機械制造基礎課件

切削加工工藝根底理論知識知識目標1.了解切削加工的定義、分類和特點，熟悉切削運動的分類及特點，掌握切削用量的選擇。2.了解常用刀具的結(jié)構(gòu)特點，熟悉車刀的主要角度。3.了解切削力的分類和影響因素，熟悉切削力與切削溫度對切削加工的影響以及減少切削熱和降低切削溫度的工藝措施。4.了解切削液的作用和種類，掌握切削液的選用。5.了解材料的切削加工性，熟悉改善材料切削加工性的根本方法。技能目標1.能分析常見切削方法的切削運動2.會合理的選擇切削用量和刀具3.能分析影響切削力和切削溫度的因素4.能正確選用切削液模塊六切削加工工藝根底理論知識一、切削加工分類鉗工：通過工人手持工具進行切削加工。機械加工：采用不同的機床〔如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等〕對工件進行切削加工。二、切削加工特點三、切削運動的分類及特點圖6-1切削運動和加工外表模塊六切削加工工藝根底理論知識工程6.1切削運動及切削要素根底及應用模塊六切削加工工藝根底理論知識1、要完成零件外表的切削加工，刀具和工件應具備形成外表的根本運動，即切削運動切削運動：刀具和工件的相對運動切削運動分為主運動和進給運動主運動：提供切削可能性的運動。主運動只有一個進給運動：提供連續(xù)切削可能性的運動。進給運動可以有多個2.切削加工時工件上形成的外表、1〕待加工外表——將被切除的外表；2〕過渡外表——正在切削的外表；3〕已加工外表——切除多余金屬后形成的外表。模塊六切削加工工藝根底理論知識四、切削用量切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量切削速度：切削刃上選定點相對于工件主運動的瞬時速度,用V表示，單位為m/s進給量：刀具在進給運動方向上相對于工件的位移量，用f表示，車、鉆和銑削時單位為mm/r背吃刀量:已加工外表和待加工外表之間的垂直距離，用ap表示，單位為mm，模塊六切削加工工藝根底理論知識圖6-3切外圓時的切削層要素工程6.2金屬切削原理與刀具根底知識及應用一、刀具的分類1〕切刀：包括各種車刀、刨刀、插刀、鏜刀、成形車刀等。2〕孔加工刀具：包括各種鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、復合孔加工刀具(如鉆一鉸復合刀具)等。3〕拉刀：包括圓拉刀、平面拉刀、成形拉刀(如花鍵拉刀)等。4〕銑刀：包括加工平面的圓柱銑刀、端銑刀等；加工溝槽的立銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀、鋸片銑刀等；加工特殊形面的模數(shù)銑刀、凸(凹)圓弧銑刀、成形銑刀等。5〕螺紋刀具：包括螺紋車刀、絲錐、板牙、螺紋切刀、搓絲板等。6〕齒輪刀具：包括齒輪滾刀、蝸輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、花鍵滾刀等。7〕磨具：包括砂輪、砂帶、油石和拋光輪等。8〕其他刀具：包括數(shù)控機床專用刀具、自動線專用刀具等。按刀具材料，分為碳素鋼刀具、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具等。按刀具結(jié)構(gòu)，分為整體式、鑲片式、復合式刀具等。模塊六切削加工工藝根底理論知識模塊六切削加工工藝根底理論知識二、刀具結(jié)構(gòu)各種多齒刀具或復雜刀具，就其一個刀齒而言，都相當于一把車刀。車刀分為切削局部和夾持局部，切削局部由三個刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。6-4車刀切削部分結(jié)構(gòu)要素三、刀具的主要角度前角γ。：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角；后角α。：在正交平面中，主后刀面與切削平面之間的夾角主偏角Kr：在基面上，主切削刃的投影與進給方向的夾角副偏角Kr’：在基面上，副切削刃的投影與進給反方向的夾角刃傾角λs圖6-5車刀的參考系模塊六切削加工工藝根底理論知識四、常用刀具材料的種類、牌號、規(guī)格和性能模塊六切削加工工藝根底理論知識碳素工具鋼：如T7、T8、T9…T13等。適合于制造簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中參加少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得種類硬度HRC抗彎強度GPa熱硬性℃工藝性能用途碳素工具鋼60-652.16200-250熱成型手工刀具合金工具鋼60-652.35300-400同上低速刀具高速鋼63-701.9-4.4600-700同上中速刀具硬質(zhì)合金89-931.0-2.2800-1000燒結(jié)成型高速刀具陶瓷材料91-950.4-0.91100-1200同上連續(xù)精加工刀具模塊六切削加工工藝根底理論知識工程6.3切削過程中的物理現(xiàn)象及應用一、切屑的形成及類型模塊六切削加工工藝根底理論知識

圖6-8切屑的形成過程2、常見的切屑有如下三種：a.帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進給量加工塑性材料時出現(xiàn)。形成帶狀切屑時，切削力平穩(wěn)，外表光潔，但切屑連續(xù)不斷，不平安或容易刮傷已加工外表。b.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進給量加工中等硬度的鋼材時出現(xiàn)。形成這種切屑時，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過程，但切削力波動大，工件外表粗糙。c.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時出現(xiàn)，形成這種切屑時，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。模塊六切削加工工藝根底理論知識3、積屑瘤積屑瘤：當切屑沿前刀面流出時，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤積屑瘤的影響：1、保護切削刃，粗加工時，希望產(chǎn)生積屑瘤2、本身不斷形成和脫落，會引起振動，影響工件外表粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。模塊六切削加工工藝根底理論知識二、切削力和切削切削功率切削力Fr的方向如左以下圖：可以沿三個方向分解為：1.切向力Fz2.軸向力Fx3.徑向力Fy模塊六切削加工工藝根底理論知識三、切削熱和切削溫度切削熱產(chǎn)生原因：1.切屑變形；2.工件與刀具的摩擦；切削熱傳出途徑：a.由切屑帶走，帶走越多越有利；b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利；c.傳入工件，使工件溫度升高，引起工件變形，產(chǎn)生誤差；d.傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。模塊六切削加工工藝根底理論知識四刀具磨損和刀具壽命刀具經(jīng)過一定時間的使用后，由于摩擦和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和外表質(zhì)量，因此必須及時刃磨。刀具耐用度是刀具從開始切削至到達磨損限度為止的切削時間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為60分鐘。模塊六切削加工工藝根底理論知識模塊六切削加工工藝根底理論知識五切削液序號名稱組成主要用途1水溶液以硝酸鈉、碳酸鈉等溶于水的溶液，用100～200倍的水稀釋而成磨削2乳化液（1）少量礦物油，主要為表面活性劑的乳化油，用40～80倍的水稀釋而成，冷卻和清洗性能好車削、鉆孔（2）以礦物油為主，少量表面活性劑的乳化油，用10～20倍的水稀釋而成，冷卻和清洗性能好車削、攻螺紋（3）在乳化液中加入極壓添加劑高速車削、鉆削3切削油（1）礦物油（L-AN15或L-AN32全損耗系統(tǒng)用油）單獨使用滾齒、插齒（2）礦物油加植物油或動物油形成混合油，潤滑性能好精密螺紋車削（3）礦物油或混合油中加入極壓添加劑形成極壓油高速滾齒、插齒、車螺紋4其它液態(tài)的CO2主要用于冷卻二硫化鉬+硬脂酸+石蠟做成蠟筆，涂于刀具表面攻螺紋模塊六切削加工工藝根底理論知識模塊六切削加工工藝根底理論知識模塊七零件外表的加工根底理論知識

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工程7.1金屬切削機床根底知識及應用一、分類金屬切削機床是用來對工件進行加工的機器,習慣上稱機床。按加工性質(zhì)和所用刀具分類：分為車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機床等12大類；按精度分類：分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類：分為一般機床、大型機床和重型機床。機床的型號：如：C6136表示…模塊七零件外表的加工根底理論知識

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類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機床螺紋加工機床銑床刨插床拉床特種加工機床鋸床其它機床代號CZTM2M3MYSXBLDGQ讀音車鉆鏜磨2磨3磨牙絲銑刨拉電割其表7-1機床的類別代號模塊七零件外表的加工根底理論知識

通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心仿形輕型加重型簡式或經(jīng)濟型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換仿輕重簡柔顯速表7-2機床通用特性代號模塊七零件外表的加工根底理論知識

通用機床的型號編制舉例模塊七零件外表的加工根底理論知識

二、工件外表成形方法與機床運動分析工件外表成形方法模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-2形成發(fā)生線的四種方法a-軌跡法b-成形法c--相切法d-展成法機床運動分析圖7-3成形運動組成機床的運動：外表成形運動和輔助運動。模塊七零件外表的加工根底理論知識

機床傳動原理通常傳動鏈包括各種傳動機構(gòu)，在考慮傳動路線時，可以先撇開具體的機構(gòu)，把各種機構(gòu)分成兩大類：一類為：定比傳動機構(gòu)(傳動比和傳動方向不變)，如定比齒輪副、蝸桿蝸輪副、絲杠螺母副等，稱為定比傳動機構(gòu)；另一類是：換置機構(gòu)(可根據(jù)加工要求變換傳動比和傳動方向〕，如掛輪變速機構(gòu)、滑移齒輪變速機構(gòu)、離合器換向機構(gòu)等。模塊七零件外表的加工根底理論知識

車床的主傳動模塊七零件外表的加工根底理論知識

車床的傳動框圖模塊七零件外表的加工根底理論知識

機床運動計算按每一傳動鏈分別進行，其一般步驟如下：1)確定傳動鏈的兩端件，如電動機—主軸，主軸—刀架等。2)根據(jù)傳動鏈兩端件的運動關(guān)系，確定它們的計算位移，即在指定的同一時間間隔內(nèi)兩端件的位移量。3)根據(jù)計算位移以及相應傳動鏈中各個順序排列的傳動副的傳動比，列寫運動平衡式。4)根據(jù)運動平衡式，計算出執(zhí)行件的運動速度(轉(zhuǎn)速、進給量等)或位移量，或者整理出換置機構(gòu)的換置公式，然后按加工條件確定掛輪變速機構(gòu)所需采用的配換齒輪齒數(shù)，或確定對其它變速機構(gòu)的調(diào)整要求。模塊七零件外表的加工根底理論知識

工程7.2外圓外表加工根底知識及應用粗車IT12~IT11Ra=50~12.5半精車IT10~IT9Ra=6.3~3.2粗磨IT8~IT7Ra=1.6~0.8精車IT8~IT7Ra=1.6~0.8精磨IT7~IT6Ra=0.4~0.2精細車IT6Ra=0.8~0.4高光潔度磨削IT6~IT5Ra=0.1~0.008超精加工IT6~IT5Ra=0.1~0.008研磨IT6~IT5Ra=0.1~0.008圖7-9外圓面的加工方案流程框圖模塊七零件外表的加工根底理論知識

二、外圓外表的車削加工1、車削的特點刀具沿著所要形成的工件外表，以一定的背吃刀量和進給量，對回轉(zhuǎn)的工件進行切削?！?〕易于保證工件各加工面的位置精度?！?〕切削過程較平穩(wěn)。防止了慣性力與沖擊力，允許采用較大的切削用量，高速切削，利于生產(chǎn)率提高?！?〕適于有色金屬零件的精加工。有色金屬零件外表粗糙度大Ra值要求較小時，不宜采用磨削加工，需要用車削或銑削等。用金剛石車刀進行精細車時，可達較高質(zhì)量。〔4〕刀具簡單。圖7-10車削加工范圍模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-11CA6140型臥式車床外形圖1—主軸箱2—刀架3—尾座4—床身5—右床腿6—光杠7—絲杠8—溜板箱9—左床腿10—進給箱11—掛輪變速機構(gòu)模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-12各種車刀模塊七零件外表的加工根底理論知識

外圓車刀的選擇和裝夾1〕外圓車刀主偏角45°彎頭車刀，可以車外圓，車平面和倒角，但切削時背向力較大，車細長件時，容易被頂玩而引起振動，常用于車削剛性好的工件。主偏角90°可以車外圓、端面、階臺。背向切削力較小。2〕外圓車刀的裝夾〔1〕車刀刀桿伸出刀架長度應不超過刀桿高度的1.5倍?！?〕車刀刀桿中心線應與進給方向垂直?！?〕車刀刀尖一般應與工件軸線等高，但在粗車外圓時刀尖應略高于工件軸線，精車細長軸外圓時刀尖應略低于工件軸線?！?〕刀桿下的墊片應平整穩(wěn)定，并盡量用厚墊片，以減少墊片疊加數(shù)目，從而減少安裝誤差；〔5〕車刀至少要用兩個螺釘壓緊在刀架上，并交替逐個擰緊。模塊七零件外表的加工根底理論知識

車床主要附件圖7-13三爪自定心卡盤1－方孔2－小錐齒輪3－大錐齒輪4－平面螺紋5－卡爪模塊七零件外表的加工根底理論知識

二、外圓外表的磨削1.磨削加工1〕砂輪：用結(jié)合劑把磨粒粘結(jié)起來，經(jīng)壓坯、枯燥、焙燒及車整而成的多孔疏松物體。砂輪的特性主要由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織及形狀尺寸等因素所決定。模塊七零件外表的加工根底理論知識

表7-3砂輪磨料的種類及性能系列名稱代號性能適用范圍剛玉棕剛玉白剛玉鉻剛玉AWAPA棕褐色,硬度低,韌性較好白色,較A硬度高,磨粒鋒利,韌性差玫瑰紅色，韌性比WA好磨削碳素鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵與青銅磨削淬硬的高碳剛、合金鋼、高速鋼，磨削薄壁零件、成形零件。磨削高速鋼、不銹鋼，成形磨削，刀具刃磨，高表面質(zhì)量磨削碳化物黑碳化硅綠碳化硅CGC黑色帶光澤，比剛玉類硬度高，導熱性好，但韌性差綠色帶光澤，較C硬度高，導熱性好，韌性較差磨削鑄鐵，黃銅、耐火材料及非金屬材料磨削硬質(zhì)合金、寶石、光學玻璃超硬磨粒人造金剛石立方氮化硼DCBN白色、淡綠、黑色，硬度最高，耐熱性較差棕褐色，硬度僅次于D，韌性較D好磨削硬質(zhì)合金、寶石、光學玻璃陶瓷等高硬度材料磨削高性能高速鋼、不銹鋼，耐熱鋼幾其他難加工材料模塊七零件外表的加工根底理論知識

〔2〕粒度粒度是指磨料顆粒的大小，通常分為磨粒(顆粒尺寸＞40μm和微粉(顆粒尺寸≤40μm)兩類。磨粒用篩選法確定粒度號。微粉按其顆粒的實際尺寸分組?！?〕硬度砂輪的硬度是指砂輪工作外表的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度。它反映磨粒與結(jié)合劑的粘固強度。磨粒不易脫落，稱砂輪硬度高；反之，稱砂輪硬度低。模塊七零件外表的加工根底理論知識

2、磨屑形成過程圖7-25磨屑形成過程a〕平面示意圖b〕截面示意圖模塊七零件外表的加工根底理論知識

4.外圓磨床的磨削方法外圓外表磨削一般在外圓磨床或無心磨床上進行，也可采用砂帶磨床磨削。在外圓磨床上常用的磨削方法有：1〕中心磨削法：在外圓磨床上以工件的兩頂尖孔定位進行外圓磨削。〔1)縱磨法〔圖7-26〕〔2〕橫磨法〔圖7-27〕圖7-26縱向進給磨削法圖7-27橫向進給磨削法模塊七零件外表的加工根底理論知識

2〕無心外圓磨床的磨削方法〔圖7-28〕無心外圓磨床有兩種磨削方式：(1〕貫穿磨削法〔縱磨法〕這種方法不適用于帶臺階的圓柱形工件。〔2〕切入磨削法〔橫磨法〕這種方法適用于有階梯或成形回轉(zhuǎn)外表的工件，但磨削外表長度不能大于磨削砂輪寬度。導輪工件工件托板托板磨削輪磨削輪導輪圖7-28無心外圓磨削模塊七零件外表的加工根底理論知識

工程7.3內(nèi)圓外表加工根底知識及應用內(nèi)圓外表的加工方法內(nèi)圓外表可以在車、鉆、鏜、拉、磨床上進行。常用的加工方法有：鉆孔、擴孔、餃孔、鏜孔、拉孔和磨孔等。常見內(nèi)圓外表加工方案見表7-4。模塊七零件外表的加工根底理論知識

序號加工方法尺寸公差等級表面粗糙度（Ra）um適用范圍1鉆IT13～IT1150～12.5適用各種實體工件2鉆—擴IT96.3～3.2f<30鋼、鑄鐵、有色金屬3鉆—鏜f>304鉆—鉸IT83.2～1.6f<20鋼、鑄鐵、有色金屬5鉆—擴—鉸鉆—粗鏜—精鏜鉆—（擴）—拉f>206鉆—粗鉸—精鉸IT70.8～0.4f<12鋼、鑄鐵、有色金屬7鉆—擴—粗鉸—精鉸鉆—鏜—粗磨—精磨—珩磨鉆—拉—精拉f>128粗鏜—半精鏜淬粗磨—精磨—珩磨IT7～IT60.4～0.025已鑄出、鍛出孔9粗鏜—半精鏜—精鏜—精細鏜有色金屬表7-4內(nèi)圓外表加工方案模塊七零件外表的加工根底理論知識

二、鉆削加工1.鉆孔鉆孔最常用的刀具是麻花鉆，用麻花鉆屬于粗加工。主要用于質(zhì)量要求不高的孔的終加工。1〕麻花鉆的結(jié)構(gòu)〔圖7-29〕柄部：鉆頭的夾持局部，用以傳遞扭矩和軸向力。頸部：是柄部和工作局部的連接局部，是磨削柄部時砂輪的退刀槽，也是打印商標和鉆頭規(guī)格的地方。直柄鉆頭一般不制有頸部。柄部工作部分頸部導向部分圖7-29麻花鉆的結(jié)構(gòu)模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-30鉆頭的工作局部主后刀面前刀面副切削刃橫刃副后刀面主切削刃2Kr’圖7-31麻花鉆的切削角度模塊七零件外表的加工根底理論知識

2.鉆深孔對于孔的深度與直徑之比l/d=5～10的普通深孔，可用加長麻花鉆加工；對于深度與直徑之比l/d＞5～10的深孔，必須采用特殊結(jié)構(gòu)的深孔鉆才能加工。3.鉸孔用鉸刀從工件孔壁上切削下微量的金屬的加工方法。鉸孔的精度可達IT8～IT6，外表粗糙度為1.6～0.4m4.鉆床鉆床主要是用鉆頭鉆削直徑不大，精度要求較低的孔，此外還可以進行擴孔、餃孔、攻螺紋等加工。其主要加工方法見圖7-32。模塊七零件外表的加工根底理論知識

三、鏜削加工用鏜刀對已有的孔進行再加工。一般鏜孔加工精度：IT8～IT7，外表粗糙度：Ra=1.6～0.8um精細鏜加工精度：IT7～IT6，外表粗糙度：Ra=0.8～0.2um回轉(zhuǎn)體零件上的孔——在車床上加工；箱體類零件上的孔或孔系——在鏜床上加工。在鏜床上除可加工孔或孔系外，還可加工平面、溝槽、鉆、擴鉸孔等，如圖7-33所示。模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-34臥式銑鏜床1—床身2—下滑座3—上滑座4—后支架5—后立柱6—工作臺7—鏜軸8—平旋盤9—徑向刀具溜板10—前立柱11—主軸箱模塊七零件外表的加工根底理論知識

四、磨削磨孔是孔精加工的方法之一〔圖7-35〕，精度可達IT7，外表粗糙度Ra值為1.6～0.4μm。磨孔方式與外圓磨削類似,可以采用縱磨法和橫磨法,由于砂輪軸剛性較差,一般采用縱磨法。圖7-35內(nèi)圓磨削1—工件2—卡盤3—砂輪模塊七零件外表的加工根底理論知識

1.內(nèi)圓磨削方法1〕普通內(nèi)圓磨床的磨削方法2〕無心內(nèi)圓磨床磨削3〕行星內(nèi)圓磨床2.內(nèi)圓磨削的工藝特點及應用范圍1〕砂輪直徑受到被加工孔的限制，直徑較小。2〕砂輪直徑小，磨削速度低，比外圓磨效率低。3〕砂輪軸的直徑尺寸小，剛性差，影響加工精度和外表粗糙度。4〕切削液不易進入磨削區(qū)，磨屑排除較外圓磨削困難。3.普通內(nèi)圓磨床〔圖7-36〕它主要由床身、工作臺、頭架、砂輪架和滑鞍等模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-36普通內(nèi)圓磨床1—床身2—工作臺3—頭架4—砂輪架5—滑鞍模塊七零件外表的加工根底理論知識

五、拉削1.拉削加工的特點拉孔與其他孔加工方法比較，具有以下特點：1〕生產(chǎn)率高；2〕加工范圍廣3〕加工精度高，外表粗糙度低4〕拉床結(jié)構(gòu)簡單；5〕拉刀壽命長。2.拉刀根據(jù)工件加工面及截面形狀不同，拉刀有多種形式。常用的圓孔拉刀如圖7-37所示。模塊七零件外表的加工根底理論知識

頭部頸部前導部切削部校準部尾部后導部圖7-37拉刀3.拉床圖7-38臥式內(nèi)拉床、工件安裝1—床身2—液壓缸3—支承座4—滾柱5—護送夾頭模塊七零件外表的加工根底理論知識

序號加工方法經(jīng)濟精度等級表面粗糙度（Ra）um適用范圍1粗車—半精車96.3～3.2適用回轉(zhuǎn)體零件的端面2粗車—半精車—精車IT8～IT71.6～0.83粗車—半精車—磨削IT8～IT60.8～0.24粗刨（精銑）—精刨（精銑）IT10～IT86.3～1.6精度要求不太高的不淬硬表面5粗刨（銑）—精刨（銑）—刮研IT7～IT60.8～0.1精度要求較高的不淬硬表面6粗刨（銑）—精刨（銑）—磨削IT70.8～0.2精度要求較高的淬硬或不淬硬表面7粗刨（銑）—精刨（銑）—粗磨—精磨IT7～IT60.4～0.028粗銑—拉IT9～IT70.8～0.2大批量生產(chǎn)，較小平面（精度與拉刀精度有關(guān)）9粗銑—精銑—精磨—研磨IT5以上0.1～0.06高精度平面模塊七零件外表的加工根底理論知識

二、刨削與插削加工1.刨削加工刨削加工常見的機床主要有牛頭刨床和龍門刨床。1〕牛頭刨床：適于加工中、小型零件。2〕龍門刨床：適于加工大型零件。2.刨刀3.刨削的工藝特點三、銑削加工1.銑削加工的工藝特點模塊七零件外表的加工根底理論知識

1〕銑削的適應性比刨削更廣；2〕生產(chǎn)率高；3〕銑削加工范圍廣；4〕銑削力變化較大，易產(chǎn)生振動，切削不平穩(wěn)；5〕銑刀與銑床結(jié)構(gòu)比刨刀與刨床復雜，且銑刀的制造和刃磨也比刨刀復雜，故銑削本錢比刨削高。6〕加工質(zhì)量一般與刨削相近。模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-39銑削的典型加工方法模塊七零件外表的加工根底理論知識

2.銑床及附件銑床是用銑刀進行切削加工的機床，它的用途極為廣泛。在銑床上常用不同類型的銑刀，配備萬能分度頭、回轉(zhuǎn)工作臺等附件，可以完成圖7-39所示的各種典型外表加工。〔1〕萬能臥式升降臺銑床〔2〕立式升降臺銑床〔3)龍門銑床3.銑刀的類型及應用1〕圓柱銑刀2〕面銑刀3〕立銑刀4〕三面刃銑刀5)鋸片銑刀6〕鍵槽銑刀

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4.銑削用量1〕銑削用量：〔1〕銑削速度Vc：銑削時切削刃上選定點在主運動中的線速度。VC=πdn/1000〔m/min〕d——銑刀直徑mm；n——銑刀轉(zhuǎn)速r/min。2)切削用量的選擇銑削用量應根據(jù)工件材料、加工精度、銑刀耐用度及機床剛度等因素進行選擇。首先選定銑削深度〔背吃刀量ap〕，其次是每齒進給量fz，最后確定銑削速度Vc模塊七零件外表的加工根底理論知識

5.銑削方式周銑—用圓柱銑刀的圓周刀齒加工平面。端銑—用端銑刀端面刀齒加工平面。1〕周銑〔圖7-40〕〔1〕順銑：在切削部位銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相同。①刀具壽命長；②工件外表質(zhì)量高；③有利于工件的夾緊。〔2〕逆銑：在切削部位銑刀的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進給方向相反。①刀具磨損嚴重；②工件外表質(zhì)量低。③不利于工件的夾緊。模塊七零件外表的加工根底理論知識

a.順銑b.逆銑圖7-40周銑方式模塊七零件外表的加工根底理論知識

四、平面磨削加工1.平面磨削的方式周磨：多用于加工質(zhì)量要求較高的工件，見圖7-41a、b所示。端磨：多用于加工質(zhì)量要求不高的工件，或代替銑削作為精磨前的預加工。見圖7-41c、d所示。模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-41平面每齒加工示意圖a.臥軸矩臺平面磨床磨削b.臥軸圓臺平面磨床磨削c.立軸矩臺平面磨床磨削b.立軸圓臺平面磨床磨削模塊七零件外表的加工根底理論知識

模塊七零件外表的加工根底理論知識

圖7-42盤形螺紋銑刀銑削螺紋圖7-43梳形螺紋銑刀銑螺紋模塊七零件外表的加工根底理論知識

模塊八機械加工工藝過程理論知識

知識目標1.理解零件加工工藝過程的概念。2.掌握零件的定位原理，粗、精基準選擇原那么3.掌握工藝規(guī)程制定4.掌握典型零件工藝規(guī)程的制定模塊八機械加工工藝過程理論知識技能目標1.能夠結(jié)合具體的加工實例分析其中的工序、安裝、工位、工步及走刀的組成；2.能夠?qū)Σ煌a(chǎn)類型的具體內(nèi)容能選擇適宜的工藝方法3.具有編制、實施典型零件機械加工工藝規(guī)程的能力4.具有編制典型零件機械加工工藝過程卡工程8.1機械加工工藝過程的根底及應用一、生產(chǎn)過程和工藝過程1．生產(chǎn)過程：在進行機器制造時，將原材料〔或半成品〕轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返母饔嘘P(guān)過程的總和。它包括生產(chǎn)準備、毛坯制造、零件的切削加工及熱處理、產(chǎn)品裝配、質(zhì)量檢驗與調(diào)試、油漆、包裝、運輸、儲藏等。2．工藝過程：是用機械〔切削或磨削〕的方法直接改變毛坯或半成品的形狀、尺寸、外表之間相對位置和性質(zhì)等。使其成為成品零件的過程。它是生產(chǎn)過程中的主要成分。模塊八機械加工工藝過程理論知識二、機械加工工藝過程的組成1．工序工序是指一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一局部工藝內(nèi)容模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-1圓盤零件工序號工序名稱工裝工步工序內(nèi)容設備1車削Ⅰ1234（用三爪自定心卡盤夾緊毛坯小端外圓）車大端端面車大端外圓至∮100鉆∮20倒角車床Ⅱ567（工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾緊毛坯大端外圓）車小端外圓，保證尺寸35mm車小大端外圓至∮48，保證尺寸20mm倒角2鉆削Ⅰ12（用夾具裝夾工件）依次加工三個∮8，保證尺寸20mm在夾具中修去孔口的銳邊及毛刺鉆床模塊八機械加工工藝過程理論知識2.工步與走刀為了便于分析和描述工序的內(nèi)容，工序還可以進一步劃分工步。在一個工步內(nèi)，假設被加工外表切去的金屬層很厚，需分幾次切削，那么每進行一次切削就是一次走刀。一個工步可以包括一次走刀或幾次走刀。模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-4

鉆孔、擴孔復合工步圖8-5組合銑刀銑平面復合工步

3.安裝與工位模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-6

多工位加工工位1—裝卸工件工位2—鉆孔工位3—擴孔工位4—鉸孔三、工件的定位1.工件的定位原理：一個不受任何約束的物體，在空間直角坐標系中均與六個自由度，即沿著三個互相垂直坐標軸的移動〔用X、Y、Z表示〕和繞三個互相垂直坐標軸的轉(zhuǎn)動〔用X、Y、Z表示〕，如下圖。要使工件在機床或夾具中占有正確的位置，就必須限制六個自由度。模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識1〕六點定位原那么2〕完全定位、不完全定位與過定位2.工件的基準按照作用的不同，基準可分為設計基準和工藝基準兩類。1〕設計基準是兩件設計圖紙上標注尺寸所根據(jù)的點、線面。如圖8-7所示，齒輪的內(nèi)孔、外圓和分度圓的實際基準是齒輪的軸線，軸向設計基準是斷面A。2〕工藝基準：是制造零件和裝配機器的過程中所使用的基準。按其用途的不同，可分為定位基準、測量基準和裝配基準。模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-7齒輪3．等位基準的選擇合理地選擇定位基準，對保證加工精度、安排加工順序和提高加工生產(chǎn)率有著十分重要的影響。粗基準：沒有經(jīng)過加工的外表做定位基準模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-8非加工外表為粗基準圖8-9余量小的外表為粗基準8-10導軌面為粗基準圖8-11不重復使用粗基準模塊八機械加工工藝過程理論知識四、生產(chǎn)類型及工藝特征機械制造生產(chǎn)分：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)〔小批、中批、大批〕和大量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型的劃分及其工藝特性見表生產(chǎn)類型 零件的年產(chǎn)量/件 重型〔＞30kg〕 中型〔4~30kg〕 輕型〔≤1kg〕單件生產(chǎn) ＜5 ＜10 ＜100成批生產(chǎn) 小批 5~100 10~200 100~500 中批 100~300 200~500 500~5000 大批 300~1000 500~5000 5000~50000大量生產(chǎn) ＞1000 ＞5000 ＞50000模塊八機械加工工藝過程理論知識五、機械加工工藝規(guī)程的格式

最常用的工藝文件有機械加工工藝過程卡片、工藝卡片、和工序卡片見課本圖標模塊八機械加工工藝過程理論知識工程8.2工藝規(guī)程的制訂根底知識及應用一、工藝規(guī)程編制1.零件圖的研究2.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析3.零件工藝分析應重點研究的幾個問題4．毛坯的選擇5．確定毛坯時應考慮的因素6．確定毛坯時的幾項工藝措施

模塊八機械加工工藝過程理論知識二、工藝路線的擬訂1.外表加工方法的選擇2．加工階段的劃分3．切削加工工序順序的安排原那么4．切削用量選擇5.熱處理的安排6.輔助工序安排

模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準設備1備料2鍛造模鍛立式精鍛機3熱處理正火4鋸頭5銑端面鉆中心孔毛坯外圓中心孔機床6粗車外圓頂尖孔多刀半自動車床7熱處理調(diào)質(zhì)8車大端各部車大端外圓，短錐、端面及臺階頂尖孔臥式車床9車小端各部仿形車小端各部外圓頂尖孔仿形車床10鉆深孔鉆48mm通孔兩端支承軸頸深孔鉆床11車小端錐孔車小端錐孔（配1:20錐堵，涂色法檢查接觸率≥50%兩端支承軸頸臥式車床12車大端錐孔車大端錐孔（配莫氏6號錐堵，涂色法檢查接觸率≥30%）、外短錐及端面兩端支承軸頸臥式車床模塊八機械加工工藝過程理論知識13鉆孔鉆大頭端面各孔大端內(nèi)錐孔搖臂鉆床14熱處理局部高頻淬火（90g5、短錐及莫氏6好錐孔）高頻淬火設備15精車外圓精車各外圓并切槽、倒角錐堵頂尖孔數(shù)控車床16粗磨外圓粗磨75h5、90g5、105h5外圓錐堵頂尖孔組合外圓磨床17粗磨大端錐孔粗磨大端內(nèi)錐孔（重配莫氏6號錐堵，涂色法檢查接觸率≥40%）前支承軸頸及75h5外圓內(nèi)圓磨床18銑花鍵銑89f6花鍵錐堵頂尖孔花鍵銑床19銑鍵槽銑12f9鍵槽80h5及M115mm外圓立式銑床20車螺紋車三處螺紋（與螺母配車）錐堵頂尖孔臥式車床21精磨外圓精磨各外圓及E、F兩端面錐堵頂尖孔外圓磨床22粗磨外錐面粗磨兩處1:12外錐面錐堵頂尖孔專用組合磨床23精磨外錐面精磨兩處1:12外錐面、D端面及短錐面錐堵頂尖孔專用組合磨床24精磨大端錐孔精磨大端莫氏6號內(nèi)錐孔（卸堵，涂色法檢查接觸率≥70%）前支承軸頸及75h5外圓專用主軸錐孔磨床25鉗工端面孔去銳邊倒角，去毛刺26檢驗按圖樣要求全部檢驗前支承軸頸及75h5外圓專用檢具模塊八機械加工工藝過程理論知識6.主軸加工工藝過程分析7．軸類零件的檢驗軸類零件在加工過程中和加工完成以后都要按工藝規(guī)程的要求進行檢驗1〕加工中的檢驗2〕加工后的檢驗〔1〕外表粗糙度的檢驗〔2〕形狀精度檢驗〔3〕尺寸精度檢驗〔4〕位置精度檢驗

模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識圖8-17某車床主軸箱體簡圖模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識2.箱體類零件的材料及毛坯箱體零件的材料常用鑄鐵，這是因為鑄鐵容易成形，切削性能好，價格低，且吸振性和耐磨性較好。根據(jù)需要可選用HT150～350，常用HT200。在單件小批量生產(chǎn)情況下，為縮短生產(chǎn)周期，可采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。某些大負荷的箱體有時采用鑄鋼件。在特定條件下，可采用鋁鎂合金或其它鋁合金材料。模塊八機械加工工藝過程理論知識3．箱體類零件的加工工藝過程箱體零件的主要加工外表是孔系和裝配基準面。如何保證這些外表的加工精度和外表粗糙度，孔系之間及孔與裝配基準面之間的距離尺寸精度和相互位置精度，是箱體零件加工的主要工藝問題。箱體零件的典型加工路線為：平面加工－孔系加工－次要面〔緊固孔等〕加工。模塊八機械加工工藝過程理論知識4．箱體類零件的加工工藝過程分析1〕主要外表的加工方法選擇2〕箱體加工定位基準的選擇〔1〕粗基準的選擇。〔2〕精基準的選擇。3〕箱體加工順序的安排箱體機械加工順序的安排一般應遵循以下原那么：〔1〕先面后孔的原那么?！?〕先主后次的原那么?！?〕孔系的數(shù)控加工。模塊八機械加工工藝過程理論知識8.3.3套筒零件的加工1．套筒零件的功用和結(jié)構(gòu)特點套類零件是機械加工中經(jīng)常碰到的一類零件，它的應用范圍很廣。例如：支承旋轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承、夾具上的導套、內(nèi)燃機上的氣缸套、液壓系統(tǒng)中的油缸、飛機操縱系統(tǒng)中用于固定連結(jié)的各種套等。套類零件，通常起支承或?qū)蜃饔?。由于功用不同，套類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但在結(jié)構(gòu)上仍有共同的特點：零件的主要外表為同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)外表；零件壁的厚度較薄易變形；零件的長度一般大于直徑等。模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識模塊八機械加工工藝過程理論知識5．套筒類零件的檢驗1〕尺寸精度檢驗。內(nèi)孔的測量：外圓外表的測量同軸度零件。測量孔徑尺寸時，應根據(jù)工件的尺寸、數(shù)量及精度要求，采用相應的量具進行。2〕形狀精度的檢驗。在車床上加工的圓柱孔，其形狀精度一般僅測量孔的圓度和圓柱度〔一般測量錐度〕兩項形狀偏差。3〕位置精度的檢驗徑向圓跳動的檢驗方法一般套類工件測量徑向圓跳動時，都可以用內(nèi)孔作基準，把工件套在精度很高的心軸上，用百分表〔或千分表〕來檢驗。技能目標1.能編制簡單的數(shù)控加工程序2.了解成組生產(chǎn)的組織形式3.熟悉柔性制造根本過程4.實現(xiàn)對生產(chǎn)過程及步驟的任意組合。9.1.3數(shù)控加工坐標系1.機械坐標系機械坐標系是機床上固有的坐標系，是數(shù)控機床加工運動的根本坐標系，是考察刀具在機床上的實際運動位置的基準坐標系。2.編程坐標系編程坐標系是編程序時使用的坐標系，也可稱之為相對坐標系，其各軸的方向應該與所使用的機床相應的坐標軸的方向一致。3．加工坐標系加工坐標系是指以確定的加工原點為基準所建立的坐標系。加工原點也稱為程序原點，是指零件被裝夾好后，相應的編程原點在機床坐標系中的位置。9.1.4數(shù)控加工編程根底1.數(shù)控加工編程概述2.數(shù)控加工編程的一般操作流程圖9-2程序編制的一般流程9.1.4數(shù)控機床概述

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而控制機床加工零件。圖9-3數(shù)控機床的構(gòu)成1.數(shù)控機床的分類1)按加工工藝方法分類按照加工零件的工藝方法不同，數(shù)控機床可分為金屬切削類數(shù)控機床、特種加工類數(shù)控機床和板材加工類數(shù)控機床等。〔1〕金屬切削類數(shù)控機床〔2〕特種加工類數(shù)控機床〔3〕板材加工類數(shù)控機床3)按伺服系統(tǒng)的控制方式分類按照對被控制量有無檢測反響裝置，可以將數(shù)控機床分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制和混合控制4種?！?〕開環(huán)控制數(shù)控機床：開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡易經(jīng)濟型數(shù)控機床。〔2〕閉環(huán)控制數(shù)控機床：這類控制的數(shù)控機床，因為把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，本錢高。〔3〕半閉環(huán)控制數(shù)控機床：半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣就使結(jié)構(gòu)更加緊湊?！?〕混合控制數(shù)控機床：將以上三類數(shù)控機床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床。混合控制數(shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床。

4)按聯(lián)動坐標軸數(shù)分類按照聯(lián)動坐標軸的個數(shù)，數(shù)控機床可分為二坐標數(shù)控機床、三坐標數(shù)控機床、多坐標軸聯(lián)動數(shù)控機床(譬如四軸聯(lián)動數(shù)控機床、五軸聯(lián)動數(shù)控機床)?！?〕二坐標數(shù)控機床：此類機床只能完成x、y軸的聯(lián)動，完成平面輪廓加工?！?〕三坐標數(shù)控機床：此類機床可完成復雜形面的加工，數(shù)控銑床中以三坐標數(shù)控銑床最為常見。〔3〕多坐標軸聯(lián)動數(shù)控機床：多坐標軸聯(lián)動數(shù)控機床主要指某些高性能的加工中心。這類數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)除了可以控制x,y,z三個坐標軸的同時運動以外，還可以同時控制其他坐標軸的運動，從而完成更復雜的空間型面的加工。1)分類編碼系統(tǒng)的定義零件的分類編碼就是按照一定的規(guī)那么，用一組字符〔數(shù)值、字母或符號〕，對零件的有關(guān)特征進行描述和標別。圖9-4分類編碼的例如零件a〕回轉(zhuǎn)體類零件b〕非回轉(zhuǎn)體類零b)鏈式結(jié)構(gòu)也稱為并列結(jié)構(gòu)或矩陣結(jié)構(gòu)，每個碼位內(nèi)的特征碼具有獨立的含義，與前后位無關(guān)。鏈式結(jié)構(gòu)所包含的特征信息量比樹式結(jié)構(gòu)少，但結(jié)構(gòu)簡單，編碼和識別也比較方便。OPITZ系統(tǒng)的輔助碼就屬于鏈式結(jié)構(gòu)形式。c)混合式結(jié)構(gòu)編碼系統(tǒng)中同時存在以上所說的兩種結(jié)構(gòu)，而大多數(shù)分類編碼系統(tǒng)都用混合式結(jié)構(gòu)。例如OPITZ系統(tǒng)、KK系統(tǒng)等。9.2.3零件分類成組的方法1.視檢法視檢法是由有經(jīng)驗的工藝師根據(jù)零件圖樣或?qū)嶋H零件及其制造過程，憑經(jīng)驗判斷零件的相似性并對零件分類成組。2生產(chǎn)流程分析法生產(chǎn)流程法〔PFA――ProductionFlowAnalysis〕是以零件分類編碼系統(tǒng)為根底，通過分析車間中零件的工藝流程〔工藝過程〕來確定零件族的一種零件分類成組方法。3.編碼分類法為實行編碼分類法，首先需要各零件族零件的相似性判斷標準，以便對零件進行分選、歸屬于相應的零件族。9.2.4成組工藝過程設計1.成組工藝成組工藝是在典型工藝的根底上開展起來的一種工藝設計標準化方法。雖然成組工藝和典型工藝都希望實現(xiàn)工藝設計標準化，但是在具體的做法上卻各不相同。典型工藝著眼于零件的整個工藝過程的標準化，而成組工藝首先著眼于縮小工藝標準化的范圍，從構(gòu)成零件工藝過程的一道道工序出發(fā)，實現(xiàn)工序標準化：它不強求零件的結(jié)構(gòu)形狀必須屬于同一型，而只要一群零件的某道工序能在同一型號設備上、采用相同的工藝裝備和調(diào)整方法進行加工，那么這群零件在這道工序上便可歸并成組。這樣，成組工藝就跳出了典型工藝標準化的框框。2.成組工藝設計方法實現(xiàn)成組工藝的根底和關(guān)鍵是零件的分組，即對多種產(chǎn)品的不同零件按工藝過程的相似性分成零件組。成組工藝過程是針對一個零件組設計并適用于零件組內(nèi)的每一個零件。制訂零件的成組加工工藝的方法主要有以下兩種：1)復合零件法復合零件法，顧名思義是利用一種所謂的復合零件來設計成組工藝的方法。復合零件既可以是零件組中實際存在的某個具體零件，也可以是一個實際上并不存在而純屬人為虛擬的假想零件。2)復合路線法對于回轉(zhuǎn)體類的形狀規(guī)那么、型體對稱的零件而言，采用復合零件方法不存在困難。然而，對于非回轉(zhuǎn)體類零件來說，因為形狀的極不規(guī)那么，要虛擬和采用復合零件法便十分困難。因此設計非回轉(zhuǎn)體類零件一般不用復合零件法，而采用復合路線法。雖然復合路線法不及復合零件法來得直觀，但是兩者的實質(zhì)仍然是一樣的。4．自動化成組生產(chǎn)單元它是成組流水線高一級的形式，實現(xiàn)了成組生產(chǎn)單元生產(chǎn)的自動化，故亦可稱為柔性自動生產(chǎn)線(FML)。近代迅速發(fā)展的柔性制造系統(tǒng)(FMS)實質(zhì)上就是自動化成組生產(chǎn)單元。它是由計算機控制管理的假設干臺數(shù)控機床(包括各種類型的加工中心)和物料存儲及輸送設備所組成的成組生產(chǎn)單元。柔性制造系統(tǒng)的根本組成及主要功能1．FMS的根本組成2．FMS的主要功能常見的FMS一般具有以下功能：1)自動制造功能，在柔性制造系統(tǒng)中，由數(shù)控機床這類設備承擔制造任務；2)自動交換工件和刀具的功能；3)自動輸送工件和刀具的功能：4)自動保管毛坯、工件、半成品、工夾具、模具的功能；5)自動監(jiān)視功能(即刀具磨損、破損的監(jiān)測)，自動補償，自診斷等；6)作業(yè)方案與調(diào)度。

3．FMS的特點從FMS的定義及其組成可以看出，F(xiàn)MS有如下的特點：①柔性高，適應多品種中小批量生產(chǎn)；②系統(tǒng)內(nèi)的機床在工藝能力上是相互補充或相互替代的；③可混流加工不同的零件；④系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個系統(tǒng)的運作；⑤遞階結(jié)構(gòu)的計算機控制，可以與上層計算機聯(lián)網(wǎng)通信；⑥可進行第三班無人值守生產(chǎn)。4．FMS適用范圍假設按系統(tǒng)規(guī)模和投資強度，可將柔性自動化制造設備分為如下5個不同的層次：1)柔性制造模塊(FlexibleManufacturingModule，F(xiàn)MM)2)柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell，F(xiàn)MC)3)柔性制造系統(tǒng)(FMS)包括2臺以上的CNC、FMM或FNC組成，其控制與管理功能比FMC強，規(guī)模比F