1、2021-5-31 機械制造工程學機械制造工程學 名詞解釋（5個） 每題3分，共15分 簡述題（5個） 每題10分，共50分 計算題（2個） 尺寸鏈20分 統計分析15分 2021-5-32 緒論 什么是機械？ 機械是一類產品 機械是利用其幾何形狀實現性能功能的產品 機械的中心問題是幾何形狀和位置的問題（當然還必須有材料的保證） 什么是機械制造？ 制造機械產品 用機械的方法制造產品 機械制造的關鍵是獲得幾何形狀和位置 2021-5-33 緒論 機械制造的研究對象和方法 機械制造需要的知識 工藝，手藝？ 機械制造限制的條件 不同的生產模式 機械制造追求的目標 有無、好壞？ 機械制造采用的方法 2

2、021-5-34 緒論 課程性質地位作用 專業、基礎、連接 課程要求和教學目標 為學生建立完整的制造工程概念。 幫助學生掌握制造自動化技術的基本規律。 使學生對機械加工的原理和常用方法有較深刻的領會。 讓學生學會使用“T、Q、C、S、E”的觀點和手段去 分析和解決制造過程中存在的各種問題和矛盾。 2021-5-35 緒論 課程的主要內容 以制造過程為主線 以“T、Q、C、S、E”為目的 解決制造過程的自動化問題 T(Time)時間，效率 Q(Quality)質量 C(Cost)成本 S(Service)服務 E(Environment) 環保 2021-5-36 緒論 第一章 機械制造過程概論

3、（8學時） 第二章 機械加工的成型運動及其實現（10學時） 第三章 加工表面的形成及其質量（15學時） 第四章 工藝過程與加工精度（10學時） 第五章 生產率與經濟性（5學時） 第六章 機械加工工藝規程編制的若干問題（6學時） 第七章 裝配工藝的基本概念（4學時） 第八章 先進制造技術（2學時） 2021-5-37 第一章 機械制造過程 本章的內容： 1 1 生產過程和機械加工工藝過程生產過程和機械加工工藝過程 2 2 生產綱領和生產類型生產綱領和生產類型 3 生產自動化 4 4 加工質量和加工誤差加工質量和加工誤差 2021-5-38 第一章 機械制造過程 一生產過程和制造過程 生產過程生產

4、過程 從確定生產需求之后，到得到產品的過程。包括產品開發過程、產品制造過程和產從確定生產需求之后，到得到產品的過程。包括產品開發過程、產品制造過程和產 品銷售過程。在現在，生產過程擴充到服務。品銷售過程。在現在，生產過程擴充到服務。 制造過程制造過程 直接把原材料和毛坯轉換為成品的過程。包括毛坯制造、機械加工工藝、裝配、熱直接把原材料和毛坯轉換為成品的過程。包括毛坯制造、機械加工工藝、裝配、熱 及表面處理、檢驗過程。及表面處理、檢驗過程。 1-1生產過程和機械加工工藝過程 2021-5-39 第一章 機械制造過程 制造過程的“三流” 能量流 物質流 信息流 產品 制造過程 2021-5-310

5、 第一章 機械制造過程 二機械加工工藝過程 機械加工工藝過程機械加工工藝過程 用切削加工的方法，直接改變工件幾何形狀及表面機械物理性能的過程。用切削加工的方法，直接改變工件幾何形狀及表面機械物理性能的過程。 簡稱簡稱“工藝過程工藝過程”。 工序工序 一個一個（或同時加工的一組）工件，在（或同時加工的一組）工件，在一個一個工作地，由工作地，由一個一個（或相互協作的（或相互協作的 多個）工人所多個）工人所連續連續完成的工藝過程。完成的工藝過程。 工序的劃分工序的劃分 三三“一一”，一，一“連續連續”。 2021-5-311 第一章 機械制造過程 工序的組成工序的組成 工步工步 走刀走刀 工位工位

6、安裝安裝 工步、走刀、工位和安裝之間的關系 一次安裝可以有多個工位、工步和多次走刀； 一個工位可以有多個工步和多次走刀，但一般在一次 安裝下完成； 一個工步只能在一次安裝和一個工位下完成，但可多 次走刀。 2021-5-312 第一章 機械制造過程 工序劃分的作用和優點 規范工藝 保證質量 工藝過程所要解決的兩個基本問題 工序內容 工序排序 2021-5-313 第一章 機械制造過程 三機械加工工藝規程 什么是工藝規程？什么是工藝規程？ 工藝過程的書面表達形式工藝過程的書面表達形式 工藝過程的文字記錄工藝過程的文字記錄 用法律文件形式規定下來的工藝過程用法律文件形式規定下來的工藝過程 可以有多

7、個工藝過程，但只能有一個工藝規程可以有多個工藝過程，但只能有一個工藝規程 工藝規程的形式工藝規程的形式 工藝路線工藝路線 工序卡工序卡 工序檢驗卡工序檢驗卡 機床調整卡機床調整卡 2021-5-314 第一章 機械制造過程 工序卡片的格式和內容工序卡片的格式和內容 標題區 工序圖 設 備 區 內容區 標題區 被加工工件的工件名、號，工序 名、號，所屬產品/部件名、號， 企業名、號，毛坯形式、材料和 熱處理狀態等 內容區 按每一個工步用表格形式記錄： 工步加工內容，使用刀、輔、 量具，切削用量，機動時間 等。 工序圖區 加工位置、加工表面、加工尺寸和 精度要求、定位和夾緊位置 設備區 機床、夾具

8、、輔具料、冷卻液、工 時定額等 2021-5-315 第一章 機械制造過程 工序卡片的例子 2021-5-316 第一章 機械制造過程 一制造過程的不同形式 螺栓生產的例子 金工實習的方法： 1. 下料 2. 平端面，車螺紋外徑，挑螺 紋 3. 銑六方 專業工廠的方法 切斷，墩六方，搓螺紋 1-2生產綱領和生產類型 2021-5-317 第一章 機械制造過程 二生產綱領 什么是生產綱領？什么是生產綱領？ 包括包括備品率備品率和和廢品率廢品率在內的在內的計劃計劃年年產量產量（或季產量、（或季產量、 月產量）。月產量）。 生產綱領的種類生產綱領的種類 產品的生產綱領產品的生產綱領Q Q 零件的生產

9、綱領零件的生產綱領N N 式中：n為一臺產品中的同一種零件數 為備品率 為廢品率 QnN)1)(1 ( 2021-5-318 第一章 機械制造過程 三生產類型 生產類型的分類生產類型的分類 單件生產單件生產 批量生產批量生產 小批生產小批生產 中批生產中批生產 大批生產大批生產 大量生產大量生產 生產類型與生產綱領的關系生產類型與生產綱領的關系 生產類型 零件生產綱領（件/年） 重型中型輕型 單件3103005005000 2021-5-319 第一章 機械制造過程 二二不同生產類型的特點（一）不同生產類型的特點（一） 單件成批大量 設計特點 配對制造部分互換完全互換 毛坯制造 方法 木模手工

10、造型 自由鍛造 部分金屬模手工造 型，部分模鍛 金屬模機器造 型，模鍛等高 生產率制坯 加工余量大中小 工藝規程 簡單，只有工 藝工藝路線 有詳細的工序卡詳細的工序 、檢驗和調整 卡 2021-5-320 第一章 機械制造過程 二二不同生產類型的特點（二）不同生產類型的特點（二） 單件成批大量 設備通用設備， NC機床，加 工中心 通用+專用設備， NC機床，加工中心， FMS 專用流水線， 自動線，單機 自動設備 工裝通用刀、夾、 量、輔具 專用夾具，組合夾 具，通用+專用刀、 量、輔具 專通用刀、夾、 量、輔具 工藝精度 保證 試切法加工， 劃線加工 尺寸自動達到法加 工，工裝保證 尺寸自

11、動達到 法及高精度反 饋調整加工 2021-5-321 第一章 機械制造過程 二二不同生產類型的特點（三）不同生產類型的特點（三） 單件成批大量 工人技術 要求 技術條件要求 高，熟練 技術和熟練程 度一般，高的 NC工人 操作工人低技術、 高熟練要求，高技 術維護保障人員 制造柔性大中等小 投資小，可重用 中等，部分重 用 大、專用 單件成本大中小 2021-5-322 第一章 機械制造過程 1-3 生產自動化 為什么要生產自動化 批量法則 隨著生產批量的增大，產品的單件成本降低 需求 歷史的有無問題 現在的個性化問題 技術的發展 制造技術的發展 材料技術的發展 計算機技術的發展 2021-

12、5-323 第一章 機械制造過程 生產自動化的含義 加工成型自動化 物料輸送自動化 系統控制自動化 自動化的目的 滿足企業的最大利潤？ 滿足工人的勞動要求？ 以“TQCSE”為目標，滿足需求（市場？計劃？） 2021-5-324 第一章 機械制造過程 生產自動化的方法（一） 生產設備自動化單機自動化 先進的加工設備 新穎的加工方法 適合的加工材料 解決成型自動化問題 2021-5-325 第一章 機械制造過程 生產自動化的方法（二） 生產過程自動化物流自動化 剛性自動線 機器人 自動物料小車 解決傳輸自動化問題 2021-5-326 第一章 機械制造過程 生產自動化的方法（三） 生產信息自動化

13、系統自動化 信息集成 FMS 無人化工廠 網絡制造 解決管理與控制自動化問題 2021-5-327 第一章 機械制造過程 從制造工程學的角度，解決生產自動化中的問題 效率問題(Time) 質量問題(Quality) 成本問題(Cost) 服務問題(Service) 環境問題(Environment) 2021-5-328 第一章 機械制造過程 4 加工質量和加工誤差 質量 產品質量的組成 加工質量 裝配質量 加工質量材料質量 零件質量 產品質量 2021-5-329 第一章 機械制造過程 產品質量 值顧客滿意的程度 性能/功能的實際值與理論的符合程度 質量由缺陷度量，缺陷少表示質量好 加工質量

14、 與加工活動有關的質量問題 幾何形狀、位置實際值與理論值的符合程度 加工中產生的不確定性（集中程度） 2021-5-330 第一章 機械制造過程 加工質量 加工精度（宏觀質量） 表面質量（微觀質量） 加工精度與加工誤差 加工精度零件尺寸、位置、形狀的實際值與理論值的符合程度 加工誤差零件尺寸、位置、形狀的實際值與理論值的差異程度 2021-5-331 第一章 機械制造過程 加工誤差的分類（一） 按誤差的形態分： 尺寸誤差、位置誤差和形狀誤差 按誤差的規律分： 系統誤差和隨機誤差 按誤差原因出現的階段分：按誤差原因出現的階段分： 加工前固有的因素引起的誤差加工前固有的因素引起的誤差 加工中產生的

15、因素引起的誤差加工中產生的因素引起的誤差 加工后出現的因素引起的誤差加工后出現的因素引起的誤差 2021-5-332 第一章 機械制造過程 加工誤差的分類（二）九大誤差因素 1. 原理（理論）原理（理論） 2. 機床、夾具和刀具機床、夾具和刀具 的制造，機床、夾的制造，機床、夾 具的磨損具的磨損 3. 調整（對刀）調整（對刀） 4. 安裝安裝 5. 切削加工中的力切削加工中的力 6. 切削加工中的熱切削加工中的熱 7. 刀具磨損刀具磨損 8. 殘余應力變形殘余應力變形 9. 測量測量 2021-5-333 第一章 機械制造過程 殘余應力變形產生的誤差 2021-5-334 第一章 機械制造過程

16、 測量誤差引起的加工誤差 假設量具的測量誤差為t。 對于單個零件的測量，希望值為H0，測量值為H。加工誤差T=？ 對于一批零件的測量，測量的最大值為Hmax，測量的最小值為 Hmin。加工誤差T=？ 2021-5-335 第一章 機械制造過程 加工誤差分析 誤差合成 JRdfHYB 222 HYP H T 2021-5-336 第一章 機械制造過程 加工誤差分析誤差統 計 1. 分布曲線法 分布曲線的特征量： 平均值 中值 極大值 分布范圍 分布范圍 極大值 平均值 中值 2021-5-337 第一章 機械制造過程 分布曲線的比較 頻數 某一給定測量值范圍內的 記數（測量值個數） 頻率 某一給

17、定測量值范圍內的 測量值個數相對總測量個數 的百分比 頻度（密度）單位測量值范圍內的測量 值個數相對總測量個數的百 分比 2021-5-338 第一章 機械制造過程 不同分布曲線形態 雙峰平頂偏態 2021-5-339 第一章 機械制造過程 2.正態分布法 分布密度Y與隨機變量X的關系： 式中：均值 所有測量值的算數平均 方差 所有測量值的均方根平均 2 2 2 )( 2 1 XX eY N i i X N X 1 1 X N i i XX N 1 2 )( 1 2021-5-340 第一章 機械制造過程 正態分布與加工質量（一）正態分布與加工質量（一） 下公差線LSL上公差線USL 公差中值

18、 偏心距 平均值 公差T X X1X2 下超差廢 品率 上超差廢 品率 2021-5-341 第一章 機械制造過程 正態分布與加工質量（二）正態分布與加工質量（二） 合格率合格率Q=Q=測量值落在公差帶中的概率測量值落在公差帶中的概率 上超差廢品率上超差廢品率 下超差廢品率下超差廢品率 可修復廢品率和不可修復廢品率可修復廢品率和不可修復廢品率 USLXLSLPQ USLXP USLXP 2021-5-342 第一章 機械制造過程 正態分布與加工質量（三） 工序（工藝）能力指數工序（工藝）能力指數C Cp p Cp值反映了質量廢品率 對于制造：反映制造能力和水平 對于設計：？ 制造能力 設計要求

19、 制造分散范圍 公差帶寬度 6 T CP 2021-5-343 第一章 機械制造過程 正態分布與加工質量（四） 偏差與實際工序（工藝）能力指數Cpk 3 2 3 2 , 3 2 T TT MinCPK 2021-5-344 第一章 機械制造過程 3.點圖法 加工量隨時間的變 化個值點圖 加工誤差的靜態特性 與動態特性變值 系統誤差問題 2021-5-345 第一章 機械制造過程 圖（一） 減弱隨機誤差影響的方法低通濾波 隨機誤差是白噪聲 系統變值誤差主要是低頻波動 實現方法小樣本平均 把測量樣品按加工時序分組，i=1,2,I， 利用組平均表征對應時間段內的測量值， 稱均值 ，組內各測量值的最大

20、和 最小值之差表征對應時間段內的隨機誤差 大小，稱極差Ri，按時序排列，稱 圖。 RX RX iX 2021-5-346 第一章 機械制造過程 圖（二） RX 2021-5-347 第一章 機械制造過程 圖的作用 控制線 均值上控線 均值下控線 極差上控線 對加工過程的調整 RX RDRUCL 1 RAXXUCL 2 RAXXLCL 2 2021-5-348 第二章 機械加工的成型運動 及其實現 1 成型運動 2 典型金屬切削機床 3 自動化加工機床的特點 4 影響零件加工精度的原因及改進措施 5 特種切削成型運動 2021-5-349 1 成型運動 機械加工零件的表面形成 加工表面的種類 A

21、）平面B）外圓柱面C）內圓柱面 D）回轉面 D）曲面E）功能面 加工表面的抽象加工表面的抽象 由線段的運動形成由線段的運動形成 素線素線運動的線段運動的線段 導線導線運動的軌跡運動的軌跡 都稱為發生線都稱為發生線 2021-5-350 表面與素線和導線的關系 2021-5-351 表面與素線和導線的關系-2 2021-5-352 發生線的形成方法 A A）成型法）成型法 由刀具的切削刃直接形成素線，刀具的切削和（由刀具的切削刃直接形成素線，刀具的切削和（ 或）進給運動形成導線。或）進給運動形成導線。 B B）展成法）展成法 由刀具的切削刃與工件的純滾動形成素線，刀具由刀具的切削刃與工件的純滾動

22、形成素線，刀具 的進給運動形成導線。的進給運動形成導線。 C C）軌跡法）軌跡法 由刀具由刀具的的切削刃的切削運動形成素線，刀具的切削刃的切削運動形成素線，刀具的 進給運動形成導線。進給運動形成導線。 D D）相切法）相切法 由刀具的切削刃旋轉的切點連線形成素線，刀具由刀具的切削刃旋轉的切點連線形成素線，刀具 的進給運動形成導線。的進給運動形成導線。 2021-5-353 發生線的形成方法發生線的形成方法例例1 1 2021-5-354 發生線的形成方法例2 滾齒加工齒形素線形成示意圖 2021-5-355 機床的運動 直線運動 圓周運動 間歇運動 切削運動 進給運動 分度運動 不同的機床 運

23、動的實現傳動系統 2021-5-356 表面加工方法常規加工方法 切削加工 使用一個或有規律地使用一組刀刃、 在固定前后角關系的條件下對被加工 表面的切削。 切削加工包括：車、銑、刨、拉、鉆 等。 磨削加工 利用大量的磨料表面不規則尖角、以 無規的前后角關系對被加工表面的刻 劃和涂抹。 磨削加工包括：磨、研、珩等。 2021-5-357 常規加工機床的基本組成 床身系統床身系統 主軸系統主軸系統 進給系統進給系統 工作臺及分度系統工作臺及分度系統 其它其它 2021-5-358 表面加工方法特種加工方法 電火花加工 電解加工 超聲波加工 激光加工 生物加工 堆積制造 快速原型制造 2021-5

24、-359 機床的類型 運動 表面形成方法 車床 銑床（立銑、臥銑） 鏜床 拉床 鉆床 插（刨）床 磨床 滾齒機 螺紋加工機床 鋸床 特種加工機床 現代加工機床 2021-5-360 2 典型金屬切削機床 金屬切削機床的分類與代號 變形代號（可有） 重大改進序號（可有） 第二主參數（可有） 主參數或設計序列號 組別、系別代號 特征結構代號（可有） 類別代號 分類代號（可有） 2021-5-361 車床 分類分類 主軸的方向主軸的方向（臥車（臥車- -立車）立車） 主軸的數量主軸的數量 （單軸（單軸- -多軸）多軸） 自動化程度自動化程度（自動（自動- -半自動半自動- -手動）手動） 大小大小（

25、儀表（儀表- -普通普通- -落地）落地） 功能功能（普通（普通- -仿形仿形- -絲桿絲桿- -曲軸曲軸- -非圓）非圓） 刀架刀架（普通（普通- -轉塔轉塔- -回輪）回輪） 2021-5-362 CA6140的組成 主軸箱(1) 刀架(2) 尾座(3) 進給箱(8) 溜板箱(6) 床身(4、7、5) 2021-5-363 車床的主參數 2021-5-364 主軸結構圖 2021-5-365 落地車床 2021-5-366 普通立式車床 2021-5-367 龍門立式車床 2021-5-368 轉塔式六角車床 2021-5-369 回輪式車床 2021-5-370 絲桿車床 2021-5-

26、371 絲桿車床的誤差修正原理 2021-5-372 鉆床 分類分類 大小大小（臺鉆（臺鉆- -立鉆立鉆- -搖臂鉆）搖臂鉆） 主軸的方向主軸的方向（立式（立式- -臥式）臥式） 加工孔形式加工孔形式 （普通鉆（普通鉆- -深孔鉆深孔鉆- -中心鉆）中心鉆） 位置保證方式位置保證方式（找正（找正- -坐標）坐標） 2021-5-373 臺式鉆床 2021-5-374 立式鉆床 2021-5-375 搖臂鉆床 2021-5-376 多軸可調立式鉆床 2021-5-377 多柱可調立式鉆床 2021-5-378 鏜床 分類分類 功能功能（普通鏜床（普通鏜床- -鏜銑床）鏜銑床） 主軸方向主軸方向（

27、立式（立式- -臥式）臥式） 加工精度加工精度 （普通鏜（普通鏜- -金剛鏜）金剛鏜） 位置保證方式位置保證方式（普通（普通- -坐標）坐標） 2021-5-379 鏜床加工的幾種方法（一） 2021-5-380 鏜床加工的幾種方法（二） 2021-5-381 鏜床加工的幾種方法（三） 2021-5-382 鏜床加工的幾種方法（四） 2021-5-383 普通臥式鏜床 2021-5-384 落地鏜銑床 2021-5-385 臥式金剛鏜床 2021-5-386 立式單柱坐標鏜床 2021-5-387 立式龍門坐標鏜床 2021-5-388 臥式坐標鏜床 2021-5-389 磨床 分類分類 適用

28、性適用性（通用（通用M M，特種，特種2M2M，專用，專用3M3M） 通用磨床通用磨床M M包括：外圓磨床、內孔磨床、平面磨床、包括：外圓磨床、內孔磨床、平面磨床、 萬能磨床、工具磨床、無心磨床、齒輪絲桿磨床等萬能磨床、工具磨床、無心磨床、齒輪絲桿磨床等 特種磨床特種磨床2M2M包括：珩磨、超精研磨、砂帶磨、拋光等包括：珩磨、超精研磨、砂帶磨、拋光等 專用磨床專用磨床3M3M包括：軸承磨床、滾珠及滾棒磨床、葉片包括：軸承磨床、滾珠及滾棒磨床、葉片 磨床等磨床等 運動運動 切削運動切削運動主軸的旋轉主軸的旋轉 進給運動進給運動工作臺移動、旋轉工作臺移動、旋轉 2021-5-390 萬能磨床的外形

29、 2021-5-391 萬能磨床的不同加工 2021-5-392 萬能磨床的內孔磨頭 2021-5-393 臥軸平面磨床 2021-5-394 立軸平面磨床 2021-5-395 無心磨的加工原理 2021-5-396 無心磨床 2021-5-397 銑床 分類分類 主軸的方向主軸的方向（立銑（立銑- -臥銑）臥銑） 立柱的數量立柱的數量 （單立柱（單立柱- -龍門銑）龍門銑） 功能功能（普通（普通- -仿形仿形- -工具工具- -床身）床身） 運動運動 切削運動切削運動主軸的旋轉主軸的旋轉 進給運動進給運動工作臺移動、主軸伸縮、工作臺移動、主軸伸縮、 主軸箱移動主軸箱移動 2021-5-39

30、8 臥式銑床 2021-5-399 立式銑床 2021-5-3100 龍門銑床 2021-5-3101 齒輪加工 分類分類 齒輪形狀齒輪形狀（圓柱齒輪（圓柱齒輪- -圓錐齒輪圓錐齒輪- -螺旋傘齒輪）螺旋傘齒輪） 齒面齒形齒面齒形 （漸開線（漸開線- -梯形梯形- -圓弧等）圓弧等） 齒面方向齒面方向（內齒（內齒- -外齒外齒- -端面齒）端面齒） 齒輪關聯齒輪關聯單片盤齒輪、軸齒輪、多聯齒輪單片盤齒輪、軸齒輪、多聯齒輪 加工方法加工方法 荒加工荒加工滾齒、銑齒、插（刨）齒、拉齒滾齒、銑齒、插（刨）齒、拉齒 精加工精加工磨齒、剃齒、珩齒、研齒磨齒、剃齒、珩齒、研齒 2021-5-3102 滾齒

31、原理（一） 2021-5-3103 滾齒原理（二） 2021-5-3104 滾齒機 2021-5-3105 滾斜齒加工 2021-5-3106 插齒加工 2021-5-3107 插齒機 2021-5-3108 圓弧傘齒輪加工原理 格里森切 齒機 2021-5-3109 格里森切齒機 2021-5-3110 磨齒原理 2021-5-3111 磨齒運動關系 2021-5-3112 磨齒運動實現 2021-5-3113 磨齒機 2021-5-3114 3 自動化加工機床 針對大批大量生產的自動化機床特點 針對單件小批生產的自動化機床特點 2021-5-3115 針對大批大量生產的自動化機床特點 特點

32、 由機械機構實現各種運動的關聯， 用機械方法保證運動的精度， 針對某一零件、某一工序， 少人或無人操作， 高效、高勞動生產率， 高價格。 機床形式 自動機床 專用機床 組合機床 2021-5-3116 針對單件小批生產的自動化機床特點 特點 由計算機及數字控制實現各種運動的關聯， 用電氣測量的方法保證運動的精度， 針對所有零件的某類加工方法， 少人或無人操作， 應用靈活， 高價格 機床形式 程控機床， 數控及計算機數控機床（NCCNC） 加工中心 2021-5-3117 單軸縱切自動車床 1.底座 2.床身 3.天平刀架 4.主軸箱 5.送料裝置 6.上刀架 7.三軸鉆鉸附 件 8.分配軸 2

33、021-5-3118 單軸縱切自動車床傳動系統 圖 2021-5-3119 單軸縱切自動車床刀架結構 2021-5-3120 單軸縱切自動車床刀架結構 （二） 2021-5-3121 單軸縱切自動車床調整卡 （一） 2021-5-3122 單軸縱切自動車床調整卡 （二） 2021-5-3123 單軸縱切自動車床刀架凸輪 2021-5-3124 單軸六角自動車床 2021-5-3125 臥式六軸自動車床 2021-5-3126 臥式六軸自動車床的傳動系統 2021-5-3127 專用機床 定義 為某一特定零件的某一特定工序加工而設計制造的機床。 2021-5-3128 組合機床 定義 為某一特定

34、零件的某一特定工序加工、利用標準模塊而設計、組合和制 造的機床。 特點 70%-80%都是通用部件和通用零件； 大大縮短了設計制造周期； 減少了制造中的問題； 提高了工作可靠性。 2021-5-3129 組合機床的組成 底座底座 中間底座、側底座、立柱等中間底座、側底座、立柱等 滑臺滑臺 水平滑臺、垂直滑臺、傾斜滑臺水平滑臺、垂直滑臺、傾斜滑臺 動力頭動力頭 主軸箱主軸箱 工作臺工作臺 夾具夾具 2021-5-3130 組合機床的組合 2021-5-3131 組合機床的布局（一） 2021-5-3132 組合機床的布局（二） 2021-5-3133 組合機床的布局（三） 2021-5-3134

35、 組合機床的機床聯系圖 2021-5-3135 組合機床的加工示意圖 2021-5-3136 組合機床的機械動力頭結構圖（例） 2021-5-3137 以動力滑臺為基礎的各種動力部件示意圖 2021-5-3138 組合機床的主軸箱結構圖（例） 2021-5-3139 4 機床對零件加工精度的影響 加工方法誤差（原理誤差） 機床的制造和磨損誤差 調整誤差 2021-5-3140 原理誤差 利用回轉刀盤加 工四邊形及六邊 形的平面度誤差 給定條件： 1.兩把刀，速比 1/2、1/3。 2.刀尖直徑為D 3.刀盤軸線與工件 軸線的距離為H。 求工件邊長和平 面度誤差。 2021-5-3141 機床制

36、造及磨損誤差 主軸軸系誤差主軸軸系誤差 導軌誤差導軌誤差 傳動鏈誤差傳動鏈誤差 2021-5-3142 主軸軸系誤差 主軸軸系的三種誤差形式主軸軸系的三種誤差形式 軸向竄動軸向竄動 （端面圓跳動）（端面圓跳動） 徑向跳動徑向跳動 （徑向圓跳動）（徑向圓跳動） 角向擺動角向擺動 2021-5-3143 主軸回轉精度的表測量法 2021-5-3144 主軸端面圓跳動對加工主軸端面圓跳動對加工 的影響的影響 2021-5-3145 導軌誤差 誤差敏感方誤差敏感方 向向 刀具偏移為， 工件半徑由R變為 R ， 加工誤差為2， 1.如果在半徑方向： RR 2.如果在切線方向： 11 2 22 R R R

37、RRR R R 2021-5-3146 導軌誤差 誤差敏感方向（二） 針對 11 2 R R，令 2 R x ， 在0 x（即：0）點級數展開， RR R x R x R x R xR R R 22 8 3 42 1111 2 2 32 2 2021-5-3147 車床導軌扭曲誤差車床導軌扭曲誤差 誤差關系 x B H tgH y 2021-5-3148 鏜床工件進給加工橢圓誤差鏜床工件進給加工橢圓誤差 2021-5-3149 端銑加工工件平面的凹陷誤差端銑加工工件平面的凹陷誤差 2021-5-3150 傳動鏈誤差（一） 進給運動的獲得 主軸 絲桿 軸i 軸j 主 絲 主絲主絲 i 主 絲 主

38、絲主絲 i 主絲主主絲 i 主 主絲 i ij ijiij i 2021-5-3151 傳動鏈誤差（二） 傳動鏈端的誤差 1 0 j i iji j i 0 cos i ii i j tA 2021-5-3152 5 特種切削成型運動 球面鏡面銑床結構 AC x y R x a) AC r R a x x b) z z 2021-5-3153 電解在線修整磨削法電解在線修整磨削法ELID（Electrolytic In-Process Dressing） 電源 鐵纖維結合劑的金剛石砂輪 冷卻液 電刷 轉動 + - 進給 冷卻液 +- 結合劑磨粒 修整后 離子 修整開始 突出部 修整完成 氧化層

39、 除下的切屑 磨損 磨損的磨粒陷下層 促進氧化作用 更換磨粒 ELID效果 ELID引發 I II III IV V VI ELID繼續 2021-5-3154 微細加工方法主要有以下五方面：微細加工方法主要有以下五方面： 1）微型化的定形整體刀具或非定形磨料工具進行機 械加工。由于刀具具有清晰明顯的界限，因此可以方 便地定義刀具路徑，加工出各種三維形狀的輪廓。 2）電加工或在其基礎上的復合加工，如微細電火花 加工、線放電磨削加工、線電化磨削、電化加工（電 解液射流或微細噴射制模）。 3）光、聲等能量法加工。 4）光化掩膜法加工。 5）層積增生法加工，如曲面的磁膜鍍覆，多層薄膜 鍍覆（用于SM

40、A微型線圈制造）和液滴層積。 2021-5-3155 電火花線切割加工電火花線切割加工 數值 控制 裝置 回轉角 檢測 反饋 繞線輪 線電極 被加工物 加工工作臺 齒輪 （反饋） 送進絲杠 回轉角 檢測 圖 紙 軟件 程序 紙帶閱 讀控制 裝置 （數控裝置） 指 令 紙 帶 被加工物 加工工作臺 送出輪 馬達 卷繞輪 線電極 電 源 2021-5-3156 電解加工電解加工 電極送 進機構 風扇 （-） （+） 電極 夾具 絕 緣 物 基座 H2 過 濾 器 分 流 閥 電解液 工件 用過的電解液清凈的電解液 2021-5-3157 被加工物 彎曲孔 電極送進 電極 電解液 彎曲槽 電極 輪子

41、 被加工物 電解液 電解液 被加工物 （b ) 絕緣膜 電解液 電極送進 電解液 電解液 被加工物 （a ) 絕緣膜 2021-5-3158 被加工物 回轉軸 電解液 圓板電極 電解液 電極1電極1電極2電極2 電解液 電解液 被加工物1被加工物1被加工物2被加工物2 電極 電極 被加工物 A-A斷面 電解液噴出孔 電極送進 電極 A A 被加工物 2021-5-3159 第三章 加工表面的形成及其質量 1 切削運動與切削參數 2 金屬切削過程 3 金屬切削過程對加工質量的影響及改進措施 4 切削參數優化 2021-5-3160 1 切削運動與切削參數 加工表面加工表面 待加工表面待加工表面

42、工件上加工前就有，加工后被切除的表面。在切工件上加工前就有，加工后被切除的表面。在切 削過程中不斷減少。削過程中不斷減少。 已加工表面已加工表面 工件上加工前沒有，加工后形成的表面。在切削工件上加工前沒有，加工后形成的表面。在切削 過程中不斷增加。過程中不斷增加。 過渡表面（切削表面）過渡表面（切削表面） 由主切削刃在切削過程中直接作用的表面，該表由主切削刃在切削過程中直接作用的表面，該表 面的素線與主切削刃的形狀相一致，一般情況下在待加工面的素線與主切削刃的形狀相一致，一般情況下在待加工 表面和已加工表面之間。表面和已加工表面之間。 切削層切削層 過渡表面到主切削刃部的將被切除的金屬層。過渡

43、表面到主切削刃部的將被切除的金屬層。 2021-5-3161 切削運動切削運動從刀具的角度從刀具的角度 主（切削）運動主（切削）運動 使工件上被刀具刀刃切入的過渡表面部分變為切屑的刀具相對使工件上被刀具刀刃切入的過渡表面部分變為切屑的刀具相對 工件的運動。主運動消耗了絕大多數的機床功率。主運動可以是直線運工件的運動。主運動消耗了絕大多數的機床功率。主運動可以是直線運 動，也可以是圓周運動。對于切削過程，則認為是一樣的，都只考慮切動，也可以是圓周運動。對于切削過程，則認為是一樣的，都只考慮切 削點的瞬時速度。削點的瞬時速度。 進給運動進給運動 配合主運動，形成切削層的運動。進給運動可以是連續的，

44、也配合主運動，形成切削層的運動。進給運動可以是連續的，也 可以是間歇的。可以是間歇的。 合成切削運動合成切削運動 由主運動與進給運動合成的刀具相對于工件的實際運動。由主運動與進給運動合成的刀具相對于工件的實際運動。 2021-5-3162 加工表面和切削運動的實例（一） 2021-5-3163 加工表面和切削運動的實例（二） 2021-5-3164 加工表面和切削運動的實例（三） 2021-5-3165 加工表面和切削運動的實例（四） 2021-5-3166 切削用量三要素（一）切削用量三要素（一） 切削速度切削速度V Vc c 在考察點，主運動的瞬時速度稱為切削速度。單位為每秒米在考察點，主

45、運動的瞬時速度稱為切削速度。單位為每秒米 （m/sm/s），過去也用每分米（），過去也用每分米（m/minm/min）。）。 在大多數加工中，主運動為旋轉運動，切削速度也經常被用轉速在大多數加工中，主運動為旋轉運動，切削速度也經常被用轉速 來描述，單位為轉來描述，單位為轉/ /秒（秒（r/sr/s）或轉）或轉/ /分（分（r/minr/min）。）。 關系為：關系為： nDVc 2021-5-3167 切削用量三要素（二）切削用量三要素（二） 進給量進給量 以時間為研究對象的進給量以時間為研究對象的進給量進給速度進給速度V Vf f。表示在單位時間內在進給。表示在單位時間內在進給 運動方向上的

46、刀具位移，單位為米運動方向上的刀具位移，單位為米/ /秒（秒（m/sm/s）或毫米）或毫米/ /秒（秒（mm/smm/s）。）。 以主軸轉動為研究對象的進給量以主軸轉動為研究對象的進給量每轉進給量每轉進給量f f。表示旋轉一周時，刀。表示旋轉一周時，刀 具在進給運動方向上的位移，單位為毫米具在進給運動方向上的位移，單位為毫米/ /轉（轉（mm/rmm/r）。）。 以刀刃為研究對象的進給量以刀刃為研究對象的進給量每齒進給量每齒進給量 。表示經過一個刀齒時，。表示經過一個刀齒時， 刀具在進給運動方向上的位移，單位為毫米刀具在進給運動方向上的位移，單位為毫米/ /齒（齒（mm/zmm/z） 。 關系

47、為：關系為： nzfnfV zf z f 2021-5-3168 切削用量三要素（三）切削用量三要素（三） 背吃刀量（切削深度）背吃刀量（切削深度） 已加工表面到待加工表面的距離。已加工表面到待加工表面的距離。 對于車削外圓，背吃刀量：對于車削外圓，背吃刀量： 對于鉆孔，背吃刀量：對于鉆孔，背吃刀量： p a 2 ba p dd a 2 b p d a 2021-5-3169 刀具角度（一） 結構要素（車刀）結構要素（車刀） 前刀面前刀面 切屑流出的刀切屑流出的刀 具表面稱前刀具表面稱前刀 面面 。 后刀面后刀面 與工件過渡表與工件過渡表 面相對的刀具表面面相對的刀具表面 稱主后刀稱主后刀 面

48、面 ，也稱，也稱 后刀面。與已加工后刀面。與已加工 表面相對的刀具表表面相對的刀具表 面稱副后刀面稱副后刀 面面 。 A A A A 2021-5-3170 刀具角度（二） 結構要素（車刀）結構要素（車刀） 切削刃切削刃 前刀面與后刀面的前刀面與后刀面的 交線稱切削刃，其中，交線稱切削刃，其中， 前刀面與主后刀面的前刀面與主后刀面的 交線稱主切削交線稱主切削 刃刃 ，前刀面與，前刀面與 副后刀面的交線稱副副后刀面的交線稱副 切削刃切削刃 。 切削刃一般不是純切削刃一般不是純 粹的一條線，而有一粹的一條線，而有一 定的寬度，稱刃帶。定的寬度，稱刃帶。 刃帶可以是圓角過渡，刃帶可以是圓角過渡， 也

49、可以用一個狹長的也可以用一個狹長的 平面過渡（稱倒棱）。平面過渡（稱倒棱）。 S S 2021-5-3171 刀具角度（三） 結構要素（車刀）結構要素（車刀） 刀尖刀尖 主切削刃與副切削主切削刃與副切削 刃的交點稱刀尖。刃的交點稱刀尖。 刀尖也不是嚴格的刀尖也不是嚴格的 一個點，為了保證一個點，為了保證 刀尖有一定的強度，刀尖有一定的強度， 刀尖可以是圓角過刀尖可以是圓角過 渡，稱圓弧刀尖，渡，稱圓弧刀尖， 也可以用一個狹長也可以用一個狹長 的平面過渡，稱倒的平面過渡，稱倒 棱刀尖。棱刀尖。 2021-5-3172 刀具切削刃與加工表面的關系 2021-5-3173 刀具角度的標注與參考坐標系

50、（一） 前提 所有的刀具角度的標注 都是針對主切削刃上一點 的。因此，在建立坐標系 時，都與這一點為原點。 基面基面 通過切削刃上選定的通過切削刃上選定的 點，垂直于假定主運動點，垂直于假定主運動 方向的平面。方向的平面。 切削平面切削平面 通過切削刃上選定的通過切削刃上選定的 點，與切削刃相切，并點，與切削刃相切，并 垂直于基面垂直于基面 。 r P s P r P 2021-5-3174 刀具角度的標注與參考坐標系（二） 主剖面參考系主剖面參考系 主剖面主剖面 通過切削刃上通過切削刃上 選定的點，與基面選定的點，與基面 和切削平面和切削平面 都垂直的平面稱主都垂直的平面稱主 剖面。剖面。

51、主剖面參考系主剖面參考系 由基面由基面 - - 切削平面切削平面 - -主主 剖面剖面 構成的構成的 坐標系（平面之間坐標系（平面之間 的交線為坐標軸）。的交線為坐標軸）。 主剖面參考系為 正交坐標系。 用于刀具尺寸本身 的標注 r P o P s P r P s P o P 2021-5-3175 刀具角度的標注與參考坐標系（三） 主剖面參考系中的角主剖面參考系中的角 度度 確定前、后刀面位置的確定前、后刀面位置的 角度角度 1.1.前角前角 在主剖面在主剖面 上，前上，前 刀面的投影與基面刀面的投影與基面 的夾角。的夾角。 2.2.后角后角 在主剖面在主剖面 上，上， 主后刀面的投影與切削

52、主后刀面的投影與切削 面面 的夾角。的夾角。 r P o 2021-5-3176 刀具角度的標注與參考坐標系（三） 主剖面參考系中的角度主剖面參考系中的角度 確定前、后刀面位置的確定前、后刀面位置的 角度角度 3.3.主偏角主偏角 在基面在基面 上，切削刃上，切削刃 的投影與進給方向的夾的投影與進給方向的夾 角。角。 4.4.刃傾角刃傾角 在主剖面在主剖面 上，切削上，切削 刃的投影與基面的夾角。刃的投影與基面的夾角。 刀為切削刃的最低點時刀為切削刃的最低點時 為負，為最高點時為正。為負，為最高點時為正。 r P r 2021-5-3177 刀具角度的標注與參考坐標系（四） 主剖面參考系中的

53、角度 確定副刀刃位置的 角度 仿照主刀刃的定 義，可定義副偏 角 、副刃傾 角 、副前角 和附后角 。由 于當刃傾角 和 前角 確定后， 前刀面就已確定， 只要副偏角 確定，就可計算出 副刃傾角 和副 前角 ，因此， 只有副偏角 和副后角 是獨 立的 。 0 o o s s o r s 0 r o 2021-5-3178 刀具角度的標注與參考坐標系（五） 主剖面參考系中的 角度 派生角度 1.楔角 在主剖面上，前刀 面與后刀面之間的 夾角。 2.刀尖角 主刀刃和副刀刃 在基面上投影的夾 角。 3.余偏角 在基面上，主刀 刃的投影與進給方 向垂線的夾角。 180 rrr 90 ooo r r o

54、 90 rr 2021-5-3179 刀具角度的標注與參考坐標系（六） 法剖面參考系 法剖面 通過切削刃上選定的 點，與切削刃垂直的平 面稱法剖面。 法剖面參考系 由基面 -切削平面 -法剖面 構成的坐標 系（平面之間的交線為 坐標軸）。 法剖面參考系為非正 交（斜交）坐標系。 用于切削原理的刀具角 度標注 n P r P s P n P 2021-5-3180 刀具角度的標注與參考坐標系（七） 法剖面參考系中的 角度標注 九個角度中，由于 基面和切削平面是 共同的，因此，在 基面和切削平面投 影的角度（主、副 和余偏角；刀尖角） 是共同的，只有 原在主剖面內的角 度（前角 、后 角 和楔角

55、） 換為法剖面中的法 前角 、法后角 和法楔角 ，以 及在副法剖面中的 角度 。刃傾角 衡為0。 n n n n 0 0 0 2021-5-3181 刀具角度的標注與參考坐標系（八） 進給、切深剖面參考系 進給剖面 通過切削刃上選定的點， 與基面垂直并平行于進 給方向的平面。 切深剖面 通過切削刃上選定的點， 與進給方向垂直于的平 面。 法剖面參考系 由基面 -進給剖面 -切深剖面 構成的正 交坐標系（平面之間的 交線為坐標軸）。 用于切削用量的刀具角 度標注 f P p P p P f P r P 2021-5-3182 刀具角度的標注與參考坐標系（九） 進給、切深剖面 參考系中的角度 標注

56、 由于基面是共同 的，在基面投影 的角度（主、副 和余偏角；刀尖 角；刃傾角）是 共同的，前、后 角和楔角對應有 進給前角 、進 給后角 和進給 楔角 ，以及切 深前角 、切深 后角 和切深楔 角 。 f f p f p p 2021-5-3183 刀具的實際工作角度 基面的定義是與切削速度垂直，因此，切削 速度方向的變化就將引起前、后角和主、副 偏角的變化。變化了的前、后角和主、副偏 角分別稱為工作前角 、工作后角 、工 作主偏角 和工作副偏角 。 實際工作角度與進給量大小和安裝有關。 oe re oe re 2021-5-3184 由于縱向進給引起的刀具由于縱向進給引起的刀具 實際工作角度

57、變化實際工作角度變化 2021-5-3185 由于橫向進給引起的刀具由于橫向進給引起的刀具 實際工作角度變化實際工作角度變化 2021-5-3186 由于安裝高低引起的刀具實際工作角度變化由于安裝高低引起的刀具實際工作角度變化 2021-5-3187 由于安裝偏斜引起的刀具由于安裝偏斜引起的刀具 實際工作角度變化實際工作角度變化 2021-5-3188 刀具材料（一） 刀具材料的要求 高硬度 必須高于被加工材料的硬度510HRC，60HRC。 高耐磨性 刀具的耐磨性越高越好，可延長刀具的使用壽命。 足夠的強度和韌性 刀具在切削時受到很大的切削力、沖擊和振動，必須有足夠的強度和韌性，不 能在加工

58、中破損。 2021-5-3189 刀具材料（二） 刀具材料的要求（續） 高耐熱性 在加工時，刀具表面的溫度很高，因此刀具必須能在高溫下保持硬度和強度。 高耐熱沖擊性 在加工時，刀具的升溫和降溫速度都很快，特別是在有冷卻的情況下，刀具有很 大的溫度梯度和溫變速度，在這樣的條件下，不應因較大的內應力。 好的工藝性和經濟性 刀具的結構形狀復雜，精度高，因此，是否方便加工（工藝性）是很重要的。同 時，刀具的材料價格很高，對刀具的成本也很高。 2021-5-3190 刀具材料（三） 碳素工具鋼 高含碳量的碳素鋼，如T10A和T12A等，屬于高碳鋼，經濟性好，但韌性差，耐熱 性和熱穩定性差，變形大，特別是

59、高速下的耐磨性差。用于手工工具，如挫刀、 鋸條等。 合金工具鋼 在高碳鋼中加入合金元素，如9SiCr和CrWMn等，與碳素工具鋼相比，改善了韌性 和變形，但成本上升，耐熱性、熱穩定性和耐磨性同樣很差。用于較好的手工工 具，如刮刀、板牙、手用絲錐等。 2021-5-3191 刀具材料（四） 高速鋼 屬于高合金鋼，含有較多的W（鎢）、Mo（鉬）、Cr（鉻）、 V（釩） 等合金元素。為提高高溫硬度還加有Co（鈷）、Al（鋁）、Si（硅）、Nb （鈮）等元素。與工具鋼相比，較大的改善了刀具的熱穩定性、強度和韌性， 因此被稱為“高速鋼”。加入V能提高耐磨性，但V多后刀具的加工工藝性降低。 之所以稱之為高

60、速鋼，是因為與碳素鋼比較，有較高的高溫硬度和熱穩 定性，可用于較高的切削速度。 2021-5-3192 刀具材料（五） 高速鋼的分類 按性能分： 為普通高速鋼 高性能高速鋼（增加了C、V、Co、Al的含量，成本也 高）。 按主導元素分： 鎢系高速鋼 鉬金高速鋼 鎢鉬系高速鋼 按制造工藝分： 熔煉高速鋼 粉末冶系高速鋼 2021-5-3193 刀具材料（六） 硬質合金的特點 由難熔金屬碳化物（如WC、TiC、TaC-碳化鉭、 NbC-碳化鈮）和金屬粘合劑（Co、 Mo 鉬、Ni-鎳 等）經粉末冶金的方法燒結而成。是一種混合物。具 有很高的硬度、耐熱性、耐磨性和熱穩定性。但抗彎 強度和耐沖擊性較差