第4章 机械加工装备

机械设计制造装备课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械设计的基本原理和制造过程，理解装备的组成及功能。

2. 使学生了解不同类型的机械设计制造装备及其在工业生产中的应用。

3. 引导学生掌握机械设计制造过程中的关键技术，如材料选择、结构优化等。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行机械零件设计和绘制工程图纸的能力。

2. 培养学生运用CAM软件进行机械加工编程和仿真操作的能力。

3. 提高学生分析和解决机械设计制造过程中问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计制造专业领域的兴趣，激发其创新意识和探索精神。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神和沟通能力，提高其在团队项目中的协作能力。

3. 增强学生的工程意识，使其认识到机械设计制造在国民经济发展中的重要性，树立社会责任感。

课程性质：本课程为专业实践课程，旨在提高学生机械设计制造方面的理论知识和实践技能。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够独立完成机械设计制造装备的设计和制造过程，为今后的工作和发展奠定基础。

二、教学内容1. 机械设计基本原理：包括机械设计的基本概念、设计方法和设计步骤，以及机械零件的强度、刚度、稳定性等设计准则。

教材章节：第1章 机械设计概述，第2章 机械零件的强度计算。

2. 机械制造过程：介绍各种机械加工方法、工艺参数选择、加工精度和表面质量等。

教材章节：第3章 机械制造工艺，第4章 机械加工精度和表面质量。

3. 机械设计制造装备：分析各类机械设计制造装备的组成、原理和应用，如数控机床、机器人等。

教材章节：第5章 机械设计制造装备概述，第6章 常用机械设计制造装备。

4. CAD/CAM软件应用：教授CAD软件进行零件设计和工程图纸绘制，CAM 软件进行加工编程和仿真操作。

机械加工与装配作业指导书第1章机械加工基础知识 (4)1.1 金属切削原理 (4)1.1.1 金属切削概述 (4)1.1.2 切削用量 (4)1.1.3 切削力 (4)1.1.4 刀具材料与结构 (4)1.2 机械加工工艺规程 (4)1.2.1 工艺规程概述 (4)1.2.2 工艺路线的制定 (5)1.2.3 工序内容的制定 (5)1.2.4 切削参数的确定 (5)1.3 机械加工精度与表面质量 (5)1.3.1 机械加工精度 (5)1.3.2 表面质量 (5)1.3.3 提高加工精度和表面质量的方法 (5)1.3.4 加工误差及其控制 (5)第2章常用机械加工方法 (5)2.1 车削加工 (5)2.2 铣削加工 (5)2.3 钻削加工 (6)2.4 镗削加工 (6)第3章数控加工技术 (6)3.1 数控编程基础 (6)3.1.1 数控编程基本概念 (6)3.1.2 编程语言 (6)3.1.3 编程步骤 (6)3.2 数控车削加工 (6)3.2.1 基本原理 (7)3.2.2 工艺参数 (7)3.2.3 编程方法 (7)3.3 数控铣削加工 (7)3.3.1 基本原理 (7)3.3.2 工艺参数 (7)3.3.3 编程方法 (7)第4章特种加工技术 (7)4.1 电火花加工 (7)4.1.1 概述 (7)4.1.2 电火花加工设备 (7)4.1.3 电火花加工工艺 (8)4.1.4 电火花加工应用 (8)4.2 激光加工 (8)4.2.2 激光加工设备 (8)4.2.3 激光加工工艺 (8)4.2.4 激光加工应用 (8)4.3 电子束加工 (8)4.3.1 概述 (8)4.3.2 电子束加工设备 (8)4.3.3 电子束加工工艺 (9)4.3.4 电子束加工应用 (9)第5章零件加工工艺分析 (9)5.1 零件结构工艺性分析 (9)5.1.1 零件结构特点 (9)5.1.2 零件材料 (9)5.1.3 零件加工难度及质量要求 (9)5.2 零件加工工艺路线设计 (9)5.2.1 工艺流程规划 (9)5.2.2 工艺参数设定 (10)5.3 工艺参数选择与计算 (10)5.3.1 切削速度 (10)5.3.2 进给量 (10)5.3.3 切削深度 (10)5.3.4 磨削用量 (10)第6章机械装配基础知识 (11)6.1 装配精度与工艺 (11)6.1.1 装配精度的定义与分类 (11)6.1.2 影响应装配精度的因素 (11)6.1.3 提高装配精度的措施 (11)6.2 装配方法与工具 (11)6.2.1 装配方法的分类与选用 (11)6.2.2 常用装配工具及设备 (12)6.3 装配前的准备工作 (12)6.3.1 零部件检查 (12)6.3.2 装配前的准备工作 (12)6.3.3 装配前的技术准备 (12)第7章常见机械装配工艺 (12)7.1 螺纹连接装配 (12)7.1.1 螺纹连接概述 (12)7.1.2 螺纹连接装配工艺 (13)7.2 键、销连接装配 (13)7.2.1 键、销连接概述 (13)7.2.2 键、销连接装配工艺 (13)7.3 过盈连接装配 (13)7.3.1 过盈连接概述 (13)7.3.2 过盈连接装配工艺 (13)7.4.1 滚动轴承概述 (14)7.4.2 滚动轴承装配工艺 (14)第8章装配质量控制与检验 (14)8.1 装配质量控制措施 (14)8.1.1 建立完善的质量管理体系，保证装配过程遵循相关标准和规范。

第四章 机械加工方法与装备
(3) 副后面(Aa)：刀具上与已加工表面相对的表面，又 称副后刀面。
(4) 主切削刃(S)：前刀面与主后刀面的交线，在切削过 程中担负主要切削工作，并形成工件上的过渡表面。
(5) 副切削刃(Sꞌ)：前刀面与副后刀面的交线。它配合主 切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。
第四章 机械加工方法与装备
λs=0
＋λs
－λs
切屑流向 λs=0
切屑流向 ＋λs
(a) 控制排屑方向
切屑流向 －λs
＋λs
－λs
(b) 车刀受冲击时保护刀尖
图4-9 刃倾角的作用
主运动和进给运动可由刀具和工件分别完成，也可由刀具 单独完成。
第四章 机械加工方法与装备
3．加工中的工件表面 以车削为例，工件在车削过程中有三个不断变化着的表面 (见图4-2)： (1) 待加工表面：将被切除金属层的表面，随着切削过程 的进行，它将逐渐减小，直至全部切去。 (2) 已加工表面：已经切去一部分金属而形成的新表面， 随着切削过程的进行，它将逐渐扩大。 (3) 过渡表面：切削刃正在切削的表面，它总是处在待加 工表面和已加工表面之间。 上述这些定义也适用于其他类型的切削加工。
的相对运动，即成型运动，而各种成型运动是由机床来实现的， 因此，又称为机床的切削运动。表面成型运动中各单元的运动， 按其在切削加工中所起的作用不同，可分为主运动和进给运动。
第四章 机械加工方法与装备
(1) 主运动。主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。 它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料，使被切削 层转变为切屑。一般情况下，它是切削运动中速度最高、消耗 功率最大的运动。任何切削过程必须有一个，也只有一个主运 动。它可以是旋转运动，也可以是直线运动。如车削加工时工 件的旋转运动，钻削和铣削加工时刀具的旋转运动，牛头刨床 刨削时刀具的直线往复运动等都是主运动。主运动可以由工件 完成(如车削、龙门刨削等)，也可以由刀具完成(如钻削、铣 削、牛头刨床上刨削及磨削加工等)。

1．机械制造装备专指机械加工机床。

( )2．机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。

（）3．工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。

( ) 4．悬挂输送装置、辊道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。

( )5．输送切屑的装置常用手动方式进行。

( )6．夹具是指加工过程中对工件的夹紧装置，是机械加工过程中可有可无的工艺装备。

( ) 7．量具种类繁多，但主要用于尺寸测量、角度测量和表面粗糙度的测量。

( )8．物料输送装置主要应用于流水生产线和自动生产线上。

( )9．不能用海绵之类的吸水物料涂些清洗剂擦拭机械设备。

( )（二）多选题1.组合机床的动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件，主要有（）。

（A）动力箱（B）切削头（C）动力滑台（D）排屑装置2.3D打印与激光成型技术一样，采用了（）来完成3D实体打印。

（A）分层加工（B）叠加成型（C）锻造成型（D）注塑成型3.柔性制造技术划分为（）。

（A）柔性制造单元（FMC）（B）柔性装配单元（FAC）（C）柔性制造线（FML）（D）柔性制造系统（FMS）4.机械制造业总的发展的趋势为（）。

（A）柔性化（B）敏捷化（C）智能化（D）信息化5.模具在（）等领域有广泛应用。

（A）冲压（B）注塑（C）切削（D）铸造6.在机械制造过程中所使用的各种工艺装备主要有（）。

（A）种刀具（B）机床夹具（C）车床（D）量具7.柔性制造系统（FMS）是由（）组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。

（A）若干数控设备（B）物料运贮装置（C）计算机控制系统（D）加工机床8．所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与（）有关。

（A）系统方案（B）人员（C）设备（D）刀具（三）简答题1.机械制造装备包括哪些部分？2.写出机械加工设备中的15种机械加工机床。