《金属切削工艺与机床选择》课件

《金属切削工艺与机床选择》本课件旨在全面介绍金属切削工艺与机床选择的核心知识，帮助学习者深入理解金属切削的基础理论、刀具选择、各类机床的特性与应用，以及数控加工、特种加工等先进技术通过本课程的学习，您将能够掌握金属切削工艺设计、机床选择与优化等关键技能，为实际生产中的工艺规划与设备选择提供有力支持课程概述课程目标内容安排12使学生掌握金属切削工艺的基本课程内容涵盖金属切削基础本原理、刀具的选择与使用、知识、切削刀具、金属切削机常用金属切削机床的结构与特床概述、车削加工、铣削加工点，以及数控加工的基本知识、钻削加工、磨削加工、数控，培养学生分析和解决实际切加工技术、特种加工技术以及削问题的能力机床选择原则等多个方面学习要求3要求学生认真听讲、积极思考、完成作业，并能够运用所学知识解决实际问题同时，鼓励学生查阅相关资料，拓展知识面，提高综合素质第一章金属切削基础知识金属切削是机械制造领域中一种重要的加工方法，通过刀具与工件的相对运动，将工件上多余的材料去除，从而获得所需形状、尺寸和表面质量的零件本章将系统介绍金属切削的定义、特点、基本要素、运动形式以及加工质量等基础知识，为后续章节的学习奠定基础掌握这些基础知识，有助于更好地理解切削过程中的物理现象，为合理选择切削参数、刀具和机床提供理论指导同时，也有助于提高加工质量和生产效率，降低生产成本学习目标学习重点了解金属切削的定义和特点；掌握切削速度、进给量和切削深度金属切削的基本要素及其对加工质量的影响；金属切削的运动形等基本要素；熟悉金属切削的运动形式；理解切屑形成、切削力式；切屑的形成过程；切削力的产生机理；切削热的产生、传递产生和切削热产生等主要现象；掌握评价金属切削加工质量的指和控制；表面粗糙度、加工精度和表面完整性等加工质量指标标金属切削的定义与特点

1.1金属切削是指利用刀具，使刀具与工件之间产生相对运动，从工件上切除多余材料，以获得具有一定形状、尺寸和表面质量的零件的加工方法金属切削是机械制造中最常用的加工方法之一，广泛应用于各个工业领域金属切削具有以下主要特点能够加工各种金属材料；可以获得较高的加工精度和表面质量；适应性强，可以加工各种形状复杂的零件；生产效率高，适合大批量生产；切削过程中会产生切屑、切削力和切削热等现象金属切削的概念金属切削的主要特点通过刀具与工件的相对运动，从工件上切除多余材料的加工方法适用材料广泛•加工精度高•适应性强•生产效率高•金属切削的基本要素

1.2金属切削过程涉及三个关键要素，它们共同决定了切削效率、加工质量和刀具寿命理解并合理选择这些要素，是优化切削工艺的重要手段分别是切削速度、进给量和切削深度，接下来对他们进行阐述切削速度是指刀具切削刃相对于工件表面的移动速度，单位通常为米分钟/m/min进给量是指刀具每旋转一周或每行程，刀具相对于工件的移动距离，单位通常为毫米/转或毫米行程切削深度是指刀具切入工件的深度，单位通常mm/r/mm/stroke为毫米mm切削速度进给量刀具切削刃相对于工件表面的移动速刀具每旋转一周或每行程，刀具相对度，影响切削温度和刀具磨损于工件的移动距离，影响表面粗糙度切削深度刀具切入工件的深度，影响切削力和切削功率金属切削的运动形式

1.3金属切削过程中的运动形式是实现材料去除的关键不同的运动形式决定了切削的轨迹和方式，影响加工效率和零件形状根据作用和方向，切削运动可分为主运动、进给运动和切削运动，接下来进行阐述主运动是使切削得以连续进行的主要运动，通常由机床的主轴驱动，具有较高的速度进给运动是使切削能够不断进行，以去除工件上更多材料的运动，通常由机床的进给机构驱动切削运动是刀具与工件的相对运动，是主运动和进给运动的合成运动，决定了切削的轨迹和形状主运动进给运动切削运动使切削得以连续进行的使切削能够不断进行，刀具与工件的相对运动主要运动，通常具有较以去除工件上更多材料，是主运动和进给运动高的速度的运动的合成运动金属切削过程中的主要现象

1.4金属切削是一个复杂的物理过程，伴随着多种现象的发生了解这些现象有助于更好地理解切削机理，优化切削工艺主要现象包括切屑的形成、切削力的产生和切削热的产生切屑是金属材料在切削过程中被刀具切离工件后形成的碎片切削力是刀具在切削过程中作用于工件上的力，是切削过程中的重要参数切削热是由于切削过程中的塑性变形和摩擦而产生的热量，会影响刀具寿命和加工质量切屑的形成1金属材料在切削过程中被刀具切离工件后形成的碎片切削力的产生2刀具在切削过程中作用于工件上的力，包括主切削力、背向力和进给力切削热的产生3由于切削过程中的塑性变形和摩擦而产生的热量金属切削加工质量

1.5金属切削加工的最终目的是获得满足设计要求的零件加工质量是评价切削工艺的重要指标主要包括表面粗糙度、加工精度和表面完整性表面粗糙度是指加工表面微观几何形状的偏差程度，通常用值表示加工精度是指零件实Ra际尺寸、形状和位置与理想状态的偏差程度，包括尺寸精度、形状精度和位置精度表面完整性是指加工表面材料的物理、化学和力学性能，包括表面硬度、残余应力和金相组织等表面粗糙度加工表面微观几何形状的偏差程度，影响零件的耐磨性和疲劳强度加工精度零件实际尺寸、形状和位置与理想状态的偏差程度，影响零件的装配性能和使用寿命表面完整性加工表面材料的物理、化学和力学性能，影响零件的耐腐蚀性和疲劳强度第二章切削刀具切削刀具是金属切削过程中直接与工件接触的工具，其性能直接影响加工效率和加工质量本章将系统介绍刀具材料、刀具几何参数和常用刀具种类，并阐述刀具选择的基本原则，为合理选择刀具提供指导选择合适的刀具，可以提高切削效率，降低刀具磨损，获得良好的加工表面质量，并延长刀具的使用寿命因此，了解刀具的各种特性和选择原则至关重要刀具材料几何参数124选择原则刀具种类3刀具材料

2.1刀具材料是制造切削刀具的基础，其性能直接决定了刀具的切削能力和使用寿命不同的刀具材料适用于不同的加工条件和工件材料常用的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷和金刚石等高速钢具有良好的韧性和耐磨性，适用于低速切削硬质合金具有很高的硬度和耐磨性，适用于高速切削陶瓷具有极高的硬度和耐热性，适用于高速、高温切削金刚石具有最高的硬度和耐磨性，适用于精密加工和超精密加工金刚石1陶瓷2硬质合金3高速钢4刀具几何参数

2.2刀具的几何参数是指刀具各部分的形状和角度，对切削性能有重要影响合理的刀具几何参数可以提高切削效率、降低切削力、改善切削表面质量常用的刀具几何参数包括前角、后角和主偏角等前角是指刀具切削刃与基面之间的夹角，影响切削力和切屑流动后角是指刀具后刀面与切削平面之间的夹角，影响刀具与工件之间的摩擦主偏角是指刀具主切削刃与进给方向之间的夹角，影响切削宽度和切削力的分布前角1后角2主偏角3常用刀具种类

2.3根据不同的加工方法和加工对象，切削刀具可分为多种类型常用的刀具种类包括车刀、铣刀、钻头和铰刀等每种刀具都有其特定的结构和用途，适用于不同的切削任务车刀主要用于车削加工，可以加工外圆、内孔、螺纹等铣刀主要用于铣削加工，可以加工平面、曲面、槽等钻头主要用于钻孔加工，可以加工通孔、盲孔等铰刀主要用于铰孔加工，可以提高孔的精度和表面质量该图表展示了常用刀具种类的应用比例车刀和铣刀的应用最为广泛，其次是钻头和铰刀其他类型的刀具应用比例相对较小刀具选择原则

2.4刀具的选择是切削工艺设计的重要环节合理的刀具选择可以提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本刀具选择应综合考虑加工材料、加工精度要求和生产批量等因素加工硬度较高的材料，应选择硬度较高的刀具材料加工精度要求较高的零件，应选择精度较高的刀具生产批量较大的零件，应选择耐用度较高的刀具，以减少换刀次数，提高生产效率同时，还应考虑刀具的成本和供货情况加工材料加工精度要求生产批量根据工件材料的硬度、强度和耐磨性选择合根据零件的尺寸精度、形状精度和位置精度根据零件的生产批量选择合适的刀具耐用度适的刀具材料选择合适的刀具精度等级，以减少换刀次数第三章金属切削机床概述金属切削机床是实现金属切削加工的设备，其性能直接影响加工效率和加工质量本章将系统介绍金属切削机床的分类、基本组成和性能指标，为后续章节的学习奠定基础学习目标是掌握金属切削机床的分类方法，了解金属切削机床的基本组成及其作用，熟悉金属切削机床的性能指标及其含义金属切削机床种类繁多，根据不同的分类标准可以分为不同的类型了解机床的分类有助于更好地选择合适的机床，以满足不同的加工需求机床的基本组成是实现切削运动和提供支撑的基础，了解机床的基本组成有助于更好地理解机床的工作原理机床的性能指标是评价机床性能的重要依据，熟悉机床的性能指标有助于更好地选择和使用机床机床分类基本组成了解按加工方式、精度等级和自动化程理解床身、主轴系统、进给系统和控制度的分类系统的作用性能指标掌握精度、刚度、效率和可靠性的含义金属切削机床的分类

3.1金属切削机床种类繁多，根据不同的分类标准可以分为不同的类型常用的分类方法包括按加工方式分类、按精度等级分类和按自动化程度分类按加工方式分类可分为车床、铣床、钻床、磨床等；按精度等级分类可分为普通机床、精密机床和高精度机床；按自动化程度分类可分为普通机床、半自动机床和数控机床了解机床的分类有助于更好地选择合适的机床，以满足不同的加工需求例如，加工轴类零件通常选择车床，加工平面和曲面通常选择铣床，加工孔通常选择钻床，加工高精度零件通常选择精密机床或高精度机床，大批量生产通常选择数控机床按加工方式按精度等级按自动化程度车床、铣床、钻床、磨普通机床、精密机床、普通机床、半自动机床床等高精度机床、数控机床金属切削机床的基本组成

3.2金属切削机床由多个部件组成，每个部件都发挥着重要的作用机床的基本组成包括床身、主轴系统、进给系统和控制系统等床身是机床的基础，用于支撑和固定其他部件主轴系统用于驱动刀具或工件旋转进给系统用于驱动刀具或工件移动控制系统用于控制机床的运动和加工过程了解机床的基本组成有助于更好地理解机床的工作原理，掌握机床的操作和维护方法，并能更好地进行机床的选择和使用例如，了解床身的结构可以判断机床的刚度，了解主轴系统的结构可以判断机床的转速范围，了解进给系统的结构可以判断机床的进给精度，了解控制系统的功能可以判断机床的自动化程度床身1机床的基础，用于支撑和固定其他部件主轴系统2用于驱动刀具或工件旋转，提供切削动力进给系统3用于驱动刀具或工件移动，实现切削运动控制系统4用于控制机床的运动和加工过程，实现自动化加工金属切削机床的性能指标

3.3金属切削机床的性能指标是评价机床性能的重要依据常用的性能指标包括精度、刚度、效率和可靠性等精度是指机床的加工精度，包括尺寸精度、形状精度和位置精度刚度是指机床抵抗变形的能力，影响加工精度和稳定性效率是指机床的生产效率，包括切削速度、进给速度和辅助时间可靠性是指机床的无故障工作能力，影响生产的连续性和稳定性选择机床时，应根据加工对象的精度要求、生产批量和经济性等因素，综合考虑机床的各项性能指标例如，加工高精度零件应选择精度较高的机床，大批量生产应选择效率较高的机床，需要长时间连续生产应选择可靠性较高的机床精度机床的加工精度，包括尺寸精度、形状精度和位置精度刚度机床抵抗变形的能力，影响加工精度和稳定性效率机床的生产效率，包括切削速度、进给速度和辅助时间可靠性机床的无故障工作能力，影响生产的连续性和稳定性第四章车削加工车削加工是利用车刀，使工件旋转，刀具沿一定轨迹移动，从工件上切除多余材料的加工方法车削加工是机械制造中最常用的加工方法之一，广泛应用于轴类、盘类零件的加工本章将系统介绍车削加工的特点、车床的类型、车削工艺设计和车削加工案例分析，为掌握车削加工技术提供指导学习目标是掌握车削加工的原理和特点，了解常用车床的结构和性能，掌握车削工艺设计的基本方法，能够分析和解决实际车削加工问题车削加工的特点决定了其适用范围，车床的类型决定了其加工能力，车削工艺设计决定了其加工效率和加工质量加工特点车床类型124案例分析工艺设计3车削加工的特点

4.1车削加工是指在车床上利用车刀对旋转的工件进行加工的方法其加工原理是利用工件的旋转运动作为主运动，车刀的移动作为进给运动，从而切除工件上的材料车削加工的特点包括适用范围广、加工精度高、表面质量好、生产效率高等车削加工适用于加工各种旋转体零件，如轴类、盘类、套类等可以进行外圆、内孔、端面、螺纹等多种表面的加工车削加工可以获得较高的尺寸精度和表面质量，能够满足大多数零件的加工要求同时，车削加工的生产效率较高，适合大批量生产加工原理适用范围工件旋转为主运动，车刀移动为进给运动，切除工件材料适用于加工各种旋转体零件，如轴类、盘类、套类等车床的类型

4.2根据不同的结构和功能，车床可分为多种类型常用的车床类型包括普通车床、数控车床和立式车床等普通车床是一种通用的机床，适用于各种车削加工数控车床是一种自动化程度较高的机床，适用于批量生产和复杂零件的加工立式车床是一种主轴垂直布置的机床，适用于加工大型盘类零件选择合适的车床类型，可以提高加工效率和加工质量例如，单件小批量生产通常选择普通车床，大批量生产通常选择数控车床，加工大型盘类零件通常选择立式车床普通车床数控车床立式车床一种通用的机床，适用于各种车削加工一种自动化程度较高的机床，适用于批量一种主轴垂直布置的机床，适用于加工大生产和复杂零件的加工型盘类零件车削工艺设计

4.3车削工艺设计是指根据零件的图纸和技术要求，确定车削加工方案的过程车削工艺设计包括工序安排、工艺参数选择和刀具选择等内容合理的车削工艺设计可以提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本工序安排是指确定零件的加工顺序和加工内容工艺参数选择是指确定切削速度、进给量和切削深度等参数刀具选择是指根据加工材料、加工精度要求和生产批量等因素，选择合适的车刀类型和材料工序安排确定零件的加工顺序和加工内容，如粗车、精车、半精车等工艺参数选择确定切削速度、进给量和切削深度等参数，以保证加工效率和加工质量刀具选择根据加工材料、加工精度要求和生产批量等因素，选择合适的车刀类型和材料车削加工案例分析

4.4为了更好地理解和掌握车削加工技术，本节将通过两个案例分析，介绍轴类零件和盘类零件的车削加工过程通过案例分析，可以了解车削加工的实际应用，掌握车削工艺设计的具体方法轴类零件是指长度大于直径的旋转体零件，如主轴、心轴、轴套等盘类零件是指直径大于长度的旋转体零件，如齿轮、飞轮、皮带轮等轴类零件和盘类零件是机械产品中常见的零件，其车削加工具有重要的意义轴类零件加工1介绍轴类零件的车削加工工艺，如粗车、精车、磨削等盘类零件加工2介绍盘类零件的车削加工工艺，如粗车、精车、镗孔等第五章铣削加工铣削加工是利用铣刀，使铣刀旋转，工件沿一定轨迹移动，从工件上切除多余材料的加工方法铣削加工是一种高效的加工方法，可以加工平面、曲面、槽等多种表面本章将系统介绍铣削加工的特点、铣床的类型、铣削工艺设计和铣削加工案例分析，为掌握铣削加工技术提供指导本章的学习目标是掌握铣削加工的原理和特点，了解常用铣床的结构和性能，掌握铣削工艺设计的基本方法，能够分析和解决实际铣削加工问题学习重点是铣削加工的特点及其适用范围，铣床的类型及其特点，铣削工艺设计的内容和方法加工特点铣床类型124案例分析工艺设计3铣削加工的特点

5.1铣削加工是一种用途广泛的切削加工方法，通过旋转的铣刀从工件上移除材料它具有一些独特的特点，使其在制造过程中发挥着重要的作用铣削加工的特点包括可以加工各种复杂的表面形状；可以进行高效的材料去除；可以获得较高的加工精度和表面质量；适用于各种金属和非金属材料的加工在生产实践中，铣削加工通常用于加工平面、曲面、沟槽、孔以及各种复杂的轮廓由于铣削加工具有较高的灵活性和适应性，因此被广泛应用于航空航天、汽车、模具制造等领域加工原理适用范围旋转的铣刀从工件上移除材料，实现对工件的加工适用于各种金属和非金属材料的加工，可以加工平面、曲面、沟槽、孔以及各种复杂的轮廓铣床的类型

5.2根据不同的结构和功能，铣床可分为多种类型，以适应不同的加工需求常用的铣床类型包括立式铣床、卧式铣床和数控铣床等立式铣床主轴垂直于工作台，适用于加工平面、曲面和孔等卧式铣床主轴平行于工作台，适用于加工沟槽和复杂轮廓等数控铣床采用数控系统控制，具有较高的自动化程度和加工精度，适用于批量生产和复杂零件的加工选择合适的铣床类型，可以提高加工效率和加工质量例如，加工平面和曲面通常选择立式铣床，加工沟槽和复杂轮廓通常选择卧式铣床，大批量生产和复杂零件的加工通常选择数控铣床立式铣床卧式铣床主轴垂直于工作台，适用于加工平面、主轴平行于工作台，适用于加工沟槽和曲面和孔等复杂轮廓等数控铣床采用数控系统控制，具有较高的自动化程度和加工精度，适用于批量生产和复杂零件的加工铣削工艺设计

5.3铣削工艺设计是指根据零件的图纸和技术要求，确定铣削加工方案的过程它包括工序安排、工艺参数选择和刀具选择等内容，旨在提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本工序安排是指确定零件的加工顺序和加工内容，如粗铣、精铣、半精铣等工艺参数选择是指确定切削速度、进给量和切削深度等参数刀具选择是指根据加工材料、加工精度要求和生产批量等因素，选择合适的铣刀类型和材料在实际生产中，合理的铣削工艺设计可以显著提高生产效率和加工质量例如，粗铣时通常采用较大的切削深度和进给量，以提高材料去除率；精铣时则采用较小的切削深度和进给量，以保证加工精度和表面质量工序安排工艺参数选择刀具选择确定零件的加工顺序和加工内容，如粗铣、精铣、确定切削速度、进给量和切削深度等参数，以保证根据加工材料、加工精度要求和生产批量等因素，半精铣等加工效率和加工质量选择合适的铣刀类型和材料铣削加工案例分析

5.4为了更好地理解和掌握铣削加工技术，本节将通过两个案例分析，介绍平面加工和槽类加工的铣削过程通过案例分析，可以了解铣削加工的实际应用，掌握铣削工艺设计的具体方法平面加工是指利用铣刀加工零件的平面表面槽类加工是指利用铣刀加工零件的沟槽或凹槽平面和槽类表面是机械零件中常见的结构要素掌握其铣削加工方法具有重要的意义案例分析将详细介绍加工方案的确定、工艺参数的选择以及刀具的选用，以便读者能够更好地理解和应用铣削加工技术平面加工1介绍平面加工的铣削工艺，如粗铣、精铣、表面光整等槽类加工2介绍槽类加工的铣削工艺，如粗铣、精铣、清角等第六章钻削加工钻削加工是利用钻头在工件上加工孔的加工方法钻削加工是一种常用的孔加工方法，广泛应用于各种机械制造领域本章将系统介绍钻削加工的特点、钻床的类型、钻削工艺设计和钻削加工案例分析，为掌握钻削加工技术提供指导本章的学习目标是掌握钻削加工的原理和特点，了解常用钻床的结构和性能，掌握钻削工艺设计的基本方法，能够分析和解决实际钻削加工问题学习重点是钻削加工的特点及其适用范围，钻床的类型及其特点，钻削工艺设计的内容和方法加工特点钻床类型124案例分析工艺设计3钻削加工的特点

6.1钻削加工是使用钻头在工件上制造孔的加工过程它具有一些独特的特点，使其在制造领域中占有重要地位钻削加工的主要特点包括易于操作，设备简单；生产效率较高，适用于批量生产；加工精度相对较低，通常需要后续精加工；适用于各种金属和非金属材料的孔加工由于其简单性和效率，钻削加工广泛应用于各个工业领域，如汽车制造、航空航天、电子设备等通过选择合适的钻头和钻削参数，可以满足不同材料和不同孔径的加工要求加工原理适用范围使用钻头在工件上制造孔，通过钻头的旋转和轴向进给实现材料适用于各种金属和非金属材料的孔加工，可以加工通孔、盲孔、去除阶梯孔等钻床的类型

6.2根据不同的结构和功能，钻床可分为多种类型，以满足不同的加工需求常用的钻床类型包括台式钻床、立式钻床和数控钻床等台式钻床结构简单、体积小，适用于小型零件的钻孔加工立式钻床具有较高的刚性和精度，适用于中型零件的钻孔加工数控钻床采用数控系统控制，具有较高的自动化程度和加工精度，适用于批量生产和复杂孔的加工在选择钻床类型时，需要综合考虑工件的尺寸、精度要求以及生产批量等因素例如，小型零件的钻孔加工通常选择台式钻床，中型零件的钻孔加工通常选择立式钻床，大批量生产和复杂孔的加工通常选择数控钻床台式钻床立式钻床结构简单、体积小，适用于小型零件的具有较高的刚性和精度，适用于中型零钻孔加工件的钻孔加工数控钻床采用数控系统控制，具有较高的自动化程度和加工精度，适用于批量生产和复杂孔的加工钻削工艺设计

6.3钻削工艺设计是指根据零件的图纸和技术要求，确定钻削加工方案的过程它包括工序安排、工艺参数选择和刀具选择等内容，旨在提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本工序安排是指确定孔的加工顺序和加工内容，如钻孔、扩孔、铰孔等工艺参数选择是指确定切削速度、进给量和切削深度等参数刀具选择是指根据加工材料、孔径和精度要求等因素，选择合适的钻头类型和材料合理的钻削工艺设计可以有效提高孔的加工质量和生产效率例如，对于精度要求较高的孔，通常需要进行多次加工，如先用钻头钻孔，再用扩孔钻扩孔，最后用铰刀铰孔工序安排工艺参数选择刀具选择确定孔的加工顺序和加工内容，如钻孔、扩孔、铰确定切削速度、进给量和切削深度等参数，以保证根据加工材料、孔径和精度要求等因素，选择合适孔等加工效率和加工质量的钻头类型和材料钻削加工案例分析

6.4为了更好地理解和掌握钻削加工技术，本节将通过两个案例分析，介绍通孔加工和深孔加工的钻削过程通过案例分析，可以了解钻削加工的实际应用，掌握钻削工艺设计的具体方法通孔加工是指钻头完全穿透工件的孔加工深孔加工是指孔的深度大于孔径的倍的孔加工5通孔和深孔是机械零件中常见的结构要素掌握其钻削加工方法具有重要的意义案例分析将详细介绍加工方案的确定、工艺参数的选择以及刀具的选用，以便读者能够更好地理解和应用钻削加工技术通孔加工介绍通孔加工的钻削工艺，如钻孔、扩孔、铰孔等12深孔加工介绍深孔加工的钻削工艺，如采用专用深孔钻、冷却润滑等第七章磨削加工磨削加工是利用磨具对工件表面进行精加工的方法磨削加工是一种重要的精密加工方法，广泛应用于各种机械制造领域本章将系统介绍磨削加工的特点、磨床的类型、磨削工艺设计和磨削加工案例分析，为掌握磨削加工技术提供指导磨削加工是机械制造中不可或缺的工艺环节，它能显著提升零件的尺寸精度和表面质量，对于提高产品的性能和寿命具有重要意义学习目标是掌握磨削加工的原理和特点，了解常用磨床的结构和性能，掌握磨削工艺设计的基本方法，能够分析和解决实际磨削加工问题加工特点磨床类型124案例分析工艺设计3磨削加工的特点

7.1磨削加工是利用磨具对工件表面进行微量切削的精加工方法它具有一些独特的特点，使其在精密加工领域中占有重要地位磨削加工的主要特点包括能够获得极高的尺寸精度和表面质量；适用于硬质材料的加工；切削量小，加工效率相对较低；磨削过程中会产生大量的磨削热由于其高精度和表面光洁度，磨削加工广泛应用于轴承、齿轮、模具等精密零件的加工在磨削过程中，合理控制磨削参数和冷却润滑，可以有效降低磨削热，提高加工质量和效率加工原理适用范围利用磨具对工件表面进行微量切削，实现高精度和表面光洁度的适用于硬质材料的加工，如淬硬钢、硬质合金等，可以加工平面加工、内外圆、螺纹等磨床的类型

7.2根据不同的结构和功能，磨床可分为多种类型，以满足不同的加工需求常用的磨床类型包括外圆磨床、内圆磨床和平面磨床等外圆磨床用于磨削工件的外圆表面内圆磨床用于磨削工件的内孔表面平面磨床用于磨削工件的平面表面在选择磨床类型时，需要根据工件的形状和尺寸以及加工表面的精度要求进行综合考虑例如，磨削轴类零件的外圆通常选择外圆磨床，磨削孔类零件的内孔通常选择内圆磨床，磨削平面零件的平面通常选择平面磨床外圆磨床内圆磨床用于磨削工件的外圆表面，适用于用于磨削工件的内孔表面，适用于轴类零件的加工孔类零件的加工平面磨床用于磨削工件的平面表面，适用于平面零件的加工磨削工艺设计

7.3磨削工艺设计是指根据零件的图纸和技术要求，确定磨削加工方案的过程它包括工序安排、工艺参数选择和砂轮选择等内容，旨在提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本工序安排是指确定磨削的顺序和加工内容，如粗磨、精磨等工艺参数选择是指确定磨削速度、进给量和磨削深度等参数砂轮选择是指根据加工材料、精度要求和表面质量要求等因素，选择合适的砂轮类型和粒度合理的磨削工艺设计可以有效提高加工质量和生产效率例如，粗磨时通常采用较大的磨削深度和进给量，以提高材料去除率；精磨时则采用较小的磨削深度和进给量，以保证加工精度和表面质量工序安排确定磨削的顺序和加工内容，如粗磨、精磨等工艺参数选择确定磨削速度、进给量和磨削深度等参数，以保证加工效率和加工质量砂轮选择根据加工材料、精度要求和表面质量要求等因素，选择合适的砂轮类型和粒度磨削加工案例分析

7.4为了更好地理解和掌握磨削加工技术，本节将通过两个案例分析，介绍轴承套圈加工和平面精密加工的磨削过程通过案例分析，可以了解磨削加工的实际应用，掌握磨削工艺设计的具体方法轴承套圈是轴承的重要组成部分，其尺寸精度和表面质量直接影响轴承的性能和寿命平面精密加工是指对平面零件进行高精度磨削，以满足其使用要求轴承套圈和平面零件是机械产品中常见的结构要素掌握其磨削加工方法具有重要的意义案例分析将详细介绍加工方案的确定、工艺参数的选择以及砂轮的选用，以便读者能够更好地理解和应用磨削加工技术轴承套圈加工1介绍轴承套圈的磨削工艺，如粗磨、精磨、超精磨等平面精密加工2介绍平面零件的磨削工艺，如粗磨、精磨、研磨等第八章数控加工技术数控加工技术是现代机械制造的核心技术之一，它利用计算机控制机床进行自动化加工，具有高精度、高效率、高柔性等优点本章将系统介绍数控加工的基本概念、数控车床和加工中心的结构与特点，以及数控加工工艺设计，为掌握数控加工技术提供指导学习目标掌握数控加工的基本概念，了解数控系统的组成和工作原理，熟悉数控车床和加工中心的结构特点，掌握数控加工工艺设计的基本方法，能够进行简单的数控编程数控加工技术是实现智能制造的基础，掌握数控加工技术对于提高制造水平和竞争力具有重要意义基本概念数控车床124工艺设计加工中心3数控加工的基本概念

8.1数控加工（）是指利用数字化的信息，控制机床按照预定的轨迹和工艺参数进行加工的方法数控Numerical ControlMachining加工是建立在计算机技术、自动化技术和精密测量技术基础上的先进制造技术数控系统是数控加工的核心，它负责接收和解析数字化的加工程序，控制机床的各个运动轴，实现自动化加工数控编程是指根据零件的图纸和工艺要求，编写数控加工程序的过程数控程序通常采用代码和代码等标准指令，描述刀具的运动G M轨迹、切削参数和辅助功能数控加工具有高精度、高效率、高柔性等优点，广泛应用于航空航天、汽车、模具制造等领域数控系统数控编程数控加工的核心，负责接收和解析数字化的加工程序，控制机床根据零件的图纸和工艺要求，编写数控加工程序，描述刀具的运的各个运动轴动轨迹、切削参数和辅助功能数控车床

8.2数控车床是在普通车床的基础上发展起来的，它采用数控系统控制刀具的运动，可以实现自动化车削加工数控车床具有以下结构特点高精度主轴、高刚性床身、精密滚珠丝杠、自动刀架、数控系统等数控车床的加工能力包括可以车削各种回转体零件，如轴、盘、套等；可以进行内外圆、锥面、螺纹、切槽等加工；可以实现自动化换刀和自动测量数控车床广泛应用于轴类零件的批量生产，具有高效率、高精度和一致性好的优点通过合理的编程和工艺设计，可以实现复杂零件的自动化加工，提高生产效率和加工质量结构特点高精度主轴、高刚性床身、精密滚珠丝杠、自动刀架、数控系统等加工能力可以车削各种回转体零件，进行内外圆、锥面、螺纹、切槽等加工，实现自动化换刀和自动测量加工中心

8.3加工中心是一种具有多种加工功能的数控机床，它可以在一次装夹中完成铣削、钻削、镗削、铰削、攻丝等多种加工工序加工中心具有以下结构特点自动换刀系统、回转工作台、数控系统、刀具监控系统等加工中心分为立式加工中心和卧式加工中心两种类型立式加工中心主轴垂直于工作台，适用于加工平面、曲面和孔等卧式加工中心主轴平行于工作台，适用于加工箱体类零件加工中心广泛应用于复杂零件的加工，可以提高加工效率和加工质量，缩短生产周期通过合理的编程和工艺设计，可以实现多工序集中加工，减少人为干预，提高自动化程度立式加工中心卧式加工中心主轴垂直于工作台，适用于加工平面、曲面和孔等主轴平行于工作台，适用于加工箱体类零件数控加工工艺设计

8.4数控加工工艺设计是指根据零件的图纸和技术要求，确定数控加工方案的过程它包括工艺规划、刀具管理和程序编制等内容工艺规划是指确定零件的加工顺序、加工方法和夹具方案等刀具管理是指选择和管理数控加工所使用的刀具，包括刀具的类型、尺寸、材料和切削参数等程序编制是指根据零件的加工轨迹和工艺要求，编写数控加工程序合理的数控加工工艺设计可以提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本在进行数控加工工艺设计时，需要综合考虑零件的结构特点、材料性能、精度要求和生产批量等因素，选择合适的加工方法和刀具，制定合理的切削参数和加工路径，以实现高效、高质量的数控加工工艺规划确定零件的加工顺序、加工方法和夹具方案等，以保证加工效率和加工质量刀具管理选择和管理数控加工所使用的刀具，包括刀具的类型、尺寸、材料和切削参数等，以保证刀具的性能和寿命程序编制根据零件的加工轨迹和工艺要求，编写数控加工程序，以控制机床的运动和加工过程第九章特种加工技术特种加工技术是指利用电、化学、声、光等能量对材料进行去除或改性的加工方法它突破了传统机械加工的限制，可以加工硬度高、熔点高、脆性大的材料，以及形状复杂的零件本章将系统介绍电火花加工、激光加工和超声波加工的原理和应用范围，以及特种加工技术的选择原则，为掌握特种加工技术提供指导学习目标了解电火花加工、激光加工和超声波加工的原理，熟悉特种加工技术的特点和应用范围，掌握特种加工技术的选择原则，能够根据零件的材料、形状和精度要求，选择合适的特种加工方法特种加工技术是现代制造技术的重要组成部分，掌握特种加工技术对于提高制造能力和拓展加工范围具有重要意义电火花加工激光加工124选择原则超声波加工3电火花加工

9.1电火花加工（，）是利用电极和工件之间的脉冲放电，产生高温熔化或汽化金属，从而去除材Electrical DischargeMachining EDM料的加工方法电火花加工的原理是在电极和工件之间施加脉冲电压，当电压达到一定值时，电极和工件之间的介质被击穿，产生火花放电，高温使金属熔化或汽化，被工作液冲走电火花加工的应用范围包括加工复杂形状的模具、加工硬质合金和淬硬钢等难加工材料、加工精密零件等电火花加工具有以下优点可以加工各种导电材料，不受材料硬度的限制；可以加工复杂形状的零件；加工精度高，表面质量好电火花加工的缺点是加工速度慢，效率低；电极损耗大；加工成本高原理应用范围利用电极和工件之间的脉冲放电，产生高温熔化或汽化金属，从加工复杂形状的模具、加工硬质合金和淬硬钢等难加工材料、加而去除材料工精密零件等激光加工

9.2激光加工是利用高能量密度的激光束照射工件表面，使材料熔化、汽化、烧蚀或发生化学变化，从而实现加工的方法激光加工的原理是激光器产生高能量密度的激光束，通过光学系统聚焦到工件表面，激光能量被材料吸收，使材料温度迅速升高，达到熔点或汽化点，从而实现材料去除或改性激光加工的应用范围包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光打孔、激光表面处理等激光加工具有以下优点加工速度快，效率高；加工精度高，质量好；可以加工各种材料，包括金属、非金属、陶瓷、复合材料等；可以实现非接触加工，减少对工件的损伤；易于实现自动化控制激光加工的缺点是设备成本高；激光束对人体有危害；某些材料对激光的吸收率较低，加工效果不好原理利用高能量密度的激光束照射工件表面，使材料熔化、汽化、烧蚀或发生化学变化，从而实现加工应用范围激光切割、激光焊接、激光打标、激光打孔、激光表面处理等超声波加工

9.3超声波加工是利用超声波的振动能量，通过磨料介质作用于工件表面，使材料破碎或脱落，从而实现加工的方法超声波加工的原理是超声波发生器产生高频电信号，通过换能器转换为超声波振动，超声波振动通过变幅杆放大，作用于工具头，工具头带动磨料介质冲击工件表面，使材料破碎或脱落超声波加工的应用范围包括加工硬脆材料、加工深孔和小孔、加工复杂形状的零件等超声波加工具有以下优点可以加工各种硬脆材料，如玻璃、陶瓷、石英、硬质合金等；可以加工深孔和小孔；加工应力小，不易产生变形；表面质量好超声波加工的缺点是加工速度慢，效率低；加工精度较低；只适用于小尺寸零件的加工原理应用范围利用超声波的振动能量，通过磨料介质加工硬脆材料、加工深孔和小孔、加工作用于工件表面，使材料破碎或脱落，复杂形状的零件等从而实现加工特种加工技术的选择

9.4特种加工技术的选择应综合考虑加工材料、形状复杂度和精度要求等因素加工硬度高、熔点高、脆性大的材料，通常选择电火花加工或激光加工加工形状复杂的零件，可以选择电火花加工或超声波加工加工精度要求高的零件，可以选择电火花加工或激光加工此外，还需要考虑加工成本、加工效率和设备条件等因素，选择最合适的特种加工方法没有一种特种加工方法是万能的，每种方法都有其优点和缺点只有根据具体情况，综合考虑各种因素，才能选择出最经济、最合理的特种加工方法，满足零件的加工要求加工材料形状复杂度精度要求根据工件材料的硬度、熔点和导电性等选择合适的根据零件的形状复杂度选择能够加工复杂形状的特根据零件的精度要求选择能够满足精度要求的特种特种加工方法种加工方法加工方法第十章机床选择原则机床选择是机械制造工艺设计的重要环节，合理的机床选择可以提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本本章将系统介绍机床选择的影响因素、通用机床与专用机床的选择、普通机床与数控机床的选择，以及单台机床与加工中心的选择，为机床选择提供指导学习目标了解机床选择的影响因素，掌握通用机床与专用机床的选择依据，掌握普通机床与数控机床的选择依据，掌握单台机床与加工中心的选择依据，能够根据零件的加工要求和生产条件，选择合适的机床机床选择是实现高效、经济加工的关键，掌握机床选择原则对于提高制造水平和竞争力具有重要意义影响因素通用专用1/24单台中心普通数控//3机床选择的影响因素

10.1机床选择是一个复杂的过程，受到多种因素的影响主要的影响因素包括加工对象、生产批量、精度要求和经济性加工对象的形状、尺寸、材料和技术要求直接决定了机床的类型和规格生产批量决定了机床的自动化程度和生产效率精度要求决定了机床的精度等级和刚度经济性决定了机床的购置成本、运行成本和维护成本在进行机床选择时，需要综合考虑各种因素，进行权衡和比较，选择最合适的机床，以满足零件的加工要求和生产需要同时，还需要考虑机床的可靠性、易操作性、维护方便性等因素，以保证机床的长期稳定运行加工对象1零件的形状、尺寸、材料和技术要求生产批量2零件的生产数量和生产周期精度要求3零件的尺寸精度、形状精度和位置精度经济性4机床的购置成本、运行成本和维护成本通用机床与专用机床的选择

10.2通用机床是指可以加工多种零件的机床，具有较强的适应性和灵活性专用机床是指专门用于加工某种零件或某种工序的机床，具有较高的生产效率和加工精度通用机床的特点是适应性强、灵活性高、购置成本低、生产效率低专用机床的特点是生产效率高、加工精度高、购置成本高、适应性差在选择通用机床和专用机床时，需要根据零件的生产批量和零件的相似程度进行综合考虑大批量生产相似零件，通常选择专用机床，以提高生产效率和加工精度小批量生产或零件种类繁多，通常选择通用机床，以提高适应性和灵活性通用机床专用机床适应性强、灵活性高、购置成本低、生产效率低，适用于小批量生产效率高、加工精度高、购置成本高、适应性差，适用于大批生产或零件种类繁多量生产相似零件普通机床与数控机床的选择

10.3普通机床是指采用手动操作的机床，具有结构简单、成本低的优点数控机床是指采用计算机控制的机床，具有自动化程度高、加工精度高、生产效率高等优点普通机床的特点是结构简单、成本低、操作复杂、精度较低、效率较低数控机床的特点是自动化程度高、精度高、效率高、操作简单、成本高在选择普通机床和数控机床时，需要根据零件的精度要求、生产批量和经济性等因素进行综合考虑加工精度要求高、批量大的零件，通常选择数控机床，以保证加工质量和生产效率加工精度要求不高、批量小的零件，可以选择普通机床，以降低生产成本普通机床结构简单、成本低、操作复杂、精度较低、效率较低，适用于小批量生产或简单零件的加工数控机床自动化程度高、精度高、效率高、操作简单、成本高，适用于大批量生产或复杂零件的加工单台机床与加工中心的选择

10.4单台机床是指只能完成一种或几种加工工序的机床，如车床、铣床、钻床等加工中心是指具有自动换刀系统和多种加工功能的数控机床，可以在一次装夹中完成多种加工工序单台机床的特点是结构简单、成本低、生产效率低、占地面积小加工中心的特点是自动化程度高、生产效率高、占地面积大、成本高在选择单台机床和加工中心时，需要根据零件的加工工序数量、加工复杂度和生产批量等因素进行综合考虑加工工序数量多、加工复杂、批量大的零件，通常选择加工中心，以提高生产效率和加工质量加工工序数量少、加工简单、批量小的零件，可以选择单台机床，以降低生产成本单台机床加工中心结构简单、成本低、生产效率低、占地自动化程度高、生产效率高、占地面积面积小，适用于加工工序少、加工简单大、成本高，适用于加工工序多、加工、批量小的零件复杂、批量大的零件第十一章切削工艺优化切削工艺优化是指通过调整切削参数、选择合适的刀具、优化加工路径和改进工艺系统等方法，提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本的过程本章将系统介绍切削参数优化、刀具优化、加工路径优化和工艺系统优化，为切削工艺优化提供指导学习目标掌握切削参数优化的方法，掌握刀具优化的原则，掌握加工路径优化的策略，掌握工艺系统优化的途径，能够根据零件的加工要求和生产条件，进行切削工艺优化，提高加工效率和加工质量，降低生产成本切削工艺优化是提高制造竞争力的重要手段，掌握切削工艺优化技术对于提高制造水平具有重要意义参数优化刀具优化124系统优化路径优化3切削参数优化

11.1切削参数是指切削速度、进给量和切削深度等参数，它们对加工效率、加工质量和刀具寿命都有重要影响切削参数优化是指通过调整切削速度、进给量和切削深度等参数，使加工过程达到最佳状态切削速度优化需要考虑刀具材料、工件材料和冷却条件等因素进给量优化需要考虑表面粗糙度、加工精度和切削力等因素切削深度优化需要考虑机床刚度、刀具强度和切削功率等因素切削参数优化是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素，进行试验和调整，才能找到最佳的切削参数组合现代数控机床通常具有自动切削参数优化功能，可以根据零件的加工要求和机床的性能，自动选择合适的切削参数，提高加工效率和加工质量切削速度优化根据刀具材料、工件材料和冷却条件等因素，选择合适的切削速度进给量优化根据表面粗糙度、加工精度和切削力等因素，选择合适的进给量切削深度优化根据机床刚度、刀具强度和切削功率等因素，选择合适的切削深度刀具优化

11.2刀具是切削加工的工具，其性能直接影响加工效率和加工质量刀具优化包括刀具材料选择、刀具几何参数优化和刀具寿命管理等内容刀具材料选择需要根据工件材料、加工要求和切削条件等因素，选择合适的刀具材料，如高速钢、硬质合金、陶瓷等刀具几何参数优化需要根据切削条件和加工要求，选择合适的刀具前角、后角、主偏角等刀具寿命管理需要建立刀具磨损模型，预测刀具寿命，及时更换刀具，避免因刀具磨损而影响加工质量刀具优化是提高加工效率、保证加工质量、降低生产成本的重要手段通过选择合适的刀具材料和几何参数，可以提高刀具的切削性能和耐用度通过建立刀具磨损模型，可以实现刀具的合理利用，降低刀具消耗材料选择1根据工件材料、加工要求和切削条件等因素，选择合适的刀具材料几何参数优化2根据切削条件和加工要求，选择合适的刀具前角、后角、主偏角等寿命管理3建立刀具磨损模型，预测刀具寿命，及时更换刀具，避免因刀具磨损而影响加工质量加工路径优化

11.3加工路径是指刀具在加工过程中运动的轨迹加工路径优化是指通过选择合理的加工路径，减少刀具空行程、提高材料去除率、减少切削力变化、提高表面质量等，从而提高加工效率和加工质量加工路径优化包括粗加工路径优化和精加工路径优化粗加工路径优化需要考虑快速去除材料，减少加工时间精加工路径优化需要考虑表面质量和加工精度软件是一种计算机辅助制造软件，可以根据零件的几何模型和工艺要求，自动生成数控加工程序，并对加工路径进行优化使用CAM软件可以大大提高数控编程效率和加工质量CAM粗加工路径精加工路径快速去除材料，减少加工时间，可以采用等高线加工、平行线加保证表面质量和加工精度，可以采用螺旋线加工、往复式加工等工等方法方法工艺系统优化

11.4工艺系统是指由机床、刀具、夹具和工件组成的整体工艺系统优化是指通过改进夹具设计、优化刀具系统和改进冷却润滑等方法，提高工艺系统的刚性、稳定性和冷却效果，从而提高加工效率和加工质量夹具设计优化需要考虑夹具的刚性、定位精度和操作方便性刀具系统优化需要考虑刀具的刚性、平衡性和减振性冷却润滑优化需要选择合适的冷却液和润滑方式，降低切削温度，减少刀具磨损工艺系统优化是一个系统工程，需要综合考虑各种因素，进行试验和调整，才能达到最佳效果通过改进工艺系统，可以提高机床的加工能力，延长刀具寿命，提高加工质量，降低生产成本夹具设计优化刀具系统优化提高夹具的刚性、定位精度和操作方便提高刀具的刚性、平衡性和减振性，减性，保证工件的稳定性和加工精度少刀具振动，提高加工质量冷却润滑优化选择合适的冷却液和润滑方式，降低切削温度，减少刀具磨损，提高加工质量第十二章金属切削新技术与发展趋势随着科技的不断进步，金属切削技术也在不断发展本章将介绍高速切削技术和智能制造与金属切削的融合，展望金属切削技术未来的发展方向高速切削技术是指采用高切削速度和高进给量进行切削加工的技术，可以显著提高加工效率智能制造是指将信息技术、自动化技术和制造技术深度融合，实现智能化生产的制造模式学习目标了解高速切削技术的特点和应用领域，了解智能制造的概念和发展趋势，了解金属切削技术未来的发展方向，为从事金属切削技术研究和应用提供参考金属切削技术是制造业的基础，掌握金属切削新技术和发展趋势对于提高制造水平和竞争力具有重要意义智能制造21高速切削未来方向3高速切削技术

12.1高速切削技术是指采用高切削速度和高进给量进行切削加工的技术高速切削技术的特点包括加工效率高、加工表面质量好、刀具寿命长、切削力小等高速切削技术的应用领域包括航空航天、汽车、模具制造等在高速切削过程中，需要采用特殊的刀具材料和几何参数，以及高效的冷却润滑方法，以保证加工质量和刀具寿命高速切削技术是一种高效、高质量的加工方法，可以显著提高生产效率和产品质量随着高速切削技术的不断发展，其应用范围将越来越广泛，成为未来制造业的重要发展方向技术特点1加工效率高、加工表面质量好、刀具寿命长、切削力小等应用领域2航空航天、汽车、模具制造等，适用于加工高精度、高质量的零件智能制造与金属切削

12.2智能制造是指将信息技术、自动化技术和制造技术深度融合，实现智能化生产的制造模式智能制造的关键技术包括数字化设计、数字化工艺、数字化车间、智能化生产、网络化协同等在智能制造中，金属切削技术将与传感器技术、控制技术、信息技术和人工智能技术深度融合，实现切削过程的智能化控制和优化未来，金属切削技术将朝着高速、高效、高精度、智能化和绿色化方向发展数字化车间将实现生产过程的可视化和可追溯性智能化生产将实现切削参数的自动优化和刀具的智能管理网络化协同将实现企业之间的信息共享和协同制造金属切削技术将成为智能制造的核心技术之一，推动制造业向智能化、绿色化方向发展数字化车间智能化生产实现生产过程的可视化和可追溯性，提高生产效率和管理水平实现切削参数的自动优化和刀具的智能管理，提高加工质量和降低生产成本。