机械制造技术基础课程教案

“机械制造技术基础”课程教案

第1章 绪论

1.1 制造与制造技术

1.1.1 生产（制造）的三种类型 1.1.2 广义制造与狭义制造

1.1.3 制造技术与机械制造技术

1. 制造技术概念

2. 制造技术发展的三个阶段 3. 机械制造技术

1.2 机械制造业的发展及在国民经济中的地位 1.2.1 机械制造业的发展

1.2.2 机械制造业在国民经济中的地位 1.2.3 我国的机械制造业 1.3 课程内容体系与特点 1.3.1 课程内容体系 1.3.2 课程特点

第2章 机械制造过程的基础知识 2.1 机械制造过程的基本概念

2.1.1 机械制造的工艺方法

1. 材料成形法 2. 材料去除法 3. 材料累加法

2.1.2 生产纲领与生产类型

1. 生产纲领 2. 生产类型

2.1.3 机械加工工艺过程 1. 概念

2. 组成 (1). 工序 (2). 安装 (3). 工位 (4). 工步 (5). 走刀 2.1.4 基准

1. 设计基准

2. 工艺基准（1）.工序基准（2）.定位基准（3）.测量基准（4）.装配基准

2.1.5 装配工艺过程

2.2 机械加工的最基本方法—切削加工方法 2.2.1 工件表面形状及其成形方法 1. 工件表面形状 （1）.旋转表面（2）.纵向表面（3）.特征表面 2. 表面的成形方法 (1). 轨迹法 (2). 成形法 (3). 相切法 (4). 展成法

2.2.2 成形运动与切削用量 1. 成形运动 (1). 主运动 (2). 进给运动 (3). 合成运动 (4). 其他辅助运动 2. 工件上的表面

3. 切削用量 (1). 车削用量 (2). 钻削用量 (3).铣削用量

2.2.3各种加工方法的工件表面与切削运动分析—车、铣、钻、刨、磨削 2.2.4典型表面的加工方法

1. 外圆表面加工

1

2. 内圆表面加工 3. 平面加工

4. 槽与台阶及成形曲面加工 5. 螺纹加工 6. 齿形加工

2.3 机床的基本概念

机械加工工艺系统组成：机床、刀具、夹具与工件 2.3.1 机床分类与型号表示法

1. 分类

2. 机床型号表示方法

2.3.2 机床的基本组成 2.3.3 机床的技术性能指标 2.4 刀具的基本概念

2.4.1 刀具切削部分组成

1. 车刀 2. 钻头 3. 铣刀

2.4.2 刀具几何角度 1. 车刀的几何角度

(1). 刀具角度的坐标平面与坐标平面参考系 ①.基面 ②.切削平面 ③.主剖（正交平）面 ④.法（平）剖面 ⑤.切深（进给）剖（平）面

(2). 刀具的标注角度（主剖面参考系）①.基面内 ②.切削平面内 ③.测量平面内

(3). 刀具的工作角度 ①. 横车时 ②.刀尖高低时

2. 钻头的几何角度 (1). 坐标平面 (2). 钻头的几何角度 3. 铣刀的几何角度 (1). 圆柱铣刀 (2). 端铣刀

2.4.3 切削层参数

1. 外圆车削 (1).概念 (2).切削层厚度 (3).切削层宽度 (4).切削层面积 2. 钻削 (1).切削厚度 (2).切削宽度 (3).切削面积 3. 铣削 (1).切削厚度 (2).切削宽度 (3).切削面积 2.4.4 切削方式

1. 直角切削与斜角切削

2. 自由切削与非自由切削

3. 逆铣与顺铣 (1). 周铣 (2). 端铣 2.4.5 刀具材料

1. 概述 (1). 应具备的性能 (2). 种类 2. 工具钢

3. 高速钢 (1). 普通高速钢 (2). 高性能高速钢 (3). 高速钢的表面处理 4. 硬质合金 (1). 概念 (2).WC基硬质合金 (3). 新型硬质合金 5. 其它刀具材料 (1). 陶瓷 ①.氧化物系 ②.氮化硅系 ③.Sialon

(2). 超硬材料 ①.金刚石 ②.立方氮化硼(CBN)

2.5 夹具的基本概念

2.5.1 夹具的组成与分类

1. 组成

2

2. 分类 (1). 按使用范围分 (2). 按使用机床分 (3). 按动力源分 2.5.2 工件的装夹

1. 概念

2. 装夹方式 (1). 直接找正装夹 (2). 划线找正装夹 (3). 夹具装夹 2.5.3 工件的定位

1. 工件的六点定位原理 2.定位元件及其定位分析 3. 定位的几种情况分析 （1）.

完全定位与不完全定位 （2）.欠定位与过定位

2.5.4. 定位误差 1. 概述 2. 典型表面定位时的定位误差分析计算 （1）.平面定位（支

承定位） (2).内孔定位（定心定位）①.孔销过盈配合，销水平或垂直放置 ②. 孔销间隙配合，销水平放置 ③. 孔销间隙配合，销垂直放置 ④.在锥度心轴上定位 (3).外圆定位 3. 计算举例

第3章 切削原理

任务1. 研究切削过程产生的各种物理现象 任务2. 研究提高生产效率和质量的措施 3.1 金属切削过程

3.1.1 切屑的形成过程

3.1.2 切削过程中的3个变形区 3.1.3 切削变形的表示方法

1. 剪切滑移量ε（剪应变）

2. 变形系数Λh 3. ε与Λh的关系 4. 剪切角φ 3.1.4 剪切角

(1). M. E. Merchant ??(2). Lee and Shaffer ???4?1??o??? 2?4??o??

3.1.5 前刀面上的摩擦与积屑瘤 1. 前刀面的摩擦（内摩擦）

2. 积屑瘤 (1). 概念 (2). 成因 (3). 形成过程 (4). 特点 (5). 对切削过程的影响

(6). 抑制措施

3.1.6 影响切削变形的因素

????s, ??tg?1?, ????o??, Λh?ctg??cos?o?sin?o

?av4 1. 工件材料

2. 刀具几何角度

3. 切削用量 (1). 切削速度vc（塑性与脆性材料）(2). 进给量f (3).切削深度 ap 3.1.7 切屑类型及其控制

1.切屑类型 (1) 按机理分类 ①. 带状 ②. 节状（挤裂） ③. 单元 ④. 崩碎

(2) 按切屑处理分类

2.切屑控制 3.2 切削力

3.2.1 切削力的概念

3

1. 切削力的产生

2. 切削合力与分力 3. 切削功率 4. 单位切削力 3.2.2 切削力公式

1. 车削力 (1).理论公式 (2). 经验公式

2. 钻削力 (1).钻削力的产生与分解 (2). 钻削力经验公式 (3). 钻削功率

3. 铣削力 (1).铣削分力 (2). 逆铣与顺铣时的垂直进给力与水平进给力 (3). 经验

公式（高速钢、硬质合金）

3.2.3 切削力的影响因素 1. 工件材料

2. 切削用量 (1).vc (塑性与脆性材料) (2). f (3). ap

3. 刀具几何参数 (1). 前角 (2).主偏角 (3).刃倾角 (4).刀尖圆弧半径 (5).负倒棱 4. 其他因素（刀具材料、VB、刃磨质量、切削液 ）

3.3 切削热与切削温度

3.3.1 切削热的产生与传出 3.3.2 切削温度及其测量方法 1. 自然热电偶法

2. 人工热电偶法

3. 切削温度分布特点 (1). 最高处 (2). 温度梯度 3.3.3 切削温度的影响因素 1.切削用量

2.刀具几何参数 (1). 前角 (2).主偏角 (3).负倒棱和刀尖圆弧半径 3.工件材料 (1). 强度(硬度) (2). 导热系数 (3). 脆性与塑性 4.其他因素 (1). 刀具磨损 (2). 切削液

3.4 刀具磨损与破损及使用寿命

3.4.1 刀具磨损形态（部位）

1.正常磨损

(1) . 前刀面磨损 (2). 后刀面磨损

(3). 边界磨损

2.刀具破损

3.4.2 刀具磨损原因

1. 硬质点磨损 2. 粘结磨损 3. 扩散磨损

4. 氧化（化学）磨损

3.4.3 刀具的磨损过程及磨钝标准

1. 磨损过程 (1).初期磨损阶段 (2). 正常磨损阶段 (3). 急剧磨损阶段

2. 磨钝标准

3.4.4 刀具使用寿命及与切削用量关系

1. 刀具使用寿命 (1). 概念 (2). 与总寿命关系

2. 与切削用量关系 (1). F. W. Taylor公式 (2). 与f及ap的关系 3.4.5 刀具合理使用寿命的选择

4

1. 概念

2. 最高生产效率使用寿命Tp 3. 最低成本使用寿命Tc 4. 刀具使用寿命 T的选择

3.5 改善工件材料的切削加工性

3.5.1 工件材料切削加工性 1. 概念（相对性）

2. 衡量指标 (1). 刀具使用寿命 T (2). 切削速度 vc（相对加工性） (3). 切削力

F (切削温度θ℃) (4). 表面质量 (5). 断屑性能

3. 影响因素 (1). 物理力学性能（硬度、强度、塑性与韧性、导热系数）

(2). 化学成分（钢与铸铁） (3). 金相组织

3.5.2 改善加工性的途径

1. 调整化学成分 2. 改变金相组织 3.6 合理选用切削液

3.6.1 切削液应具备的基本性能 3.6.2 切削液的种类

3.6.3 切削液的合理选用 3.6.4 切削液的使用方法 3.7 刀具合理几何参数选择

3.7.1 概述 1.概念 2.选择的一般原则 3.7.2 刀具合理几何角度及其选择

1. 前角 (1). 功用（变形、强度与散热、切屑形态与断屑、表面质量）(2). 选择

原则（刀具材料、工件材料、加工条件）

2. 后角 (1). 功用 (2). 选择原则（精粗加工、工件材料、系统刚度、定尺寸刀具） 3. 主偏角 (1).功用（RY、切削层尺寸、分力比值） (2).选择原则（系统刚度、工件材料、工件形状）

4. 刃倾角 (1).斜角切削概念及特点（切与割作用、工作前角、实际钝圆半径） (2).功用（流屑方向、刀尖强度与冲击位置、切削刃锋利程度、分力比值、切削刃工作长度） (3).选择原则（加工性质、系统刚度、刀具材料、工件材料）

3.8 合理切削用量选择 3.8.1 概念

3.8.2 选择的基本原则

1. 粗加工时选择的基本原则 2. 精加工时选择的基本原则

3.8.3 选择方法 1. 选ap

2. 选f 3. 确定vc

3.9 磨削

3.9.1 砂轮特性五要素及选择

1. 磨料（种类、特点及使用范围）

2. 粒度（磨粒与微粉、概念及选用原则） 3. 结合剂（种类、特点及使用范围）

5

4. 硬度（概念与选用原则）

5. 组织（概念、特性与选用） 6. 砂轮要素的表示法举例

3.9.2 磨削类型与运动参数

1. 磨削类型（外圆、内圆、平面、成形、无心）

2. 运动参数（主运动vs、径向进给fr、轴向进给fa、工作台进给vw） 3. 术语（纵磨、横磨、周磨与端磨、顺磨与逆磨）

3.9.3 磨削过程

1. 磨削特点（速度高、冷硬程度与能量消耗大、单颗磨粒切削厚度hDg小、Fp

大、随机分布、自砺性）

2. 磨削过程 (1). 单颗磨粒磨削 (2). 单颗磨粒切削厚度 3.9.4 磨削的其他概念

1. 磨削温度（点、区、工件） 2. 砂轮使用寿命与磨削（耗）比 3. 磨削表面质量（烧伤、裂纹）

3.9.5 先进磨削方法简介

1. 高效磨削（高速磨削、缓进给大切深磨削、砂带磨削） 2. 高精度小粗糙度磨削

第4章 机械加工质量的影响因素及控制 4.1 概述

4.1.1 机械加工质量的含义 4.1.2 机械加工精度及获得方法 1. 机械加工精度与加工误差

2. 机械加工精度的获得方法 (1). 尺寸精度获得方法 (2). 形状精度获得方法

(3). 位置精度获得方法

4.1.3 机械加工表面质量及其对零件使用性能的影响 1. 机械加工表面质量的含义

2. 机械加工表面质量对使用性能的影响

4.2 机械加工精度的影响因素及控制措施

4.2.1 机械加工工艺系统原有误差的影响

1. 概述 (1). 概念 (2). 误差敏感方向

2. 原有误差的影响 (1). 原理误差 (2). 量具与测量误差 (3). 机床误差 ①.机

床回转精度 ②.机床直线运动精度 ③.成形运动精度 ⅰ.成形运动的位置关系 ⅱ.成形运动的速度关系

4.2.2 加工过程因素的影响

1. 力变形的影响及控制 (1). 刚度 (2). 切削力变化 (3). 提高工艺系统刚度的措

施（工件刚度、刀具刚度、机床与夹具刚度）

2. 热变形的影响及控制 (1). 热源 (2). 热变形的影响（工件、刀具、机床热变

形的影响）(3). 控制措施

4.3 加工误差的统计分析

4.3.1 加工误差的统计性质（系统误差、随机误差）

4.3.2 加工误差的分布规律（正态分布、偏态分布、平顶分布、双峰分布） 4.3.3 加工误差的统计分析法（分布图法、点图法） 4.4 机械加工表面质量的影响因素及控制措施

6

4.4.1 切削加工表面的形成过程 4.4.2 加工表面粗糙度

1. 概述

2. 产生的原因及控制 (1). 切削加工表面粗糙度的成因（理论粗糙度、积屑瘤的

影响、鳞刺的影响、切削机理变化、颤振、切削刃损坏） (2). 切削加工表面粗糙度的控制（刀具、工件、切削条件） (3). 磨削表面粗糙度

4.4.3 加工变质层 1. 加工硬化

2. 残余应力

3. 磨削烧伤与裂纹及控制措施

4.5 机械加工过程中的振动及控制

4.5.1 概述

4.5.2 强迫振动及控制措施 1. 成因

2. 特点

3. 消除与控制措施 4.5.3 自激振动及控制措施

1. 概述 2. 特点

3. 激振机理 (1). 再生激振机理 (2). 振型耦合激振机理产生条件、提高系统动特性、采用减振装置）

第5章 机械加工工艺规程制订 5.1 概述 5.1.1 概念 5.1.2 作用

5.1.3 制订的原则 5.1.4 需要的原始资料 5.1.5 制订的步骤

5.2 零件的结构工艺性分析

5.2.1 概述

5.2.2 零件结构的机械加工工艺性 5.2.3 零件结构的装配与维修工艺性 5.3 定位基准的选择 5.3.1 精基准的选择 5.3.2 粗基准的选择

5.4 机械加工工艺路线的拟定 5.4.1 加工方法的选择 5.4.2 加工阶段的划分 5.4.3 加工顺序的安排 5.4.4 工序的集中与分散

5.5 加工余量与工序尺寸及工序公差的确定 5.5.1 加工余量的概念

1. 加工总余量与工序（工步）余量

2. 最大余量与最小余量及平均余量与余量公差

7

(3). 控制措施（消除 3. 加工余量与工序尺寸公差对机械加工的影响 4. 影响加工余量的因素 5.5.2 加工余量的确定方法 1. 分析计算法

2. 查表法 3. 经验法

5.5.3 工序尺寸及其公差的确定 5.6 工艺尺寸链

5.6.1 概述（定义、组成与分类） 5.6.2 基本计算方法

1. 极值法 2. 概率法

5.6.3 应用举例

1. 基准不重合时的工序尺寸计算

2. 工序基准为待加工设计基准时的工序尺寸计算 3. 工序余量的校核

4. 有表面处理工序的尺寸链计算

5.6.4 工艺尺寸链的图表法

5.7 工艺过程的经济性分析与优化

5.7.1 概述（概念及提高生产效率措施） 5.7.2 工艺方案的经济性分析 5.7.3 工艺过程优化

5.8 机械加工工艺规程制订举例

5.9 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）简介 第6章 机器的装配工艺 6.1 概述

6.2 装配尺寸链

6.3 保证装配精度的工艺方法

6.3.1 概述 6.3.2 工艺方法

1. 互换装配法（完全互换法）

2. 修配装配法

3. 选择装配法与调整装配法简介

6.3.3 机器的自动装配简介

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/51g8.html