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第一章《机械加工工艺基础》电子教案_图文

第一章《机械加工工艺基础》电子教案_图文

第一章 机械加工概述
机械加工方法分类及特点 1.1 机械加工方法分类及特点 1.2 零件的种类及零件表面的成形方法

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机械加工方法分类及特点

切削加工零件的材料、形状、尺寸和质量范围较大。 (2) 切削加工零件的材料、形状、尺寸和质量范围较大。 切削加工的生产率较高。 (3) 切削加工的生产率较高。 (4) 刀具材料的硬度一定要大于工件材料的硬度。 刀具材料的硬度一定要大于工件材料的硬度。 智能化方向发展,主要体现在以下三方面: 智能化方向发展,主要体现在以下三方面: 加工设备朝着数控技术、精密和超精密、 (1) 加工设备朝着数控技术、精密和超精密、高速和超高 速方向发展。 速方向发展。 刀具材料向超硬材料方面发展。 (2) 刀具材料向超硬材料方面发展。 (3) 生产模式由目前的小批量和单品种大批量模式向多品 种可变批量发展, 种可变批量发展,生产方式由目 前的手工操作、机械化、单机自动化、 前的手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线向柔性自 动化和智能自动化方向发展。 动化和智能自动化方向发展。
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机械加工方法分类及特点

普通精度加工 一、 普通精度加工
普通精度加工是指一般机械加工中大量采用的常规生产过程, 普通精度加工是指一般机械加工中大量采用的常规生产过程, 采用普通的生产设备,适用于机械制造业的大多数领域, 采用普通的生产设备,适用于机械制造业的大多数领域,可 以完成一般从粗加工到精加工的过程, 以完成一般从粗加工到精加工的过程,其加工范围上限尺寸 公差是IT7 IT5,表面粗糙度 IT7~ a1.6~ μm, 公差是IT7~IT5,表面粗糙度Ra1.6~0.2 μm,常采 用的加工方法有车、 拉削等。 用的加工方法有车、铣、镗、钻、刨、磨、铰、拉削等。机 床、汽车和拖拉机等产品中使用的绝大多数零件均可采用这 些方法实现。 些方法实现。

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机械加工方法分类及特点

二、 精密加工
精密加工的尺寸公差等级为IT5~IT3,表面粗糙度Ra值小于 精密加工的尺寸公差等级为IT5~IT3,表面粗糙度Ra值小于 IT5 Ra 0.1 μm。常采用的加工方法有金刚石车削、金刚镗削、珩 μm。常采用的加工方法有金刚石车削、金刚镗削、 磨、研磨、超精加工、砂带磨削和镜面磨削等。精密加工在 研磨、超精加工、砂带磨削和镜面磨削等。 制造业中处于十分重要的地位,常用于精密丝杠、精密齿轮、 制造业中处于十分重要的地位,常用于精密丝杠、精密齿轮、 精密蜗轮、精密导轨和精密轴承等关键零件的加工。 精密蜗轮、精密导轨和精密轴承等关键零件的加工。

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机械加工方法分类及特点

机械加工方法按照加工原理及应用可以简单地分为如下几 机械加工方法按照加工原理及应用可以简单地分为如下几 切削加工; 特种加工; 其他加工方法。 ①切削加工;②特种加工;③其他加工方法。

1.1.1 切削加工
切削加工是利用切削刀具从工件表面切去多余材料的加工方 法,使工件符合零件图纸规定的 形状、尺寸和表面粗糙度等方面的要求。 形状、尺寸和表面粗糙度等方面的要求。 切削加工有如下主要特点: 切削加工有如下主要特点: 切削加工可以达到的精度和表面粗糙度范围广。 (1) 切削加工可以达到的精度和表面粗糙度范围广。

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三、 超精密加工
超精密加工是指尺寸精度要求更高,表面粗糙度值更小的加 超精密加工是指尺寸精度要求更高, 工,其尺寸公差可达到0.1~0.01 μm,表面粗糙度Rz 其尺寸公差可达到0.1~ μm 表面粗糙度 0.1 (微观不平度十点高度)为0.001 μm。 微观不平度十点高度) μm。 进行精密和超精密加工,不但要有高精度和高刚度的设备、 进行精密和超精密加工,不但要有高精度和高刚度的设备、 相应的测量技术,还要有良好的工作环境,如恒温车间、 相应的测量技术,还要有良好的工作环境,如恒温车间、空 气净化和地基防震等。 气净化和地基防震等。

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机械加工方法分类及特点

1.1.2 特种加工
特种加工是指不采用常规的刀具或磨具进行普通切削加工, 特种加工是指不采用常规的刀具或磨具进行普通切削加工, 而是直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量形式, 而是直接利用电能、电化学能、声能或光能等能量形式,或 者选择几种能量的复合形式对材料进行加工。 者选择几种能量的复合形式对材料进行加工。 特种加工技术主要包括电火花加工、电子束和离子束加工、 特种加工技术主要包括电火花加工、电子束和离子束加工、 电解加工、超声波加工、激光加工等。 电解加工、超声波加工、激光加工等。 特种加工技术使得人类进行加工的手段从传统的刀具切削思 维模式中解脱出来,改变了传统的材料加工性观念, 维模式中解脱出来,改变了传统的材料加工性观念,为设计 师提供了更广阔的材料应用和结构设计新天地, 师提供了更广阔的材料应用和结构设计新天地,为工艺师提 供了解决多种工艺难题的手段。 供了解决多种工艺难题的手段。

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机械加工方法分类及特点

1.1.3 其他加工方法
一般加工方法都是采用从工件材料的基础上“减少” 一般加工方法都是采用从工件材料的基础上“减少”部分材 料而获得理想形状, 料而获得理想形状,但是这样的加工方法在材料使用上以及 加工过程中都带来了明显的浪费。经过无数人的努力探索, 加工过程中都带来了明显的浪费。经过无数人的努力探索, 现在已经形成了多种直接成形技术,如爆炸成形、 现在已经形成了多种直接成形技术,如爆炸成形、旋压成形 等。 另外,人们还可以应用胶接技术实现零件之间的连接,使用 另外,人们还可以应用胶接技术实现零件之间的连接, 高速水射流对材料进行切割等,这些技术在一些工业领域中 高速水射流对材料进行切割等, 获得了重要的应用。 获得了重要的应用。

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1.2 零件的种类 及零件表面的成形方法
1.2.1 零件的种类
切削加工的对象是构成机械产品的各种零件。零件虽然随其 切削加工的对象是构成机械产品的各种零件。 功用、形状、尺寸和精度诸因素的不同而千变万化,但按其 功用、形状、尺寸和精度诸因素的不同而千变万化, 结构一般可分为六类,即轴类(图1-1)、盘套类(图1-2)、 结构一般可分为六类,即轴类( )、盘套类( 盘套类 支架箱体类(图1-3)、六面体类(图1-4)、机身机座类 支架箱体类( )、六面体类( )、机身机座类 六面体类 (图1-5)和特殊类(图1-6)零件。 和特殊类( 零件。 其中轴类零件、 其中轴类零件、盘套类零件和支架箱体类零件是最常见的三 类零件。同类型的零件结构类似, 类零件。同类型的零件结构类似,加工工艺上有许多共同之 处,因此对零件进行分类既有利于学习和掌握各类零件的加 工工艺特点,也有利于组织生产。 工工艺特点,也有利于组织生产。

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图1-1 轴类零件

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图1-2

盘套类零件

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图1-3

支架箱体类零件

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图1-4 六面体类零件

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图1-5

机身机座类零件

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图1-6

特殊类零件

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1.2 零件的种类 及零件表面的成形方法
1.2.2 组成零件的表面
切削加工的总体对象是零件。具体到每一个切削加工环节, 切削加工的总体对象是零件。具体到每一个切削加工环节, 其加工对象就是零件上的各个表面。 其加工对象就是零件上的各个表面。组成零件的常见表面有 外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形及各种沟槽等。 外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形及各种沟槽等。 图1-7所示的心轴体零件就是由外圆、内圆、外锥面、内锥面、 所示的心轴体零件就是由外圆、内圆、外锥面、内锥面、 外螺纹、内螺纹、直角槽、回转槽、 外螺纹、内螺纹、直角槽、回转槽、轴肩平面和端平面等组 成。切削加工的目的之一就是要用各种切削方法在毛坯上加 工出这些表面。 工出这些表面。

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图1-7 构成心 轴体零件的各种表面

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1.2 零件的种类 及零件表面的成形方法
1.2.3 零件表面的成形方法
零件表面的成形方法常见的有轨迹法、成形法和展成法三种。 零件表面的成形方法常见的有轨迹法、成形法和展成法三种。 轨迹法 一、 轨迹法 轨迹法是利用非成形刀具,在一定的切削运动下, 轨迹法是利用非成形刀具,在一定的切削运动下,由刀尖轨 迹获得零件所需表面的方法,如一般的车削、铣削、 迹获得零件所需表面的方法,如一般的车削、铣削、镗、钻、 刨削等, 所示。 刨削等,如图1-8所示。 成形法 二、 成形法 成形法是利用成形刀具,在一定的切削运动下, 成形法是利用成形刀具,在一定的切削运动下,由刀刃形状 所示。 获得零件所需表面的方法, 获得零件所需表面的方法,如图1-9所示。 展成法 三、 展成法 展成法是在一定的切削运动下, 展成法是在一定的切削运动下,利用刀具依次连续切出的若 干微小表面而包络出所需表面的加工方法, 10所示 所示。 干微小表面而包络出所需表面的加工方法,如图1-10所示。

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图1-8 轨迹法加工示意图

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图1-9 成形法加工示意图

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图1-10

展成法加工示意图

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复习思考题
切削加工有哪些主要特点? 1 切削加工有哪些主要特点? 切削加工的发展方向是什么? 2 切削加工的发展方向是什么? 切削加工按照精度水平如何分类? 3 切削加工按照精度水平如何分类? 什么是特种加工? 4 什么是特种加工? 零件按其结构一般可分为哪些类型? 5 零件按其结构一般可分为哪些类型? 零件表面有哪些成形方法? 6 零件表面有哪些成形方法?常见的各种切削加工方法各属 于什么成形方法? 于什么成形方法?

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