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机械制造技术基础总复习考试题型•选择题•判断题•简答题•综合题机械制造技术基础•第一章金属切削过程的基础知识•第二章金属切削过程的基本规律及其应用•第三章零件加工工艺的基本概念与知识•第四章回转体零件加工工艺与装备•第五章非回转体零件加工工艺与装备•第六章机械加工精度•第七章机械加工表面质量第一章金属切削过程的基础知识•1.1基本定义•1.1.1切削运动与切削用量待加工表面加工表面已加工表面•1.1.1.1切削运动主运动主运动是切下金属所必须的最主要的运动。通常它的速度最高，消耗机床功率最多。进给运动使新的金属不断投入切削的运动。进给运动可以是连续运动，也可以是间歇运动。合成运动与合成切削速度ve=vc+vf•1.1.1.2切削用量三要素ve、f、ap称之为切削用量三要素。•1.1.2刀具切削部分的基本定义•1.1.2.1刀具切削部分的构成要素前刀面后刀面切削刃刀尖基面Pr切削平面Ps主剖面P0和主剖面参考系法剖面Pn和法剖面参考系进给剖面Pf和背平面Pp及其组成的进给、背平面参考系Pr－Pf－Pp•1.1.2.4刀具的标注角度前角γ0后角α0主偏角κr刃倾角λs副前角γ0’副后角α0’副主偏角κr’副刃倾角λs’(a)λs＝0(b)－λs(c)+λs刃倾角λs的符号•1.2刀具材料•1.2.1刀具材料应具备的性能（1）高的硬度和耐磨性（2）足够的强度和韧性（3）高的耐热性（4）良好的工艺性（5）良好的经济性•1.2.2常用的刀具材料高速钢（1）通用型高速钢（2）高性能高速钢（3）粉末冶金高速钢硬质合金钢（1）YG（K）类，即WC－Co类硬质合金韧性、磨削性、导热性较好，较适于加工脆性材料，如铸铁、有色金属及其合金以及导热系数低的不锈钢和对刃口韧性要求高（如端铣）的钢料等。（2）YT(P)类，即WC－TiC－Co类硬质合金此类合金有较高的硬度和耐磨性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力好；但抗弯强度、磨削性能和导热系数下降，低温脆性大，韧性差。适于高速切削钢料。（3）YW（M）类，即WC—TiC－TaC－Co类硬质合金既可用于加工铸铁，也可加工钢，因而又有通用硬质合金之称。第二章金属切削过程的基本规律及其应用•2.1金属切削过程的基本规律•2.1.1切削变形•2.1.2切削力•2.1.3切削热与切削温度•2.1.4刀具磨损与刀具耐用度•2.2金属切削过程基本规律的应用•2.1.1切削变形•2.1.1.1切屑的形成及变形特点(1)第一变形区金属的剪切滑移变形(2)第二变形区内金属的挤压摩擦变形(3)第三变形区内金属的挤压摩擦变形•2.1.1.2切屑的类型（1）带状切屑（2）挤裂切屑（3）单元切屑切屑（4）崩碎切屑•2.1.1.3变形程度的量度方法（1）相对滑移ε（2）变形系数Λh增大前角γ0和剪切角φ，使ε、Λh减小，则切削变形减小。•2.1.1.4前刀面的挤压摩擦与积屑瘤(1)作用力分析(2)剪切角φ确定(3)切屑与前刀面间的摩擦(4)积屑瘤•积削瘤对切削过程的影响使刀具前角变大使切削厚度变化使加工表面粗超度增大对刀具寿命的影响•防止积屑瘤产生的措施1）正确选用切削速度，使切削速度避开产生积屑瘤的区域2）使用润滑性好的切削液，减小切屑底层材料与刀具前刀面间的摩擦3）增大刀具前角，减小刀具前刀面与切屑之间的压力4）适当提高工件材料硬度•2.1.1.5切削变形的变化规律（1）前角增大前角γ0，使剪切角φ增大，变形系数Λh减小，因此，切屑变形减小。(2)切削速度切削速度vc是通过积屑瘤使剪切角φ改变和通过切削温度使摩擦系数μ变化而影响切削变形的。vc超过40m/min继续增高，由于切削温度逐渐升高，致使摩擦系数μ下降，故变形系数Λh减小。vc在3~20m/min范围内提高，积屑瘤高度随着增加，刀具实际前角增大，使剪切角φ增大，故变形系数Λh减小vc＝20m/min时，Λh值最小vc在20~40m/min范围内提高，积屑瘤逐渐消失，刀具实际前角减小，使φ减小，Λh增大。（3）进给量(4)工件材料切削强度、硬度高的材料，不易产生变形，需达到一定变形量，应施较大作用力和消耗较多的功率。而切削塑性较高的材料，则变形较大•2.1.2切削力•2.1.2.1切削力的来源、合力及其分力•来源：①变形区内产生的弹性变形抗力和塑性变形抗力②切屑、工件与刀具间的摩擦力。在铣削平面时，上述分力亦称为：Fz－切向力、Fy－径向力、Fx－轴向力。主切削力Fz主运动切削速度方向的分力切深抗力Fy切深方向的分力进给抗力Fx进给方向的分力•2.1.2.4切削力的变化规律影响切削力的因素主要有四个方面：工件材料、切削用量、刀具几何参数及其它方面的因素。（1）工件材料的影响工件材料是通过材料的剪切屈极强度τs、塑性变形、切屑与刀具间摩擦系数μ等条件影响切削力的。(2)切削用量的影响①背吃刀量和进给量背吃刀量ap和进给量f增大，分别使切削宽度bD、切削厚度hD增大因而切削层面积AD增大，故变形抗力和摩擦增加，而引起切削力增大。但是ap和f增大后，它们分别使变形和摩擦增加的程度不同。②切削速度加工塑性金属时，切削速度vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，它们都是积屑瘤与摩擦的作用造成的。（3）刀具几何角度的影响①前角前角γ0增大，切削变形减小，切削力减小。但增大前角γ0，使三个分力Fz、Fy和Fx减小的程度不同。②主偏角主偏角kr改变使切削面积的形状和切削分力Fxy的作用方向改变，因而使切削力也随之变化。由实验得到的图2.22中表明：主偏角kr在30°～60°范围内增大，由切削厚度hD的影响起主要作用，促使主切削Fz减小；主偏角约在60°~90°范围内增大，刀尖处圆弧和副前角的影响更为突出，故主切削力Fz增大。③刃倾角λs(4)其它因素的影响刀具的棱面,刀尖圆弧半径,刀具磨损的影响。•2.1.3切削热与切削温度•2.1.3.1切削热的来源与传导切削热是由切削功转变而来的。其中包括：剪切区变形功形成的热Qp、切屑与前刀面摩擦功形成的热Qγf、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热Qαf。产生总的切削热Q，分别传人切屑Qch、刀具Qc、工件Qw和周围介质Qf。切削热的形成及传导关系为：Qp+Qγf+Qαf＝Qch+Qw+Qc+Qf•2.1.3.3影响切削温度的因素切削温度与变形功、摩擦功和热传导有关。也就是说，切削温度的高低是由产生的热和传走的热两方面综合影响的结果。做功越多、生热越多、散热越少时，切削温度越高。影响生热和散热的因素有：切削用量、刀具几何参数、工件材料和切削液等；•2.1.4刀具磨损与刀具耐用度•2.1.4.1刀具磨损形式刀具磨损形式分为正常磨损和非正常磨损两大类。(1)正常磨损①后刀面磨损②前刀面磨损③前后刀面同时磨损（2）非正常磨损①破损在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂。②卷刃切削时在高温作用下，使切削刃或刀面产生塌陷或隆起的塑性变形现象。•2.1.4.2磨损过程和磨钝标准大致分三个阶段。初期磨损阶段(Ⅰ段)、正常磨损阶段(Ⅱ段)、急剧磨损阶段(Ⅲ段)。•2.1.4.3刀具磨损原因(1)磨粒磨损(2)粘结磨损(3)扩散磨损(4)相变磨损(5)氧化磨损•2.1.4.4刀具耐用度刀具耐用度是指刃磨后的刀具从开始切削到磨损量达到磨钝标准为止所用的切削时间，用T分钟表示。刀具耐用度高低是衡量刀具切削性能好坏的重要标志。•2.1.4.5影响刀具耐用度的因素(1)切削用量的影响;(2)刀具几何参数的影响;(3)加工材料的影响;(4)刀具材料的影响。•2.2金属切削过程基本规律的应用•2.2.1工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性是指工件材料被切削成合格的零件的难易程度。（1）刀具耐用度指标在切削普通金属材料时，用刀具耐用度达到60min时允许的切削速度v60的高低来评定材料的加工性。难加工材料用v20来评定。（2）加工表面粗糙度指标在相同加工条件下，比较加工后表面粗糙度等级。粗糙度值低，加工性好；反之，加工性差。此外，材料加工的难易程度主要决定于材料的物理、力学和机械性能，其中包括材料的硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值ak和导热系数k•2.2.1.2改善材料切削加工性的措施（1）调整化学成分（2）材料加工前进行合适的热处理（3）选择加工性好的材料状态（4）其它•2.2.2切削液切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。•2.2.2.1切削液的作用(1)冷却作用(2)润滑作用——边界润滑原理(3)洗涤与防锈作用•2.2.2.2常用切削液及其选用(1)水溶液主要起冷却作用。(2)切削油主要起润滑作用。(3)乳化液由水和油混合而成的液体。浓度低的乳化液主要起冷却作用，适用于粗加工和磨削，浓度高的乳化液，主要起润滑作用，适于精加工。(4)极压切削油和极压乳化液•2.2.3刀具几何参数的合理选择•2.2.3.1前角、前刀面的功用和选择前角选择原则：在刀具强度许可条件下，尽量选用大的前角。对于成形刀具来说(车刀、铣刀和齿轮刀等)，减小前角；可减少刀具截形误差，提高零件的加工精度。前角的数值应由工件材料、刀具材料和加工工艺要求决定。•2.2.3.2后角和后刀面的功用和选择后角的选择原则是：在粗加工以确保刀具强度为主，可在4°～6°范围内选取；在精加工时以保证加工表面质量为主，一般α0＝8°～12°。•2.2.3.3主偏角、副偏角的功用与选择主偏角kr主要影响切削宽度bD和切削厚度hD的比例并影响刀具强度。此外，增大主偏角kr是控制断屑的一个重要措施。主偏角kr选择原则主要是：在工艺系统刚性不足的情况下，为减小切削力，选取较大的主偏角。在加工强度高、硬度高的材料时，为提高刀具耐用度，选取较小主偏角；根据加工表面形状要求选取，如车削台阶轴取kr≤90°，车外圆又车端面取kr＝45°、镗盲孔取kr90°。副偏角k’r影响加工表面粗糙度和刀具强度。通常在不产生摩擦和振动条件下应选取较小的副偏角。过渡刃的选择原则是，普通切削刀具常磨出较小圆弧过渡刃，以增加刀尖强度和提高耐用度。随着工件强度和硬度提高，切削用量增大，则过渡刃尺寸可相应加大，一般可取过渡刃偏角krε＝1/2kr，宽度bε＝0.5～2mm或取圆弧半径rε＝0.5～3mm。•2.2.3.4刃倾角功用与选择刃倾角λs主要影响切屑的流向和刀具强度。刃倾角λs的选择原则是，主要根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。•2.2.4切削用量的合理选择•2.2.4.1切削用量选择原则从以下几个主要方面分析：①生产效率切削用量ap、f和vc增大，切削时间减小。一般情况下尽量优先增大ap，以求一次进刀全部切除加工余量。②机床功率当背吃刀量ap和切削速度vc增大时，均使切削功率成正比增加。此外，增大背吃刀量口ap、使切削力增加多，而增大进给量f使切削力增加较少、消耗功率也较少。所以，在粗加工时，应尽量增大进给量f是合理的。③刀具耐用度在切削用量参数中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度vc，其次是进给量f，影响最小的是背吃刀量ap，优先增大背吃刀量ap不只是达到高的生产率，相对vc与f来说对发挥刀具切削性能、降低加工成本也是有利的。④表面粗糙度加工表面粗糙度主要限制的是进给量f的提高。综上所述，合理选择切削用量，应该首先选择一个尽量大的背吃刀量ap，其次选择一个大的进给量f，最后根据已确定的ap和f，并在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个各理的初削速度vc。•2.2.4.2切削用量选择方法第三章零件加工工艺的基本概念与知识•3.2机械加工工艺基本概念•3.2.1生产过程•3.2.2工艺过程（1）工序（2）工位（3）工步（4）走刀（5）安装•3.2.3成产纲领与生产类型（1）单件生产（2）成批生产小批、中批、大批（3）大量生产•3.3工件定位原理用夹具定位涉及到三层关系：（1）工件在夹具上的定位；（2）夹具相对于机床的定