【正文】 工表面粗糙度及其影響因素 四、機械加工后表面物理力學(xué)性能的變化五、控制加工表面質(zhì)量的途徑 機械加工過程中振動的基本概念一、機械加工過程中的強迫振動 二、機械加工過程中的自激振動三、控制機械加工振動的途徑重點1）各種原始誤差對加工精度的影響和控制加工誤差，保證加工精度的理論與方法。難點1）分析工藝系統(tǒng)的原始誤差對零件的幾何形狀與尺寸的影響規(guī)律與解決方法，根據(jù)誤差統(tǒng)計規(guī)律進(jìn)行工藝系統(tǒng)分析；2）表面質(zhì)量的主要內(nèi)容與加工精度的區(qū)別與聯(lián)系，影響表面質(zhì)量的主要因素與規(guī)律，磨削過程的表面質(zhì)量。2）保證機器裝配精度的方法、裝配尺寸鏈的計算原理和方法、裝配工藝規(guī)程的制訂。參考書目（含參考書、文獻(xiàn)等）具體內(nèi)容：各 章 教 學(xué) 實 施 計 劃授課章名稱先進(jìn)制造技術(shù)課時安排2學(xué)時授課時間 教學(xué)目的、要求（分了解、理解、掌握 三個層次要求）：1．了解快速原型制造技術(shù)、精密超精密加工技術(shù)和微細(xì)加工技術(shù)的概念、原理及工藝方法。制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的企業(yè)群體的總稱。一種新產(chǎn)品（機器）的開發(fā)內(nèi)容包括概念設(shè)計、方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、樣機試制與評審、工藝設(shè)計、新產(chǎn)品鑒定、試銷、生產(chǎn)準(zhǔn)備、批量生產(chǎn)等。物質(zhì)流主要指由毛坯到產(chǎn)品的有形物質(zhì)流動；信息流主要指生產(chǎn)活動的設(shè)計、規(guī)劃、調(diào)度與控制；而資金流則包括了成本管理、利潤規(guī)劃及費用流動等。這些形狀可以通過不同的成形原理來完成。切削運動可分解為主運動和進(jìn)給運動。二、銑削銑削的主切削運動是刀具的旋轉(zhuǎn)運動，工件通過裝夾在機床的工作臺上完成進(jìn)給運動。（1）臥銑和立銑（2）順銑和逆銑三、刨削刨削時，刀具的往復(fù)直線運動為主切削運動，工件與工作臺的間歇直線運動為進(jìn)給運動。（重點、難點）鉆削的加工精度較低，一般只能達(dá)到IT13－IT11，－。擴孔和鉸孔時，擴孔鉆和鉸刀均在原底孔的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工，無法提高孔軸線的位置精度和直線度。鏜孔加工精度一般為IT10－IT8 ，－。采用范成原理加工齒輪的機床有滾齒機、插齒機、磨齒機、剃齒機和珩齒機等。在數(shù)控銑床或加工中心上加工時，曲面是通過球頭銑刀逐點按曲面坐標(biāo)值加工而成。按功能不同，磨削可分為外圓磨、內(nèi)圓磨、平面磨等，分別用于外援面、內(nèi)孔及平面的加工。特種加工方法正是為完成這些加工任務(wù)而產(chǎn)生和發(fā)展起來的。其他類型的刀具，如刨刀、鉆頭和銑刀等，都可看作是車刀的演變和組合。2）后角αo：在正交平面內(nèi)測量的主后刀面與切削平面之間的夾角。4）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)給運動反方向的夾角，一般為正值。2）按所用材料性質(zhì)：可分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、立體氮化硼（CBN）刀具和金剛石刀具等。b）分類 車刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車刀、焊接裝配式車刀和機械夾固刀片車刀。a）應(yīng)用場合 廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，可加工各種內(nèi)外表面。6）齒輪刀具 用于加工齒輪齒形。（1）切屑形成所經(jīng)歷的階段1）當(dāng)工件受到刀具的擠壓以后，切削層金屬在滑移面OA以左發(fā)生彈性變形，愈靠近OA面，彈性變形愈大。4）越過OE面，切削層金屬將脫離工件基體，沿著前面流出而形成切屑，完成切離階段。因而產(chǎn)生的切屑種類也不同。三、積屑瘤現(xiàn)象（1）產(chǎn)生機理 在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其他塑性材料時，常常在刀具前面粘著一塊剖面有時呈三角形的硬塊。（3）缺點 不穩(wěn)定，增大到一定程度后會碎裂，這樣容易嵌入在已加工表面內(nèi)，增加了工件表面的粗糙度值。（3）切削合力及其分解作用在刀具上的合力Fr（國標(biāo)為F）可分解成三個相互垂直的Fx（國標(biāo)稱為Ff）、Fy（國標(biāo)稱為Fp）和Fz（國標(biāo)稱為Fc）。是設(shè)計進(jìn)給機構(gòu)，計算車刀進(jìn)給功率所必需的。（4）切削功率消耗在切削過程中的功率。手冊中的數(shù)值是在特定的刀具幾何參數(shù)（包括幾何角度和刀尖圓弧半徑等）下針對不同的加工材料、刀具材料和加工形式，由大量的實驗結(jié)果處理而來的。（3）切削熱的來源 切削熱的來源就是切屑變形功和前、后面的摩擦功。（6）切削熱的傳出比例 1）車削；2）鉆削二、切削溫度的測量（1）切削溫度的計算 與切削力不同，對于切削溫度已有很多理論推算方法可較為準(zhǔn)確地（與實驗結(jié)果相比）計算切削溫度，但這些方法都有一定局限性，且應(yīng)用較繁。目前應(yīng)用較廣的是自然熱電偶法和人工熱電偶法。（4）刀具磨損的影響（5）切削液的影響四、切削液（1）作用 1）冷卻；2）潤滑；3）清洗；4）防銹（2）分類 1）水溶液；2）乳化液；3）切削油（3）選擇 1）加工性質(zhì)；2）工件材料；3）刀具材料五、切削溫度對工件、刀具和切削過程和影響（1）切削溫度對工件材料強度和切削力的影響（2）切削溫度對刀具材料的影響（3）切削溫度對工件尺寸精度的影響（4）利用切削溫度自動控制切削速度和進(jìn)給量（5）利用切削溫度與切削力控制刀具磨損課 堂 教 學(xué) 實 施 計 劃第 5 課教學(xué)過程設(shè)計： 復(fù)習(xí) 分鐘；授新課 100 分鐘討 論 分鐘；其它 分鐘授課類型（請打√）：理論課√ 討論課□ 實驗課□ 習(xí)題課□ 其它□教學(xué)方式（請打√）：講授√ 討論□ 示教□ 指導(dǎo)□ 其它□教學(xué)手段（請打√）：多媒體√ 模型□ 實物□ 掛圖□ 音像□ 其它□教學(xué)內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）： 刀具磨損與刀具壽命一、刀具磨損的形態(tài)及其原因金屬切削時，刀具一方面切下金屬，另一方面刀具本身也要發(fā)生損壞。刀具磨損的形式主要有三種：（1）前面磨損（2）后面磨損（3）邊界磨損（4）刀具磨損的測量位置1）前面磨損 磨損量以其深度KT表示2）后面磨損 在切削刃參加切削工作的各點上，后面磨損是不均勻的，刀尖部分（C區(qū)）由于強度和散熱性較差，磨損較為劇烈，其最大值為VC；在參與切削的切削刃中部（B區(qū)）其磨損比較均勻，以VB表示平均磨損值，VBmax表示最大磨損值。3）在評定刀具材料切削性能和試驗研究時，都以刀具表面的磨損量作為衡量刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。5）由于加工條件不同，所定義的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)也有變化。（2）影響刀具磨損的因素（難點）1）切削速度2）進(jìn)給量和被吃刀量（3）刀具破損 刀具破損和刀具磨損一樣，也是刀具失效的一種形式1）定義 刀具在一定的切削條件下使用時，如果經(jīng)受不住強大的應(yīng)力（切削力和熱應(yīng)力），就可能突然損壞，使刀具提前失去切削能力。 切削用量的選擇及工件材料加工性一、切削用量的選擇（1）切削用量對切削加工的影響1）對加工質(zhì)量的影響 a）切削用量三要素中，被吃刀量和進(jìn)給量增大，都會使切削力增大，工件變形增大，并可能引起振動，從而降低加工精度和增大表面粗糙度。2）粗加工 應(yīng)以提高生產(chǎn)率為主，同時還要保證規(guī)定的刀具壽命，因此，一般選取較大的被吃刀量和進(jìn)給量，切削速度不能很高。 2）（良好的切削加工性的）衡量指標(biāo)a）刀具壽命較長或在一定壽命下的切削速度較高；b）在相同的切削條件下切削力較小，切削溫度較低；c）容易獲得好的表面質(zhì)量；d）切屑形狀容易控制或容易斷屑。因此可通過對不同材料進(jìn)行不同的熱處理來改善其切削加工性。（2）切削熱 隨著切削速度的提高，開始切削溫度升高很快，但達(dá)到一定速度后，切削溫度的升高逐漸緩慢，甚至很少升高。2）結(jié)構(gòu) 刀柄與主軸的聯(lián)接在大多數(shù)高速切削機床上以圓錐空心柄為主。要提高裝夾精度和剛度需采用其他方法，目前常用的有：（1）收縮夾頭；2）液壓夾頭；3）力碰脹夾頭第一、二章小結(jié)，習(xí)題講解 課 堂 教 學(xué) 實 施 計 劃第 7 課教學(xué)過程設(shè)計： 復(fù)習(xí) 分鐘；授新課 100 分鐘討 論 分鐘；其它 分鐘授課類型（請打√）：理論課√ 討論課□ 實驗課□ 習(xí)題課□ 其它□教學(xué)方式（請打√）：講授√ 討論□ 示教□ 指導(dǎo)□ 其它□教學(xué)手段（請打√）：多媒體√ 模型□ 實物□ 掛圖□ 音像□ 其它□教學(xué)內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）：第三章 金屬切削原理與刀具 概述一、機床的基本組成（1）動力源（2）傳動系統(tǒng)（3）支承件 （4）工作部件（5）控制系統(tǒng)（6）冷卻系統(tǒng)（7）潤滑系統(tǒng)（8）其他裝置二、機床的運動機床的切削加工是由工具（包括刀具、砂輪等）與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的。（2）機床剛度 機床系統(tǒng)抵抗變形的能力。（1）主傳動系統(tǒng) 主傳動系統(tǒng)可按不同的特征來分類：1）按驅(qū)動主傳動的電動機類型 分為交流電動機驅(qū)動和直流電動機驅(qū)動。2）按傳動裝置類型 分為機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合。（2）進(jìn)給傳動系統(tǒng) 不同類型的機床實現(xiàn)進(jìn)給運動的傳動類型不同。1）電伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)的控制類型a）開環(huán)系統(tǒng)b）閉環(huán)系統(tǒng)c）半閉環(huán)系統(tǒng)2）電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動部件a）步進(jìn)電動機b）直流伺服電動機c）交流伺服電動機d）直線伺服電動機3）電氣伺服進(jìn)給傳動系統(tǒng)中的機械傳動部件電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)中，運動部件的移動是靠脈沖信號來控制的，要求運動部件動作靈敏、低慣性、定位精度好、具有適宜的阻尼比，傳動機構(gòu)不能有反向間隙。（1）主軸部件應(yīng)滿足的基本要求1）旋轉(zhuǎn)精度2）剛度3）抗振性4）溫升和熱變形（2）主軸部件的傳動方式主軸傳動方式的選擇，主要決定于主軸的轉(zhuǎn)速、所傳遞的轉(zhuǎn)矩、對運動平穩(wěn)性的要求以及結(jié)構(gòu)緊湊、裝卸維修方便等要求。在三個支承主軸部件中，采用前、中支承為主要支承的較多。c）技術(shù)要求 －應(yīng)根據(jù)機床精度標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)項目制定，應(yīng)滿足設(shè)計要求、工藝要求、檢測方法的要求，應(yīng)盡量做到設(shè)計、工藝、檢測的基準(zhǔn)相統(tǒng)一。4）主軸軸承三、機床支承件機床的支承件是指床身、立柱、橫梁、底座等大件，相互固定聯(lián)結(jié)成機床的基礎(chǔ)和框架。c）梁支類 支承件在一個方向上的尺寸比另兩個方向大得多，如立柱、衡量、搖臂、滑枕、床身等。動導(dǎo)軌相對于靜導(dǎo)軌可以作直線運動或回轉(zhuǎn)運動。4）可靠性高。2）數(shù)控車床的自動換刀裝置a）回轉(zhuǎn)刀盤，刀盤上安裝8～12把刀。主要用于加工內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、端面、成形回轉(zhuǎn)表面以及內(nèi)螺紋面等。2）加工范圍3）技術(shù)性能（2）立式車床1）適用場合 適于加工直徑大而高度小于直徑的大型工件。二、磨床磨床是用磨料磨具（如砂輪、砂帶、油石、研磨料）為工具進(jìn)行切削加工的機床。3）特點：普通精度級，通用性較大，自動化程度不高，磨削效率低，適用于工具車間、機修車間和單件小批量生產(chǎn)的車間。（3）無心磨床（通常指無心外圓磨床）1）無心磨削的特點2）無心磨削的方式（4）內(nèi)圓磨床1）應(yīng)用場合 用于磨削圓柱孔和圓錐孔。（5）平面磨床1）適用場合：磨削各種零件的平面；2）分類三、鉆床鉆床是孔加工的主要機床。通常銑削的主運動是銑刀的旋轉(zhuǎn)，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運動，這有利于高速切削，其生產(chǎn)率比刨床高。3）立式升降臺銑床，又稱為立銑，是一種主軸為垂直布置的升降臺銑床。其工作臺有圓形和矩形兩類。機床主體結(jié)構(gòu)呈龍門式框架，剛度高，可多刀同時加工多個工件或多個表面，生產(chǎn)率高，適用于成批大量生產(chǎn)。2）根據(jù)加工表面及曲面的復(fù)雜程度，決定其聯(lián)動軸數(shù)。六、其他類型機床（1）鏜床1）臥式鏜床2）坐標(biāo)鏜床（2）刨床1）牛頭刨床2）龍門刨床（3）插床（4）滾齒機（5）插齒機（6）剃齒機 高速加工機床一、簡介（1）高速加工機床的性能優(yōu)點（2）高速加工機床的關(guān)鍵技術(shù)（3）高速機床的主要部件二、高速主軸技術(shù)（1）簡介（2）電主軸的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)（3）電主軸的軸承（4）電主軸的電動機及其驅(qū)動方式三、高速機床的進(jìn)給系統(tǒng)（1）高速滾珠絲杠副傳動系統(tǒng)（2）直線電動機進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)四、高速加工機床的數(shù)控系統(tǒng)（1）高速加工機床進(jìn)給系統(tǒng)的要求（2）高速加工的控制系統(tǒng)第三章小結(jié)，習(xí)題講解課 堂 教 學(xué) 實 施 計 劃第 11 課教學(xué)過程設(shè)計： 復(fù)習(xí) 分鐘；授新課 100 分鐘討 論 分鐘；其它 分鐘授課類型（請打√）：理論課√ 討論課□ 實驗課□ 習(xí)題課□ 其它□教學(xué)方式（請打√）：講授√ 討論□ 示教□ 指導(dǎo)□ 其它□教學(xué)手段（請打√）：多媒體√ 模型□ 實物□ 掛圖□ 音像□ 其它□教學(xué)內(nèi)容（包括基本內(nèi)容、重點、難點）：第四章 機床夾具原理與設(shè)計 概述一、工件的裝夾方法（1）概念1）裝夾 在機床上進(jìn)行加工時，必須先把工件安裝在準(zhǔn)確的加工位置上，并將其可靠固定，以確保工件在加工過程中不發(fā)生位置改變，才能保證加工出的表面達(dá)到規(guī)定的加工要求（尺寸、形狀和位置精度），這個過程叫做裝夾。 b）劃線找正法 通用性好，但效率低，精度不高；適用于單件小批量中形狀復(fù)雜的鑄件。1）機床附件夾具2）可調(diào)夾具3）隨行夾具4）組合夾具5）專用夾具（2）夾具的組成1）定位元件2）夾緊裝置3）對刀元件4）引導(dǎo)元件5）其他裝置6）連接元件和連接表面7）夾具體 工件在夾具中的定位一、六點定位原理（重點、難點）（1）自由度 一個自由的物體，它對三個相互垂直的坐標(biāo)系來說，有六個活動可能性，其中三種是移動，三種是轉(zhuǎn)動。（3）六點定位原理：用六個支承點分別限制工件的六個自由度從而使工件在夾具中得到正確加工位置