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1、,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,*,,*,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,2024/9/17,1,第二章 工程材料,材料：金屬材料，非金屬材料；,,金屬材料：黑色金屬，有色金屬；,,材料性能：使用性能（力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等）和工藝性能（鑄造性能、焊接性能、壓力加工性能、切削性能和熱處理性能）；,,掌握常用碳素鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼,Q235,、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,45,、碳素工具鋼,T8,、,T12,）、合金鋼（在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素，使得材料的性能提高或具有特殊的性能）和鑄鐵（,HT200,、,KTH330,－,08,）的分類、牌號(hào)、性能、應(yīng)用。,20

2、24/9/17,2,,鋼的熱處理,,熱處理是將工件加熱到一定的溫度，經(jīng)保溫后以一定的冷卻速度冷卻。通過熱處理可使鋼的組織和性能發(fā)生改變，可提高工件的力學(xué)性能，改善工藝性能，達(dá)到充分發(fā)揮金屬材料的潛力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長(zhǎng)使用性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。,,鋼的熱處理基本工藝有：,退火、正火、淬火和回火,。,,1.,退火,——,加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后隨爐冷卻。,,2.,正火,——,加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后在空氣中冷卻。,,3.,淬火,——,加熱到臨界溫度以上的某一溫度，經(jīng)保溫后以快速冷卻（即大于臨界冷卻速度）。,,4.,回火,——,將淬火后的工件重新加熱到臨界點(diǎn)以下的某一溫度，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期保溫后緩慢冷卻。可

3、分為：,2024/9/17,3,,①,低溫回火（,150,～,250℃,）,目的是消除和降低淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力及脆性，提高韌性，使零件具有較高的硬度（,58,～,64HRC,）。,,主要用于各種工、量、模具及滾動(dòng)軸承等，如用,T12,鋼制造的鋸條、銼刀等，一般都采用淬火后低溫回火。,,②中溫回火（,350,～,500℃,）,中溫回火后工件的硬度有所降低，但可使鋼獲得較高的彈性極限和強(qiáng)度（,35,～,45HRC,）。主要用于各種彈簧的熱處理。,,③高溫回火（,500,～,650℃,）,通常將鋼件淬火后加高溫回火，稱為調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的零件，既具有一定的強(qiáng)度、硬度，又具有一定的塑性和韌性，即綜合

4、力學(xué)性能較好（,25,～,35HRC,）。主要用于軸、齒輪、連桿等重要結(jié)構(gòu)零件。如各類軸、齒輪、連桿等采用中碳鋼制造，經(jīng)淬火,+,高溫回火后，即可達(dá)到使用性能的要求。,,一般隨著回火溫度的升高，鋼的強(qiáng)度和硬度下降，而塑性韌性上升。,,2024/9/17,4,第三章 鑄造,鑄造是熔煉金屬，制造鑄型并將熔融金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成型方法。鑄件一般是尺寸精度不高，表面粗糙的毛坯，必須經(jīng)切削加工后才能成為零件。若對(duì)零件表面要求不高，也可直接使用。,,一、鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用,,1.,特點(diǎn),,1,）鑄造可以制成形狀和內(nèi)腔十分復(fù)雜的鑄件，特別是具有內(nèi)腔的毛坯，如各種箱

5、體、氣缸體、氣缸蓋等。,,2),鑄造的適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種材料，如有色金屬，黑色金屬、鑄鐵和鑄鋼等，但以黑色金屬為主；可生產(chǎn)不同的尺寸及質(zhì)量的鑄件，如壁厚可做到小于,1mm,、鑄件的質(zhì)量可以輕到幾克、重達(dá)幾百噸的鑄件等。,,3,）鑄件生產(chǎn)成本低，設(shè)備投資較少，原材料價(jià)格低，來源廣等。,2024/9/17,5,,因此鑄造在機(jī)械制造中獲得廣泛的應(yīng)用，但鑄造生產(chǎn)工藝過程難以精確控制；鑄件的化學(xué)成分和組織不十分均勻、晶粒粗大、組織疏松，常有氣孔、夾渣、砂眼等缺陷存在，使得力學(xué)性能不如鍛件高的缺點(diǎn)。但隨著新工藝、新材料的不斷發(fā)展，鑄件的質(zhì)量也在不斷提高。,,2.,應(yīng)用,,主要應(yīng)用在各種箱體和非承受載荷的

6、低速齒輪等。如機(jī)床床身、齒輪箱、變速箱、手輪、內(nèi)燃機(jī)氣缸體、氣缸蓋、火車輪、皮帶輪、臺(tái)虎鉗鉗座等。,,鑄造生產(chǎn)方法很多，主要分為兩大類：①砂型鑄造；②特種鑄造。,,二、型（芯）砂,——,芯砂的性能要求比普通型砂的綜合性能要高。,,三、鑄造工藝,,1.,鑄造主要工藝參數(shù)的確定,,①收縮余量,,②加工余量,2024/9/17,6,,③,起模斜度 起模斜度的大小與壁的高度、造型方法、模樣材料及其表面粗糙度等有關(guān)。,,④鑄孔、槽及型芯頭,,⑤鑄造圓角,,2.,造型工藝,,造型時(shí)必須考慮到的工藝問題主要是,分型面和澆注系統(tǒng),,,它們直接影響鑄件的質(zhì)量及生產(chǎn)率等。,,1),分型面的確定,分型面是指上、下

7、砂型的接觸表面。用符號(hào),：,（圖,1-1,）,表示。,,分型面確定的原則：,,①分型面應(yīng)選擇在模樣的最大截面處；,,②應(yīng)使鑄件上的重要加工面朝下或處于垂直位置；,,③應(yīng)使鑄件的全部或大部分在同一砂箱內(nèi)，以減少錯(cuò)箱和提高鑄件精度。,,2,）澆注系統(tǒng)的確定,,澆注系統(tǒng)是指液體金屬流入鑄型的通道，并能平穩(wěn)地將液體金屬引入鑄型，要有利于擋渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順序。,2024/9/17,7,,如澆注系統(tǒng)開設(shè)得不好，鑄件易產(chǎn)生澆不足、縮孔、冷隔、裂紋和夾雜物等缺陷。,,典型澆注系統(tǒng)一般包括：外澆口、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等。,,①外澆口,——,緩沖液體金屬澆入時(shí)的沖擊力和分離熔渣。,,②直澆道,—

8、—,連接外澆口和橫澆道的垂直通道，利用其高度使金屬液產(chǎn)生一定的靜壓力而迅速地充滿型腔。,,③橫澆道,——,連接直澆道和內(nèi)澆道，位于內(nèi)澆道之上，穩(wěn)定金屬液的流動(dòng)，使金屬液平穩(wěn)地經(jīng)內(nèi)澆道流入型腔及向各內(nèi)澆道分配金屬液，并起擋渣作用。,,④內(nèi)澆道,——,直接和型腔相連的通道，可控制金屬液流入型腔的位置、速度和方向。,,冒口：主要起補(bǔ)縮作用。同時(shí)還兼有排氣、浮渣及觀察金屬液體的流動(dòng)情況等。一般安放在壁厚頂部。,,四、熔煉設(shè)備,,鑄鐵,——,沖天爐；,,鑄鋼,——,電弧爐；,,有色金屬,——,坩堝爐。,2024/9/17,8,,五、特種鑄造,,1.,金屬型鑄造,,2.,熔模鑄造,,3.,壓力鑄造,,4.

9、,離心鑄造,離心鑄造是在離心力的作用下,,,所以組織致密,,,無縮孔、氣孔、渣眼等缺陷，因此力學(xué)性能較好。鑄造空心旋轉(zhuǎn)體鑄件不需要型芯和澆注系統(tǒng)，鑄件不需要冒口補(bǔ)縮，省工省料、生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低。,,六、造型操作技術(shù),,七、造型方法 造型方法有手工造型和機(jī)器造型。,,手工造型方法：整模兩箱造型、分模兩箱造型、挖砂造型和假箱造型、活塊造型、刮板造型、三箱造型等。,,八、造芯,,型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔。,,九、澆注溫度,澆注溫度偏低，金屬液流動(dòng)性差，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔等缺陷；澆注溫度過高，鑄件收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋、晶粒粗大及粘砂等缺陷。,合適的澆注溫度應(yīng)根據(jù)鑄造合金種

10、類、鑄件的大小及形狀等確定。,2024/9/17,9,第四章 壓力加工,一、壓力加工的特點(diǎn)及應(yīng)用,,鍛壓屬于金屬壓力加工的一部分，它是對(duì)坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性，改變形狀尺寸和改善性能，以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形方法。它是鍛造和沖壓的總稱。,,1.,特點(diǎn),,金屬材料經(jīng)鍛壓后，其組織和性能都得到了改善，特別是鑄造組織。,通過壓加工或鍛造后，其內(nèi)部的缺陷，如微裂紋、氣孔、縮松等缺陷得到壓合，使其結(jié)構(gòu)致密，細(xì)化晶粒，力學(xué)性能大大提高。,與鑄件、焊件相比，鍛壓加工一般只能獲得形狀較簡(jiǎn)單的制件毛坯。,,2.,應(yīng)用,,凡是承受重載的機(jī)器零件，如主軸、曲軸、齒輪等。,2024/9/17,10,,,

11、金屬壓力加工的主要方法有軋制、拉拔、擠壓、自由鍛、模鍛和板料沖壓等。,,鍛造是在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定的幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。,,按成形方法不同，鍛造可分為,自由鍛和模型鍛,兩大類。,,二、金屬的加熱,,鍛造時(shí)，金屬坯料需加熱。,加熱的目的是為了提高金屬的塑性，降低變形抗力，以使金屬產(chǎn)生大量的變形，以便鍛造。,一般金屬材料的可鍛性常用塑性和變形抗力來衡量。,隨著含碳量的提高，金屬材料的可鍛性下降。,所以一般工業(yè)純鐵、低碳鋼的可鍛性最好，而中碳鋼、高碳鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等可鍛性較差。,,加熱溫度高，則金屬的塑性好，變形抗

12、力小，但加熱溫度不能過高，因?yàn)槌^一定溫度后，金屬易出現(xiàn),氧化、脫碳、過熱和過燒,2024/9/17,11,,等缺陷，因此，加熱最高溫度以不出現(xiàn)過熱為前提，即始鍛溫度。金屬在熱變形加工時(shí)，當(dāng)溫度降低到一定程度后，金屬塑性變差，變形抗力增大，不僅難以繼續(xù)變形，且易產(chǎn)生裂紋，因此必須停止鍛造，重新加熱，即為終鍛溫度。,45,號(hào)鋼的始鍛溫度為,1150,～,1200℃,，終鍛溫度為,800℃,。,,金屬材料加熱后，隨著溫度的升高，其力學(xué)性能中的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。,,三、鍛造設(shè)備,,鍛造工藝分為：自由鍛、胎模鍛和模鍛等。,,自由鍛有手工鍛和機(jī)器鍛兩種。,,自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸氣,-,

13、空氣錘和水壓機(jī)等。,,四、自由鍛的基本工序,,鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割等。,前,3,種應(yīng)用得最多。,2024/9/17,12,,五、板料沖壓,,板料沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)板料施加壓力，使其產(chǎn)生,變形或分離,的工藝過程。也稱為冷沖壓。,,板料沖壓可分為,分離工序和變形工序,兩大類。,,分離工序：剪切、沖裁等；,,變形工序：彎曲、拉深、成型等。,,2024/9/17,13,,第三章 焊接,,焊接是通過加熱或加壓,(,或兩者并用），并且用或不用填充材料，使焊件形成原子結(jié)合的一種連接方法。,,一、焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用,,1.,特點(diǎn),,焊接實(shí)現(xiàn)的連接是不可拆卸的永久性連

14、接，采用焊接方法制造的金屬構(gòu)件，可以節(jié)省材料，簡(jiǎn)化制造工藝，縮短生產(chǎn)周期，且連接處具有良好的使用性能；如焊接不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生缺陷、應(yīng)力和變形等。,,2.,應(yīng)用,,焊接廣泛應(yīng)用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)件，如橋梁、船體、建筑、壓力容器、鍋爐、車輛、飛機(jī)等；也常用于機(jī)器零件毛坯，如機(jī)架、底座、箱體、吊車車架等；還可用于修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和局部損壞的零件，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。,2024/9/17,14,,焊接方法很多，主要分為三大類：,,1.,熔化焊：,電弧焊、氣焊、電渣焊等。電弧焊有手工電弧焊、埋糊自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊等；,,2.,壓力焊：,電阻焊、摩擦焊等。電阻焊有點(diǎn)焊、對(duì)焊、縫焊等；,,3.,釬焊：,硬釬焊和

15、軟釬焊。,,原則上各種金屬,都能焊接，但焊接性能相差很大，要選用相應(yīng)的焊接方法和工藝措施才能實(shí)現(xiàn)。,焊接性能是隨著含碳量的增加，可焊性下降。,所以純鐵、低碳鋼的焊接性能最好，而高碳鋼、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、異種材料的焊接性能差，一般不用來制作焊接結(jié)構(gòu)件。,,二、手工電弧焊,,1.,手弧焊的焊條,,焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。,,焊芯的作用：①作為電極傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電??；②熔化后又作為焊縫的充填金屬。,,藥皮的作用：①改善焊接工藝；②機(jī)械保護(hù)作用；③冶金處理作用。,2024/9/17,15,,焊接不同的材料應(yīng)選不同的焊條，并非選用焊條強(qiáng)度級(jí)別高的，就能提高焊縫質(zhì)量。,,2.,焊條直徑的選擇,

16、,焊條直徑根據(jù)被焊工件的厚度和焊接質(zhì)量來選擇。,,3.,焊接電流的選擇,,焊接電流根據(jù)焊條直徑來選擇。,,三、氣焊與氣割,,1.,氣焊,,氣焊是利用可燃?xì)怏w燃燒的高溫火焰來熔化母材充填金屬一種焊接方法。,焊接時(shí)，一般焰芯頂端應(yīng)距焊件,2,～,3mm,。,,氣焊通常使用的氣體是,乙炔和氧氣,。調(diào)節(jié)乙炔和氧氣的比例，可得到三種不同的火焰：,,①中性焰,,O,2,/C,2,H,2,=1.0,～,1.2,火焰呈中性 應(yīng)用最廣，如橋,,梁、機(jī)架等。常用于焊接低中碳鋼、合金鋼、銅和鋁合金等；,,②碳化焰,,O,2,/C,2,H,2,=1.0,～,1.2,火焰呈還原性，有增碳作用。常用于焊接高碳鋼、鑄

17、鐵、硬質(zhì)合金等；,2024/9/17,16,,③,氧化焰,,O,2,/C,2,H,2,=1.0,～,1.2,火焰呈氧化性 一般不采用，但可用于焊接黃銅。,,氣焊操作：點(diǎn)火時(shí)，先微開氧氣閥，再開乙炔閥；滅火時(shí)，先關(guān)乙炔閥，再關(guān)氧氣閥；回火時(shí)，應(yīng)先關(guān)乙炔閥，再關(guān)氧氣閥。,,與電弧焊相比，氣焊火焰溫度比電弧焊低，熱量分散，生產(chǎn)率低，焊接變形大，接頭質(zhì)量差，但氣焊火焰可控制，操作方便，靈活性強(qiáng)，不需要電源，可在沒有電源的地方應(yīng)用。,氣焊適用于焊接厚度為,3mm,以下的低碳鋼薄板、高碳鋼、鑄件、硬質(zhì)合金、銅、鋁等有色金屬及合金。,,2.,氣割,,氣割是利用某些金屬在純氧中燃燒的原理來實(shí)現(xiàn)金屬切割的

18、方法。,,對(duì)金屬材料進(jìn)行切割時(shí)，被切割金屬應(yīng)滿足以下條件：,,（,1,）金屬的燃點(diǎn)應(yīng)低于燃點(diǎn)；,,（,2,）燃燒生成的金屬氧化物的燃點(diǎn)應(yīng)低于金屬本身的燃點(diǎn)；,,（,3,）金屬燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的熱，且金屬本身導(dǎo)熱性要低。,,滿足上述條件的金屬材料有低、中碳鋼和低合金鋼；而高碳鋼、鑄鐵、高合金鋼及銅、鋁等有色金屬及合金，均難以進(jìn)行氣割。,2024/9/17,17,,四、電阻焊,,電阻焊的特點(diǎn)：低電壓、強(qiáng)電流、焊接時(shí)間短、不需填充金屬、焊接變形小、生產(chǎn)率高、操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。,,電阻焊的基本形式有：,,1.,點(diǎn)焊,——,主要用于焊接厚度為,4mm,以下的薄板結(jié)構(gòu)；,,2.,縫焊,——,

19、即連續(xù)的點(diǎn)焊，主要用于焊接厚度為,3mm,以下，要求密封的容器和管道；,,3,對(duì)焊,——,直徑小于,20mm,和強(qiáng)度要求不高的焊件，如棒材、管材的對(duì)焊。,,五、釬焊,,釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件接頭和釬料同時(shí)加熱到釬料熔化而焊件不熔化，使液態(tài)嵌料滲入接頭間隙并向接頭表面擴(kuò)散，形成釬焊接頭的方法。,,按釬料熔點(diǎn)不同，釬焊可分為：,,1.,硬釬焊,釬料熔點(diǎn)大于,450℃,，接頭強(qiáng)度大于,200MPa,，主要用于接頭受力較大，工作溫度較高的焊件。,2024/9/17,18,,2.,軟釬焊,釬焊熔點(diǎn)小于,450℃,接頭強(qiáng)度小于,70MPa,，主要用于受力不大，工作溫度較低的焊件。

20、,,釬焊與熔化焊相比，加熱溫度低，接頭金屬組織和性能變化及焊接變形小，尺寸容易保證，生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可焊接異種金屬，但接頭強(qiáng)度較低，特別是沖擊韌性較低。耐熱能力較差。目前主要用于電子元件、精密儀表機(jī)械等。,2024/9/17,19,,第六章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí),金屬切削加工是通過刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從毛坯上切去多余的金屬，以獲得一定的形狀、尺寸、加工精度和表面粗糙度都符合要求的零件加工方法。,,金屬切削加工分為,鉗工和機(jī)械加工,兩大類。,,鉗工,——,一般由工人手持工具對(duì)工件進(jìn)行切削加工，包括劃線、鋸削、銼削、攻絲和套扣、刮研、鉆孔、鉸孔及裝配等。,,機(jī)械加工,——,通過各

21、種金屬切削機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行切削加工，如車（數(shù)車）、銑（數(shù)銑）、磨、鉆、刨及特種加工（如線切割、電火化加工）等。,,一、切削運(yùn)動(dòng)和切削用量,,1.,切削運(yùn)動(dòng),,1,）主運(yùn)動(dòng),,2,）進(jìn)給運(yùn)動(dòng),2024/9/17,20,,2.,切削用量,,切削用量三要素：,,1,）切削速度,υ,,2,）進(jìn)給量,f,,3,）背吃刀量,α,p,,切削用量三要素中對(duì)刀具耐用度影響最大的是,υ,，其次是,f,，最小的是,α,p,。,因此，在選定合理的刀具后，,,粗車：,α,p,→f→ υ,；,,精車：,υ→f→ α,p,。,,二、刀具的幾何角度,,金屬切削刀具種類繁多，構(gòu)造各異。較典型的車刀，其它刀具的切削部分都可看作以車

22、刀為基本形態(tài)演變而成的?，F(xiàn)以車刀為例來分析切削部分的幾何角度。,2024/9/17,21,,1.,車刀的組成,,車刀由刀尖和刀體兩部分組成。刀尖為切削部分，刀體用來將車刀夾持在刀架上，起支承與傳力作用。,,刀頭一般由三個(gè)面、二個(gè)刃和一個(gè)尖組成。,,1,）前面,,2,）主后面,,3,）副后面,,4,）主切削刃,,5,）副切削刃,,6,）刀尖,,2.,車刀幾何角度,,1,）前角,γ,0,：,在正交平面上測(cè)量的前面與基面的夾角。增大前角，則刀具鋒利，切削輕快，但前角過大，刀刃強(qiáng)度降低，硬質(zhì)合金車刀的前角一般取,-5°,～,+25°,。,,當(dāng)工件材料硬度較低、塑性較好、刀具材料韌性較好及精加工時(shí)，前角

23、可取大些，反之，前角取小些。,2024/9/17,22,,2,）后角,α,0,：,在正交平面上測(cè)量的主后面與切削平面的夾角。增大后角，可以減少刀具主后面與工件的摩擦，但后角過大，刀具強(qiáng)度降低。,,一般粗加工時(shí)取,6°,～,8°,；精加工時(shí)取,10°,～,12°,。即粗加工時(shí)取小值，精加工時(shí)取大值。,,3,）主偏角,Κr,：,在基面中測(cè)量，是主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向在基面上投影的夾角。,增大主偏角，則可使軸向分力加大，徑向分力減小，有利于減小振動(dòng)，改善切削條件。,但刀具磨損加快，散熱條件變差。,,主偏角一般取,45°,～,90°,。工件剛度好，粗加工時(shí)取小值，反之取大值。,,4,）副偏角,Κr′,

24、：,在基面中測(cè)量，是副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向在基面上投影的夾角。,增大副偏角可減小副切削刃與已加工面的摩擦，降低表面粗糙度，防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。,,一般副切削刃取,5°,～,15°,，粗加工時(shí)取大值，精加工時(shí)取小值。,,5,）刃傾角,λs,：,在切削平面中測(cè)量的主切削刃與基面的夾角。,其主要作用是控制切屑的流動(dòng)方向。切削刃與基面平行時(shí)，,λs=0,；刀尖處于切削刃的最低點(diǎn)，,λs,為負(fù)值，刀尖強(qiáng)度增大；切屑流,2024/9/17,23,,向已加工表面，用于粗加工；刀尖處于切削刃的最高點(diǎn)，,λs,為正值，刀尖強(qiáng)度較低，切削流向待加工表面，用于精加工。,,刃傾角一般取,-5°,～,+10°,。粗加

25、工時(shí)取負(fù)值，精加工時(shí)取正值。,,在切削加工中，一般粗加工時(shí)，應(yīng)選擇小的,γ,0,,、,α,0,；精加工時(shí)應(yīng)選擇大的,γ,0,,、,α,0,； 車細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)應(yīng)選擇較大的,Κr,。,,3.,刀具材料,,(1),刀具材料的性能,,刀具切削部分的材料應(yīng)具有：,,①高的硬度；,,②高的耐磨性；,,③高的熱硬性；,,④足夠的強(qiáng)度和韌性。,2024/9/17,24,,(2,）常用刀具材料,,1,）碳素工具鋼,如,T10,、,T10A,、,T12,、,T12A,等，用于制造手工工具，如銼刀、鋸條等；,,2,）合金工具鋼,如,9SiCr,、,CrWMn,等，用于制造復(fù)雜的刀具，如板牙、絲錐、鉸刀等；,,3,）高速

26、鋼,如,W18Cr4V,等，用于制造復(fù)雜的刀具，如鉆頭、拉刀、銑刀等；,,4,）硬質(zhì)合金,可用于高速切削刀具。,,常用的有：,,①鎢鈷類：用于加工脆性材料，如鑄鐵等。常用牌號(hào)有,YG3,、,YG6,、,YG8,等。,YG8,用于粗加工；,YG6,、,YG3,用于半精加工和精加工。,,②鎢鈷鈦類：用于加工塑性材料，如碳鋼等。常用牌號(hào)有,YT5,、,YT15,、,YT30,等。,YT5,用于粗加工；,YT15,、,YT30,用于半精加工和精加工。,2024/9/17,25,,4.,常用量具,,①卡鉗：內(nèi)卡鉗和外卡鉗；,,②游標(biāo)卡尺；,,③百分表；,,④百分尺。,2024/9/17,26,,第七章

27、 車削加工,車削是機(jī)械加工中的主要方法，使用范圍很廣。車削是利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的直線運(yùn)動(dòng)來加工工件的，在車床上可加工,內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成形面、端面、溝槽、滾花等。,,一、普通車床,,車床的組成：床身、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、拖板、刀架和尾座等。,,其中：,刀架是用來夾持刀具，并作縱向、橫向或斜向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,,二、車削時(shí)工件的裝夾方法,,1.,三爪卡盤裝夾工件,,2.,四爪卡盤裝夾工件,,3.,頂尖裝夾工件,2024/9/17,27,,4.,用花盤裝夾工件,,5.,用心軸裝夾工件,,6.,中心架及跟刀架裝夾工件,,三、車到的安裝,,1.,車刀刀尖應(yīng)與工件中心線等高,當(dāng)?shù)?/p>

28、尖高于工件中心線時(shí),,,則前角增大而后角減小,,,車刀后面與工件之間的摩擦增大；反之，前角減小，后角增大，切削不順利。,,2.,車刀刀桿軸線應(yīng)與工件表面垂直,否則，會(huì)引起主偏角和副偏角發(fā)生變化。,,3.,刀桿伸出長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng),以免發(fā)生刀桿振動(dòng)，一般伸出長(zhǎng)度不超過刀桿厚度的,1.1,～,1.5,倍。,,四、車端面,,車端面時(shí)應(yīng)注意：,,1.,車刀刀尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)工件中心，否則將在端面中心處車出凸臺(tái)，并易蹦壞刀尖。,2024/9/17,28,,2.,車端面時(shí)，切削速度由外向中心逐漸減少，會(huì)影響端面的粗糙度，因此，工件速度應(yīng)比車外圓略高。用,45°,右偏刀車端面時(shí)，由外向中心車削時(shí)，凸臺(tái)是瞬間車掉，易產(chǎn)生

29、振動(dòng)，損壞刀具，因此，切削接近中心時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)給速度。對(duì)于有孔的工件，車端面時(shí)，常用右偏刀由中心向外進(jìn)給，這樣切削厚度較小，刀刃有前角，因而切削順利，粗糙度較小。,,3.,車削直徑較大的端面時(shí)，為避免因車刀受刀架移動(dòng)產(chǎn)生凸出或凹進(jìn)，可將拖板固定在床身上進(jìn)行橫向切削，背吃刀量用小刀架調(diào)節(jié)。,,五、車圓錐,,1.,轉(zhuǎn)動(dòng)小拖板法,,當(dāng)內(nèi)外圓錐面的圓錐角為,α,時(shí)，將小刀架扳轉(zhuǎn),α/2,，然后固定，搖動(dòng)小拖板手柄，即可車出所需的圓錐面。,,這種方法操作簡(jiǎn)單，可加工任意錐角的內(nèi)、外圓錐面，但加工長(zhǎng)度受到限制，只能手動(dòng)進(jìn)給，粗糙度為,12.5,～,3.2μm,。,,2.,偏移尾架法,,把工件裝在前、后頂尖

30、上，然后，將尾座頂尖橫向偏移一個(gè),S,距,2024/9/17,29,,離，使工件中心軸線與車床主軸中心線的交角等于工件錐角的,1/2,，利用車刀作縱向進(jìn)給，即可車出圓錐。,,這種方法可加工較長(zhǎng)的錐面，并可手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)給，但不能車削內(nèi)圓錐面。尾架的偏移量受到限制，故只能適用于車削錐度不大的錐面（,α,＜,8°,），粗糙度為,6.3,～,1.6 μm,。,,3.,靠尺法,,4.,寬刀法,,六、車螺紋,,1.,保證正確的牙形角,,1,）車刀的刀尖角應(yīng)等于牙形角,α,,使車刀切削部分形狀與螺紋截面形狀相吻合。,為保證這一要求，應(yīng)取前角,γ,0,=0,。粗加工時(shí)，為了改善切削條件，可用帶有正前角的車刀車

31、削。,,2,）正確地安裝車刀 車刀刀尖必須與工件中心等高，否則螺紋的截面將有改變。此外，車刀刀尖角的等分線必須與工件的軸線相垂直。,為了保證這一要求，應(yīng)用對(duì)刀樣板進(jìn)行對(duì)刀。,,2.,保證工件的螺距,2024/9/17,30,,調(diào)整車床和交換齒輪 保證螺距的基本方法是：在工件旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，車刀準(zhǔn)確移動(dòng)一個(gè)螺距。,,公式：,（圖,1-2,）,,根據(jù)公式計(jì)算出的交換齒輪必須符合下列條件：,,Z,1,+Z,2,≥Z,3,+,（,15,～,20,）,,Z,3,+Z,4,≥Z,2,+,（,15,～,20,）,,,2024/9/17,31,第八章 鉆削與鏜削加工,一、鉆削,,鉆削加工是鉆頭作旋轉(zhuǎn)

32、的主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)鉆頭本身又作軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,在實(shí)體材料上加工孔的方法。鉆床是一種孔加工的機(jī)床。它可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔和鉸孔等工作。,,鉆孔是孔加工的一種基本方法。,,鉆孔所用的刀具有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等。,,1.,麻化鉆,,有兩條對(duì)稱的主切削刃，如刃磨時(shí)兩條主切削刃不相等，則所鉆孔直徑要大于鉆頭直徑。,,2.,鉆孔,鉆孔過程最容易發(fā)生容易引偏使孔徑容易增大，,所以，鉆孔前在孔中心要打樣沖眼，孔中心要打得大一些，則可起到鉆孔時(shí)不易偏離中心。,,孔加工屬于粗加工，精度一般為,IT13,～,IT11,，表面粗糙度為,12.5,,～,6.3μm,。,,二、擴(kuò)孔與鉸孔,,1.,擴(kuò)孔,用擴(kuò)孔鉆將已

33、有孔（如鑄出、鍛出或鉆出的孔）擴(kuò)大加,2024/9/17,32,,工的方法。擴(kuò)孔屬半精加工，精度一般為,IT9,～,IT10,，表面粗糙度為,3.2,～,6.3μm,。,,擴(kuò)孔可以作為孔加工的最后工序或作為鉸孔前的準(zhǔn)備工序。,,2.,鉸孔,當(dāng)孔的精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，則要采用鉸孔。,鉸孔是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行精加工的方法之一。,,鉸孔可分為粗鉸和精鉸粗鉸時(shí)精度為,IT8,～,IT7,，表面粗糙度為,1.6,～,0.8μm;,精鉸時(shí)精度為,IT7,～,IT6,,表面粗糙度為,0.8,～,0.4μm,。,,鉆、擴(kuò)、鉸只能保證孔本身的精度，而不能保證孔與孔之間的尺寸精度。此時(shí)，可利用夾具（如鉆模

34、）或鏜孔來保證。,,三、鏜孔,,鏜孔是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行精加工方法之一。,鏜孔一般精度為,IT8,～,IT7,，表面粗糙度為,0.8,～,1.6μm,；精鏜時(shí)，,2024/9/17,33,,可達(dá)精度,IT7,～,IT6,，表面粗糙度為,0.2,～,0.8 μm,。,,鏜孔主要用于箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中、大型零件上孔與孔之間的加工，,容易保證孔與孔之間、孔與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度及位置精度。,2024/9/17,34,,第九章 銑削加工,一、銑削,,最常用的銑床是萬能立式銑床和萬能臥式銑床。,,在銑床尚可銑削平面、成形面、臺(tái)階、鍵槽、,T,形槽、齒輪、鏜孔等。,,1.,銑刀的種類,,常用銑刀有

35、圓柱銑刀、端銑刀、直柄銑刀、圓錐銑刀、三面刃銑刀、盤銑刀等。,,端銑刀可銑削平面、斜面和垂直面等。,,2.,銑床主要附件,,①平口鉗,對(duì)于中小型工件，多用平口鉗裝夾；對(duì)于大中型工件，則用壓板、角鐵和,V,型塊緊壓在工作臺(tái)上。,,②回轉(zhuǎn)工作臺(tái),,主要用于對(duì)較大工件進(jìn)行分度，或加工具有圓弧表面和圓弧形腰槽的零件；,,③萬能分度頭,,N=40/Z,,主要用于各種齒槽及多面體工件的銑,2024/9/17,35,,削加工。,,銑削用量的選擇,,粗加工：,α,p,→f→ υ,；,,精加工：,υ→f→ α,p,。,,4.,銑齒輪,,將齒輪坯裝在心軸上，心軸由分度頭主軸、頂尖和尾架頂尖定位，完成對(duì)刀后，依次加

36、工第一齒、第二齒,……,；,銑齒采用普通銑床和簡(jiǎn)單刀具，即可加工齒形，但只適用于單件小批量生產(chǎn)、精度低的齒輪。,,銑削與刨削相比，除狹長(zhǎng)平面外，生產(chǎn)率高，其主要原因是由于銑刀是由多齒和多刃組成，銑削工作同時(shí)由參加工作的幾個(gè)刀齒和刀刃承擔(dān)，切削用量大，刀齒與工件接觸時(shí)間短，刀具冷卻條件好，銑刀的耐用度高，所以銑削具有較高的生產(chǎn)率及加工精度。,2024/9/17,36,,第十章 磨削加工,在磨床上用砂輪切削工件表面的方式稱為磨削加工。,磨削加工通常用于零件的精加工，,一般加工精度為,IT5,～,IT7,，表面粗糙度為,0.2,～,0.8μm,。,磨削不僅可加工鋼、鑄鐵等一般材料，還可以加工一

37、般刀具難以加工的材料（如淬火鋼、硬質(zhì)合金等）,。,,一、磨削特點(diǎn),,1.,能加工硬度很高的材料,如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等。這是因?yàn)樯拜喣チ１臼【哂泻芨叩挠捕群湍蜔嵝浴?,2.,能獲得高精度和低粗糙度的加工表面,這是砂輪和磨床特性決定的。磨粒圓角半徑小，分布稠密且多為負(fù)前角；磨削速度高，每個(gè)磨刃切削量小；磨床剛度好，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，可作微量進(jìn)給。它們保證了能作均勻的微量切削。因此磨削能獲得高的加工精度。,,3.,磨削溫度高,由于劇烈的摩擦，產(chǎn)生了大量的磨削熱，使磨削區(qū)溫度很高。這會(huì)使工件表面產(chǎn)生磨削應(yīng)力和變形，甚至造成工件表面燒傷。因此，磨削時(shí)必須注入大量的冷卻液，,2024/9/17,37,,以降低磨削

38、溫度。,冷卻液還可起到排屑和潤(rùn)滑作用。,,4.,磨削時(shí)徑向力很大,這會(huì)造成機(jī)床,——,砂輪,——,工件系統(tǒng)的彈性退讓，使實(shí)際切深小于名義切深。因此，磨削將要完成時(shí)，應(yīng)不進(jìn)刀進(jìn)行光磨，以消除誤差。,,5.,砂輪具有,“,自銳性,”,磨粒磨鈍后，其磨削力也隨之增大，致使磨粒破碎或脫落，重新露出鋒利的刃口。這種特性稱為,“,自銳性,”,。自銳性能使磨削在一定時(shí)間內(nèi)正常進(jìn)行。但超過一定工作時(shí)間后，應(yīng)進(jìn)行人工修磨，以免磨削力增大引起振動(dòng)、噪聲及損失工件表面質(zhì)量。,,二、磨削過程,,磨削過程是切削、刻劃和滑擦三種過程的綜合。,,三、磨削運(yùn)動(dòng),,1.,主運(yùn)動(dòng),——,指砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；,,2.,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：,2

39、024/9/17,38,,1,）平面磨削的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：,,①縱向進(jìn)給 工作臺(tái)帶動(dòng)工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；,,②垂直進(jìn)給 砂輪向工件深度方向的移動(dòng)；,,③橫向進(jìn)給 砂輪沿其軸線的間隙運(yùn)動(dòng)。,,2,）外圓磨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：,,①圓周進(jìn)給 工件的旋轉(zhuǎn)；,,②縱向進(jìn)給 工作臺(tái)帶動(dòng)工件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；,,③橫向進(jìn)給 砂輪向工件軸心的移動(dòng)。,,四、砂輪的硬度,,砂輪的硬度是指在外力作用下磨粒脫落的難易程度。易脫落的稱之為軟，反之為硬。磨削軟材料時(shí)選用硬砂輪，磨削硬材料時(shí)則選用軟砂輪。粗磨選用軟砂輪，精磨選用硬砂輪。,,砂輪是磨削的主要工具。,2024/9/17,39,第十一章

40、 鉗工,鉗工是手持工具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。,其基本操作有：劃線、鏨削、鋸削、銼削、攻絲和套扣、刮削及裝配等。,,一、劃線,,1.,劃線種類,,①平面劃線,——,在工件的一個(gè)平面上劃線；,,②立體劃線,——,在工件三個(gè)坐標(biāo)方向上劃線。,,2.,劃線基準(zhǔn),,零件上用來確定點(diǎn)、線、面位置的依據(jù)，作為劃線依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為劃線基準(zhǔn)。,,二、鋸削,,1.,鋸條,,鋸條用碳素工具鋼制成，并經(jīng)淬火及回火處理，硬度可達(dá),58,～,62HRC,。,2024/9/17,40,,鋸條規(guī)格用其兩端安裝孔的距離來表示。常用鋸條長(zhǎng),300mm,、寬,12mm,、厚,0.8mm,。,,鋸條按齒距分為,粗齒、中齒和細(xì)齒,3

41、,種。,,2.,鋸條的安裝,,鋸條裝在鋸弓上，鋸齒向前，松緊適當(dāng)，不能有歪斜和扭曲，否則，鋸削時(shí)易折斷。,,3.,鋸條的選用,,鋸削軟材料（如銅、鋁等有色金屬）及厚工件時(shí)，選用粗齒距條；鋸削普通鋼、鑄鐵及中等厚度的工件時(shí)，選用中齒鋸條；鋸削較硬的材料（如中碳鋼、合金鋼等）或較薄的工件（如板料、鋼管等）時(shí)，選用細(xì)齒鋸條。,,4.,鋸削方法,,鋸削時(shí)應(yīng)注意起鋸、鋸削壓力和往返長(zhǎng)度。,,鋸削時(shí)，鋸條與工件表面的起鋸角應(yīng)小于,15°,，并用,2024/9/17,41,,左手拇指靠住鋸條，鋸弓作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，左手施力，右手推進(jìn)，用力要均勻；返回時(shí)，鋸條輕輕地滑過加工面，速度不宜太快。鋸削開始和終了時(shí)的壓力和

42、速度均應(yīng)減少。,,鋸條長(zhǎng)度應(yīng)充分利用，即往返長(zhǎng)度不應(yīng)少于,2/3,，以免局部過早磨損。鋸縫如有歪斜，不可強(qiáng)扭，應(yīng)將工件翻轉(zhuǎn),90°,，重新起鋸。,,三、銼削,,用銼刀從工件表面銼掉多余金屬的加工方法稱為銼削。,銼削可提高工件的尺寸精度和降低表面粗糙度。,銼削是鉗工最基本的操作方法?？射S削平面、曲面、溝槽、內(nèi)外圓弧面和各種復(fù)雜形狀的表面等。,,1.,銼刀的種類,,銼刀用碳素工具鋼制造，并經(jīng)淬火及或火處理，硬度可達(dá),58,～,62HRC,以上。,,銼刀規(guī)格以其工作部分的長(zhǎng)度來標(biāo)示，有,100mm,、,150mm,、,·····,、,400mm,等,7,種。,2024/9/17,42,,銼刀面的齒紋

43、有單齒紋和雙齒紋之分。,按用途分為普通銼刀、整形銼刀（又稱什錦銼）和特種銼刀。,按齒紋分為粗齒（每,10mm,有,4,～,12,齒）、中齒（每,10mm,有,13,～,24,齒）、細(xì)齒（每,10mm,有,30,～,40,齒）和油光銼（每,10mm,有,40,齒以上）。,,2.,銼刀的選用,,根據(jù)工件材料、加工余量、精度、表面粗糙度等來選用銼刀。粗齒銼刀用于粗加工及銼削較軟的材料（如銅、鋁等）；中齒銼刀用于粗銼后的加工；細(xì)齒銼刀用于銼光表面及銼削較硬的材料（如鋼、鑄鐵等）；油光銼刀主要用于精銼后的表面修光。銼刀斷面形狀的選擇，取決于工件加工表面的形狀。整形銼刀很小，形狀很多，主要用于修整精密細(xì)小

44、的零件。特種銼刀用于加工特形表面。,2024/9/17,43,,3.,操作方法,,工件裝夾在臺(tái)虎鉗口中間，被銼削的表面距鉗口的距離不要太高。,,1,）銼刀的用法,以保持銼刀水平為原則，根據(jù)銼刀的規(guī)格不同握法不同。,在銼削時(shí)，兩手在銼刀上施加的力的大小是變化的，其原則是保持水平，即以工件為支點(diǎn)形成力的杠桿平衡。,,2,）銼削方法,,銼平面時(shí)，有順向銼、交叉銼和推銼等。交叉銼用于粗加工，生長(zhǎng)率高；順向銼用于精加工銼平和銼光；推銼主要用于修光，適用于銼削細(xì)長(zhǎng)工件及臺(tái)階面。,,銼圓弧時(shí)，有滾銼和順銼等。滾銼是銼刀順圓弧切向擺動(dòng)銼削，常用于精銼外圓弧面；順銼是銼刀垂直圓弧面軸向運(yùn)動(dòng)，適用于粗銼。,,四、

45、攻絲與套扣,,攻絲是用絲錐在零件的通孔或盲孔上加工內(nèi)螺紋；套口是用板牙在圓桿或圓管上加工外螺紋。,2024/9/17,44,,1.,攻絲,,攻絲前需要鉆孔，一般鉆孔的孔徑應(yīng)略大于螺紋內(nèi)徑。,鉆孔直徑,d,可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或查表確定。,,塑性材料（鋼、紫銅等）,d=D-P,,脆性材料（鑄鐵、青銅等）,d=D-,（,1.05-1.1)P,,式中：,D,——,大螺紋直徑；,P,——,螺距。,,攻盲孔（不通孔）螺紋時(shí) 孔的深度,=,要求螺紋的長(zhǎng)度,+0.7D,。,,將鉆好的孔倒角，把頭錐裝在鉸杠上，兩手加壓（大小合適）進(jìn)行攻絲。注意要保持絲錐垂直，旋轉(zhuǎn)一周后，要倒轉(zhuǎn)。鉆通孔螺紋時(shí)，注意絲錐切

46、削部分要完全伸出孔端，然后用二錐、三錐完善螺孔。,2024/9/17,45,,2.,套扣,,套扣前應(yīng)檢查圓桿直徑,,,圓桿直徑太大,,,板牙難以套入,;,太小則套出的螺紋牙形不完整。,一般圓桿的直徑要略小于螺紋外徑。,圓桿直徑,D,也可經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或查表來確定。,,D=d-0.13P,,式中：,d,——,外螺紋外徑；,P,——,螺距。,,一般材料韌性愈大，則圓桿直徑愈小。,,套扣前，圓桿的端面要倒角，倒角深度要超過螺紋全深。,,套扣的操作與攻絲很相似，兩手施力應(yīng)均勻，保持板牙架手柄與圓桿垂直。,2024/9/17,46,,第十二章 機(jī)械制造自動(dòng)化,,數(shù)控加工,,一、數(shù)控機(jī)床,,數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)

47、用了,自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、精密測(cè)量和傳動(dòng)元件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),等方面的技術(shù)，是一種高效、柔性加工的機(jī)電一體化設(shè)備。,,1.,數(shù)控機(jī)床的組成,,（,1,）主機(jī) 是數(shù)控機(jī)床的主體，包括床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。,,（,2,）,CNC,裝置 是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（電路板、顯示器、鍵盤、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件。,2024/9/17,47,,（,3,）驅(qū)動(dòng)裝置 是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元、主軸電機(jī)相應(yīng)的軟件。數(shù)控機(jī)床的輔助裝置和編程機(jī)及其他一些附屬設(shè)備。,,數(shù)控機(jī)床分類：點(diǎn)位控制機(jī)床、直線控制機(jī)床、輪廓控制機(jī)床。,,二、數(shù)控加工分類,,數(shù)控加工

48、分為：數(shù)字控制（,NC,）、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（,CNC,）和直接數(shù)字控制等,3,類。,,三、數(shù)控編程,,1.,數(shù)控編程的步驟,,1,）分析零件圖形和工藝處理；,,2,）數(shù)字處理；,,3,）編寫零件加工程序單、輸入數(shù)控系統(tǒng)及程序檢驗(yàn)。,,四、數(shù)控編程的方法,,1.,手工編程,適用于點(diǎn)加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件；,2024/9/17,48,,2.,自動(dòng)編程,是用計(jì)算機(jī)把人們易懂的零件程序改成數(shù)控機(jī)床執(zhí)行的數(shù)字加工程序，即數(shù)控編程的大部分工作由計(jì)算機(jī)來完成。編程人員只需根據(jù)易懂的零件圖紙及工藝要求，使用規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言編寫一個(gè)較簡(jiǎn)單的零件程序，并將其輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)處理，計(jì)算刀具中心軌跡，輸出零

49、件數(shù)控加工程序。,,3.,編程舉例,,數(shù)控系統(tǒng)指令代碼中，,最基本的是,G,、,S,、,M,、,T,指令代碼。,,G,指令代碼,,準(zhǔn)備功能，用來描述數(shù)控裝置作某一操作的準(zhǔn)備功能，如,直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ),等。,它由代碼,“,G,”,和兩位數(shù)字組成，,從,G00,～,G99,共,100,種，如教材：,,表,12-1,準(zhǔn)備功能指令,G,代碼。,,S,指令代碼,,主軸轉(zhuǎn)速功能，,由,“,S,“,和其后若干位數(shù)字組成。,2024/9/17,49,,M,指令代碼,,輔助操作功能，主要有兩類，一類是主軸的正、反轉(zhuǎn)，開、停，冷卻液的開、關(guān)等；另一類是程序控制指令，進(jìn)行子程序調(diào)用、結(jié)束等。它由代碼,“,M,”,

50、和兩位數(shù)字組成，,從,M00,～,M99,共,100,項(xiàng)，,如教材：,,表,12-2,輔助功能指令,M,代碼。,,T,功能代碼,,刀具功能，用選擇刀具和進(jìn)行刀具補(bǔ)償。,選擇刀具是在自動(dòng)工作方式下對(duì)刀架上固定的刀具進(jìn)行選擇、換刀并固定；刀具補(bǔ)償是對(duì)刀具磨損或?qū)Φ稌r(shí)的位置互差進(jìn)行補(bǔ)償。,它由代碼,“,T,”,和若干位數(shù)字組成。,,在數(shù)控車床上加工階梯軸，如教材圖,12-9,所示，試編制程序：,,1,）車刀起點(diǎn)位置的確定,加工程序是按零件表面的輪廓線編制的，在實(shí)際加工時(shí)需經(jīng)過幾次走刀才能完成。為便于加工，必須確定刀具對(duì)工件的距離和每次走刀的切削余量，并將工件第一次運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)作為車刀的起點(diǎn)。,,車刀起

51、點(diǎn)在一定范圍內(nèi)可任意確定。一般起點(diǎn)設(shè)置要根據(jù)毛坯余量合理選定。車刀在每次走刀循環(huán)后可以自動(dòng)回零。,,2024/9/17,50,,2,）車刀移動(dòng)路線的確定。,如教材圖,12-9,所示，該零件的車刀移動(dòng)路線為：,O→A→B→C→D→E→F→O,,3,）編制加工清單,可用手工編程方法對(duì)零件編制車削加工子程序，如教材表,12-3,所示。再通過主程序調(diào)用該子程序，即可完成整個(gè)加工。,,五、,CAD/CAM,技術(shù),,從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度看，設(shè)計(jì)與制造的過程是一個(gè)關(guān)于產(chǎn)品的信息產(chǎn)生、處理、交換和管理的過程。人們利用計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，對(duì)產(chǎn)品從構(gòu)思到投放市場(chǎng)的整個(gè)過程中的信息進(jìn)行分析和處理，生成和運(yùn)用各種數(shù)

52、字信息和圖形信息，進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。,CAD/CAM,技術(shù)不是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造流程的方法的簡(jiǎn)單映像，也不是局限于在個(gè)別步驟或環(huán)節(jié)中部分的使用計(jì)算機(jī)作為工具，而是將計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代的科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)、制造的全過程中各盡所長(zhǎng)，盡可能的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來完成那些重復(fù)性高、勞動(dòng)量大、計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人工難以完成的工作，輔助而非代替工程技術(shù)人員完成整個(gè)過程，以獲得最佳效果。,CAD/CAM,系統(tǒng)以及算計(jì)硬件、軟件為支持環(huán)境，通過各個(gè)功能模塊（分系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的描述、計(jì)算、分析、優(yōu)化、繪圖、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、仿真以及,NC,加工。而廣義的,CAD/CAM

53、,集成系統(tǒng)還應(yīng)包括生產(chǎn)規(guī)劃、管理、質(zhì)量控制等方面。,CAD/CAM,技術(shù)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，機(jī)械制造是最早也是最廣泛應(yīng)用,CAD/CAM,技術(shù)的領(lǐng)域。隨著,CAD/CAM,技術(shù)的發(fā)展，建筑、電子、化工的領(lǐng)域也開始應(yīng)用該技術(shù)。,,,2024/9/17,51,,Cimatron,CimatronCAD/CAM,系統(tǒng)是以色列,Cimatron,公司的,CAD/CAM/PDM,產(chǎn)品，是較早在微機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)三維,CAD/CAM,全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。,CimatronCAD/CAM,系統(tǒng)自從

54、,80,年代進(jìn)入市場(chǎng)以來，在國(guó)際上的模具制造業(yè)備受歡迎。近年來，,Cimatron,公司為了在設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域發(fā)展，著力增加了許多適合設(shè)計(jì)的功能模塊，每年都有新版本推出，市場(chǎng)銷售份額增長(zhǎng)很快。,2024/9/17,52,,Pro/Engineer,,Pro/Engineer,系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司,(ParametricTechnologyCorporation,，簡(jiǎn)稱,PTC),的產(chǎn)品。,PTC,公司提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械,CAD/CAE/CAM,的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械,CAD/CAE/CAM,領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械

55、,CAD/CAE/CAM,產(chǎn)品,Pro/Engineer,軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。,Pro/Engineer,系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型。,Pro/Engineer,建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。,,其他,CAD/CAM,軟件：,,國(guó)外：,Unigraphics(UG),、,SOLIDEDGE,、,AutoCADMDT,、,SolidWorks,、,I-DEAS,國(guó)內(nèi)：高華,CAD,（清華）、,CAXA,電子圖板和,C

56、AXA-ME,制造工程師（北航）、,GS-CAD98,（浙江大學(xué)）、金銀花系統(tǒng)（廣州紅地）、開目,CAD,（華中理工）。,,,,,,,,,,,,,,2024/9/17,53,第十三章 特種加工,一、概述,,隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，許多產(chǎn)品向高精度、高速度、高溫、高壓、大功率、小型化等方向發(fā)展。它們所使用的材料愈來愈難加工，零件形狀愈來愈復(fù)雜，表面精度、粗糙度和某些特殊需要愈來愈高，因此，對(duì)加工技術(shù)提出了新的要求：,,1,）解決各種難加工材料的問題；,,2,）解決各種特殊復(fù)雜表面的加工問題；,,3,）解決各種具有特殊要求的零件的加工問題。,,要滿足這些要求，僅僅依靠傳統(tǒng)的切削加工方法很難

57、實(shí)現(xiàn)，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。特種加工就是在這種情況下產(chǎn)生和發(fā)展起來的。所謂特種是相對(duì)常規(guī)的金屬切削加工而言。特種加工與切削加工的不同點(diǎn)是：,,1,）不是主要依靠機(jī)械能通過刀具等來切除金屬或非金屬材料，而是主要用其他能量形式，如電能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能或與機(jī)械能組合等形式直接加工零件，以獲得所需的幾何形,2024/9/17,54,,形狀、尺寸精度和表面粗糙度的加工方法。,,2,）加工用的工具材料可以低于被加工材料的硬度；,,3,）加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力。,,特種加工的種類繁多，按其能量來源和工作原理的不同，在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的可分為,電火花加工、電解加工、激光加工、超聲波

58、加工和一些新興的特種加工。,由于特種加工具有其他加工方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，并已成為機(jī)械制造學(xué)科中一個(gè)新的重要的領(lǐng)域，故在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有愈來愈重要的地位。目前，應(yīng)用最普遍的是,電火花加工,。,,電火花加工是利用工具電極和工件兩極之間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)工件進(jìn)行尺寸加工的加工方法。,,電火花加工的主要特點(diǎn)是脈沖放電的能量密度很高，可以加工用常規(guī)機(jī)械加工方法難以加工或無法加工的材料和形狀。加工時(shí)，工具電極與工件不直接接觸，兩者之間的宏觀作用力小，不受工具和工件剛度限制，有利于實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工，而且工具電極材料不需比被加工的工件材料硬，因此工具電極制造容易。,2024/9/17,55,,二、特

59、種加工的能源形式,,特種加工一般按照利用的能量形式分類如下：,,電、熱能：,電火花加工、電子束加工、等離子弧加工；,,電、機(jī)械能：,離子束加工；,,電、化學(xué)能：,電解加工；電解拋光；,,電、化學(xué)、機(jī)械能：,電解磨削、電解珩磨、陽(yáng)極機(jī)械磨削；,,光、熱能：,激光加工；,,化學(xué)能：,化學(xué)加工、化學(xué)拋光；,,聲、機(jī)械能：,超聲波加工；,,機(jī)械能：,磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。,,三、電火花線切割加工,,1.,電火花線切割加工機(jī)床,,2024/9/17,56,,電火花線切割加工機(jī)床由機(jī)床主體、工作液系統(tǒng)、高頻電源和控制裝置等組成。,,1,）機(jī)床主體 機(jī)床主要由床身、絲架、走絲機(jī)構(gòu)和,

60、X,—,Y,數(shù)控工作臺(tái)等四部分組成。鉬絲繞在貯絲筒上，并經(jīng)過絲架上的導(dǎo)輪來回高速走動(dòng)，貯絲筒由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，通過限拉開關(guān)控制正、反向。工件固定在,X,—,Y,數(shù)控工作臺(tái)上。,X,—,Y,數(shù)控工作臺(tái)分別有亮臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制裝置控制步進(jìn)電各自按預(yù)定的控制程序，根據(jù)火花間隙狀態(tài)作伺服進(jìn)給移動(dòng)，切割出所需的工件。,,2,）工作液系統(tǒng) 工作液由泵壓送到加工區(qū)外圍，由鉬絲帶入加工區(qū)。工作液經(jīng)過濾后循環(huán)使用。,,3,）高頻電源 高頻電源產(chǎn)生高頻矩形脈沖，其陽(yáng)極加至工件，陰極加至電極絲（鉬絲）。脈沖信號(hào)的幅度值、脈沖和脈沖寬度等可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同工況的需要。,,4,）控制裝置 控制裝置

61、是以專用的計(jì)算機(jī)為核心的控,2024/9/17,57,,制系統(tǒng)。加工中控制系統(tǒng)按照輸入的程序指令控制機(jī)床加工，其間需進(jìn)行大量的插補(bǔ)運(yùn)算、判別。變頻進(jìn)給系統(tǒng)則將加工中檢測(cè)到的放電間隙平均電壓反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)此反饋信號(hào)調(diào)節(jié)加工（工作臺(tái)）速度。,,加工程序輸入方法有多種，常用的有,鍵盤輸入、紙帶輸入和自動(dòng)編程,系統(tǒng)編程后自動(dòng)轉(zhuǎn)化成加工程序直接輸入。,,2.,電火花線切割加工原理及特點(diǎn),,電火花線切割加工是用連續(xù)移動(dòng)的鉬絲、鎢絲或銅絲作為線電極代替電火花成型加工中的成型電極而形成的加工方法。加工時(shí)金屬絲為陰極，工件為陽(yáng)極，兩極通過直流高頻脈沖電流，機(jī)床工作臺(tái)帶動(dòng)工件在兩個(gè)坐標(biāo)方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

62、。,,電火花線切割加工不需要專門的工具電極，并且作為工具電極的金屬絲在加工中不斷移動(dòng)，基本上無損耗；加工方便，生產(chǎn)周期短，成本低；加工精度高；生長(zhǎng)率高，機(jī)床加工所需的功率小。,2024/9/17,58,,3.,電火花線切割程序的編制,,線切割機(jī)床的控制系統(tǒng)是按照人的,“,命令,”,去控制機(jī)床的，因此必須事先把切割的圖形軌跡，用該系統(tǒng)能接受的,“,語(yǔ)言,”,編排好,“,命令,”,。這項(xiàng)工作叫做數(shù)控線切割編程。,,程序格式,,為了使機(jī)器能接受命令，程序就必須符合一定的格式。,程序格式有,3B,、,4B,、,5B,及,ISO,和,EIA,等。目前國(guó)內(nèi)使用最多的是,3B,格式；,ISO,和,EIA,是

63、國(guó)際通用的格式。,,3B,格式見,表,1,。,,1,）計(jì)數(shù)方向,G,和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度,J,,①,計(jì)數(shù)方向,G,及其選擇,為保證所要加工的圓弧或線段能按所要求的長(zhǎng)度加工出來，,一般線切割機(jī)床是通過控制從起點(diǎn)到終點(diǎn)某個(gè)工作臺(tái)進(jìn)給的總長(zhǎng)度來達(dá)到的。,因此在計(jì)算機(jī)中設(shè)立了一個(gè),J,計(jì)數(shù)器來進(jìn)行計(jì)數(shù)。即把加工該線段的工作臺(tái)進(jìn)給總長(zhǎng)度,J,的數(shù)值預(yù)先置入,J,計(jì)十器中，加工時(shí)當(dāng)被確定為計(jì)數(shù)長(zhǎng)度這個(gè)坐標(biāo)的工作臺(tái)每進(jìn)給一步，,J,計(jì)數(shù)器就減,1,。這樣，當(dāng),J,計(jì)數(shù)器減到零時(shí)，則表示該圓弧或直線已加工到終點(diǎn)。,2024/9/17,59,,加工斜線段時(shí)，必須用進(jìn)給距離比較長(zhǎng)的一個(gè)方向作進(jìn)給長(zhǎng)度控制。,若線段的終點(diǎn)為,

64、A,（,x,e,、,y,e,），,,(,圖,1-3,）,。,,對(duì)于圓弧加工，當(dāng)圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)靠近,Y,軸時(shí)，計(jì)數(shù)方向取,G,x,；靠近,X,軸時(shí)，計(jì)數(shù)方向取,G,y,。,,②計(jì)數(shù)長(zhǎng)度,J,的確定,,計(jì)數(shù)方向確定后，計(jì)數(shù)長(zhǎng)度,J,應(yīng)取在計(jì)數(shù)方向上從起點(diǎn)到終點(diǎn)工作臺(tái)移動(dòng)的總距離，也就是圓弧或直線段在計(jì)數(shù)方向坐標(biāo)軸上投影長(zhǎng)度的總和。,,對(duì)于斜線，當(dāng),|x,e,|,＞,|y,e,|,時(shí)，取,J=|x,e,|,；當(dāng),|y,e,|,＜,|x,e,|,時(shí)，取,J=|y,e,|,。,,對(duì)于圓弧，它可能跨越幾個(gè)象項(xiàng)。,,2,）加工指令,Z,,,Z,是加工指令的總括符號(hào)，它共有,12,種，,(,圖,1-4),。,2024/9/17,60,,其中,圓弧加工指令有,8,種，,SR,表示順圓，,NR,表示逆圓，,,字母后面的數(shù)字表示該圓弧的起點(diǎn)所在象項(xiàng)，,如,SR,1,表示順圓弧，其中起點(diǎn)在第一象項(xiàng)。,對(duì)于直線段的加工指令用,L,表示，,L,后面的數(shù)字表示該線段所在象項(xiàng)。對(duì)于與坐標(biāo)軸重合的直線段，正,X,軸為,L,1,，正,Y,軸為,L,2,，負(fù),X,軸為,L,3,，負(fù),Y,軸為,L,4,。,,在一個(gè)工件的加工過程中，,X,、,Y,坐標(biāo)軸的方向應(yīng)始終保持不變，并平行于,X,、,Y,工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向。每加工一條線段，都要把坐標(biāo)原點(diǎn)平移到圓弧的圓心或斜線的起點(diǎn)上。,