機(jī)械制造中的加工方法及設(shè)備學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械制造中的加工機(jī)械制造中的加工(ji gng)方法及設(shè)備方法及設(shè)備第一頁(yè)，共49頁(yè)。一 機(jī)械制造中的加工方法1、材料去除加工（m0） 在被加工對(duì)象上去除掉一部分材料的加工方法。材料利用率低，加工精度相對(duì)較高、表面質(zhì)量相對(duì)較好，適應(yīng)性強(qiáng)。分為切削加工（車(chē)銑刨磨）和特種加工（電火花，電子束等）。2 、材料成形加工（m0） 在較高的溫度（或壓力）下，使材料在模具中成形的方法，例如鑄造、鍛造、擠壓、粉末冶金等。3、材料累積加工（m0） 利用微體積材料逐漸疊加的方式使零件成形。例如電鍍、化學(xué)鍍等原子沉積和熱噴涂、靜電噴涂等微粒沉積加工以及快速原型(yunxng)制造等。第1頁(yè)/共48頁(yè)第二頁(yè)，

2、共49頁(yè)。（一）零件表面的形成方法及所需運(yùn)動(dòng)1、零件表面可以看作一條線(xiàn)（母線(xiàn)）沿另一條線(xiàn)（導(dǎo)線(xiàn)）運(yùn)動(dòng)的軌跡。 母線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)統(tǒng)稱(chēng)為形成表面的發(fā)生線(xiàn)（成形(chn xn)線(xiàn)）。 常見(jiàn)的零件表面按其形狀可分為四類(lèi)：旋轉(zhuǎn)表面縱向表面螺旋表面復(fù)雜曲面第2頁(yè)/共48頁(yè)第三頁(yè)，共49頁(yè)。2、零件表面的形成方法及所需的成形運(yùn)動(dòng) 要研究零件表面的形成方法，應(yīng)該首先研究表面發(fā)生(fshng)線(xiàn)的形成方法。 表面發(fā)生(fshng)線(xiàn)的形成方法一般有以下四種：軌跡法成形法相切法展成法第3頁(yè)/共48頁(yè)第四頁(yè)，共49頁(yè)。1、金屬切削(qixio)機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)動(dòng)力源 電動(dòng)機(jī)，為機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)床

3、執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如主軸、刀架和工作臺(tái)等，帶動(dòng)刀具或工件旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或?qū)⑦\(yùn)動(dòng)由一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞到另一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以保持兩個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的準(zhǔn)確傳動(dòng)關(guān)系。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以改變運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度及運(yùn)動(dòng)形式?？刂葡到y(tǒng)和伺服系統(tǒng) 對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各運(yùn)動(dòng)之間的準(zhǔn)確協(xié)調(diào)。支撐系統(tǒng) 床身，立柱及相關(guān)機(jī)械聯(lián)接在內(nèi)的支撐結(jié)構(gòu)。其他 冷卻裝置，潤(rùn)滑系統(tǒng)，排屑裝置，自動(dòng)測(cè)量裝置等。第4頁(yè)/共48頁(yè)第五頁(yè)，共49頁(yè)。2、金屬切削機(jī)床的傳動(dòng) 機(jī)床為了獲得所需運(yùn)動(dòng)，需要通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把執(zhí)行機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源，或者把兩個(gè)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)接起來(lái)，構(gòu)成機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系。 構(gòu)成機(jī)床傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)

4、件稱(chēng)為傳動(dòng)鏈。外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)聯(lián)系。作用(zuyng)：使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的速度運(yùn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。傳動(dòng)比的變化只影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度，不影響發(fā)生線(xiàn)的性質(zhì)。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)聯(lián)系。作用(zuyng)：將兩個(gè)或兩個(gè)以上的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)組成復(fù)合的成形運(yùn)動(dòng)。要求各執(zhí)行件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格的要求。需要有嚴(yán)格的傳動(dòng)比。第5頁(yè)/共48頁(yè)第六頁(yè)，共49頁(yè)。（三）機(jī)床的分類(lèi)（四）金屬切削機(jī)床型號(hào)的編制1、通用(tngyng)機(jī)床2、專(zhuān)用機(jī)床第6頁(yè)/共48頁(yè)第七頁(yè)，共49頁(yè)。一 車(chē)削(ch xu)（一）加工方法 1、粗車(chē) 外圓加工最經(jīng)濟(jì)有效的方法。主要目的是高效地從毛坯

5、上切除多余的金屬，提高生產(chǎn)率是其主要任務(wù)。ap,f,使得Q， 要使得T ,c。r應(yīng)該大，以減小Fp，防止工件變形和振動(dòng)；選取較小的o，o，s0，以增強(qiáng)車(chē)刀切削部分強(qiáng)度。粗車(chē)的加工精度可以達(dá)到IT12IT11，粗糙度Ra5012.5m。 2、精車(chē) 主要任務(wù)是保證工件的加工精度和表面質(zhì)量。ap，f ,c ,選取較大的o，o，s0，以提高加工表面的質(zhì)量。精車(chē)可以作為較高精度外圓的最終加工或作為精細(xì)加工的預(yù)加工。精車(chē)的加工精度可以達(dá)到IT8IT6，粗糙度RaRa1.60.8m。 3、細(xì)車(chē) ap,f取值極小， c 較大。一般用CBN，金剛石超硬刀具，機(jī)床也必須主軸能做高速回轉(zhuǎn)并具有很高剛度的高精度或精密

6、機(jī)床。加工精度IT8IT6，粗糙度Ra1.250.02m。第7頁(yè)/共48頁(yè)第八頁(yè)，共49頁(yè)。第8頁(yè)/共48頁(yè)第九頁(yè)，共49頁(yè)。（三）車(chē)刀的種類(lèi)(zhngli)和用途按用途(yngt)分類(lèi)第9頁(yè)/共48頁(yè)第十頁(yè)，共49頁(yè)。車(chē)刀結(jié)構(gòu)上分為整體車(chē)刀，焊接車(chē)刀和機(jī)械夾固式車(chē)刀。1、整體車(chē)刀 只有高速鋼車(chē)刀才做成整體車(chē)刀，截面為正方形或矩形，耗用刀具材料較多，一般只用切槽，切斷。2、焊接車(chē)刀 將硬質(zhì)合金刀片焊接在普通碳素鋼刀體上。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊(jncu)、剛性好、使用靈活、制造方便，缺點(diǎn)是焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)降低硬質(zhì)合金刀片的使用性能，甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。3、機(jī)械夾固式車(chē)刀 簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)夾車(chē)刀。分為機(jī)夾重磨

7、車(chē)刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)為車(chē)刀。第10頁(yè)/共48頁(yè)第十一頁(yè)，共49頁(yè)。第11頁(yè)/共48頁(yè)第十二頁(yè)，共49頁(yè)。刀片夾固應(yīng)滿(mǎn)足夾緊可靠，裝卸方便(fngbin)，定位精確等要求。第12頁(yè)/共48頁(yè)第十三頁(yè)，共49頁(yè)。第13頁(yè)/共48頁(yè)第十四頁(yè)，共49頁(yè)。第14頁(yè)/共48頁(yè)第十五頁(yè)，共49頁(yè)。第15頁(yè)/共48頁(yè)第十六頁(yè)，共49頁(yè)。（四）機(jī)床(jchung)分類(lèi) 1、臥式機(jī)床(jchung) 2、立式機(jī)床(jchung) 3、轉(zhuǎn)塔機(jī)床(jchung) 4、仿行機(jī)床(jchung) 5、專(zhuān)門(mén)化機(jī)床(jchung)第16頁(yè)/共48頁(yè)第十七頁(yè)，共49頁(yè)。 車(chē)?yán)庸な菍鹘y(tǒng)的車(chē)削和拉削加工結(jié)合在一起(yq)的一種組合式

8、的加工方法。 車(chē)?yán)糜谕鈭A表面加工時(shí)，加工精度較高，可省去精車(chē)，粗磨工序。 車(chē)?yán)庸r(shí)，工件高速旋轉(zhuǎn)，刀具同時(shí)也做慢速旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)刀齒切入進(jìn)給方式不同，車(chē)?yán)斗譃槁菪魏蛨A柱形車(chē)?yán)?。?7頁(yè)/共48頁(yè)第十八頁(yè)，共49頁(yè)。三 外圓表面的磨削(m xio)加工（一）加工方法1、工件有中心支承的外圓磨削（1）縱向(zn xin)進(jìn)給磨削（2）橫向進(jìn)給磨削（切入磨削）第18頁(yè)/共48頁(yè)第十九頁(yè)，共49頁(yè)。第19頁(yè)/共48頁(yè)第二十頁(yè)，共49頁(yè)。第20頁(yè)/共48頁(yè)第二十一頁(yè)，共49頁(yè)。第21頁(yè)/共48頁(yè)第二十二頁(yè)，共49頁(yè)。 快速(kui s)點(diǎn)磨 快速點(diǎn)磨與傳統(tǒng)磨削相比，砂輪與工件接觸(jich)面積

9、小，磨削速度高，磨削過(guò)程中磨削力小，磨削熱少，加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，砂輪壽命長(zhǎng)。第22頁(yè)/共48頁(yè)第二十三頁(yè)，共49頁(yè)。（二）外圓磨削時(shí)的尺寸控制 磨削時(shí)砂輪具有自銳作用。當(dāng)磨粒的鋒刃磨鈍之后，作用在磨粒上的力增大，使磨粒被壓碎，形成新的鋒刃，或者整顆磨粒脫落露出新的磨粒鋒刃來(lái)工作。砂輪的自銳作用可以使磨粒始終保持鋒利狀態(tài)，但同時(shí)會(huì)使砂輪的徑向磨損速度加劇，使磨削外圓一般不能用預(yù)先確定的徑向進(jìn)給量的方法來(lái)保證工件的直徑(zhjng)尺寸。為保證外圓磨削的尺寸精度，需要根據(jù)工件在磨削過(guò)程中的實(shí)際尺寸變化來(lái)控制砂輪的徑向進(jìn)給量。在大批大量生產(chǎn)中，通常采用在磨削過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行主動(dòng)測(cè)量的方法來(lái)控制

10、工件尺寸。第23頁(yè)/共48頁(yè)第二十四頁(yè)，共49頁(yè)。（三）外圓磨削時(shí)的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用(yngyng)范圍1 工藝特點(diǎn) 磨粒硬度高，能加工一般金屬刀具不能加工的工件表面，例如帶有不均勻鑄、鍛硬皮的工件表面、淬硬表面等。 磨削加工能切除極薄極細(xì)的切屑，修正誤差能力強(qiáng)，加工精度高，加工表面粗糙度小 由于磨粒切除金屬材料是用負(fù)前角切削，磨削速度極高，因此磨削區(qū)瞬時(shí)溫度極高。 由于大負(fù)前角磨粒在切除金屬的過(guò)程中消耗的摩擦功大，再加上磨屑細(xì)薄，切除單位體積的金屬所消耗的能量要比車(chē)削大。2 用途 適用于精加工，可用于加工淬火鋼，工具鋼以及硬質(zhì)合金等硬度很高的材料。也可用砂輪磨削帶有不均勻鑄、鍛硬皮的工件。不適

11、宜加工塑性較大的有色金屬材料，容易堵塞砂輪，使其失去切削作用。磨削廣泛用于單件小批量生產(chǎn)，也廣泛用于大批量生產(chǎn)。第24頁(yè)/共48頁(yè)第二十五頁(yè)，共49頁(yè)。 光整加工是精加工之后，從工件表面上不切除或切除極薄金屬層，用以提高加工表面的尺寸和形狀精度，降低表面粗糙度的加工方法。主要方法有研磨，超精加工，滾壓，拋光等1.研磨 研磨是在研具與工件之間加入研磨劑對(duì)工件表面進(jìn)行光整加工的方法。 研具材料比工件材料軟，部分磨粒能嵌入研具的表層，對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削。最常用的研具材料是硬度為120160HBW的鑄鐵。也可以用銅，巴式合金等。 研磨劑由磨料，研磨液和表面活性物質(zhì)等混合組成(z chn)。磨料主要

12、起切削作用，應(yīng)有較高硬度（剛玉，碳化硅，碳化硼等）。研磨液主要起冷卻潤(rùn)滑作用，常用的有煤油，汽油等。表面活性物質(zhì)附著在工件表面，使其生成一層極薄的軟化膜，易于切除（油酸，硬質(zhì)酸等）。 研磨分手工研磨和機(jī)械研磨。 研磨設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，加工質(zhì)量容易保證，可加工鋼，鑄鐵，硬質(zhì)合金，陶瓷等多種材料，適應(yīng)性強(qiáng)。加工條件控制得當(dāng)，可獲得很高的尺寸精度，很小的表面粗糙度和較高的形狀精度。第25頁(yè)/共48頁(yè)第二十六頁(yè)，共49頁(yè)。2 超精加工第26頁(yè)/共48頁(yè)第二十七頁(yè)，共49頁(yè)。 與外圓表面加工相比，孔加工條件要差得多，加工孔比加工外圓要困難。因?yàn)榭准庸に玫毒叩某叽缡鼙患庸た壮叽绲南拗?，剛性差，容易產(chǎn)生彎

13、曲變形和振動(dòng)用定尺寸刀具加工孔時(shí)，孔加工的尺寸往往直接取決于刀具的相應(yīng)尺寸，刀具的制造誤差和磨損將直接影響孔的加工精度。加工孔時(shí)，切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑及散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量都不容易控制 加工方法：鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔，鏜孔，珩磨孔，拉孔等。一 鉆孔與擴(kuò)孔1.鉆孔 鉆孔時(shí)在實(shí)心材料上加工孔的第一道工序，鉆孔直徑一般小于80mm。 鉆孔的兩種加工方式：鉆頭旋轉(zhuǎn)(鉆床，鏜床)和工件旋轉(zhuǎn)（車(chē)床）。產(chǎn)生誤差不同。 常用的鉆孔刀具：麻花鉆，中心(zhngxn)鉆，深孔鉆等。 了解麻花鉆的結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆結(jié)構(gòu)，麻花鉆的切削部分，標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的幾何角度 鉆孔加工特點(diǎn)：由于構(gòu)造上的限制，鉆頭的彎曲剛度和扭

14、轉(zhuǎn)剛度都較低，定心性不好，鉆孔加工精度較低，表面粗糙度也較大；鉆孔的金屬切削率大，切削效率高。主要用于加工質(zhì)量不高的孔，例如螺栓孔，螺紋底孔，油孔等。對(duì)于加工精度和表面質(zhì)量要求較高的孔，則應(yīng)在后續(xù)加工中通過(guò)擴(kuò)孔，鉸孔，鏜孔，磨孔或拉孔來(lái)達(dá)到。第27頁(yè)/共48頁(yè)第二十八頁(yè)，共49頁(yè)。2.擴(kuò)孔 擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出，鑄出或鍛出的孔作進(jìn)一步的加工，以擴(kuò)大孔徑并提高孔的加工質(zhì)量（擴(kuò)孔） 。擴(kuò)孔鉆與麻花鉆相似，但刀齒數(shù)較多，沒(méi)有橫刃，結(jié)構(gòu)如圖3-33。 與鉆孔比較，擴(kuò)孔具有下列特點(diǎn)：擴(kuò)孔鉆齒數(shù)多（3-8個(gè)齒），導(dǎo)向性好，切削比較穩(wěn)定。擴(kuò)孔鉆沒(méi)有橫刃，切削條件好加工余量較小，容屑槽可以做的淺些，鉆芯可

15、以做的粗些，刀體強(qiáng)度和剛性(n xn)好。 擴(kuò)孔加工精度一般為IT11IT10，表面粗糙度為12.56.3m，加工孔徑D100mm。在鉆直徑較大的孔時(shí)（ D30mm ），常用小鉆頭預(yù)鉆孔，然后再用相應(yīng)尺寸的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，可以提高孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 擴(kuò)孔除了加工圓柱孔外，還可以用各種特殊形狀的擴(kuò)孔鉆（锪鉆）來(lái)加工各種沉頭座孔和锪平面。圖3-34 锪鉆第28頁(yè)/共48頁(yè)第二十九頁(yè)，共49頁(yè)。 鉸孔是孔的精加工(ji gng)方法之一，對(duì)于直徑較小的孔，相比于內(nèi)圓磨削及精鏜而言，鉸孔是較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加工(ji gng)方法。1.鉸刀第29頁(yè)/共48頁(yè)第三十頁(yè)，共49頁(yè)。第30頁(yè)/共48頁(yè)第三十一

16、頁(yè)，共49頁(yè)。 鉸孔余量對(duì)鉸孔質(zhì)量的影響很大，余量太大，鉸刀的負(fù)荷大，切削刃很快被磨鈍，不易獲得光潔的加工表面，尺寸公差也不易保證；余量太小，不能去掉上道工序留下的刀痕，也就達(dá)不到改善孔加工質(zhì)量的作用。一般粗鉸余量取0.150.35mm，精鉸余量取為0.050.15mm。 為避免積屑瘤，鉸孔通常采用較低的切削速度。進(jìn)給量的取值與被加工孔徑有關(guān)，孔徑越大，進(jìn)給量取值越大。 鉸孔時(shí)必須用適當(dāng)?shù)那邢饕哼M(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑和清洗，防止產(chǎn)生積屑瘤并及時(shí)清除(qngch)切屑。 與鏜孔相比，鉸孔生產(chǎn)率高，容易保證孔的精度；但鉸孔不能校正孔軸線(xiàn)的位置誤差，孔的位置精度應(yīng)由前面的工序保證。 鉸孔尺寸精度一般為IT9

17、IT7，表面粗糙度3.20.8m。對(duì)于中等尺寸、精度要求較高的孔，鉆擴(kuò)鉸工藝是生產(chǎn)中常用的典型加工方案。第31頁(yè)/共48頁(yè)第三十二頁(yè)，共49頁(yè)。 鏜孔是在預(yù)制孔上用切削(qixio)刀具使之?dāng)U大的一種加工方法。既可在鏜床進(jìn)行，也可以在車(chē)床上進(jìn)行。1.鏜孔方式（三種）工件旋轉(zhuǎn)圖3-37刀具旋轉(zhuǎn)圖3-38刀具既旋轉(zhuǎn)又進(jìn)給圖3-392.金剛鏜 背吃刀量和進(jìn)給量小，切削(qixio)速度高。加工精度很高，表面粗糙度很低。3.鏜刀 分為單刃鏜刀（圖3-40）和雙刃鏜刀（圖3-41）。4.鏜孔的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 鏜孔和鉸孔相比較，孔徑尺寸不受刀具尺寸限制，且鏜孔具有較強(qiáng)的誤差修正能力，可以通過(guò)多次走到修

18、正原孔軸線(xiàn)偏斜誤差，能使所鏜孔與定位面保持較高的位置精度。 鏜孔和車(chē)外圓相比，由于刀桿系統(tǒng)的剛性差，變形大，散熱排屑條件不好，工件和刀具的熱變形比較大，鏜孔的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都不如車(chē)外圓高。 鏜孔加工范圍廣，可以加工各種不同尺寸和不同精度等級(jí)的孔。 鏜孔加工精度為IT9IT7，表面粗糙度3.20.8m。 大批量的生產(chǎn)中，為提高鏜孔效率，可以使用鏜模。第32頁(yè)/共48頁(yè)第三十三頁(yè)，共49頁(yè)。1.珩磨原理及珩磨頭 珩磨是利用(lyng)磨條（油石）的珩磨頭對(duì)孔進(jìn)行光整加工的方法。第33頁(yè)/共48頁(yè)第三十四頁(yè)，共49頁(yè)。珩磨頭磨條的徑向(jn xin)伸縮調(diào)整有手動(dòng)，氣動(dòng)和液壓多種形式。第34頁(yè)/共48頁(yè)第三十五頁(yè)，共49頁(yè)。第35頁(yè)/共48頁(yè)第三十六頁(yè)