一、本课程的性质和内容机械制造技术课程是机械类专业的主干专业课和电机类专业的主干专业基础课。本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制造技术的发展前沿与发展趋势。二、机械制造技术的发展现状制造业为人类创造着辉煌的物质文明。制造业的先进与否是一个国家经济发展的重要标志，制造业的产值在多数国家的国民经济中占有重要的比重。全球性竞争和经济发展趋势将制造业产品生产、分销、成本、效率推向了一个新境界，也不断向制造业提出了新的挑战，无论是国内市场或国际市场，制造业都将面临复杂多变的外部环境。今天的制造业，已不能从“机械制造”的狭义角度来理解。只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，它们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是服装、鞋帽、食品，都可以归属于“制造业”。随着全球制造业之间的竞争日趋激烈，以及全球经济一体化，市场向企业提出了更高的要求，企业要赢得竞争，就要以市场为中心，以用户为中心，要求企业快速及时为用户提供高品质、低价格、具有个性化的产品。要以最短的产品开发时间（Time）、最优的产品质量（Quality）、最低的价格和成本（Cost）、最佳的服务（Service）（简称“TQCS”)，这样才能赢得用户和市场。三、先进制造技术及其发展方向与传统制造技术相比较，先进制造技术具有以下显著特征：（1）先进制造技术是涉及机械科学、信息科学、系统科学和管理科学的一门综合学科。（2）进制造技术的目的除了实现优质、高效、低成本外，敏捷制造、可持续发展也成为其追求的重要目标。（3）先进制造技术更加重视技术与管理的结合，重视制造过程的组织和管理体制的精简及合理化，从而产生了一系列技术与管理相结合的新的生产方式。先进制造技术的主要发展趋势：（1）制造技术向自动化、集成化和智能化的方向发展。CIM、精良生产、并行工程、敏捷制造等（2）制造技术向高精度方向发展。（3）特种加工（4）表面工程（5）综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。（绿色制造模式）四、学习本课程的目的和要求本课程主要介绍机械产品的生产过程及生产活动的组织、机械加工过程及其系统。包括金属切削过程的基本理论及其基本规律，机械加工和装配工艺规程的基本知识及其设计，机械加工精度及表面质量的概念及其控制方法，精密与超精密加工，现代制造技术的发展前沿与发展趋势。为了使学生既有较强的机械制造技术的知识基础，又有较强的工作适应能力，在以机械制造为主的基础上，扩充了计算机应用、数控以及其它制造业等内容，培养学生的宽口径适应能力，拓宽学生的视野。机械加工工艺系统零件表面的成形和机械加工运动一、零件表面的形成回转体表面：是以直线为母线作旋转运动所形成的表面。成型方法：车削、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、内外圆磨削等。形成发生线）相切法二、机械加工的运动1、表面成形运动从几何的角度来分析，为保证得到工件表面的形状所需的运动，称为成形运动。根据工件表面形状和成形方法的不同，成形运动有以下类型：（1）简单成形运动（2）复合成形运动从保证金属切削过程的实现和连续进行的角度看，成形运动可分为：（1）主运动：切除切屑所需的基本运动。3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。（2）进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多个。2、辅助运动（1）空行程运动（2）切入运动（3）分度运动（4）操纵及控制运动三、切削用量和切削层参数常见机床的切削运动1、切削过程中工件上的表面正在加工的工件表面，根据其所处的状态分为：（1）待加工表面：即将进入切削加工的表面。（2）已加工表面：已经加工完成的表面。（3）加工表面（过渡表面）：切削刀具正在进行切削加工的表面。2、切削用量切削用量三要素：（1）切削速度vc：切削速度是主运动的线速度(mm/min)（2）进给量：刀具相对工件沿进给方向移动的距离。1）进给速度vf（mm/min）2）进给量f（mm/r）3）每齿进给量fz（mm/z）（3）背吃刀量（切削深度）a工表面与待加工表面间的距离。刀具一、刀具的类型金属切削刀具是完成切削加工的重要工具，它直接参与切削过程，从工件上切除多余的金属层。根据用途和加工方法不同，刀具有如下几大类：（4）铣刀类（5）螺纹刀具（6）齿轮刀具（7）磨具类（8）组合刀具机械生产、自动线）特种加工刀具二、刀具的结构几何参数金属切削刀具包含刀柄和切削部分，刀柄是指刀具上的夹持部分，切削部分是刀具上直接参加切削工作的部分。各类金属切削刀具切削部分的形状和几何参数，都可由外圆车刀切削部分演变而来，因此，我们以外圆车刀为例研究金属切削刀具的几何参数。1、刀具切削部分的组成前刀面主切削刃主后面刀尖副后面副切削刃三、刀具材料1、刀具材料应具备的性能（1）高硬度高耐磨性；（2）足够的强度和韧性；（3）高耐热性；（4）导热性和耐热冲击性；（5）抗粘结性；（6）化学稳定性；（7）良好的工艺性、经济性。七个基本性能相互联系，又相互制约，应根据具体加工条件，抓主要性能，兼顾其它。2、几种常见的刀具材料常用刀具材料的种类及应用类型工艺应用手动工具高性能高速钢低速工具粉末冶金高速钢复杂刀具钨钴类(YG)末冶金烧结脆性金属通用类(YW)M通用钨钛钴(YT)P塑性金属陶瓷烧结连续切塑性材料立方氮化硼结晶精密加工金刚石结晶精密加工车削加工概述一、概述车削加工：外圆表面是轴类、盘类、套类零件的主要表面或辅助表面、外圆表面的加工方法很多，常用的机械切削方法有车削、磨削等。车削加工范围：在车床上利用工件旋转，刀具相对移动来加工工件的。车削的方法：车床一、车床的主要类型和组成金属切削机床的分类：按加工性质和加工刀具共分12类：按照机床通用性（万能程度）：（1）通用机床（万能机床）；（2）专门化机床（专能机床）；（3）专用机床。二、CA6140型普通卧式车床三、车刀（P88表4.3，P89图4.12、4.13）车刀是完成车削加工所必需的工具。它直接参与从工件上切除余量的车削加工过程。车刀的性能取决于刀具的材料、结构和几乎参数。车刀分类：按用途分：外圆车刀、端面车刀、切断刀、螺纹车刀等。按刀具材料分：高速钢车刀、硬质合金车刀、陶瓷车刀、金刚石车刀等。按结构分：整体式、焊接式、机夹式、可转位式车刀等。1、整体式高速钢车刀2、硬质合金焊接式车刀4、成形车刀车削夹具1、车削夹具的组成车削夹具的基本组成包括夹具体、定位元件、加紧装置、辅助装置几部分。2、典型车削夹具（1）角铁式夹具 （2）定心加紧夹具 （3）组合夹具 （4）自动车削夹具 四爪卡盘 三爪卡盘 铣削加工概述铣削加工范围：平面、直槽、成形面、T形槽、燕尾槽、三 维内外形状等。 一、铣削加工的应用与特点 铣刀的旋转为主运动，铣刀或工件沿坐标方向的直线运动或回转 运动是进给运动。 铣削工艺特点：（1）加工生产率较高； （2）断续切削； （4）同一个被加工表面可以采用不同的铣削方式； （5）刀齿散热条件较好； （6）切削过程不平稳； （7）铣削加工精度IT9~8，Ra6.3~1.6μm， 高速铣精度IT7~6，Ra1.6~0.4μm。 生产率较高——使用旋转的多齿刀具加工工件，同时有数个刀齿 参加切削。 容易引起机床振动——每个刀齿的切削过程是断续的，且每个刀 齿的切削厚度变化，切削力相应发生变化。 要求：在结构上要求有较高的刚度和抗振性。 二、铣削要素 1、铣削切削层（铣削用量）：相邻的两个刀齿，两个过渡表面。 （1）背吃刀量ap：平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。 （2）侧吃刀量ae：垂直于铣刀轴线 min）铣刀主运动的线速度： 式中，do ——铣刀直径，单位：mm； ——铣刀转速，单位：r/min。（4）进给运动速度与进给量：铣刀与工件在进给方向上的相对位移量。 a）每齿进给量af：铣刀每转过一个刀齿，工件与铣刀沿进 给方向的相对位移量。 b）每转进给量f（mm/r）铣刀每转一转时，工件与铣刀沿 进给方向上的相对位移。 c）进给运动速度vf（mm/min）单位时间内工件与铣刀沿 进给方向的相对位移。 Vf 2、切削层要素铣刀相邻2个刀齿在工件上形成的加工表面之间的一层金属层称为切削层， 切削层剖面的形状和尺寸对铣削过程有很大的影响。 （1）切削厚度ac：是指相邻两个刀齿所形成的加工面间的垂直距离。 铣削时，切削厚度是随时变化的。 （2）切削宽度aw：为主切削刃参加工作时的长度，直齿圆柱 铣刀的切削宽度与铣削吃刀量ap相等。 而螺旋齿圆柱铣刀的切削宽度是变化的。随着刀齿切人切出工 件，切削宽度逐渐增大，然后又逐渐减小，因而铣削过程较为平稳。 （3）切削层横截面积A cav 铣刀同时有几个刀齿参加切削，切削总面积等于各个刀齿的 切削面积之和。 铣削时，铣削厚度是变化的，而螺旋齿圆柱铣刀的切削宽度 也是变化的，并且铣刀的同时工作齿数也在变化，所以铣削总面积 是变化的。 三、铣削方式 （1）周铣法（用圆柱铣刀加工平面） a）逆铣：铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相反。 b）顺铣：铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。 铣削方式： 切削运动切削方向与进给方向相反 切削方向与进给方向相同 切削厚度 由0最大 由最大0 刀具磨损 初期有滑擦，磨损快 刀齿易切入，寿命长 作用力 垂直分力使工件上抬，不 利于夹紧工件； 水平分力与进给反向，消 除了丝杠间隙，进给平稳 垂直分力使工件下压，有 利于夹紧工件； 水平分力与进给同向，由 于丝杠间隙，工作台会前 表面质量表面粗糙 表面光洁 使用情况 常用 无间隙进给机床采用 特点: 圆周铣削——铣刀刀杆细长，刚性很差；铣刀直径小；铣切宽度 较窄（取决于铣刀宽度）端铣生产率高于周铣。 大批、大量生产中加工平面一般都采用端铣。 （2）端铣法（用面铣刀加工平面） a）对称铣削 b）不对称逆铣 c）不对称顺铣 （1）端铣法刀杆刚性好，可大用量切削，效率较周铣高； （2）端铣时有多个切削刃同时切削，切削平稳性好，周铣只有一 个到两个齿切削，切削平稳性较差，加工质量比端铣低一个等级； （3）端铣刀齿有修光过渡刃和副刀刃，加工质量较好； （4）端铣到结构简单，可镶嵌硬质合金刀片，周铣刀结构复杂； （5）端铣适应性较差，一般用于加工大平面，周铣适应性较好， 可以加工平面、各种沟槽等。 面铣刀的铣削方式 四、铣削力 铣削力：铣削时每个工作刀齿都受到切削力，铣削合力应是各刀齿 所受切削力相加。 在铣刀圆周切线方向上的分力，消耗功率最多，是主切削力。 （2）背向力Fp 在铣刀半径方向上的分力，一般不消耗功率，但 会使刀杆弯曲变形。 （3）轴向力Fa 在铣刀轴线方向上的分力。 圆周铣削时，工件所受的切削力 可按铣床工作台运动方向来分解。 a）纵向分力Ff 与纵向工作台运动方向一致的分力。它作用在铣 床纵向进给机构上。 b）横向分力Fe 与横向工作台运动方向一致的分力。 c）垂直分力Fv 与铣床垂直进给方向一致的分力。 铣床 一、普通铣床 1、卧式升降台铣床 2、立式升降台铣床 3、圆台铣床 4、龙门铣床 一、铣刀的类型及应用（1）加工平面的铣刀 （2）加工沟槽的铣刀 （3）其他类型的铣刀 二、尖齿铣刀的主要结构尺寸（P109，表5.1） 铣削夹具 一、铣削夹具的组成及应用 铣削夹具是在铣削加工中确定工件在机床上与刀具之 间相对正确位置的专用工艺装备。与其它夹具类相同， 铣削夹具的组成也有夹具体、定位元件和加紧元件几个 部分。除此之外，由于铣削加工方法的特殊性，铣削夹 具中还需要对刀引导元件和导向定位元件。