机械制造技术电子教案课程Word文件下载.docx
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机械制造过程
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机械制造的生产组织
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课时计划
授课班级
06机大专
授课时间
课型
新授课
第1课
课题
绪论
教学方法
讲授法
教学目标
认知
了解制造与制造技术，制造系统。
技能
了解狭义和广义制造及制造技术的含义，学会从系统的观点认识制造活动。
情感
调动学生学习本课程的积极性。
教材分析
重点
本章讲授的重点是“制造与制造技术，制造系统”。
难点
关键
教具资料
在讲授本课程研究的对象和内容时，可利用多媒体课件中的一些实际机械录像片和图片
教学环节
教师讲授指导内容
学生活动
时间
组织教学
课程导入
新授内容
在讲授开始时先提出：
我们从今天开始将学习一门新的课程，课程的名称叫“机械制造技术基础”。
现在我们先对这门课程加以简单地说明。
主要说明三个问题：
通过本课程的学习我们将学到些什么？
为什么我们要学这门课程？
以及如何学好本课程？
即“学什么？
”、
“为什么学？
”及“如何学”。
然后先介绍第一个问题，从而引出小标题“本课程的研究对象和
内容”。
讲授与自学相结合，讲授重点内容和难点内容，其他内容提纲挈领、点到为止，主要靠
学生自学掌握。
至于“为什么学”的问题，可就本课程在教学计划中的地位、作用和该学科在发展国民经
济方面的重要性两个方面加以说明。
通过介绍本课程的性质及特点，说明在学习本课程中要注意的一些问题，从而说明“如
何学好本课程”的问题。
【学习指南】
本章从“大制造”的概念出发，介绍关于生产、制造、制造技术、制造系统等基本概念，机械制造业的发展简况及其在国民经济中的地位，以及与现代制造技术密切相关的制造哲理和生产模式，旨在使学习者建立一个系统的观点，并能从全局上把握住制造技术的基本问题。
学习本章内容，应深刻理解“大制造”概念的内涵和实质，正确认识“大制造”与“小制造”之间的关系，了解现代制造哲理，并学会用系统的观点和方法分析和解决机械制造中的实际
问题。
认真听讲
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板书设计
课题
一
教学总结
第1章机械制造过程的基础知识
理解机械加工工艺过程及其组成、了解机械装配工艺过程
理解典型表面加工方法、切削用量与切削层截面参数
零件制造工艺方法的分类及机械加工工艺过程的组成
利用多媒体通过动画详细讲解机械加工工艺过程
本章在介绍机械制造工艺方法与工艺过程的基础上，重点介绍有关机械加工的基础
知识和基本理论，包括：
机械加工的成形运动与常见表面的机械加工方法，基准与装夹
的概念，定位原理与定位方法，由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工系统，刀具
材料与刀具几何角度，零件结构工艺性等。
学习本章内容，在了解机械加工方法和机械加工装备的同时，应深入理解有关机械
加工的基本概念和基本原理，如基准的概念，工件的定位原理，刀具几何角度的定义等。
零件制造工艺方法的分类
机械加工工艺过程及其组成
采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置及表面质量，使之成
为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。
它由按一定的顺序排列的若干个工序组成，而
每一个工序又可细分为安装、工位、工步及走刀等。
机械装配工艺过程
机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与
固定在一起，构成合格机械产品的过程
生产类型及其工艺特点
生产纲领
企业根据市场要求和自身能力决定生产计划。
在计划期内应当生产的产品数量称为
生产纲领。
计划期通常为一年，零件的年生产纲领N按下式计算：
N=Qn（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。
机械加工方法
学习要点：
了解零件制造工艺方法——成形法、累加法和去除法；
掌握机械加工方法
——轨迹法、成形法、相切法和展成法；
熟悉零件常见表面（外圆、孔、平面、螺纹、
齿面）的机械加工方法；
掌握切削加工中的运动、切削用量与切削层截面参数。
零件表面的切削加工成形方法
（1）零件表面的生成
零件表面可看成是一条母线沿着另一条导线运动的轨迹。
母线与导线统称为形成表
面的生线。
切削加工时，具体实现这两根生线的是刀具的切削刃与工件的相对运动，并
通过此运动将工件的表面切削成形
不同的加工运动、不同的切削刀刃形状，形成生线的方式不同，形成零件表面的方
法也不同，可归纳为以下四种表面成形方法。
1）轨迹法工件表面的生线（母线和导线）均由轨迹运动生成。
2）成型法工件的一条生线是通过刀刃的形状直接获得的。
3）相切法工件的一条生线是刀刃运动轨迹的包络线。
4）范成法又称展成法，其工件的一条生线也是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来生成。
各种形式的齿轮、链轮大多数采用范成法加
工。
（2）切削加工的成形运动
在切削和磨削加工中，工件表面的形状、尺寸及相互位置关系是通过刀具相对于工
件的运动形成的。
按照在切削过程中所起的作用，切削运动可分三类：
1）主运动直接切除工件上的切削层，以形成工件新表面的基本运动。
主运动通常
是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动，且主运动只有一个。
主运动的速度以表
示，称作切削速度。
2）进给运动是指不断地把切削层投入切削的运动。
它的速度较低。
进给运动可能
是连续性的运动，也可能是间歇性的。
进给运动有时仅有一个，但也可能有几个。
进给
运动的速度用进给量f或进给速度vf表示。
切削加工的主运动与进给运动往往是同时进行的，因此刀具切削刃上某一点与工件
的相对运动应是上述两运动的合成。
其合成速度。
3）定位和调整运动使工件或刀具进入正确加工位置的运动。
如调整切削深度，工
件分度等。
主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完成，也可以由工件
来完成，还可以由刀具和工件共同来完成。
同时，主运动和进给运动可以是直线运动（平
动），也可以是回转运动（转动），还可以是平动和转动的复合运动。
正是由于上述不
同运动形式和不同运动执行元件的多种组合，产生了不同的加工方法。
在加工中，工件上出现三个不断变化着的表面：
待加工表面--即将被切除切削层的
表面；
加工表面--切削刃正在切削着的表面；
已加工表面--已经切去切屑形成的新表面。
典型表面加工方法
外圆表面加工方法
1）车削外圆表面加工中，车削应用最为广泛。
通常，工件通过夹具安装在车床主
轴上，并与车床主轴一起回转，形成主运动。
刀具安装在刀架上，与纵溜板一起作平行
于主轴回转轴线的直线进给运动，形成圆柱面；
或作与主轴回转轴线成一定角度的的直
线进给运动，形成圆锥面；
或沿靠模曲线运动，形成回转曲面。
2）成形车削用成形车刀车削外圆通常采用径向进给方式，少数也有采用切向进给
方式的。
成形车削多用于自动车床上的小件加工。
3）旋转拉削工件旋转，拉刀沿切向作直线进给运动，完成外圆加工。
旋转拉削是
一种高生产率的加工方式，适用于大批量生产。
4）研磨工件回转，研具沿工件轴向作往复直线进给运动。
研磨属零件表面光整加
工，材料去除量很小。
5）铣削外圆刀具与工件均作回转运动（刀具运动为主运动，工件运动为进给运动），
可用于加工长度较短、具有不完整圆柱形的表面。
6）成形外圆磨（横磨）运动形式与铣削外圆相同，多用于长度较短或不完整圆柱
形表面的精加工。
7）普通外圆磨砂轮回转运动为主运动，工件进给运动包括转动和移动。
多用于黑
色金属、特别是淬硬钢外圆表面的精加工。
8）无心磨工件放在砂轮和导轮之间，砂轮高速回转进行磨削，导轮低速回转，带
动工件旋转并作轴向移动，实现进给运动。
无心磨生产率高，适用于大批量生产。
9）车铣加工这是一种新的加工方法。
加工偏心零件外圆表面时，由于零件不能高
速旋转，采用车削方法无法充分发挥刀具的潜力。
此时若采用端铣刀铣外圆，不仅可以
获得高的切削效率，且可保证可靠的断屑。
车铣时，端铣刀与工件互相垂直布置。
通过
改变工件转速、轴向进给和切深，可在工件上车铣出不同的形状。
由于其运动模型较复
杂，需采用计算机进行数据处理和加工过程仿真。
10）滚压加工通过自由旋转的磙子对工件表面均匀施加压力，使被滚压表面得到强
化，并形成表面残余压应力，表面粗糙度也得到减小。
滚压加工还常用来成形表面花纹。
内圆表面加工方法
几种常用的内圆表面加工方法。
1）钻孔通常用于在实心材料上加工直径φ～50mm的孔。
钻孔加工有不同的运
动形式：
在钻床或镗床上加工，主运动和进给运动均由刀具完成；
在车床上钻孔，主运
动由工件完成，进给运动由刀具完成；
在组合机床上加工时，刀具完成主运动，进给运
动或由工件完成，或由刀具完成。
钻孔刀具有麻花钻、扁钻、深孔钻及中心钻等。
2）扩、铰孔扩、铰孔是孔加工的中间或终结工序，其成形运动与钻孔相似。
3）镗孔一般刀具的回转运动为主运动，刀具或工件的作直线进给运动。
镗孔加工
可在镗床上进行，也可在车床、铣床、组合机床或加工中心上进行。
4）拉孔利用多刃刀具，通过刀具相对于工件的直线运动完成加工工作。
可以拉圆
柱孔、花键孔、成形孔等，是一种高生产率的加工方法，多用于大批量生产。
5）挤孔可以用挤刀挤孔，也可以用钢球挤孔。
挤孔在获得尺寸精度的同时，可使
孔壁硬化，使被加工孔表面粗糙度降低。
6）磨孔是高精度、淬硬内孔的主要加工方法，其基本加工方式有内圆磨削、无心
磨削和行星磨削。
平面加工
平面加工方法有刨、铣、磨、车、研等，
1）刨平面对于牛头刨床，刨刀的直线运动为主运动，进给运动通常由工件完成；
对于
龙门刨床，工件的直线往复运动为主运动，进给运动通常由刀具完成。
目前，牛头刨床已逐
渐被各种铣床所代替，但龙门刨床仍广泛用于大件的平面加工。
宽刃精刨工艺在一定条件下
可代替磨削或刮研工作。
2）插削是内孔键槽的常用加工方法，其主运动通常为插刀的直线运动。
3）铣平面有周铣和端铣两种形式。
端铣刀由于刀盘转速高，刀杆刚性好，可进行高速
铣削和强力铣削。
4）磨削平面也可以分圆周磨和端面磨两大类。
圆周磨由于砂轮与工件接触面积小，磨
削区散热排屑条件好，加工精度较高；
端面磨允许采用较大的磨削用量，可获得高的加工效
率，但加工精度不如圆周磨。
平面磨削一般作为精加工工序，安排在粗加工之后进行。
由于
缓进给磨削的发展，毛坯也可直接磨削成成品。
5）车（镗）平面在车床上车平面时，工件的回转运动是主运动，刀具作垂直于主轴回
转轴线的进给运动。
镗平面时，主运动和进给运动均由刀具来完成。
6）拉平面平面拉刀相对于工件作直线运动，实现拉削加工。
平面拉削是一种高精度和
高效率的加工方法，适用于大批量生产。
螺纹加工
几种常用的螺纹加工方法。
1）车螺纹螺纹车刀结构简单，通用性好，可用于加工各种尺寸、形状和精度的内
外螺纹。
但加工效率较低，多用于单件小批生产。
2）攻螺纹和套螺纹用丝锥攻螺纹和用板牙套螺纹常用于加工精度要求不高的标准
内、外螺纹。
3）盘形铣刀铣螺纹主要用于加工大螺距的梯形螺纹及蜗杆。
4）梳形铣刀铣螺纹梳形螺纹铣刀相当于若干把盘形铣刀的组合，一般在专用的螺
纹铣床上加工短而螺距不大的内、外螺纹。
5）旋风铣螺纹利用装在特殊旋转刀盘上的硬质合金刀头进行内、外螺纹的高速铣
削，是一种高效率的加工方法。
6）磨螺纹是一种高精度的螺纹加工方法，主要用于加工外螺纹。
7）滚压螺纹是一种高效率的螺纹加工方法。
它利用压力加工方法使金属材料产生
塑性变形以形成螺纹，所用工具有滚丝轮和搓丝板。
齿形加工方法
齿形有多种形式，其中以渐开线齿形最为常见。
渐开线齿形常用的加工方法有两大
类，即成形法和展成法，
1）铣齿采用盘形模数铣刀或指状铣刀铣齿属于成形法加工，铣刀刀齿截面形状与
齿轮齿间形状相对应。
此种方法加工效率和加工精度均较低，仅适用于单件小批生产。
2）成形磨齿也属于成形法加工，因砂轮不易修整，使用较少。
3）滚齿属于展成法加工，其工作原理相当于一对螺旋齿轮啮合。
齿轮滚刀的原型
是一个螺旋角很大的螺旋齿轮，因齿数很少（通常齿数z=1），牙齿很长，绕在轴上形
成一个螺旋升角很小的蜗杆，再经过开槽和铲齿，便成为了具有切削刃和后角的滚刀。
4）剃齿在大批量生产中剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法。
其工作原理是利用
剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细
的切屑，以提高齿面的精度。
剃齿还可形成鼓形齿，用以改善齿面接触区位置。
5）插齿插齿是除滚齿以外常用的一种利用展成法的切齿工艺。
插齿时，插齿刀与
工件相当于一对圆柱齿轮的啮合。
插齿刀的往复运动是插齿的主运动，而插齿刀与工件
按一定比例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动。
6）展成法磨齿展成法磨齿的切削运动与滚齿相似，是一种齿形精加工方法，特别
是对于淬硬齿轮，往往是唯一的精加工方法。
展成法磨齿可以采用蜗杆砂轮磨削，也可
以采用锥形砂轮或碟形砂轮磨削。
第3章金属切削过程
了解切屑形成的过程
理解影响切削变形的因素
切屑形成的过程，影响切削变形的因素
影响切削变形的因素
在课程讲授过程中，通过CAI软件，投影等讲解
金属切削过程是指将工件上多余的金属层，通过切削加工被刀具切除成为切屑从而
得到所需要的零件几何形状的过程。
在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材
料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以
及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。
在本章学习过程中，重点对这些现象进行研究，揭示其内在的机理，探索和掌握金属
切削过程的基本规律，从而主动地加以有效的控制，对保证加工精度和表面质量，提高
切削效率，降低生产成本和劳动强度具有十分重大的意义。
切削过程
学习目标：
本节主要讨论金属材料的切削过程，并对硬脆非金属材料的切削过程进行简单介绍。
学习本节必须研究切屑形成过程的物理本质及其变形规律，熟悉不同切屑类型以及切屑
控制方法。
切屑的形成过程
金属切削过程是机械制造过程的一个重要组成部分。
金属切削过程是指将工件上多余的
金属层，通过切削加工被刀具切除而形成切屑并获得几何形状、尺寸精度和表面粗糙度都符
合要求的零件的过程。
在这一过程中，始终存在着刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾，从而产生一系列现象，如切削变形、切削力、切削热与切削温度以及有关刀具的磨损与刀具寿命、卷屑与断屑等。
对这些现象进行研究，揭示其内在的机理，探索和掌握金属切削过程的基本规律，从而主动地加以有效的控制，对保证加工精度和表面质量，提高切削效率，降低生产成本和劳动强度具有十分重大的意义。
总之，金属切削过程的优劣，直接影响机械加工的质量、生产率与生产成本。
切屑的形成
工件上切屑层的金属材料,在刀具前刀面的推挤作用下发生了塑性变形，最后沿某一面剪切滑移形成了切屑。
切屑形成的过程
切屑形成的过程实质是切削层受到前刀面的挤压后产生的以滑移为主的塑性变形过程。
图3-1说明：
切削层AFHD可以看成是由许多平行四边形扁块组成的，如ABCD、
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