《机械制造技术》课程规范.docx

《机械制造技术》课程规范

扬州大学机械工程学院机械制造教科部
二00三年六月

《机械制造技术》课程规范

依据《机械制造技术》课程大纲的要求制定本课程规范

第一章 导 论
学 时： 1学时
讲授内容：
1．机械制造在国民经济发展中的作用。
2．机械制造的研究内容、特点及其发展趋势。
3．本课程的性质、任务和学习方法、要求

第二章 制造工艺装备
学 时： 19学时
学习要求：通过本章学习，要求掌握刀具角度的定义、常用刀具材料特点及其适用场合；通用机床的工作原理、工艺范围、性能和用途，机床的运动、传动及其调整方法；学生在学完本章后能根据具体零件的加工要求，合理选择刀具的角度、材料，合理选用机床。
讲授内容及学时分配：
第一节 金属切削刀具的基本知识（5学时）
一、金属切削加工的基本概念（1学时）
1． 切削运动与切削用量
2． 切削时的工件表面
3． 切削层参数与切削方式。
二、刀具角度（2.5学时）
1． 刀具切削部分结构要素
2． 刀具角度参考系
3． 刀具标注角度
4． 刀具工作角度；
三、刀具材料（1学时）
1． 刀具材料应具备的性能
2． 高速钢
3． 硬质合金
4． 其它刀具材料
四、刀具角度选择（0.5学时）
第二节 常用金属切削刀具与砂轮（4学时）
一、车刀
1． 硬质合金焊接式车刀
2． 硬质合金机夹重磨式车刀
3． 机夹可转位车刀
二、孔加工刀具
1． 麻花钻
2． 扩空钻
3． 铰刀
三、铣刀
1． 铣刀的几何角度
2． 硬质合金端铣刀
3． 铣削方式及合理选用
四、拉刀
1． 拉刀的类型
2． 拉刀的结构
3． 刀齿几何参数
五、齿轮刀具
1． 齿轮刀具的类型
2． 插齿刀
3． 滚刀
六、砂轮
第三节 自动化加工中的刀具
一、自动化加工对刀具的要求
二、自动换刀装置、工具系统与刀具尺寸预调
三、刀具管理系统
四、刀具状态的在线检测
第四节 金属切削机床的基本知识 （1学时）
一、机床分类及型号编制
二、零件表面的形成方法与机床的运动
三、机床传动原理及运动调整

第五节 车床（1学时）
一、车床的用途、工艺范围、分类
二、ＣＡ６１４０型车床的传动系统（主链、车螺纹链、机动进给链）和主要结构
三、ＣＭ１１０７型单轴纵切自动车床特点；数控车床简介。
第六节 齿轮加工机床 （2学时）
一、齿轮加工原理
二、滚齿机的传动原理图；Ｙ３１５０Ｅ型滚齿机传动链及其调整（加工圆柱齿轮和斜齿轮）
三、其他齿轮加工机床（插齿机、磨齿机）的工作原理
第七节 其他机床（2学时）
一、磨床
1． 磨床的用途和特点、分类；
2． Ｍ１４３２Ａ（或Ｍ１４３２Ｂ）型万能外圆磨床：运动、传动，磨削方式，主要
结构；
3． 其他类型磨床：无心外圆磨、内圆磨、平面磨。
二、铣床
三、直线运动机床（刨、插类机床、拉床）简介
四、钻床、摇臂钻床的运动、工作原理和用途
五、数控机床和加工中心机床简介；组合机床的用途、工艺范围及配置型式。

第八节 机床夹具（4学时）
一、概述
二、基准及其分类
三、工件在夹具中的定位
１． 六点定位原理
２． 常用定位方法与定位元件
四、工件在夹具中的夹紧（2学时）
1．夹紧装置的组成和基本要求
2．夹紧力的确定
五、典型夹紧机构
本章重点：刀具角度的定义、常用刀具材料特点及其适用场合；通用机床的工作原理、工艺范围、性能和用途，机床的运动、传动及其调整方法；工件定位的基本原理。
本章难点：刀具角度参考系及刀具角度。传动原理图和传动系统图（车螺纹链、展成链、附加链）的分析及调整。
实 验：①　车刀几何角度测量
② 普通车床结构剖析
③ Y3180型滚齿机调整

第三章 切削过程及其控制
学 时： 15学时
学习要求：本章主要研究金属切削过程中的基本理论和规律，用以解决控制切屑、改善切削加工性、合理选用切削用量及切削液等方面的问题，从而达到保证加工质量、降低生产成本、提高生产率的目的，为合理选用刀具和机床、正确设计刀具、夹具，分析解决生产中的有关工艺技术问题奠定理论基础。
第一节 金属切削过程及切屑类型 （3学时）
一、切屑的形成过程
二、三个变形区
三、第一变形区内金属的剪切变形
四、变形程度的表示方法
五、前刀面上的挤压磨擦及其对切屑变形的影响
六、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响
七、影响切削变形的因素
八、切屑的类型
九、已加工表面的形成过程
第二节切削力（2学时）
一、切削力的来源、合力、分力和切削功率；
二、切削力的测定和经验公式；
三、影响切削力的主要因素。
第三节 切削热与切削温度（2学时）
一、切削热的产生与传出
二、切削温度及其测量方法
三、影响切削温度的主要因素
第六节 刀具磨损与刀具耐用度（2学时）
一、刀具磨损的形态
二、刀具磨损的原因
三、刀具磨损过程与磨钝标准；
四、刀具耐用度及其经验公式
五、刀具耐用度的选择
六、刀具的破损
第五节 工件材料的切削加工性（1学时）
一、衡量材料的切削加工性的指标
二、改善材料切削加工性的途径
第六节 切削液（1学时）
一、切削液的作用机理
二、切削液的添加剂
三、切削液的种类及选用。
第七节 切削用量的选择（2学时）
一、切削用量选择的原则
二、背吃刀量、进给量和切削速度值的选定
第八节 磨削过程及磨削机理（2学时）
一、磨料的形状特征
二、磨屑形成过程
三、磨削运动与磨削用量
四、磨削力
五、磨削温度
六、砂轮的磨损与耐用度
七、磨削特点
本章重点：切削过程中的基本理论和规律；切削力、切削温度及其影响因素；刀具耐用度及其选择；切削用量的合理选择。
本章难点：金属切削过程的变形理论。
实 验：①　车削力测定
② 车削温度测定
第四章 机械加工质量分析与控制
学 时： 16学时
学习要求：本章主要研究机械加工精度和机械加工的表面质量两部分内容，随着科学技
术的发展和市场竞争的加剧，对零件机械加工质量的要求也越来越高，因此，对机械加工质量的深入研究与解决，不仅已成为机械制造工艺师的首要任务，而且是机械制造工艺学的核心内容，机械加工质量分析与控制就成为本课程内容中十分重要的一章，通过本章的学习，应使学生了解影响零件加工质量的因素及其分析方法，能对具体的工艺问题进行分析，并提出改进产品质量工艺途径。
讲授内容及学时分配：
第一节 概 述（1学时）
一、加工精度与加工误差
二、加工误差的来源－原始误差
三、研究加工误差的方法
第二节 影响加工精度的因素（8学时）
一、原理误差
原理误差作一般了解
二、机床误差
机床误差是最基本的原始误差之一。分析和研究机床误差及其对加工精度的影响，无论在理论上或是实际应用上都具有重要的意义。因此，这一节是本章的重点内容之一。
（一）主轴回转误差
主轴回转误差讨论的内容包括：1）主轴回转误差的概念；2）主轴回转误差的基本形式及其产生的加工误差；3）主轴回转误差的来源；4）减少主轴回转误差及其对加工精度影响的措施；
（二）导轨导向误差
机床导轨是机床各主要部件相对位置和运动的基准，它的精度直接影响机床成形运动之间的相互位置关系。因此，它是产生工件形状误差和位置误差的主要因素之一。
机床导轨误差的项目包括：①导轨在水平面内和垂直面内的直线度误差； ②前后导轨在垂直面内的平行度（扭曲度）误差。
（三）传动链误差
传动链误差讨论的内容包括：1）传动链误差的概念；2）传动链误差的传递；3）传动链误差的估算及传动链误差对加工精度的影响；4）减少传动链误差的措施。
三、刀具误差
四、工艺系统受力变形的影响
工艺系统的受力变形是一项很重要的原始误差。它不但严重地影响工件的加工精度，而且还影响表面质量、限制切削用量和生产率的提高。因此，它不仅是本章的重点，而且是工艺学中的一个重要问题。
工艺系统受力变形的分析是紧紧围绕着以下三个中心问题展开的：
（1） 工艺系统的刚度
（2） 受力变形对加工精度的影响
（3） 减少受力变形的途径
第一个问题是基础；第二个问题是核心；第三个问题是目的。
（一）工艺系统的刚度
（二）工艺系统受力变形对加工精度的影响
（三）减少工艺系统受力变形的措施
五、工艺系统热变形的影响
六、工件内应力引起的变形
第三节 加工误差的统计分析（3学时）
一、加工误差性质
二、加工误差统计分析方法
1．分布图法
分布图分析法，主要掌握的内容是：①实际分布图（直方图）的作法；②估计实际分布图与理论分布图的一致性；③利用分布图分析加工误差；④分布图分析法所能解决的问题。
2．点图法
点图法的目的主要是在分布图分析法的基础上，进一步判断各种加工误差对加工精度的综合影响、区分变值系统误差和随机性误差以及查明相关的误差；其次是为全面质量管理，减小工艺过程质量控制、评价工艺过程的调整质量、确定工艺过程的调整时间等奠定基础。
第四节机械加工表面质量（4学时）
机械加工表面质量对零件的使用性能有很大的影响，与加工精度具有同等重要的地位，了解表面层在加工中的变化及发生变化的机理，采取措施加以改善，提高产品质量，是学习机械加工表面质量内容的主要目的。
一、概述
二、表面质量及其对零件使用性能的影响
三、机械加工的表面粗糙度
（一）切削加工的表面粗糙度
（二）磨削加工表面粗糙度
2．机械加工中的振动
四、机械加工表面层的物理力学性能
1．表面层冷作硬化
2．表面层金相组织变化；
3．表面层残余应力。

第四节 机械加工中的振动（4学时）
一、强迫振动
二、自激振动
本章重点：加工误差的单因素分析，即各种原始误差与加工误差的关系；加工误差的统计分析；机械加工表面质量及其影响因素。
本章难点：原始误差与加工误差的关系，机械加工表面层的变化及发生变化的机理。
实 验：①　三向刚度测定法
② 加工误差统计分析方法
第五章 典型表面加工工艺
学 时： 6学时
学习要求：掌握加工经济精度的概念，机械加工的经济精度是一个非常重要的概念。在
拟定工艺路线时，经济精度是选择经济上合理的加工方法的主要依据。在机械加工过程中，影响经济精度的因素很多。同一种加工方法，由于加工条件不同，达到的加工精度也不相同。通过本章的学习，应使学生掌握平面、外圆、内圆、齿轮加工的方法及特点；能够确定典型表面常规的加工工艺方案。
第一节 外圆表面加工（1学时）
一、外圆表面的车削
二、外圆表面的磨削
三、外圆表面的光整加工
第二节 孔加工（1.5学时）
一、钻孔、扩孔和铰孔
二、镗孔
三、拉孔
四、磨孔
五、珩磨孔
第三节 平面加工（1学时）
一、 车平面
二、 刨平面
三、 铣平面
四、 拉平面
五、 磨平面
六、 刮研平面
七、 研磨平面
第四节 螺纹加工（0.5学时）
一、 螺纹的车削
二、 螺纹的铣削
三、 螺纹的磨削
四、 螺纹的滚压
第五节 齿轮加工（1学时）
一、 概述
二、 齿形加工方法
第六节 成形表面加工（0.5学时）
一、 用成形刀具加工
二、 用简单刀具加工
本章重点：加工经济精度的概念；各种机械加工方法的工艺特点及适用范围；平面、外圆、孔的加工方案

第六章 工艺规程设计
学 时： １６学时
学习要求：制订机械加工工艺规程是机制类专业的基本要求之一，因此本章也是本课程的重点之一。通过本章学习，学生应掌握机械加工工艺过程的基本概念；掌握制订工艺规程的方法和步骤；结合教材中其它章节的有关内容，合理解决制订工艺规程中的主要问题；初步学会运用质量、生产率和经济性三者的辩证关系，对工艺方案进行分析和对比。掌握各种装配方法的实质、特点,并合理选择装配方法。
讲授内容及学时分配：
第一节 概 述（1学时）
一、生产过程和机械加工工艺过程
二、机械加工工艺过程及其组成
三、生产纲领与生产类型
四、机械加工工艺规程

第二节 零件的工艺性分析（1学时）
第三节 定位基准的选择（2学时）
一、 粗基准的选择
二、 精基准的选择
第四节 机械加工工艺路线的拟定（1.5学时）
一、 表面加工方法的选择
二、 加工阶段的划分
三、 工序的集中与分散
四、 工序顺序的安排
第五节 机床加工工序的设计（1.5学时）
一、 加工余量的确定
二、 工序尺寸与公差的确定
三、 机床设备及工艺装备选择
第六节 加工工艺过程的生产率与技术经济分析（1学时）
第七节 工艺尺寸链（4学时）
一、 尺寸链的定义、组成及分类
二、 尺寸链的计算
（一）尺寸链的计算方法
（二）极值法解尺寸链的基本计算公式
（三）尺寸链反计算中的公差分配
（四）几种工艺尺寸链的计算
第八节 箱体零件加工工艺分析（略）
第九节 装配工艺规程设计 （4学时）
机器装配是整个机器制造工艺过程中的最后一个阶段。机器的质量，主要取决于机器结构设计的正确性、各组成零件的加工质量，以及机器的装配精度。装配精度是机器质量指标中的重要项目之一，零件的加工精度是保证装配精度的基础，但在实际生产中，单靠提高零件的加工精度来获得规定的装配精度要求，往往是不切实际和不经济的，而必须依靠适当的装配方法和装配工艺措施，来实现机器产品规定的装配精度要求。因此，装配工艺在很大程度上决定机器的最终质量。
一、装配尺寸链
二、装配方法的选择
三、装配工艺规程
本章重点：机械加工工艺过程的基本概念；制定工艺规程的方法和步骤；制订工艺规程中解决的几个主要问题；各种装配方法的实质、特点，装配方法的合理选择。
本章难点：工艺尺寸链的建立，尺寸链的极值解法、概率解法。

第八章 机械制造技术的发展概况 （2学时）
学 时：１学时
（一） 精密加工与特种加工方法
（二） 机械制造自动化（如ＣＡＰＰ、ＣＡＭ、ＦＭＳ、ＣＩＭＳ等）简介；
本章仅作一般介绍，以扩大学生的知识面，机械制造及其自动化方面知识，将在后续课程：现代制造技术、特种加工、ＣＡＰＰ（选修）等中研究。

课程设计
时间：２周
1．目的与要求
学生在学完本课程、并通过生产实习之后进行课程设计，选择中等难度的零件，设计工艺规程及相关工序所用的工装，以达到综合训练的要求。其目的：
（1）掌握工艺规程设计过程和方法，培养工艺分析、结构分析和设计的能力；
（2）综合应用所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力；
（3）训练和提高设计的基本技能：如计算、制图、应用资料、标准和规范、编写技术
文件（说明书）等。
2．设计内容
（1）设计题目：设计 ＸＸＸ 零件的机械加工工艺规程及指定工序所用的专用夹具。设计依据：生产纲领（如中批或大批生产）
（2）设计内容和任务
图纸量 时间
１）绘制 ＸＸＸ 工件综合图 1张（A3或A4） 0.5天
２）拟定该件机械加工工艺过程综合卡 一套 1天
３）指定工序卡（１～３个工序） 若干张 1天
４）绘制指定工序的工艺工装总图 1张(A0或A1 6天
５）工装总图中主要专用件设计（零件图） 1张(A3或A2) 1天
６）设计计算说明书 1份(6～8千字) 1天
７）答辩评分＊ 0.5天
注：＊设计评分以图纸、工艺及工序卡、说明书和答辩和环节综合评定。
设计参考资料
１）机械制造工艺设计简明手册 李益民主编 机工９６版
２）机械制造工艺装备设计实用手册 李庆寿主编 宁夏９１版
３）切削用量简明手册 艾 兴主编 机工９４版
４）机械加工工艺手册１、２、３卷 孟少农主编 机工９２版
５）机床夹具结构图册（上、下） 贵州工学院 贵州８３版
６）机床夹具图册 机工８６版
７）机制工艺学 各种版本
８）机床夹具设计 各种版本
９）机械制造工艺与夹具设计指导书 张进生主编 机工９５版

四、教材及主要参考书目（☆可选作教材）
１．机械制造技术☆ 张福润等编 华中９９版
２．机械制造技术☆ 黄鹤汀主编 机工９７版
３．机械制造技术概论☆ 谢家瀛主编 机工01版
４．机械制造技术☆ 吉卫喜主编 机工01版
５．机械制造工程学☆ 庞怀玉主编 机工９８版
６．机械制造技术 朱正心主编 机工９９版 / 李 华主编 机工９７版
７．机械制造技术 卢秉恒主编 机工９９版
8． 机械制造工程原理 程 序主编 东南大学９8版
9. 金属切削原理 周泽华主编 上海科学技术出版社1993
陆剑中主编 机械工业出版社1998
10. 金属切削刀具 袁哲俊主编 上海科学技术出版社.1993
11. 金属切削机床（概论） 贾亚洲主编 机械工业出版社, 1997.10
12. 金属切削机床（上、下册） 黄鹤汀主编 机械工业出版社, 1998.5
13. 数字控制技术与数控机床 杨有君主编 机械工业出版社,1999.
14. 机械制造工艺学 王先逵主编 机械工业出版社, 1998.11
机械制造工艺学（第三版） 顾崇衔等编著 陕西科学技术出版社, 1981.
15. 赵汝嘉主编.计算机辅助工艺设计（CAPP）.北京：机械工业出版社，1995
16. 机械制造技术基础 翁世修、吴振华主编 上海交通大学出版社.1999
17. 机械制造基础 唐宗军主编 机工９7版 / 安承业主编 天津大学出版社.1999
徐嘉元主编 机工90版 / 王辰宝主编 东南大学出版社.1996
机械制造基础(第二版) 薛连通责任主编 中国劳动出版社.1992
18. 机床夹具设计 各种版本