現(xiàn)代機械制造基礎學習指導書

1、現(xiàn)代機械制造基礎學習指導目 錄課程的任務和學習方法2第一章 鑄造成形1習題 3第二章 鍛壓成形4習題 7第三章 焊接9習題 11第四章 金屬切削加工的基礎知識12習題 14第五章 切削加工方法17習題 19第六章 機械加工工藝過程的基礎知識22習題 24第七章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性25習題 26考試題型27課程的任務和學習方法一、本課程的特點1、本課程是一門有關機械零件制造方法及其用材的綜合性技術基礎課。2、本課程實踐性很強，學生應積極認真地參加生產(chǎn)實習和實踐，才能更有效地掌握本門課程的知識，以便為后續(xù)專業(yè)課程的學習和今后生產(chǎn)實踐打下較好的基礎。二、本課程的任務1、了解常用工程材料的種類、性能及改

2、性方法，初步掌握其應用范圍和選擇原則。2、掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工藝特點，具有選擇毛坯及工藝分析的初步能力。3、掌握各種主要加工方法的實質(zhì)、工藝特點、基本原理和設備；了解零件的加工工藝過程，能制定簡單的制造工藝過程。4、了解零件的結(jié)構(gòu)工藝性。三、本課程的學習方法1、每章學習時，首先閱讀自學指導書，了解本章學習目標中的主要內(nèi)容，以及重點、難點所在，而后閱讀教材和自學指導書中本章基本內(nèi)容的閱讀指導。閱讀時要注重對基本概念、基本理論的理解，同時要積極開展理論與實踐的結(jié)合。2、每章閱讀后，要結(jié)合復習思考題進行自檢，看是否初步掌握基本內(nèi)容，并要及時完成習題作業(yè)，以求達到較牢固的掌握基本內(nèi)容。3

3、、每章學完后，要閉書回憶，循序總結(jié)，自測自驗。根據(jù)記憶和熟練周期，階段性安排復習，恢復和喚起所學過的內(nèi)容，以求達到深入、全面、牢固地掌握所學內(nèi)容；并加強實踐訓練，勤思考、多積累。這樣才能夠良好地完成本課程的學習任務。機械制造基礎 (鞠魯粵) 課后習題：P65 1，2,，4，5，8P87 3, 4 ,5 ,8, 11P114 1, 4P165 1， 2 13， 14P199 1, 2, 8，9 ，10 11P217 2, 3P285 1, 3, 7, 8第1章 鑄造成形一、學習目標1、熟悉鑄造的應用范圍。2、熟悉鑄造時澆注位置和分型面的選擇原則。3、掌握常用的手工造型方法的特點與應用 p38表2

4、-4 。4、了解特種鑄造。5、了解鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性。二、基本內(nèi)容1、鑄造成形工藝基礎1）合金的流動性和充型能力：流動性好的合金，充型能力強，易獲得形狀完整、尺寸準確、輪廓清晰、壁薄和形狀復雜的鑄件?；诣T鐵流動性最好，硅黃銅、鋁硅合金次之，鑄鋼最差。2）合金的收縮：液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因，固態(tài)收縮是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應力、變形和裂紋的的主要原因。1、 鑄造成形方法1） 砂型鑄造：各種手工造型方法的特點和應用，見書中表。鑄件常見的缺陷的特征及產(chǎn)生原因2） 特種鑄造：熔模鑄造的工藝過程：制母模壓型制蠟模制殼焙燒澆注清理。熔模鑄造的特點：鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量高，減少切削、節(jié)約材料

5、，適于鑄熔點高、難切削加工材料。3、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性1）砂型鑄造對鑄件結(jié)構(gòu)設計的要求：減少和簡化分型面；外形力求簡單對稱；有結(jié)構(gòu)斜度；有利于節(jié)省型芯及型芯的定位、固定、排氣和清理。2）合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)設計的要求：鑄件壁厚要合理、壁厚應均勻、有鑄造圓角和過渡連接、盡量避免過大平面。三、本章重點手工造型方法的特點與應用。四、習題一、填空題1、合金的鑄造性能主要是指（流動性）、（收縮性）、（ 偏析）、（吸氣性）。2、合金的收縮過程分為（液態(tài)收縮）、（凝固收縮）、（固態(tài)收縮 ）三個階段。3、鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因是（液態(tài)）收縮和（凝固 ）收縮。4、鑄件產(chǎn)生內(nèi)應力、變形和裂紋的主要原因是（固態(tài)

6、）收縮。二、判斷題1、機器造型不能進行三箱造型。（ ）2、鑄造造型時，模樣的尺寸和鑄件的尺寸一樣大。（ ）三、選擇題1、下列鑄造合金中，鑄造性能最好的是（B ），鑄造性能最差的是（A ）。A 鑄鋼 B 鑄鐵 C 鑄銅2、下列鑄件大批量生產(chǎn)時，采用什么方法鑄造為宜？車床床身（ A ）、汽輪機葉片（B ）、鑄鐵水管（ C ）。A 砂型鑄造 B 熔模鑄造 C 離心鑄造四、簡答題1、砂型鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)設計有哪些要求？答：砂型鑄造時，對鑄件結(jié)構(gòu)設計應考慮以下因素：減少和簡化分型面；鑄件外形力求簡單；鑄件應有一定結(jié)構(gòu)斜度；鑄件結(jié)構(gòu)要有利于節(jié)省型芯及便于型芯的定位、固定、排氣和清理。2、合金鑄造性能對鑄

7、件結(jié)構(gòu)設計有哪些要求？答：合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)設計要求有：鑄件壁厚要合理；鑄件壁厚應均勻；鑄件的連接要有圓角和過渡；鑄件應盡量避免有過大的平面。3、下圖中砂型鑄造鑄件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說明原因，畫出正確圖形。答：圖中鑄件結(jié)構(gòu)不便于型芯的定位和固定。改正后如下圖。附：1.試分析下圖所示鑄件兩個分型面和澆注位置選擇方案的優(yōu)缺點。.方案：優(yōu)點：充型力大，金屬在較大的靜壓力下結(jié)晶。 缺點：在形成鑄件中部內(nèi)腔時，需要型芯，使造型工藝復雜化。.方案：優(yōu)點：可用自帶芯來形成中部內(nèi)腔，使造型工藝簡化。 缺點：充型力小，結(jié)晶時靜壓力小。2、何謂鑄造？何謂砂型鑄造？試述砂型鑄造的主要優(yōu)點。3、何謂造型材料？對砂型

8、鑄造的造型材料有那些基本的性能要求？4、澆注系統(tǒng)由哪幾部分組成？各自的作用是什么？5、澆注位置和分型面的確定應注意那些地方？6、何謂合金的鑄造性能？合金的鑄造性能包括哪些？它們對鑄件質(zhì)量的影響如何？7、灰鑄鐵為什么是鑄造生產(chǎn)中應用最廣泛的一種金屬材料？8、何謂鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性？僅從鑄造的角度出發(fā)考慮，如何保證鑄件具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性？第2章 鍛壓成形一、學習目標1、了解鍛壓成形基礎知識。2、掌握簡單軸、盤、環(huán)類鍛件自由鍛工藝規(guī)程的制定。3、熟悉錘上模鍛的工藝過程。4、熟悉板料沖壓的工藝特點。二、基本內(nèi)容1、鍛壓成形基礎知識1）塑性變形對金屬性能的影響：隨著變形程度的增加，強度和硬度提高而塑性和

9、韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化。通過再結(jié)晶退火，可消除冷變形強化。2）鍛造流線及鍛造比：鍛造流線是金屬的性能呈各項異性：沿著流線方向拉伸時，有較高的抗拉強度；沿著流線垂直方向剪切時，有較高的抗剪強度。鍛造比愈大，熱變形程度愈大，金屬性能改善愈明顯，鍛造線愈明顯。3）合金的鍛造性能：內(nèi)在因素：對鋼來講，含碳量愈低，鍛造性能愈好，合金元素與多，鍛造性能愈差，含硫量和含磷量愈多，鍛造性能愈差。2、自由鍛1）自由鍛的基本工序：包括：敦粗、拔長、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)等。 2）自由鍛工藝規(guī)程的制定：包括：繪制鍛件圖、計算坯料質(zhì)量及尺寸、選擇鍛造工序。 3）自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性要求：避免錐面和斜面；避免加強

10、肋、工字形、橢圓和復雜截面；避免非平面交接結(jié)構(gòu)。3、模鍛1）模鍛的優(yōu)點：與自由鍛相比，斷件的尺寸和精度比較高，加工余量少，節(jié)約工時與材料；鍛造流線分布合理，生產(chǎn)率高。2）錘上模鍛：鍛模：分為模鍛模膛和制坯模膛。模鍛模膛包括終鍛模膛和預鍛模膛；制坯模膛包括拔長模膛、滾壓模膛、彎曲模膛和切斷模膛。模鍛工藝規(guī)程：包括繪制模鍛件圖、計算坯料尺寸、確定模鍛工步、選擇設備和安排修整工序。繪制模鍛件圖注意分型面、加工余量、模鍛斜度、模鍛圓角和沖孔連皮等。常用修整工序有切邊、沖孔、精壓等。模鍛件結(jié)構(gòu)設計：要有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑；配合表面要留有加工余量，非配合表面可不留加工余量；避免截面相差過大，

11、薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)；避免深孔和多孔結(jié)構(gòu)；減少余塊，簡化模鍛工藝。4、板料沖壓1）沖壓工序：板料沖壓工序:分為分離工序和變形工序。分離工序包括落料、沖孔、修整、剪切。變形工序包括彎曲、拉伸、翻邊、成形等。2）沖模：按組合方式分為單工序模、級進模、組合模三種。三、本章重點簡單典型零件自由鍛工藝過程。 四、習題一、填空題1、當沿著鍛造流線方向拉伸時，有（較高的）抗拉強度；當沿著垂直鍛造流線方向剪切時，有（ 較高的 ）抗剪強度。2、自由鍛的工序可分為（基本）工序、（ 輔助 ）工序、（ 修正 ）工序三大類。3、模鍛按使用設備不同，可分為（錘上 ）模鍛、（ 胎）模鍛、（壓力機上）模鍛三種。4、板料沖壓

12、工序可分為（分離）工序，（變形 ）工序兩大類。二、判斷題1、金屬冷塑性變形后，強度和硬度下降，而塑性和韌性提高。（ ）2、鐵在400º時的加工屬于熱加工。（ ）3、對于鋼來講，含硫量和含磷量愈多，則鍛造性能愈好。（ ）三、選擇題1、下列材料中，（B ）的鍛造性能最好，（A ）的鍛造性能最差。A 鑄鐵 B 低碳鋼 C 合金鋼2、板料沖裁時，被分離的部分成為成品或坯料，稱為（B ）；被分離的部分成為廢料，稱為（ C ）。A 沖裁 B 落料 C 沖孔四、名詞解釋鍛壓是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法。 板料

13、沖壓是利用沖模，使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。因多數(shù)情況下板料無須加熱，故稱冷沖壓，又簡稱冷沖或沖壓。五、簡答題1、什么叫冷變形強化？答：金屬在塑性變形中，隨著變形程度的增加，強度和硬度提高而塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化。2、以圓鋼為坯料，自由鍛制帶孔圓環(huán)形、圓筒形鍛件，其鍛造工序有何異同？答：帶孔圓環(huán)形鍛件的鍛造工序是：鐓粗、沖孔、馬杠擴孔、定徑。圓筒形鍛件的鍛造工序是：鐓粗、沖孔、芯棒拔廠、滾圓。其區(qū)別是：圓環(huán)形鍛件需擴孔、定徑；圓筒形鍛件需拔廠、滾圓。3、下圖中自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說明原因，畫出正確圖形。答：自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)應避免錐面。把圓錐面改為圓柱面，如下圖：第3章 焊接

14、一、學習目標1、了解焊接的實質(zhì)、焊接方法的分類和特點。2、了解電弧焊焊接接頭的組織和性能，了解焊接應力和變形。3、掌握常用焊接方法的過程、特點和應用。4、掌握結(jié)構(gòu)鋼焊條的選用。5、了解電渣焊、電阻焊、釬焊的特點和應用。6、熟悉常用金屬材料的焊接性及焊接工藝特點。7、掌握焊接結(jié)構(gòu)工藝性。二、學習內(nèi)容1、焊接的實質(zhì)、焊接方法的分類和特點1）焊接的實質(zhì)：焊件接頭通過加熱或加壓，或并用，使焊件達到原子間結(jié)合的工藝方法。2）焊接方法的分類：按焊接過程特點可分為熔焊、壓焊、釬焊三大類。3）焊接的特點：優(yōu)點有連接性能好，密封性能好，省工料，成本低，可簡化工藝等。不足之處有不能拆卸，更換修理不方便，接頭組織性

15、能變差，存在焊接應力及缺陷，易產(chǎn)生變形等。2、焊接接頭1）焊接接頭的組織和性能：焊接接頭有焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)組成。焊縫的組織是柱狀晶體的鑄造組織，由于合金化的作用，性能不低于母材。熔合區(qū)的組織是粗大晶粒的鑄態(tài)組織，性能是焊接接頭中最差的區(qū)域之一。熱影響區(qū)分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。過熱區(qū)的組織是粗大晶粒的過熱組織，性能是熱影響區(qū)中最差的部位；正火區(qū)的組織是細小晶粒的均勻組織，性能優(yōu)于母材；部分相變區(qū)的組織是晶粒大小不均勻的組織，性能稍差于母材。2）焊接應力和變形：產(chǎn)生原因：由于焊件在焊接時是不均勻的局部加熱和冷卻，造成焊件的熱脹冷卻速度和組織變化先后不一致，從而導致焊接應力和變形的產(chǎn)生

16、，影響焊件質(zhì)量。焊接變形的基本形式：收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形。預防變形的工藝措施：反變形法、剛性固定法、合理安排焊接順序、焊前預熱，焊后處理。焊接變形的矯正措施：機械矯正法、火焰矯正法。2、 常用焊接方法1） 手工電弧焊：特點與應用：具有設備簡單、操作靈活、對接頭要求不高、焊接條件和位置不限、成本低、應用廣泛，但有強烈的弧光和煙塵、勞動條件差、效率低、對工人技術水平要求高，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。一般用于單件小批生產(chǎn)中焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼及鑄鐵補焊。焊條：由焊芯和藥皮組成，焊芯起導電和填充金屬作用，藥皮起保護、冶金作用。焊條按溶渣的化學性質(zhì)分為酸性焊條和堿性焊條，按用

17、途分為十一大類。焊接一般碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)，選用強度等級相同的焊條，焊接特殊性能鋼結(jié)構(gòu)，選用成分相同或相近的焊條，焊接承受動載、交變載荷、沖擊載荷的結(jié)構(gòu)，選用堿性焊條，焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)，選用酸性焊條。2） 氣體保護焊：氬弧焊特點及應用：氬弧焊具有保護效果好、焊縫成形美觀、焊縫質(zhì)量優(yōu)良、明弧焊接易于觀察、溫度容易控制、焊接變形小、易于實現(xiàn)自動焊接、氬氣較貴，成本高。氬弧焊適用于焊接易氧化的有色金屬和合金鋼。CO2焊特點及應用：CO2焊具有保護效果好、焊縫質(zhì)量較好、但成形較差、明弧焊接易于觀察、焊接變形小、易于實現(xiàn)全位焊接、CO2氣便宜，成本低。CO2焊適用于焊接低碳鋼和強度級別不高的

18、普通低合金結(jié)構(gòu)鋼，主要焊接薄板。3） 電阻焊：電阻焊通常分為點焊、縫焊、對焊三種。其特點是：焊接變形小、勞動條件好、操作方便、易于實現(xiàn)自動化，在自動化生產(chǎn)線上應用較多，但設備投資大、耗電多、接頭形式和工件厚度受到一定限制。點焊主要用于4mm以下薄板沖壓殼體結(jié)構(gòu)及鋼筋焊接，尤其是汽車和飛機制造?？p焊只適合于3mm以下薄板結(jié)構(gòu)焊接，如易拉罐、油箱、煙道等。對焊主要用于桿狀零件對接，如刀具、管子、鋼筋等。4） 釬焊：釬焊按釬料熔點分為軟釬焊和硬釬焊，釬料熔點在450º以下的釬焊叫軟釬焊，釬料熔點在450º以上的釬焊叫硬釬焊。釬焊具有焊接變形小、焊件尺寸精確、可以焊接異種材料和特殊

19、結(jié)構(gòu)、可一次焊成整體結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)自動化。主要用于精密儀表、電器零部件、異種金屬結(jié)構(gòu)、復雜薄板結(jié)構(gòu)及硬質(zhì)合金刀具。4、常用金屬材料的焊接1）金屬材料的焊接性的評定：碳當量法：CE = C +Mn/6 +(Ni + Cr)/15 + (Cr + Mo + V)/5(%)。碳當量越大，焊接性越差。CE<0.4%時，焊接性良好；CE=0.4-0.6%時，焊接性較差；CE>0.6%時，焊接性差。2)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接：低碳鋼的焊接:沒有淬硬傾向，冷裂傾向小，焊接性良好，焊前不需要預熱。手工電弧焊一般選用E4303(結(jié)422)和E4315(結(jié)427)焊條。中碳鋼的

20、焊接:淬硬傾向和冷裂傾向較大，焊前必需預熱。手工電弧焊一般選用E5015 (結(jié)507)焊條。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接：淬硬傾向和冷裂傾向較小，焊接性較好，強度級別低的焊前不需要預熱，強度級別高的焊前需要預熱。手工電弧焊一般按同強度級別選用焊條。5、焊接結(jié)構(gòu)工藝性1）焊接接頭設計：接頭形式有對接、搭接、角接、T形接四種。薄板焊接有各種卷邊接頭形式。2）焊縫布置：焊縫布置盡可能分散、應避開應力集中部位、布置應盡可能對稱、應便于操作、應盡量減少焊縫長度和數(shù)量、應盡量避開機械加工表面。3）坡口形式設計：電弧焊常用的基本坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口等四種。三、本章重點1、常用焊接方法

21、的過程、特點和應用。2、結(jié)構(gòu)鋼焊條的選用。四、習題一、填空題1、焊接的實質(zhì)是被連接的焊件形成（原子）間的結(jié)合。2、按焊接過程特點，可將焊接分為（ 熔焊 ）、（壓焊）、（釬焊）三種焊接方法。3、焊接接頭中性能最差的部位是（熔合區(qū) ）區(qū)和（ 正火區(qū) ）區(qū)。4、酸性焊條常應用于（重要 ）焊接結(jié)構(gòu)；堿性焊條常應用于（ 一般）焊接結(jié)構(gòu)。二、判斷題1、鋼中的碳和合金元素對鋼的焊接性的影響是不同的，合金元素的影響最大。（ ）2、焊接熱裂紋的產(chǎn)生主要跟硫、磷等雜質(zhì)太多有關。（ ）3、焊接冷裂紋的產(chǎn)生主要跟含氫量的多少有關。（ ）三、選擇題1、下列材料中，（ A ）的焊接性能最好，（ B ）的焊接性能最差。A

22、20 B T10A C 452、在手工電弧焊中，低碳鋼的焊接一般選用（ B ）焊條，中碳鋼的焊接一般選用（ C ）焊條。A H08A B E4315(結(jié)427) C E5015(結(jié)507)3、低碳鋼焊前一般（B）預熱，低溫焊厚板時（A）預熱；中碳鋼焊前（ C）預熱。A 需要 B 不需要 C 必須 四、簡答題1、焊芯的作用是什么？其化學成分有何特點？答：焊芯在焊接過程中，即是導電的電極，本身又融化作為填充金屬，與熔化的母才共同形成焊縫金屬。其化學成分特點是，與母才化學成分相同或相近，但硫、磷等雜質(zhì)的含量分數(shù)很低。2、焊條藥皮有哪些作用？答：焊條藥皮的主要作用是在焊接過程中造氣、造渣、起保護作用，

23、防止空氣進入焊縫，防止焊縫高溫金屬不被空氣氧化；脫氧、脫硫、脫硫和滲合金等；并具有穩(wěn)弧、脫渣等作用，以保證焊條有良好的工藝性能，形成美觀的焊縫。3、下圖中手工電弧焊焊件結(jié)構(gòu)工藝性不好，說明原因，畫出正確圖形。 答：焊接空間狹小，不利于焊條操作。改進后如下圖。 附：1.下圖所示焊接結(jié)構(gòu)是將已加工好的零件焊在一塊平板上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該零件的內(nèi)孔極易變形而影響精度，為防止或減少變形，試修改該零件的結(jié)構(gòu)。（右圖為正確結(jié)構(gòu)） 2、什么是金屬的焊接？焊接的特點是什么？3、電焊條由那兩部分組成？各起什么作用？4、怎樣選擇電焊條和焊接電流？5、埋弧焊和氬弧焊的焊接特點是什么？6、如何選擇焊接方法？下列情況應選用什

24、么焊接方法？（1）低碳鋼桁架結(jié)構(gòu)，如廠房屋架（2）厚度20mm的Q345鋼板拼成工子梁（3）不銹鋼裝飾薄板的焊接（4）供水管道的維修（5）低碳鋼薄板的焊接7、如何防止焊接變形？焊接缺陷有何危害？8、鋁、銅及其合金焊接常用哪些方法？第4章 金屬切削加工的基礎知識一、學習目標1、掌握切削運動和切削要素。2、掌握金屬切削刀具材料。3、熟悉車刀切削部分的幾何參數(shù)。4、熟悉金屬切削過程中的物理現(xiàn)象。5、了解工件的切削加工性，了解影響已加工表面質(zhì)量的因素。6、掌握切削液、刀具幾何角度及切削用量的合理選擇。二、基本內(nèi)容1、切削運動和切削要素1）切削運動：切削運動：為了切除工件上多余的金屬，刀具與工件之間所作

25、的相對運動。按切削運動在切削過程中起的作用不同，可分為主運動和進給運動。主運動：切下切屑所必需的最基本的運動，也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的運動。切削加工中只有一個主運動。進給運動：是使工件切削層不斷投入切削而加工出完整表面的運動。切削加工中可以有一個主運動，也可以有幾個主運動。2）切削要素：切削用量要素：切削速度、進給量、背吃刀量。切削層平面尺寸要素：切削層厚度、切削層寬度、切削層截面面積。2、金屬切削刀具：1）刀具常用材料：碳素工具鋼：用于制造簡單手工刀具。常用鋼牌號有T10A、T12A。量具刃具鋼：用于制造形狀復雜手工刀具。常用鋼牌號有CrWMn、9SiCr。高速鋼：用于制造形狀

26、復雜機動刀具。常用鋼牌號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2。硬質(zhì)合金：多制成各種形狀刀片，機動加工各種金屬材料。常用鋼牌號有YG3、YG5、YG8、YT5、YT15、YT30。2）車刀切削部分的幾何參數(shù)：外圓車刀切削部分的組成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖。3）車刀標注角度參考系：正交表面參考系基面Pr：過切削刃上任一點的水平面。切削平面Ps：通過切削刃上任一點與切削刃相切，垂直于基面的平面。正交平面Po：通過切削刃上任一點，并同時與垂直于基面和切削平面的平面。3） 車刀正交平面參考系內(nèi)的標注角度：主偏角r：基面內(nèi)主切削刃與進給方向的夾角。其主要作用是影響背向力的大

27、小和刀具壽命。副偏角r'：基平面內(nèi)副切削刃與進給反方向的夾角。其主要作用是影響工件以加工表面粗糙度。前角。：正交平面內(nèi)前刀面與基面之間的夾角。其主要作用是使刃口鋒利。后角。：正交平面內(nèi)后刀面與切削平面之間的夾角。其主要作用是減少主后刀面與工件過渡表面之間的摩擦。刃傾角s：切削平面內(nèi)主切削刃與基面間的夾角。其主要作用是控制切屑流向1、 金屬切削過程中的物理現(xiàn)象1） 金屬切削過程的實質(zhì)：就是通過刀具把金屬層變?yōu)榍行嫉倪^程，其實質(zhì)是一個擠壓變形的過程，塑性金屬在切削過程中一般要經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、擠裂破壞和切離四個階段。2） 切削變形區(qū)：第變形區(qū)：又稱基本變形區(qū)。切削力、切削熱主要來自這

28、個區(qū)域。第變形區(qū)：是切屑于前刀面間的摩擦變形區(qū)。該區(qū)域?qū)Ψe屑瘤的形成和前刀面磨損有直接影響。第變形區(qū)：是工件已加工表面與刀具后刀面的摩擦區(qū)。該區(qū)域?qū)ぜ鸭庸け砻娴淖冃螐娀蜌堄鄳昂蟮睹娴哪p有很大影響。3）積屑瘤：產(chǎn)生條件：切削塑性金屬；切削速度在560m/min。對切削加工的影響：粗加工時有好處，保護刀刃，增大前角。精加工時不利，影響表面質(zhì)量和尺寸精度，因此精加工時避免產(chǎn)生積屑瘤，故常采用高速（v>100m/min）或低速（v<5m/min）精加工。4）切削力：總切削力F：三個變形區(qū)的變形抗力和切屑、工件與刀具間的摩擦力的合力。通常將總切削力分解成三個相互垂直的奮力：主切削

29、力Fc、進給力Ff（軸向力）、背向力Fp（徑向力）。影響因素：有工件材料、刀具角度和切削用量。增大刀具前角，減小切削深度，施加切削液，均可使切削力減小。增大主偏角，可明顯減小背向力，減小工件彎曲變形和振動。5）切削熱：切削熱的產(chǎn)生：有切削變形功和摩擦功形成。切削熱的傳出：在切削過程中有切屑、工件和周圍介質(zhì)傳出。減少切削熱不利影響的措施主要有：合理選擇切削用量和刀具角度，合理施加切削液。5、切削加工質(zhì)量與切削效率1）影響材料切削加工性的主要因素：材料的強度和硬度愈高；塑性、韌性愈大；導熱系數(shù)愈小，材料的切削加工性愈差。2）已加工表面質(zhì)量：表面粗糙度：減小進給量、主偏角、副偏角，增加刀尖圓弧半徑等

30、，可降低殘留面積高度，從而減小表面粗糙度。選擇合適切削速度，避免產(chǎn)生積屑瘤，可明顯降低表面粗糙度。增大前角、減小切削厚度、增加切削速度、選用潤滑性能良好的潤滑液，可有效或降低鱗刺的產(chǎn)生。提高工藝系統(tǒng)剛度、采取消振隔振措施，減少振動對表面粗糙度的影響。表面加工硬化：增大前角和切削速度、采用有效的潤滑措施，可大大減輕表面加工硬化現(xiàn)象。表面殘余應力：采用時效處理可有效消除表面殘余應力。3）切削液：切削液作用：有冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用。切削液種類和選用：水溶液：水加入少量防銹劑和潤滑劑。一般用于普通磨削和其他精加工。乳化液：乳化油與水稀釋而成。低濃度乳化液主要用于磨削、粗車、鉆孔。高濃

31、度乳化液主要用于精車、攻絲、鉸孔、插齒等。切削油：礦物油，少數(shù)采用動植物油。普通車削、攻絲用機油；精車有色金屬和鑄鐵用煤油；加工螺紋用植物油；在礦物油中加入油性劑和極壓添加劑，用于精銑、鉸孔、功絲和齒輪加工等。4）刀具幾何角度的選擇：前角的選擇：工件材料的強度和硬度較低時，取較大前角；反之，取較小前角；加工塑性材料，取較大前角；加工脆性材料，取較小前角；硬質(zhì)合金刀具加工特別硬的材料時，應取負前角。高速鋼刀具取較大前角；硬質(zhì)合金刀具取較小前角；工藝系統(tǒng)剛性較差時，取較大前角。后角的選擇：精加工或斷續(xù)切削時取較大后角；粗加工時取較小后角；工件材料的強度和硬度較高時，取較小后角；工件材料的塑性和韌性

32、較大時，取較大后角；工藝系統(tǒng)剛性較差時，取較小后角。主偏角的選擇：工藝系統(tǒng)剛性較好時，取較小主偏角；工藝系統(tǒng)剛性較差或強力切削時，取較大主偏角；車削階梯軸時，取90º主偏角；車削細長軸時，取90º93º主偏角。副偏角的選擇：精加工時，取5º10º副偏角；粗加工時取10º15º副偏角。 刃傾角的選擇：精加工時，取0º5º刃傾角；粗加工時取-5º0º刃傾角。5）切削用量的選擇：選擇原則：粗加工時，優(yōu)先選擇背吃刀量，而后盡量選用較高的切削速度。背吃刀量的選擇：多次進給時，應盡量將第一次進給的

33、背吃刀量取大些。進給量的選擇：粗加工時，取較大進給量；精加工時，取較小進給量。切削速度的選擇：工件材料的強度和硬度較高時，切削加工性較差時，應取較低的切削速度。三、本章重點1、掌握切削運動和切削要素。2、掌握金屬切削刀具材料。3、掌握切削液、刀具幾何角度及切削用量的合理選擇。四、習題一、填空題1、切削運動可分為（主運動）和（ 進給運動 ）。2、切削用量要素包括（切削速度）、（進給量 ）、（背吃刀量 ）。3、切削液的作用主要有（冷卻）、（潤滑）、（清洗 ）、（ 防銹）。4、塑性金屬切削過程經(jīng)歷了（彈性變形）、（塑性變形）、（擠裂）、（切離）四個階段。二、判斷題1、碳素工具鋼耐熱性差，因此用于制造

34、簡單手工刀具。（ ）2、硬質(zhì)合金耐熱性優(yōu)良，適于制造形狀復雜刀具。（ ）3、采用較大主偏角，可使背向力Fp減小，進給力Ff增大。（ ）三、選擇題1、加工塑性材料時，應?。ˋ ）前角，加工脆性材料時，應?。˙ ）前角。A 較小的 B 較大的 C 一樣的2、精加工時，應選（B ）前角，粗加工時，應選（C ）前角。A 較小的 B 較大的 C 一樣的3、精加工時，應選（B ）后角，粗加工時，應選（ A ）后角。A 較小的 B 較大的 C 一樣的四、簡答題1、刀具材料必須具備哪些性能？答：在切削加工過程中，刀具的切削部分在強烈摩擦、很大應力、很高溫度、沖擊振動條件下工作，因此要求刀具材料必須具備高的硬度

35、、高的耐磨性、高的耐熱性、足夠的強度和韌性以及一定的工藝性。2、積削瘤產(chǎn)生的條件是什么？它對切削加工有何影響？答：在5m/min60m/min切削速度下，切削塑性金屬材料，在前刀面靠近切削刃部分的部位容易產(chǎn)生積削瘤。積削瘤伸出刃口之外時，使背吃刀量增加；它代替刃口切削，增大了實際工作前角，使切削力和變形減小；但積削瘤是不穩(wěn)定的，對加工尺寸和表面質(zhì)量有很大影響。所以粗加工時可利用積削瘤，精加工時必須避免積削瘤。第5章 切削加工方法一、學習目標1、了解車床、銑床、鉆床、鏜床、刨床、磨床的加工范圍。2、掌握車、銑、鉆、鉸、鏜、刨、磨的工藝特點和應用。3、掌握機床傳動鏈結(jié)構(gòu)式計算，據(jù)傳動系統(tǒng)圖，寫出傳

36、動路線表達式并進行計算。二、基本內(nèi)容1、車削加工1）工件在車床上的常用裝夾方式：常用裝夾方式有：卡盤、頂尖、心軸、中心架、跟刀架等方式。2）車削加工的工藝特點：加工范圍廣；生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)成本低；容易保證工件各加工面的位置精度。3）車削加工的應用：可以車外圓；車端面和臺階；車槽和切斷；車螺紋；車床上的孔加工。2、鉆削和鉸削加工：鉆孔加工：鉆孔是用鉆頭在實體材料上加工孔。其加工精度較低，表面粗糙度值較大，屬于粗加工。擴孔加工：擴孔是用擴孔鉆頭擴大已鉆出孔徑的加工方法。屬于半精加工。鉸削加工：鉸削加工時是用鉸刀從孔壁切除微量金屬層，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。鉸削加工分粗鉸和精鉸。鉸削加工

37、生產(chǎn)效率高，容易保證精度。但鉸削不能校正底孔軸線偏斜，直徑>80mm不適宜鉸削。3、鏜削加工：1）鏜削加工工藝特點：加工范圍廣；能修正底孔軸線；成本較低；生產(chǎn)率較低。2）鏜削加工的應用：鏜床不只用于鏜孔，還可以銑平面、銑溝槽、鉆孔、擴孔、鉸孔、車端面、車環(huán)形槽、車螺紋等。鏜床適于加工孔系，不管是粗垂直孔系，還是平行孔系。形狀復雜的大型零件上孔徑大、尺寸和位置精度要求高的孔系，應在鏜床上加工。4、銑削加工1）銑削方式：銑削方式分為端銑和周銑。端銑是用銑刀端面齒銑削工件表面。周銑是用銑刀圓周齒銑削工件表面。一般來說，端銑在表面加工質(zhì)量、精度、生產(chǎn)效率方面由于周銑，周銑在加工范圍方面優(yōu)于端銑。

38、周銑又分為順銑和逆銑。順銑加工表面質(zhì)量較好，多用于精加工。逆銑多用于粗加工。2）銑削的應用：銑削可以銑平面，銑普通槽、成形槽、螺旋槽，戲成形面。3）銑削加工工藝特點：生產(chǎn)率高；加工范圍極為廣泛；加工質(zhì)量中等；成本較高。5、磨削加工磨削加工方法：磨外圓：有縱磨法和珩磨法。磨內(nèi)圓：通孔、盲孔、階梯孔都可以磨削。磨平面：有周磨平面和端磨平面。周磨平面適于精磨，端磨平面適于粗磨。無心磨削：在大批量生產(chǎn)中，常用于磨削細長軸、軸銷和軸套。磨削加工一般屬于精加工。6、齒輪加工：齒輪加工方法：成形法：常見的有銑齒和拉齒。銑齒生產(chǎn)率低、加工精度低、加工成本低。展成法: 常見的有插齒和滾齒。插齒和滾齒具有加工精度

39、較高、齒面粗糙度較低、一把刀具可以加工模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的齒輪。插齒可以加工雙聯(lián)齒輪，生產(chǎn)效率低；滾齒不能加工距離較近的雙聯(lián)齒輪，生產(chǎn)效率較高。7、各種表面加工方案分析：平面加工方案：常用的可歸納為銑刨、銑刨磨、車削、拉削。外圓面加工：常用的可歸納為粗車半精車精車、粗車半精車粗磨精磨。孔加工：常用的可歸納為鉆孔擴孔鉸孔、鉆孔鏜孔磨孔。齒形加工：銑齒、滾齒、剃齒、磨齒、珩齒、研齒。三、本章重點1、掌握車、銑、鉆、鏜、刨、磨、齒輪加工的工藝特點和應用。2、掌握各種表面的常用加工方案。四、習題一、填空題1、工件在車床上安裝經(jīng)常使用的夾具有（卡盤 ）、（頂尖）、（心軸）、（中心架）、（跟刀架

40、）。2、鉆削加工使用的鉆頭按其結(jié)構(gòu)特點和用途可以分為（扁鉆）、（麻花鉆）、（深孔鉆）、（中心鉆）等。3、銑削方式分為周銑和端銑，周銑是指用（ 圓柱銑刀 ）銑削工件表面；端銑是指用（ 面銑刀 ）銑削工件表面。4、齒輪齒形成形法加工常用的方法有（銑齒 ）、（拉齒）；展成法加工常用的方法有（插齒 ）、（滾齒）。二、判斷題1、鉸孔屬于精加工，因此鉸孔加工能夠校正底孔軸線的偏斜。（ ）2、銑削加工能銑削平面、直槽、成形面等，但不能銑螺旋槽。（ ）3、各類零件上的孔，一般在鉆床上加工。（ ）三、選擇題1、機架和箱體等大型零件上的孔，多在（C ）加工；軸、盤、套類零件中心部位上的孔，多在（ B ）加工；小支

41、架、小箱體上的軸承孔，也可在（ A ）加工。A 車床上 B 銑床上 C 鏜床上2、逆銑多用于（A ），順銑多用于（ B ）。A 粗加工 B 精加工 C 光整加工3、平板、導軌平面粗加工，一般采用（B ），軸、套、盤端面粗加工，一般采用（ A）。A 車削類 B 銑刨類 C 磨削類四、簡答題1、什么是特種加工？常見的有哪些特種加工？答：特種加工是直接借助電能、熱能、聲能、光能、電化學能及特殊機械能等多種能量已實現(xiàn)材料去除的工藝方法。常見的有電火花加工，電解加工，超聲波加工和激光加工。2、插齒和滾齒有何不同？答：插齒可加工直齒輪、內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪等，大批大量生產(chǎn)時加附件也可加工螺旋齒輪；滾齒可加工直

42、齒輪、螺旋齒輪、蝸輪和齒輪軸。插齒不能加工蝸輪和長齒輪軸；滾齒不能加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪。附：1、 車削加工的特點是什么？車床上能夠加工哪些平面？答：車床類機床主要用于車削加工。在車床上可以加工各種回轉(zhuǎn)表面，如車外圓、車端面、切槽與切斷、車內(nèi)孔、車錐面、車螺紋、車成形面等。2、 銑削加工的特點是什么？銑床上能夠加工哪些平面？答：銑削是金屬切削加工中常用的方法之一，銑削加工生產(chǎn)率高，加工表面粗糙度值小。在銑床上可以銑平面、銑臺階、銑鍵槽、銑T形槽、銑燕尾槽、銑螺紋等。3、 鉆削加工的特點是什么？鏜削、絞削和鉆削有什么區(qū)別？答：鉆削加工的特點：1）鉆頭的剛性差、定心作用也很差，因而易導致鉆孔時的孔軸

43、線歪斜，鉆頭易扭斷。2）易出現(xiàn)孔徑擴大現(xiàn)象，這不僅與鉆頭引偏有關，還與鉆頭的刃磨質(zhì)量有關。3）斷屑困難。4）鉆削溫度高。鉆削加工和鏜削加工都是加工孔表面的切削加工方法，其判別是鏜削加工適合加工直徑大、精度高的孔。4、 刨削加工的特點是什么？刨削、絞削和插削有什么區(qū)別？答：刨削加工的特點：1）加工成本低2）通用性好3）生產(chǎn)率較低刨削加工的運動比較簡單，它的主運動是刀具的往復直線運動，工件的運動是一種輔助運動，適合加工平面、溝槽等表面。刨削加工是一種費用較低的加工方式，是一種可以實現(xiàn)高表面質(zhì)量（很光潔的表面）的加工。附2:1、機床夾具通常由哪些部分組成？每個組成部分起何作用？2、改善工件材料切削加

44、工性的途徑有哪些？七、根據(jù)下面的傳動系統(tǒng)圖，1.寫出傳動路線表達式；2.指出主軸有幾種轉(zhuǎn)速；3.列式并計算出主軸的最高轉(zhuǎn)速n （轉(zhuǎn)/分）。（皮帶滑動系數(shù) ）（6分） 解：1.傳動路線表達式為：主軸電機 2.主軸有 1×4×3=12種轉(zhuǎn)速3.主軸的最高轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)/分）第6章 機械加工工藝過程的基礎知識一、學習目標1、了解機械加工工藝過程的基本概念。2、熟悉工件的裝夾方式和基準的選擇。3、了解制定機械加工工藝規(guī)程的步驟。4、掌握典型零件加工工藝過程。二、基本內(nèi)容1、基本概念1）生產(chǎn)過程和工藝過程：生產(chǎn)過程：制造機器時，將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。工藝過程：在生產(chǎn)過程

45、中，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。2）工藝過程的組成：有工序、工步、走刀、安裝、工位。一個零件完整的工藝過程需要多道工序，每個工序包括多個工步，每個工步有幾次走刀。每個工序中至少有一次安裝，也可以有多次安裝。一次安裝可以有一個或多個工位。3）生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型：生產(chǎn)綱領：企業(yè)在計劃期內(nèi)，應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃成為生產(chǎn)綱領。一般為年生產(chǎn)綱領。生產(chǎn)類型：分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)。1、 工件的裝夾與定位1） 工件的裝夾方式:直接找正裝夾法、劃線找正裝夾法、使用專用夾具裝夾。2） 工件的定位基準的選擇:粗基準的選擇:選擇與加工表面相對位

46、置精度要求高的不加工表面作為粗基準；選擇重要表面作為粗基準，合理分配加工余量；粗基準表面應平整光潔，便于工件定位穩(wěn)定，加緊可靠；粗基準不能重復使用。精基準的選擇:盡可能選擇設計基準作為定位基準；盡可能選擇統(tǒng)一的定位基準；兩表面之間位置精度要求高時，可互為基準；精加工表面余量小而均勻，可自為基準。3、機械加工工藝規(guī)程的制定制定機械加工工藝規(guī)程的步驟：零件的工藝分析；毛坯的選擇；選擇定位基準；擬定工藝路線；機床與工藝裝備的選擇；確定工序余量、工序尺寸、切削用量、時間定額；填寫工藝文件。擬定工藝路線要考慮如下幾個問題：加工方法的選擇；加工階段的劃分；加工順序的安排；熱處理及表面處理工序的安排；輔助工序的安排。加工順序的安排一般遵循下列原則：基準先行、先主后次、先粗后精、先面后孔。4、典型零件加工工藝過程軸類零件加工工藝過程一般為：毛坯、下料車端面、鉆中心孔粗車表面正火或調(diào)質(zhì)修研中心孔半精車、精車表面、車螺紋銑鍵槽或花鍵淬火、回火修研中心孔粗、精磨表面檢驗。齒輪類零件加工工藝過程一般為：下料鍛造毛坯正火粗車齒坯調(diào)質(zhì)精車齒坯磨端面劃鍵槽線插鍵槽齒形加工齒段倒角齒面高頻淬火磨內(nèi)孔磨