机械制造装备设计(1).ppt

机机 械械 制制 造造 装装 备备 设设 计计 主讲教师主讲教师 李辉李辉机械工程学院机械工程学院2021/9/231本课程的主要内容和学习方法本课程的主要内容和学习方法为适应机械制造工业高速发展的需要，根据现代为适应机械制造工业高速发展的需要，根据现代高新技术的发展，调整机械制造专业课的课程体系和高新技术的发展，调整机械制造专业课的课程体系和教学内容，建立与现代制造工业高速发展相适应的系教学内容，建立与现代制造工业高速发展相适应的系统的知识体系，使学生不仅要掌握坚实的机械制造专统的知识体系，使学生不仅要掌握坚实的机械制造专业基础知识，而且还要学习和了解大量的本专业的新业基础知识，而且还要学习和了解大量的本专业的新知识和新技术，不断拓宽知识面；注重学生专业能力知识和新技术，不断拓宽知识面；注重学生专业能力和综合能力的培养，提高学生毕业后对工作环境的专和综合能力的培养，提高学生毕业后对工作环境的专业适应性。业适应性。1 1）本课程的主要内容）本课程的主要内容2021/9/232本课程在机械制造工程学等机械类专业课程本课程在机械制造工程学等机械类专业课程的基础上，以机械制造装备、机械制造物流系统和机的基础上，以机械制造装备、机械制造物流系统和机械加工生产线为主的教学内容，以培养适应现代制造械加工生产线为主的教学内容，以培养适应现代制造工业发展的综合性人才，以注重学生专业基础能力和工业发展的综合性人才，以注重学生专业基础能力和专业适应能力培养为目标。专业适应能力培养为目标。本课程是以机械制造装备设计原理为主线，以现本课程是以机械制造装备设计原理为主线，以现代制造技术为龙头的一门综合性与系统性的机械制造代制造技术为龙头的一门综合性与系统性的机械制造专业课程。专业课程。2021/9/233本课程力图达到强化机械制造装备设计、扩大专本课程力图达到强化机械制造装备设计、扩大专业知识面、反映专业新技术和发展趋势、注重学生专业知识面、反映专业新技术和发展趋势、注重学生专业基础能力和专业适应能力培养的目的。业基础能力和专业适应能力培养的目的。本课程所研究的对象主要是机械制造装备设计中本课程所研究的对象主要是机械制造装备设计中所涉及到的有关机械制造的典型设备与工艺装备中的所涉及到的有关机械制造的典型设备与工艺装备中的一般规律和基本理论。阐明机械制造装备设计及其制一般规律和基本理论。阐明机械制造装备设计及其制造技术的现状和发展趋势。造技术的现状和发展趋势。2021/9/2342 2）本课程的学习方法）本课程的学习方法本课程是一门主干专业课，具有很强的实践性和本课程是一门主干专业课，具有很强的实践性和系统性，具有一定的生产哲理与管理模式。各章节的系统性，具有一定的生产哲理与管理模式。各章节的内容既具有其独立性，又有其关联性。同学们在学习内容既具有其独立性，又有其关联性。同学们在学习课堂上的理论教学知识以外，还必须重视实践环节，课堂上的理论教学知识以外，还必须重视实践环节，应通过相关的实践教学环节来更好地体会、理解和巩应通过相关的实践教学环节来更好地体会、理解和巩固理论知识。真正的掌握与应用必须在不断的实践固理论知识。真正的掌握与应用必须在不断的实践理论理论再实践的循环中善于总结和提高。再实践的循环中善于总结和提高。2021/9/235本课程总学时为本课程总学时为40学时，其中课堂教学为学时，其中课堂教学为34学时，实验课为学时，实验课为6学时。本课程为考试课，平学时。本课程为考试课，平时成绩（包括作业和实验报告）占时成绩（包括作业和实验报告）占20%，考查，考查成绩占成绩占80%。所学内容以分析、理解为主。考。所学内容以分析、理解为主。考试的题型有：判断题、选择题、问答题、分析试的题型有：判断题、选择题、问答题、分析题和计算题共五大类。题和计算题共五大类。绪论绪论2021/9/236本课程选用教材本课程选用教材赵雪松等主编赵雪松等主编.机械制造装备设计机械制造装备设计.武汉：华中科技大学出版社，武汉：华中科技大学出版社，2009.11 2021/9/237本课程参考教材本课程参考教材冯辛安主编冯辛安主编.机械制造装备设计机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，20082008赵永成主编赵永成主编.机械制造装备设计机械制造装备设计.北京：中国铁道出版社，北京：中国铁道出版社，20022002杜君文主编杜君文主编.机械制造技术装备及设计机械制造技术装备及设计.天津大学出版社，天津大学出版社，1998戴曙主编戴曙主编.金属切削机床金属切削机床.机械工业出版社，机械工业出版社，1995王慧方主编王慧方主编.金属切削机床金属切削机床.机械工业出版社，机械工业出版社，1994龚定安主编龚定安主编.机床夹具设计机床夹具设计.陕西科学技术出版社，陕西科学技术出版社，1992徐发壬主编徐发壬主编.机床夹具设计机床夹具设计.重庆大学出版社，重庆大学出版社，19932021/9/238本课程参考教材本课程参考教材2021/9/239机机 械械 制制 造造 装装 备备 设设 计计第第1 1章章 绪论绪论第第2 2章章 机械制造装备设计方法机械制造装备设计方法第第3 3章章 金属切削机床设计金属切削机床设计第第4 4章章 机床夹具设计机床夹具设计第第5 5章章 金属切削刀具与刀具系统设计金属切削刀具与刀具系统设计第第6 6章章 物流系统及其自动化装置物流系统及其自动化装置 2021/9/2310第第1 1章章 绪绪 论论1.1 1.1 机械制造装备及其在国民经济中的地位机械制造装备及其在国民经济中的地位1.2 1.2 机械制造装备的分类机械制造装备的分类1.3 1.3 机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能 2021/9/23111.1 1.1 机械制造装备在国民经济中的地位机械制造装备在国民经济中的地位机械制造业是制造业的核心，是向其他各部门提机械制造业是制造业的核心，是向其他各部门提供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。机械制造供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。机械制造业的生产能力和发展水平是衡量一个国家工业水平的业的生产能力和发展水平是衡量一个国家工业水平的标志之一，因此，机械制造业在国民经济中占据着重标志之一，因此，机械制造业在国民经济中占据着重要地位。要地位。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度，而机械制造业个国家或地区国民经济现代化的程度，而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度。的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2312随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发生了巨大的演变。生了巨大的演变。19世纪末世纪末20世纪初，制造业开始起世纪初，制造业开始起家，二次世界大战期间，大规模的军工生产，使得制家，二次世界大战期间，大规模的军工生产，使得制造业取得了飞速发展。造业取得了飞速发展。20世纪世纪50年代，产品品种单一，为了提高生产效年代，产品品种单一，为了提高生产效率，满足市场需要，广泛采用自动机床、组合机床和率，满足市场需要，广泛采用自动机床、组合机床和专用生产线。在大批大量生产条件下，这种生产方式专用生产线。在大批大量生产条件下，这种生产方式可实现刚性自动化，大幅度降低成本，极大的提高劳可实现刚性自动化，大幅度降低成本，极大的提高劳动生产率。动生产率。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/231320世纪世纪70年代以后，社会需求日益多样化，市场年代以后，社会需求日益多样化，市场竞争日益激烈，为了在竞争中求得生存与发展，生产竞争日益激烈，为了在竞争中求得生存与发展，生产企业不仅要提高产品质量，而且必须频繁地改型，缩企业不仅要提高产品质量，而且必须频繁地改型，缩短生产周期，以满足市场不断变化的需要。数控机床短生产周期，以满足市场不断变化的需要。数控机床(NC)就是在这样的背景下诞生与发展起来的，它极其就是在这样的背景下诞生与发展起来的，它极其有效地为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自有效地为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。动化加工手段。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/231420世纪世纪70年代初研制出了计算机数控（年代初研制出了计算机数控（CNC），），使使数控机床得到了迅猛发展和普遍应用。数控机床得到了迅猛发展和普遍应用。20世纪世纪70年代年代末末80年代初，市场上出现了具有自动化、系统化和柔年代初，市场上出现了具有自动化、系统化和柔性化为特点的柔性制造单元（性化为特点的柔性制造单元（FMC），），FMC比单台数比单台数控机床的经济效益有大幅度的提高，特别适用于多品控机床的经济效益有大幅度的提高，特别适用于多品种、中小批量生产。将多个种、中小批量生产。将多个FMC用计算机及传输装置用计算机及传输装置连接起来，加上自动化立体仓库，利用工业机器人进连接起来，加上自动化立体仓库，利用工业机器人进行装配，就可组成更大规模的行装配，就可组成更大规模的FMS。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/231520世纪世纪90年代，随着世界经济的发展，市场环境年代，随着世界经济的发展，市场环境发生了巨大的变化，制造商的竞争逐渐全球化。为了发生了巨大的变化，制造商的竞争逐渐全球化。为了赢得竞争的胜利，制造业必须依靠制造技术的改进和赢得竞争的胜利，制造业必须依靠制造技术的改进和管理方法的创新不断开发出符合用户不同要求的新产管理方法的创新不断开发出符合用户不同要求的新产品。品。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2316数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造等不断出现的新的先进制系统、虚拟制造、敏捷制造等不断出现的新的先进制造技术和新的先进生产模式增强了企业的生产能力和造技术和新的先进生产模式增强了企业的生产能力和市场适应性，产品结构走向多样化，产品性能大幅度市场适应性，产品结构走向多样化，产品性能大幅度提高，机械制造业呈现出激烈的国际性竞争的高速发提高，机械制造业呈现出激烈的国际性竞争的高速发展势态。展势态。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2317机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程第一阶段第一阶段 从从1870年到年到1950年左右，纯机械控制及其电液控年左右，纯机械控制及其电液控制的刚性自动化加工单机和系统得到长足发展。制的刚性自动化加工单机和系统得到长足发展。1870年美国发明了自动制造螺丝的机器，继而于年美国发明了自动制造螺丝的机器，继而于1895年发明多轴自动车床，它们都属于典型的单机自年发明多轴自动车床，它们都属于典型的单机自动化系统，都是采用纯机械方式控制的。动化系统，都是采用纯机械方式控制的。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2318机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程第二阶段第二阶段 从从1952年到年到1965年数控技术（年数控技术（NC），），特别是单机特别是单机数控得到飞速发展。数控技术的出现是自动化制造技数控得到飞速发展。数控技术的出现是自动化制造技术发展史上的一个里程碑，它对多品种、小批量生产术发展史上的一个里程碑，它对多品种、小批量生产的自动化意义重大，几乎是目前经济性实现小批量生的自动化意义重大，几乎是目前经济性实现小批量生产自动化的唯一实用技术。产自动化的唯一实用技术。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23191952年第一台数控机床于在美国的麻省理工学院研年第一台数控机床于在美国的麻省理工学院研制成功。从制成功。从1956年开始就逐渐在中、小批量生产中得到年开始就逐渐在中、小批量生产中得到使用。使用。1953年，又研制成功著名的数控加工自动编程语年，又研制成功著名的数控加工自动编程语言（言（APT），），为数控加工技术的发展奠定了基础。为数控加工技术的发展奠定了基础。1958年，第一台具有自动换刀装置和刀库的数控机年，第一台具有自动换刀装置和刀库的数控机床即加工中心（床即加工中心（MC）在美国研制成功。在美国研制成功。1965年出现的计算机数控机床（年出现的计算机数控机床（CNC）具有很重要具有很重要的意义，因为它的出现为实现更高级别的自动化制造系的意义，因为它的出现为实现更高级别的自动化制造系统扫清了技术障碍。统扫清了技术障碍。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2320第三阶段第三阶段 从从1967年到年到80年代中期，是以数控机床和工业机年代中期，是以数控机床和工业机器人组成的柔性自动化制造系统（器人组成的柔性自动化制造系统（FMS）得到飞速发得到飞速发展的时期。展的时期。1967年英国研制成功计算机控制年英国研制成功计算机控制6台数控机台数控机床的可变制造系统。这个系统被称为最早的柔性制造床的可变制造系统。这个系统被称为最早的柔性制造系统，它的出现成功地解决了多品种、小批量复杂零系统，它的出现成功地解决了多品种、小批量复杂零件生产的自动化及降低成本和提高效率的问题。同一件生产的自动化及降低成本和提高效率的问题。同一年，美同的和日本也相继研制成功计算机控制的数控年，美同的和日本也相继研制成功计算机控制的数控系统。系统。第一章第一章 绪绪 论论机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程2021/9/23211969年日本研制出按成组加工原则的可变加工系年日本研制出按成组加工原则的可变加工系统，统，1969年美国又研制出工业机器人操作的焊接自动年美国又研制出工业机器人操作的焊接自动线。随着工业机器人技术和数控技术的发展和成熟，线。随着工业机器人技术和数控技术的发展和成熟，70年代初出现了小型自动化制造系统即柔性制造单元。年代初出现了小型自动化制造系统即柔性制造单元。柔性制造单元和柔性制造系统成为当前自动化程度最柔性制造单元和柔性制造系统成为当前自动化程度最高并且实用的系统。高并且实用的系统。第一章第一章 绪绪 论论机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程2021/9/2322第四阶段第四阶段 从从80年代至今，制造自动化系统的主要发展是计算年代至今，制造自动化系统的主要发展是计算机集成制造系统（机集成制造系统（CIMS），），并被认为是并被认为是21世纪制造业世纪制造业新模式。新模式。CIM由美国人约瑟夫哈林顿于由美国人约瑟夫哈林顿于1974年提出，年提出，其基本思想是借助于计算机技术、现代系统管理技术、其基本思想是借助于计算机技术、现代系统管理技术、现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术，将制造过程中有关的人、技术和经营管理三要素术，将制造过程中有关的人、技术和经营管理三要素有机集成，通过信息共享以及信息流与物流的有机集有机集成，通过信息共享以及信息流与物流的有机集成实现系统的优化运行。成实现系统的优化运行。第一章第一章 绪绪 论论机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程2021/9/2323第四阶段第四阶段 CIMS技术是集现代管理技术、制造技术、信息技技术是集现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程于一体的系统工程。是基术、自动化技术、系统工程于一体的系统工程。是基于于CIM思想而组成的系统，是应用思想而组成的系统，是应用CIM思想综合并发思想综合并发展了企业生产各环节有关的计算机辅助技术，是展了企业生产各环节有关的计算机辅助技术，是CIM的具体实现。如果说的具体实现。如果说CIM是组织现代化企业的一种哲是组织现代化企业的一种哲理，而理，而CIMS则应理解为一种工程技术系统。则应理解为一种工程技术系统。第一章第一章 绪绪 论论机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程2021/9/232490年代信息科学和技术的发展，使全球经济打破年代信息科学和技术的发展，使全球经济打破了传统的地域经济发展模式，全球经济一体化的进程了传统的地域经济发展模式，全球经济一体化的进程加快。为了快速响应市场，提出了许多新的生产制造加快。为了快速响应市场，提出了许多新的生产制造模式，例如以精益生产模式，例如以精益生产、敏捷制造和柔性生产为一体敏捷制造和柔性生产为一体的精益一敏捷一柔性系统，该生产系统是全面吸收精的精益一敏捷一柔性系统，该生产系统是全面吸收精益生产、敏捷制造和柔性制造的精髓，包括了全面质益生产、敏捷制造和柔性制造的精髓，包括了全面质量管理（量管理（TQCS）、）、准时生产（准时生产（JIT）、）、快速可重组制造快速可重组制造和并行工程等现代生产和管理技术，是和并行工程等现代生产和管理技术，是21世纪很有发世纪很有发展前景的先进制造模式。展前景的先进制造模式。第一章第一章 绪绪 论论机械制造业的发展过程机械制造业的发展过程2021/9/2325新的生产制造模式的主要特征是：新的生产制造模式的主要特征是：第一章第一章 绪绪 论论1)1)以用户的需求为中心；以用户的需求为中心；2)2)制造的战略重点是时间和速度；制造的战略重点是时间和速度；3)3)以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势；以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势；4)4)技术进步、人因改善和组织创新三项并重；技术进步、人因改善和组织创新三项并重；5)5)实现技术、人、组织和管理资源的快速有效集成；实现技术、人、组织和管理资源的快速有效集成；6)6)组织形式采用组织形式采用“虚拟公司虚拟公司”在内的多种类型。在内的多种类型。2021/9/2326我国的机械制造业主要表现在以下几个方面：我国的机械制造业主要表现在以下几个方面：1 1）产品品种少、档次低；）产品品种少、档次低；2 2）制造工艺落后、装备陈旧；）制造工艺落后、装备陈旧；3 3）生产专业化水平低；）生产专业化水平低；4 4）管理水平落后；）管理水平落后；5 5）劳动生产率低。）劳动生产率低。改造后的机械制造装备应具有柔性化、自动化和改造后的机械制造装备应具有柔性化、自动化和精密化等特点，以便更好地适应市场经济的需要，适精密化等特点，以便更好地适应市场经济的需要，适应多品种、小批量生产和经常更新品种的需要。应多品种、小批量生产和经常更新品种的需要。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23271.2 1.2 机械制造装备的分类机械制造装备的分类1.2.1 1.2.1 加工装备加工装备1.2.2 1.2.2 工艺装备工艺装备第一章第一章 绪绪 论论1.2.3 1.2.3 仓储输送装备仓储输送装备1.2.4 1.2.4 辅助装备辅助装备2021/9/23281.2.1 1.2.1 加工装备加工装备 加工装备加工装备主要指机床。机床是制造机器的机器，也主要指机床。机床是制造机器的机器，也称工作母机，包括金属切削机床、特种加工机床、锻压称工作母机，包括金属切削机床、特种加工机床、锻压机床和木工机床四大类。机床和木工机床四大类。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23291 1金属切削机床金属切削机床金属金属切削机床是利用切削刀具与金屑工件的相对运动，切削机床是利用切削刀具与金屑工件的相对运动，从工件上切去多余或预留的金属层，以获得符合规定尺寸、从工件上切去多余或预留的金属层，以获得符合规定尺寸、形状、精度和表面粗糙度要求的零件。形状、精度和表面粗糙度要求的零件。通用的金属切削机床按其切削方式可分为车床、钻床、通用的金属切削机床按其切削方式可分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨(插插)床、拉床、切断机床和其它机床等。专用机床是为特殊的工床、拉床、切断机床和其它机床等。专用机床是为特殊的工艺目的设计和制造的加工装备，组合机床及其自动线是其中艺目的设计和制造的加工装备，组合机床及其自动线是其中的一个大分支，包括大型组合机床及其自动线、小型组合机的一个大分支，包括大型组合机床及其自动线、小型组合机床及其自动线、自动换刀数控组合机床及其自动线等。床及其自动线、自动换刀数控组合机床及其自动线等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23302 2特种加工机床特种加工机床 近近十年来，为满足国防和高新科技领域的需要，十年来，为满足国防和高新科技领域的需要，许多产品朝着高精度、高速度、高温、高压、大功率许多产品朝着高精度、高速度、高温、高压、大功率和小型化方向发展。采用特种加工技术，可以全新的和小型化方向发展。采用特种加工技术，可以全新的工艺方法，解决上述用常规加工手段难以甚至无法解工艺方法，解决上述用常规加工手段难以甚至无法解决的许多工艺难题，例如大面积镜面加工、小径长孔决的许多工艺难题，例如大面积镜面加工、小径长孔甚至弯孔加工、脆硬难切削材料加工和微细加工等。甚至弯孔加工、脆硬难切削材料加工和微细加工等。特种加工机床近年来发展很快，按其加工原理可分成：特种加工机床近年来发展很快，按其加工原理可分成：电加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子电加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、水射流等加工机床。束加工、水射流等加工机床。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2331（1 1）电加工机床电加工机床直接利用电能对工件进行加工的机床，统称电加直接利用电能对工件进行加工的机床，统称电加工机床，一般仅指电火花加工机床、电火花线切割机工机床，一般仅指电火花加工机床、电火花线切割机床和电解加工机床。床和电解加工机床。电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生的电火花小电弧从工件上去除微粒材料达到加工要求的电火花小电弧从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床，主要用于加工硬的导电金属，如淬火钢、硬的机床，主要用于加工硬的导电金属，如淬火钢、硬质合金等。质合金等。按工具电极的形状和电极是否旋转，电火花加工按工具电极的形状和电极是否旋转，电火花加工可进行成形穿孔加工、电火花成形加工、电火花雕刻、可进行成形穿孔加工、电火花成形加工、电火花雕刻、电火花展成加工、电火花磨削等。电火花展成加工、电火花磨削等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2332（2 2）超声波加工机床超声波加工机床利用超声波能量对材料进行机械加工的设备称超声利用超声波能量对材料进行机械加工的设备称超声波加工机床。加工时工具作超声振动，并以一定的静压波加工机床。加工时工具作超声振动，并以一定的静压力压在工件上，工件与工具间引入磨料悬浮液。在振动力压在工件上，工件与工具间引入磨料悬浮液。在振动工具的作用下，磨粒对工件材料进行冲击和挤压，加上工具的作用下，磨粒对工件材料进行冲击和挤压，加上空化爆炸作用将材料切除。超声波加工适用于特硬材料，空化爆炸作用将材料切除。超声波加工适用于特硬材料，如石英、陶瓷、水晶、玻璃等的孔加工、套料、切割、如石英、陶瓷、水晶、玻璃等的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨和超声电加工等复合加工。雕刻、研磨和超声电加工等复合加工。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2333（3 3）激光加工机床激光加工机床激光是一种高强度、方向性好、单色性好的相干光。采激光是一种高强度、方向性好、单色性好的相干光。采用激光能量进行加工的设备统称激光加工机床。利用激光的极用激光能量进行加工的设备统称激光加工机床。利用激光的极高能量密度产生上万度的高温聚焦在工件上，使工件被照射的高能量密度产生上万度的高温聚焦在工件上，使工件被照射的局部在瞬间急剧熔化和蒸发，并产生强烈的冲击波，使熔化的局部在瞬间急剧熔化和蒸发，并产生强烈的冲击波，使熔化的物质爆炸式地喷射出来以改变工件的形状。激光加工可以用于物质爆炸式地喷射出来以改变工件的形状。激光加工可以用于所有金属和非金属材料，特别适合于加工微小孔和微小缝隙。所有金属和非金属材料，特别适合于加工微小孔和微小缝隙。如加工金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、陶瓷、玻璃等非金属材如加工金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、陶瓷、玻璃等非金属材料和硬质合金、不锈钢等金属材料。料和硬质合金、不锈钢等金属材料。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2334（4 4）电子束加工机床电子束加工机床在真空条件下，由阴极发射出的电子流被带高电位的阳极在真空条件下，由阴极发射出的电子流被带高电位的阳极吸引，在飞向阳极的过程中，经过聚焦、偏转和加速，最后以吸引，在飞向阳极的过程中，经过聚焦、偏转和加速，最后以高速和细束状轰击被加工工件的一定部位，在几分之一秒内，高速和细束状轰击被加工工件的一定部位，在几分之一秒内，将其百分之九十九以上的能量转化成热能，使工件上被轰击的将其百分之九十九以上的能量转化成热能，使工件上被轰击的局部材料在瞬间熔化、气化和蒸发，以完成工件的加工。常用局部材料在瞬间熔化、气化和蒸发，以完成工件的加工。常用于穿孔、切割、蚀刻、焊接、蒸镀、注入和熔炼等。此外，利于穿孔、切割、蚀刻、焊接、蒸镀、注入和熔炼等。此外，利用低能电子束对某些物质的化学作用，可进行镀膜和曝光，也用低能电子束对某些物质的化学作用，可进行镀膜和曝光，也属于电子束加工。电子束加工机床就是利用电子束的上述特性属于电子束加工。电子束加工机床就是利用电子束的上述特性进行加工的装备。进行加工的装备。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2335（5 5）离子束加工机床离子束加工机床在在电场作用下，将正离子从离子源出口孔电场作用下，将正离子从离子源出口孔“引出引出”，在真空条件下，将其聚焦、偏转和加速，并以大能量，在真空条件下，将其聚焦、偏转和加速，并以大能量细束状轰击被加工部位，引起工件材料的变形与分离，细束状轰击被加工部位，引起工件材料的变形与分离，或使靶材离子沉积到工件表面上，或使杂质离子射人工或使靶材离子沉积到工件表面上，或使杂质离子射人工件内，用这种方法对工件进行穿孔、切割、铣削、成像、件内，用这种方法对工件进行穿孔、切割、铣削、成像、抛光、蚀刻、清洗、溅射、注入和蒸镀等，统称离子束抛光、蚀刻、清洗、溅射、注入和蒸镀等，统称离子束加工。离子束加工机床就是利用离子束的上述特性进行加工。离子束加工机床就是利用离子束的上述特性进行加工的装备。加工的装备。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2336（6 6）水射流加工机床水射流加工机床水射流加工是利用具有很高速度的细水柱或掺有水射流加工是利用具有很高速度的细水柱或掺有磨料的细水柱，冲击工件的被加工部位，使被加工部磨料的细水柱，冲击工件的被加工部位，使被加工部位上的材料被剥离。随着工件与水柱间的相对移动，位上的材料被剥离。随着工件与水柱间的相对移动，切割出要求的形状。常用于切割某些难加工材料，如切割出要求的形状。常用于切割某些难加工材料，如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸铁、耐热合金、复合材料等。铁、耐热合金、复合材料等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23373 3锻压机床锻压机床是利用金属的塑性变形特点进行成形加工，属无屑是利用金属的塑性变形特点进行成形加工，属无屑加工设备，主要包括锻造机、冲压机、挤压机和轧制机加工设备，主要包括锻造机、冲压机、挤压机和轧制机四大类。四大类。(1)(1)锻造机锻造机 是利用金属的塑性变形，使坯料在工是利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成形为具有一定形状和尺寸具的冲击力或静压力作用下成形为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求。的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求。锻造加工按其成形方法的不同，可分为手工锻造、自由锻造加工按其成形方法的不同，可分为手工锻造、自由锻造、胎模锻造、模型锻造和特种锻造等。按锻造温度锻造、胎模锻造、模型锻造和特种锻造等。按锻造温度不同，可分热锻、温锻和冷锻等。不同，可分热锻、温锻和冷锻等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2338(2)(2)冲压机冲压机 借助模具对板料施加外力，迫使材借助模具对板料施加外力，迫使材料按模具形状、尺寸进行剪裁或塑性变形，得到要料按模具形状、尺寸进行剪裁或塑性变形，得到要求的金属板制件。根据加工时材料温度的不同，可求的金属板制件。根据加工时材料温度的不同，可分为冷冲压和热冲压。冲压工艺省工、省料和生产分为冷冲压和热冲压。冲压工艺省工、省料和生产率高。率高。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2339(3)(3)挤压机挤压机 借助于凸模对放在凹模内的金属坯借助于凸模对放在凹模内的金属坯料加力挤压，迫使金属挤满凹模和凸模合成的内腔空料加力挤压，迫使金属挤满凹模和凸模合成的内腔空间，获得所需的金属制件。挤压时，坯料受三向压缩间，获得所需的金属制件。挤压时，坯料受三向压缩应力的作用，有利于低塑性金属的成形。与模锻相比，应力的作用，有利于低塑性金属的成形。与模锻相比，挤压加工更节约金属、提高生产率和制品的精度。按挤压加工更节约金属、提高生产率和制品的精度。按挤压时的温度不同，可分为冷挤压、温热挤压和热挤挤压时的温度不同，可分为冷挤压、温热挤压和热挤压。压。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2340(4)(4)轧制机轧制机 是使金属材料经过旋转的轧辊，在轧是使金属材料经过旋转的轧辊，在轧辊压力作用下产生塑性变形，以获得所要求的截面形辊压力作用下产生塑性变形，以获得所要求的截面形状并同时改变其性能。按轧制时材料温度是否在再结状并同时改变其性能。按轧制时材料温度是否在再结晶温度的以上或以下，分热轧和冷轧。按轧制方式又晶温度的以上或以下，分热轧和冷轧。按轧制方式又可分纵轧、横轧和斜轧。纵轧是轧件在两个平行排列可分纵轧、横轧和斜轧。纵轧是轧件在两个平行排列而反向旋转的轧辊间轧制，用于轧制板材、型材、钢而反向旋转的轧辊间轧制，用于轧制板材、型材、钢轨等；横轧是轧件在两个平行排列而同向旋转的轧辊轨等；横轧是轧件在两个平行排列而同向旋转的轧辊间轧制，用于轧制套圈类零件；斜轧是轧件在两个轴间轧制，用于轧制套圈类零件；斜轧是轧件在两个轴线互成一定角度而同向旋转的轧辊间轧制，自身作螺线互成一定角度而同向旋转的轧辊间轧制，自身作螺旋前进运动，主要用于轧制钢球。旋前进运动，主要用于轧制钢球。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23411.2.2 1.2.2 工艺装备工艺装备产品产品制造所用的各种刀具、制造所用的各种刀具、辅具、量具、夹具、模具等工具辅具、量具、夹具、模具等工具总称为工艺装备。它是保证产品总称为工艺装备。它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。生产效率的重要手段。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23421 1刀具刀具第一章第一章 绪绪 论论切削切削加工时，从工件上切除多余材料所用的工具，加工时，从工件上切除多余材料所用的工具，称之为刀具。刀具的种类颇多，如车刀、刨刀、铣刀、称之为刀具。刀具的种类颇多，如车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、齿轮滚刀等。通用刀具已标准化，由工钻头、丝锥、齿轮滚刀等。通用刀具已标准化，由工具制造厂大批量生产，不需自行设计。专用刀具则需具制造厂大批量生产，不需自行设计。专用刀具则需自行设计。自行设计。2021/9/23432.2.辅具辅具第一章第一章 绪绪 论论用于安装刀具的器具。大多数辅具用于安装刀具的器具。大多数辅具已标准化，已标准化，由工具制造厂大批量生产，不需自行设计。由工具制造厂大批量生产，不需自行设计。2021/9/23443 3夹具夹具夹具是安装在机床上用于定位和夹紧工件的工艺装夹具是安装在机床上用于定位和夹紧工件的工艺装备，它保证工件加工时的定位精度、被加工面之间的相备，它保证工件加工时的定位精度、被加工面之间的相对位置精度，有利于工艺规程的贯彻和提高生产效率。对位置精度，有利于工艺规程的贯彻和提高生产效率。夹具一般由定位机构、夹紧机构、刀具导向装置、工件夹具一般由定位机构、夹紧机构、刀具导向装置、工件推入和取出导向装置和夹具体构成。按夹具安装在什么推入和取出导向装置和夹具体构成。按夹具安装在什么机床上可分为车床夹具、铣床夹具、刨床夹具、钻床夹机床上可分为车床夹具、铣床夹具、刨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。按夹具专用化程度可分为具、镗床夹具、磨床夹具等。按夹具专用化程度可分为专用夹具、成组夹具和组合夹具等。专用夹具、成组夹具和组合夹具等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23454 4量具量具 量具是以固定形式复现量值的计量器具的总称。量具是以固定形式复现量值的计量器具的总称。通用量具已标准化、系列化，如游标卡尺、千分尺、通用量具已标准化、系列化，如游标卡尺、千分尺、千分表、量块等。专用量具可根据被测量对象的尺寸千分表、量块等。专用量具可根据被测量对象的尺寸及公差而设计与制造，如塞规、卡规等。有些量具尽及公差而设计与制造，如塞规、卡规等。有些量具尽管是专用的，也可相互借用，如极限量块、样板等。管是专用的，也可相互借用，如极限量块、样板等。有些属于组合测量仪，只在较小的范围内通用。组合有些属于组合测量仪，只在较小的范围内通用。组合测量仪可同时对多个尺寸进行测量，将这些尺寸与允测量仪可同时对多个尺寸进行测量，将这些尺寸与允许值进行比较，通过显示装置指示是否合格。许值进行比较，通过显示装置指示是否合格。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2346组合测量仪也可以通过测得的尺寸值计算出其它一组合测量仪也可以通过测得的尺寸值计算出其它一些较难直接测量的几何参数，如圆度、垂直度等，并与些较难直接测量的几何参数，如圆度、垂直度等，并与相应的允许值进行比较。组合测量仪通常有模数转换装相应的允许值进行比较。组合测量仪通常有模数转换装置、微处理器和显示装置置、微处理器和显示装置(如信号灯、显示屏幕等如信号灯、显示屏幕等)，测，测得的值经模数转换成数值量，由微处理器将测得的值作得的值经模数转换成数值量，由微处理器将测得的值作相应的处理，并与允许值进行比较，得出是否合格的结相应的处理，并与允许值进行比较，得出是否合格的结论，由显示装置将测量分析结果显示出来。论，由显示装置将测量分析结果显示出来。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23475 5模具模具 模具模具是用来将材料填充在其型腔中，以获得所需是用来将材料填充在其型腔中，以获得所需形状和尺寸制件的工具。按填充方法和填充材料的不形状和尺寸制件的工具。按填充方法和填充材料的不同，模具有粉末冶金模具、塑料模具、压铸模具、冷同，模具有粉末冶金模具、塑料模具、压铸模具、冷冲模具、锻压模具等。冲模具、锻压模具等。（1 1）粉末冶金模具）粉末冶金模具 粉末冶金是制造机器零件的一种加工方法，将一粉末冶金是制造机器零件的一种加工方法，将一种或多种金属或非金属粉末混合，放在粉末冶金模具种或多种金属或非金属粉末混合，放在粉末冶金模具的模腔内，加压成形，再烧结成制品。的模腔内，加压成形，再烧结成制品。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/2348（2 2）塑料模具）塑料模具 塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件下可塑制成在常温下保持形状不变的材料。下可塑制成在常温下保持形状不变的材料。塑制成型制塑制成型制件所用的模子称之为塑料模具。件所用的模子称之为塑料模具。塑料模具塑料模具有压塑模具、挤塑模具、注射模具和其它有压塑模具、挤塑模具、注射模具和其它模具。其它模具有挤出成形模具、发泡成形模具、低发模具。其它模具有挤出成形模具、发泡成形模具、低发泡注射成形模具和吹塑模具等。泡注射成形模具和吹塑模具等。第一章第一章 绪绪 论论2021/9/23491 1）压塑模具（压胶模）压塑模具（压胶模）成型热固性塑料件的模具。成型前，根据压制成型热固性塑料件的模具。成型前，根据压制工艺条件将模具加热到成型温度，然后将塑料粉放工艺条件将模具加热到成型温度，然后将塑料粉放入型腔内预热、闭模和加压。塑料受热和加压后逐入型腔内预热、闭模和加压。塑料受热和加压后逐渐软化成粘流状态，在成型压力的作用下流动而充渐软化成粘流状态，在成型压力的作用下流动而充满型腔，经保压一段时间后，塑件逐渐硬化成形，满型腔，经保压一段时间