机械加工新技术-第6章[26页]

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第6章DCS的性能指标

对串联系统： A=A1 A 2 A 3…An
对并联系统：
A =1－[(1－A 1)(1－A 2)(1－A 3)…(1－A n)] 式中，A1，A2，…，An 为各子系统的利用率，在实际计算中，串、并联系统的划分应根据集散
控制系统的具体结构而定。
第6章 DCS 的性能指标
第14页，共67页。
6.2 提高系统利用率的措施
时间ti的平均值，平均故障间隔时间即各段连续工作时间的平均值。可用式(6-7)表示
MTBF是一个通过多次采样检测，长期统计后求出的平均数
值。
第6章 DCS 的性能指标
第10页，共67页。
6.1.4 平均故障修复时间(MTTR) 平均故障修复时间(Mean Time To Repair，MTTR)是
电磁干扰的形式主要有电源噪声、输入线引入的噪声和静电噪声。对电源引进的干扰通常采用电源低通滤波器，通过电感、电容组成的吸收装置抑制电源噪声。在电源进线端加装浪涌吸收器，可有效防止感应雷电对设备的破坏。
第6章 DCS 的性能指标
第17页，共67页。
供电系统进线应注意尽量用粗线。稳压电源要加静电屏蔽，且与继电器、灯泡、开关等分开。与计算机接口的线要用双绞线，扭绞的绞距要小。地线是侵入噪声的主要渠道，通常应按标准采用汇流排或粗导线接地。当组件之间有电位差时，采用光耦合器件或变压器进行信号的隔离传输，可收到很好的效果。
压、振动等环境条件和使用方法及维护措施等)，在规定的时间内(指
明确规定的工作期限)，无故障地发挥规定功能(应具备的技术指标)
的概率。可靠度是一个定量的指标，它是通过抽样统计确定的。设有 N
个同样的产品，在同样的条件下同时开始工作，经t时间运行后有
0

机械制造工程学习题及答案超级完整

机械制造工程学习题及答案超级完整第1页共36页第一章绪论思考下列问题:1．机械制造工业的发展历史和现状。

2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。

3．本课程的主要任务和要求。

第二章金属切削加工的基础知识一、填空题1.在加工中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动其中主运动消耗功率最大。

2.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量某3.刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件4.常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。

5.在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角，后刀面与切削平面之间的夹角称为后角6.正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为07.基准平面确定后，前刀面由前角和刃倾角两个角确定；后刀面由后角和主偏角两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。

8.用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系二、判断题（正确的打√，错误的打某）1.在切削加工中，进给运动只能有一个。

（某）2.背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面。

第2页共36页（某）3.其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。

（某）4.其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加。

（√）5.主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角Kr。

（某）某6.车削外圆时，若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。

（√）7.对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。

（某）某8.当主偏角为90时，正交平面与假定工作平面重合。

（√）9.切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。

（√）10.粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。

（某）三、名词解释1.基面过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。

机械加工技术教学课件PPT作者：陈永久蒿敬恪机械加工技术

切削温度增高，摩擦系数减小，变形减小的缘故。在容易生成积屑瘤的中速范围内（15～30m/min），因产生积屑瘤使刀具实际前角增大，切削力减小。切削脆性金属时，因为变形和摩擦均较小，所以切削速度改变时切削力变化不大。二、切削热
1. 切削热的来源和传散
切削热来源于切削层金属发生弹性变形和塑性变形产生的热量以及切屑与前刀
模块一金属切削的基本知识
课题一切削运动和切削要素
一、切削运动 (1) 主运动：形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。通常主运动的速度最快，消耗功率最多。
(2) 进给运动：使工件的多余材料不断地被去除的工作运动，进给运动可以是连续运动，也可以是间歇运动，如车外圆时纵向进给是连续运动，控制切削刃切入深度的横向进给是间歇运动。通常，进给运动的速度较慢，消耗功率较少。各种切削加工，都具有特定的切削运动 (见图1-1)。切削运动的形式有旋转的、直线的、连续的、间歇的等。一般主运动只有一个，进给运动可以有一个或几
个。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。
图1-1
二、工件上形成的表面在切削运动的作用下，工件上产生了3 个不断变化的表面(见图11)。 (1) 已加工表面：已经切去多余金属而形成的表面。 (2) 过渡表面：工件上切削刃正在切削的表面，并且是切削过程中不断变化着的表面。 (3) 待加工表面：加工时即将被切去金属层的表面。
1％～5％，也是计算进给系统零件强度和刚度的依据。 (3) 背向力FP ：是切削合力沿工作平面垂直方向上的分力，在基面内，与进给方向垂直，即通过工件直径方向，故又称径向力或吃刀抗力。因为切削在此方向上的运动速度为零，所以FP不作功，但会使工件弯曲变形，还会引起振动，对表面粗糙度产生不利影响。

现代机械加工方法概述PPT(65张)

磨削加工是一种历史悠久的加工方法，又是一种具有发展前景的加工方法。这种加工方法既能作为精加工、超精加工，也能作为粗加工。既能加工普通材，也能加工超硬材料。磨削可分为外圆磨、内孔磨、平磨等。分别用于外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿面等各种成形表面的加工。
磨削加工的主运动是砂轮的旋转运动。磨削加工所用的刀具以砂轮和砂带为主。与前述的刀具切削有着不同的加工机理。
第1章机械加工方法概述
数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。在数控铣床或加工中心上加工时，曲面是通过球头铣刀逐点按曲面坐标值加工而成。在编制数控程序时，要考虑刀具半径补偿，因为数控系统控制的是球头铣刀球心位置轨迹，而成形面是球头铣刀切削刃运动的包络面。
7.磨削加工
第1章机械加工方法概述
7.磨削加工
砂轮工件
第1章机械加工方法概述
结合剂
磨粒
磨屑
气孔
砂轮的构造
7.磨削加工
第1章机械加工方法概述
7.磨削加工
第1章机械加工方法概述
7.磨削加工
第1章机械加工方法概述
磨削时，由于切削刃很多，所以加工时平稳、精度高，表面粗糙度小。磨床是精加工机床，磨削精度可达IT6～IT4，表面粗糙度可达Ra1.25～0.01μm，甚至可达Ra0.1～0.008μm。磨削的另一特点是可以对淬硬的工件进行加工，因此，磨削往往作为最终加工工序。但磨削时，产生热量大，需要有充分的切削液进行冷却，否则会产生磨削烧伤，降低表面质量。强力磨削技术，可以在单位时间内达到很大的切除量，因而可以一次完成粗精加工。
2. △m＜0的制造过程
第1章机械加工方法概述
△特m种＜加0 工制是造指过利程用是电指或从化表学面等去方除法材以料完来成获零得件零材件料形的状去的除方，法从。而包获括得切所削需加要工的和表特面种几加何工形。状。这些方

机械加工方法通用课件

环保性原则
考虑加工过程的环保要求，优先选择低能耗、低污染的加工
方法，实现绿色制造。
机械加工方法优化策略
工艺流程优化
通过调整工艺流程、减少不必要的工序，提高加工效率。
设备维护与更新
定期对设备进行维护保养，及时更新老旧设备，提高设备利用率。
加工参数优化
合理选择刀具、切削液、切削速度等加工参数，提高加工质量，降低能耗。
激光加工通过将高能激光束聚焦成很小的光斑，对工件进行局部加热或照射，使工件材料熔化、汽化或发生化学反应，从而达到去除材料或改变材料表面的目的。
广泛应用于打标、切割、焊接、表面处理等领域。
加工精度高、速度快、可加工各种材料等。
设备成本较高、需要使用保护气体或液体、对工件的热影响较大。
钻削加工
总结词
详细描述
总结词
详细描述
钻削加工是一种使用钻床进行钻孔和扩孔的加工方法。
钻削加工时，钻头安装在钻床主轴上，钻头在钻孔过程中高速旋转，同时钻床主轴进给使钻头切入工件，完成
钻孔或扩孔作业。
钻削加工具有高效率、低成本和高适应性的优点，广泛应用于机械制造和建筑领域
。
通过选择不同类型和规格的钻头，可以适应不同材料和孔径的要求，同时通过调整钻床的切削参数和进给量，可以提高钻孔的效率和精度
水切割加工
总结词
详细描述
应用领域
优点
缺点
水切割加工是一种利用高压水流对工件进行切割的加工方法。
水切割加工通过将高压水流从喷嘴中喷出，对工件进行高速冲击，使工件局部破裂、剥离或切割开，从而达到去除材料的目的。
广泛应用于陶瓷、玻璃、石材、复合材料等硬脆材料的切割和加工。

常用机械加工方法PPT课件

1.生产效率高：由于拉刀是多齿刀具，同时参加工作的刀齿数较多，同时参与切削的切削刃较长，并且在拉刀的一次工作行程中能够完成粗—半精—精加工，大大缩短了根本工艺时间和辅助时间。
2.加工精度高，外外表粗糙度小：拉刀具有校准局部，其作用是校准尺寸，修光外表，并可作为精切齿的后备刀齿。拉削的切削速度较低，切削过程比较平稳，并可防止积屑瘤的产生。一般拉孔的精度为IT8～IT7，外表粗糙度Ra值为～
m。
3.拉床结构和操作比较简单：拉削只有一个主运动。但拉削时切削速度较低。刃磨一次可以加工数以千计的零件，刀具磨损较慢，一把拉刀又可以重磨屡次。
4.拉刀本钱高：由于拉刀的结构和形状复杂,制造成精度和外表质量要求较高。
5.不能拉削加工盲孔、深孔、阶梯孔及有障碍的外外表,拉削不能纠正孔的位置误差。
拉削的应用范围：
4.加工精度：加工精度一般为IT8～IT7，外表粗糙度Ra值为～ m。
铣削的主要应用：
铣削主要用来加工平面(包括水平面、垂直面和斜面)、沟槽、成形面和
切断等。单件、小批生产中，加工小、中型工件多用升降台式铣床(卧式和立式两种)。加工中、大型工件时可以采用龙门铣床。龙门铣床与龙门刨床相似，有
3～4个可同时工作的铣头，生产率高，广泛用于成批和大量生产中。在单件小批生产中，有些盘状成形零件，也可以用立铣刀在立式铣床上加工。
工作原理：利用移动的金属丝作工具电极，并在金属丝和工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。
由于它利用的是丝电极，因此，只能作轮廓切割加工。
常用电极丝有钼丝与铜丝，钼丝主要用于往复走丝加工如快丝线切割，而铜丝电极那么主要用于慢丝线切割，一次性加工。
适用加工范围加工各种精密模具：如冲模、复合模、粉末冶金模、挤出模、塑料模、胶木模等。

机械加工新技术-第8章[26页]

工件材料σb/GPa 1.70
Kv
1.0
1.80 2.00 2.20
0.9
0.75 0.65
22
现代机械加工新技术
第8章高强度钢与超高强度钢的切削加工
8.4 高强度与超高强度钢的钻孔与攻螺纹
23
afcp 010.8.53mmm/mm/irn
8.4.1 高强度钢与超高强度钢的钻孔
钻孔特点
高强度钢与超高强度钢的抗拉强度比45钢大1~2倍，相对加工性仅为0.1左右。钻孔时是在相对半封闭的空间里工作，扭矩和轴向力均很大，钻头常因强度不足而无法工作。
1 080
930
9 40 39
980
785
10 45 55
1 080
835
10 50 71
980
835 12 50 55
1 080
835
10 45 55
1 470 1 080 1 100~1 140 1030 1200
885 1 040~1
060 910
9 40 47 10 45 39
14~15 44~53 70~90 38~42
现代机械加工新技术
第8章高强度钢与超高强度钢的切削加工
8.1 概述
1
8.1 概述
高强度钢与超高强度钢是具有一定合金含量的结构钢。它们的原始强度、硬度并不太高，但经过调质处理，可获得较高或很高的强度，硬度则在35~50HRC之间。
2
8.1 概述
表8-1常用高强度钢的热处理规范与力学性能
热处理
（6）超硬刀具材料立方氮化硼（CBN）刀具可用于切削高强度与超高强度
钢，但是效果不如加工淬硬钢那样显著。淬硬钢硬度可达 60HRC 以上，用 CBN 刀具最适宜。高强度钢的硬度仅为 35~45HRC，超高强度钢为40~50HRC。采用CBN刀具进行精加工的效果明显优于硬质合金与陶瓷刀具，但一般仅用于车刀、镗刀及面铣刀。

机械加工技术(第2版)

机械加工技术
第三章机械加工精度
加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示。加工误差的构成如下图：
常值系统误差：大小及方向不变变值系统误差：大小及方向按一定规律变化非线性变化线性变化
系统误差：
误差的大小和
加工误差方向具有规律性。
随机误差：大小及方向无变化规律。请注意：系统误差与随机误差之间的分界线不是固定不变的。
机械加工技术
第三章机械加工精度
主轴轴向串动：实际回转轴线始终沿理想回转轴线作等幅的窜动。
主轴角度摆动：实际回转轴线与理想回转轴线始终成一倾角，在一个平面上作等幅摆动，且交点位置不变。
机械加工技术
2）主轴回转误差对加工精度的影响
车削加工时：
第三章机械加工精度
主轴端面圆跳动主要影响工件端面的形状精度、端面与内（外）圆的垂直度和轴向尺寸精度；
（1）、机床导轨在水平面内的直线度误差
卧式车床或外圆磨床的导轨水平面内有直线度误差△Z，将使刀尖的直线运动轨迹产生同样的直线度误差△Y，由于△Y处于误差敏感方向，因此零件的加工误差△R＝△Y，造成零件的圆柱度误差。而平面磨床和龙门刨床的导轨水平方向为误差非敏感方向，因此加工误差可忽略。
机械加工技术
第三节
一、加工原理误差
第三章机械加工精度
工艺系统的几何误差对加工精度的影响
加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差：一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆或法向直廓蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由许多微小折线段组成的曲线，和理论上的光滑渐开线有差异，这些都会产生加工原理误差。采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓，虽然会带来加工原理误差，但往往可简化机床结构或刀具形状，或可提高生产效率，有时甚至能得到高的加工精度。因此，只要其误差不超过规定的精度要求（一般原理误差应小于10％～ 15％工件的公差值），在生产中仍能得到广泛的应用。

机械加工新技术

企业
N
协调
信息服务
图1-3 “虚拟制造”环境与虚拟企业
17
1.2 先进制造技术
客户
企业 n
供应商
设计销售
Internet （Intranet）
计划
企业 1
企业 2
单元1 单元2 单元n 图1-4 虚拟企业网络结构
18
1.2 先进制造技术
先进制造技术
➢先进管理技术主要包括：数据标准、工艺标准、质量标准、生产计划
无图纸生产实例—波音 777客机
◆ CIMS的实现程度受企业经营环境的制约，与企业的技术水平、投资能力、经营战略等相联系，决定了CIMS是一个多层次、多模式、动态发展、逐渐向理想状态趋近的系统。 ◆ 搞CIM是非常复杂的事情，是一项高投入、高风险项目，必须审慎行事（20世纪80年代只有少数公司获得成功）。
12
1.2 先进制造技术
CIMS的体系结构
指以信息的观点建立的企业模型框架（或功能模型） CIMS 功能模型通常由 5 个分系统组成（图1-28）
市场信息生产过程信息
技术信息
EIS
CAD CAE CAPP NCP CATD
∶
MIS BM，PM，MM，LM，FM…
QIS
Network DB
CAI CAT CAQC CMM ∶
14
1.2 先进制造技术
敏捷制造（Agile Manufacturing —— AM ）
➢ 20世纪70～80年代，美国由于政策导向失误，使制造业众多产品在世界市场所占份额不断下降，美国在制造领域的霸主地位逐渐丧失。
➢ 为了恢复美国制造业在世界上的领导地位，20世纪80年代末美国国会指示国防部拟定一个制造技术发展规划，要求同时体现美国国防工业与民品工业的共同利益，并要求加强政府、工业界和学术界的合作。

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第6章特殊切削加工方法
6.5 射流加工技术
19
6.5.1 概述
高压水射流加工原理
图6-12 高压水切割工作原理图
20
6.5.1 概述
高压水射流加工原理
根据不同需要，高压水射流切割有以下三种形式： ① 纯水射流。 ② 磨料水射流。 ③ 聚合物水射流。
21
6.5.1 概述
高压水射流加工的特点
① 加工时对材料无热影响，工件不会产生热变形和热损伤，对加工热敏感材料尤为有利；
(2)真空中切削的加工表面上有明显的切屑附着物，而在空气中切削则没有；真空中切削在刀具前刀面上没有切屑黏附，但在空气中切削则有切屑黏附。
9
6.1.4在氧气和氩气气氛中的高速与超高速切削
图6-8在O2和Ar气氛中切削力F与气体压强P间的关系曲线
10
6.1.4在氧气和氩气气氛中的高速与超高速切削
25
6.5.4 高压水射流切割应用范围
高压水射流切割是利用具有很高动能的高速水射流的冲击力进行的（有时，又称为高速水射流加工），与激光加工、离子束加工、电子束加工一样，属于高能束加工范畴。高压水射流切割作为一项高新特技术在某种意义上讲是切割领域的一次革命，有着十分广阔的应用前景。
26
图6-9 在O2气氛中的F-P关系曲线
11
现代机械加工新技术
第6章特殊切削加工方法
6.2 惰性气体保护切削
12
6.2 惰性气体保护切削
这也是针对钛合金切削时在高温条件下易生成硬脆层而采取的一种保护性措施。南京航空航天大学曾在钛合金切削区喷射氩气，使得切削区的钛合金与空气隔绝，这样钛合金就不会与空气中的O、N、H、CO、CO2等发生化学反应生成硬脆化合物层，从而改善了钛合金的切削加工性。
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Hale Waihona Puke 现代机械加工新技术第6章特殊切削加工方法
6.3 绝缘切削
14
6.3 绝缘切削
在切削金属材料的过程中，如果将工件与刀具（导电材料）连成回路，在该回路中将会有热电流（热电势）产生，刀具会因热电流而产生热电磨损。要将工件（或刀具）与机床绝缘，如用塑料锥套代替原钢制锥套实现与钻床主轴孔间的绝缘，就可使钻头使用寿命有所提高。西北工业大学曾用此法实现铸造高温合金K214的钻孔，西安黄河机器厂也用此原理车削过不锈钢1Cr13和2Cr13，均收到了良好效果。
图6-4 真空度与F的关系 5
6.1.2真空度对中碳钢和钛合金切削的影响
图6-5 真空度与F的关系 6
6.1.2真空度对中碳钢和钛合金切削的影响
图6-6 真空度与Ra的关系
7
6.1.3 真空中的高速与超高速切削
(1)真空中的切削力F要比在空气中的切削力大
图6-7真空中与空气中的切削力F对比
8
6.1.3 真空中的高速与超高速切削
22
6.5.2 高压水射流加工装置
图6-13 高压水射流加工装置图
23
6.5.2 高压水射流加工装置
图6-14 增压器工作原理图图6-15 压力脉动动态曲线
24
6.5.3 高压水射流切除与切断机理
从微观上看，相对于射流平均速度高速射流中存在着超高速区和低速区（有时可能为负值），高压水射流表面虽为圆柱形，实际上内部存在刚性高的和刚性低的两部分。刚性高的部分产生的冲击动压使得传播的时间缩短，冲击强度增大，宏观上看起到了快速楔劈作用；而刚性低的部分相对于刚性高部分形成了柔性空间，起吸屑和排屑作用，这两者的结合正好使其切割材料时犹如一把轴向“锯刀”加工。
现代机械加工新技术
第6章特殊切削加工方法
6.1 真空中切削
1
6.1.1 真空度对铜和铝切削的影响
图6-1 真空度与切削比rc的关系
2
6.1.1 真空度对铜和铝切削的影响
图6-2 真空度与Ry的关系
3
6.1.1 真空度对铜和铝切削的影响
图6-3 真空度与F的关系
4
6.1.2真空度对中碳钢和钛合金切削的影响
15
现代机械加工新技术
第6章特殊切削加工方法
6.4 电熔爆“切削”
16
6.4 电熔爆“切削”
电熔爆是一种采用低电压（最低3 V）、大电流（最大 3 000 A）直流脉冲电源的非接触强电加工。
图6-10 电熔爆加工原理
17
6.4 电熔爆“切削”
图6-11 电熔爆铣削加工
18
现代机械加工新技术
② 切割力大，几乎可以切割任何材料； ③ 切缝窄（0.15~2 mm），切口质量好，几乎不产生飞边毛刺； ④ 切割时不产生粉尘、烟雾、火花和热气等，对环境无污染，且可在深水下进行切割作业； ⑤ 生产效率高，切割速度可达0.5 m/s； ⑥ 可由计算机控制，实现CAD/CAM一体化； ⑦ 不损伤加工表面，特别适合工程塑料、复合材料和纺织品的切割。