念，了解加工精度的获得方法及研究加工精度的

方法

2.掌握原始误差的来源及误差敏感方向

3.掌握几何误差对加工精度的影响

教学目标

4.掌握工艺系统的受力变形、受热变形，工件残余应力变形和工艺系统的磨

损对加工精度的影响

5.掌握加工精度的统计分析方法

6.掌握提高加工精度的措施

机械加工精度的概念;原始误差的来源及误差敏感方向；工艺系统的受力变形、

教学重

受热变形，工件残余应力变形和工艺系统的磨损对加工精度的影响；加工精度

点、难点

的统计分析方法；提高加工精度的措施

授课方式课堂多媒体教学

9.1机械加工精度

9.2原始误差和误差敏感方向

9.3几何误差对加工精度的影响

9.4工艺系统的受力变形对加工精度的影响

9.5工艺系统的热变形对加工精度的影响

教学内容

9.6工件残余应力对加工精度的影响

9.7工艺系统磨损对加工精度的影响

9.8加工误差的统计分析

9.9提高机械加工精度的措施

9.10综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.机械加工精度

①加工精度是指工件经机械加工后其几何参数（尺寸、形状及表面相互

位置）的实际值与理想值的符合程度。工件的加工精度包括尺寸精度、形状精

度和位置精度三部分内容。

教学过程②尺寸精度的获得方法主要包括试切法、调整法、定尺寸刀具法和自动

控制法；形状精度的获得方法主要包括成形运动法和非成形运动法；位置精度

的获得方法主要包括找正安装法、夹具安装法和机床控制法。

③研究加工精度的方法主要有单因素分析法和统计分析法两种。

2.原始误差和误差敏感方向

①工艺系统的原始误差主要包括几何误差和动误差两方面。

②误差敏感方向是指对加工精度影响最大的方向（即通过刀刃的加工表

面的法向）。

3.几何误差对加工精度的影响

①原理误差是指采用了近似的成形运动或刀刃轮廓进行加工而产生的

误差。

②机床误差中加工精度影响较大的主要有机床主轴回转误差、机床导轨

导向误差和机床传动链传动误差。

机床主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对于理想回转轴线的偏差，它

可以分解为轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种基本形式。引起主轴回转误差

的主要因素有轴径误差、轴承误差、轴承间隙和与轴承相配合零件的误差等。

提高主轴回转精度的措施主要有提高主轴部件的精度和使主轴回转误差不反

映到工件上两种。

机床导轨导向误差是指机床导轨副运动件的实际运动方向与理想运动方

向之间的偏差。机床导轨导向误差一般包括导轨在水平面内的直线度误差为、

导轨在垂直面内的直线度误差4、前后导轨的平行度误差力和导轨对机床主

轴轴线的平行度误差。

传动链传动误差是指机床内联系传动链始末两端传动元件之间相对运动

的误差。

③刀具误差主要是指刀具的制造误差。夹具误差主要包括夹具元件的制

造误差和装配误差。工件安装误差主要指工件在夹具中的加工误差。

④测量误差是指量具本身的制造误差、测量方法和测量条件（如测量

时的接触力及温度等）等因素引起的误差。调整误差是指在机械加工中，

对工艺系统进行调整时所产生误差。

4.工艺系统的受力变形对加工精度的影响

①工艺系统的受力变形是指机械加工过程中，工艺系统在外力作用下产生

的变形和振动。

②工艺系统的刚度是指工艺系统在外力作用下抵抗变形的能力。

③工艺系统受力变形对加工精度的影响主要包括切削力作用点和大小的

变化、传动力、惯性力、夹紧力及工艺系统自身重力等对加工精度的影响。

④减小工艺系统受力变形的措施主要包括提高接触刚度、提高工件刚度、

合理装夹工件、合理设计系统结构、采用补偿变形方法和控制载荷及其变化等。

5.工艺系统的热变形对加工精度的影响

①引起工艺系统热变形的热源可分为内部热源和外部热源两大类

②工艺系统达到热平衡后，其温度场处于稳定状态，热变形也趋于稳定。

③工艺系统热变形对加工精度的影响主要包括机床、工件和刀具的热变

形对加工精度的影响。

④减小工艺系统热变形的措施主要包括减少发热和隔热、加强散热能力、

均衡温度场和控制环境温度等。

6.工件残余应力对加工精度的影响

①残余应力是由于金属的内部组织发生了不均匀的体积变化而产生的，

引起体积变化的因素主要是热加工和冷加工。其中，热加工主要是指毛坯的铸、

锻、焊及热处理加工；冷加工主要包括冷校直和切削加工。

②减少或消除残余应力的措施主要包括合理设计零件结构、采取必要的

热处理措施及合理安排工艺过程等。

7.工艺系统磨损对加工精度的影响

工艺系统磨损对加工精度的影响主要包括机床、刀具、夹具和量具磨损对

加工精度的影响。

8.加工误差的统计分析

①按其统计性质的不同，加工误差可分为系统性误差和随机性误差两大

类。

②常用的加工误差统计分析法有分布图分析法和点图法两种。其中，分

布图分析法主要包括实验分布图分析法和正态分布图分析法两种。

9.提高机械加工精度的措施

减少误差的方法和措施主要包括误差预防和误差补偿两大类。其中，误差

预防主要包括减少误差法、转移误差法、均分误差法、就地加工法和误差平均

法等；误差补偿主要包括在线检测、偶件自动配磨和积极控制起决定作用的误

差因素等。

综合实训|通过实训了解学生掌握知识情况

磨削图9-22所示挺杆球面C,要求磨削后C面边沿对2面的跳动不大于

0.05mm,试用x-R图分析该工序工艺过程的稳定性。

图9-22挺杆零件图

实训总结：通过绘制元-R图并分析工序工艺过程的稳定性，掌握加工误

差统计分析的基本知识及其应用。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P243-244)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第10章机械加工表面质量

课程章节第10章机械加工表面质量课时分配4

1.掌握机械加工表面质量的含义及其对零件使用性能的影响

2.掌握影响表面粗糙度的因素

教学目标

3.掌握影响表面层物理及机械性能的因素

4.熟悉受迫振动和自激振动的概念、特征及减小措施

教学重机械加工表面质量的含义及其对零件使用性能的影响；影响表面粗糙度的因

点、难点素；影响表面层物理及机械性能的因素

授课方式课堂多媒体教学

10.1机械加工表面质量

10.2表面质量对零件使用性能的影响

教学内容10.3影响加工表面几何形状特征的因素

10.4影响表面层物理及力学性能的因素

10.5机械加工振动简介

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.机械加工表面质量

机械加工表面质量包括加工表面的几何形状特征和表面层的物理及力学

性能两部分。其中，加工表面的几何形状特征主要包括表面粗糙度、表面波度、

纹理方向和表面伤痕四部分;表面层的物理及力学性能主要包括表面层金相组

织变化、表面层冷作硬化和表面层残余应力三部分。

2.表面质量对零件使用性能的影响

表面质量对零件使用性能的影响主要包括表面质量对零件耐磨性、耐疲劳

性、耐蚀性和配合精度等方面的影响。

①表面质量中的表面粗糙度、纹理方向、表面层冷作硬化和表面层金相

教学过程组织变化对零件耐磨性的影响较大。

②表面质量中的表面粗糙度和表面层残余应力对零件耐疲劳性和耐蚀性

的影响较大。

③表面质量中的表面粗糙度、表面层冷作硬化和表面层残余应力对零件

配合精度的影响较大。

3.影响加工表面粗糙度的因素

影响切削加工表面粗糙度的因素主要包括几何因素、物理因素和工艺系统

的振动等。

影响磨削加工表面粗糙度的因素主要包括磨削用量、砂轮和工件材料等。

4.影响表面层的物理及力学性能的因素

①影响磨削烧伤（表面层金相组织变化）的因素主要包括磨削用量、砂

轮的选择和冷却方式等。

②影响表面层冷作硬化的因素主要包括刀具、切削用量和工件材料等。

③产生表面层残余应力的原因主要包括冷态塑性变形、热态塑性变形和

金相组织变化三方面。

5.机械加工振动简介

①按其性质，机械加工振动可分为自由振动、受迫振动和自激振动三种。

②受迫振动的振源包括机外振源和机内振源两大类。减小受迫振动的措

施主要包括消振和隔振、减小激振力、调节振源频率和提高系统刚性及增加系

统阻尼等。

③自激振动的工作原理为切削过程产生交变力，使工艺系统的弹性元件

产生振动；工艺系统振动产生的位移再反馈给切削过程，从而使切削过程产生

持续的交变力。

减小自激振动的措施主要包括合理选择切削用量、合理选择刀具几何参

数、提高工艺系统的抗振性和采用消振及减振装置等。

归纳总结通过总结回顾所学知识

作业布置(P258)通过练习巩固所学知识

《机械制造技术》教案

课程名称：机械制造技术

总学时：64

第11章机械加工工艺规程的制订

课程章节第11章机械加工工艺规程的制订课时分配6

1.掌握制订机械加工工艺规程的步骤及常用格式

2.掌握零件的工艺分析和毛坯的选择

3.掌握定位基准的选择

教学目标

4.掌握工艺路线的拟订

5.掌握机械加工工序卡片的制订

6.理解工艺过程技术经济分析

教学重制订机械加工工艺规程的步骤及常用格式；零件的工艺分析和毛坯的选择；定

点、难点位基准的选择；工艺路线的拟订；机械加工工序卡片的制订

授课方式课堂多媒体教学

11.1机械加工工艺规程基础

11.2零件的工艺分析和毛坯的选择

11.3定位基准的选择

教学内容11.4工艺路线的拟订

11.5机械加工工序卡片的制订

11.6工艺过程技术经济分析

11.7综合实训

新课讲授结合多媒体、课堂互动等多种方式帮助学生理解记忆

1.机械加工工艺规程基础

①制订机械加工工艺规程的步骤为：审查零件图、选择毛坯、选择定位

基准、拟订工艺路线、确定机械加工工序卡片及进行工艺过程技术经济分析。

②机械加工工艺规程常用的格式包括机械加工工艺过程卡片、机械加工

工艺卡片和机械加工工序卡片。

2.零件的工艺分析和毛坯的选择

①零件的工艺分析主要包括零件的结构工艺性分析和零件的技术要求分

教学过程析两个方面。

②机械加工中常用的毛坯主要有铸件、锻件、型材和焊接件等。毛坯的

尺寸和形状基本上取决于零件的尺寸和形状，从机械加工工艺角度来看，确定

毛坯的尺寸和形状时主要应考虑工艺搭子、整体毛坯和合体毛坯等问题。在选

择毛坯时应主要考虑零件材料及其力学性能，零件的结构形状与外形尺寸，生

产类型，现有生产条件，充分考虑利用新工艺、新技术和新材料等因素。

3.定位基准的选择

在选择基准时，通常先选择精基准，再选择粗基准。

①精基准的具体选择原则包括基准重合原则、基准统一原则、自为基准

原则、互为基准原则和便于装夹原则。

②粗基准的具体选择原则包括重要表面原则、保证相互位置要求原则、

最小加工余量原则、不重复使用原则和便于装夹原则。

4.工艺路线的拟订

工艺路线拟订的主要任务是选择加工方法、确定加工顺序及划分加工工

序。

①选择加工方法时应综合考虑工件的加工精度和表面粗糙度、工件材料

的性质、工件的结构和尺寸、生产类型及具体生产条件等因素。

②在安排工艺路线时，对于一般精度零件，可划分成粗加工、半精加工

和精加工三个阶段；对于精度要求较高的零件，还需安排光整加工和超精密加

工阶段。

③工序组合可采用工序集中原则和工序分散原则。

④零件的加工顺序包括机械加工工序、热处理工序和辅助工序