工程訓(xùn)練（金工實(shí)習(xí)）浙江大學(xué)金工教研室

2004.07.142023/1/141第二章工程材料材料：金屬材料，非金屬材料；金屬材料：黑色金屬，有色金屬；材料性能：使用性能（力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能等）和工藝性能（鑄造性能、焊接性能、壓力加工性能、切削性能和熱處理性能）；掌握常用碳素鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45、碳素工具鋼T8、T12）、合金鋼（在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素，使得材料的性能提高或具有特殊的性能）和鑄鐵（HT200、KTH330－08）的分類、牌號、性能、應(yīng)用。2023/1/142

鋼的熱處理熱處理是將工件加熱到一定的溫度，經(jīng)保溫后以一定的冷卻速度冷卻。通過熱處理可使鋼的組織和性能發(fā)生改變，可提高工件的力學(xué)性能，改善工藝性能，達(dá)到充分發(fā)揮金屬材料的潛力，提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長使用性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。鋼的熱處理基本工藝有：退火、正火、淬火和回火。1.退火——加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后隨爐冷卻。2.正火——加熱到一定溫度，經(jīng)保溫后在空氣中冷卻。3.淬火——加熱到臨界溫度以上的某一溫度，經(jīng)保溫后以快速冷卻（即大于臨界冷卻速度）。碳素鋼一般在水里淬火。4.回火——將淬火后的工件重新加熱到臨界點(diǎn)以下的某一溫度，經(jīng)長時(shí)期保溫后緩慢冷卻?？煞譃椋?023/1/143①低溫回火（150～250℃）目的是消除和降低淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力及脆性，提高韌性，使零件具有較高的硬度（58～64HRC）。主要用于各種工、量、模具及滾動軸承等，如用T12鋼制造的鋸條、銼刀等，一般都采用淬火后低溫回火。②中溫回火（350～500℃）中溫回火后工件的硬度有所降低，但可使鋼獲得較高的彈性極限和強(qiáng)度（35～45HRC）。主要用于各種彈簧的熱處理。③高溫回火（500～650℃）通常將鋼件淬火后加高溫回火，稱為調(diào)質(zhì)處理。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的零件，既具有一定的強(qiáng)度、硬度，又具有一定的塑性和韌性，即綜合力學(xué)性能較好（25～35HRC）。主要用于軸、齒輪、連桿等重要結(jié)構(gòu)零件。如各類軸、齒輪、連桿等采用中碳鋼制造，經(jīng)淬火+高溫回火后，即可達(dá)到使用性能的要求。一般隨著回火溫度的升高，鋼的強(qiáng)度和硬度下降，而塑性韌性上升。2023/1/144第三章鑄造鑄造是熔煉金屬，制造鑄型并將熔融金屬澆入與零件形狀相適應(yīng)的鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成型方法。鑄件一般是尺寸精度不高，表面粗糙的毛坯，必須經(jīng)切削加工后才能成為零件。若對零件表面要求不高，也可直接使用。一、鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)1）鑄造可以制成形狀和內(nèi)腔十分復(fù)雜的鑄件，特別是具有內(nèi)腔的毛坯，如各種箱體、氣缸體、氣缸蓋等。2)鑄造的適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種材料，如有色金屬，黑色金屬、鑄鐵和鑄鋼等，但以黑色金屬為主；可生產(chǎn)不同的尺寸及質(zhì)量的鑄件，如壁厚可做到小于1mm、鑄件的質(zhì)量可以輕到幾克、重達(dá)幾百噸的鑄件等。3）鑄件生產(chǎn)成本低，設(shè)備投資較少，原材料價(jià)格低，來源廣等。2023/1/145

因此鑄造在機(jī)械制造中獲得廣泛的應(yīng)用，但鑄造生產(chǎn)工藝過程難以精確控制；鑄件的化學(xué)成分和組織不十分均勻、晶粒粗大、組織疏松，常有氣孔、夾渣、砂眼等缺陷存在，使得力學(xué)性能不如鍛件高的缺點(diǎn)。但隨著新工藝、新材料的不斷發(fā)展，鑄件的質(zhì)量也在不斷提高。2.應(yīng)用主要應(yīng)用在各種箱體和非承受載荷的低速齒輪等。如機(jī)床床身、齒輪箱、變速箱、手輪、內(nèi)燃機(jī)氣缸體、氣缸蓋、火車輪、皮帶輪、臺虎鉗鉗座等。鑄造生產(chǎn)方法很多，主要分為兩大類：①砂型鑄造；②特種鑄造。二、型（芯）砂——芯砂的性能要求比普通型砂的綜合性能要高。型砂中的粘土、原砂和水分的含量適合，混制得當(dāng)，型砂便具有濕壓強(qiáng)度高，透氣性好。型芯中應(yīng)該設(shè)置通氣道與型砂通氣道相連。三、鑄造工藝1.鑄造主要工藝參數(shù)的確定①收縮余量②加工余量2023/1/146③起模斜度起模斜度的大小與壁的高度、造型方法、模樣材料及其表面粗糙度等有關(guān)。④鑄孔、槽及型芯頭⑤鑄造圓角2.造型工藝造型時(shí)必須考慮到的工藝問題主要是分型面和澆注系統(tǒng),它們直接影響鑄件的質(zhì)量及生產(chǎn)率等。1)分型面的確定分型面是指上、下砂型的接觸表面。用符號：（圖1-1）表示。分型面確定的原則：①分型面應(yīng)選擇在模樣的最大截面處；②應(yīng)使鑄件上的重要加工面朝下或處于垂直位置；③應(yīng)使鑄件的全部或大部分在同一砂箱內(nèi)，以減少錯(cuò)箱和提高鑄件精度。2）澆注系統(tǒng)的確定澆注系統(tǒng)是指液體金屬流入鑄型的通道，并能平穩(wěn)地將液體金屬引入鑄型，要有利于擋渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順序。2023/1/147如澆注系統(tǒng)開設(shè)得不好，鑄件易產(chǎn)生澆不足、縮孔、冷隔、裂紋和夾雜物等缺陷。典型澆注系統(tǒng)一般包括：外澆口、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等。①外澆口——緩沖液體金屬澆入時(shí)的沖擊力和分離熔渣。②直澆道——連接外澆口和橫澆道的垂直通道，利用其高度使金屬液產(chǎn)生一定的靜壓力而迅速地充滿型腔。③橫澆道——連接直澆道和內(nèi)澆道，位于內(nèi)澆道之上，穩(wěn)定金屬液的流動，使金屬液平穩(wěn)地經(jīng)內(nèi)澆道流入型腔及向各內(nèi)澆道分配金屬液，并起擋渣作用。④內(nèi)澆道——直接和型腔相連的通道，可控制金屬液流入型腔的位置、速度和方向。冒口：主要起補(bǔ)縮作用。同時(shí)還兼有排氣、浮渣及觀察金屬液體的流動情況等。一般安放在壁厚頂部。四、熔煉設(shè)備鑄鐵——沖天爐；鑄鋼——電弧爐；有色金屬——坩堝爐。2023/1/148五、特種鑄造1.金屬型鑄造2.熔模鑄造3.壓力鑄造4.離心鑄造離心鑄造是在離心力的作用下,所以組織致密,無縮孔、氣孔、渣眼等缺陷，因此力學(xué)性能較好。鑄造空心旋轉(zhuǎn)體鑄件不需要型芯和澆注系統(tǒng)，鑄件不需要冒口補(bǔ)縮，省工省料、生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低。六、造型操作技術(shù)七、造型方法造型方法有手工造型和機(jī)器造型。手工造型方法：整模兩箱造型、分模兩箱造型、挖砂造型和假箱造型、活塊造型、刮板造型、三箱造型等。八、造芯型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔。芯骨的作用是增加砂型的強(qiáng)度。九、澆注溫度澆注溫度偏低，金屬液流動性差，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔等缺陷；澆注溫度過高，鑄件收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋、晶粒粗大及粘砂等缺陷。合適的澆注溫度應(yīng)根據(jù)鑄造合金種類、鑄件的大小及形狀等確定。2023/1/149第四章壓力加工一、壓力加工的特點(diǎn)及應(yīng)用鍛壓屬于金屬壓力加工的一部分，它是對坯料施加外力，使其產(chǎn)生塑性，改變形狀尺寸和改善性能，以制造機(jī)械零件、工件或毛坯的成形方法。它是鍛造和沖壓的總稱。1.特點(diǎn)金屬材料經(jīng)鍛壓后，其組織和性能都得到了改善，特別是鑄造組織。通過壓加工或鍛造后，其內(nèi)部的缺陷，如微裂紋、氣孔、縮松等缺陷得到壓合，使其結(jié)構(gòu)致密，細(xì)化晶粒，力學(xué)性能大大提高。與鑄件、焊件相比，鍛壓加工一般只能獲得形狀較簡單的制件毛坯。2.應(yīng)用凡是承受重載的機(jī)器零件，如主軸、曲軸、齒輪等。2023/1/1410

金屬壓力加工的主要方法有軋制、拉拔、擠壓、自由鍛、模鍛和板料沖壓等。鍛造是在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定的幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。按成形方法不同，鍛造可分為自由鍛和模型鍛兩大類。二、金屬的加熱鍛造時(shí)，金屬坯料需加熱。加熱的目的是為了提高金屬的塑性，降低變形抗力，以使金屬產(chǎn)生大量的變形，以便鍛造。一般金屬材料的可鍛性常用塑性和變形抗力來衡量。隨著含碳量的提高，金屬材料的可鍛性下降。所以一般工業(yè)純鐵、低碳鋼的可鍛性最好，而中碳鋼、高碳鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金、有色金屬等可鍛性較差。加熱溫度高，則金屬的塑性好，變形抗力小，但加熱溫度不能過高，因?yàn)槌^一定溫度后，金屬易出現(xiàn)氧化、脫碳、過熱和過燒2023/1/1411

等缺陷，因此，加熱最高溫度以不出現(xiàn)過熱為前提，即始鍛溫度。金屬在熱變形加工時(shí)，當(dāng)溫度降低到一定程度后，金屬塑性變差，變形抗力增大，不僅難以繼續(xù)變形，且易產(chǎn)生裂紋，因此必須停止鍛造，重新加熱，即為終鍛溫度。45號鋼的始鍛溫度為1150～1200℃，終鍛溫度為800℃。金屬材料加熱后，隨著溫度的升高，其力學(xué)性能中的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。三、鍛造設(shè)備鍛造工藝分為：自由鍛、胎模鍛和模鍛等。自由鍛有手工鍛和機(jī)器鍛兩種。自由鍛設(shè)備有空氣錘、蒸氣-空氣錘和水壓機(jī)等。四、自由鍛的基本工序鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割等。前3種應(yīng)用得最多。坯料鐓粗部分的高度H不超過其直徑的2.5倍。否則回鐓彎。如在將一圓鋼坯料鍛成帶孔圓盤狀鍛件，合理的變形工序應(yīng)為鐓粗—沖孔。2023/1/1412五、板料沖壓板料沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對板料施加壓力，使其產(chǎn)生變形或分離的工藝過程。也稱為冷沖壓。板料沖壓可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序：剪切、沖裁等；變形工序：彎曲、拉深、成型等。2023/1/1413

第三章焊接

焊接是通過加熱或加壓(或兩者并用），并且用或不用填充材料，使焊件形成原子結(jié)合的一種連接方法。一、焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)焊接實(shí)現(xiàn)的連接是不可拆卸的永久性連接，采用焊接方法制造的金屬構(gòu)件，可以節(jié)省材料，簡化制造工藝，縮短生產(chǎn)周期，且連接處具有良好的使用性能；如焊接不當(dāng)會產(chǎn)生缺陷、應(yīng)力和變形等。2.應(yīng)用焊接廣泛應(yīng)用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)件，如橋梁、船體、建筑、壓力容器、鍋爐、車輛、飛機(jī)等；也常用于機(jī)器零件毛坯，如機(jī)架、底座、箱體、吊車車架等；還可用于修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和局部損壞的零件，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。2023/1/1414焊接方法很多，主要分為三大類：1.熔化焊：電弧焊、氣焊、電渣焊等。電弧焊有手工電弧焊、埋糊自動焊、氣體保護(hù)焊等；2.壓力焊：電阻焊、摩擦焊等。電阻焊有點(diǎn)焊、對焊、縫焊等；3.釬焊：硬釬焊和軟釬焊。原則上各種金屬都能焊接，但焊接性能相差很大，要選用相應(yīng)的焊接方法和工藝措施才能實(shí)現(xiàn)。焊接性能是隨著含碳量的增加，可焊性下降。所以純鐵、低碳鋼的焊接性能最好，而高碳鋼、鑄鐵、鑄鋼、有色金屬、異種材料的焊接性能差，一般不用來制作焊接結(jié)構(gòu)件。二、手工電弧焊1.手弧焊機(jī)有交流焊機(jī)和直流焊機(jī)，直流弧焊機(jī)輸出端有2種不同的接法，將焊件接電源正極，焊條接負(fù)極，稱為正接法；反之為負(fù)接法。正接法適用于焊接黑色金屬和厚板，反接法適用于焊接有色金屬薄板。但在使用堿性焊條時(shí)，均應(yīng)采用直流反接，以保證電弧燃燒穩(wěn)定。2.手弧焊的焊條焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。焊芯的作用：①作為電極傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電?。虎谌刍笥肿鳛楹缚p的充填金屬。藥皮的作用：①改善焊接工藝；②機(jī)械保護(hù)作用；③冶金處理作用。2023/1/1415焊接不同的材料應(yīng)選不同的焊條，并非選用焊條強(qiáng)度級別高的，就能提高焊縫質(zhì)量。3.焊條直徑的選擇焊條直徑根據(jù)被焊工件的厚度和焊接質(zhì)量來選擇。4.焊接電流的選擇焊接電流根據(jù)焊條直徑來選擇。三、氣焊與氣割1.氣焊氣焊是利用可燃?xì)怏w燃燒的高溫火焰來熔化母材充填金屬一種焊接方法。焊接時(shí)，一般焰芯頂端應(yīng)距焊件2～3mm。氣焊通常使用的氣體是乙炔和氧氣。調(diào)節(jié)乙炔和氧氣的比例，可得到三種不同的火焰：①中性焰

O2/C2H2=1.0～1.2火焰呈中性應(yīng)用最廣，如橋梁、機(jī)架等。常用于焊接低中碳鋼、合金鋼、銅和鋁合金等；②碳化焰

O2/C2H2=1.0～1.2火焰呈還原性，有增碳作用。常用于焊接高碳鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金等；2023/1/1416③氧化焰

O2/C2H2=1.0～1.2火焰呈氧化性一般不采用，但可用于焊接黃銅。氣焊操作：點(diǎn)火時(shí)，先微開氧氣閥，再開乙炔閥；滅火時(shí)，先關(guān)乙炔閥，再關(guān)氧氣閥；回火時(shí)，應(yīng)先關(guān)乙炔閥，再關(guān)氧氣閥。與電弧焊相比，氣焊火焰溫度比電弧焊低，熱量分散，生產(chǎn)率低，焊接變形大，接頭質(zhì)量差，但氣焊火焰可控制，操作方便，靈活性強(qiáng)，不需要電源，可在沒有電源的地方應(yīng)用。氣焊適用于焊接厚度為3mm以下的低碳鋼薄板、高碳鋼、鑄件、硬質(zhì)合金、銅、鋁等有色金屬及合金。2.氣割氣割是利用某些金屬在純氧中燃燒的原理來實(shí)現(xiàn)金屬切割的方法。對金屬材料進(jìn)行切割時(shí)，被切割金屬應(yīng)滿足以下條件：（1）金屬的燃點(diǎn)應(yīng)低于燃點(diǎn)；（2）燃燒生成的金屬氧化物的燃點(diǎn)應(yīng)低于金屬本身的燃點(diǎn)；（3）金屬燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的熱，且金屬本身導(dǎo)熱性要低。滿足上述條件的金屬材料有低、中碳鋼和低合金鋼；而高碳鋼、鑄鐵、高合金鋼及銅、鋁等有色金屬及合金，均難以進(jìn)行氣割。2023/1/1417四、電阻焊電阻焊的特點(diǎn)：低電壓、強(qiáng)電流、焊接時(shí)間短、不需填充金屬、焊接變形小、生產(chǎn)率高、操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。電阻焊的基本形式有：1.點(diǎn)焊——主要用于焊接厚度為4mm以下的薄板結(jié)構(gòu)；2.縫焊——即連續(xù)的點(diǎn)焊，主要用于焊接厚度為3mm以下，要求密封的容器和管道；3對焊——直徑小于20mm和強(qiáng)度要求不高的焊件，如棒材、管材的對焊。五、釬焊釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件接頭和釬料同時(shí)加熱到釬料熔化而焊件不熔化，使液態(tài)嵌料滲入接頭間隙并向接頭表面擴(kuò)散，形成釬焊接頭的方法。按釬料熔點(diǎn)不同，釬焊可分為：1.硬釬焊釬料熔點(diǎn)大于450℃，接頭強(qiáng)度大于200MPa，主要用于接頭受力較大，工作溫度較高的焊件。2023/1/14182.軟釬焊釬焊熔點(diǎn)小于450℃接頭強(qiáng)度小于70MPa，主要用于受力不大，工作溫度較低的焊件。釬焊與熔化焊相比，加熱溫度低，接頭金屬組織和性能變化及焊接變形小，尺寸容易保證，生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，可焊接異種金屬，但接頭強(qiáng)度較低，特別是沖擊韌性較低。耐熱能力較差。目前主要用于電子元件、精密儀表機(jī)械等。2023/1/1419

第六章切削加工基礎(chǔ)知識金屬切削加工是通過刀具與工件的相對運(yùn)動，從毛坯上切去多余的金屬，以獲得一定的形狀、尺寸、加工精度和表面粗糙度都符合要求的零件加工方法。金屬切削加工分為鉗工和機(jī)械加工兩大類。鉗工——一般由工人手持工具對工件進(jìn)行切削加工，包括劃線、鋸削、銼削、攻絲和套扣、刮研、鉆孔、鉸孔及裝配等。機(jī)械加工——通過各種金屬切削機(jī)床對工件進(jìn)行切削加工，如車（數(shù)車）、銑（數(shù)銑）、磨、鉆、刨及特種加工（如線切割、電火化加工）等。一、切削運(yùn)動和切削用量1.切削運(yùn)動1）主運(yùn)動2）進(jìn)給運(yùn)動2023/1/1420

2.切削用量切削用量三要素：1）切削速度υ2）進(jìn)給量f3）背吃刀量αp切削用量三要素中對刀具耐用度影響最大的是υ，其次是f，最小的是αp。因此，在選定合理的刀具后，粗車：αp→f→υ；精車：υ→f→αp。二、刀具的幾何角度金屬切削刀具種類繁多，構(gòu)造各異。較典型的車刀，其它刀具的切削部分都可看作以車刀為基本形態(tài)演變而成的?，F(xiàn)以車刀為例來分析切削部分的幾何角度。2023/1/14211.車刀的組成車刀由刀尖和刀體兩部分組成。刀尖為切削部分，刀體用來將車刀夾持在刀架上，起支承與傳力作用。刀頭一般由三個(gè)面、二個(gè)刃和一個(gè)尖組成。1）前面2）主后面3）副后面4）主切削刃5）副切削刃6）刀尖2.車刀幾何角度1）前角γ0：在正交平面上測量的前面與基面的夾角。增大前角，則刀具鋒利，切削輕快，但前角過大，刀刃強(qiáng)度降低，硬質(zhì)合金車刀的前角一般取-5°～+25°。當(dāng)工件材料硬度較低、塑性較好、刀具材料韌性較好及精加工時(shí)，前角可取大些，反之，前角取小些。2023/1/14222）后角α0：在正交平面上測量的主后面與切削平面的夾角。增大后角，可以減少刀具主后面與工件的摩擦，但后角過大，刀具強(qiáng)度降低。一般粗加工時(shí)取6°～8°；精加工時(shí)取10°～12°。即粗加工時(shí)取小值，精加工時(shí)取大值。3）主偏角Κr：在基面中測量，是主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動方向在基面上投影的夾角。增大主偏角，則可使軸向分力加大，徑向分力減小，有利于減小振動，改善切削條件。但刀具磨損加快，散熱條件變差。主偏角一般取45°～90°。工件剛度好，粗加工時(shí)取小值，反之取大值。4）副偏角Κr′：在基面中測量，是副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動反方向在基面上投影的夾角。增大副偏角可減小副切削刃與已加工面的摩擦，降低表面粗糙度，防止切削時(shí)產(chǎn)生振動。一般副切削刃取5°～15°，粗加工時(shí)取大值，精加工時(shí)取小值。5）刃傾角λs：在切削平面中測量的主切削刃與基面的夾角。其主要作用是控制切屑的流動方向。切削刃與基面平行時(shí)，λs=0；刀尖處于切削刃的最低點(diǎn)，λs為負(fù)值，刀尖強(qiáng)度增大；切屑流2023/1/1423向已加工表面，用于粗加工；刀尖處于切削刃的最高點(diǎn)，λs為正值，刀尖強(qiáng)度較低，切削流向待加工表面，用于精加工。刃傾角一般取-5°～+10°。粗加工時(shí)取負(fù)值，精加工時(shí)取正值。在切削加工中，一般粗加工時(shí)，應(yīng)選擇小的γ0

、α0；精加工時(shí)應(yīng)選擇大的γ0

、α0；車細(xì)長軸時(shí)應(yīng)選擇較大的Κr。3.刀具材料(1)刀具材料的性能刀具切削部分的材料應(yīng)具有：①高的硬度；②高的耐磨性；③高的熱硬性；④足夠的強(qiáng)度和韌性。2023/1/1424(2）常用刀具材料1）碳素工具鋼如T10、T10A、T12、T12A等，用于制造手工工具，如銼刀、鋸條等；2）合金工具鋼如9SiCr、CrWMn等，用于制造復(fù)雜的刀具，如板牙、絲錐、鉸刀等；3）高速鋼如W18Cr4V等，用于制造復(fù)雜的刀具，如鉆頭、拉刀、銑刀等；4）硬質(zhì)合金可用于高速切削刀具。硬質(zhì)合金與高速鋼相比，切削速度高。常用的有：①鎢鈷類：用于加工脆性材料，如鑄鐵等。常用牌號有YG3、YG6、YG8等。YG8用于粗加工；YG6、YG3用于半精加工和精加工。②鎢鈷鈦類：用于加工塑性材料，如碳鋼等。常用牌號有YT5、YT15、YT30等。YT5用于粗加工；YT15、YT30用于半精加工和精加工。2023/1/1425

4.常用量具①卡鉗：內(nèi)卡鉗和外卡鉗；②游標(biāo)卡尺；③百分表；④百分尺。2023/1/1426

第七章車削加工車削是機(jī)械加工中的主要方法，使用范圍很廣。車削是利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具的直線運(yùn)動來加工工件的，在車床上可加工內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成形面、端面、溝槽、滾花等。一、普通車床車床的組成：床身、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、拖板、刀架和尾座等。其中：刀架是用來夾持刀具，并作縱向、橫向或斜向的進(jìn)給運(yùn)動。二、車削時(shí)工件的裝夾方法1.三爪卡盤裝夾工件2.四爪卡盤裝夾工件3.頂尖裝夾工件2023/1/14274.用花盤裝夾工件5.用心軸裝夾工件6.中心架及跟刀架裝夾工件三、車刀的安裝1.車刀刀尖應(yīng)與工件中心線等高

當(dāng)?shù)都飧哂诠ぜ行木€時(shí),則前角增大而后角減小,車刀后面與工件之間的摩擦增大；反之，前角減小，后角增大，切削不順利。2.車刀刀桿軸線應(yīng)與工件表面垂直

否則，會引起主偏角和副偏角發(fā)生變化。3.刀桿伸出長度不宜太長

以免發(fā)生刀桿振動，一般伸出長度不超過刀桿厚度的1.1～1.5倍。安裝車刀時(shí)，車刀下面的墊片應(yīng)盡可能用多數(shù)薄墊片。四、車端面車端面時(shí)應(yīng)注意：1.車刀刀尖應(yīng)對準(zhǔn)工件中心，否則將在端面中心處車出凸臺，并易蹦壞刀尖。2023/1/14282.車端面時(shí)，切削速度由外向中心逐漸減少，會影響端面的粗糙度，因此，工件速度應(yīng)比車外圓略高。用45°右偏刀車端面時(shí)，由外向中心車削時(shí)，凸臺是瞬間車掉，易產(chǎn)生振動，損壞刀具，因此，切削接近中心時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)給速度。對于有孔的工件，車端面時(shí)，常用右偏刀由中心向外進(jìn)給，這樣切削厚度較小，刀刃有前角，因而切削順利，粗糙度較小。3.車削直徑較大的端面時(shí)，為避免因車刀受刀架移動產(chǎn)生凸出或凹進(jìn)，可將拖板固定在床身上進(jìn)行橫向切削，背吃刀量用小刀架調(diào)節(jié)。五、車圓錐1.轉(zhuǎn)動小拖板法當(dāng)內(nèi)外圓錐面的圓錐角為α?xí)r，將小刀架扳轉(zhuǎn)α/2，然后固定，搖動小拖板手柄，即可車出所需的圓錐面。這種方法操作簡單，可加工任意錐角的內(nèi)、外圓錐面，但加工長度受到限制，只能手動進(jìn)給，粗糙度為12.5～3.2μm。2.偏移尾架法把工件裝在前、后頂尖上，然后，將尾座頂尖橫向偏移一個(gè)S距2023/1/1429離，使工件中心軸線與車床主軸中心線的交角等于工件錐角的1/2，利用車刀作縱向進(jìn)給，即可車出圓錐。這種方法可加工較長的錐面，并可手動或自動進(jìn)給，但不能車削內(nèi)圓錐面。尾架的偏移量受到限制，故只能適用于車削錐度不大的錐面（α＜8°），粗糙度為6.3～1.6μm。3.靠尺法4.寬刀法六、車螺紋1.保證正確的牙形角1）車刀的刀尖角應(yīng)等于牙形角α使車刀切削部分形狀與螺紋截面形狀相吻合。為保證這一要求，應(yīng)取前角γ0=0。粗加工時(shí)，為了改善切削條件，可用帶有正前角的車刀車削。2）正確地安裝車刀車刀刀尖必須與工件中心等高，否則螺紋的截面將有改變。此外，車刀刀尖角的等分線必須與工件的軸線相垂直。為了保證這一要求，應(yīng)用對刀樣板進(jìn)行對刀。2.保證工件的螺距2023/1/1430調(diào)整車床和交換齒輪保證螺距的基本方法是：在工件旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，車刀準(zhǔn)確移動一個(gè)螺距。公式：（圖1-2）根據(jù)公式計(jì)算出的交換齒輪必須符合下列條件：Z1+Z2≥Z3+（15～20）Z3+Z4≥Z2+（15～20）2023/1/1431第八章鉆削與鏜削加工一、鉆削鉆削加工是鉆頭作旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動，同時(shí)鉆頭本身又作軸向的進(jìn)給運(yùn)動。在實(shí)體材料上加工孔的方法。鉆床是一種孔加工的機(jī)床。它可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔和鉸孔等工作。鉆孔是孔加工的一種基本方法。鉆孔所用的刀具有麻花鉆、中心鉆和深孔鉆等。1.麻化鉆

有兩條對稱的主切削刃，如刃磨時(shí)兩條主切削刃不相等，則所鉆孔直徑要大于鉆頭直徑。2.鉆孔鉆孔過程最容易發(fā)生容易引偏使孔徑容易增大，所以，鉆孔前在孔中心要打樣沖眼，孔中心要打得大一些，則可起到鉆孔時(shí)不易偏離中心?？准庸儆诖旨庸ぃ纫话銥镮T13～I(xiàn)T11，表面粗糙度為12.5～6.3μm。二、擴(kuò)孔與鉸孔1.擴(kuò)孔用擴(kuò)孔鉆將已有孔（如鑄出、鍛出或鉆出的孔）擴(kuò)大加2023/1/1432工的方法。擴(kuò)孔屬半精加工，精度一般為IT9～I(xiàn)T10，表面粗糙度為3.2～6.3μm。擴(kuò)孔可以作為孔加工的最后工序或作為鉸孔前的準(zhǔn)備工序。2.鉸孔當(dāng)孔的精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，則要采用鉸孔。鉸孔是對工件上已有孔進(jìn)行精加工的方法之一。鉸孔可分為粗鉸和精鉸粗鉸時(shí)精度為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度為1.6～0.8μm;精鉸時(shí)精度為IT7～I(xiàn)T6,表面粗糙度為0.8～0.4μm。鉆、擴(kuò)、鉸只能保證孔本身的精度，而不能保證孔與孔之間的尺寸精度。此時(shí)，可利用夾具（如鉆模）或鏜孔來保證。三、鏜孔鏜孔是對工件上已有孔進(jìn)行精加工方法之一。鏜孔一般精度為IT8～I(xiàn)T7，表面粗糙度為0.8～1.6μm；精鏜時(shí)，2023/1/1433可達(dá)精度IT7～I(xiàn)T6，表面粗糙度為0.2～0.8μm。鏜孔主要用于箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中、大型零件上孔與孔之間的加工，容易保證孔與孔之間、孔與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度及位置精度。因此，具有孔系零件的孔加工，宜采用坐標(biāo)鏜床加工。2023/1/1434

第九章銑削加工一、銑削最常用的銑床是萬能立式銑床和萬能臥式銑床。在銑床尚可銑削平面、成形面、臺階、鍵槽、T形槽、齒輪、鏜孔等。銑削加工的尺寸精度可達(dá)IT9～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra12.5～Ra1.60μm。1.銑刀的種類常用銑刀有圓柱銑刀、端銑刀、直柄銑刀、圓錐銑刀、三面刃銑刀、盤銑刀等。端銑刀可銑削平面、斜面和垂直面等。2.銑床主要附件①平口鉗對于中小型工件，多用平口鉗裝夾；對于大中型工件，則用壓板、角鐵和V型塊緊壓在工作臺上。②回轉(zhuǎn)工作臺

主要用于對較大工件進(jìn)行分度，或加工具有圓弧表面和圓弧形腰槽的零件；③萬能分度頭

N=40/Z

主要用于各種齒槽及多面體工件的銑2023/1/1435削加工。④萬能立銑頭（萬能回轉(zhuǎn)頭）萬能立銑頭裝在臥式銑床上，不僅能完成各種立銑工作，而且還可以根據(jù)銑削的需要，將銑頭扳轉(zhuǎn)成任意角度。銑削用量的選擇粗加工：αp→f→υ；精加工：υ→f→αp。4.銑齒輪將齒輪坯裝在心軸上，心軸由分度頭主軸、頂尖和尾架頂尖定位，完成對刀后，依次加工第一齒、第二齒……；銑齒采用普通銑床和簡單刀具，即可加工齒形，但只適用于單件小批量生產(chǎn)、精度低的齒輪。銑削與刨削相比，除狹長平面外，生產(chǎn)率高，其主要原因是由于銑刀是由多齒和多刃組成，銑削工作同時(shí)由參加工作的幾個(gè)刀齒和刀刃承擔(dān)，切削用量大，刀齒與工件接觸時(shí)間短，刀具冷卻條件好，銑刀的耐用度高，所以銑削具有較高的生產(chǎn)率及加工精度。2023/1/1436第十章磨削加工在磨床上用砂輪切削工件表面的方式稱為磨削加工。磨削加工通常用于零件的精加工，一般加工精度為IT5～I(xiàn)T7，表面粗糙度為0.2～0.8μm。磨削不僅可加工鋼、鑄鐵等一般材料，還可以加工一般刀具難以加工的材料（如淬火鋼、硬質(zhì)合金等）。一、磨削特點(diǎn)1.能加工硬度很高的材料如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等。這是因?yàn)樯拜喣チ１臼【哂泻芨叩挠捕群湍蜔嵝浴?.能獲得高精度和低粗糙度的加工表面這是砂輪和磨床特性決定的。磨粒圓角半徑小，分布稠密且多為負(fù)前角；磨削速度高，每個(gè)磨刃切削量小；磨床剛度好，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可作微量進(jìn)給。它們保證了能作均勻的微量切削。因此磨削能獲得高的加工精度。3.磨削溫度高由于劇烈的摩擦，產(chǎn)生了大量的磨削熱，使磨削區(qū)溫度很高。這會使工件表面產(chǎn)生磨削應(yīng)力和變形，甚至造成工件表面燒傷。因此，磨削時(shí)必須注入大量的冷卻液，2023/1/1437以降低磨削溫度。冷卻液還可起到排屑和潤滑作用。4.磨削時(shí)徑向力很大這會造成機(jī)床——砂輪——工件系統(tǒng)的彈性退讓，使實(shí)際切深小于名義切深。因此，磨削將要完成時(shí)，應(yīng)不進(jìn)刀進(jìn)行光磨，以消除誤差。5.砂輪具有“自銳性”磨粒磨鈍后，其磨削力也隨之增大，致使磨粒破碎或脫落，重新露出鋒利的刃口。這種特性稱為“自銳性”。自銳性能使磨削在一定時(shí)間內(nèi)正常進(jìn)行。但超過一定工作時(shí)間后，應(yīng)進(jìn)行人工修磨，以免磨削力增大引起振動、噪聲及損失工件表面質(zhì)量。二、磨削過程磨削過程是切削、刻劃和滑擦三種過程的綜合。三、磨削運(yùn)動1.主運(yùn)動——指砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；2.進(jìn)給運(yùn)動：2023/1/14381）平面磨削的進(jìn)給運(yùn)動：①縱向進(jìn)給工作臺帶動工件的往復(fù)直線運(yùn)動；②垂直進(jìn)給砂輪向工件深度方向的移動；③橫向進(jìn)給砂輪沿其軸線的間隙運(yùn)動。2）外圓磨削進(jìn)給運(yùn)動：①圓周進(jìn)給工件的旋轉(zhuǎn)；②縱向進(jìn)給工作臺帶動工件的往復(fù)直線運(yùn)動；③橫向進(jìn)給砂輪向工件軸心的移動。四、砂輪的硬度砂輪的硬度是指在外力作用下磨粒脫落的難易程度。易脫落的稱之為軟，反之為硬。磨削軟材料時(shí)選用硬砂輪，磨削硬材料時(shí)則選用軟砂輪。粗磨選用軟砂輪，精磨選用硬砂輪。砂輪是磨削的主要工具。2023/1/1439第十一章鉗工鉗工是手持工具對工件進(jìn)行加工的方法。其基本操作有：劃線、鏨削、鋸削、銼削、攻絲和套扣、刮削及裝配等。一、劃線1.劃線種類①平面劃線——在工件的一個(gè)平面上劃線；②立體劃線——在工件三個(gè)坐標(biāo)方向上劃線。2.劃線基準(zhǔn)零件上用來確定點(diǎn)、線、面位置的依據(jù)，作為劃線依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為劃線基準(zhǔn)。二、鋸削1.鋸條鋸條用碳素工具鋼制成，并經(jīng)淬火及回火處理，硬度可達(dá)58～62HRC。2023/1/1440鋸條規(guī)格用其兩端安裝孔的距離來表示。常用鋸條長300mm、寬12mm、厚0.8mm。鋸條按齒距分為粗齒、中齒和細(xì)齒3種。2.鋸條的安裝鋸條裝在鋸弓上，鋸齒向前，松緊適當(dāng)，不能有歪斜和扭曲，否則，鋸削時(shí)易折斷。3.鋸條的選用鋸削軟材料（如銅、鋁等有色金屬）及厚工件時(shí)，選用粗齒距條；鋸削普通鋼、鑄鐵及中等厚度的工件時(shí)，選用中齒鋸條；鋸削較硬的材料（如中碳鋼、合金鋼等）或較薄的工件（如板料、鋼管等）時(shí)，選用細(xì)齒鋸條。4.鋸削方法鋸削時(shí)應(yīng)注意起鋸、鋸削壓力和往返長度。鋸削時(shí)，鋸條與工件表面的起鋸角應(yīng)小于15°，并用2023/1/1441左手拇指靠住鋸條，鋸弓作往復(fù)運(yùn)動，左手施力，右手推進(jìn)，用力要均勻；返回時(shí)，鋸條輕輕地滑過加工面，速度不宜太快。鋸削開始和終了時(shí)的壓力和速度均應(yīng)減少。鋸條長度應(yīng)充分利用，即往返長度不應(yīng)少于2/3，以免局部過早磨損。鋸縫如有歪斜，不可強(qiáng)扭，應(yīng)將工件翻轉(zhuǎn)90°，重新起鋸。三、銼削用銼刀從工件表面銼掉多余金屬的加工方法稱為銼削。銼削可提高工件的尺寸精度和降低表面粗糙度。銼削是鉗工最基本的操作方法?？射S削平面、曲面、溝槽、內(nèi)外圓弧面和各種復(fù)雜形狀的表面等。1.銼刀的種類銼刀用碳素工具鋼制造，并經(jīng)淬火及或火處理，硬度可達(dá)58～62HRC以上。銼刀規(guī)格以其工作部分的長度來標(biāo)示，有100mm、150mm、·····、400mm等7種。2023/1/1442

銼刀面的齒紋有單齒紋和雙齒紋之分。按用途分為普通銼刀、整形銼刀（又稱什錦銼）和特種銼刀。按齒紋分為粗齒（每10mm有4～12齒）、中齒（每10mm有13～24齒）、細(xì)齒（每10mm有30～40齒）和油光銼（每10mm有40齒以上）。2.銼刀的選用根據(jù)工件材料、加工余量、精度、表面粗糙度等來選用銼刀。粗齒銼刀用于粗加工及銼削較軟的材料（如銅、鋁等）；中齒銼刀用于粗銼后的加工；細(xì)齒銼刀用于銼光表面及銼削較硬的材料（如鋼、鑄鐵等）；油光銼刀主要用于精銼后的表面修光。銼刀斷面形狀的選擇，取決于工件加工表面的形狀。整形銼刀很小，形狀很多，主要用于修整精密細(xì)小的零件。特種銼刀用于加工特形表面。2023/1/14433.操作方法工件裝夾在臺虎鉗口中間，被銼削的表面距鉗口的距離不要太高。1）銼刀的用法以保持銼刀水平為原則，根據(jù)銼刀的規(guī)格不同握法不同。在銼削時(shí)，兩手在銼刀上施加的力的大小是變化的，其原則是保持水平，即以工件為支點(diǎn)形成力的杠桿平衡。2）銼削方法銼平面時(shí)，有順向銼、交叉銼和推銼等。交叉銼用于粗加工，生長率高；順向銼用于精加工銼平和銼光；推銼主要用于修光，適用于銼削細(xì)長工件及臺階面。銼圓弧時(shí)，有滾銼和順銼等。滾銼是銼刀順圓弧切向擺動銼削，常用于精銼外圓弧面；順銼是銼刀垂直圓弧面軸向運(yùn)動，適用于粗銼。四、攻絲與套扣攻絲是用絲錐在零件的通孔或盲孔上加工內(nèi)螺紋；套口是用板牙在圓桿或圓管上加工外螺紋。2023/1/14441.攻絲攻絲前需要鉆孔，一般鉆孔的孔徑應(yīng)略大于螺紋內(nèi)徑。鉆孔直徑d可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或查表確定。塑性材料（鋼、紫銅等）d=D-P脆性材料（鑄鐵、青銅等）d=D-（1.05-1.1)P式中：D——大螺紋直徑；P——螺距。攻盲孔（不通孔）螺紋時(shí)孔的深度=要求螺紋的長度+0.7D。將鉆好的孔倒角，把頭錐裝在鉸杠上，兩手加壓（大小合適）進(jìn)行攻絲。注意要保持絲錐垂直，旋轉(zhuǎn)一周后，要倒轉(zhuǎn)。鉆通孔螺紋時(shí)，注意絲錐切削部分要完全伸出孔端，然后用二錐、三錐完善螺孔。2023/1/14452.套扣套扣前應(yīng)檢查圓桿直徑,圓桿直徑太大,板牙難以套入;太小則套出的螺紋牙形不完整。一般圓桿的直徑要略小于螺紋外徑。圓桿直徑D也可經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或查表來確定。D=d-0.13P式中：d——外螺紋外徑；P——螺距。一般材料韌性愈大，則圓桿直徑愈小。套扣前，圓桿的端面要倒角，倒角深度要超過螺紋全深。套扣的操作與攻絲很相似，兩手施力應(yīng)均勻，保持板牙架手柄與圓桿垂直。2023/1/1446

第十二章機(jī)械制造自動化

數(shù)控加工一、數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了自動控制、計(jì)算機(jī)、精密測量和傳動元件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的技術(shù)，是一種高效、柔性加工的機(jī)電一體化設(shè)備。1.數(shù)控機(jī)床的組成（1）主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，包括床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。（2）CNC裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（電路板、顯示器、鍵盤、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件。2023/1/1447（3）驅(qū)動裝置是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給驅(qū)動單元、主軸電機(jī)相應(yīng)的軟件。數(shù)控機(jī)床的輔助裝置和編程機(jī)及其他一些附屬設(shè)備。數(shù)控機(jī)床分類：點(diǎn)位控制機(jī)床、直線控制機(jī)床、輪廓控制機(jī)床。二、數(shù)控加工分類數(shù)控加工分為：數(shù)字控制（NC）、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）和直接數(shù)字控制等3類。三、數(shù)控編程1.數(shù)控編程的步驟1）分析零件圖形和工藝處理；2）數(shù)字處理；3）編寫零件加工程序單、輸入數(shù)控系統(tǒng)及程序檢驗(yàn)。四、數(shù)控編程的方法1.手工編程適用于點(diǎn)加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件；2023/1/14482.自動編程是用計(jì)算機(jī)把人們易懂的零件程序改成數(shù)控機(jī)床執(zhí)行的數(shù)字加工程序，即數(shù)控編程的大部分工作由計(jì)算機(jī)來完成。編程人員只需根據(jù)易懂的零件圖紙及工藝要求，使用規(guī)定的數(shù)控編程語言編寫一個(gè)較簡單的零件程序，并將其輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動處理，計(jì)算刀具中心軌跡，輸出零件數(shù)控加工程序。3.編程舉例數(shù)控系統(tǒng)指令代碼中，最基本的是G、S、M、T指令代碼。G指令代碼準(zhǔn)備功能，用來描述數(shù)控裝置作某一操作的準(zhǔn)備功能，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等。它由代碼“G”和兩位數(shù)字組成，從G00～G99共100種，如教材：表12-1準(zhǔn)備功能指令G代碼。S指令代碼主軸轉(zhuǎn)速功能，由“S“和其后若干位數(shù)字組成。2023/1/1449M指令代碼輔助操作功能，主要有兩類，一類是主軸的正、反轉(zhuǎn)，開、停，冷卻液的開、關(guān)等；另一類是程序控制指令，進(jìn)行子程序調(diào)用、結(jié)束等。它由代碼“M”和兩位數(shù)字組成，從M00～M99共100項(xiàng)，如教材：表12-2輔助功能指令M代碼。T功能代碼刀具功能，用選擇刀具和進(jìn)行刀具補(bǔ)償。選擇刀具是在自動工作方式下對刀架上固定的刀具進(jìn)行選擇、換刀并固定；刀具補(bǔ)償是對刀具磨損或?qū)Φ稌r(shí)的位置互差進(jìn)行補(bǔ)償。它由代碼“T”和若干位數(shù)字組成。在數(shù)控車床上加工階梯軸，如教材圖12-9所示，試編制程序：1）車刀起點(diǎn)位置的確定加工程序是按零件表面的輪廓線編制的，在實(shí)際加工時(shí)需經(jīng)過幾次走刀才能完成。為便于加工，必須確定刀具對工件的距離和每次走刀的切削余量，并將工件第一次運(yùn)動的起點(diǎn)作為車刀的起點(diǎn)。車刀起點(diǎn)在一定范圍內(nèi)可任意確定。一般起點(diǎn)設(shè)置要根據(jù)毛坯余量合理選定。車刀在每次走刀循環(huán)后可以自動回零。2023/1/14502）車刀移動路線的確定。如教材圖12-9所示，該零件的車刀移動路線為：O→A→B→C→D→E→F→O3）編制加工清單可用手工編程方法對零件編制車削加工子程序，如教材表12-3所示。再通過主程序調(diào)用該子程序，即可完成整個(gè)加工。五、CAD/CAM技術(shù)從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度看，設(shè)計(jì)與制造的過程是一個(gè)關(guān)于產(chǎn)品的信息產(chǎn)生、處理、交換和管理的過程。人們利用計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，對產(chǎn)品從構(gòu)思到投放市場的整個(gè)過程中的信息進(jìn)行分析和處理，生成和運(yùn)用各種數(shù)字信息和圖形信息，進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。CAD/CAM技術(shù)不是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造流程的方法的簡單映像，也不是局限于在個(gè)別步驟或環(huán)節(jié)中部分的使用計(jì)算機(jī)作為工具，而是將計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代的科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來，在設(shè)計(jì)、制造的全過程中各盡所長，盡可能的利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來完成那些重復(fù)性高、勞動量大、計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人工難以完成的工作，輔助而非代替工程技術(shù)人員完成整個(gè)過程，以獲得最佳效果。CAD/CAM系統(tǒng)以及算計(jì)硬件、軟件為支持環(huán)境，通過各個(gè)功能模塊（分系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的描述、計(jì)算、分析、優(yōu)化、繪圖、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、仿真以及NC加工。而廣義的CAD/CAM集成系統(tǒng)還應(yīng)包括生產(chǎn)規(guī)劃、管理、質(zhì)量控制等方面。CAD/CAM技術(shù)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，機(jī)械制造是最早也是最廣泛應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的領(lǐng)域。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，建筑、電子、化工的領(lǐng)域也開始應(yīng)用該技術(shù)。2023/1/1451Cimatron

CimatronCAD/CAM系統(tǒng)是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機(jī)平臺上實(shí)現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。

CimatronCAD/CAM系統(tǒng)自從80年代進(jìn)入市場以來，在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎。近年來，Cimatron公司為了在設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域發(fā)展，著力增加了許多適合設(shè)計(jì)的功能模塊，每年都有新版本推出，市場銷售份額增長很快。2023/1/1452Pro/Engineer

Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。

Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。Pro/Engineer建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。其他CAD/CAM軟件：國外：Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD

MDT、SolidWorks、I-DEAS

國內(nèi)：高華CAD（清華）、CAXA電子圖板和CAXA-ME制造工程師（北航）、GS-CAD98（浙江大學(xué)）、金銀花系統(tǒng)（廣州紅地）、開目CAD（華中理工）。

2023/1/1453第十三章特種加工一、概述隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，許多產(chǎn)品向高精度、高速度、高溫、高壓、大功率、小型化等方向發(fā)展。它們所使用的材料愈來愈難加工，零件形狀愈來愈復(fù)雜，表面精度、粗糙度和某些特殊需要愈來愈高，因此，對加工技術(shù)提出了新的要求：1）解決各種難加工材料的問題；2）解決各種特殊復(fù)雜表面的加工問題；3）解決各種具有特殊要求的零件的加工問題。要滿足這些要求，僅僅依靠傳統(tǒng)的切削加工方法很難實(shí)現(xiàn)，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)。特種加工就是在這種情況下產(chǎn)生和發(fā)展起來的。所謂特種是相對常規(guī)的金屬切削加工而言。特種加工與切削加工的不同點(diǎn)是：1）不是主要依靠機(jī)械能通過刀具等來切除金屬或非金屬材料，而是主要用其他能量形式，如電能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能或與機(jī)械能組合等形式直接加工零件，以獲得所需的幾何形2023/1/1454形狀、尺寸精度和表面粗糙度的加工方法。2）加工用的工具材料可以低于被加工材料的硬度；3）加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力。特種加工的種類繁多，按其能量來源和工作原理的不同，在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的可分為電火花加工、電解加工、激光加工、超聲波加工和一些新興的特種加工。由于特種加工具有其他加工方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，并已成為機(jī)械制造學(xué)科中一個(gè)新的重要的領(lǐng)域，故在現(xiàn)代加工技術(shù)中，占有愈來愈重要的地位。目前，應(yīng)用最普遍的是電火花加工。電火花加工是利用工具電極和工件兩極之間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象對工件進(jìn)行尺寸加工的加工方法。電火花加工的主要特點(diǎn)是脈沖放電的能量密度很高，可以加工用常規(guī)機(jī)械加工方法難以加工或無法加工的材料和形狀。加工時(shí)，工具電極與工件不直接接觸，兩者之間的宏觀作用力小，不受工具和工件剛度限制，有利于實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工，而且工具電極材料不需比被加工的工件材料硬，因此工具電極制造容易。2023/1/1455二、特種加工的能源形式特種加工一般按照利用的能量形式分類如下：電、熱能：電火花加工、電子束加工、等離子弧加工；電、機(jī)械能：離子束加工；電、化學(xué)能：電解加工；電解拋光；電、化學(xué)、機(jī)械能：電解磨削、電解珩磨、陽極機(jī)械磨削；光、熱能：激光加工；化學(xué)能：化學(xué)加工、化學(xué)拋光；聲、機(jī)械能：超聲波加工；機(jī)械能：磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。三