《机械制造技术》课程学习指导.docx
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《机械制造技术》课程学习指导
《机械制造技术》课程学习指导
具等，可按思考题顺序通过寻求答案认识以上内容；
2、关注不同种钻、镗设备的结构、运动方式，以便于加强与应用范围的联系；关注各种孔加工刀具特
点及适应的机床，以便于正确应用；
3、关注钻、镗模结构特点，以联系与不同零件的适应性；
4、注意联系钻、镗加工工艺系统的整体环境创设，为正确进行零件孔加工安排打下良好基础。
二、重点及其小结1、钻镗削加工
钻削加工适用于零件上孔的加工，一般采用麻花钻。
若使用扩孔钻，可对已有小孔进行扩孔
加工，采用铰刀，可对已有孔进行精加工，使用锪钻，可加工孔口平面、倒角或沉孔，使用丝锥，还可加工孔中螺纹。
镗削加工主要针对已有孔的扩径加工。
由于机床主轴带动镗刀旋转，工件可静止安装于镗床，
故镗削更适合加工不规则或外形复杂的零件上的通孔及盲孔。
配备各种附件等相应装置后，还可加工螺纹孔、孔内沟槽、孔口端面、锥孔等。
一般钻孔精度较低，只有IT12～13级，扩孔精度可达IT12～10，铰孔属精加工范畴，粗铰可
达IT9～8级，精铰则达IT7～6级，镗孔精度可达IT8～7级。
2、钻镗设备
（1）钻床种类台式钻床、立式钻床、摇臂钻床
台式钻床一般安放于钳台，用于加工直径小于15mm的小孔。
立式钻床应用较广。
主轴带钻头旋转并向下移动，工作台只能上下移动，加工中依靠工件移
动使刀具对准孔的轴线。
主要用于加工中心型工件上的孔。
摇臂钻由立柱、摇臂、主轴箱、工作台、底座等几部分组成。
主轴箱可沿摇臂前后移动，摇
臂既可沿立柱上下移动，又可绕立柱转动，故可方便地对零件（尤其是大型零件）上不同部位的孔进行加工，应用亦较广泛。
（2）镗床种类卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床
卧式镗床可实现的切削运动较多：
①镗杆旋转或平旋盘旋转（径向安装镗刀）带动镗刀旋转②镗杆的轴向移动或平旋盘径向刀架进给③主轴的垂直向进给④工作台纵横进给卧式
镗床适应性较广：
主轴带镗刀加工箱体上系；主轴带铣刀等加工平面；平旋盘带镗刀加工箱体上大孔、内环槽及沉孔。
坐标镗床具有测量坐标位置的精密测量装置，常用于加工高精度孔及高位置精度孔系，还可
进行精密划线、刻线及测量。
金刚镗床具有高精度，主要用于孔的精加工。
3、孔加工刀具
（1）麻花钻主要用于在实体材料上打孔。
但加工中钻削力大，钻头易折断；摩擦严重，钻头磨
损严重，耐用度低；加工质量差，表面粗糙；导向性差，孔易引偏。
故钻孔主要进行孔的粗加工。
（2）群钻在麻花钻基础上逐渐改型而成。
有较好的切削性能，耐用度高，加工孔的质量好（导
向性）光度高。
（3）硬质合金钻头常用于加工铸铁、玻璃、淬硬钢等硬脆材料。
（4）可转位浅孔钻适合加工20〈D〈60mm2/D〈3的浅孔，还可用于镗孔或车端面。
（5）深孔钻从结构上解决排屑、散热（冷却）、导向等深孔加工问题。
常用的深孔钻有枪钻（加工Φ3～20mm的小深孔）、扁钻、喷吸钻（内排屑）等。
（6）扩孔钻一般有3～4条刀刃，工作平稳，没有横刃，工作条件优于麻花钻。
（7）锪钻主要用于加工沉孔、孔口倒角（60o、90o、120o）、孔口平面。
（8）铰刀用于孔的精加工。
有手铰刀、机铰刀之分，切削部分及柄部结构均有差异。
铰削余量
与铰刀直径有关，一般粗铰0.15～0.35mm，精铰0.05～0.15mm。
铰孔尺寸精度、表面质量较好，但提高位置精度作用小。
（9）单刃镗刀结构简单，制造方便、通用性强；但切削效率低，对工人技术要求高。
（10）双刃镗刀属定尺寸刀具。
又有固定式镗刀块与浮动镗刀之分。
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（11）各种孔加工复合刀具钻铰复合，推镗、拉铰复合，阶梯麻花钻?
?
4、钻镗削常用附件
（1）钻削常用附件
虎钳、螺栓、压板、V形架、钻夹头、变径套等钻夹头用于夹持直柄钻头
变径套用于安装柄部莫氏锥与机床莫氏锥孔不一致的刀具。
（2）镗削常用附件
安装镗刀用的刀杆座和安装工件用的螺栓、压板、弯板等。
5、钻镗专用夹具
（1）钻床夹具
种类：
回转式钻模、固定式钻模、翻转式钻模、复盖式钻模、滑柱式钻模等核心：
通过安装使孔中心与机床主轴中心保持一致。
特色零件：
钻模板、钻套
（2）镗床夹具
（双）种类：
单支承引导式镗模双支承单前引导式镗模
（后）双核心：
被加工孔中心线与主轴中心一致特色零件：
镗模架、镗套
三、思考题与习题
（一）思考题
1、常用钻床有哪几种？
及结构布局及提供运动如何？
2、卧式镗床上有哪些运动？
其工艺范围如何？
3、麻花钻有何结构特征？
加工中有哪些主要存在问题？
生产中一般采用哪些方法加以改进？
4、生产中常用钻头有哪些种类？
各应用于何场合？
5、深孔加工中有哪些主要问题？
生产中有哪些常用的深孔钻？
其应用场合是什么？
6、喷吸钻的工作原理是什么？
7、锪钻有哪些种类？
可加工什么样的工作表面？
8、常用的绞刀类型有哪些？
各有何特点？
9、常见的镗刀类型有哪些？
各有何应用特点？
10、常用的钻床附件有哪些？
应用于什么场合？
11、对钻床夹具、镗床夹具有哪些基本要求？
12、钻床夹具上有哪些特殊元件？
镗床夹具上有哪些特殊元件？
13、常见的钻模种类有哪些？
分别应用于什么场合？
有何特点？
14、常见的镗模种类有哪些？
各有何应用特点？
（二）习题
1、在普通立式钻床上，可加工下列哪些零件？
2、为提高孔的加工精度，可选择什么加工方法？
3、以上零件加工时，如何选择刀具？
4、考虑加工以下零件的安装方案、设备、刀具选择。
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四、自测试题
（一）填空题
1.麻花钻一般用于_______________________,其加工精度较_____,提高孔的精度可采用______孔和________孔。
2.镗削加工适合加工_________零件上的_________孔和__________孔,还可以加工_______孔和__________孔。
3.精加工中小尺寸孔适合选用_________,而加工大直径短孔可选择__________加工。
4.可用于深孔加工的刀具有_________________________________________________。
5.钻床上常用的附件有________________________________________________。
（二）判断题
1.台式钻床只能用于加工中小零件上的小孔。
2.与摇臂钻床相比,立式钻床更适合加工大型零件上的孔。
3.钻头、铰刀不仅可用于钻床,凡主轴为旋转运动的机床均可使用。
4.零件上孔系加工,无论精度高低,批量大小,最好利用钻模保证加工要求。
5.所有孔加工刀具均为定尺寸刀具。
（三）选择题
1.下列零件上孔加工，适合在钻床上加工的是
a.轴套内孔b.箱体四周孔c.轴套上径向孔d.盘状零件上均布轴向孔2.下列零件上孔加工,适合在卧式镗床上加工的是
a.轴套内孔b.箱体上孔c.连杆上孔d.盘状零件上均布轴向孔e.板状零件上型孔3.在立式钻床上可使用的刀具有
a.内孔车刀b.镗刀c.铰刀d.铣刀e.板牙4.在卧式镗床上可使用的刀具有
a.内孔车刀b.铣刀c.丝锥d.锪钻e.镗刀5.下列机床附件中，可使用钻床的是
a．虎钳b.三爪卡盘c.变径套d.钻夹头e.顶尖6.下列机床附件中,可用于镗床的是
a.刀杆座b.弯板c.平口钳d.正弦台e.螺栓压板7.下列元件中,属于钻床夹具上特色元件的是
a.钻套b.钻模板c.对刀块d.平衡块e.定向键
第四节磨削及其装备一、导读
1、介绍磨削加工应用范围、特点、砂轮组成及磨削特征，磨床种类及应用、磨床附件及夹具，精密及
高效磨削方法等内容，可按思考题顺序在寻求答案中了解以上内容；
2、对磨削加工，应关注不同的加工工艺系统及其对应的加工表面，并注意与磨削设备相联系；3、对砂轮，关注各要素的不同对磨削产生影响，以便于砂轮选择；4、对磨削过程，关注各特点，正确认识该加工方法；
5、通过对磨削总体环境的认识，达到正确应用，合理安排零件加工目的。
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二、重点及其小结1、磨削加工特点
磨削精度高，可达IT7～IT5级；表面粗糙度小，Ra≤1.6～0.2μm；若采用精磨超精磨，可获更小表面粗糙度；
磨削加工范围广：
可适应各种加工表面（内、外圆，圆锥面，平面，螺旋面，齿面等）；可适应各种工材（普通塑、脆材，淬硬钢，硬质合金等高硬材料）；磨削速度高，耗功多，温度高，易使工件表面烧伤等，切削效率低；
砂轮具有自锐性，磨粒在磨削力作用下破碎、脱落、更新切削刃，保持刀具锋利，并在高温下仍不
失去切削能力。
2、磨床及磨削加工方法
（1）外圆磨削①外圆磨床
普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床
普通外圆磨床由床身、头架、砂轮架、工作台、尾座等组成。
磨削中，砂轮高速旋转，工件旋转作圆周进给，工作台带工件作往复纵向运动。
工件可一端夹持或一夹一顶，或对顶安装，亦可采用专用夹具安装。
机床刚性好，生产率高（允许大用量），易保证磨削精度及表面粗糙度要求；但工艺范围窄，只能磨削外圆柱面及锥度不大的外圆锥面和台肩端面。
万能外圆磨床在普通外圆磨床的基础上增加了内圆磨装置，同时，头架、砂轮架还可绕垂直轴旋转一定角度，工作台亦有两层，上层相对下层在水平面内可转一个角度，故在万能外圆磨床上，除完成普通外圆磨床的加工内容外，还可加工圆锥面及内孔，有着更广泛的适应范围，但机床刚度不如普通外圆磨床。
无心外圆磨床由床身、砂轮架、导轮架、托板、导板、拖板等组成。
工件由托板支承于砂轮、导轮之间（自为基准），由导板保证正确的运动方向，拖板带导轮架、托架移动，实现横向进给，无心磨效率较好，亦易实现自动化；但不能加工有凸肩的外圆。
②外圆磨削加工方法
外圆磨床营造的基本加工条件决定了一定的加工范围：
外圆柱面、圆锥面、轴肩端面、球面、
特殊形状外表面。
但按进给方向不同有纵磨法、横磨法之分。
纵磨法工件纵进给，单行程或往复行程终了时，砂轮作周期性横向切入。
每次切入量少，磨削
力小，散热好，还可利用光磨次数来提高工件磨削精度和表面质量。
横磨法（切入法）是砂轮横向进给直至去除所有余量，工件不需纵移。
加工效率高；但砂轮与
工件接触面积大，磨削力、热集中，要求磨床刚度好，动力足够，加工中冷却充分。
一般用于磨削短工件或成形磨削。
（2）内圆磨削
①内圆磨床以普通内圆磨床为主。
其它亦有无心内圆磨床，行星内圆磨床等。
普通内圆磨床由床身、工作台、工件头架、砂轮架、滑座等组成。
砂轮高速旋转，工件回转并作纵
向往复，砂轮架沿滑座径向移动切入。
与外圆磨相比，受孔径限制，砂轮轴刚度差，砂轮转速大，接触面积大，工作强度大，易磨损。
②内圆磨削方法
由内圆磨床创设的加工环境所决定，内圆磨削加工主要内容为零件上的通孔、盲孔及孔口端面。
与外圆磨类似，按进给方向不同，亦有纵磨、横磨法之分。
（3）平面磨削
①平面磨床卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床平面磨床主轴卧置时，一般采用砂轮圆周面加工工件；主轴立置，则往往利用砂轮端面加工工件；
矩形工作台一般实现纵（横）向进给，而圆形工作台则会带工件圆周进给。
②平面磨削方法
由平面磨床创设加工环境所决定，平面磨削方法有砂轮圆周磨削与砂轮端面磨削两种。
工作内
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容均为工件上平面。
采用砂轮圆周磨削时，砂轮与工件接触面小，磨削力小，冷却排屑好，砂轮磨损均匀，加工精
度高；但砂轮轴刚性差，不宜采用大用量，生产率低。
砂轮端面磨削时，砂轮与工件接触大，砂轮轴刚性好，可采用大用量，生产率高；但磨削力大，
生热多，冷却排屑条件差，工件受热变形大，因砂轮端面各点线速度不同，砂轮磨损不均匀，工件加工精度不高。
主要用于大批量生产，粗磨加工。
3、砂轮
砂轮由五个要素组成：
磨料、粒度、结合剂、硬度、组织
磨料担负切削工作，常用刚玉类、碳化硅类及高硬磨料类。
一般刚玉类用于磨削等塑性材料，
碳化硅类磨削硬质合金等较硬材料，高硬磨料用于磨削难加工材料。
各类磨料又分多种，其特点及应用范围均有一定差异，使用（选择或购买）时应注意该点，可通过手册或相关资料获取所需信息。
粒度指磨料的粗细，它影响磨削加工时的生产率、表面光度、砂轮成形精度等因素，选用时应
参考相关资料。
一般粗磨选大粒度，精磨选细粒度，接触面积大选大粒度，成形磨削选细粒度。
结合剂起粘接磨粒的作用，对磨削加工亦有多方影响。
选用时应根据加工条件对照结合剂性能，
查取相关表格。
硬度指在磨削力作用下磨粒从砂轮表面脱落的难易程度，它对生产率、磨削质量均有较大影响。
一般加工软材、精磨、成形磨选硬砂轮；加工硬材料、磨削接触面积大、导热性差工件材料、薄壁工件选软砂轮。
选择时，查相应表格。
组织指砂轮内磨料、结合剂、气孔的比例关系。
一般精磨、成形磨削时，选紧密砂轮；平面磨、
内圆磨、磨薄壁件时，选疏松砂轮。
另外，为适应不同类型磨床和不同形状工件的需要，还要选择砂轮的不同形状和尺寸，可查相
关表格。
4、磨削特征
每个磨粒有负前角?
0经修整后?
0更小；
（1）磨粒特点每个磨粒有钝圆半径?
>0且不可能通过刃磨锋利刃口；磨粒在砂轮表面所处位置高低不一。
滑擦阶段切入工件浅，不形成切屑，以摩擦、弹性变形为主；
（2）磨削过程刻划阶段切入深度加大，刻出沟痕，不形成切屑，以挤压塑变为主；切削阶段切入工件深，挤压变形大，形成切屑，以切削作用为主。
（3）磨削力由于磨粒负前角大，刃口钝，滑擦刻划时的摩擦、挤压大，故磨削中径向分力大，是主
要的磨削分力。
初磨阶段实际磨削深度小于径向进给量；（4）磨削三阶段稳定阶段实际磨削深度与径向进给量一致；清磨阶段已无进给却有余量去除。
（5）磨削热与磨削温度
生热快、温度高、降温快、对磨削表面形成热冲击。
（6）磨削质量
烧伤金相变化引起硬度、塑性变化磨削区高温易使磨削表层形成残余应力以拉应力为主裂纹5、磨削加工常用附件
内、外圆磨削常用：
三爪卡盘、四爪卡盘、心轴（外圆）顶尖（外圆）拨盘等。
平面磨削常用：
磁性吸盘、精密平口钳、正弦台、正弦平口钳、虎钳等，正弦台用于加工工件上斜
面。
6、高精度磨削
核心：
薄而均匀的余量去除
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>课程学习指导
绪论
思考题
1、何为机械制造技术？
它对国民经济发展有何作用？
发展方向有哪些方面？
2、本课程在你所学专业的地位如何？
3、本课程有哪些主要的学习内容？
学习本课程时，应特别注意哪两点？
第一章机械制造概述
一、本章主体内容
1、制造系统及其组成、特性与分类，现代制造观；2、制造装备及其组成、种类、作用；3、制造方法与制造过程内涵；
4、制造质量评价内容及生产中获得加工质量的方法。
以上主题分别以对应的四节内容作介绍。
二、本章教学目标
1、通过对制造系统的多方面了解，增强制造宏观认识，并树立正确的现代制造观；2、通过对制造装备的近距离了解，认识制造装备创设的制造环境及其在制造中的作用；3、了解制造方法，了解制造过程及其组成，深刻理解制造工艺对生产的作用与意义；4、熟悉制造质量评价指标，清楚生产中获得制造质量的方法。
第一节机械制造系统一、导读
1、介绍机械制造系统的概念、组成、特点及现代制造观等内容。
2、按课程思考题顺序寻求答案，逐步了解课程内容。
3、内容了解时，注意与传统制造观的比较，以加深对内容的理解。
4、在理解内容的基础上，努力促进对制造系统宏观认识的形成，并通过对现代制造观的了解和认识，增强使命感，正确树立学习目标。
二、重点及其小结
1、制造系统概念与组成
（1）概念
将制造资源?
转化成?
?
?
机械产品的系统
结构功能过程
制造硬件输入制造资源完成从市场分析软件输出机械产品到产品售后服务
人员全过程
（2）组成
功能角度由各种功能模块（如市场分析、产品设计、制造、销售等）组成。
组织角度由各种部门（如人力资源部、制造部、装配部、财务部等）组成。
资源角度由各种资源（如物料、人力、技术、设备、信息、资金、能源、时间等）组成。
2、制造系统的特点
1
集合性、相关性、目的性、环境适应性、动态性、反馈特性、随机特性3、制造系统的分类
按生产批量按生产策略按生产布局按生产计划模式
小中大按按按功能项目流水线成组MRPJIT批批批定货定货定货布局布局布局布局Ⅱ系统系统量量量设计制造装配4、现代制造观
（1）三流结构论
三流指：
物料流、信息流、能量流。
制造系统运行过程中，伴随“三流”的运动。
与传统制造观相比，说明了制造中的信息运动、作用。
（2）信息制造观
提出现代制造使产品信息含量提高，产品是信息的物质表现。
三、思考题与习题
（一）思考题
1、什么是机械制造系统？
它包含哪些内容？
有哪些功能？
有何特征？
2、与传统制造观相比，现代制造观有何不同？
它提升了什么在制造中的作用？
3、你通过制造系统及现代制造观等内容的学习，有何体会？
四、自测试题
（一）填空题
1.机械制造系统是指________________,机械制造系统中的主要硬件有
_______________,_____________________,_________________等.
2.机械制造系统的复杂性体现在____________,____________,_______________等方面.3.现代制造观的”三流结构论”中的三流是指___________,___________,_________.4.机械制造系统中的主要软件除”制造技术”外,还有制造中的_____________等.5.信息制造观认为产品是_______________的体现.
（二）判断题
1.机械制造系统一般指某产品的生产企业.2.机械制造技术一般指制造中的工艺手段.
3.与传统制造观相比,现代制造观只是说法不同而已.
（三）选择题
1.机械制造系统包含以下内容
a.制造设备b.制造工装c.从事制造的人员d.制造工艺e.制造产品2.机械制造系统有如下特征
a.相关性b.反馈性c.动态性d.宏观性e.多层次性3.现代制造的三流结构论中的三流是指
a.物料流b.资金流c.能量流d.信息流e.人员流4.与传统制造相比,现代制造观最大的不同在于
a.先进的设备b.精良的工装c.信息的作用d.工人技术水平e.产品质量第二节机械制造装备一、导读
1、介绍机械制造装备的种类、组成、特点及应用等内容，并按思考题顺序寻求答案。
2、对机床在掌握其分类及型号编制的基础上，关注机床组成及其作用，在了解机床技术性能的同时，
更注意其与机床使用的关系。
2
3、认识各类工装的种类，关注工装各组成部分的作用。
4、通过对装备的组成及作用的了解，促进对制造中加工工艺系统的认识。
二、重点及其小结1、机床
（1）机床分类
按机床的加工性质及使用刀具不同分：
车、铣、刨、钻、磨?
?
等十二大类；按机床的通用程度分：
通用、专门化、专用机床；按机床精度高低分：
普通、精密、高精度型；按机床自动化程度分：
机动、半自动、自动化；
按机床结构布局分：
卧式、立式、台式、摇臂、龙门；按机床结构特征分：
单轴、多轴、程控、仿形；按机床重量大小分：
轻、中、大、重、特重。
（2）型号编制
类—组—系主参数（加（通精按机床反主按机床自相附映要工十用度动…特征特征关表机规性二化…表床格进一步进一步质大格类细分细分）特性）
大写汉语拼音阿拉伯数字有折算比例（3）机床组成
框架（含布局）：
机床主体支撑，精度直接影响加工，决定加工静态环境及其质量；运动部分：
为加工过程提供刀具、工件必需运动，形成加工动态环境；动力部分：
为加工提供所需动力；
控制部分：
操纵和控制机床的各个动作。
（4）机床技术性能
工艺范围：
反映机床能适应的工序种类、零件及毛坯类型及其生产规模大小。
技术规格：
反映机床尺寸大小和工作性能的各种技术参数，含尺寸、运动、动力参数及轮廓与重
量。
直接关系到指定零件工序能否完成。
加工精度、表面粗糙度：
直接影响加工质量生产率：
关系到机床能适应的生产类型。
噪声
另：
自动化程度、机床效率、精度保持性及其它操作、维修方便工作安全可靠2、刀具
（1）分类
按应用于不同的机床：
车刀、镗刀、刨刀、铣刀、钻头、铰刀?
?
按不同的应用特点：
普通刀具（车、铣、刨、镗?
?
）定尺寸刀具（钻头、铰刀、珩磨头?
?
）成形刀具（成形车、铣刀?
?
）展成刀具（插齿刀、滚齿刀?
?
）按刀齿数目的不同：
单刃刀、多齿刀按刀具的结构：
整体刀、焊接刀、机夹刀
（2）组成
刀杆夹持刀具其结构形式应与机床上的安装接口或刀夹相适应。
刀头参与切削除外，有些刀还有导向、校准部分。
前刀面：
切屑流经的刀面
后刀面：
过渡表面相对的刀面主刀刃构成刀齿的基本刀面副后刀面：
已加工表面相对的刀面副刀刃刀尖
Ⅱ
3
为适应不同的加工条件，刀具切削部分应设计成不同形态；与之相应，刀具切削部分形态不同，切削特征、效果则不同。
3、夹具
（1）分类
通用夹具：
使用性能广泛，适应性强，结构尺寸已标准化、系列化。
如：
三爪、四爪卡盘、虎钳、分度头、顶尖、V形架、磁力工作台?
?
应用于单件小批生产
专用夹具：
为某产品、某工序而设计。
加工精度高、生产率高、针对性强、操作方便，但设计、制
造周期长，费用高，不具通用性。
应用于产品固定及工艺过程稳定的大批量生产。
可调夹具：
通过元件调整增加夹具适应性。
组合夹具：
用标准元件拼装、组合而成。
（2）功能
定位使工件获得正确位置
主要功能夹紧使工件固定于正确位置
对刀使刀具准确达到加工位置特殊功能导向引导刀具进入正确加工位置（3）组成
定位元件与工件定位面相接触、配合、对准基本组成夹紧装置固定工件
夹具体支承各组成元件的骨架
对刀、导向装置其它组成连接元件
按需而设的分度、吊装、靠模装置4、量具
（1）种类
标准量具复制测量单位的物体通用量具测量零件（有刻度）量规无刻度，检验零件
检验夹具检验零件位置的组合量具三、思考题与习题
（一）思考题
1、机械制造装备包含哪些内容？
在制造系统中有何地位？
2、金属切削机床有哪些种类？
如何进行机床型号编制？
3、机床由哪几部分组成？
各部分有什么作用？
4、机床的技术性能包含哪些内容？
各内容与机床使用有何关系？
5、从机床应用的角度
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