第四章+機(jī)械制造工藝技術(shù)

第4章機(jī)械制造工藝技術(shù)4.1概述

4.2毛坯制造方法4.3材料熱處理及表面處理技術(shù)

4.4零件加工制造

4.5機(jī)器裝配

4.6機(jī)械制造裝備4.1.1機(jī)械制造工藝的定義和內(nèi)涵定義：1)去除成形。

2)受迫成形。

3)堆積成形。

4)生成成形。

內(nèi)涵：1)直接改變工件形狀、尺寸、性能以及決定零件相互位置關(guān)系的加工過程，它們直接創(chuàng)造附加價(jià)值，其中有：毛坯和零件成形；零件機(jī)械加工；材料改性與處理；裝配與包裝。

2)間接創(chuàng)造附加價(jià)值的輔助工藝過程，有：原材料和能源供應(yīng)；搬運(yùn)與儲(chǔ)存。

3)通過提高前兩類工藝過程的技術(shù)水平及質(zhì)量來發(fā)揮作用的非獨(dú)立工藝過程，有：檢測與質(zhì)量監(jiān)控；自動(dòng)控制裝置與系統(tǒng)。4.1概述4.1.2機(jī)械制造工藝的發(fā)展現(xiàn)狀1.加工精度不斷提高

2.高速切削技術(shù)的興起和發(fā)展

3.少、無夾具制造技術(shù)

4.材料科學(xué)促進(jìn)制造工藝變革

5.重大技術(shù)裝備促進(jìn)加工制造技術(shù)的發(fā)展

6.新一代制造裝備技術(shù)有了較大的發(fā)展和突破

7.優(yōu)質(zhì)清潔表面工程技術(shù)獲得進(jìn)一步發(fā)展

8.精密成形技術(shù)取得較大進(jìn)展

9.熱成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究有一定發(fā)展4.1.3機(jī)械制造工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料、新能源、新設(shè)計(jì)、新產(chǎn)品將會(huì)不斷涌現(xiàn)，人們對(duì)物質(zhì)產(chǎn)品的需求更加多樣化，因而對(duì)機(jī)械制造工藝技術(shù)提出更多、更高的要求。從總體發(fā)展趨勢看，優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈捷、潔凈是機(jī)械制造業(yè)永恒的追求目標(biāo)，也是先進(jìn)制造工藝技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。4.2.1鑄造鑄造成形概述

1)能夠制造各種尺寸和形狀復(fù)雜(尤其是具有復(fù)雜內(nèi)腔)的鑄件。

2)鑄件的形狀和尺寸與零件很接近，因而節(jié)省了金屬材料和加工的工時(shí)。3)各種金屬及合金都可以用鑄造方法制成鑄件，對(duì)于一些塑性差不宜鍛壓或材料特性不宜焊接的合金件(如青銅件等)，鑄造是一種較好的加工方法。

4.2毛坯制造方法圖4-1砂型鑄造過程圖4-2鑄型裝配圖4)鑄造所用的原材料來源方便，價(jià)格低廉，而且可以回收使用。

4.2.1.1砂型鑄造

(1)砂型鑄造的工藝過程用型砂和型芯砂(簡稱芯砂)制造鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造，其工藝過程如圖3-1所示。圖3-1砂型鑄造生產(chǎn)過程(2)造型材料用于制造砂型和型芯的材料，稱為造型材料，主要包括型砂、芯砂和涂料等。

(3)造型方法用型砂制造鑄型的過程稱為造型。圖3-2整模造型1、熔模鑄造

熔模成型工藝是液態(tài)金屬在重力作用下澆入由蠟?zāi)Ｈ凼Ш笮纬傻闹锌招蜌ぶ谐尚?，從而獲得精密鑄件的方法，常稱為熔模鑄造或失蠟鑄造。1．熔模鑄造的基本工藝過程：(1)蠟?zāi)Ｖ圃欤孩僦圃靿盒停篴）機(jī)械加工壓型。b）易熔合金壓型。②壓制蠟?zāi)＃合灹鲜?0%石蠟和50%硬脂酸，其熔點(diǎn)為50～60℃。③裝配蠟?zāi)＝M。4.2.1.2特種鑄造(2)結(jié)殼①浸涂料②撒砂③硬化、風(fēng)干。(3)脫蠟(4)熔化和澆注

熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍(1)熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)：①鑄件的精度高，表面光潔（IT11～14，Ra12.5～1.6μm）。②可鑄出形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，如鑄件上的凹槽（＞3mm寬）、小孔（φ≥2.5mm）均可直接鑄出。③鑄造合金種類不受限制，鋼鐵及有色合金均可適用。④生產(chǎn)批量不受限制，單件小批、成批、大量生產(chǎn)均可適用。

(2)熔模鑄造的缺點(diǎn)：

①工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。②原材料價(jià)貴，鑄件成本高。③鑄件不能太大、太長，否則蠟?zāi)Ｒ鬃冃?，喪失原有精度。主要用于航天、飛機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)葉片、泵輪、復(fù)雜刀具、汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床上的小型精密鑄件生產(chǎn)。

隨著大工業(yè)的到來，機(jī)器造型和特種鑄造的需求日益上升，金屬型開始進(jìn)入使用。砂型───一次型金屬型──永久型2.金屬型鑄造金屬型鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍金屬型鑄造的特點(diǎn)是：(1)尺寸精度高，尺寸公差等級(jí)為(IT12～I(xiàn)T14)，表面質(zhì)量好，表面粗糙度(Ra值為12.5m～6.3m)，機(jī)械加工余量小。(2)鑄件的晶粒較細(xì)，力學(xué)性能好。(3)可實(shí)現(xiàn)一型多鑄，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料。但金屬型的制造成本高，不宜生產(chǎn)大型、形狀復(fù)雜和薄壁鑄件；由于冷卻速度快，鑄鐵件表面易產(chǎn)生白口組織，切削加工困難；受金屬型材料熔點(diǎn)的限制，熔點(diǎn)高的合金不適宜用金屬型鑄造。用途：銅合金、鋁合金等鑄件的大批量生產(chǎn)，如活塞、連桿、汽缸蓋等；鑄鐵件的金屬型鑄造目前也有所發(fā)展，但其尺寸限制在300mm以內(nèi)，質(zhì)量不超過8kg，如電熨斗底板等。

壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備，壓鑄生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行，鑄件質(zhì)量有無保證，在很大程度上取決于模具結(jié)構(gòu)的合理性和技術(shù)上的先進(jìn)性。3.壓力鑄造壓力鑄造的特點(diǎn)及其應(yīng)用壓鑄有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)壓鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，尺寸公差等級(jí)為IT10～I(xiàn)T12，表面粗糙度Ra值為3.2m～0.8m，可不經(jīng)機(jī)械加工直接使用，而且互換性好。(2)可以壓鑄壁薄、形狀復(fù)雜以及具有直徑很小的孔和螺紋的鑄件，如鋅合金的壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.8mm，最小鑄出孔徑可達(dá)0.8mm、最小可鑄螺距達(dá)0.75mm。還能壓鑄鑲嵌件。(3)壓鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高。壓力下結(jié)晶，加上冷卻速度快，鑄件表層晶粒細(xì)密，其抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件高25%～40%，但延伸率有所下降。(4)生產(chǎn)率高，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化及自動(dòng)化生產(chǎn)。每小時(shí)可壓鑄幾百個(gè)零件。是所有鑄造方法中生產(chǎn)率最高的。缺點(diǎn)：氣體難以排出，壓鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔，壓鑄件不能進(jìn)行熱處理，也不宜在高溫下工作；金屬液凝固快，厚壁處來不及補(bǔ)縮，易產(chǎn)生縮孔和縮松；設(shè)備投資大，鑄型制造周期長、造價(jià)高，不宜小批量生產(chǎn)。應(yīng)用：生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件；汽車、拖拉機(jī)制造業(yè)、儀表和電子儀器工業(yè)、在農(nóng)業(yè)機(jī)械、國防工業(yè)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械等制造業(yè)等。4.離心鑄造離心鑄造是指將熔融金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力作用下充填鑄型并凝固成形的一種鑄造方法。離心鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)是：(1)液體金屬能在鑄型中形成中空的自由表面，不用型芯即可鑄出中空鑄件，簡化了套筒、管類鑄件的生產(chǎn)過程。(2)由于旋轉(zhuǎn)時(shí)液體金屬所產(chǎn)生的離心力作用，離心鑄造可提高金屬充填鑄型的能力，因此一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生產(chǎn)。(3)由于離心力的作用，改善了補(bǔ)縮條件，氣體和非金屬夾雜物也易于自金屬液中排出，產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的幾率較小。(4)無澆注系統(tǒng)和冒口，節(jié)約金屬。(5)可進(jìn)行雙金屬鑄造，如在鋼套上鑲鑄薄層銅襯制作滑動(dòng)軸承等，可節(jié)約貴重材料。(6)金屬中的氣體、熔渣等夾雜物，因密度較輕而集中在鑄件的內(nèi)表面上，所以內(nèi)孔的尺寸不精確，質(zhì)量也較差；鑄件易產(chǎn)生成分偏析和密度偏析。應(yīng)用：主要用于大批量生產(chǎn)的各種鑄鐵和銅合金的管類、套類、環(huán)類鑄件和小型成形鑄件，如鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、特殊鋼的無縫管坯、造紙機(jī)滾筒等鑄件的生產(chǎn)。其工作原理是：澆注前密封室內(nèi)有一定的壓力（或真空度），然后借往密封室A中加壓或由密封室B減壓，使A、B室之間形成壓力差，進(jìn)進(jìn)行升液、充型和結(jié)晶。5.低壓鑄造低壓鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：(1)澆注時(shí)金屬液的上升速度和結(jié)晶壓力可以調(diào)節(jié)，故可適用于各種不同鑄型(如金屬型、砂型等)，鑄造各種合金及各種大小的鑄件。(2)采用底注式充型，金屬液充型平穩(wěn)，無飛濺現(xiàn)象，可避免卷入氣體及對(duì)型壁和型芯的沖刷，鑄件的氣孔、夾渣等缺陷少，提高了鑄件的合格率。(3)鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔，力學(xué)性能較高，對(duì)于大薄壁件的鑄造尤為有利。(4)省去補(bǔ)縮冒口，金屬利用率提高到90%～98%。(5)勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好，設(shè)備簡易，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。應(yīng)用：主要用來生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁、鎂合金鑄件，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、葉輪等。表4-1常用鑄造方法的特點(diǎn)比較4.2.2.1鍛壓概述

鍛壓是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)性能的毛坯和零件的一種加工方法。鍛壓是鍛造和沖壓兩種加工方法的總稱，它們的制品稱為鍛件和沖壓件。

鍛壓屬于金屬壓力加工方法的一部分。金屬壓力加工方法主要有鍛造、沖壓、軋制、擠壓和拉拔等。在機(jī)器制造工業(yè)中，凡受力復(fù)雜和承受重載荷的零件，如傳動(dòng)主軸、重要齒輪、內(nèi)燃機(jī)曲柄和連桿、氣輪機(jī)葉輪等通常采用鍛件作毛坯，再經(jīng)切削加工制成；在航空、汽車制造、電器、儀表及日常生活用品行業(yè)中，板料沖壓的應(yīng)用極為廣泛；一般常用的金屬型材、板材、管材、線材等原材料，大都通過軋制、擠壓和拉拔等方式制成。4.2.2鍛壓成形1、自由鍛造利用沖擊力或壓力使金屬在鍛造設(shè)備的上下抵鐵間產(chǎn)生自由變形的方法。自由鍛造的加工適應(yīng)性較廣，但對(duì)技術(shù)水平要求高，勞動(dòng)條件差，金屬損耗大，生產(chǎn)率低。手工鍛造——適用于單件、要求不高的小型鍛件，機(jī)器鍛造——適用于小批量生產(chǎn)、大型鍛件。*自由鍛是制造大型鍛件的唯一方法！4.2.2、自由鍛造自由鍛造設(shè)備空氣錘——適用于小型鍛件蒸汽錘——適用于中、小型鍛件主要有空氣錘、蒸汽錘、水壓機(jī)、液壓機(jī)等。水壓機(jī)——適用于大型鍛件大型水壓機(jī)自由鍛造的基本工序——經(jīng)塑性變形得到所需形狀及尺寸的工藝過程。2.、模型鍛造將金屬坯料放在鍛模模膛內(nèi)，在鍛壓沖擊力或壓力下變形而獲得鍛件的方法。模型鍛造的生產(chǎn)率高，鍛件形狀準(zhǔn)確，可獲得形狀復(fù)雜的鍛件，切削加工余量小。但需要專門模鍛設(shè)備，故成本較高。適用于中小型、批量生產(chǎn)。錘上模鍛——在專用的模鍛空氣錘或模鍛蒸汽錘的鍛錘和模墊上分別固定上下模，上下模經(jīng)錘擊合攏，而獲得鍛件的方法。

錘上模鍛具有一般模鍛的優(yōu)點(diǎn)，但沖擊大、震動(dòng)大、噪聲大、效率低。一般僅用于中小噸位的鍛錘。模座模墊下鍛模上鍛模錘頭壓力機(jī)上模鍛——在壓力機(jī)上的滑塊和底座上分別固定上下模，上下模經(jīng)下壓合攏，而獲得鍛件的方法。

壓力機(jī)上模鍛工作時(shí)沖擊小、噪聲小、操作安全，但生產(chǎn)率低。一般適用于中小批量生產(chǎn)。摩擦壓力機(jī)底座滑塊帶傳動(dòng)摩擦盤飛輪絲杠胎模鍛——在自由鍛造的設(shè)備上用胎膜生產(chǎn)鍛件的方法。與錘上模鍛和壓力機(jī)模鍛不同的是，胎膜不與錘頭和下模座連在一起。導(dǎo)銷孔導(dǎo)銷毛邊槽模膛胎膜

胎膜鍛造工藝靈活，可提高鍛件的精度和形狀的復(fù)雜程度，減少了加工余量，提高了生產(chǎn)率。模型鍛造（10）4.2.2.3、板料沖壓

用沖模使薄板料分離或變形的加工方法。板料沖壓一般在冷態(tài)下進(jìn)行，故稱冷沖壓。當(dāng)板料厚度超過8～10mm時(shí)，可采用熱沖壓。板料沖壓的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可壓出形狀復(fù)雜的零件，廢料少，利用率高；（2）沖壓尺寸精度高，表面光潔，無須再加工；（3）可直接獲得強(qiáng)度高、剛度好、質(zhì)量輕的零件；（4）操作簡單，便于機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)率高；（5）缺點(diǎn)是沖模成本高；

通常用于金屬制品的大批量生產(chǎn)。1、沖壓設(shè)備剪床——將板料剪成適當(dāng)?shù)臈l料，供沖壓之用。沖床——（又稱曲柄壓力機(jī)）將條料沖壓成型。剪床沖床沖?！糜跊_壓的模具。2、板料沖壓基本工序（1）分離工序原料刀片工作臺(tái)坯料剪切沖頭坯料凹模落料、沖孔凹模沖頭修整坯料坯料（2）變形工序沖頭坯料凹模彎曲沖頭凹模坯料壓板拉深橡膠芯子坯料凹模成形坯料沖頭凹模翻邊1.精密模鍛

精密模鍛是在模鍛設(shè)備上鍛造出形狀復(fù)雜、高精度鍛件的模鍛工藝。精密模鍛必須有相應(yīng)的工藝措施來保證，如模具的設(shè)計(jì)與制造必須精確，坯料的下料尺寸要精確，必須采用無氧化或少氧化的加熱方法，以提高鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量等。4.2.2.4特種鍛壓2.粉末鍛造粉末鍛造：粉末冶金與精密鍛造技術(shù)的結(jié)合，將各種原料先制成粉末，按一定比例配置成所需的化學(xué)成分粉末鍛造的工藝流程制粉→混粉→冷壓制坯→燒結(jié)加熱→模鍛→熱處理→成品3.精密沖裁

精密沖裁簡稱沖裁，采用強(qiáng)力壓邊沖裁，可獲得剪切面粗糙度值小、尺寸精度高的沖壓件。精密沖裁從形式上看是分離工序，但實(shí)際上工件與坯料在最后分離前，始終是保持一個(gè)整體，即沖裁過程中自始至終是塑性變形，因此，精密沖裁件的結(jié)構(gòu)極限尺寸，如孔徑、孔距和邊距等都比普通沖裁件小。

4.2.3焊接焊接是現(xiàn)代制造技術(shù)中重要的金屬連接技術(shù)。焊接成形技術(shù)的本質(zhì)在于：利用加熱或者同時(shí)加熱加壓的方法，使分離的金屬零件形成原子間的結(jié)合，從而形成新的金屬結(jié)構(gòu)。1.連接方法分類可拆式連接：螺紋聯(lián)接、摩擦聯(lián)接不可拆式連接：焊接、粘接、鉚接焊接方法種類很多。根據(jù)焊接過程的特點(diǎn)，可以把常用的焊接方法分為:熔化焊壓力焊釬焊焊接：永久性連接金屬材料的工藝方法。實(shí)質(zhì)：利用加熱或加壓，或兩者并用的手段，借助原子間的擴(kuò)散和結(jié)合，使分離的金屬牢固地連接起來。特點(diǎn)：下料階段：化大為小、化復(fù)雜為簡單焊接：拼大成小、拼簡單成復(fù)雜電弧焊焊條電弧焊4.2.3.1焊條電弧焊電弧焊焊條電弧焊電弧焊焊條電弧焊工件焊芯熔化熔池焊縫藥皮熔化+液態(tài)金屬熔渣1.氣焊氣焊是利用可燃?xì)怏w燃燒的高溫火焰來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法，如圖4-6所示。氣焊通常用的氣體是乙炔和氧氣(助燃?xì)怏w)，并使用不帶涂料的焊絲作充填物。與電弧焊相比，氣焊熱源溫度低(約3150℃)，熱量分散，加熱緩慢，生產(chǎn)率低，焊件易變形。但氣焊火焰易控制，操作簡便靈活，無需電源。氣焊適用于焊接厚度在3mm以下的低碳鋼薄板，對(duì)焊接質(zhì)量要求不高的不銹鋼、高碳鋼、鑄鐵以及銅、鋁等非鐵金屬也可以采用氣焊進(jìn)行焊接。4.2.3.2氣焊與氣割圖4-6氣焊及設(shè)備2氣割

氣割是先用氧乙炔焰將切割處金屬預(yù)熱到熔點(diǎn)，然后讓割炬噴出高速切割氧流，使預(yù)熱處金屬燃燒，釋放大量熱量，形成熔渣，放出的熱量使下層金屬預(yù)熱到熔點(diǎn)，利用高速氧流將熔渣從切口吹走，并使下層金屬繼續(xù)熔化。

1、埋弧焊埋弧焊演示4.2.3.3其他焊接方法埋弧焊特點(diǎn)大電流（1000A）、生產(chǎn)率高焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定節(jié)約金屬熱量集中、可無坡口、無焊條頭、飛濺少改善勞動(dòng)條件無弧光、煙霧自動(dòng)化程度高工藝裝備復(fù)雜，適合批量生產(chǎn)2、氣體保護(hù)焊－氬弧焊氣體保護(hù)焊－CO2保護(hù)焊3、等離子弧焊接與切割電弧壓縮機(jī)械壓縮熱壓縮電磁收縮中心區(qū)域溫度極高16000K焊接/切割熔點(diǎn)很高的金屬不銹鋼鈦、鎢4、電阻焊電阻熱Q=I2Rt特點(diǎn)生產(chǎn)率高、焊接變形小操作簡便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)（汽車外殼焊接）設(shè)備復(fù)雜、耗電量大接頭形式、工件厚度受到限制點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊點(diǎn)焊局部高溫焊合分流現(xiàn)象焊點(diǎn)的分布最小距離限制點(diǎn)焊的接頭形式硬規(guī)范軟規(guī)范電極壓力表面清洗接頭形式縫焊對(duì)焊對(duì)焊接頭形式5、釬焊焊接過程示意圖－毛細(xì)管作用釬焊硬釬焊450℃以上、接頭強(qiáng)度200MPa以上自行車架、工具、刀具軟釬焊450℃以下、接頭強(qiáng)度70MPa以下儀表、導(dǎo)電元件、各種低載荷構(gòu)件加熱方式烙鐵、火焰、電阻、感應(yīng)釬焊的常見接頭形式釬焊接頭的比較1、電子束焊定義：利用加速和聚焦電子束轟擊置于真空或非真空中焊件所生的熱能進(jìn)行焊接的方法稱為電子束焊。2.特點(diǎn)：1）焊縫金屬純度高；2）焊縫表面質(zhì)量好，內(nèi)部熔合性好；3）焊接熱影響區(qū)小，焊件不易變形；4）控制靈活，精度高，適應(yīng)性強(qiáng)。3.應(yīng)用：電子束焊應(yīng)用廣泛，從微型電子線路組件、真空膜盒、鉬箔蜂窩結(jié)構(gòu)、原子燃料器件到大型的導(dǎo)彈外殼都可以采用電子束焊接。此外，熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、溶解度相差很大的異種金屬，在真空中使用的器件和內(nèi)部要求真空的密封器件等，用真空電子束焊接也能得到良好接頭。4.2.3.4焊接新工藝圖11-6電子束焊2、激光焊1.原理：利用激光器受激產(chǎn)生的激光束，通過聚焦系統(tǒng)聚焦到十分微小的焦點(diǎn)，當(dāng)調(diào)焦到焊件接頭處時(shí)，光能轉(zhuǎn)換為熱能，從而使金屬熔化形成接頭。2.特點(diǎn)：1）焊接熱影響區(qū)極小，焊件難于變形；2）焊件不易被氧化，可在空氣中焊接；3）焊接設(shè)備與焊件間無接觸，可焊接難于接近的接頭。3.應(yīng)用：激光焊比較容易實(shí)現(xiàn)異種金屬和異種材料的焊接，目前已廣泛用于電子工業(yè)和儀表工業(yè)中微型件的焊接。圖11-7激光焊4.2.4毛坯成形方法比較表4-2常用毛坯成形方法比較表4-2常用毛坯成形方法比較1.精密潔凈鑄造工藝許多新的鑄造方法及工藝，如化學(xué)硬化砂鑄造工藝、高效金屬型鑄造工藝以及汽化模鑄造工藝等，與普通砂型鑄造相比，這些鑄造工藝的共同優(yōu)點(diǎn)可概括為六個(gè)字，即“精密、潔凈、高效”。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：可以大量生產(chǎn)同類型、高質(zhì)量而且穩(wěn)定的鑄件，且鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量較高，從而實(shí)現(xiàn)少切削或無切削加工；能進(jìn)一步簡化生產(chǎn)工藝過程，縮短生產(chǎn)周期，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程的機(jī)械化、自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，使鑄造工廠(或車間)綠色化；可大量減少生產(chǎn)原材料的消耗，降低生產(chǎn)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4.2.5先進(jìn)毛坯成形技術(shù)2.超塑性成形技術(shù)

超塑性成形技術(shù)是建立在現(xiàn)代材料科學(xué)、力學(xué)、數(shù)字模擬和計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)、模具和潤滑技術(shù)、金屬塑性和成形技術(shù)等多種科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)上的一門先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。超塑性是指材料在一定的內(nèi)部組織條件(如晶粒形狀及尺寸、相變等)和外部環(huán)境條件(如溫度、應(yīng)變速率等)下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的伸長率的現(xiàn)象。利用材料的超塑性可以在小噸位設(shè)備上實(shí)現(xiàn)形狀復(fù)雜的零件精密成形。超塑性成形工藝包括等溫模鍛、擠壓、氣壓成型(吹塑成型)、真空成型、模壓成型、無模拉絲及拉深等。3.焊接自動(dòng)化技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來發(fā)展了各種優(yōu)質(zhì)、高效的焊接新技術(shù)，如代表當(dāng)今焊接電源先進(jìn)水平的逆變電源；代表高能束焊接技術(shù)發(fā)展主流的激光焊接技術(shù)；高效、低稀釋的新型堆焊技術(shù)；適應(yīng)微電子技術(shù)發(fā)展的微連接技術(shù)；代表焊接自動(dòng)化水平的焊接機(jī)器人；焊接過程數(shù)值模擬技術(shù)和專家系統(tǒng)等。這些高新焊接技術(shù)的發(fā)展，使得焊接這種古老的加工工藝實(shí)現(xiàn)了從“技藝”向“科學(xué)”的轉(zhuǎn)變。加熱冷卻普通熱處理:退火、正火、淬火、回火表面淬火:感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱淬火表面熱處理化學(xué)熱處理:滲碳、滲氮、滲金屬其他熱處理：形變熱處理、超細(xì)化熱處理、真空熱處理

熱處理工藝曲線保溫臨界溫度時(shí)間溫度4.3材料熱處理及表面處理技術(shù)4.3.1材料整體熱處理

將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做退火。

鋼的退火分為完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火等。1.退火2.正火定義：將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）或Accm（過共析鋼）以上30~50℃，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后在靜止空氣中冷卻的熱處理叫正火。應(yīng)用范圍：目的：

（1）要求不高的結(jié)構(gòu)件，可作為最終熱處理。（2）改善低碳鋼的切削加工性（以防粘刀）。（3）共析鋼、過共析鋼正火后可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火作組織準(zhǔn)備。各種退火及正火的加熱溫度范圍碳鋼的硬度與熱處理的關(guān)系第4章金屬材料熱處理將鋼加熱到相變溫度以上（亞共析鋼為Ac3以上30℃～50℃；共析鋼和過共析鋼為Ac1以上30℃～50℃），保溫一定時(shí)間后快速冷卻以獲得馬氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。鋼的淬火溫度范圍

圖2-61板條馬氏體圖2-62片狀馬氏體3.淬火碳鋼的淬火加熱溫度范圍合金鋼的淬火加熱溫度稍微高一些，是臨界點(diǎn)以上50~100℃。加熱時(shí)間：箱式爐：1~2min/mm鹽浴爐：0·4~1min/mm合金鋼適當(dāng)延長

鋼件淬火后,為了消除內(nèi)應(yīng)力并獲得所要求的組織和性能,將其加熱到Ac1以下某一溫度,保溫一定時(shí)間,然后冷卻到室溫的熱處理工藝叫做回火。4.回火（1）消除或降低應(yīng)力，防止變形或開裂。（2）調(diào)整性能（硬度）（3）穩(wěn)定組織，穩(wěn)定形狀和尺寸，保證精度?；鼗鹉康谋砻婢哂懈哂捕群湍湍バ?，心部具有一定的強(qiáng)度和足夠的韌性。

鋼的表面熱處理表面熱處理是為改變工件表面的組織和性能，僅對(duì)其表面進(jìn)行熱處理的工藝。

表面淬火是最常用的表面熱處理。

主要方法有：1、感應(yīng)加熱表面熱處理2、火焰加熱表面熱處理4.3.2表面處理技術(shù)感應(yīng)加熱表面淬火圖4-13表面處理分類4.4.1.1、車削加工車削是指在車床上用車刀進(jìn)行切削加工。車削的主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由刀具的直線移動(dòng)完成的。4.4零件加工制造4.4.1傳統(tǒng)切削加工方法1.車床類型臥式車床：應(yīng)用最普遍、可加工藝藝最廣泛?？赏瓿桑簣A柱面、圓錐面、成形面、螺紋、端面、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花等加工。落地車床與立式車床落地車床立式車床轉(zhuǎn)塔車床2.車削加工的工藝特點(diǎn)及加工范圍易確保軸類、盤類、套類等零件各表面的位置精度；適用于有色金屬零件的精加工；切削過程比較平穩(wěn)，車削工作一般是連續(xù)進(jìn)行的，當(dāng)?shù)毒叩膸缀涡螤詈捅吵缘读考斑M(jìn)給量確定時(shí)，車削層的截面積是不變的；刀具簡單。車削加工的主要范圍內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、端面、溝槽、回轉(zhuǎn)型成形面以及滾花等，此外，還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔和鏜孔等操作。1、銑削特點(diǎn)

①每個(gè)刀齒不均勻,不連續(xù)切削,切入與切離時(shí)均會(huì)硬氣沖突與振動(dòng);

②銑削時(shí)切削層參數(shù)及切削力是變化的,也易引起振動(dòng),影響加工質(zhì)量;

③同時(shí)參加切削的刀齒較多,生產(chǎn)率較高.4.4.1.2銑削加工2、常用銑床及銑削的應(yīng)用范圍 銑床就是用銑刀進(jìn)行切削加工的機(jī)床.⑴應(yīng)用:加工表面(水平平面,垂直面等),溝槽(鍵槽,T型槽,燕尾槽等).多齒零件的齒槽(齒輪,鏈輪,棘輪,花鍵軸等),螺紋形表面(螺紋和螺旋槽)及各種曲面.銑床上用的刀具是銑刀，以相切法形成加工表面。

銑床分類銑床可分為:臥式升降臺(tái)銑床;立式升降臺(tái)銑床;龍門銑床;工具銑床;各種專門化銑床.圖4-16臥式升降臺(tái)銑床圖4-17銑床的主要工作

a)圓柱銑刀銑平面b)面銑刀銑平面c)立銑刀銑側(cè)平面d)立銑刀銑槽e)三面刃銑刀銑槽

f)三面刃銑刀銑臺(tái)階面g)T形槽銑刀銑T形槽h)鋸片銑刀切斷i)角度銑刀銑角度

j)燕尾槽銑刀銑燕尾槽k)鍵槽銑刀銑鍵槽l)模具銑刀銑型腔m)成形銑刀銑圓弧面刨削加工的特點(diǎn)與應(yīng)用刨削加工特及其應(yīng)用刨削加工是在刨床上利用刨刀（或工件）的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削加工的一種方法。刨刀或工件所作的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是工件或刀具沿垂直于主運(yùn)動(dòng)方向所作的間歇運(yùn)動(dòng)。

刨削可以加工平面、平行面、垂直面、臺(tái)階、溝漕、斜面、曲面等，如圖所示。刨削加工具有以下特點(diǎn)：（1）刨削的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是間歇運(yùn)動(dòng)，工件或刀具進(jìn)行主運(yùn)動(dòng)時(shí)無進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，故刀具的角度不因切削運(yùn)動(dòng)變化而發(fā)生變化。（2）刨削加工的切削過程是斷續(xù)切削，刀具在空行程中能得到自然冷卻。（3）刨削加工的主運(yùn)動(dòng)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而限制了切削速度的提高。（4）刨削過程中有沖擊，沖擊力的大小與切削用量、工件材料、切削速度等有關(guān)。

4.4.1.3刨削加工刨削可以加工平面、平行面、垂直面、臺(tái)階、溝漕、斜面、曲面等牛頭刨床主要用于加工小型零件。其外形如圖所示。4.4.1.4插削1.插床插削是用插刀對(duì)工件作垂直相對(duì)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。插削在插床上進(jìn)行，插床的結(jié)構(gòu)原理和牛頭刨床相似，可視為立式刨床。插床a）外形圖b）切削運(yùn)動(dòng)示意圖1－床身2-下滑座3-上滑座4-圓工作臺(tái)5-滑枕6-立柱7-變速箱8-分度機(jī)構(gòu)2.插削方法插削和刨削的切削方式相同，只是插削是在鉛垂方向進(jìn)行切削的。在插床上可以插削孔內(nèi)鍵槽、方孔、多邊形孔和花鍵孔等，插削的主要內(nèi)容a）插鍵槽b）插方孔c）插多邊形孔d）插花鍵孔4.4.1.5拉削1.拉床及拉削方法拉削是用拉刀加工工件內(nèi)、外表面的方法。拉削在拉床上迸行。拉床分臥式和立式兩類，下圖為臥式拉床的示意圖。拉削時(shí)工作拉力較大，所以拉床一般采用液壓傳動(dòng)。常用拉床的額定拉力有100，200，400kN等。臥式拉床示意圖l-壓力表2-液壓傳動(dòng)部件3-活塞拉桿4-隨動(dòng)支架5-刀架6-床身7-拉刀8-支掙9-工件10-隨動(dòng)刀架拉刀是一種多齒精加工刀具。拉削時(shí)后一刀齒(或后一組刀齒)的齒高高于(或齒寬等于)前一刀齒(或前一組刀齒)，從而能依次地從工件上切下很薄的金屬層，以獲得精度高、表面質(zhì)量好的工件表面。

拉削過程1-工件2-拉刀2.拉削的工藝特點(diǎn)(1)拉刀在一次行程中能切除加工表面的全部余量，故拉削的生產(chǎn)效率較高。(2)拉刀制造精度高，切削部分有粗切和精切之分，校準(zhǔn)部分又可對(duì)加工表面進(jìn)行校正和修光，所以拉削加工精度較高，經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra值為1.6～0.4μm。(3)拉床采用液壓傳動(dòng)，故拉削過程平穩(wěn)。(4)拉刀適應(yīng)性差，一把拉刀只適于加工某種尺寸和精度等級(jí)的一定形狀的加工表面，且不能加工階臺(tái)孔、盲孔和特大直徑的孔。由于拉削力很大，拉削薄壁孔時(shí)容易變形，不宜采用拉削。(5)拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用高，因此只有在大批量生產(chǎn)中才能顯示其經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)。4.4.1.6鉆削1.鉆床鉆削是鉆頭或擴(kuò)孔鉆在工件上加工孔的方法。鉆削時(shí)，鉆頭或擴(kuò)孔鉆的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，鉆頭或擴(kuò)孔鉆沿自身軸線方向的移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（1）鉆床鉆削在鉆床上進(jìn)行。常用的鉆床有臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床等。1）臺(tái)式鉆床

臺(tái)式鉆床是放置在臺(tái)桌上使用的小型鉆床，用于鉆削中小型工件上的小孔，按最大鉆孔直徑劃分有：2，6，12，16，20mm等多種規(guī)格。臺(tái)式鉆床結(jié)構(gòu)簡單，主軸通過變換V帶在塔形帶輪上的位置來實(shí)現(xiàn)變速，鉆削時(shí)具能手動(dòng)進(jìn)給。臺(tái)式鈷床用于單件、小批盤生產(chǎn)。2）立式鉆床立式鉆床有：18，25，35，40，50，63，80mm等多種規(guī)格。主軸由電動(dòng)機(jī)通過主軸箱帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，同時(shí)通過進(jìn)給箱獲得軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。可實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速的變換和進(jìn)給量的調(diào)整，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給。工作臺(tái)和進(jìn)給箱（主軸）可沿立柱上的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，調(diào)整其位置高低。立式鉆床與臺(tái)式鉆床一樣，立軸（刀具）回轉(zhuǎn)中心固定，需要靠移動(dòng)工件使加工孔軸線與主軸軸線重合以實(shí)現(xiàn)工件的定位，因此，只適合于加工中小型工件，用于單件、小批量生產(chǎn)。3）搖臂鉆床搖臂鉆床外形如圖7－2所示，它有一個(gè)能繞立柱回轉(zhuǎn)的搖臂，搖臂帶著主軸箱可沿立柱軸線上下移動(dòng)。主軸箱可沿?fù)u臂的水平導(dǎo)軌作手動(dòng)或機(jī)動(dòng)的移動(dòng)。因此，操作時(shí)能方便地調(diào)整主軸（刀具）的位置，使它對(duì)準(zhǔn)所需鉆孔的中心而不必移動(dòng)工件，適合于大型工件或多孔工件的鉆削。鉆床除用于鉆孔和擴(kuò)孔外，還可以進(jìn)行鉸孔、锪孔和攻螺紋等作業(yè)。鉆削的主要內(nèi)容a）鉆孔B）擴(kuò)孔c）鉸孔d）攻螺紋e）锪孔f）刮平面2、鉆削方法3.鉆削的工藝特點(diǎn)（1）麻花鉆的兩條切削刀對(duì)稱分布，鉆削時(shí)，所受徑向抗力相互平衡，因此不像單刃刀具那樣容易彎曲。但由于麻花鉆剛性差、導(dǎo)向作用差、橫刃的不利影響和兩個(gè)主切削刃不對(duì)稱等的原因，鉆頭也容易產(chǎn)生“引偏”（2）鉆孔時(shí)切削深度達(dá)到孔徑的一半，金屬切除率較高。（3）排屑較困難，已加工孔壁由于切屑的擠壓摩擦常被劃傷，使表面粗糙度Ra值較大。（4）鉆削時(shí)，冷卻條件差，切削溫度高，影響生產(chǎn)率的提高。（5）鉆削為粗加工，其加工經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度Ra值為50～12.5μm。一般用作要求不高的孔（如螺栓通過孔、潤滑油通道孔等）的加工或高精度孔的預(yù)加工。4.4.1.7鏜削1.鏜床與鏜削方法鏜削是鏜刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)、工件或鏜刀作迸紿運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。鏜削時(shí)，工件被裝夾在工作臺(tái)上，并由工作臺(tái)帶動(dòng)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜刀用鏜刀桿或刀盤裝夾，由主軸帶動(dòng)回轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)。主抽在回轉(zhuǎn)的同時(shí)，可根據(jù)需要作軸向移動(dòng)，以取代工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（1）鏜床鏜削在鏜床上進(jìn)行。帶用的鏜床有立式鏜床、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床等。下圖為T618型臥式鏜床的外形圖，主軸直徑為80mm。T618臥式鏜床的外形圖1－主軸箱2－主立柱3－主軸4－平旋盤5－工作臺(tái)6－上滑座7－下滑座8－床身9－鏜刀桿支承座10－尾立柱鏜削的工藝特點(diǎn)（1）與以工件回轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)的孔加工方式比較，特別適合箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型零件上的孔加工，因?yàn)椋?/p>

1）大型工件回轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于工件外形尺寸大，轉(zhuǎn)速不宜太高，工件上的孔或孔系直徑相對(duì)較小，不易實(shí)現(xiàn)高速切削；2）工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形不規(guī)則，孔或孔系在工件上往往不處于對(duì)稱中心或平衡中心，工件回轉(zhuǎn)時(shí)，平衡較因難，容易因平衡不良而引起加工中的振動(dòng)。（2）鏜削可以方便地加工直徑很大的孔。（3）鏜削能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)孔系的加工。用坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鏜床進(jìn)行孔系加工，可以獲得很高的孔距精度。（4）鏜床多種部件能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因此，工藝適應(yīng)能力強(qiáng)，能加工形狀多樣、大小不一的各種工件的多種表面。（5）鏜孔的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT9～I(xiàn)T7，表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm。磨削特點(diǎn)1．精度高、表面粗糙度小2．砂輪有自銳作用機(jī)床名稱立式銑床車床平面磨床外圓磨床精密外圓磨床內(nèi)圓磨床刻度值0.050.020.010.0050.0020.002表5.3不同機(jī)床控制切深機(jī)構(gòu)的刻度值（mm）使得磨粒能夠以較鋒利的刃口對(duì)工件進(jìn)行切削。4.4.1.8磨削特點(diǎn)3．徑向分力較大4．磨削溫度高磨削時(shí)的切削力同車削一樣，也可以分解為三個(gè)互相垂直的分力工件材料普通鋼淬硬鋼鑄鋼Fn/Ft1.6～1.91.9～2.62.7～3.2Fa/Ft0.1～0.2高的切削速度負(fù)前角切削原因砂輪的形狀、尺寸及用途為便于對(duì)砂輪管理和選用，通常將砂輪的形狀、尺寸和特性標(biāo)注在砂輪端面上外徑×厚度×內(nèi)徑其順序?yàn)椋盒螤?、尺寸、磨料、粒度?hào)、硬度、組織號(hào)、結(jié)合劑、允許的最高工作圓周線速度如：砂輪P300×30×75WA60L6V35砂輪種類形狀代號(hào)斷面形狀主要用途平形砂輪P磨外圓、內(nèi)圓，無心磨，刃磨刀具等雙斜邊砂輪OSX磨齒輪及螺紋雙面凹砂輪PSA磨外圓，刃磨刀具，無心磨切斷砂輪(薄片砂輪)PB切斷及切槽筒形砂輪N端磨平面杯形砂輪B磨平面、內(nèi)圓，刃磨刀具碗形砂輪BW刃磨刀具，磨導(dǎo)軌碟形砂輪D磨齒輪，刃磨銑刀、拉刀、鉸刀表4-2常用砂輪的形狀、代號(hào)及用途舉例1.特種加工的特點(diǎn)主要用其他能量(如電、化學(xué)、光、聲、熱)去除金屬材料。工具硬度可以低于被加工材料的硬度（以柔克剛）。加工過程中不存在顯著的機(jī)械切削力（非接觸）。加工范圍廣，不受材料物理、機(jī)械性能的限制，能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬以及非金屬材料。易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性、低剛度零件。能獲得良好的加工表面質(zhì)量，熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)以及毛刺等均比較小。各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法，便于推廣應(yīng)用。有的還可用于超精加工、鏡面光整加工和納米級(jí)(原子級(jí))加工。4.4.2特種加工方法2.特種加工的分類電火花加工（電火花成型加工、電火花線切割加工）。電化學(xué)加工（電解加工、電解磨削、電鑄、電鍍）。高能束加工（激光加工、電子束加工、離子束加工）?；瘜W(xué)加工（化學(xué)銑削、化學(xué)拋光、光刻）。超聲加工（超聲波成形加工、切割、焊接、清洗）。液體噴射加工（表面清理、切割、雕刻、落料及打孔）。復(fù)合加工（兩種及兩種以上特種加工方法組合）。電火花加工（electricaldischargemachining,EDM）（放電加工或電蝕加工）：利用工具電極和工件電極間瞬時(shí)火花放電所產(chǎn)生的高溫來熔蝕材料。4.4.2.1、電火花加工1.電火花加工的原理1-工件2-脈沖電源3-自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置4-工具5-工作液6-過濾器7-工作液泵8-被蝕除的材料工具和工件與電源的兩極相接，均浸在有一定絕緣度的流體介質(zhì)（通常用煤油或礦物油）中。

脈沖電壓加到兩極之間，在工具電極向工件電極運(yùn)動(dòng)中，將極間最近點(diǎn)的液體介質(zhì)擊穿，形成火花放電。由于放電通道截面積很小，通道中的瞬時(shí)高溫使材料熔化和氣化。單個(gè)脈沖能使工件表面形成微小凹坑，而無數(shù)個(gè)脈沖的積累將工件上的高點(diǎn)逐漸熔蝕。隨著工具電極不斷地向工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工具電極的形狀便被復(fù)制在工件上。

加工過程中所產(chǎn)生的金屬微粒，則被流動(dòng)的工作液流帶走。

同時(shí)，總能量的一小部分也釋放到工具電極上形成一定的工具損耗。

電火花加工應(yīng)用在穿孔加工、型腔加工、線切割加工、電火花磨削與鏜磨加工、電火花展成加工、表面強(qiáng)化、非金屬電火花加工或用于打印標(biāo)記、刻字、跑合齒輪嚙合件、取出折斷在零件中的絲錐或鉆頭等方面。2、電火花加工的應(yīng)用穿孔加工常指貫通的等截面或變截面的二維型孔（圓孔、方孔、多邊孔、異形孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔、微孔等加工的電火花加工。

a)圓孔b)方槽c)異形孔d)彎孔電火花型腔加工一般指三維型腔和型面加工，如擠壓模、壓鑄模、塑料模及膠木模等型腔的加工及整體式葉輪、葉片等曲面零件的加工。型腔多為盲孔加工，且形狀復(fù)雜，致使工作液難以循環(huán)，排出蝕除渣困難，因此比穿孔加工困難。為了改善加工條件，有時(shí)在工具電極中間開有沖油孔，以便冷卻和排出加工產(chǎn)物

電火花線切割加工電火花線切割加工簡稱“線切割”，它是通過線狀工具電極按規(guī)定的軌跡與工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割出所需工件的。

1-儲(chǔ)絲筒2-工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-導(dǎo)輪4-電極絲5-工件6-脈沖電源電火花磨削和鏜削加工。

磨削各種工件，如小孔、深孔、內(nèi)圓、外圓、平面等磨削和成型磨削。Dk6825數(shù)控旋轉(zhuǎn)電火花機(jī)床加工范圍電子束加工（簡稱EBM）和離子束加工（簡稱IBM）是近年來得到高速發(fā)展的新興特種加工。這兩種加工主要用于精細(xì)加工領(lǐng)域，尤其是微電子領(lǐng)域。4.4.2.2高能束加工1.電子束加工的原理

如圖8-7所示為電子束加工原理圖。2.電子束加工的特點(diǎn)

1）電子束加工屬于精細(xì)加工；2）加工范圍廣，加工質(zhì)量好；3）生產(chǎn)率高；4）加工過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。返回文檔圖8-7電子束加工原理圖1—電源及控制系統(tǒng)2—抽真空系統(tǒng)3—電子槍系統(tǒng)4—聚焦系統(tǒng)5—電子束6—工件

3.離子束加工原理和特點(diǎn)

離子束加工的物理基礎(chǔ)是，當(dāng)離子束打擊到材料表面上，會(huì)產(chǎn)生所謂撞擊效應(yīng)、濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)，從而達(dá)到不同的加工目的。離子束加工裝置中的主要系統(tǒng)是離子源，如圖8-8是其中一種，稱為考夫曼型離子源。4.離子束加工應(yīng)用

1）刻蝕加工；2）鍍膜加工；3）離子注入加工。

返回文檔圖8-8考夫曼型離子源

1—真空抽氣口2—燈絲3—惰性氣體注入口4—電磁線圈5—離子束流6—工件7—陰極8—引出電極9—陽極10—電離室4.4.2.3、化學(xué)加工

化學(xué)加工使利用化學(xué)溶液與金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬腐蝕溶解，改變工件形狀、尺寸的加工方法。用于去除材料表層，以減重；有選擇地加工較淺或較深的空腔及凹槽；對(duì)板材、片材、成形零件及擠壓成形零件進(jìn)行錐孔加工。

4.4.2.4電化學(xué)加工電解加工（簡稱ECM）是電化學(xué)加工中的主要加工方法，已成功應(yīng)用于國防、航空航天、汽車、拖拉機(jī)等領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)。1.電解加工的原理

電解加工是利用金屬在電解液中的電化學(xué)陽極溶解原理將工件加工成形的，如圖8-3所示為加工示意圖。電解加工的成形原理如圖8-4所示。電解加工的基本設(shè)備包括直流設(shè)備、電解加工機(jī)床和電解液系統(tǒng)三個(gè)部分。

返回文檔圖8-3電解加工示意圖

1—直流電源2—工具陰極3—工件陽極4—電解液泵5—電解液

返回文檔a)b)

圖8-4電解加工成形原理

2.電解加工的特點(diǎn)和應(yīng)用

1）加工范圍廣，可加工高硬度、高強(qiáng)度和高韌性的各類導(dǎo)電材料，可加工汽輪機(jī)葉片、葉輪等復(fù)雜型面；2）生產(chǎn)率高；3）能以簡單的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一次完成復(fù)雜型腔表面的加工，不產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力，也無飛邊、毛刺等；

4）可獲得較好的表面粗糙度，加工精度不高；5）加工過程中，工具陰極在理論上不會(huì)損耗，可長期使用。

4.4.2.5超聲波加工超聲加工也稱超聲波加工（簡稱USM），超聲加工不僅能加工金屬導(dǎo)電材料，而且更適宜加工玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體鍺和硅片等不導(dǎo)電的非金屬脆硬材料，還可以用于清洗和探傷等。1.超聲加工的原理和特點(diǎn)

超聲波特點(diǎn)：1）超聲波能傳遞很大的能量；2）當(dāng)超聲波在液態(tài)介質(zhì)中傳播時(shí)，在介質(zhì)中連續(xù)形成壓縮和稀疏區(qū)域，產(chǎn)生壓力正負(fù)交變的液壓沖擊和空化現(xiàn)象；3）超聲波通過不同介質(zhì)時(shí)，在界面上發(fā)生波速突變，產(chǎn)生波的反射和折射；4）超聲波在一定條件下，會(huì)產(chǎn)生波的干涉和共振現(xiàn)象。超聲加工的基本原理見圖8-5所示。超聲加工是磨粒在超聲振動(dòng)作用下的機(jī)械撞擊和拋磨作用以及空化作用的綜合結(jié)果。超聲加工設(shè)備為超聲加工機(jī)床，它由超聲發(fā)生器、超聲振動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床本體（由工作頭、加壓機(jī)構(gòu)和工作進(jìn)給機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)等組成）、工作液及循環(huán)系統(tǒng)和換能器冷卻系統(tǒng)等主要部件組成。2.超聲加工的特點(diǎn)和應(yīng)用

1）適宜加工各種硬脆材料，特別是非金屬材料；2）能以簡單的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工復(fù)雜的表面；3）由于切削力很小，因而其工件的殘余應(yīng)力和加工變形很小，表面質(zhì)量好，表面粗糙度可達(dá)Ra1～0.1μm，加工精度可達(dá)0.01～0.02mm?？梢约庸の⒓?xì)結(jié)構(gòu)，如薄型、窄縫和低剛度零件。

返回文檔圖8-5超聲加工原理圖1—工具2—工件3—磨料懸浮4、5—變幅桿6—換能器7—超聲波發(fā)生器加工方法可加工材料工具損耗率/%

最低/平均材料去除率

mm3/min

最低/平均尺寸精度mm

最低/平均表面粗糙度

Raμm

最低/平均主要適用范圍電火花成型任何導(dǎo)電金屬材料，如硬質(zhì)合金鋼、耐熱鋼、不銹鈦合金等

0.1/1030/30000.03/0.00310/0.04從數(shù)微米的孔、槽到數(shù)米的超大型模具、工件等，如各種類型的孔、各種類型的模具電火花線切割較?。裳a(bǔ)償）20/2000.02/0.0025/0.32切割各種二維及三維直紋面組成的模具及零件，也常用于鉬、鎢、半導(dǎo)體材料或貴重金屬切削電解加工不損耗100/100000.1/0.011.25/0.16從微小零件到超大型工件、模具的加工，如型孔、型腔、拋光、去毛刺等電解磨削

1/501/1000.02/0.0011.25/0.04硬質(zhì)合金鋼等難加工材料的磨削，如硬質(zhì)合金刀具、量具等4.4.2.6各種特種加工方法的綜合比較加工方法加工材料工具損耗率/%

最低/平均材料去除率

mm3/min

最低/平均尺寸精度mm

最低/平均表面粗糙度

Raμm

最低/平均主要適用范圍超聲加工任何脆性材料0.1/101/500.03/0.0050.63/0.16加工脆硬材料，如玻璃、石英、寶石、金剛石、硅等，可加工型孔、型腔、小孔等激光束加工任何材料不損耗（三種加工，沒有成型用的工具）瞬時(shí)去除率很高，受功率限制，平均去除率不高

0.01/0.00110/1.25精密加工小孔、窄縫及成型切割、蝕刻，如金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承電子束加工在各種難加工材料上打微小孔、切縫、蝕刻、焊接等，常用于制造大、中規(guī)模集成電路微電子器件離子束加工很低/0.01μm/0.01對(duì)零件表面進(jìn)行超精密、超微量加工、拋光、刻蝕、摻雜、鍍覆等4.4.2.7

復(fù)合加工

同時(shí)用二種除傳統(tǒng)加工和特種加工方法，使之相輔相成，以及在加工部位上結(jié)合或二種以上類型加工法以去除工件材料的特種加工，及多種加工組合之優(yōu)點(diǎn)。采用復(fù)合方法加工可以提高加工質(zhì)量、生產(chǎn)率。提高加工質(zhì)量提高生產(chǎn)率擴(kuò)大加工范圍復(fù)合加工的分類特種加工＋特種加工特種加工＋傳統(tǒng)加工傳統(tǒng)加工＋特種加工加工方法作用形式復(fù)合切削加工切削復(fù)合電解加工切蝕超聲復(fù)合加工熔化、切蝕電解復(fù)合加工離子轉(zhuǎn)移、熔化、切削電化學(xué)腐蝕加工熔化、氣化、腐蝕電化學(xué)電弧加工熔化、氣化、腐蝕采用超硬材料的刀具，通過極大地提高切削速度和進(jìn)給速度，來提高材料切除率、加工精度和加工表面質(zhì)量的現(xiàn)代加工技術(shù)。以切削速度和進(jìn)給速度界定：切削速度和進(jìn)給速度為普通切削的5-10倍。以主軸轉(zhuǎn)速界定：主軸轉(zhuǎn)速≥10000r/min。4.4.3高速加工技術(shù)加工效率高，材料去除率是常規(guī)的3-5倍刀具切削狀況好，切削力小，主軸軸承、刀具和工件受力均小。切削速度高，吃刀量很小，剪切變形區(qū)窄，變形系數(shù)ξ減小，切削力降低大概30%-90%刀具和工件受熱影響小。切削產(chǎn)生的熱量大部分被高速流出的切屑所帶走，故工件和刀具熱變形小，有效地提高了加工精度刀具壽命長（高速切削刀具）。刀具受力小，受熱影響小，破損的機(jī)率很小，磨損慢高速加工的特點(diǎn)工件表面質(zhì)量好。軸向和徑向切深小，工件粗糙度小;切削度高，機(jī)床激振頻率遠(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，系統(tǒng)振動(dòng)很小，表面質(zhì)量好橫向切削力很小，有利于加工細(xì)筋和薄壁，壁厚甚至可<1mm高速切削刀具熱硬性好，且切削熱大部分被切屑帶走，可進(jìn)行高速干切削，實(shí)現(xiàn)綠色加工可完成高硬度材料和硬度高達(dá)HRC40-62淬硬鋼的加工，Ra0.4，加工效率是EDM的3-6倍高速加工的特點(diǎn)航空航天汽車工業(yè)模具制造其它高速加工的應(yīng)用1.超精密切削精密加工：加工精度為0.1~1um，表面粗糙度為0.02~0.1um。3、增強(qiáng)互換性、促進(jìn)自動(dòng)化裝配應(yīng)用。提高加工精度的好處：1、提高產(chǎn)品的性能與質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性；2、促進(jìn)產(chǎn)品的小型化；4.4.4超精密加工技術(shù)精密切削機(jī)理：采用微量切削方法，對(duì)普通切削影響不顯著的因素將成為影響精密切削的主要因素。過渡切削：切削時(shí)，刀具的切削刃與工件表面存在的關(guān)系。彈性滑動(dòng)——塑性滑動(dòng)——切削——塑性滑動(dòng)——彈性滑動(dòng)

零件的最終工序的最小切入深度應(yīng)小于或等于零件的加工精度。2.精密和超精密磨削研磨

磨削是一種常用的半精加工和精加工方法，砂輪是磨削的主要工具。特點(diǎn)：1)、可加工一般結(jié)構(gòu)材料：鑄鐵、碳鋼、合金鋼；難以切削高硬度材料：淬火鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等。2)、精度高、表面粗糙度小：IT5及以上，Ra為1.25~0.01um3)、徑向作用力大且作用在工藝系統(tǒng)剛性較差的方向上。4)、磨削的溫度高，磨削產(chǎn)生的切削熱多：80%~90%傳入工件。故應(yīng)大量采用切削液來降低磨削溫度。5)、砂輪有自銳作用：磨粒破碎，形成新的菱角。6)、磨削加工的工藝范圍廣：外圓面、內(nèi)圓面、平面等。7)、磨削在切削加工中的應(yīng)用比例增大：發(fā)達(dá)國家占到30%~40%。

精密磨削加工：細(xì)粒度的磨?；蛭⒎?、高精度小表面粗糙度值。是利用微小的多刃刀具去除細(xì)微切屑的一種加工方法。一般指砂輪磨削和砂帶磨削。分類：研磨、超精加工、珩磨、拋光等等。固結(jié)磨料加工：固結(jié)磨具：磨料微粉結(jié)合劑通過燒結(jié)形成砂輪、砂條涂覆磨具：通過涂覆在紙、布或復(fù)合材料基底上。涂覆方法有重力落砂法、涂覆法、靜電植入法。游離磨料加工（見本課件第48頁）在精密和超精密磨削中，磨料大多使用超硬磨料：立方氮化硼。磨粒的粒度影響加工的表面粗糙度值，粒度號(hào)數(shù)越大，加工表面的粗糙度值越小。精密砂輪磨削：粒度60~80、精度1~0.1um、Ra為0.2~0.25um。超精密砂輪磨削：粒度W40~W5、精度0.1um、Ra為0.025~0.008um。進(jìn)給＋－圖7ELID磨削原理電源金剛石砂輪（鐵纖維結(jié)合劑）冷卻液冷卻液電刷◆

ELID（ElectrolyticIn-ProcessDressing）使用ELID磨削，冷卻液為一種特殊電解液。通電后，砂輪結(jié)合劑發(fā)生氧化，氧化層阻止電解進(jìn)一步進(jìn)行。在切削力作用下，氧化層脫落，露出了新的鋒利磨粒。由于電解修銳連續(xù)進(jìn)行，砂輪在整個(gè)磨削過程保持同一鋒利狀態(tài)。砂帶：帶基材料為聚碳酸脂薄膜，其上植有細(xì)微砂粒。砂帶在一定工作壓力下與工件接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行磨削或拋光。有開式（圖8）和閉式兩種形式，可磨削平面、內(nèi)外圓表面、曲面等（圖9）。接觸輪硬磁盤—裝在主軸真空吸盤上圖8砂帶磨削示意圖V砂帶砂帶輪卷帶輪F-徑向進(jìn)給f-徑向振動(dòng)◆

精密與超精密砂帶磨削加工原理

用細(xì)粒度的磨具對(duì)工件施加一定壓力，并作往復(fù)振動(dòng)和慢速縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)微量磨削的一種光整加工方法。磨具與工件之間的運(yùn)動(dòng)如下：

1)工件作低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),ν工＝3～20m/min;

2)油石磨具作往復(fù)振動(dòng),每分鐘振動(dòng)300～1200次,振幅為3～5mm；

3、超精密特種加工3)磨具作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng),進(jìn)給量f縱為0.1～0.15mm/r。

特點(diǎn)與應(yīng)用

超精加工能加工鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金、陶瓷、玻璃、硅和鍺等各種金屬與非金屬,可以加工外圓、平面、內(nèi)孔和各種曲面。尤其適用加工內(nèi)燃機(jī)曲軸、凸輪軸、活塞、活塞銷等的光整加工。

超精加工可在普通車床、外圓磨床上進(jìn)行，對(duì)于批量較大的生產(chǎn)則宜在專用機(jī)床上進(jìn)行。工作時(shí)應(yīng)充分地加潤滑油，以便形成油膜和清洗極細(xì)地磨屑。超精加工后地工件表面粗糙度Ra值約在0.1~0.006μm之間。將計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維實(shí)體模型進(jìn)行分層切片得到各層截面的輪廓，計(jì)算機(jī)據(jù)此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇性地切割一層又一層的片狀材料（或固化一層層的液態(tài)光敏樹脂，燒結(jié)一層層的粉末材料，或噴射一層層的熱熔材料或粘合劑等方法）形成一系列具有一個(gè)微小厚度的片狀實(shí)體，再采用粘接、聚合、熔結(jié)、焊接或化學(xué)反應(yīng)等手段使其逐層堆積成一體制造出所設(shè)計(jì)的三維模型或樣件。4.4.5快速原型制造技術(shù)1.快速原型制造原理RP技術(shù)的基本原理圖三維CAD模型分層切片各層截面的輪廓激光器（或噴嘴）按各層截面輪廓切割、固化或燒結(jié)微小厚度的片狀實(shí)體逐層堆積三維模型或樣件2.主要的快速原型制造方法(1)激光快速原型制造法用激光束掃描各層材料，生成零件的各層切片形狀，并連接各切片形成所需要的零件。

(2)原型焊接快速制造法完全使用焊接材料來堆積形成復(fù)雜的三維模型。

(3)噴涂原型快速制造法該法用計(jì)算機(jī)控制噴嘴在XY平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過噴嘴中噴出的液體或微粒，來形成零件的各層切片形狀，制造出三維零件。3.加工工藝快速成形技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，其工藝已經(jīng)逐步完善，發(fā)展了許多成熟的加工工藝及成形系統(tǒng)。主要有立體印刷、分層實(shí)體制造、形狀沉積制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成形、三維打印制造等。裝配工作的重要性在于機(jī)械設(shè)備(產(chǎn)品)的質(zhì)量如工作性能、使用效果和使用壽命等，最終是由它來保證的；同時(shí)通過它也是對(duì)機(jī)械設(shè)備(產(chǎn)品)和零件加工質(zhì)量的一次總檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和加工中存在的問題從而不斷加以改進(jìn)。另外，裝配工作占有較多的勞動(dòng)量，因此它對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)放益也有較大影響。4.5機(jī)器裝配4.5.1概述任何機(jī)器都是由若干零件和部件所組成的。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求，將零件結(jié)合成組件和部件，并進(jìn)一步將零件、組件和部件組合成機(jī)器的過程稱為裝配。將零件與零件的組合過程稱為組裝，其成品為組件；將零件與組件的組合過程稱為部裝．其成品為部件；而將零件、組件和各部件的組合過程稱為總裝，其成品為機(jī)器或產(chǎn)品。清洗連接平衡校正、調(diào)整與配作驗(yàn)收、試驗(yàn)、油漆和包裝1.裝配的概念2.

機(jī)器裝配的內(nèi)容3.裝配的組織形式（一）固定式裝配產(chǎn)品或部件的全部裝配工作都安排在一個(gè)固定的工作地點(diǎn)進(jìn)行的裝配組織形式。1）.集中固定式裝配產(chǎn)品的全部裝配工作由一組工人在一個(gè)工作地點(diǎn)集中完成。

特點(diǎn)：（1）占用的場地、工人數(shù)量少（2）對(duì)工人技術(shù)要求全面（3）產(chǎn)品效率低單件小批裝配較簡單的產(chǎn)品。

應(yīng)用：2）.分散固定式裝配產(chǎn)品的全部裝配過程分解為部件裝配和總裝配，分別在多個(gè)工作地點(diǎn)進(jìn)行。特點(diǎn)：(1)與集中固定式裝配相反。(2)對(duì)工人技術(shù)要求低，易于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。較大批量裝配較復(fù)雜的產(chǎn)品。如機(jī)床的裝配。應(yīng)用：3）.產(chǎn)品固定式流水裝配將固定式裝配分成若干個(gè)獨(dú)立的裝配工序，分別由幾組工人負(fù)責(zé)，各組工人按工藝順序依次到各裝配地點(diǎn)對(duì)固定不動(dòng)的產(chǎn)品進(jìn)行本組所擔(dān)負(fù)的裝配工作。特點(diǎn)：（1）工人專業(yè)化程度高、效率高、質(zhì)量好、周期短。（2）占用場地、工人多，管理難度大。適合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸龐大的產(chǎn)品批量生產(chǎn)。如飛機(jī)的裝配。應(yīng)用：（二）移動(dòng)式裝配移動(dòng)式裝配是負(fù)責(zé)各裝配工序的工人和工作地固定不變，而所要裝配的產(chǎn)品不斷的依次通過每個(gè)工作地，在每個(gè)工作地完成一個(gè)或幾個(gè)工序，在最后一個(gè)工作地裝配成產(chǎn)品。1）.自由移動(dòng)式裝配在裝配過程中由人工或機(jī)械運(yùn)輸裝置將產(chǎn)品傳遞至各工作地，從而完成有關(guān)的裝配工序。2）.強(qiáng)制移動(dòng)式裝配在裝配過程中，由傳送帶或傳遞鏈連續(xù)或間歇地將產(chǎn)品從一個(gè)工作地移向下一個(gè)工作地，在各工作地進(jìn)行不同的裝配工序，最后完成全部裝配工作。特點(diǎn)：（1）投入費(fèi)用：強(qiáng)制大于自由（2）勞動(dòng)強(qiáng)度：強(qiáng)制大于自由主要是生產(chǎn)批量上不一樣。較小批量生產(chǎn)采用自由移動(dòng)式裝配；較大批量生產(chǎn)采用強(qiáng)制移動(dòng)式裝配。應(yīng)用：（3）裝配效率：強(qiáng)制大于自由裝配尺寸鏈與工藝尺寸鏈有所不同。

工藝尺寸鏈中所有尺寸都分布在同一個(gè)零件上，主要解決零件加工精度問題；而裝配尺寸鏈中每一個(gè)尺寸都分布在不同零件上，每個(gè)零件的尺寸是一個(gè)組成環(huán)，有時(shí)兩個(gè)零件之間的間隙等也構(gòu)成組成環(huán)，裝配尺寸鏈主要解決裝配精度問題。裝配尺寸鏈和工藝尺寸鏈都是尺寸鏈，有共同的形式、計(jì)算方法和解題類型。小提示：裝配尺寸鏈與工藝尺寸鏈的區(qū)別4.5.2裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈的種類及建立步驟裝配尺寸鏈的分類：

直線尺寸鏈：由長度尺寸組成，且各環(huán)尺寸相互平行的裝配尺寸鏈。角度尺寸鏈：由角度、平行度、垂直度等組成的裝配尺寸鏈。平面尺寸鏈：由成角度關(guān)系布置的長度尺寸構(gòu)成的裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈的極值法計(jì)算所應(yīng)用的公式與工藝尺寸鏈的計(jì)算公式相同?！跋嘁莱叽绻罘ā钡挠?jì)算步驟如下：

裝配尺寸鏈的計(jì)算方法

極值法1．分析建立裝配尺寸鏈2．確定組成環(huán)的公差3．確定組成環(huán)的偏差極值法的優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，但是由于它是根據(jù)極大極小的極端情況來推導(dǎo)封閉環(huán)與組成環(huán)的關(guān)系式，所以在封閉環(huán)為既定值的情況下，計(jì)算所得的組成環(huán)公差過于嚴(yán)格。因此，在大批大量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度要求較高，組成環(huán)又較多時(shí)，用概率法來計(jì)算尺寸鏈?zhǔn)潜容^合理的，這樣可以擴(kuò)大零件的制造公差，從而降低制造成本。概率法1．各環(huán)公差計(jì)算2．各環(huán)平均尺寸的計(jì)算互換法完全互換法裝配時(shí)各配合零件可不經(jīng)挑選、修配及調(diào)整，即可達(dá)到規(guī)定的裝配精度的裝配方法。其裝配尺寸鏈采用極值法解算。4.5.3、保證裝配精度的工藝方法部分互換法：又稱為不完全互換法、大數(shù)互換法。絕大多數(shù)產(chǎn)品裝配時(shí)各組成環(huán)可不需挑選、修配及調(diào)整，裝配后即能達(dá)到裝配精度的要求，但可能會(huì)有少數(shù)產(chǎn)品成為不能達(dá)到裝配精度而需要采取修配措施甚至可能成為廢品。采用概率法解算其裝配尺寸鏈。

選配法直接選配法裝配時(shí)，由工人直接從許多待裝配的零件中選擇合適的零件進(jìn)行裝配。

分組選配法當(dāng)封閉環(huán)精度要求很高時(shí)，先使零件按經(jīng)濟(jì)加工精度進(jìn)行加工，然后再按實(shí)際測量的尺寸將零件分為若干組，裝配時(shí)選擇對(duì)應(yīng)組內(nèi)零件進(jìn)行裝配。復(fù)合選配法分組選配法和直接選配法的復(fù)合形式。

修配法將尺寸鏈中各組成環(huán)均按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，在裝配時(shí)去除某一預(yù)先確定好的組成環(huán)上的材料，改變其尺寸，從而保證裝配精度。被修配的零件稱為修配環(huán)，又稱為補(bǔ)償環(huán)。采用修配法時(shí)，解算裝配尺寸的方法采用極值法。分為單件修配法、合并加工修配法和自身加工修配法。

調(diào)整法在裝配時(shí)通過改變產(chǎn)品中可調(diào)零件的位置或更換尺寸合適的可調(diào)零件來保證裝配精度的方法。與修配法的實(shí)質(zhì)相同。

分為可動(dòng)調(diào)整法、固定調(diào)整法和誤差抵消法三種。

1.自動(dòng)裝配機(jī)

配合部分機(jī)械化的流水線和輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)了局部自動(dòng)化裝配和全自動(dòng)化裝配，在自動(dòng)化裝配機(jī)上必須裝備相應(yīng)的帶工具和夾具的夾持裝置，以保證所組裝的零件相互位置的必要精度，實(shí)現(xiàn)單元組裝和鉗工操作的可能性，如裝上－取下、擰出－擰入、壓緊－松開、壓入、鉚接、磨光及其他必要的動(dòng)作。自動(dòng)裝配機(jī)因工件輸送方式不同可分為回轉(zhuǎn)型和直進(jìn)型兩類，根據(jù)工序繁簡不同，又可分為單工位、多工位結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)型自動(dòng)裝配機(jī)常用于裝配零件數(shù)量少、外形尺寸小、裝配節(jié)拍短或裝配作業(yè)要求高的裝配場合。至于基準(zhǔn)零件尺寸較大、裝配工位較多，尤其是裝配過程中檢測工序多或手工裝配和自動(dòng)裝配混合操作的多工序裝配，則以選擇直進(jìn)型自動(dòng)裝配機(jī)為宜。4.5.4自動(dòng)化裝配2.裝配機(jī)器人圖4-34裝配機(jī)器人結(jié)構(gòu)類型

a)水平多關(guān)節(jié)型b)圓坐標(biāo)型c)直角坐標(biāo)型d)垂直多關(guān)節(jié)型金屬切削機(jī)床是用切削加工的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的一種工藝裝備，人們習(xí)慣上稱為機(jī)床。機(jī)床是機(jī)械制造系統(tǒng)中最重要的組成部分，它為加工過程提供刀具與工件之間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提供加工過程中所需的動(dòng)力。4.6.1機(jī)械制造裝備及系統(tǒng)4.6.1.1加工裝備1.機(jī)床的加工范圍2.機(jī)床的運(yùn)動(dòng)在機(jī)床上，為了要獲得所需要的工件表面形狀，必須使工具和工件按上述四種方法之一完成一定的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為表面成形運(yùn)動(dòng)。兩種方案：a.工件動(dòng)，刀具轉(zhuǎn)（銑）；b.刀具走，工件轉(zhuǎn)（車）。一、表面成形運(yùn)動(dòng)：是保證得到工件的表面形狀的運(yùn)動(dòng)（P13）二、輔助運(yùn)動(dòng)（一）各種空行程運(yùn)動(dòng)：快速運(yùn)動(dòng)和調(diào)位運(yùn)動(dòng)（二）切入運(yùn)動(dòng)：獲得所需的尺寸（三）

分度運(yùn)動(dòng)：獲得所需的角度（四）操縱及控制運(yùn)動(dòng)：控制執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)三、主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：產(chǎn)生切削的運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：維持切削的運(yùn)動(dòng)他們可以是簡單的成形運(yùn)動(dòng)，也可以是復(fù)合的成形運(yùn)動(dòng)3.機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)床傳動(dòng)中，每個(gè)運(yùn)動(dòng)均有三個(gè)基本部分：執(zhí)行件、動(dòng)力源和傳動(dòng)裝置。動(dòng)力源→傳動(dòng)裝置→執(zhí)行件→傳動(dòng)裝置→執(zhí)行件，構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系。執(zhí)行件是指執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的部件，如主軸、刀架以及工作臺(tái)等；動(dòng)力源是提供動(dòng)力的裝置，如普通機(jī)床常用的三相異步交流電動(dòng)機(jī)；傳動(dòng)裝置是傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置，它把動(dòng)力源的動(dòng)力傳遞給執(zhí)行件或把一個(gè)執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)傳遞給另一個(gè)執(zhí)行件。傳動(dòng)裝置通常還包括改變傳動(dòng)比、改變運(yùn)動(dòng)方向和改變運(yùn)動(dòng)形式(從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改為直線運(yùn)動(dòng))的機(jī)構(gòu)。在機(jī)床上，為得到所需運(yùn)動(dòng)，需要通過一系列的傳動(dòng)裝置把執(zhí)行件和動(dòng)力源，或者執(zhí)行件和執(zhí)行件連接起來，構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系。構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件，稱為傳動(dòng)鏈。4.機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)各類機(jī)床通常由下列基本部分組成：①動(dòng)力源，為機(jī)床提供動(dòng)力(功率)和運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部分，如電動(dòng)機(jī)、液壓泵等；②傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和其他運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)；③支撐件，用于安裝和支撐其他固定的或運(yùn)動(dòng)的部件，承受其重力和切削力；④工作部件，即主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)最終實(shí)現(xiàn)切削加工的有關(guān)執(zhí)行部件，如主軸等；⑤控制系統(tǒng)，用來控制各工作部件的正常工作，主要是電氣控制系統(tǒng)等；⑥冷卻系統(tǒng)，包括切削液、切削液箱及其供給裝置；⑦潤滑系統(tǒng)，包括潤滑劑及其潤滑方式；⑧其他裝置，如排屑裝置、自動(dòng)測量裝置等。車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床刨插床拉床特種加工機(jī)床鋸床其它機(jī)床按通用程度分：通用、專門化、專用機(jī)床按加工精度分：普通、精密、高精度機(jī)床按自動(dòng)化程度：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床按機(jī)床質(zhì)量分：儀表、中型、大型、重型機(jī)床、超重型根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15375-94，按加工性質(zhì)和所用刀具的不同，機(jī)床可分為12大類：此外，機(jī)床還可以按主要工作器官的數(shù)目進(jìn)行分類，如：單刀機(jī)床、多刀機(jī)床、單軸機(jī)床、多軸機(jī)床等。目前，機(jī)床正在向數(shù)控化方向發(fā)展，而且其功能也在不斷增加。

5、機(jī)床的分類1.刀具能從工件上切除多余材料或切斷材料的帶刃工具稱為刀具。工件的成形是通過刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，因此高效的機(jī)床必須同先進(jìn)的刀具相配合才能充分發(fā)揮作用。切削加工技術(shù)的發(fā)展，與刀具材料的改進(jìn)以及刀具結(jié)構(gòu)和參數(shù)的合理設(shè)計(jì)有著密切聯(lián)系。刀具類型很多，每一種機(jī)床都有其代表性的一類刀具，如車刀、鉆頭、鏜刀、砂輪、銑刀、拉刀、螺紋加工刀具、齒輪加工刀具等。刀具種類雖然繁多，但大體上可分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具兩大類。標(biāo)準(zhǔn)刀具是按國家或部門制定的有關(guān)“標(biāo)準(zhǔn)”或“規(guī)范”制造的刀具，由專業(yè)化的工具廠集中大批量生產(chǎn)，占所用刀具的絕大部分。非標(biāo)準(zhǔn)刀具是根據(jù)工件與具體加工的特殊要求設(shè)計(jì)制造的，也可將標(biāo)準(zhǔn)刀具加以改制而實(shí)現(xiàn)。過去我國的非標(biāo)準(zhǔn)刀具主要由用戶廠自行生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展，非標(biāo)準(zhǔn)刀具也應(yīng)由專業(yè)廠根據(jù)用戶要求提供，以利于提高質(zhì)量，降低成本。4.6.1.2工藝裝備2.夾具

夾具是機(jī)床上用以裝夾工件或引導(dǎo)刀具的裝置。夾具對(duì)貫徹工藝規(guī)程、保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率有著