機械制造技術教案

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第1章緒論

1.1機械制造工程學科的發(fā)展

教學目的和要求

1.了解機械制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀；

2.了解本課程的性質(zhì)與研究對象；

3.了解本課程的主要內(nèi)容與學習要求。

教學基本內(nèi)容：

1.制造技術的重要性；

2.機械制造科學的發(fā)展；

3.本課程的性質(zhì)；

4.本課程的研究對象；

5.本課程的主要內(nèi)容、學習要求與學習方法。

教學重點和難點：

機械制造技術的重要性與發(fā)展

授課方式、方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題：

1、試論述機械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位與作用？

2、簡述機械制造技術的定義與內(nèi)涵？

參考文獻:

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械產(chǎn)品逐級展開講授

課

堂機械制造技術是以制造一定質(zhì)量的產(chǎn)品為目標，研究如何以最少的消耗、最低的成

H本和最高的效率進行機械產(chǎn)品制造的綜合性技術。

設

、_L機械制造的發(fā)展過程是：從一種經(jīng)驗、技藝、方法逐步形成一門傳統(tǒng)工程科學

框科學技術研究包括基礎研究、應用研究、產(chǎn)品開發(fā)設計和制造技術開發(fā)四個階段。

機械技術亦是如此，機械科技成果要轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力也必須經(jīng)過上述幾個階段。機械制造

架技術是機械科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的關鍵環(huán)節(jié)。在美國上述的四個階段所投入的人力和

資金的比例為1：5：20：300?在未來的十幾年內(nèi)，機械制造技術的發(fā)展將會更加迅速。

計算機技術的發(fā)展，促使常規(guī)機械制造技術與精密檢測技術、數(shù)控技術等相互結(jié)合,

向著高精度、高柔性和自動化方向發(fā)展，使生產(chǎn)效率和質(zhì)量大大提高。

精密與超精密加工是機械制造技術發(fā)展的主要方向之一。一方面，對產(chǎn)品質(zhì)量要求

的提高，促使加工精度由微米級向亞微米和納米級發(fā)展。另一方面，超精密加工技術是

高利潤加工技術，掌握一項超精密加工技術，就能在可自行定價的高利潤暢銷品國內(nèi)外

市場上占據(jù)一席之地。精密與超精密加工技術已成為一個國家制造技術水平的重要標志

之一。

柔性化和自動化是機械制造技術發(fā)展的又一個方向。計算機技術在機床中的應

用，使計算機數(shù)控（CNC）機床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等在機械制造中的應

用比例迅猛增加。

講授：作用

（1）機械制造業(yè)是國家工業(yè)體系的重要基礎和國民經(jīng)濟的重要組成部分，是衡量一個

國家科技水平的重要標志之一；

(2)制造技術是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段；

(3)基礎機械、基礎零部件、基礎工藝的發(fā)展，其關鍵在于制造技術的發(fā)展；

(4)現(xiàn)代以制造技術為重點的工業(yè)革命，就是第三次工業(yè)革命；

本課程的學習方法

金屬切削理論和機械制造工藝知識具有很強的實踐性。因此，希望學習本書時必須

重視實踐環(huán)節(jié)，即通過實驗、實習、設計及工廠調(diào)研來更好地體會、加深理解。本書給

出的僅是基本概念與理論，真正的掌握與應用必須在不斷的實踐一理論一實踐的循環(huán)中

善于總結(jié)，才能達到自由王國的境界。

鞏固總結(jié)：

機械制造技術是以制造一定質(zhì)量的產(chǎn)品為目標，研究如何以最少的消耗、最低的成

本和最高的效率進行機械產(chǎn)品制造的綜合性技術。

機械制造的發(fā)展過程是：從一種經(jīng)驗、技藝、方法逐步形成一門傳統(tǒng)工程科學

性質(zhì)：是機械類各專業(yè)的主干專業(yè)技術基礎課程。

研究對象：金屬切削原理、金屬切削機床與刀具、機床夾具設計原理以及機械產(chǎn)品

的制造工藝(包括零件加工和裝配兩方面)。

課程的主要內(nèi)容

1、金屬切削的基本原理和基本知識；2、金屬切削機床與刀具；3、工藝過程設計；

4、機床夾具設計原理；5、機械加工精度與加工質(zhì)量；

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第1章緒論

1.2機械制造廠的生產(chǎn)過程和工藝過程1.3生產(chǎn)類型

教學目的和要求

1.掌握生產(chǎn)過程和工藝過程；

2.深刻理解并掌握工藝過程的組成；

3.識記生產(chǎn)類型并了解不同生產(chǎn)類型的工藝特點。

教學基本內(nèi)容：

1.生產(chǎn)過程和工藝過程的定義；

2.工藝過程的五個組成及各個組成部分的定義；

3.生產(chǎn)綱領；

4.生產(chǎn)類型（單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)）；

5.不同生產(chǎn)類型的工藝特點。

教學重點和難點：

機械制造過程的基本組成

授課方式、方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題:

1、名詞解釋（生產(chǎn)過程、工藝過程、工序、工位、安裝、工步與走刀）？

2、簡述生產(chǎn)類型及不同生產(chǎn)類型的工藝特點？

參考文獻：

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械產(chǎn)品加工逐級展開講授

礦

藏戈

I熱加工工藝冷加工工藝

鑄造熱處理

毛切削加工

混鍛壓壞

原〔特種加工I§1]

一

材焊接

料零件

［熱處理］一件

|裝配調(diào)試機

—器

現(xiàn)代制造技術、信息技術

生產(chǎn)過程包括:

1)原材料的運輸、保管和準備;

課2)生產(chǎn)的準備工作；

堂3)毛坯的制造；

4)零件的機械加工與熱處理；

設5)零件裝配成機器；

計6)機器的質(zhì)量檢查及運行試驗;

7)機器的油漆、包裝和入庫。

框

鋼材L鍛造

架

鍛件|

一熱處J理——＞機|械加?工—＞部件裝配

鑄鐵

鑄鋼缸體發(fā)動機

鑄造

鋁錠曲軸變速器

輔助材料鑄件變速箱殼體轉(zhuǎn)向器

齒輪驅(qū)動橋

鐵粉

粉末冶金_

碳粉也任

協(xié)作件'電

粉末冶金件

器系統(tǒng)總裝配

輪胎

鋼板沖壓.鐘、焊接~裝配A油漆

圖汽車生產(chǎn)過程

講授:

表7-1單件小批生產(chǎn)的工藝過程

工序號工序內(nèi)容設備

1車一端面1鉆中心孔*;四個車床I

調(diào)頭，車另一端面，鉆中心孔

2車大外圓及倒角；調(diào)頭，車車床n

小外圓、切槽及倒角五個

3洗鍵槽、去毛刺一嚇銃床

圖7-1階梯軸表7-2大批大量生產(chǎn)的工藝過程

工序號工序內(nèi)容設備

1銃兩端面，鉆兩端中心孔*酰端面鉆中

兩個心孔機床

2車大外圓及倒角兩個車床I

3車小外圓、切槽及倒角三,車床n

4銃鍵槽一b專用銃床

5去毛刺鉗工臺

鞏固總結(jié)：

1）工序指一個（或一組）工人在一個工作地點（如一臺機床或一個

鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。

工序是組成工藝過程的基本單元，也是制定生產(chǎn)計劃、進行經(jīng)濟核算的基本單元。

工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。

2）安裝安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序。

3）工位工位是指在一次裝夾中，工件在機床上所占的每個位置上所完

成那一部分工序。

4）工步當加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所

完成的那部分工序，稱為工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元。

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第1章緒論

1.4基準1.5工件的裝夾與定位

教學目的和要求

L掌握基準定義與類型；

2.掌握工件的裝夾與定位的定義；

3.識記工件的不同定位方式及特點。

教學基本內(nèi)容：

1.設計基準和工藝基準的定義；

2.工藝基準的分類及不同類型的定義；

3.工件的裝夾與定位的定義；

4.工件的不同的裝夾方式。

教學重點和難點：

機械制造過程基準的定義、類型與作用

授課方式,方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題:

1、名詞解釋（基準、設計基準、工藝基準、定位基準、安裝基準、測量基準、裝配基準）

2、簡述工件的裝夾與定位的異同點？

參考文獻:

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械產(chǎn)品加工中所采用的基準逐級展開講授

在機械加工中，用來使工件在機床上或夾具中占有正確位置的點、線或面稱為定位

基準。如下圖所示齒輪，在切齒時，利用已精加工的孔和端面，將工件安裝在機床夾具

上，所以孔的軸線和端面是加工齒形的定位基準。作為定位基準的點、線、面可能是

工件上的某些面，也可能是看不見摸不著的中心線、對稱線、對稱面、球心等。應該指

出的是：工件上作為定位基準的點、線、面，通常是由具體的表面來體現(xiàn)的，這些具

課體表面稱為定位基準面。如圖所示齒輪孔的軸線實際上是由孔的表面來體現(xiàn)的。再例如，

堂用三爪自定心卡盤夾持工件外圓，體現(xiàn)以軸線為定位基準，外圓面為定位基準面。

設定位基準還可進一步分為：粗基準、精基準，另外還有附加基準。

計(1)粗基準和精基準?；嫖唇?jīng)機械加工的定位基準稱為粗基準，基面經(jīng)過機械

框加工的定位基準稱為精基準。通常機械加工工藝規(guī)程中第一道機械加工工序所采用的定

架位基準都是粗基準。

(2)附加基準。零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門設計的定位基準，稱為附加

準基。例如，軸類零件常用頂尖孔定位，頂尖孔就是專為回轉(zhuǎn)類加工工藝而設計的附

加基準。

在設計機器零件時，應盡量選用裝配基準作為設計基準；在編制零件的加工工藝

規(guī)程時，應盡量選用設計基準作為工序基準；在加工及測量工作時，應盡量選用工序基

準作為定位基準及測量基準；以消除由于基準不重合而引起的誤差。

講授：

用來確定生產(chǎn)對象幾何要素間幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準。

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第1章緒論

1.5工件的裝夾與定位

教學目的和要求

1.掌握六點定位原理；

2.掌握定位方式。

教學基本內(nèi)容：

1.自由度的定義

2.六點定位原理的定義；

3.完全定位與部分定位；

4.過定位與欠定位。

教學重點和難點：

六點定位原理、完全與部分定位、過與欠定位

授課方式、方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題:

1、名詞解釋

六點定位原理、完全定位、部分定位、過定位與欠定位

2、簡述不同定位方式所應用的場合？

參考文獻：

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械產(chǎn)品加工中所采用的定位方式逐級展開講授

任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度。工件定位的任務就是根

據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分

別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。

課

堂

設

計

框

架

講授：

完全定位與不完全定位

工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾

個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。

欠定位與過定位

按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確

定工件定位方案時，欠定位時絕對不允許的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支

撐點重復限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應盡量避免出現(xiàn)過定位。

消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：其一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復

限制的自由度；其二是提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精

度，以減少或消除過定位引起的干涉。

鞏固總結(jié):

部分定位

(1)工件在夾具中定位時，并非在任何情況下都必須限制六個自由度，究竟

哪幾個自由度需要限制，主要取決于工件的技術要求、結(jié)構(gòu)尺寸和加工方法等。

(2)一般地說，一個定位支承點只能限制工件一個自由度。因此，工件在

夾具中定位時，所用支承點數(shù)目，最多不應超過六個。同時，每個定位支承點所限制的

自由度，原則上不允許重復或互相矛盾。

(3)定位支承點限制工件自由度的作用，可以這樣去理解：即定位支承點與

工件的定位基準始終保持緊貼接觸。若二者一旦脫離，就表示定位支承點失去了限制工

件自由度的作用(也即失去了定位作用)。

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第1章緒論

1.5工件的裝夾與定位

教學目的和要求

1.掌握常用的定位元件；

2.掌握不同定位元件間的區(qū)別；

3.掌握不同定位元件所限制的自由度。

教學基本內(nèi)容：

1.支承釘；

2.支承板；

3.可調(diào)支承；

4.浮動支承；

5.輔助支承。

教學重點和難點：

不同類型的定位元件、定位元件間的區(qū)別及定位元件所限制的自由度

授課方式、方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題:

1、簡述不同類型定位元件所限制的自由度？

2、簡述不同定位元件之間的區(qū)別？

參考文獻:

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械產(chǎn)品加工中所采用的定位元件逐級展開講授

夾具的定位元件

定位情況1個支撐釘2個支撐釘

課

堂

限制的自由度x71?z??

設

定位情況1塊條形支撐板2塊條形支撐板ZT7

計

框〃，/^7^X

架’E3]"12D

限制的自由度"T2z7z?7

講授：

工件定位定位方式及所限制的工件定b

定位元件定位元件定位方式及所限制的自由度

國匐0自由度基準面

腳

錐銷遍

孔

半

圓

孔

支承板丁

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支承釘

圓_____J1D__

柱

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在討論工件定位的合理性問題時，主要應研究下面的三個問題:

(1)研究滿足工件加工面位置度要求所必須限制的自由度。

(2)從承受切削力、設置夾緊機構(gòu)以及提高生產(chǎn)率的角度分析在不完全定位中還

應限制哪些自由度。

(3)在定位方案中，是否有欠定位和過定位問題，能否允許過定位的存在。

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝基礎計劃學時2

授課章節(jié)：

第2章金屬切削過程

1.1金屬切削刀具基礎

教學目的和要求

1.掌握切削過程中存在的表面；

2.掌握切削三要素；

3.掌握切削層參數(shù)。

教學基本內(nèi)容：

1.主運動與進給運動；

2.加工中的三個表面；

3.切削速度、進給量和背吃刀量；

4.切削層三要素；

教學重點和難點：

不同類型加工方式中的運動形式、切削三要素與切削層三要素

授課方式,方法和手段：

啟發(fā)提問示教學

作業(yè)與思考題:

1、簡述不同加工方式中運動形式是什么？

2、簡述不同加工方式中切削三要素與切削層三要素的具體形式是什么？

參考文獻:

張福潤，機械制造技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2000

于俊一，機械制造技術基礎，北京：機械工業(yè)出版社，2007

引入新課：

由生活中的最常見的機械加工方式的具體形式逐級展開講授

切削加工過程是一個動態(tài)過程，在切削過程中，工件上通常存在著三個不斷

變化的切削表面。即:

待加工表面：工件上即將被切除的表面。

已加工表面：工件上已切去切削層而形成的新表面。

過渡表面（加工表面）：工件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工

表面之間。以車削外圓為例，如下圖。

課

堂

設

計

框

架

講授：

刀具與工件間的相對運動稱為切削運動（即表面成形運動）。按作用來分，切削運

動可分為主運動和進給運動。上圖給出了車刀進行普通外圓車削時的切削運動，圖中合

成運動的切削速度Ve,主運動速度V。和進給運動速度Vf之間的關系。

1、主運動Ve=Vc+Vf續(xù)的，也可以是間歇的。

3,合成運動與合成切削速度

當主運動和進給運動同時進行時，刀具切削刃上某一點相對于工件的運動稱為合成

切削運動，其大小和方向用合成速度向量人表示，見上圖。

（三）切削用量三要素

1、切削速度以

切削速度兀是刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動瞬時線速度。由于切削刃上

各點的切削速度可能是不同，計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。當主

運動為回轉(zhuǎn)運動時：

xdn

V.---------

1000

式中d一切削刃上選定點的回轉(zhuǎn)直徑，mm；

n一主運動的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。

2、進給速度vf、進給量f

進給速度vr一切削刃上選定點相對于工件的進給運動瞬時速度，mm/s或mm/min.。

進給量f一刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行

程的位移量來表述，mm/r或mm/行程。

鞏固總結(jié)：

教學反思:

鄭州華信學院教案

課程名稱機械制造工藝學計劃學時2

授課章節(jié)：

第2章金屬切削過程

L1金屬切削刀具基礎

教學目的和要求

L掌握刀具切削部分的構(gòu)造；

2.掌握刀具標注角度的參考系；

3.掌握刀具的標注角度。

教學基本內(nèi)容：

1.三面兩刃一尖；

2.正交坐標系；

3.法平面坐標系；

4.背平面和假定工作平面坐標系；

5.刀具的六個角度。

教學重點和難點：

刀