发布时间 : 星期四 文章机械制造工艺(第二版)教案[49页]更新完毕开始阅读77e12e166037ee06eff9aef8941ea76e59fa4aef
《机械制造工艺》电子教案
课时 1~2 主要教学模式 讲授+自学 Ⅰ.前言： ①学习方法：讲授、讨论、自学、预习、答辩等。 ②考核方法：理论考试、课堂小考、平时表现、考勤等。 ③课程用途、脉络：产品——零件类型——加工分类——切削加工——机床、刀具、夹具——零件的加工原理及过程——零件结构工艺性等。 ④课程流程、讲课进度：教学进度。 Ⅱ.授课内容： 任务1-1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定 给定任务 图1-1所示为某企业生产的、年产量达870余件的阶梯轴零件图。试编制该零件的机械加工工艺规程，并填写工艺文件。 图1-1 阶梯轴零件图 1.2零件表面构成及成形方法 任务分析 1. 轴类零件的功用 支承传动零件（如齿轮、带轮等），并传递运动与扭矩。 2. 轴类零件的结构特点 回转体零件，其长度大于直径，通常由内、外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔和沟槽等表面构成。按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d≤12）和挠性轴（L/d＞12）两类。 3.轴类零件的主要技术要求 1）加工精度 （1）尺寸精度 （2）形状精度 （3）相互位置精度 2）表面粗糙度 4. 轴类零件的材料、热处理及毛坯 1）轴类零件的材料和热处理 常用的材料为45钢、40Cr等。 2）轴类零件毛坯 常选用圆棒料和锻件毛坯。 3）轴类零件的热处理安排 机械加工前，均需安排正火或退火处理；调质处理一般安排在粗车之后、半精车之前；表面淬火处理一般安排在精加工之前。 5. 阶梯轴的技术要求分析 其中精度要求较高的表面有四处：φ60?0.011外圆两处、φ80?0.002外圆一处和φ54.40个表面的表面粗糙度均为Ra1.6μm。 ?0.024?0.021?0.05外圆一处；三知识准备 一、金属切削的基础知识 1. 切削运动和加工表面 1）主运动 主运动是直接切除工件上多余的金属层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面的运动。 2）进给运动 进给运动就是不断地把切削层投入切削的运动。 3）工件上的加工表面 （1）待加工表面 工件上有待切除金属层的表面。 （2）已加工表面 工件上经刀具切除金属层后产生的新表面。 （3）过渡表面 工件上正在切削的表面。它是待加工表面和已加工表面之间的过渡表面。 2. 切削要素及其选择 切削要素包括切削用量三要素和切削层的几何参数。 1）切削用量三要素 （1）切削速度vc 是切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时线速度（m/min）。 （2）进给量f（进给速度vf） 是刀具在进给运动方向相对于工件的位移量。 （3）背吃刀量ap 刀具切削刃与工件的接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值称为背吃刀量ap。 2）切削层的几何参数 （1）切削层厚度hD 相邻两过渡表面之间的垂直距离（mm）。 （2）切削层宽度bD 刀具主切削刃与工件的接触长度（mm）。 （3）切削层横截面积AD 切削层在垂直于切削速度截面内的面积（mm2）。 3）切削用量的选择原则 合理选择切削用量，应该首先选择一个尽量大的背吃刀量ap，其次选择一个大的进给量f，最后根据已确定的ap和f，并在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度vc。 4）切削用量的选择方法 （1）粗车时切削用量的选择 （2）半精车、精车时切削用量的选择 思 考 题 及 习 题 1.分析机床的主运动和进给运动以及切削用量三要素。 课时 3~4 主要教学模式 讲授+自学 3. 刀具切削部分的组成和定义 （1）前刀面Aγ 切屑被切下后，从刀具切削部分流出所经过的表面。 （2）主后刀面Aα 在切削过程中，刀具上与零件的过渡表面相对的表面。 ／（3）副后刀面Aα 在切削过程中，刀具上与零件的己加工表面相对的表面。 （4）主切削刃S 前刀面与主后刀面的交线，切削时承担主要的切削工作。 ／（5）副切削刃S 前刀面与副后刀面的交线，也起一定的切削作用，但不明显。 （6）刀尖 主切削刃与副切削刃相交之处；刀尖并非绝对尖锐，而是一段过渡圆弧或直线。 4. 刀具的几何角度及其选用 1）定义刀具角度的参考系 （1）基面Pr 通过切削刃上的某一选定点，并垂直于该点的切削速度方向的平面。 （2）切削平面Ps 通过切削刃上的选定点，并与该点的过渡平面相切的平面，该点的切削速度矢量在该平面内。 （3）主剖面Po（正交平面） 通过切削刃上选定点，同时垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。 2）刀具的标注角度 ①主偏角κr： ②副偏角κr’： ③前角γo： ④后角αo： ⑤刃倾角λs： 4）刀具几何角度的合理选择 （1）前角 前角主要影响切削过程中的变形和摩擦，同时也影响刀具的强度。 （2）后角 大后角可以减少主后刀面与过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦，减少刀具磨损，但会引起刀具强度降低，散热条件变差。 （3）主偏角 主偏角小，则刀头强度高，散热条件好，加工表面粗糙度值小，主切削刃的作用长度长，单位长度的作用主切削刃上的切削负荷小；但其负面效应是背向力大，由于切削厚度和切屑厚度小而导致断屑效果差。如果主偏角较大，所产生的影响则与上述情况相反。 （4）副偏角 影响加工表面粗糙度和刀具强度。通常在不产生摩擦和振动条件下，应选取较小的副偏角。 （5）刃倾角 主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。 思 考 题 及 习 题 1.车刀的刀体（刀头）由哪些部分组成，怎样判断确定？ 2.分析、判断车刀的五个基本角度，并了解这几个角度的作用。 课时 5~6 主要教学模式 讲授+自学 5. 刀具材料及其选用方法 1）刀具材料应具备的性能 （1）高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）高的耐热性和化学稳定性 （4）良好的工艺性 （5）较好的经济性 2）常用刀具材料 刀具材料的种类比较多，有工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢）、硬质合金、陶瓷、超硬材料（金刚石和立方氮化硼）等。 （1）碳素工具钢 （2）合金工具钢 （3）高速钢 （4）硬质合金 6. 金属切削过程的基本规律及其应用 1）切削变形和切屑 （1）切削过程 （2）切屑类型 2）积屑瘤 （1）积屑瘤的产生 （2）积屑瘤对切削过程的影响 （3）影响积屑瘤的因素及控制措施 3）切削力和切削功率 （1）切削力是工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力。 （2）切削功率Pm 是三个切削分力消耗功率的总和，单位为kW。 （3）影响切削力的主要因素 4）切削热和切削温度 （1）在金属切削过程中所消耗的变形功和摩擦功，绝大部分都转化成了热能，因而产生了大量的切削热。 （2）影响切削温度的主要因素 7. 刀具磨损和刀具耐用度 1）刀具磨损的形式 （1）前刀面磨损 （2）后刀面磨损 （3）前、后刀面同时磨损 2）刀具磨损的原因 （1）磨粒磨损 （2）粘结磨损 （3）扩散磨损 （4）氧化磨损 （5）相变磨损 3）刀具磨损过程 刀具的磨损过程可分为以下3个阶段。 （1）初期磨损阶段（AB段） （2）正常磨损阶段（BC段） （3）剧烈磨损阶段（CD段） 4）刀具磨钝标准