机械制造技术基础张世昌机械制造技术概论

《机械制造技术基础》课程教学设计课程编号: T1080200课程名称: 机械制造技术基础课程英文名称: Fundamentals of Machinery Manufacturing Technology 总学时: 56 讲课学时: 48 实验学时: 8学分: 3.5开课单位: 机电工程学院机械制造及自动化系、机电控制及自动化系授课对象: 机械设计制造及其自动化专业先修课程: 金属工艺学、互换性与测量技术基础、机械工程材料、机械原理、机械设计。

开课时间: 第6学期教材与主要参考书:1. 张士昌等.机械制造技术基础.高等教育出版社.2003.4.2. 韩荣第.金属切削原理与刀具.哈尔滨工业大学出版社.2004.2.3. 王启平.机械制造工艺学.哈尔滨工业大学出版社.1999.4.4. 卢秉恒.机械制造技术基础.机械工业出版社.1999.105. 冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社.1999.26. 哈工大等.机床夹具设计.上海科学技术出版社.19907. 张福润.机械制造技术基础.华中理工大学出版社.1999.108.李益民.机械制造工艺学习题集.机械工业出版社.1993.59.李旦.机械制造工艺学试题精选与答题技巧.哈工大出版社.1999.10 （一）课堂教学1. 内容体系本课程主要讲授从毛坯到零件的整个机械加工过程中, 组成机械加工工艺系统的机床、刀具、夹具及工件方面的术语、定义及相关知识, 在此基础上, 以外圆车削为例讲授工件在切削加工过程中所产生的变形、力、热与温度及刀具磨损等一系列物理现象的原理、影响因素和规律, 从而找到提高生产效率和加工表面质量的基本途径（改善工件材料切削加工性, 使用性能好的切削液, 选择合理切削用量, 制定合理的刀具使用寿命及选择刀具的合理几何参数）。

为了适应课程设计和未来工作的需要, 还要介绍钻削、铣削和磨削方面的相关知识以及定位的基本概念、六点定位原理、典型定位元件及定位误差分析计算。

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3.1.1 金属切削过程的变形
三个变形区分析
第Ⅰ变形区：即剪切变形区， 金属剪切滑移，成为切屑。金属 切削过程的塑性变形主要集中于 此区域。
Ⅱ Ⅰ
Ⅲ
第Ⅱ变形区：靠近前刀面处切 图3-5 切削部位三个变形区 屑排出时受前刀面挤压与摩擦。 此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原 因。
图3-8 断屑的产生
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3.1.2 切屑类型与变形系数
变形系数
切削层经塑性变形后，厚度增加，长度缩小，宽度基本 不变。可用其表示切削层变的变形程度。
◆ 厚度变形系数
h

hch hD
◆ 长度变形系数
（3-1）
L

LD Lch
（3-2）
Lch LD
图3-9 切屑与切削层尺寸
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3.1.2 切屑类型与变形系数
◆ 与主偏角相似，刃倾角λs对主切削力影响不大，对吃 刀抗力和进给抗力影响显著（ λs ↑ —— Fp↓，Ff↑） ◆ 刀尖圆弧半径 rε 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和 进给抗力影响显著（ rε ↑ —— Fp↑，Ff↓） ；
其他因素影响
◆ 刀具材料：与工件材料之间的亲和性影响其间的摩擦， 而影响切削力 ◆ 切削液：有润滑作用，使切削力降低 ◆ 后刀面磨损：使切削力增大，对吃刀抗力Fp的影响最为 显著
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第3章 切削原理
本章要点
切屑的形成过程 切削力及其影响因素 切削热与切削温度 积屑瘤、残余应力和 加工硬化 刀具磨损与刀具寿命 切削用量的选择 高速加工技术
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第3章 切削原理 Cutting Theory

使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。
附加基准
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。 如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的 工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。
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5.2.1 定位基准
A
工艺凸台
A向
图5-1 小刀架上的工艺凸台
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5.2.2 粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则 ——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗 基准。 ◆余量均匀分配原则 ——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
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5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
表5-4 各类毛坯的特点及适用范围
毛坯种类 型 材
制造精度 （IT）
加工 余量 大 一般
原 材 料 各种材料 钢 材 铸铁,铸钢,青铜
工件尺寸 小 型
工件 形状 简 单 较复杂 复 杂
机械性能 较好 有内应力 差
适用生产 类型 各种类型 单 件 单件小批
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第5章 工艺过程设计
本章要点
定位基准的选择 工艺路线拟订 加工余量的确定
工艺尺寸链 计算机辅助工艺过程 设计 工艺过程经济分析
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第5章 工艺过程设计
Process Planning
5.1 制定工艺规程的 步骤和方法
Steps and Methods of Process Planning
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5.1.1 机械加工工艺规程
机械加工工艺过程和工艺规程
机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、 尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活 动和进行生产管理的重要依据。

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2.2.1 零件表面形成方法
轨迹法 生线
均由轨迹运动生成；
成形法 刀刃
的形状直接获得工件 生线；
a）轨迹法
b）成形法
相切法 工件
的一条生线即为刀刃 运动轨迹的包络线；
展成法 工件
的一条生线即为刀刃 运动轨迹的包络线， 且包络线需通过刀具 与工件之间的范成运 动生成。
◆装配工步——装配工序的组成部分，在装配工步中， 装配对象、装配工具和装配方法均不改变
◆装配操作——装配工步中各个装配动作
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2.1.3 生产类型及其工艺特点
生产纲领：计划期内应当生产的产品数量 N = Q n（1+α% +β% ） 式中 Q ——产品年产量（件/年）； n ——每台产品中该零件数量（件/台）； α ——备品率； β ——废品率。 （2-1）
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2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作
地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工 工艺过程。 由零件结构复杂度、加工精度、生产类型等决定， 如图2-1所示。
φ25±0.07
安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部 分工序称为安装。 其余 3.2
φ20±0.07 0.8 0.8 倒角1×45°
0.8
40 5 150 50 2×1 35
2×1 30
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图2-1 阶梯轴 P43
0 φ35 -0.017
φ32
φ40
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2.1.1 机械加工工艺过程及其组成
工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分 工序称为工位。