1、課程介紹課程介紹 1.本課程的性質和要求本課程的性質和要求 本課程是機械學科的一門專業基礎課（考試課）。課時38。其中課堂教學34學時，實驗4學時。 通過本課程的學習，了解機械制造技術的發展情況，掌握金屬切削加工的基本知識、基本理論和切削條件的合理選擇，了解常用刀具、磨削、機床的種類和用途，學會分析和認識機床的方法（表面-運動-傳動-機構-結構），掌握典型機床的加工表面、機床運動、機床的傳動、典型機構和結構，為解決機械制造領域中有關問題和后續課學習奠定基礎。 2.本課程主要內容及其關系（本課程主要內容及其關系（如圖0-1所示 ） l 工件上的典型表面：平面、外圓、孔、螺紋、齒輪（花鍵）表面、溝

2、槽臺階等。l 刀具與工件的相互運動和相互作用形成工件表面的過程中表現的現象及其在不同條件下的變化規律。即金屬切削原理及切削條件的選擇。l 加工的表面的類型，需要刀具類型，及其需要的運動。l 機床的運動的傳動，實現運動的機構和結構，及其傳動鏈調整。l 工件、刀具的裝夾及其與機床的連接。工件1刀具2夾具輔具機 床工件表面運動動力運動動力圖0-1 機床的系統組成2022-2-5緒論3 緒論緒論0.1 機械制造工業的作用和發展概況機械制造工業的作用和發展概況 （1）制造）制造 制造是人類按照所需目的、運用主觀掌握的知識和技能，借助于手工或可以利用的客觀物質工具，采用有效的方法，將原材料轉化為最終物質產

3、品，并投放市場的全過程。因此，制造不是指單獨的加工過程，而是包括市場調研和預測、產品設計、選材選擇和工藝設計、生產加工、質量保證、生產過程管理、營銷、售后服務等一系列相互聯系的活動。制造屬于生產的范疇。 2022-2-5緒論4 （2）機械制造 機械制造是各種動力機械、起重運輸機械、農業機械、化工機械、紡織機械、輕工機械、機床、工具、儀器、儀表、醫療器械及其他機械等的設計制造過程的總稱。 （3）制造技術 制造技術是完成制造活動所需的一切手段的總和。制造技術可以看成是由兩方面組成：一方面是物質形態的硬件，如設備、工裝等；另一方面是知識形態的軟件，如各種技術資料，包括技術構思、設計文件、工藝文件、技

4、術情報（技術政策和法規）、資料庫、數據庫、操作技術規范、機器使用方法、技術服務和管理等。制造技術是支持制造業健康發展的后盾。隨著社會生產力的發展，知識形態的生產力將顯得越來越重要。2022-2-5緒論5 （4）機械制造工業）機械制造工業 的作用的作用 機械制造工業是國民經濟的支柱產業。它一方面創造價值，生產物質財富；另一方面為國民經濟各個部門（包括國防和科學技術）的進步與發展提供先進的技術裝備，應優先發展，其發展水平是一個國家生產能力和技術發展水平的的主要標志。經濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭，機械制造業是國民經濟發展的基礎和先導，是立國之本。2022-2-5緒論6 （5）機械制造

5、的發展情況）機械制造的發展情況 公元前制造業就已經萌芽，從加工木材向加工金屬過渡。15 世紀出現蓄力驅動的銑床，用來加工天文儀器的銅盤。18、19世紀出現了蒸汽機驅動和電機驅動的機械動力機床。20世紀40年代前機床類型基本定形式，1946 年后出現了數控機床(NC)，此后，計算機數控機床(CNC)、加工中心(MC)、柔性制造單元(FMU)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)，同時，刀具材料、機床工具和加工方法等進入劃時代的發展階段。 其他加工工藝方法和特種加工工藝也得到長足的發展。2022-2-5緒論7 （6）機械制造業的發展方向）機械制造業的發展方向 機械制造業（冷加工技

6、術）主要沿著三個方向發展： 機械制造工藝方法進一步完善與開拓，傳統的切削技術和磨削技術扔不斷發展，各種特種加工方法不斷開拓新工藝新方法新技術，如激光加工、電加工和射流加工等。 加工技術向高精度發展，如精密加工、精細加工和納米技術。 加工技術向高度自動化方向發展，數控技術、柔性制造系統、計算機集成制造系統、敏捷制造等先進制造技術都得到應用并向前發展。 0.2 機械產品的制造過程與機械制造工藝系機械產品的制造過程與機械制造工藝系統統 （1）機械產品生產過程與制造過程）機械產品生產過程與制造過程 產品的生產過程是一個大的系統工程，根據內容的不同，該過程可分為三個階段：第一階段是產品的決策階段；第二階

7、段是產品的設計研究階段；第三階段是產品的制造階段。如圖1-1所示。 圖圖1-1 機械產品生產過程機械產品生產過程 圖1-2 機械加工工藝系統的組成圖 （2）機械加工工藝系統）機械加工工藝系統圖1-3 機械制造系統的組成 0.3 零件的表面要求零件的表面要求材料性能要求。零件的輪廓形狀要素要求。點：如圓錐頂點、圓心、球心。線：如軸心線、直母線，曲線。面：平面、曲面、圓柱面、圓錐面的形狀要求。結構尺寸精度要求。要素間的位置精度要求。表面質量要求。 （1）機械零件的材料要求）機械零件的材料要求機械性能：物理性能：化學性能：外觀特性：貨源、交貨期和價格；原材料；材料的加工性、與加工方法的匹配性、材料的

8、可處理性、可回收性、可替換性； 新材料的應用等。（2）零件上的表面要求）零件上的表面要求 零件上的表面要求主要有表面成形、尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質量要求。 0.4 零件成型的工藝方法零件成型的工藝方法工藝 technology 使各種原材料、半成品成為產品的方法和過程。選擇零件成型工藝方法主要考慮零件的要素和生產類型等因素。按零件成型原理，常用的工藝方法有：成型工藝：鑄造、粉末冶金、非金屬材料成型；變形工藝：鍛造、沖壓、軋制、擠壓、拉拔；切削工藝：包括切削和磨削。切削包括車削、銑削、鉆削、鏜削、刨削、拉削、插削等，磨削包括砂輪磨削、砂帶磨削、珩磨、研磨等；連接工藝：粘接、焊接、機械

9、聯結如螺栓聯接、鉚接、壓力聯接；改變材料性能的工藝：熱處理、化學處理、噴丸、滾壓等；表面處理工藝：電鍍、化學度層、真空鍛膜、著色、噴涂、清洗等；特種加工工藝：激光、電子束、電化學、電火花、線切割、水噴射等。 第第1章章 金屬切削原理金屬切削原理 1.1 金屬切削加工的基本概念金屬切削加工的基本概念 1.1.1 切削運動切削運動 1.1.2 切削用量三要素 1.1.3 刀具切削部分基本定義（刀具切削部分基本定義（1） 第第1章章 金屬切削原理金屬切削原理 1.1 金屬切削加工的基本概念金屬切削加工的基本概念 切削加工切削加工 cutting 是利用金屬切削刀具從工件上是利用金屬切削刀具從工件上切

10、除多余材料的加工方法。切除多余材料的加工方法。 1.1.1 切削運動切削運動 如圖如圖1.1所示。車外圓的車削運動包括工件的回所示。車外圓的車削運動包括工件的回轉運動（其作用是切除工件上多余金屬，形成新轉運動（其作用是切除工件上多余金屬，形成新面）和刀具的縱向進給運動（保證切削工作連續面）和刀具的縱向進給運動（保證切削工作連續進行）進行）2個運動。個運動。圖1.1 車外圓的運動及加工表面 切削運動分為切削運動分為：成形運動成形運動（主運動、進給運動）；輔助運動輔助運動除成形運動外所有的運動（對刀、調整運動、快進、快退等）。 主運動：主運動： 進給運動：進給運動： 合成運動：合成運動： 如圖1.

11、1所示。 圖1.1 主運動進給運動與合成運動 1.1.2切削用量三要素 1 切削速度切削速度vc 切削刃的選定點相對于工件的主運動的瞬時速度，單位為m/s或m/min。一般計算最大的切削速度。車削外圓的計算公式如下： vc=dwn1000 2 進給量進給量 f 工件或刀具每轉一轉時，刀具相對于工件沿進給方向的位移稱為進給量，單位為mm/r；進給速度是單位時間的進給量，單位為mm/s或mm/min。 vf=fn 對多刃切削刀具的進給量fzmm/z（毫米/齒） f=fzZ 3 吃刀深度吃刀深度 ap（背吃刀量背吃刀量為工件上已加工表面和待加工表面的垂直距離。 ap=（dw-dm）/2例例1 分析刨

12、削平面的切削運動、加工表面和切削用量分析刨削平面的切削運動、加工表面和切削用量例例2 2 分析銑削的銑削運動、加工表面 和切削用量。 1.1.3 刀具切削部分基本定義刀具切削部分基本定義 （1）刀具切削部分結構要素（刀面、刀刃、刀尖）刀具切削部分結構要素（刀面、刀刃、刀尖）如圖如圖1.3所示。所示。 圖1.3 車刀切削部分的結構要素 （2） 切削刃切削刃S 圖1.4 切削刃 刀尖刀尖 圖1.5 刀尖形狀 （2）刀具角度的參考系）刀具角度的參考系 用來確定刀具上刀面和刀刃的位置及方位角度的用來確定刀具上刀面和刀刃的位置及方位角度的參考系。由基平面、切削平面、主剖面構成主剖系；參考系。由基平面、切

13、削平面、主剖面構成主剖系；基平面、切削平面、法剖面構成法剖系；由基平面、基平面、切削平面、法剖面構成法剖系；由基平面、 、進給和切深剖面構成進給和切深剖面系。進給和切深剖面構成進給和切深剖面系。 基平面基平面Pr通過切削刃上選定點，通過切削刃上選定點，垂直于主運動方向的平垂直于主運動方向的平面。通常，基面應平行面。通常，基面應平行于刀具上制造、刃磨和于刀具上制造、刃磨和測量的某一安裝定位平測量的某一安裝定位平面或軸線，如圖面或軸線，如圖1.6所示所示。圖1.6 車刀的基面 切削平面Ps 通過切削刃上選定點，與切削刃相切并垂直于基面Pr的平面，也就是切削刃與切削速度方向構成的平面，如圖1.7所示。 主剖面主剖面Po 主剖面主剖面Po是通過切削是通過切削刃上選定點，同時垂刃上選定點，同時垂直于基面直于基面Pr和切削平面和切削平面的平面，即主剖面垂的平面，即主剖面垂直于主切削刃在基面直于主切削刃在基面上的投影。上的投影。 切削刃法剖面切削刃法剖面Pn 法剖面法剖面Pn是通過切是通過切削