機(jī)械制造基礎(chǔ)教案

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教學(xué)計(jì)劃：理論（56學(xué)時(shí)）實(shí)訓(xùn)（8學(xué)時(shí)）總計(jì)（64學(xué)時(shí)） 第一章：機(jī)械制造技術(shù)概論（4學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械加工工藝過程及其組成 第二章：金屬切削的基本知識（20學(xué)時(shí)） 2.1工件（1學(xué)時(shí)） 2.2工件的基準(zhǔn)與定位（2學(xué)時(shí)） 2.3 金屬切削刀具（4學(xué)時(shí)） 課內(nèi)實(shí)訓(xùn)一：刀具角度刃磨及測量（4學(xué)時(shí)） 2.4 金屬切削機(jī)床（2學(xué)時(shí)） 2.5 金屬切削過程中的基本規(guī)律（4學(xué)時(shí)） 2.6 金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用（3學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：刀具相關(guān)知識以及金屬切削規(guī)律 第三章：機(jī)械加工方法與裝備（10學(xué)時(shí)） 課內(nèi)實(shí)訓(xùn) 參觀工廠（2學(xué)時(shí)） 3.1車削加工（2學(xué)時(shí)） 3.2銑削加工（2學(xué)時(shí)） 3.3鉆削、鉸削與鏜削加工（2學(xué)時(shí)） 3.4磨削加工1學(xué)時(shí) 3.5齒形加工1學(xué)時(shí) 教學(xué)重點(diǎn)：各種加工方法的用途以及方法 第四章：機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（12學(xué)時(shí)） 4.1制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法（2學(xué)時(shí)） 4.2零件圖的審查（1學(xué)時(shí)） 4.3毛坯的確定（1學(xué)時(shí)） 4.4定位基準(zhǔn)的選擇（2學(xué)時(shí)） 4.5工藝路線的擬訂（2學(xué)時(shí)） 4.6確定加工余量（1學(xué)時(shí)） 4.7工序尺寸及其公差的確定（1學(xué)時(shí)） 4.8工藝過程經(jīng)濟(jì)分析（1學(xué)時(shí)） 4.9計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：工藝路線的擬定 第五章 典型零件的加工（6學(xué)時(shí)） 5.1 軸類零件的加工（2學(xué)時(shí)） 5.2 盤、套類零件工藝設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)） 5.3箱體零件加工工藝（1學(xué)時(shí)） 課內(nèi)實(shí)訓(xùn) 簡單零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：加工路線的設(shè)計(jì) 第6章 機(jī)床夾具及其設(shè)計(jì)方法（4學(xué)時(shí)） 6.1機(jī)床夾具概述（0.5學(xué)時(shí)） 6.2車床夾具（0.5學(xué)時(shí)） 6.3銑床夾具（0.5學(xué)時(shí)） 6.4鉆床夾具（0.5學(xué)時(shí)） 6.5鏜床夾具（0.5學(xué)時(shí)） 6.6專用夾具設(shè)計(jì)方法（0.5學(xué)時(shí)） 6.7專用夾具設(shè)計(jì)實(shí)例（0.5學(xué)時(shí)） 6.8組合夾具簡介（0.5學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：各種夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 第七章：機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制（6學(xué)時(shí)） 7.1機(jī)械加工質(zhì)量概述（0.5學(xué)時(shí)） 7.2工藝系統(tǒng)的幾何誤差對加工精度的影響（1學(xué)時(shí)） 7.3工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響（1學(xué)時(shí)） 7.4工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響（0.5學(xué)時(shí)） 7.5工藝殘余應(yīng)力對加工精度的影響（0.5學(xué)時(shí)） 7.6加工誤差統(tǒng)計(jì)分析法（0.5學(xué)時(shí)） 7.7保證加工精度的工藝措施（1學(xué)時(shí)） 7.8機(jī)械加工表面質(zhì)量的影響因素及其控制（1學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：如何保證加工精度 第八章 機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)） 8.1概 述（0.5學(xué)時(shí)） 8.2保證裝配精度的工藝方法（1學(xué)時(shí)） 8.3裝配工藝規(guī)程的制定（0.5學(xué)時(shí)） 教學(xué)重點(diǎn)：如何保證裝配精度  課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 學(xué)科基礎(chǔ)課 課程學(xué)時(shí) 64 授課專業(yè) 機(jī)械工程類 開課學(xué)時(shí) 58（未含實(shí)驗(yàn)6） 本章學(xué)時(shí) 2 章節(jié)名稱 第1章 諸論 目的與要求 了解機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 了解我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 了解本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的及要求 教學(xué)內(nèi)容 1、制造與制造系統(tǒng) 2、機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 3、我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 4、本課程的主要內(nèi)容和先進(jìn)制造技術(shù) 5、學(xué)習(xí)目的及要求 6、學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)與難點(diǎn) 本章重點(diǎn)：了解機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用、我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)和本課程的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。 教學(xué)手段 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，與課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。 課后記 了解機(jī)械制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用以及我國機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，對學(xué)好本門課程非常有好處。 課后習(xí)題 第1章 機(jī)械制造技術(shù)概論 教學(xué)目標(biāo):通過本章學(xué)習(xí),使學(xué)生對機(jī)械制造有一個(gè)整體概念,掌握機(jī)械加工工藝過程的其本知識. 教學(xué)重點(diǎn):機(jī)械加工工藝過程及其組成 教學(xué)難點(diǎn):機(jī)械加工工藝過程及其組成 教學(xué)方法：講授法 教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 1.1制造與制造技術(shù) 1.1.1 制造業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展 制造業(yè)是將可用資源與能源通過制造過程轉(zhuǎn)化為可供人們使用或利用的工業(yè)品或生活消費(fèi)品。 1.1.2 制造系統(tǒng) 1.制造系統(tǒng)的定義和內(nèi)涵 制造系統(tǒng)的基本定義——制造過程及其所涉及的硬件包括人員、生產(chǎn)設(shè)備、材料、能源和各種輔助裝置以及有關(guān)的軟件，再加上制造理論、制造技術(shù)（制造工藝和方法）和制造信息等就組成了具有特定功能的有機(jī)整體。---機(jī)械加工系統(tǒng)是一個(gè)典型的制造系統(tǒng)。 2.制造系統(tǒng)的構(gòu)成及功能 3.制造系統(tǒng)的物料流、信息流和能量流 1.1.3 制造過程 1、生產(chǎn)過程 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息將制造資源（原材料、勞動(dòng)力、能源）轉(zhuǎn)化為有形產(chǎn)品或財(cái)富的過程——生產(chǎn)過程 2.生產(chǎn)系統(tǒng) 1.1.4 制造技術(shù) 制造技術(shù)——以制造一定質(zhì)量的產(chǎn)品為目標(biāo)，研究如何以最少的消耗、最低的成本和最高的效率進(jìn)行產(chǎn)品制造的綜合性技術(shù)，是完成的，制造活動(dòng)所施行的一切手段的總和。廣義理解制造技術(shù)，狹義理解制造技術(shù)。 1.2 機(jī)械制程過程概述 1.2.1 概述 （導(dǎo)入）機(jī)械產(chǎn)品的制造是一個(gè)包含產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、經(jīng)營和售后服務(wù)等多個(gè)環(huán)節(jié)和過程的系統(tǒng)工程。其中的核心是產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，它是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的信息轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的關(guān)鍵，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。 工藝過程——在制造過程中，零件毛坯的制造、零件的加工、產(chǎn)品的裝配等直接改變原材料（毛坯）的形狀、尺寸、相對位置和性能的過程。 1.2.2機(jī)械零件制造工藝方法與分類 根據(jù)工件加工后，在質(zhì)量上有無變化及變化方向（增加或減少）可將制造工藝方法分為： （1）變形加工法（△m=0）常用的變形加工法有：鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、注塑成形等。 （2）去除加工法(△m<0)材料去除法是目前機(jī)械零件的主要制造方法。 （3）結(jié)合加工法（△m>0） 1.2.3 機(jī)械加工工藝過程及其組成 1.工藝過程的概念 工藝過程——凡是直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、表面質(zhì)量、物理機(jī)械性能以及決定零件相互位置關(guān)系等，使其成為成品或半成品的過程。包括：零件加工工藝過程和裝配工藝過程 工藝規(guī)程：把合理的工藝過程以技術(shù)文件的形式規(guī)定下來，作為指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù)，即工藝規(guī)程。 2、工藝過程及其組成 每個(gè)零件的機(jī)械加工工藝過程都是由若干個(gè)基本單元組成，該組成單元稱作工序。每一工序又分若干步驟即工步、安裝、工位和走刀。 （1）工序 指由一個(gè)或一組工人在同一臺機(jī)床或同一個(gè)工作地，對一個(gè)或同時(shí)對幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工作地、工人、工件與連續(xù)作業(yè)構(gòu)成了工序的四個(gè)要素，若其中任一要素發(fā)生變更，則構(gòu)成了另一道工序。 一個(gè)工藝過程需要包括哪些工序，是由被加工零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、加工精度要求及生產(chǎn)類型所決定的，如圖2-1所示的階梯軸。 （2）安裝工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。如第2、3及5工序中，須經(jīng)過兩次安裝才能完成其工序的全部內(nèi)容。  （3）工位 當(dāng)采用多工位夾具或多軸（多工位）機(jī)床時(shí)，使工件在一次安裝中先后經(jīng)過若干個(gè)不同位置順次進(jìn)行加工。則工件在機(jī)床上占據(jù)每一個(gè)位置所完成的那部分工序稱為工位。如果一個(gè)工序只有一次安裝，該安裝又只有一個(gè)工位，則工序內(nèi)容就是安裝內(nèi)容，同時(shí)也是工位內(nèi)容。 （4）工步 在工件被加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）、加工（或裝配）工具和切削用量都不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容。在一個(gè)工步內(nèi)，若有幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)不同表面，稱此工步為復(fù)合工步。采用復(fù)合工步可以提高生產(chǎn)效率。 （5）走刀 每次工作進(jìn)給所完成的工步稱為一次走刀。 1.2.4 機(jī)械裝配工藝過程 機(jī)械裝配過程是指將組成機(jī)器的全部零、部件按一定的精度要求和技術(shù)條件連接與固定在一起，構(gòu)成合格機(jī)械產(chǎn)品的過程。 機(jī)械裝配工作包括：組裝、部裝、總裝、調(diào)試、檢驗(yàn)、平衡、試車、涂裝與包裝等工作。 1.2.5 機(jī)械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn) 1.生產(chǎn)綱領(lǐng) 企業(yè)根據(jù)市場要求和自身能力決定生產(chǎn)計(jì)劃。在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計(jì)劃期通常為一年，零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N按下式計(jì)算： N = Q n（1+α+β）  式中 Q-產(chǎn)品年產(chǎn)量（件/年）；  n-每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量（件/臺）；  α-備品率（％）； β-廢品率（％）。  2.生產(chǎn)類型  生產(chǎn)類型——是指企業(yè)（或車間）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。主要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)，并考慮產(chǎn)品的體積、重量和其他特征，生產(chǎn)類型一般可分成：單件小批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。 本次課總結(jié)：本次課主要講述了機(jī)械制造的定義以及工藝規(guī)程的特點(diǎn)，同學(xué)們重點(diǎn)掌握什么是工序、工步、安裝、工位和走刀。 課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程類型 學(xué)科基礎(chǔ)課 課程學(xué)時(shí) 64 授課專業(yè) 機(jī)械工程類 開課學(xué)時(shí) 58（未含實(shí)驗(yàn)6） 本章學(xué)時(shí) 10 章節(jié)名稱 第3章 切削過程及控制 目的與要求 了解和掌握金屬切削變形的基本規(guī)律 掌握切削力的計(jì)算方法 了解刀具磨損的機(jī)理、合理選擇刀具耐用度 掌握合理選擇刀具幾何參數(shù)與切削用量的方法 教學(xué)內(nèi)容 1、金屬切削變形過程 2、切削力的計(jì)算 3、刀具磨損和刀具耐用度 4、工件材料的切削加工性 5、切削液的合理選用 6、刀具的幾何參數(shù)與切削用量的合理選擇 7、磨削過程及磨削機(jī)理 重點(diǎn)與難點(diǎn) 本章重點(diǎn)：金屬切削變形的基本規(guī)律及應(yīng)用（金屬切削變形過程、切削力的計(jì)算、刀具耐用度的合理選擇、改善工件材料的切削加工性和切削用量的合理選擇） 難點(diǎn)：金屬切削變形的基本規(guī)律的分析和應(yīng)用 教學(xué)手段 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，與課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。 課后記 研究、掌握并能靈活應(yīng)用金屬切削基本理論, 對有效控制切削過程、保證加工精度和表面質(zhì)量，提高切削效率、降低生產(chǎn)成本，合理改進(jìn)、設(shè)計(jì)刀具幾何參數(shù)，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等有重要的指導(dǎo)意義。 課后習(xí)題 思考題三與習(xí)題三 第二章金屬切削的基本知識 教學(xué)目標(biāo):通過本節(jié)學(xué)習(xí),使學(xué)生對基準(zhǔn)與定位有一個(gè)充分的理解，掌握基準(zhǔn)的概念和分類，理解定位的原理和方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行不同情況的工件定位分析。 教學(xué)重點(diǎn)：六點(diǎn)定位原理、定位情況分析 教學(xué)難點(diǎn)：六點(diǎn)定位原理、定位情況分析 教學(xué)方法：講授法 多媒體教學(xué)法 教學(xué)時(shí)數(shù)：3 教學(xué)內(nèi)容： 2.1工件 2.2工件的基準(zhǔn)與定位 2.2.1基準(zhǔn)的概念與分類 1.基準(zhǔn) 工件是個(gè)幾何形體，它由一些幾何元素（如點(diǎn)、線、面）所構(gòu)成。工件上任何一個(gè)點(diǎn)、線、面的位置總是要用它與另外一些點(diǎn)、線、面的相互關(guān)系（如尺寸距離、平行度、垂直度、同軸度等）來確定。將用來確定加工對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。 2.基準(zhǔn)的分類 按照其作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 （1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 （2）工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)是指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。又可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn) 1）工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)是在工序圖上用來確定本道工序所加工的表面加工后位置尺寸和位置關(guān)系的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)的選擇應(yīng)主要考慮如下兩個(gè)方面的問題：① 盡可能用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)。當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。② 所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢查。 2）定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是加工中用作定位的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)可進(jìn)一步分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和附加基準(zhǔn)。① 粗基準(zhǔn) 使用未經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。② 精基準(zhǔn) 使用已經(jīng)機(jī)械加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。③ 附加基準(zhǔn) 僅僅是為了機(jī)械加工工藝需要設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)，稱為附加基準(zhǔn)。例如，軸類零件常用的頂尖孔，某些箱體零件加工所用的工藝孔，支架類零件用到的工藝凸臺等都屬于附加基準(zhǔn)。 3）測量基準(zhǔn)  零件測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。 4）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用來確定零件或部件在機(jī)器中的相對位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)一般與零件的主要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 3.基準(zhǔn)分析 （1）基準(zhǔn)是客觀存在的。 （2）基準(zhǔn)要確切（3）基準(zhǔn)均有方向性 （4）基準(zhǔn)不僅涉及尺寸關(guān)系還涉及表面間的位置關(guān)系。 2.2.2 工件的定位 1.工件定位的基本原理 （1）定位基準(zhǔn)的基本概念 （2）自由度的概念 （3）六點(diǎn)定位原理——用合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定的定位原理。 4）工件定位中的幾種情況 1)完全定位 工件的6個(gè)自由度被合理布置的6個(gè)支承釘完全限制了的定位稱為完全定位。 2)不完全定位 工件被限制的自由度少于6個(gè)，但能滿足加工要求的定位，稱為不完全定位。 3） 過定位 兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位（超定位或重復(fù)定位） 4） 欠定位 根據(jù)工件技術(shù)要求應(yīng)該限制和自由度沒有被完全制的定位，稱為欠定位。欠定位是不允許出現(xiàn)的，因?yàn)槠洳荒鼙ＷC工件的加工要求。 3.常用定位元件及其選用 工件的定位是通過工件上的定位表面與夾具上的定位元件的配合或接觸而實(shí)現(xiàn)的。 （1）對定位元件的要求：1）足夠的精度 2）足夠的強(qiáng)度和剛度 3）良好的耐磨性 4）良好的工藝性 5）便于清除切屑 （3）常用定位元件的選用 1）工件以平面定位常用定位元件 機(jī)械加工中，以平面作為定位基準(zhǔn)的定位方法是一種常用的定位方式，如箱體、機(jī)座、支架、圓盤、板狀類零件。 1、主要支承―― 限制工件的自由度、起定位作用的支承。 （1）固定支承――主要有支承釘和支承板兩種 支承釘：平頭支承釘：用于支承精基準(zhǔn)面 球頭支承釘：用于支承粗基準(zhǔn)面 網(wǎng)紋頂面支承釘：用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求較大摩擦力的表面定位 支承板：平面型支承板：側(cè)面和頂面定位 帶斜槽型支承板：適于作底面定位準(zhǔn)面 （2）可調(diào)支承――用于在工件過程中，支承釘高度需要調(diào)整的場合。 （3）自位支承（浮動(dòng)支承）――在工件定位過程中能自動(dòng)調(diào)整位置的支承。其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，限制一個(gè)自由度，適應(yīng)于工件以毛坯定位或剛性不足的場合。 2、輔助支承 輔助支承不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工過程中的剛度和穩(wěn)定性。 2）工件以圓孔定位時(shí)的定位元件 （1）定位銷 （2）心軸 主要用于在車、銑、磨、齒輪加工等機(jī)床上加工套筒或盤類零件。 過盈配合心軸，限制工件四個(gè)自由度；制造簡單，定心精度高，無需另設(shè)夾緊裝置，但裝卸工件不便，且易損傷工件定位孔。 間隙配合心軸，限制工件五個(gè)自由度（心軸外圓部分限制四個(gè)自由度，軸肩面限制一個(gè)自由度）；裝卸工件方便，但定心精度不高，為了減小工件因間隙造成的傾斜，常以孔的端面聯(lián)合定位。 小錐錐度心軸，裝夾工件時(shí)，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個(gè)自由度。 心軸在機(jī)床上的裝夾方式有：兩頂尖裝夾、一夾一頂、莫氏錐柄裝夾。 3）工件以外圓柱面定位時(shí)的定位元件 （1）V型塊 V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V形塊兩定位面的對稱中心平面內(nèi)，對中性能好。一個(gè)短V形塊限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)短V形塊組合或一個(gè)長V形塊限制四個(gè)自由度；浮動(dòng)式V形塊只限制一個(gè)自由度。 （2）定位套 為了限制工件的軸向自由度，常與端面聯(lián)合定位。當(dāng)工件端面作為主要定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)控制套的長度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。定位套結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但定位精度不高，只適用于精定位基面。 （3）半圓套 主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。 4.定位誤差分析計(jì)算 在加工零件時(shí)必須根據(jù)工件的加工技術(shù)要求，限制工件的自由度，也即定位。但僅僅做到這一點(diǎn)還不夠。還要分析定位精度夠不夠，這需要通過工件的定位誤差計(jì)算來判斷。如果工件定位誤差不大于工件加工精度中規(guī)定的公差值的1/3—1/5。一般認(rèn)為該定位方案能滿足本工序加工精度的要求。 （1）定位誤差的概念 所謂定位誤差，是指工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。因?yàn)閷σ慌ぜ碚f，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動(dòng)的，即被加工表面的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。 定位誤差的組成（來源）： 1）基準(zhǔn)不重合誤差——由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以△B表示。 2）基準(zhǔn)位移誤差——定位基準(zhǔn)相對于其理想位置的最大變動(dòng)量稱為基準(zhǔn)位移誤差。用△Y表示 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，在試切法加工中不會(huì)產(chǎn)生。 (2)定位誤差的計(jì)算公式： 一般情況下，定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。但不是在任何情況下兩種誤差都存在。當(dāng)工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合時(shí)△B＝0 ，當(dāng)定位基準(zhǔn)無變動(dòng)時(shí)，△Y＝0。 定位誤差可表示為： △D＝△B△Y A： 當(dāng) △B≠0 △Y＝0時(shí)，△D＝△B 當(dāng) △B＝0 △Y≠0時(shí)，△D＝△Y B: 當(dāng) △B≠0 △Y≠0時(shí)，且工序基準(zhǔn)不在定位基面上時(shí)，△D＝△B＋△Y C: 當(dāng) △B≠0 △Y≠0時(shí)，且工序基準(zhǔn)在定位基面上時(shí) △D＝△B△Y，若基準(zhǔn)位移和基準(zhǔn)不重合引起的加工尺寸變化方向相同時(shí)，取“＋”號，反之取“－”號。 （3）幾種典型表面的定位誤差計(jì)算 1)工件以平面定位時(shí)的定位誤差計(jì)算（通常認(rèn)為△Y＝0，只計(jì)算△B即可。） 2) 工件以內(nèi)孔在心軸（或圓柱銷）上定位時(shí)的定位誤差計(jì)算。 3）工件以外圓柱面定位時(shí)定位誤差的計(jì)算 2.2.3 工件的夾緊 1.夾緊裝置的組成和基本要求 （1）夾緊裝置的組成 工件在夾具中正確定位后，由夾緊裝置將工件夾緊。 夾緊裝置的組成有： 1）動(dòng)力裝置：產(chǎn)生夾緊動(dòng)力的裝置。 2）夾緊元件：直接用于夾緊工件的元件。 3）中間傳力機(jī)構(gòu)：將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。 在有些夾具中，夾緊元件往往就是中間傳力機(jī)構(gòu)的一部分，難以區(qū)分，統(tǒng)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。 （2）對夾緊裝置的要求 1）夾緊過程可靠。應(yīng)保證夾緊不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。 2）夾緊力要適當(dāng)。既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3）結(jié)構(gòu)工藝性好。結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于制造，便于維修。 4） 使用性好。操作安全、省力。 2.夾緊力的確定 夾緊力的確定就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)。 作用點(diǎn)的選擇 （1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對定位元件或位于定位元件形成的支承面內(nèi)。（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位。（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，使夾緊穩(wěn)固可靠。 作用方向的選擇 （1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基面。（2）夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件的夾緊變形。（3） 夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，這樣可以減小夾緊力。 夾緊力的估算 2.2.4 典型夾緊機(jī)構(gòu) 1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 3．偏心夾緊機(jī)構(gòu) 4．定心夾緊機(jī)構(gòu) 5．鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 6．聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 在大批大量生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大多數(shù)夾具都采用機(jī)動(dòng)夾緊裝置。驅(qū)動(dòng)方式有氣動(dòng)、液動(dòng)、氣液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，電（磁）驅(qū)動(dòng)，真空吸附等多種形式。 1．氣動(dòng)夾緊裝置 氣動(dòng)夾緊裝置以壓縮空氣作為動(dòng)力源推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。 活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，最多的是雙作用固定式氣缸。 2．液壓夾緊裝置 液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與氣動(dòng)夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn)：①傳動(dòng)力大，夾具結(jié)構(gòu)相對比較?。虎谟鸵翰豢蓧嚎s，夾緊可靠，工作平穩(wěn)Z③噪聲小。它的不足之處是需設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受限制。 本次課總結(jié)：本次課主要講述了基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。六點(diǎn)定位原理——用合理布置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定的定位原理。定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，定位誤差的計(jì)算夾緊力的確定就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)，典型夾緊機(jī)構(gòu)等問題。 作業(yè)： 1..基準(zhǔn)分為那些種類？2.常見的定位方式有哪些？3.定位誤差有哪些方面？4夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)如何確定？5加緊機(jī)構(gòu)有那些種？ 第二章金屬切削的基本知識 教學(xué)目標(biāo)：了解刀具的種類、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)以及刀具材料的種類性能，掌握刀具的角度和刀具材料的選用。 教學(xué)重點(diǎn)：刀具的角度和刀具材料的選用 教學(xué)難點(diǎn)：刀具的角度和刀具材料的選用 教學(xué)方法：演示法，多媒體教學(xué)法 教學(xué)時(shí)數(shù)：4 教學(xué)內(nèi)容： 2.3 金屬切削刀具 2.3.1 刀具的類型 金屬切削刀具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，它直接參與切削過程。根據(jù)用途和加工方法的不同，刀具主要分為如下類型： 1.切刀類：如車刀、銑刀、刨刀、插刀、鏜刀、拉刀、滾刀、成形刀。 2.孔加工用刀具：如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、锪鉆 、深孔鉆、絞刀、鏜刀。 3.螺紋刀具：如絲錐、板牙、螺紋車刀、螺紋梳刀。 4.齒輪刀具：如齒輪滾刀、插齒刀、花鍵滾刀。 5.磨具類：如砂輪、砂帶、拋光輪。 6.特種加工刀具：如水刀。 2.3.2刀具的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù) 1.刀具切削部分的組成 刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素如圖所示，其定義如下： (1)前刀面　切屑流過的表面，以Aγ表示。 (2)主后刀面 與工件上過渡表面相對的表面， 以Aα表示。 (3)副后刀面　與工件上已加工表面相對的表面，以Aα’表示。 (4)主切削刃　前刀面與主后刀面的交線，記為 S 。它承擔(dān)主要的切削工作。 (5)副切削刃　前刀面與副后刀面的交線，記為S′。它協(xié)同主切削刃完成切削工作，并最終形成已加工表面。 (6)刀尖 主切削刃和副切削刃的匯交處相當(dāng)少的一部分切削刃。 2.刀具的幾何參數(shù) （1）刀具靜止角度參考系 靜止角度參考系的主要作用：定義、設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測量刀具之用。 在該參考系中定義的角度稱為刀具的標(biāo)注角度。兩個(gè)假設(shè)條件： 1、不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即用主運(yùn)動(dòng)向量近似代替切削刃與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)的合成速度向量。2、刀具的刃磨和安裝基準(zhǔn)面垂直或平行于參考系平面，同時(shí)設(shè)定刀桿中心線與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向垂直。 基面pr 通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)切削速度方向的平面。通常平行于車刀的安裝面 切削平面ps 通過切削刃上選定點(diǎn)，垂直基面并與主切削刃相切平面。 上述坐標(biāo)面和不同的測量平面組合 構(gòu)成不同的標(biāo)注參考系。 1）正交平面靜止參考系正交平面po 通過切削刃 上選定點(diǎn)，同時(shí)與基面和切削平面垂直的平面 A主偏角κr ：在基面內(nèi)測量的主切削刃在基面 上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。主偏角一般為正值。 B. 前角γo ：在主剖面P0內(nèi)測量的前刀面與基面 之間的夾角。前角表示前刀面的傾斜程度，有正、負(fù) 和零值之分，其符號規(guī)定如圖所示。 C. 后角αo ：在主剖面P0內(nèi)測量的主后刀面與切 削平面之間的夾角。后角表示主后刀面的傾斜程 度，一般為正值。 D.刃傾角λs：在切削平面內(nèi)測量的主切削刃與基面 之間的夾角。當(dāng)主切削刃呈水平時(shí)，λs=0；刀尖為主切削刃最低點(diǎn)時(shí)，λs<0；刀尖為主切削刃上最高點(diǎn)是，λs>0 E.副偏角κr ： 在基面內(nèi)測量的副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向的夾角。副偏角一般為正值。 F.副后角κr， ：過副切削刃上選定點(diǎn),在副正交平面中測量的副后刀面與副切削平面之間的夾角. 派生角度: 楔角:(βO)：正交平面中測量的前、后 刀面之間的夾角 刀尖角（εγ）基面中測量的主、副切削 刃之間的夾角 2） 其它靜止參考系 A．法平面參考系 法剖面（Pn）：過切削刃選定點(diǎn)與切削刃 相垂直的平面。 B．假定工工作平面、背平面靜止參考系 假定工作平面（Pf）通過切削刃上選定 點(diǎn)，平行于假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向并垂直于 基面的平面。 背平面（Pp）：通過切削刃上選定點(diǎn)，垂 直于假定工作平面和基面的平面。 （2）工作參考系及幾何參數(shù). 上述刀具標(biāo)注角度參考系，在定義基面時(shí)， 都只考慮主運(yùn)動(dòng)，不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即在假定 運(yùn)動(dòng)條件確定的參考系。但刀具在實(shí)際使用過 程中，這樣的參考系所確定的刀具角度，往往不能確切反映切削加工的真實(shí)情況。只有用合成切削方向ve來確定參考系，才符合切削加工的實(shí)際 刀具工作角度參考系與刀具標(biāo)注角度參考系的唯一區(qū)別是： 1)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對刀具工作角度的影響 2)刀具安裝位置對工作角度的影響 A.刀具裝高或低的影響B(tài).刀桿軸線不垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響. 2.3.3 刀具的材料及選用 1.刀具材料應(yīng)具備的性能 1）高的硬度和耐磨性。2）足夠的強(qiáng)度和韌性。3）高的耐熱性（耐熱性指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的性能，也包括刀具材料在高溫下抗氧化、粘結(jié)、擴(kuò)散的性能）。（紅硬性）4）良好的工藝性能。5）合理的經(jīng)濟(jì)性。 2.常用刀具材料的種類和特性 1）高速鋼 高速鋼是一種加入了較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。 特點(diǎn)：1.強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度為一般硬質(zhì)合金的2～3倍；2.韌性也高，比硬質(zhì)合金高幾十倍。3.硬度在63HRC以上，且有較好的耐熱性，在切削溫度達(dá)到500～650C時(shí)，尚能進(jìn)行切削。4.可加工性好，熱處理變形較小。應(yīng)用：目前常用于制造各種復(fù)雜刀具（如鉆頭、絲錐、拉刀、成型刀具、齒輪刀具等）。高速鋼刀具可以加工從有色金屬到高溫合金的各種材料 2）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是用高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物（如WC、TiC、TaC、NbC等）粉末和金屬粘結(jié)劑（如Co、Ni、Mo等）經(jīng)高壓成型后，再在高溫下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。我國常用的硬質(zhì)合金牌號及其應(yīng)用范圍① 鎢鈷 類硬質(zhì)合金 （YG）它由碳化鎢和鈷構(gòu)成。其硬度為89～91.5HRA，耐熱性為800～900 ℃，主要用于加工鑄鐵、有色金屬及其合金，以及非金屬材料和含鈦的不銹鋼等工件材料。常用的牌號有 YG3、YG6、YG8等，G后面的數(shù)字為 Co的百分含量。 硬質(zhì)合金 中含鈷量越多，韌性越好，適合于粗加工，含鈷量少者用于精加工。 ② 鎢鈦鈷 類硬質(zhì)合金 （YT） 它是由碳化鎢、碳化鈦和鈷構(gòu)成，其硬度為89.5～92.5HRA，耐熱性為900～1000 ℃。常用的牌號有 YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的數(shù)字為 TiC的百分含量。當(dāng)TiC的含量較多、Co的含量較少時(shí)，硬度和耐磨性提高，但抗彎強(qiáng)度有所下降。主要用于加工塑性材料，但它不適合加工含 Ti元素的 不銹鋼，因?yàn)閮烧叩?Ti元素親和作用較強(qiáng)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的粘結(jié)，使刀具磨損加劇。 ③ 鎢鉭（鈮）鈷 類硬質(zhì)合金 （YA）它是由碳化鎢、碳化鉭（碳化鈮）和鈷構(gòu)成，有較高的常溫硬度和耐磨性，同時(shí)能細(xì)化晶粒，也可提高高溫硬度、高溫強(qiáng)度和抗氧化能力。常用的牌號有 YA6，適合于對冷硬鑄鐵、有色金屬及其合金進(jìn)行半精加工，也可對高錳鋼、淬火鋼等材料進(jìn)行精加工和半精加工。 ④ 鎢鈦鉭（鈮）鈷 類硬質(zhì)合金 YW） 它是由碳化鎢、碳化鈦、鈷以及加入少量碳化鉭或碳化鈮構(gòu)成。其抗彎強(qiáng)度、韌性、抗氧化能力、耐熱性和高溫硬度都有很大的提高。是一種既能加工鋼材，又能加工鑄鐵、有色金屬及其合金，通用性能好的刀具材料，常用的牌號有 YW1、YW2。⑤ 碳化鈦基硬質(zhì)合金 （YN） 它是由碳化鈦、鎳和鉬構(gòu)成。它的硬度高（ 92.5HRA），具有較高的抗氧化能力、較高的耐磨性、耐熱性（1100 ℃ ～ 1300 ℃）和抗月牙洼磨損能力。主要用于碳鋼、合金鋼、工具鋼、淬火鋼等連續(xù)切削的精加工，常用的牌號有 YN10。 3）新型刀具材料 1）涂層刀具材料 2）陶瓷刀具材料3）超硬刀具材料。 本次課總結(jié)：金屬切削刀具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分,刀具的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)、刀具的材料及選用、硬質(zhì)合金的種類和性質(zhì)。 作業(yè)：硬質(zhì)合金的種類和性質(zhì) 課內(nèi)實(shí)訓(xùn)一：刀具角度刃磨及測量（4學(xué)時(shí)） 一：實(shí)訓(xùn)目的和要求 1、了解刀具刃磨的安全操作規(guī)程 2、掌握刀具刃磨的基本內(nèi)容 3、掌握刀具角度測量的基本方法 二：實(shí)訓(xùn)設(shè)備及器件 普通車刀、萬能角度尺、直尺、圓規(guī)、砂輪機(jī) 三：課時(shí)安排 4學(xué)時(shí) 四：實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))步驟及要求 1.開機(jī)前砂輪機(jī)進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，包括電源、砂輪安裝等確認(rèn)無誤后方可操作。 2.砂輪機(jī)通電后，檢查各開關(guān)、按鈕和按鍵是否正常、靈活、有無異?，F(xiàn)象。 3.認(rèn)識刀具 4.正確測量刀具角度，繪制刀具角度圖形，并對所得結(jié)果進(jìn)行檢查。 五：[實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))分析與總結(jié)] 通過本次實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該學(xué)會(huì)刃磨普通車刀的基本要素、學(xué)會(huì)分辨刀具的各個(gè)表面、能夠測量刀具的各個(gè)角度，并且能夠用圖形表達(dá)刀具的各個(gè)角度 六：[評分標(biāo)準(zhǔn)] 1.能夠識別刀具的各個(gè)角度（30分） 2.能夠刃磨出刀具的基本角度（30分） 3.能夠測繪刀具的各個(gè)角度（40分） 第二章金屬切削的基本知識 教學(xué)目標(biāo)：掌握機(jī)床的組成、機(jī)床的分類，了解機(jī)床型號編制方法以及機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)原理 教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)床的組成、機(jī)床的分類 教學(xué)難點(diǎn)：床型號編制方法以及機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)原理 教學(xué)方法：多媒體教學(xué)法 教學(xué)時(shí)數(shù)：2 教學(xué)內(nèi)容： 2.4 金屬切削機(jī)床 機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量的40%～60%，機(jī)床的技術(shù)性能直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和機(jī)床技術(shù)水平的提高，必然對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重大推動(dòng)作用。 2.4.1 機(jī)床的組成 1）支承及定位部分：用于安裝和支承其它固定的或運(yùn)動(dòng)的部件，承受其重力和切削力，并使刀具和工件保持正確的相對位置。如床身、底座、立柱等（基礎(chǔ)件） 2)動(dòng)力部分 ：為機(jī)床提供動(dòng)力（功率）和運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部分，如電機(jī)、液壓馬達(dá)等。 3）傳動(dòng)部分 ：包括主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)和其他運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，如變速箱、進(jìn)給箱等部件 4）控制部分 ：用于控制各工作部件的正常工作，主要是電氣控制系統(tǒng)，有些機(jī)床局部采用液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床則是數(shù)控系統(tǒng)。 5）工作部件 ：包括①與主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的有關(guān)執(zhí)行部件，如主軸及主軸箱、工作臺及其溜板、滑枕等安裝工件或刀具的部件；②與工件和刀具有關(guān)的部件或裝置，如自動(dòng)上下料裝置、自動(dòng)換刀裝置、砂輪修整器等；③與上述部件或裝置有關(guān)的分度、轉(zhuǎn)位、定位機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等。 6）其它系統(tǒng)及裝置：包括冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑裝置、自動(dòng)測量裝置。 2.4.2 機(jī)床的分類和型號編制方法 1.機(jī)床的分類 機(jī)床主要是按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類。 除了按上述基體分法外，還可以按其它特征進(jìn)行分類。 按照機(jī)床的通用程度可分為：通用機(jī)床、專門化機(jī)床、專用機(jī)床。 按機(jī)床的質(zhì)量和尺寸的不同可分為：儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床。 按自動(dòng)化程度可分為：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床。 按機(jī)床加工精度的不同可分為：普通精度級、精密級和超精密級。 按機(jī)床主要工作部件的多少，可分為單軸、多軸機(jī)床或單刀、多刀機(jī)床。 1.機(jī)床型號編制方法 注：①有“( )”的代號或數(shù)字，當(dāng)無內(nèi)容時(shí)，不表示，若有內(nèi)容，則不帶擴(kuò)號； ②有“○”符號者，為大寫的漢語拼音字母； ③有“△” 符號者，為阿拉伯?dāng)?shù)字； ④有“ △ ”符號者，為大寫的漢語拼音字母或阿拉伯?dāng)?shù)字或兩者兼有之。 （1）機(jī)床的類別代號 用大寫的漢語拼音字母代表機(jī)床的類別。例如，用"C"表示"車床"，讀"車"。有的機(jī)床（如磨床）又由若干分類組成，分類代號用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，置于類別代號之前，但第1分類不予表示  （2）機(jī)床的特性代號 機(jī)床的特性代號，包括通用特性和結(jié)構(gòu)特性，也用漢語拼音字母表示。當(dāng)某類機(jī)床，除有普通型式外，還有如表2-13中所列的各種通用特性時(shí)，則應(yīng)在類別代號之后加上相應(yīng)的通用特性代號，如CM6132型號中"M"表示"精密"之意，是精密普通車床。 3）機(jī)床的組和型別代號 每一類機(jī)床分為若干組，每組又分為若干型。用兩位數(shù)字作為組和型別代號，位于類別和特性代號之后，第一位數(shù)字表示組別，第二位數(shù)字表示型別。 4）主參數(shù) 表示機(jī)床規(guī)格和加工能力的主要參數(shù)，用兩位十進(jìn)制數(shù)并以折算值表示。如車床的主參數(shù)是工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，其毫米數(shù)除以10，即為主參數(shù)值。有時(shí)候，型號中除主參數(shù)外還需表明第二主參數(shù)（亦用折算值），以""號分開。 5）機(jī)床重大改進(jìn)的序號 性能和結(jié)構(gòu)經(jīng)過重大改進(jìn)的機(jī)床，應(yīng)在原機(jī)床型號后面以英文字母A、B、C、D … 表示是第幾次改進(jìn)的序號，例如Y7132A和Z3040A都表明是第一次重大改進(jìn)。 此外，多軸機(jī)床的主軸數(shù)目，要以阿拉伯?dāng)?shù)字表示在型號后面，并用" "分開，例如C21406是加工最大棒料直徑為40mm的臥式六軸自動(dòng)車床的型號表示方法。機(jī)床型號舉例 2.4.3 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)原理 1、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 為實(shí)現(xiàn)加工中所需的運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須具備三個(gè)基本部分：（1）執(zhí)行件 指執(zhí)行機(jī)床運(yùn)動(dòng)的部件，其作用是帶動(dòng)工件或刀具完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)，并具備一定的運(yùn)動(dòng)速度與精度。如主軸、刀架、工作臺等。（2）動(dòng)力源 指為執(zhí)行件提供運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。（3）傳動(dòng)裝置 指傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置，其作用是將動(dòng)力源的運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行件或完成執(zhí)行件間的運(yùn)動(dòng)傳遞，并使之保持確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。通過運(yùn)動(dòng)傳遞，傳動(dòng)裝置還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、方向和速度的變換，一般又以變速為主。 2.機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系和傳動(dòng)鏈 傳動(dòng)裝置需要由一系列的傳動(dòng)件組成，傳動(dòng)件之間的連接也就構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系，最終實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)。這種由傳動(dòng)件構(gòu)成的傳動(dòng)聯(lián)系稱為傳動(dòng)鏈。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ：圍繞一個(gè)機(jī)床運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成傳動(dòng)聯(lián)系的一系列傳動(dòng)件。傳動(dòng)鏈中常有兩類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)比與傳動(dòng)方向均不變的定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如定比齒輪副、蝸輪蝸桿副、絲杠螺母副等；傳動(dòng)比與傳動(dòng)方向隨加工要求變換的換置機(jī)構(gòu)，如滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、離合器變速機(jī)構(gòu)及掛輪機(jī)構(gòu)等。 傳動(dòng)鏈可分為內(nèi)、外聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩種。 （1）外聯(lián)系傳動(dòng)鏈指聯(lián)系動(dòng)力源和執(zhí)行件的傳動(dòng)鏈，一般實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)動(dòng)。它只使得執(zhí)行件獲得一定的速度和動(dòng)力，且不要求與動(dòng)力源間保持嚴(yán)格運(yùn)動(dòng)關(guān)系。因此，其傳動(dòng)精度不影響表面形狀的成型。 （2）內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈指聯(lián)系執(zhí)行件間的傳動(dòng)鏈（一般實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)）。執(zhí)行件之間需保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，傳動(dòng)比不變，其傳動(dòng)精度將直接影響零件表面形成的精度。因此，內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中不允許有傳動(dòng)比不定或由摩擦傳動(dòng)的傳動(dòng)件（如帶傳動(dòng)等）。臥式車床的車螺紋傳動(dòng)鏈便是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，它聯(lián)系主軸與刀架間運(yùn)動(dòng)關(guān)系，若傳動(dòng)比不準(zhǔn)，將直接導(dǎo)致所加工螺紋的螺距誤差。 3.傳動(dòng)原理圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 機(jī)床上所有的傳動(dòng)關(guān)系構(gòu)成機(jī)床的傳動(dòng)部分，稱為傳動(dòng)系統(tǒng)。 傳動(dòng)原理圖：用一些簡單的符號來表明機(jī)床傳動(dòng)聯(lián)系的示意圖。 傳動(dòng)系統(tǒng)圖：機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖是由規(guī)定的圖形符號代表真實(shí)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)件而繪成的機(jī)床各傳動(dòng)鏈的綜合簡圖。讀圖時(shí)可注意下列問題：（1）實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)共有幾條傳動(dòng)鏈；（2）對傳動(dòng)鏈逐條認(rèn)識；（3）每條傳動(dòng)鏈均采用“抓兩頭、連中間”的方法進(jìn)行分析?！白深^”是指確認(rèn)傳動(dòng)鏈的首末件；“連中間”則是通過：①所具有的變速組數(shù)，②各變速組性質(zhì)及所獲運(yùn)動(dòng)級數(shù)，③傳動(dòng)鏈的變速級數(shù)等步驟加以聯(lián)系； 本次課總結(jié)：機(jī)床的組成、機(jī)床的分類，機(jī)床型號編制方法以及機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)與傳動(dòng)原理 作業(yè)：C21406代表什么含義？ 第二章金屬切削的基本知識 教學(xué)目標(biāo)：了解金屬切削過程中的基本規(guī)律、掌握切屑的類型及控制、刀具的磨損和耐用度、積屑瘤的形成及其對切削過程的影響、切削力的來源，了解切削合力及其分解，切削功率 教學(xué)重點(diǎn)：積屑瘤的形成及其對切削過程的影響、切屑的類型、刀具磨損和耐用度 教學(xué)難點(diǎn)：積屑瘤的形成及其對切削過程的影響、切削合力及其分解 教學(xué)方法：多媒體教學(xué)法 教學(xué)時(shí)數(shù)：4 教學(xué)內(nèi)容： 2.5 金屬切削過程中的基本規(guī)律 金屬切削過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，在這個(gè)過程中產(chǎn)生一系列現(xiàn)象，如形成切屑，產(chǎn)生切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等，研究這些現(xiàn)象和規(guī)律，對于合理使用和設(shè)計(jì)刀具、機(jī)床、夾具，保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率有很重要的意義。 2.5.1 切削變形 1.切屑形成的過程和切屑的種類 金屬切削過程與金屬受壓縮（拉伸）過程比較：塑性金屬受壓縮時(shí)，隨著外力的增加，金屬先后產(chǎn) a壓縮 b切削 生彈性變形、塑性變形，并使金屬晶格產(chǎn)生滑移，而后斷裂。金屬的切削過程與金屬的擠壓過程很相似。金屬材料受到刀具的作用以后，開始產(chǎn)生彈性變形；隨著刀具繼續(xù)切入，金屬內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變繼續(xù)加大，當(dāng)達(dá)到材料的屈服點(diǎn)時(shí)，開始產(chǎn)生塑性變形，并使金屬晶格產(chǎn)生滑移；刀具再繼續(xù)前進(jìn)，應(yīng)力進(jìn)而達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度，便會(huì)產(chǎn)生擠裂。 切屑形成過程及變形區(qū)的劃分 大量的實(shí)驗(yàn)和理論分析證明，塑性金屬切削過程中切屑的形成過程就是切削層金屬的變形過程。切削層的金屬變形大致劃分為三個(gè)變形區(qū)：第一變形區(qū)（剪切滑移）、第二變形區(qū)（纖維化）、第三變形區(qū)（纖維化與加工硬化）。 切屑的形成及變形特點(diǎn) A、第一變形區(qū)（近切削刃處切削層內(nèi)產(chǎn)生的塑性變形區(qū)）金屬的剪切滑移變形 在下圖中，切削層上各點(diǎn)移動(dòng)至AC線均開始滑移、離開AE線終止滑移，在沿切削寬度范圍內(nèi)，稱AC是始滑移面，AE是終滑移面。AC、AE之間為第—變形區(qū)。由于切屑形成時(shí)應(yīng)變速度很快、時(shí)間極短，故AC、AE面相距很近，一般約為0.02一0.2mm，所以常用AB滑移面來表示第—變形區(qū)，AB面亦稱為剪切面。剪切面AB與切削速度Vc之間的夾角稱為剪切角。作用力Fr與切削速度Vc之間的夾角ω稱為作用角。 第一變形區(qū)就是形成切屑的變形區(qū)，其變形特點(diǎn)是切削層產(chǎn)生剪切滑移變形。 B、第二變形區(qū)（與前刀面接觸的切屑層產(chǎn)生的變形區(qū)）內(nèi)金屬的擠壓磨擦變形 經(jīng)過第一變形區(qū)后，形成的切屑要沿前刀面方向排出，還必須克服刀具前刀面對切屑擠壓而產(chǎn)生的摩擦力。此時(shí)將產(chǎn)生擠壓摩擦變形。應(yīng)該指出，第一變形區(qū)與第二變形區(qū)是相互關(guān)聯(lián)的。前刀面上的摩擦力大時(shí)，切屑排出不順，擠壓變形加劇，以致第一變形區(qū)的剪切滑移變形增大。 C、 第三變形區(qū)（近切削刃處已加工表面內(nèi)產(chǎn)生的變形區(qū)）金屬的擠壓磨擦變形 已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓摩擦，造成纖維化和加工硬化。 2.5.2 切屑的類型及控制 一、切屑的類型及其分類 由于工件材料不同，切削過程中的變形程度也就不同，因而產(chǎn)生的切屑種類也就多種多樣，如下圖示。圖中從左至右前三者為切削塑性材料的切屑，最后一種為切削脆性材料的切屑。切屑的類型是由應(yīng)力-應(yīng)變特性和塑性變形程度決定的。 1.帶狀切屑 它的內(nèi)表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金屬材料（如碳素鋼、合金鋼、銅和鋁合金），當(dāng)切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時(shí)，一般常得到這類切屑。它的切削過程平衡，切削力波動(dòng)較小，已加工表面粗糙度較小。 2.節(jié)狀切屑（擠裂切屑） 這類切屑與帶狀切屑不同之處在外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面有時(shí)有裂紋。這種切屑大多在切削黃銅或切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時(shí)產(chǎn)生。切削過程不太平穩(wěn)，工件已加工表面粗糙度較大。 3.粒狀切屑（單元切屑） 如果在擠裂切屑的剪切面上，裂紋擴(kuò)展到整個(gè)面上，則整個(gè)單元被切離，成為梯形的單元切屑，如圖c所示。切削鉛或用很低的速度切削鋼時(shí)可得到這類切屑。切削力波動(dòng)大，切削振動(dòng)大，切削過程不平穩(wěn)，工件表面粗糙度大，生產(chǎn)中應(yīng)避免出現(xiàn)此種切屑。 以上三種切屑只有在加工塑性材料時(shí)才可能得到。其中，帶狀切屑的切削過程最平穩(wěn)，單元切屑的切削力波動(dòng)最大。在生產(chǎn)中最常見的是帶狀切屑，有時(shí)得到擠裂切屑，單元切屑則很少見。切屑的形態(tài)是可以隨切削條件而轉(zhuǎn)化的，掌握了它的變化規(guī)律，就可以控制切屑的變形、形態(tài)和尺寸，以達(dá)到卷屑和斷屑的目的。 4.崩碎切屑 這是屬于脆性材料（如鑄鐵、黃銅等）的切屑。這種切屑的形狀是不規(guī)則的，加工表面是凸凹不平的。 從切削過程來看，切屑在破裂前變形很小，和塑性材料的切屑形成機(jī)理也不同。它的脆斷主要是由于材料所受應(yīng)力超過了它的抗拉極限。加工脆硬材料，如高硅鑄鐵、白口鐵等，特別是當(dāng)切削厚度較大時(shí)常得到這種切屑。 由于它的切削過程很不平穩(wěn)，容易破壞刀具，也有損于機(jī)床，已加工表面又粗糙，因此在生產(chǎn)中應(yīng)力求避免。其方法是減小切削厚度，使切屑成針狀或片狀；同時(shí)適當(dāng)提高切削速度，以增加工件材料的塑性。 注意：由于切削過程是一個(gè)非常復(fù)雜的物理過程，切削變形除了產(chǎn)生滑移變形外，還有擠壓、摩擦等作用，而ε值主要從剪切變形考慮；而∧h主要從塑性壓縮方面分析。所以，ε與∧h都只能近似地表示切削變形程度。 3．積屑瘤的形成及其對切削過程的影響 在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其它塑性材料時(shí)，常常在前刀面處粘著一塊剖面有時(shí)呈三角狀的硬塊。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤（或刀瘤）。它的硬度很高，通常是工件材料的2—3倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，能夠代替刀刃進(jìn)行切削。 積屑瘤是如何形成的? 1）切屑對前刀面接觸處的摩擦，使前刀面十分潔凈。 2）當(dāng)兩者的接觸面達(dá)到一定溫度同時(shí)壓力又較高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，即一般所謂的“冷焊”。切屑從粘在刀面的底層上流過，形成“內(nèi)摩擦”。 3）如果溫度與壓力適當(dāng)，底層上面的金屬因內(nèi)摩擦而變形，也會(huì)發(fā)生加工硬化，而被阻滯在底層，粘成一體。 4）這樣粘結(jié)層就逐步長大，直到該處的溫度與壓力不足以造成粘附為止。 形成積屑瘤的條件： 主要決定于切削溫度。此外，接觸面間的壓力、粗糙程度、粘結(jié)強(qiáng)度等因素都與形成積屑瘤的條件有關(guān)。 1）一般說來，塑性材料的加工硬化傾向愈強(qiáng)，愈易產(chǎn)生積屑瘤； 2）溫度與壓力太低，不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤；反之，溫度太高，產(chǎn)生弱化作用，也不會(huì)產(chǎn)生積屑瘤。 3）走刀量保持一定時(shí)，積屑瘤高度與切削速度有密切關(guān)系。 積屑瘤對切削過程的影響：1）實(shí)際前角增大 2）使加工表面粗糙度增大3）對刀具壽命的影響 4、防止積屑瘤的主要方法 1）降低切削速度，使溫度較低，粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生； 2）采用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的相應(yīng)溫度； 3）采用潤滑性能好的切削液，減小摩擦； 4）增加刀具前角，以減小切屑與前刀面接觸區(qū)的壓力； 5）適當(dāng)提高工件材料硬度，減小加工硬化傾向。 5．影響切削變形的主要因素 1）前角：增大前角γ0，使剪切角增大，變形系數(shù)∧h減小，因此，切削變形減小。 生產(chǎn)實(shí)踐表明：采用大前角刀具切削，刀刃鋒利、切入金屬容易，切屑與前刀面接觸長度減短、流屑阻力小，因此，切削變形小、切削省力。 2）切削速度：切削速度Vc是通過積屑瘤使剪切角改變和通過切削溫度使摩擦系數(shù)μ變化而影響切削變形的。 3）進(jìn)給量：進(jìn)給量f增大，使變形系數(shù)∧h減小。 4）工件材料：工件材料硬度、強(qiáng)度提高，切削變形減少。 2．5．3 切削力 1、切削力的來源，切削合力及其分解，切削功率 (一）切削力的來源和分解 金屬切削時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力，稱為切削力。切削力來源于三個(gè)方面： 1．克服被加工材料對彈性變形的抗力； 2．克服被加工材料對塑性變形的抗力； 3．克服切屑對前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過渡表面與已加工表面之間的摩擦力。 上述各力的總和形成作用在刀具上的合力Fr（國標(biāo)為F）。為了實(shí)際應(yīng)用，F(xiàn)r可分解為相互垂直的Fx（國標(biāo)為Ff）、Fy（國標(biāo)為Fp）和Fz（國標(biāo)為Fc）三個(gè)分力。在車削時(shí)： Fz——主切削力或切向力。它切于過渡表面并與基面垂直。Fz是計(jì)算車刀強(qiáng)度，設(shè)計(jì)機(jī)床零件，確定機(jī)床功率所必需的。 Fx——進(jìn)給抗力、軸向力或走刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與走刀方向相反的力。 Fx是設(shè)計(jì)進(jìn)給（走刀）機(jī)構(gòu)，計(jì)算車刀進(jìn)給功率所必需的。 Fy——切深抗力、或背向力、徑向力 、吃刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。Fy用來確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度，計(jì)算機(jī)床零件和車刀強(qiáng)度。它與工件在切削過程中產(chǎn)生的振動(dòng)有關(guān)。 2.切削力和切削功率的計(jì)算 （1）指數(shù)形式的切削力經(jīng)驗(yàn)公式 （2）用切削層單位面積切削力計(jì)算切削力（單位切削力） （3）用切削層單位面積切削力計(jì)算工作功率（單位切削功率） 3.影響切削力的因素　 實(shí)踐證明，切削力的影響因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具材料刀具磨損狀態(tài)和切削液等。 （1）、工件材料 1）硬度或強(qiáng)度提高，剪切屈服強(qiáng)度τs增大，切削力增大。 2）塑性或韌性提高，切屑不易折斷，切屑與前刀面摩擦增大，切削力增大。 （2）、切削用量 1）背吃刀量（切削深度）ap、進(jìn)給量增大，切削層面積增大，變形抗力和摩擦力增大，切削力增大。由于背吃刀量ap對切削力的影響比進(jìn)給量對切削力的影響大( 通常XFz=1,YFz=0.75-0.9），所以在實(shí)踐中，當(dāng)需切除一定量的金屬層時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，采用大進(jìn)給切削比大切深切削較省力又省功率。 2）切削速度vc a）加工塑性金屬時(shí)，切削速度Vc對切削力的影響規(guī)律如同對切削變形影響一樣，它們都是通過積屑瘤與摩擦的作用造成的。 b)切削脆性金屬時(shí)，因?yàn)樽冃魏湍Σ辆^小，故切削速度Vc改變時(shí)切削力變化不大。 (3)、刀具幾何角度 1）前角：前角增大，變形減小，切削力減小。 2）主偏角：主偏角Kr在30-60度范圍內(nèi)增大，由切削厚度hD的影響起主要作用，使主切削力Fz減??；主偏角Kr在60-90度范圍內(nèi)增大，刀尖處圓弧和副前角的影響更為突出，故主切削力Fz增大。 一般地，Kr=60-75度,所以主偏角Kr增大，主切削力Fz增大。 實(shí)踐應(yīng)用：在車削軸類零件，尤其是細(xì)長軸，為了減小切深抗力Fy的作用，往往采用較大的主偏角κr>60的車刀切削。 3)刃傾角λs： λs對Fz影響較小，但對Fx、Fy影響較大。λs 由正向負(fù)轉(zhuǎn)變，則Fx減小、Fy增大。實(shí)踐應(yīng)用，從切削力觀點(diǎn)分析，切削時(shí)不宜選用過大的負(fù)刃傾角λs。特別是在工藝系統(tǒng)剛度較差的情況下，往往因負(fù)刃傾角λs增大了切深抗力Fy的作用而產(chǎn)生振動(dòng)。 (4)、其它因素 1）刀具棱面：應(yīng)選較小寬度,使Fy減小。 2）刀具圓弧半徑：增大，切削變形、摩擦增大，切削力增大。 3）刀具磨損：后刀面磨損增大，刀變鈍，與工件擠壓、摩擦增大，切削力增大。 2.5.3 切削熱與切削溫度及其影響因素 切削熱與切削溫度是切削過程中產(chǎn)生的又一重要物理現(xiàn)象。切削時(shí)做的功，可轉(zhuǎn)化為等量的熱。切削熱除少量散逸在周圍介質(zhì)中外，其余均傳入刀具、切屑和工件中，并使它們溫度升高，引起工件變形、加速刀具磨損。因此，研究切削熱與切削溫度具有