机械制造基础全套教案.ppt
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1、机械制造机械制造基础基础1精选课程介绍及要求课程介绍及要求一、课程内容和目的一、课程内容和目的二、特点二、特点三、重要性三、重要性四、学习要求四、学习要求五、参考书五、参考书2精选参考书参考书n金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具n互换性与测量技术(公差)互换性与测量技术(公差)n金属切削机床金属切削机床n机械制造工艺学机械制造工艺学n机床夹具设计机床夹具设计3精选第第一一章章 绪论绪论机械制造业的作用与现状机械制造业的作用与现状4精选第第二二章章 机械零件加工表面的形成机械零件加工表面的形成5精选机器的组成:机器的组成:合件合件1组件组件1合件合件2部件部件1组件组件2组件组件3部件部件3合
2、件合件3机机器器部件部件2零件6精选汽车的组成:汽车的组成:汽车汽车变速箱部件变速箱部件转向器部件转向器部件发动机部件发动机部件驱动桥部件驱动桥部件车架车架车厢车厢驾驶室驾驶室曲轴组件曲轴组件连杆活塞组件连杆活塞组件凸轮轴组件凸轮轴组件发动机缸体发动机缸体发动机缸盖发动机缸盖飞轮飞轮机油泵组件机油泵组件连杆合件连杆合件活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆体连杆体连杆盖连杆盖铜套铜套7精选机器的组成:机器的组成:合件1组件1合件2部件1组件2组件3部件3合件3机机器器部件2零件零件8精选机械零件的表面:机械零件的表面:例:例:如如轴轴圆柱面圆柱面平面平面如如箱体箱体孔(圆柱面)孔(圆柱面)平面平
3、面如如齿轮齿轮平面平面圆柱面圆柱面渐开线表面渐开线表面9精选机械零件的表面:机械零件的表面:机械零件的表面机械零件的表面非加工表面非加工表面加工表面加工表面(重要的工作表面)(重要的工作表面)有一定的精度要求和粗糙度要求有一定的精度要求和粗糙度要求通过机械加工保证通过机械加工保证10精选第一节第一节机械零件加工表面机械零件加工表面的形成过程的形成过程 11精选一、工件的加工表面及其形成方法一、工件的加工表面及其形成方法1.机械零件常用的表面形状零件的零件的常用表面常用表面平面平面圆柱面圆柱面特殊表面特殊表面成型表面成型表面圆锥面圆锥面12精选图图2-1机器零件上常用的各种典型表面机器零件上常用
4、的各种典型表面13精选2.2.工件表面的形成工件表面的形成 工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。并且我们把这两条线叫着母线和导线,统称发生线。14精选例、工件表面的形成例、工件表面的形成图图2-2组成工件轮廓的几何表面组成工件轮廓的几何表面导线导线导线导线母线导线母线母线母线母线母线母线导线导线导线15精选3.3.发生线的形成发生线的形成1)1)成型法成型法利用成形刀具来形成发生利用成形刀具来形成发生线,对工件进行加工的方法。线,对工件进行加工的方法。16精选图图2-3形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动17精选3.3.发生线的形成发生线的形成2)2)轨迹法轨迹法靠刀尖
5、的运动轨迹来形成靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。所需要表面形状的方法。18精选图图2-3形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动19精选3.3.发生线的形成发生线的形成3)3)相切法相切法由圆周刀具上的多个切削由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。点来共同形成所需工件表面形状的方法。20精选图图2-3形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动21精选3.3.发生线的形成发生线的形成4)4)展成法展成法利用工件和刀具作展成切削利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。运动来形成工件表面的方法。22精选图图2-3形成发生线所需的运动形成发生线所需的运动23精选
6、4.4.表面成型运动表面成型运动 例:车削外圆柱面的成形运动车削外圆柱面的成形运动24精选4.4.表面成型运动表面成型运动 例:常见典型表面成形运动常见典型表面成形运动25精选二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素1.1.切削加工中的工件表面切削加工中的工件表面 26精选二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量切削运动切削运动主运动主运动进给运动进给运动27精选2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1)(1)主运动:主运动:由机床或人力提供的主要运由机床或人力提供的主要运动,能使刀具从工件上切除金属层使之动,能使刀具从工件上切除金属
7、层使之变为切屑。变为切屑。例如:例如:车削时,车床主轴带动工件作的旋转运动;车削时,车床主轴带动工件作的旋转运动;铣削时,铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。铣削时,铣床主轴带动铣刀作的旋转运动。28精选2.2.切削运动与切削用量切削运动与切削用量(1)(1)主运动是一个矢量主运动是一个矢量主运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主主运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。运动方向。29精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层30精选(1)(1)主运动主运动主运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向:是指切削刃选定点相对于
8、工件的瞬时主运动方向。时主运动方向。主运动速度:也就是切削速度,是指切削刃选定主运动速度:也就是切削速度,是指切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度,用点相对于工件主运动的瞬时速度,用v vc c表示,表示,单位:单位:m/minm/min(或或m/sm/s)。)。31精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层32精选(1)(1)主运动主运动主运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的瞬主运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的瞬时主运动方向。时主运动方向。主运动速度:也就是切削速度,是指切削刃选定主运动速度:也就是切削速度,是指切削刃选定点相对于工件
9、的主运动的瞬时速度,用点相对于工件的主运动的瞬时速度,用v vc c表示,表示,单位:单位:m/minm/min(或或m/sm/s)。)。外圆车削时,切削速度的计算公式为外圆车削时,切削速度的计算公式为:33精选(2)(2)进给运动进给运动 进给运动:进给运动:由机床或人力提供的附加运动,由机床或人力提供的附加运动,它能使把工件切削层不断地投入切削过程。它能使把工件切削层不断地投入切削过程。34精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层35精选(2)(2)进给运动进给运动进给运动方向:进给运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的是指切削刃选定点相对
10、于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。36精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层37精选(2)(2)进给运动进给运动进给运动方向:进给运动方向:是指切削刃选定点相对于工件的是指切削刃选定点相对于工件的瞬时进给运动方向。瞬时进给运动方向。进给运动速度:进给运动速度:指切削刃选定点相对于工件进给指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度,用运动的瞬时速度,用vf表示,单位常取为表示,单位常取为(mm/s)或或(mm/min)38精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层39精选进给运动速度进给
11、运动速度例:外圆车削时,例:外圆车削时,进给运动速度常常用进给量进给运动速度常常用进给量f来表述,来表述,单位:单位:mm/rmm/r 刨削时,刨削时,进给运动速度用每一行程多少毫米来表述,进给运动速度用每一行程多少毫米来表述,单位为单位为mm/strmm/str。铣削时,铣削时,进给运动速度常用每齿进给量进给运动速度常用每齿进给量f来表述,来表述,单位:单位:mm/zmm/z 进给速度进给速度v vf f、进给量进给量f f、每齿进给量每齿进给量f fz z 和刀具齿数和刀具齿数Z Z之间的关系如下:之间的关系如下:v vf=f=nfnf=nzfnzfz z 40精选(3)(3)刀具的工作平
12、面刀具的工作平面 切削过程中刀具的工作平面是指切削过程中刀具的工作平面是指:通过切削刃选定点并同时包含主运动通过切削刃选定点并同时包含主运动方向和进给运动方向的平面方向和进给运动方向的平面,工作平,工作平面的符号为面的符号为PfePfe41精选(4)(4)吃刀量吃刀量 吃刀量是指吃刀量是指过切削刃的两个端点,过切削刃的两个端点,且垂直于所选定的测量方向的且垂直于所选定的测量方向的两平两平面间的距离面间的距离。42精选(4)(4)吃刀量吃刀量 确定吃刀量有三点要注意:确定吃刀量有三点要注意:1 1)确定切削刃的两个端点;)确定切削刃的两个端点;2 2)确定测量的方向;)确定测量的方向;3 3)确
13、定两界限平面。)确定两界限平面。43精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层44精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层45精选(4)(4)吃刀量吃刀量 在一般切削加工中,常用的吃刀在一般切削加工中,常用的吃刀量有背吃刀量量有背吃刀量a aspsp(或或a ap p)和侧吃刀量和侧吃刀量a asese(或或a ae e)两个,其单位为两个,其单位为mm mm。例:车削例:车削 背吃刀量背吃刀量a aspsp;铣削铣削 背吃刀量背吃刀量a aspsp、侧吃刀量侧吃刀量a asese46精选(5)(
14、5)背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。例:外圆车削例:外圆车削47精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层48精选(5)(5)背吃刀量背吃刀量背吃刀量是指背吃刀量是指过切削刃选定点在垂直过切削刃选定点在垂直于工作平面方向上测量的吃刀量。于工作平面方向上测量的吃刀量。例:外圆车削例:外圆车削49精选切削用量三要素切削用量三要素 背吃刀量背吃刀量a aspsp、进给量进给量f f 切削速度切削速度v vc c50精选(6)(6)合成切削运动合成
15、切削运动 切削过程中,由主运动和进给运动合成切削过程中,由主运动和进给运动合成的运动称为合成切削运动。的运动称为合成切削运动。合成切削运动方向:合成切削运动方向:就是切削刃选定点相就是切削刃选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向;对于工件的瞬时合成切削运动的方向;合成切削速度合成切削速度v ve e:就是切削刃选定点相对就是切削刃选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度于工件的合成切削运动的瞬时速度。51精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层52精选二、切削运动与切削要素二、切削运动与切削要素3.3.切削层参数切削层参数切削层:切削层:切削
16、过程中,由刀具的一个切削过程中,由刀具的一个单一动作单一动作所切除的工件材料层。所切除的工件材料层。切削层尺寸平面:切削层尺寸平面:通过通过切削刃基点切削刃基点并垂直于该并垂直于该点主运动方向的平面。点主运动方向的平面。切削刃基点:切削刃基点:切削刃等分中点。切削刃等分中点。例例:平平行行四四边边形形BCDF即即为为切切削削层层尺尺寸寸平平面面,它它截切削层于截切削层于BCDE四边形。四边形。53精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层54精选3.3.切削层参数切削层参数(1)切削层公称横截面积)切削层公称横截面积AD(切削面积):切削面积):
17、切切削削面面积积是是指指在在给给定定瞬瞬间间,切切削削层层在在切切削削层层尺寸平面里的实际横截面积,单位:尺寸平面里的实际横截面积,单位:mm2。55精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层56精选3.3.切削层参数切削层参数(1)切削层公称横截面积)切削层公称横截面积AD(切削面积):切削面积):切切削削面面积积是是指指在在给给定定瞬瞬间间,切切削削层层在在切切削削层层尺寸平面里的实际横截面积,单位:尺寸平面里的实际横截面积,单位:mm2。AD=aspf57精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切
18、削层58精选3.3.切削层参数切削层参数(2)切削层公称宽度)切削层公称宽度bD(切削宽度):切削宽度):切切削削宽宽度度是是指指在在给给定定瞬瞬间间,在在切切削削层层尺尺寸寸平平面面中中测测量量的的作作用用主主切切削削刃刃截截形形上上两两个个极极点点间间的距离,单位:的距离,单位:mm。例例:如如图图2-6所所示示,平平面面cBCDF即即为为切切削削层层尺尺寸寸平平面面,BC段段为为作作用用的的主主切切削削刃刃,BC两两点点间间的的距距离离bD即即为为切切削削层层公公称称宽宽度度,实实际际横横截截面面积积BCDE就是切削面积。就是切削面积。59精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切
19、削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层60精选3.3.切削层参数切削层参数(3)切削层公称厚度)切削层公称厚度hD(切削厚度):切削厚度):切切削削厚厚度度是是指指在在同同一一瞬瞬间间的的切切削削层层横横截截面面积积与与其其公公称称切切削削层层宽宽度度之之比比,单单位位:mm。即即61精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层62精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层63精选3.3.切削层参数切削层参数(4)切削层的工艺参数切削层的工艺参数64精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切
20、削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层65精选图图2-6外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层66精选4.4.材料切除率材料切除率材料切除率材料切除率Q:在特定瞬间,单位时间所切在特定瞬间,单位时间所切除的材料体积。除的材料体积。单位:单位:mm3/s。Q=1000vcAD=1000vchDbD=1000vcaspf67精选第二节第二节金属切削机床金属切削机床基本知识基本知识 68精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(1)工艺范围 是指机床适应不同加工要求的是指机床适应不同加工要求的能力。能力。69精选一、对金
21、属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(1)工艺范围1)通用机床2)专用机床70精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(2)加工精度 机床的加工精度是指该机床加机床的加工精度是指该机床加工零件表面的实际几何参数与理想工零件表面的实际几何参数与理想几何参数的符合程度,如:零件加几何参数的符合程度,如:零件加工表面的尺寸、形状、位置及粗糙工表面的尺寸、形状、位置及粗糙度。度。71精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(3)生产效率及自动化程度 生产效率即是单位时间内机床生产效率即是单位时间内
22、机床所能加工的工件数量。所能加工的工件数量。72精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(3)生产效率及自动化程度 全自动全自动 半自动半自动 普通机床普通机床 73精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求1.机床的性能方面(4)人机适应性人机适应性 人机适应性的基本要求是可靠、人机适应性的基本要求是可靠、安全和舒适。安全和舒适。74精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2.机床的经济性方面机床的经济性包括两方面:机床的经济性包括两方面:机床制造厂的经济效益机床制造厂的经济效益 机床使用厂的经济效益机床使用厂的经济
23、效益75精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2.机床的经济性方面 产品定义、外观设计、产品定义、外观设计、结构设计、工艺设计、结构设计、工艺设计、成本核算、质保措施、成本核算、质保措施、运输安装、合理使用、运输安装、合理使用、维修折旧,报废回收。维修折旧,报废回收。76精选一、对金属切削机床的基本要求一、对金属切削机床的基本要求2.机床的经济性方面 机床品种系列化、零部件通机床品种系列化、零部件通用化和标准化是生产和使用机用化和标准化是生产和使用机床的一项重要的技术经济措施。床的一项重要的技术经济措施。77精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(1)按机床的加
24、工性能分类车床车床C钻床钻床Z铣床铣床X镗床镗床T磨床磨床M齿轮加工机床齿轮加工机床Y拉床拉床L螺纹加工机床螺纹加工机床S锯床锯床G刨插床刨插床B其他机床其他机床Q78精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(2)按机床的通用性分类1)通用机床)通用机床2)专门化机床)专门化机床3)专用机床)专用机床79精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(3)按机床的自动化程度分类1)手动机床)手动机床2)机动机床)机动机床3)半自动机床)半自动机床4)全自动机床)全自动机床80精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(4)按机床的工作精度分类1)普通精度机床)普通精度机床2)精
25、密机床)精密机床3)高精度机床)高精度机床81精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(5)按机床的主要工作部件数目精度分类1)单刀机床)单刀机床2)多刀机床)多刀机床3)单轴机床)单轴机床4)多轴机床)多轴机床82精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(6)按机床的重量和尺寸分类1)仪表机床)仪表机床2)中型机床)中型机床3)大型机床)大型机床4)重型机床)重型机床5)超大型机床)超大型机床83精选二、金属切削机床的分类二、金属切削机床的分类(7)按加工过程的控制方式分类1)普通机床)普通机床2)数控机床)数控机床3)加工中心)加工中心4)柔性制造单元)柔性制造单元84精选
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