绪章绪论

机械制造工程学课程，是工科学生必修的一门专业基础课程。课程以机械制造过程中的工艺问题为研究对象，是一门实践性强，与实际生产技术紧密结合的课程。在绪论课中，着重介绍了：制造业的地位和作用、机械制造业的发展以及本门课程的研究对象等3方面的内容。通过绪论课的学习，希望同学们能充分理解机械制造业在国民经济发展中所起的关键作用，并在了解机械制造业的发展方向的以及我国制造业的现状基础上，通过对本课程的研究对象的学习掌握好本课程的特点，进而在学习的过程中，在注重基础理论学习的基础上，更加关注与生产实际结合，并以生产中的工程实例加以分析，从而强化工程背景训练。

●0.1机械制造业的地位和作用

机械制造业的地位和作用

●0.2机械制造业的发展

机械制造业的发展

●0.3课程的研究对象和特点

课程的研究对象和特点

第一章金属切削加工的基础理论

本章主要学习金属切削加工的基础理论知识。通过对切削运动、切削用量三要素、刀具材料及几何角度、金属切削过程等内容的分析学习，理解切削过程中所发生的一系列物理现象，例如：积屑瘤、鳞刺、切削力、切削热、表面加工硬化和刀具的磨损等，研究这些现象及其变化规律，进而掌握切削条件的合理选择原则，实现保证加工质量，降低生产成本和提高生产率的目的。

●1.1金属切削基本知识

本节主要学习切削运动的构成、切削用量三要素、刀具几何角度的测量等相关内容。通过学习，掌握主运动、进给运动、切削用量三要素的基本概念；以车刀为例，掌握刀具的基本结构、刀具标注角度、刀具工作角度以及刀具角度测量参考系的概念，为进一步的学习理解金属的切削过程打下基础。

●1.2金属切削过程

本节主要学习金属切削过程的有关概念。通过对切削变形过程规律的学习，理解并掌握切屑的类型及特点、积屑瘤和鳞刺产生的原因以及控制措施，实现提高零件加工质量的目的。

●1.3切削过程及变形

切削过程及变形

●1.4切削力与切削功率

这一讲我们主要学习切削力和切削功率的有关概念和内容。在切削过程中，切削力决定着切削热的产生，并影响刀具磨损和已加工表面质量。在生产中，切削力又是计算切削功率，设计和使用机床、刀具、夹具的必要依据。在本节的学习中，希望同学们重点掌握切削力的来源、切削力的测量与计算、影响切削力的主要因素等基本概念，理解切削用量与切削力和切削功率的关系，为切削条件的合理选择打下基础。

●1.5切削热和切削温度

在切削过程中，切削热和由它产生的切削温度，直接影响刀具的磨损和使用寿命，并影响工件的加工精度和表面质量。在这一讲中，我们通过学习切削热的产生机理，理解切削温度的概念，掌握切削温度的计算方法和影响切削温度的主要因素，达到控制切削温度，保证加工质量的目的

●1.6刀具的磨损与刀具使用寿命

金属切削过程中，刀具在切除金属的同时，其本身也逐渐被磨损。当磨损到一定程度时，刀具便失去切削能力。刀具磨损过快，增加刀具消耗，影响加工质量，降低生产率，增加成本。在这一讲中，我们学习刀具磨损和使用寿命的有关内容。通过分析刀具磨损机理，刀具磨钝标准的学习，掌握正确使用刀具及确定刀具使用寿命的方法

●1.7切削条件的合理选择

在切削加工中，切削条件选择得是否合理，对提高生产率，改善加工质量，降低切削成本等都有着直接关系。在这一节课，我们主要学习刀具材料、刀具角度和切削用量的合理选择。在理解常用刀具材料的性能特点以及刀具角度的作用的基础上，掌握切削用量、刀具材料以及前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角的合理选择原则和方法。

第二章加工方法与装备

金属切削加工是机械制造业中最基本的加工方法之一，大部分零件是通过切削加工实现的，在机械制造业中占有十分重要的地位。
本章主要介绍常用的切削加工方法、刀具、加工范围和加工精度等方面知识。通过本章的学习，了解金属切削机床的基本知识，各种传统的加工工艺方法及先进制造工艺方法。掌握车床的主运动与进给运动传动系统，熟悉车床常用加工传动路线，掌握磨削加工工艺方法、特点及应用、磨具及机床，掌握齿轮加工方法、刀具及机床。初步具备选择切削加工方法的能力，为后续制定零件机械加工工艺过程打下基础。

●2.1金属切削机床基本知识

金属切削机床基本知识
本节主要学习机床的分类和型号、机床的运动分析及机床的传动链等相关内容。通过学习，掌握金属切削机床型号的构成及编制方法，掌握机床的传动链中内外联系传动链的概念，为进一步的学习理解金属切削加工方法打下基础。

●2.2车削

本节主要学习车削的工作原理、工艺特点及车床组成、车床的传动系统及车刀等相关内容。通过学习，掌握常见车床的基本组成和运动方式、工艺特点，掌握车床的主运动与进给运动传动系统，熟悉车床常用加工传动路线，了解车床的主要结构、车刀的种类及结构形式。

●2.3钻削、镗削、拉削

本节主要学习钻、镗、拉床的机床运动，钻、镗、拉削的工艺特点，钻、镗、拉床类型及相应刀具等相关内容。通过学习，掌握常见钻、镗、拉床的基本组成和运动方式，掌握钻、镗、拉削各自的工艺特点及应用范围，钻、镗、拉床类型及相应刀具等知识。

●2.4铣削

本节主要学习铣床的工作原理，铣削的工艺特点，铣削方式，铣床类型，铣削刀具等相关内容。通过学习，掌握铣削的工艺特点及应用范围，铣削方式，铣床类型，铣削刀具等知识。

●2.5磨削

本节主要学习磨削运动、过程，磨削的工艺特点，磨床类型及磨削方式以及砂轮的特性与选择等相关内容。通过学习，掌握磨削运动、过程，磨削的工艺特点，磨床类型及磨削方式及应用范围，掌握砂轮的工作特性的概念，并能正确选用砂轮。了解先进磨削方法。

●2.6齿轮加工

本节主要学习齿轮齿形采用铣齿、滚齿及插齿的粗加工方法及齿形的精加工等相关内容。通过学习，掌握齿轮齿形粗、精加工方法、工艺特点及应用范围。掌握齿轮加工刀具及机床等知识。

第三章机械加工精度

机械产品由若干零件组成，零件之间按照机器的使用要求相互联系着，每一个零件又根据它的作用不同而有一定的尺寸、形状及相对位置。因此，零件的机械加工精度及表面质量与装配质量将直接影响机器的使用性能及寿命。
本章主要学习零件的机械加工精度有关知识。通过对加工精度的概念、工艺系统的几何误差、工艺系统的受力、受热变形、内应力等对加工精度的影响以及加工误差的统计分析法等内容的分析学习，掌握机械加工精度的概念、获得加工精度的方法及影响加工精度的因素；掌握各种工艺系统的原始误差种类、产生的原因及其对加工精度的影响；掌握加工误差的统计分析方法，并应用于加工误差的综合分析；学会运用加工精度的有关理论分析和解决机械加工中的实际问题，掌握提高和保证机械加工精度的途径。

●3.1加工精度基本概念

本节主要学习机械加工精度的概念、零件获得加工精度的方法、原始误差的概念及种类、以及研究机械加工精度的方法等相关内容。通过学习，掌握加工精度、加工误差、误差敏感方向的基本概念，掌握零件获得尺寸精度、形状精度、位置精度的方法，掌握原始误差的概念及种类

●3.2工艺系统的几何误差

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。
本节主要学习工艺系统的几何误差的有关概念和内容。通过学习，掌握加工原理误差、主轴回转、导轨导向及传动链等机床的误差、刀具的制造误差及磨损、调整误差及夹具误差的产生原因及对加工精度的影响。

●3.3 工艺系统的受力变形

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。
本节主要学习工艺系统的受力变形的有关概念和内容。通过学习，掌握工艺系统的刚度的概念，掌握切削力、传动力、惯性力、夹紧力及重力等误差产生的原因及对加工精度的影响，掌握减少工艺系统受力变形的措施。

●3.4工艺系统的受热变形

工艺系统在各种热源的影响下，常产生复杂的变形，从而破坏工件与刀具间相对运动，造成加工误差。
本节主要学习工艺系统的受热变形的有关概念和内容。通过学习，了解工艺系统的热源，掌握工件、刀具及机床热变形的特点及对加工精度的影响，掌握减小工艺系统热变形的途径。

●3.5内应力对加工精度的影响

零件中的内应力始终处于一种不稳定的相对平衡状态，一旦外界条件产生变化，内应力的暂时平衡就会被打破而进行重新分布，零件将产生相应的变形，从而破坏原有的精度。
本节主要学习内应力对加工精度的影响的有关内容。通过学习，掌握毛坯热应力，冷校直、切削加工、工件热处理时的内应力产生的原因及对加工精度的影响，掌握减少内应力的措施。

●3.6加工误差的统计分析法

加工误差的统计分析法是以生产现场对工件进行实际测量所得数据为基础，应用数理统计方法，分析一批工件的情况，找出产生误差的原因以及误差性质，以便提出解决问题的方法。
本节主要学习加工误差的统计分析法的有关概念和内容。通过学习，掌握分布曲线法及点图法，利用分布曲线判别加工误差的性质、进行工艺验证、及进行误差分析等；利用均值-极差图分析系统性误差、随机性误差及其变化趋势。

第四章机械加工表面质量

本章介绍机械加工表面质量。通过学习表面质量、表面完整性的概念和含义，了解表面质量对零件使用性能的影响。分别对切削加工和磨削加工中影响表面粗糙度的因素以及影响表面层物理、力学性能的因素进行分析。介绍减少加工表面粗糙度值及改善表面层的物理、力学性能的常用加工工艺方法。并对工艺系统的振动，包括自由振动、强迫振动和自激振动对表面质量的影响进行了分析，介绍控制和提升表面质量的常用措施。

●4.1表面质量的含义及其对零件使用性能的影响

本节介绍表面质量的含义及其对零件的使用性能的影响。学习表面质量、表面完整性的概念，分析构成表面质量的表面几何特征和表面层物理力学性能的特性和影响机理，理解表面质量对零件的耐磨性、耐疲劳性、耐腐蚀性及零件配合精度等使用性能的影响

●4.2表面粗糙度及其影响因素

本节介绍表面粗糙度及其影响因素。分析切削过程中，由于残留面积等几何因素及积屑瘤、鳞刺和振动等物理因素对表面粗糙度的影响，并从切削速度、工件材料、刀具、润滑等方面如何降低表面粗糙度值。同时介绍了在磨削加工过程中，磨削用量、砂轮特性、冷却等因素对表面质量的影响及控制措施。最后介绍在加工中由于加工硬化、表面层金相组织变化、磨削烧伤、加工表面层残余应力等造成的加工表面物理、力学性能变化的影响

●4.3振动对表面质量的影响及其控制

本节介绍振动对表面质量的影响及其控制。对加工工艺系统中的自由振动、强迫振动和自激振动的原理、特点、区别以及产生原因进行比较分析，并重点分析其对加工表面质量的影响和控制措施。

●4.4控制加工表面质量的措施

本节介绍控制加工表面质量的有关措施。介绍常见的用于降低加工表面粗糙度值的光整加工方法，如研磨、超精加工、珩磨等，学习其加工原理，特点和应用场合。同时介绍常见用于表面强化和改善物理力学性能的工艺方法，如滚压、喷丸强调和液体磨料强化等，学习其加工原理、特点和应用场合。

第五章机械加工工艺规程

本章介绍机械加工工艺规程的制订，通过学习机械加工中关于工艺过程、工艺系统、生产纲领、工艺文件的基础知识，从零件制造的毛坯选择开始，掌握加工中的粗基准与精基准选择，并进行加工阶段的划分和加工方法的选择，确定加工路线，对加工过程中的各工序进行加工余量的确定。重点学习和掌握工艺尺寸链的概念，熟练掌握运用工艺尺寸链分析计算工序尺寸和余量。针对不同的生产纲领和生产条件，分析工艺过程的生产率和经济性。最后以发动机连杆和曲轴为例综合分析其加工工艺。

●5.1概述

本节介绍机械加工工艺的基本概念，包括生产过程，工艺系统的组成，机械加工工艺过程的组成，生产纲领和生产类型，加工工艺规程的形式等。通过学习加工工艺过程中的工序、工步、进给、安装、工位概念，掌握生产纲领和生产类型的对应关系，了解不同的生产类型制订工艺过程的区别，了解常见的工艺规程的形式、内容及应用场合

●5.2机械加工工艺规程的制订

本节介绍机械加工工艺规程的制订的基本原则，制订工艺规程所需要依据的原始资料，以及在制订加工规程时的一般过程和步骤。注意在制订工艺过程中如何进行零件的工艺分析。

●5.3毛坯的选择

本节介绍毛坯的选择对制订机械加工工艺规程的影响。总结归纳毛坯的种类以及它们的制造工艺、特点和应用。掌握根据零件材料的工艺特性、生产纲领、零件的形状和尺寸、现有的生产条件等进行毛坯的选择。

●5.4定位基准的选择

本节介绍基准的概念及分类。通过学习基准、设计基准、工艺基准等的概念和用途。理解工艺基准中装配基准、测量基准、工序基准、定位基准的区别及应用。重点掌握定位基准中粗基准与精基准的区别以及在加工中如何进行选择

●5.5工艺路线的拟订

本节介绍工艺路线的拟定。通过介绍和归纳总结常见表面类型常采用的加工方法，以及各种加工所能达到的经济精度和表面粗糙度，生产率及经济性等。理解粗加工、半精加工、精加工、光整加工等加工阶段划分的目的和原因。了解工序集中和分散的优缺点，掌握机械加工顺序、热处理工序、辅助工序安排的一般原则和意义

●5.6加工余量及工序尺寸的确定

本节介绍加工余量及工序尺寸的确定。学习加工余量、单边余量及双边余量的概念，余量的“入体标注”方法，影响加工余量的因素及确定加工余量的方法。掌握机械加工中基准重合时工序尺寸及公差的确定。理解工艺尺寸链的概念，掌握工艺尺寸链的建立方法，并熟练掌握极值法和概率法进行尺寸链的求解。深入理解尺寸链计算在基准不重合时的尺寸换算、多工序尺寸换算中的应用及意义，熟练求解一般的工艺尺寸链

●5.7工艺过程的生产率和经济性

本节介绍工艺过程的生产率和经济性。学习机械加工的生产率和经济性的基本含义，时间定额的组成，工艺成本的计算。了解工艺成本与年产量的关系，掌握不同工艺方案的工艺成本计算及经济性评比。从时间定额的各组成部分出发，分析提高机械加工劳动生产率的方法和途径

第六章机器装配工艺

任何机器都是由许多零件和部件装配而成的。按照规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。如何把零件装配成机器，零件的精度和产品精度的关系，以及获得装配精度的方法等，都是装配工艺所要研究和解决的基本问题。因此，机器装配工艺的基本任务就是在一定的生产条件下，以高生产率和低成本装配出保证质量的产品。本章主要研究以下几方面的问题：产品结构中零件的互换性和保证装配精度的方法；零件相互的结合性质和相应的连接方法；装配工艺规程的制订。

●6.1装配工作的基本内容

机器的装配是机器制造过程中最后一个环节，它包括装配、调整、检验和试验等工作。机械装配是机械制造中最后决定机械产品质量的重要工艺过程。即使是全部合格的零件，如果装配不当，往往也不能形成质量合格的产品。常用的装配工艺有：清洗、平衡、刮削、螺纹联接、过盈配合联接、胶接、校正等

●6.2装配精度与装配尺寸链的建立

本节将研究装配精度与装配尺寸链的建立方法。对于客户，各类机器或产品的质量是关键，而产品质量是以精度、工作性能、使用效果和寿命等综合指标来评定的。其主要取决于机器结构设计的正确性、零件加工质量以及机器的装配精度。前两者在前序内容已经讲过，本节将具体研究机器的装配精度。而若装配精度与多个零件有关，就必须借助装配尺寸链进行分析求解。

●6.3装配方法及装配尺寸链的计算

在生产中利用装配尺寸链来达到装配精度的工艺方法有互换法、分组法、修配法和调整法四类。应根据生产纲领、生产技术条件及机器的性能、结构和技术要求来选择。这四类方法既是机器或部件的装配方法，也是装配尺寸链的计算方法

●6.4 装配工艺规程的制订

装配工艺规程不仅是指导装配生产的主要技术文件，而且是制订装配生产计划和技术准备，以及设计或改建装配车间的重要依据。机械产品的最终质量、生产率及成本很大程度上取决于装配工艺规程制定的合理性。装配工艺规程的制订是生产技术准备中一项重要工作，本节将具体研究装配工艺规程的制定方法

第七章工件的安装与机床夹具

在机械加工过程中，机床夹具是一种必不可少的工艺装备，它直接关系到工件的加工的质量和加工的效率，在机械加工中起着举足轻重的作用。本章讲授了工件的安装的基本概念；分析了常用定位方案的合理性，定位元件的结构特点和要求；讲授了工件的定位和夹紧的基本原理以及机床夹具的结构特点。通过本章的学习，应了解机床夹具的组成和分类；应深刻理解工件定位的概念，工件的六点定位原理的含义，定位与夹紧的本质区别；应掌握工件定位方案的合理性分析方法与定位误差的分析计算方法；应掌握斜楔、螺旋和偏心夹紧机构以及钻床、铣床等典型夹具的结构要求。为机床夹具结构设计奠定良好的技术基础。

●7.1概述

本节介绍了机床夹具、定位、夹紧和安装的基本概念以及机床夹具的组成和分类。

●7.2工件的定位

工件的定位原理 本节主要学习六点定位原理，完全定位、部分定位、欠定位和过定位的定位方式，常用定位元件的选择与自由度分析。通过本节内容的学习，要求掌握定位方案合理性分析方法以及各种定位方案的定位误差计算方法

●7.3工件的夹紧

本节分析了夹紧装置的组成及设计要求，斜楔、螺旋、偏心等典型夹紧机构的特点。通过本节内容的学习，要求掌握夹具夹紧机构的选择设计原则。

●7.4典型夹具

本节主要学习钻床夹具、车床夹具、铣床夹具和镗床夹具的结构特点以及特征元件：钻套、定位键、对刀块和镗套的结构设计方法。通过本节内容的学习，要求掌握夹具结构设计的基本原则。