05 第五章 金属切削加工.pptx

第1页：第五章 金属切削加工

金属切削加工

钳工：手持工具，划线、锯、锉、刮、钻孔……；机械加工：操作机械，车、铣、刨、磨、镗……

第2页：5.1 概述：加工质量

5.1 概述——一、加工质量：

• 尺寸精度：IT01、IT0、IT1……IT18
• 形状精度：○、/○/
• 位置精度：//

加工质量包括加工精度与表面粗糙度两部分，详见表 6-1、表 6-2。

第3页：

第4页：1．切削表面

二、切削运动和切削用量——1．切削表面：切削过程中工件上同时存在待加工表面、过渡表面与已加工表面三个表面。

第5页：2．切削运动

2．切削运动：由主运动与进给运动配合完成切削，主运动的速度最高、消耗的功率最大。

第6页：3．切削用量：切削速度

3．切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，称为切削用量三要素。

Ⅰ．切削速度

单位为 m/min 或 m/s。主运动为旋转运动时按 v_c = πdn/1000 计算；主运动为往复运动时按 v_c = 2Ln_r/1000 计算。式中 L——往复运动行程长度（mm）；n_r——主运动每分钟的往复次数（往复次数/min）。

注：源文件将「往复」写作「住复」，此处按通用写法修正。

第7页：进给速度、进给量与背吃刀量

• Ⅱ．进给速度（feed speed）v_f：mm/s 或 mm/min；进给量（feed per revolution）f：mm/r 或 mm/dst.；进给速度与进给量的关系：v_f = f n。
• Ⅲ．背吃刀量（back engagement）a_p：在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量，单位为 mm，即工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离；对于外圆切削：a_p = (d_w − d_m)/2。

注：外圆切削背吃刀量计算式为按标准公式补全，建议对照原课件核对。

第8页：

第9页：5．2 切削刀具：刀具的几何形状

5．2 切削刀具——一、刀具的几何形状：外圆车刀切削部分的组成为「三面、两刃、一尖」。

第10页：（一）刀具切削部分的组成

• 前面
• 主后面
• 副后面
• 主切削刃
• 副切削刃
• 刀尖

第11页：（二）参考平面

(1) 切削平面

通过主切削刃上某一点并与工件过渡表面相切的平面。

(2) 基面

通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。

(3) 正交平面

通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。

三者共同组成标注刀具角度的正交平面参考系。

第12页：正交平面参考系

正交平面参考系：由基面、切削平面与正交平面构成，是标注刀具角度的基准坐标系。

第13页：（三）刀具的标注角度：前角

（1）前角 γ₀

在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角。前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分。前角越大，刀具越锋利，但太大会削弱刀头坚固性，一般取 10º～25º。

第14页：刀具的标注角度：后角

（2）后角 α₀

在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角。后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值，一般取 6º～12º。

第15页：刀具的标注角度：主偏角、副偏角

• （3）主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，主偏角一般为正值，取 30º～90º。
• （4）副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给方向反方向的夹角，副偏角一般为正值，取 5º～10º。

第16页：

第17页：二、刀具材料

1．对刀具材料的性能要求：

• （1）较高的硬度
• （2）良好的耐磨性
• （3）良好的耐热性
• （4）足够的强度和韧性
• （5）良好的工艺性

2．常用刀具材料的性能和用途：

• （1）碳素工具钢：制造切削速度低的简单手动工具
• （2）合金工具钢：制造低速加工和要求热处理变形小的刀具
• （3）金属陶瓷和金刚石：目前主要用于难加工材料的精加工

在近代切削加工中，高速钢和硬质合金互相补充，成为应用最广泛的刀具材料。

注：源文件将「刀具材料」写作「刀具付料」，此处按通用写法修正。

第18页：（4）高速钢 （5）硬质合金

（4）高速钢

又称白钢、锋钢，含有较多的 W、Cr 等合金元素。硬度、耐热性和耐磨性都有显著提高，淬火硬度为 HRC62-65，耐热性可达 600℃，允许的切削速度为 30-50m/min（0.5-1.08m/s），热处理变形小，刃磨性能较硬质合金好，广泛用于制造各种复杂的刀具，如钻头、铣刀、拉刀和齿轮刀具等。

（5）硬质合金

由硬度和熔点都很高的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）等金属碳化物作基体，用钴作粘结剂，采用粉末冶金法制成的合金，硬度可达 HRA89-91（相当于 HRC74-78），耐热性可达 850-1000℃，v 达 100-300m/min（1.7—5m/s）；抗弯强度、冲击韧性差。通常制成各种形式的刀片，将其焊接或夹固在刀体上使用。

注：源文件将碳化钛写作「Tic」，此处按标准化学式 TiC 修正。

第19页：常用硬质合金的种类和牌号

• (1) 钨钴（YG）类硬质合金：成分为 WC 和 Co，抗弯强度较高，韧性较好，适于加工脆性金属；又因容易磨出锐利的刃口，也常用于加工有色金属及其合金。
• (2) 钨钛钴（YT）类硬质合金：成分为 WC、TiC 和 Co，硬度、耐磨性和耐热性均较 YG 类硬质合金高，但抗弯强度较低，因此常用来加工钢件。
• (3) 钨钛钽（铌）（YW）类硬质合金：在 YT 类硬质合金中加入少量 TaC(NbC)，以细化晶粒，提高韧性和耐磨性，既可加工铸铁和有色金属，又可加工钢以及高温合金等难加工材料，常称为通用硬质合金。

另有涂层刀具，是在硬质合金刀片表面涂覆耐磨层以延长刀具寿命。

注：源文件将「耐热性」写作「耐热件」，此处按通用写法修正。

第20页：第9次课重点内容

第9次课重点内容：2．切削运动——主运动与进给运动的形式及切削用量三要素。

第21页：第9次课重点内容（二）

第9次课重点内容：围绕切削运动与切削用量的概念及计算。

第22页：第9次课重点内容（三）

5．2 切削刀具——一、刀具的几何形状：外圆车刀切削部分的组成为「三面、两刃、一尖」。

第23页：5.3 切削加工的工艺特点：零件表面的形成

5.3 切削加工的工艺特点——一、零件表面的形成：零件表面由刀具与工件的相对运动（母线与导线）形成。

第24页：二、切削过程：切屑的形成及其类型

二、切削过程——1．切屑的形成及其类型：由于工件材料性质、刀具角度、切削用量的不同，切削过程中的变形情况也就不同，因而产生了不同类型的切屑。

• (1) 带状切屑
• (2) 崩碎切屑
• (3) 挤裂切屑

第25页：

第26页：

第27页：1、带状切屑

1、带状切屑：外形呈带状，底面光滑、背面呈毛茸状，是加工塑性材料时最常见的切屑形态。

第28页：2、挤裂切屑

2、挤裂切屑：外形呈节状，底面光滑有裂纹、背面呈锯齿状，为剪切滑移局部达到断裂强度所形成。

第29页：3、单元切屑

3、单元切屑：呈粒状不规则块状颗粒，剪切应力完全达到断裂强度时形成，切削力波动较大。

第30页：4、崩碎切屑

4、崩碎切屑：呈不规则块状颗粒，加工硬脆材料时未经塑性变形即被挤裂，切削力波动大、有冲击。

第31页：切屑类型及形成条件

切屑类型及形成条件：下表按形态、变形程度与形成条件横向比较四种切屑。

第32页：

第33页：2．切削力及切削功率：切削力的来源

2．切削力及切削功率——一、切削力的来源及其分解：

切削力

金属切削时，刀具切削入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力称为切削力。

切削力的来源：被切材料发生弹性变形与塑性变形的抗力，以及切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦阻力。

第34页：切削合力的分解

总的合力 F 可分解为相互垂直的 F_x(F_f)、F_y(F_p)、F_z(F_c) 三个分力。

第35页：（3）切削力的估算

• a 用经验公式估算：F_c = C_Fc a_p^X_Fc f^Y_Fc K_Fc。式中 C_Fc——与工件材料和刀具材料有关的系数；a_p——背吃刀量（mm）；f——进给量；X_Fc、Y_Fc——指数；K_Fc——与切削用量、刀具角度、刀具磨损及切削液有关的修正系数。
• b 用单位切削力 P 来估算。

注：源文件将「背吃刀量」写作「背吃力刀量」，此处按通用写法修正；经验公式为按标准公式补全，建议对照原课件核对。

第36页：（4）切削功率

（4）切削功率：P_c = F_c v_c / 60。

例：车外圆时，工件转速为 n = 240r/min，切削速度 v_c = 50m/min，测得此时电机功率为 2.4kW，设计机床传动效率为 0.8，试求工件直径和主切削力。

解：已知 P_E = 2.4kW，η = 0.8，v_c = 50m/min = 50m/60s。由 v_c = πdn/1000 求得工件直径 d ≈ 66.3mm；主切削力 F_c = 1000 ηP_E / v_c ≈ 2304N。

注：源文件将「机床传动效率」写作「传动功率」，此处按通用写法修正；示例计算结果为按已知数据推算，建议对照原课件核对。

第37页：影响切削力的因素、切削热与切削温度

• （5）影响切削力的因素：工件材料、刀具角度、切削用量。
• 3、切削热和切削液：（1）切削热；（2）切削温度。

第38页：（3）降低切削温度的措施 （4）切削液

（3）降低切削温度的措施；（4）切削液：

• 1）切削液的作用：冷却、润滑、洗涤排屑、防锈。
• 2）切削液的分类：水溶液、切削油、乳化液。

第39页：切削液使用的两点注意

注意以下两点：

• 第一，硬质合金刀具由于耐热性好，一般不用切削液。必要时可采用低含量的乳化液或水溶液，但切削液必须连续地、充分地浇注，以免硬质合金刀片因骤冷骤热产生内应力而出现裂纹。
• 第二，加工铸铁件时一般不用切削液，因为铸铁本身含有大量石墨能起润滑作用，且崩碎切屑易被切削液带入机床运动部分增加磨损；精加工时可采用渗透性、清洗性好的煤油。

第40页：4．刀具的磨损和刀具寿命

刀具寿命（耐用度）T

是指刀具由开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的实际切削时间（min），以符号 t（T）表示。刀具总寿命是一把新刀从开始使用到报废为止的切削总时间。

第41页：三、切削加工性：衡量指标

三、切削加工性——1、衡量切削加工性的指标：

• a 一定耐用度下的切削速度 v_T；
• b 相对加工性 K_r，K_r = V₆₀/(V₆₀)_j，以 45 钢为基准；
• c 切削力、切削温度、已加工表面质量，切屑的控制与断屑的难易程度。

工件材料的切削加工性主要决定于材料的物理、力学性能：灰铸铁切削加工性较好，低碳钢切削加工性较差，高碳钢切削加工性亦很差，中碳钢其切削加工性比高碳钢和低碳钢都好。

第42页：2、改善切削加工性的途径

2、改善切削加工性的途径：

• 1) 采用热处理：高碳钢、工具钢——球化退火，降低硬度；热轧中碳钢——正火，使组织与硬度均匀；低碳钢——正火，降低塑性、提高硬度；马氏体不锈钢——调质；铸铁件——切削加工前退火，降低表层硬度、消除内应力。
• 2) 调整材料的化学成分：例如在钢中加入少量的硫、铅、磷等元素，形成金属夹杂物（如 MnS）并弥散分布，使之容易断屑，刀具磨损减轻、加工表面质量好，这类钢称为易切削钢。

第43页：第11次课重点内容

5.3 切削加工的工艺特点——一、零件表面的形成（第11次课重点内容）。

第44页：第11次课重点内容（二）

二、切削过程——1．切屑的形成及其类型（第11次课重点内容）：由于工件材料性质、刀具角度、切削用量的不同，产生 (1) 带状切屑、(2) 崩碎切屑、(3) 挤裂切屑等不同类型。

第45页：第11次课重点内容（二）：切削分力

2．切削力及切削功率（第11次课重点内容）：（1）切削力；（2）切削分力 a 主切削力（切向力）F_c、b 进给力（轴向力）F_f、c 背向力（径向力）F_p。

第46页：第11次课重点内容（四）

（4）切削功率（第11次课重点内容）。例：车外圆时，工件转速为 n = 240r/min，切削速度 v_c = 50m/min，测得此时电机功率为 2.4kW，设计机床传动效率为 0.8，试求工件直径和主切削力。

第47页：第11次课重点内容：切削热和切削液

3、切削热和切削液——切削液（第11次课重点内容）：下表列出切削液的作用与三大分类。

切削液作用：a 冷却作用；b 润滑作用；c 洗涤和排屑作用；d 防锈作用。

第48页：第11次课重点内容：切削加工性与刀具寿命

三、切削加工性（第11次课重点内容）：灰铸铁切削加工性较好，低碳钢切削加工性较差，高碳钢切削加工性亦很差，中碳钢其切削加工性比高碳钢和低碳钢都好。4．刀具的磨损和刀具寿命。

第49页：5．4 切削工艺：一、机床

5．4 切削工艺——一、机床：机床是完成切削加工的装备，按加工方式与结构分为若干类别、组别与系别。

第50页：CA6140 车床型号的含义

CA6140 车床型号含义：下表逐位说明各代号的含义。

第51页：1、车床的组成

二、车削——1、车床的组成：主要由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座、床身与床腿等部件构成。

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第54页：2．工件在车床上的装夹方法

2．工件在车床上的装夹方法：下表比较四种装夹方式的适用长径比与精度特点。

第55页：（1）常用的附件

（1）车床常用的装夹附件：三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、心轴、中心架、跟刀架、花盘、弯板。

• 顶尖与心轴：用于有中心孔或内孔定位的轴类、盘套类零件；
• 中心架与跟刀架：加工细长轴时的辅助支承；
• 花盘与弯板：用于形状不规则、无法用卡盘直接装夹的零件。

第56页：

第57页：1．钻孔

钻孔

用钻头在实体材料上加工孔。钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为 IT11，表面粗糙度 Ra 值一般为 12.5μm。

第58页：2)．钻孔的工艺特点

• 1)．麻花钻：两个主切削刃、两个副切削刃、一个横刃。
• 2)．钻孔的工艺特点（1）容易产生「引偏」，减小「引偏」采取的措施：① 预钻锥形定心孔；② 用钻套为钻头导向；③ 刃磨时尽量把钻头的两个主切削刃刃磨得对称一致。

注：源文件将「两个副切削刃」写作「两上副切削刃」，此处按通用写法修正。

第59页：（2）排屑困难 （3）切削热不易传散

（2）排屑困难；（3）切削热不易传散。下表列出钻削热量的分配比例。

第60页：3)．钻孔机床的选择

• 台式钻床：单件小批生产，中小型工件上的小孔。
• 立式钻床：中小型工件上直径较大的孔。
• 摇臂钻床：大中型工件上的孔。
• 回转体工件上的孔：多在车床上加工。
• 成批和大量生产中：采用钻模、多轴钻或组合机床进行孔的加工。

第61页：立式排钻床

立式排钻床：多轴立式布置，可一次装夹完成多孔系的加工，适合批量生产。

第62页：摇臂钻床的两种类型

万向摇臂钻床

摇臂和主轴箱可以回转或倾斜，使主轴可在空间任意方向进行钻削，适用于重型机器、机车车辆、船舶和锅炉等制造业中加工大型工件。

车式摇臂钻床

底座有车轮，可以在轨道上移动，适用于桥梁和机床等行业窄长形工件的孔加工。

第63页：2、扩孔

扩孔

用扩孔钻对工件上已有的孔进行扩大加工，提高孔的精度和减小表面粗糙度 Ra 值。扩孔的公差等级为 IT10～IT9，表面粗糙度 Ra 值为 6.3～3.2μm，属于半精加工。

扩孔钻与麻花钻在结构上相比有以下特点：1)．刚性较好；2)．导向性较好；3)．切削条件较好，在一定程度上可校正原孔轴线的偏斜。

第64页：3、铰孔

铰孔

在扩孔或半精镗的基础上进行，是孔的精加工方法，公差等级为 IT8～IT6，表面粗糙度 Ra 值为 1.6～0.4μm。可提高工件的尺寸精度和形状精度，但不能提高孔的位置精度。

钻—扩—铰是生产中典型的孔加工方案。

第65页：四、镗孔

四、镗孔：位置精度要求严格的箱体上的孔系加工，可在车床、镗床或铣床上进行。镗孔可分粗镗、半精镗和精镗。

第66页：孔加工：磨孔

另外孔加工还有拉孔、磨孔。

磨孔

孔的精加工方法，尺寸公差等级 IT8～IT6，Ra 1.6～0.4μm；主要用于不宜或无法进行镗削、铰削或拉削的高精度孔以及淬硬孔的精加工。

第67页：孔加工：拉孔

拉孔

对孔进行精加工，尺寸公差等级为 IT8～IT7，Ra 值为 0.8～0.4μm。

第68页：五、刨削

五、刨削：刨削加工的尺寸公差等级一般为 IT9～IT7，Ra 值为 6.3～1.6μm；用宽刀进行精刨，表面粗糙度 Ra 值为 1.6～0.8μm。

第69页：牛头刨床与龙门刨床

牛头刨床

由滑枕带着刀架作直线往复运动。

龙门刨床

由工作台带着工件通过龙门框架作直线往复运动。

第70页：六、铣削

六、铣削：铣削加工公差等级可达 IT9~IT7，表面粗糙度 Ra 值可达 6.3~1.6μm。

第71页：

第72页：铣削平面的工艺特点

铣削平面的工艺特点：

• (1) 铣刀是多齿刀具，切削过程不平稳，容易产生振动，Ra 较大。
• (2) 刀齿的散热条件好，但切入和切出有热和力的冲击，加速刀具的磨损，甚至引起硬质合金刀片的碎裂。
• (3) 铣削加工的应用范围广。
• (4) 铣平面比刨平面的生产率高。

第73页：转盘铣床

转盘铣床：工作台可回转，便于一次装夹完成多角度平面与沟槽的铣削加工。

第74页：

第75页：七、磨削

七、磨削：利用砂轮等磨具对工件表面进行精加工的方法，可获得较高的尺寸精度与较小的表面粗糙度。

第76页：纵磨法与横磨法

纵磨法

工件（或砂轮）沿轴向作纵向进给，磨削深度小、散热好、加工精度与表面质量高，生产率较低。

横磨法

砂轮沿径向连续切入，无纵向进给，生产率高但散热差，适于成形面与短工件。

第77页：精密万能外圆磨床与平面磨床

精密万能外圆磨床

用于磨削外圆柱面、圆锥面及内孔，万能性较强。

平面磨床

用于磨削各类平面，工作台多为电磁吸盘装夹。

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第79页：定梁龙门磨床

定梁龙门磨床：横梁固定、工作台往复运动，刚性好，用于大型工件的平面磨削。

第80页：5.5 特种加工：一、电火花加工（EDM）

5.5 特种加工：不象机械加工那样主要依靠机械能来切除被加工材料，而是直接利用电能、化学能、光能及声能等进行加工。

• 利用能源：电能、化学能、光能及声能等；
• 工具材料：硬度可以比工件材料的硬度低；
• 切削力：加工时一般没有明显的切削力；
• 切削速度：加工去除工件材料的速度比切削加工低。

电火花加工（EDM）

利用脉冲放电对导电材料的腐蚀作用去除材料，以获得一定形状和尺寸的一种加工方法。

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第83页：二、电解加工（ECM）

电解加工（ECM）

以电化学阳极溶解的方式来实现对工件进行加工的特种加工方法。

第84页：三、超声波加工（USM）

三、超声波加工（USM）：声波是指人耳能感受到的 16-16000Hz 振动，超声加工利用超声频振动驱动工具与磨料悬浮液冲击工件表面实现材料去除，适于加工硬脆非导电材料。

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第87页：四、激光加工

四、激光加工：利用激光的亮度高、方向性强、单色性好的相干光，光束的发散角不超过 0.1，在理论上聚焦到尺寸与光波波长相近的小斑点上，其焦点处的功率密度可达 10⁸-10¹⁰ W/cm²，温度可高达万度左右，使任何材料均在瞬间被急剧熔化和气化，并通过所产生的强烈冲击波被喷发出去。

第88页：五、电子束加工（EBM）

电子束加工（EBM）

利用高速电子的冲击动能对材料进行加工，能量密度极高，适于打孔、窄缝切割与焊接，需在真空中进行。

第89页：5.6 机械加工工艺过程：概述

机械加工工艺过程

用机械加工方法，按一定顺序逐步改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的全过程。

工序

一个（或一组）工人在一台机床（或一个工作地点）上，对一个（或同时几个）工件进行连续加工所完成的那一部分工艺过程。

机械加工工艺过程由一系列工序组成。

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第91页：2．生产类型 3．机械加工工艺规程

工艺规程

将产品或零部件的制造工艺过程的所有内容用图、表、文字的形式规定下来的工艺文件汇编称为工艺规程。

工艺规程的作用：技术的储备和交流；组织、管理和指导生产；各项生产准备工作的技术依据。

第92页：工艺过程卡片

机械加工工艺规程的格式——工艺过程卡片：以工序为单位简要说明零部件的加工路线，是最基本的工艺文件。

第93页：机械加工工艺卡片

机械加工工艺卡片：按工序详细说明加工内容、设备与工艺装备、切削用量等，用于指导现场生产。

第94页：机械加工工序卡片

机械加工工序卡片：以工序图与详细说明指导单道工序的操作，多用于大批大量生产的关键工序。

第95页：4．制订机械加工工艺规程的步骤及内容

4．制订机械加工工艺规程的步骤及内容：

• 1) 研究图样；2) 确定毛坯；3) 选择定位基准；
• 4) 拟定工艺路线。这是制订工艺规程的核心，主要内容是：选择加工方法、划分加工阶段，合理安排各表面的加工顺序等。拟定工艺路线时一般需要提出几个方案进行分析比较，确定一个最佳方案。
• 5) 确定各工序所采用的设备；6) 确定各工序所需要的刀具、夹具、量具和辅助工具，即选择工艺装备；
• 7) 确定加工余量，计算工序尺寸；8) 确定切削用量和工时定额；9) 填写工艺文件。

注：源文件将「工艺装备」写作「上艺装备」，此处按通用写法修正。

第96页：二、零件的结构工艺性

二、零件的结构工艺性：在具体设计零件结构时，除满足使用要求外，通常还应注意以下几方面的因素。

• 1) 零件加工表面的几何形状应尽量简单；
• 2) 尽量减少加工劳动量；
• 3) 便于安装、加工和测量。其主要目的是减少消耗，保证质量。

第97页：结构工艺性分析 1、退刀槽

零件的结构工艺性分析——1、退刀槽：加工螺纹、内槽等结构时应设置退刀槽，以便刀具顺利退出。

第98页：结构工艺性分析 1、退刀槽（二）

退刀槽设置示例：阶梯轴外圆磨削前应在轴肩处设置砂轮越程槽，使磨削能加工到根部。

第99页：结构工艺性分析 1、退刀槽（三）

退刀槽对比分析：设置退刀槽后可保证加工到位、避免刀具与工件干涉，显著提高加工质量与效率。

第100页：结构工艺性分析 1、退刀槽（四）

退刀槽应用：螺纹、内槽、双齿轮及磨削加工时都需要设计退刀槽。

第101页：结构工艺性分析 1、退刀槽（五）

螺纹、内槽、双齿轮及磨削加工时需要设计退刀槽：便于刀具或砂轮退出，保证加工表面完整并降低刀具损伤。

第102页：结构工艺性分析 2、进退刀

零件的结构工艺性分析——2、进退刀：进退刀要安全，应留出足够的进退刀空间。

第103页：结构工艺性分析 2、进退刀（二）

进退刀安全设计：加工斜面上的孔或曲面时，孔进口与出口应设计成平台，避免钻头引偏或折断。

第104页：结构工艺性分析 2、进退刀（三）

进退刀要安全：足够的进退刀空间、孔进口与出口设计成平台，以保证刀具正常切入切出并延长刀具寿命。

第105页：结构工艺性分析 3、减少辅助时间

零件的结构工艺性分析——3、减少辅助时间（减少刀具种类和换刀次数）：同一零件上的槽、孔应尽量设计成同一尺寸与同一方向。

第106页：结构工艺性分析 3、减少辅助时间（二）

减少辅助时间：通过统一结构尺寸减少刀具种类与换刀次数，缩短辅助时间，提高生产率。

第107页：结构工艺性分析 3、减少辅助时间（三）

减少辅助时间（减少安装次数）：结构设计应尽量减少工件的装夹与翻转次数。

第108页：结构工艺性分析 3、减少辅助时间（四）

尽量减少辅助时间：槽、孔、凸台设计成同一尺寸、同一方向，以减少安装次数或调刀次数。

第109页：结构工艺性分析 4、减少加工面积

零件的结构工艺性分析——4、减少加工面积：在满足使用要求的前提下尽量减小加工表面面积，以减少加工量与刀具消耗。

第110页：结构工艺性分析 5、定位

零件的结构工艺性分析——5、定位：零件结构应为加工与测量提供可靠的定位基准。

第111页：结构工艺性分析 5、定位（二）

定位可靠：设置专门的定位面或工艺凸台，保证工件在夹具中定位准确、夹紧稳定。

第112页：结构工艺性分析 6、便于加工

零件的结构工艺性分析——6、便于加工：结构设计应使刀具易于接近和退出加工部位。

第113页：结构工艺性分析 6、便于加工（二）

便于加工的结构对比：应避免刀具无法接近的死角结构，预留必要的操作空间。

第114页：结构工艺性分析 6、便于加工（三）

尽量避免深孔加工、腔体内加工、内表面加工：这类结构加工困难、刀具刚性差、质量不易保证。

第115页：零件的结构工艺性总结

零件结构工艺性总结：

• 尽量避免深孔加工、腔体内加工、内表面加工
• 螺纹、内槽、双齿轮及磨削加工时需要设计退刀槽
• 进退刀要安全：足够的进退刀空间、孔进口与出口设计成平台
• 减少加工面积
• 定位可靠
• 尽量减少辅助时间：槽、孔、凸台设计成同一尺寸、同一方向

第116页：练习

练习：运用零件结构工艺性的各项原则，分析并改进给定的零件结构。

第117页：

第118页：

第119页：零件结构的装配工艺性

零件结构的装配工艺性：结构设计应与装配工艺相适应，便于装配与拆卸、减少装配工作量并保证装配精度。

第120页：1、加工方法的选择

经济加工精度

在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。

三、工艺路线的拟定——1、加工方法的选择：(1) 依据经济加工精度和表面粗糙度选择加工方法。

第121页：（2）典型表面的加工路线

（2）典型表面的加工路线：实际选择加工方法时，应考虑到被加工零件的结构形状、尺寸大小、零件材料的性质、生产类型以及工厂的现有条件。

第122页：（1）加工阶段的划分

2．工序顺序的安排——（1）加工阶段的划分。划分加工阶段的好处是：

• 1) 易于保证加工质量
• 2) 能够提高生产率
• 3) 利于合理使用设备
• 4) 便于安排热处理工序

必须指出，划分加工阶段并不是绝对的，在实际生产中，对于刚性好、精度要求不高的工件，往往不严格划分加工阶段。

第123页：（2）加工顺序的安排

（2）加工顺序的安排：

• 1) 切削加工顺序的安排：① 先粗后精；② 基准先行；③ 先主后次。
• 2) 热处理工序的安排：按预备热处理、最终热处理等阶段合理插入工艺路线。

第124页：3) 辅助工序的安排

3) 辅助工序的安排：辅助工序包括检验、去毛刺、倒棱、平衡、清洗等工序。

检验的安排：

• ① 粗加工阶段结束之后；
• ② 重要的关键工序前后；
• ③ 从一个车间转到另一个车间时；
• ④ 特种性能检验（磁力探伤、密封性检验等）；
• ⑤ 零件全部加工完毕以后。

第125页：四、工件的装夹

装夹

将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。

• 1．直接找正装夹：精度高，生产率低，要求工人水平，用于单件小批生产；
• 2．划线找正装夹：加工余量均匀；
• 3．专用夹具装夹：生产率高，不要求工人水平，用于大批大量生产。

第126页：五、基准：基准及其分类

五、基准——1．基准及其分类：

• 设计基准：设计图样上所采用的基准。
• 工艺基准：工序基准、定位基准（粗基准、精基准、附加基准）、测量基准、装配基准。

第127页：

第128页：2．定位基准的选择：粗基准

2．定位基准的选择——（1）粗基准的选择原则：

• ① 保证相互位置要求的原则
• ② 保证加工表面加工余量合理分配的原则
• ③ 便于工件装夹的原则
• ④ 粗基准一般不得重复使用的原则

第129页：（2）精基准的选择原则

（2）精基准的选择原则：

• ① 基准重合原则
• ② 统一基准原则
• ③ 互为基准原则
• ④ 自为基准原则
• ⑤ 便于装夹的原则

第130页：六、轴类零件加工工艺实例

六、轴类零件加工工艺实例：按研究图样、确定毛坯、选择定位基准、拟定工艺路线的顺序安排工序，并据此编制机械加工工艺规程。

第131页：

第132页：作业题二

作业题二：

• 三、根据下图，要求在基面投影图 P 中注出：① 已加工表面；② 待加工表面；③ 过渡表面；④ 前刀面；⑤ 主切削刃；⑥ 副切削刃；⑦ 刀尖；⑧ 主偏角 K_r；⑨ 副偏角 K_r′。
• 四、车外圆时，工件转速为 n = 240r/min，工件直径 d_w = 66.3mm，测得此时电机功率为 2.4kW，设计机床传动效率为 0.8，试求主切削力。

注：源文件将「机床传动效率」写作「传动功率」，此处按通用写法修正。

第133页：作业三

作业三——五、试改进下列零件的结构，使之合理：

• （1）砂型铸造件
• （2）砂型铸造件
• （3）模锻件
• （4）立铣刀铣平面
• （5）自由锻件
• （6）钻孔