机械制造技术基础总复习

总复习机械制造技术基础加工过程中质量的变化（）mΔM〈0：材料去除原理ΔM=0：材料基本不变原理：如铸造、锻造、挤压、粉末冶金等。ΔM〉0：材料累加成形原理：加工利用微体积材料逐渐叠加的方式使零件成形。切削加工：利用切削刀具从工件上切除多余材料。特种加工：指利用机械能以外的其他能量直接去除材料。第一章机械加工方法二、铣削1.切削运动：铣削时，铣刀的旋转运动是主运动。工件作进给运动。铣削方式逆铣2.铣削方式端铣顺铣周铣齿轮的切削加工，按其形成齿型的原理，可分为两类：即成形法和展成法。成形法：铣齿展成法：滚齿和插齿五、齿面加工电火花加工电火花加工原理利用工具电极和工件电极间脉冲火花放电，对工件表面进行电蚀作用，将工件逐步加工成形。主要加工金属等导电材料，适于难切削材料的加工，如硬质合金、淬火钢等。1.切削运动一、运动与切削要素主运动:使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动。进给运动:使主运动能够不断切除工件上多余的金属以形成工件新的表面所需的运动(使新的金属不断投入切削的运动)。第二章金属切削原理与刀具切削用量是指切削速度、进给量f和背吃刀量的总称。三者又称为切削用量三要素。3.切削用量cvpa二、刀具角度（l）切削平面通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。（2）基面通过主切削刃上某一点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。（3）正交平面过主切削刃上某一点，并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。（4）副偏角κrˊ（3）主偏角κr（2）后角αo在正交平面内测量的主后面与切削平面之间的夹角。（5）刃倾角λs（1）前角γo在正交平面内测量的前面与基面之间的夹角。正交平面参考系中的标注角度目前，在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。高速钢：可制造各种刀具，尤其是复杂刀具。硬质合金：硬度、耐磨性、耐热性都很高，允许高速切削。二、常用刀具材料2.切屑的类型及控制按工件材料的不同，把切屑的形状分为：切屑的类型脆性材料——塑性材料带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑切削力切削力的经验公式FFccccFFppppFFffffxycFpFxypFpFxyfFpFFCafKFCafKFCafK（2-1）xynap对切削力的影响最大，f次之，vc对F影响较小。切削温度）（62afvCxyzpczyx切削速度vc对θ的影响最大。进给量f对θ的影响比切削速度vc小。背吃刀量对θ的影响很小。(1)前刀面磨损切屑与前面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦不同。特点：切屑与前面是新鲜表面相互接触和摩擦，化学活性很高，反应很强烈。接触面又有很高的压力和温度。图2-43刀具磨损曲线磨钝标准定义：刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度(允许的最大磨损量)称为磨钝标准。ISO统一规定以1/2背吃刀量处的后刀面上测定的磨损宽度VB作为刀具的磨钝标准。刀具寿命定义一把新刀（或重新刃磨过的刀具）从开始切削直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间，称为刀具寿命，用T表示。第七节切削用量的选择及工件材料加工性52.250.75TpCTvfa切削速度v对T影响最大，进给量f次之，背吃刀量ap影响最小。首先选取尽可能大的ap；其次选取尽可能大的f，最后选取尽可能大的vc。切削用量对刀具寿命的影响[例3-2]MG1432A型高精度万能外圆磨床M——类别代号（磨床类）G——通用特性代号（高精度）1——组别代号（外圆磨床组）4——系别代号（万能外圆磨床系）32——主参数（最大磨削直径320mm）A——重大改进顺序号通用机床的型号编制第三章金属切削机床1.夹具的组成（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀元件（对刀块）（4）导引元件（钻套）（5）夹具体此外有连接元件、分度机构、操作元件等。第四章机床夹具原理与设计第二节工件在夹具中的定位一、六点定位原理工件在空间有六个自由度，如果用六个定位支承点合理分布，每个定位支承点限制一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制，工件在空间的位置被唯一地确定。由此可见，要使工件完全定位，就必须限制工件在空间的六个自由度，即为工件的“六点定位原理”。欠定位:工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。过定位:工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为过定位或重复定位。过定位在实际生产中不是绝对不允许，在提高工件定位基面之间及夹具定位工作表面之间的位置精度后可以应用。欠定位与过定位基本支承辅助支承固定支承可调支承自位支承支承钉支承板平面定位——在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来安装工件的定位方式。常用的支承元件已标准化：1、工件以平面定位（1)固定支承（支承钉、支承板）定义：定位支承点的位置可以调节的定位元件。应用场合：应用：多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批毛坯误差。（2）可调支承图4-10可调支承定义：支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一个自由度，即一点定位。应用：多用于刚度不足的毛坯面或不连续的平面定位。图4-11自位支承（3）自位支承定义：在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度。应用：主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。（4）辅助支承图4-12辅助支承第三节定位误差的分析基准设计基准：设计图样上标注设计尺寸所依据的基准。工艺基准：在加工或装配过程中所使用的基准。ⅰ定位基准ⅱ测量基准ⅲ装配基准ⅳ调刀基准一、基准的概念零件上用来确定点、线、面位置时，作为参考的其他的点、线、面。粗基准精基准（1）定位基准与设计基准不重合产生的定位误差△jb。（2）定位副制造不准确产生的基准位移误差△jw。△dw=△jb+△jw三、定位误差产生原因夹紧的目的及夹紧装置的组成力源装置中间传力机构夹紧元件组成目的：工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变。三种典型夹紧机构特点3.偏心夹紧：夹紧力小，行程小，自锁性不太好。1.斜楔夹紧：夹紧行程小,结构简单，但操作不方便。自锁性能不好。2.螺旋夹紧：结构简单，自锁性好，夹紧可靠。下两支承板限制3个自由度侧支承钉限制2个自由度削边销限制1个自由度Y、X、ZX、ZYyx),(ZYZX,),(XX......ZY,yyx大平面限制3个自由度短销限制2个自由度活动V形块限制1个自由度;;;;ZYZY;;;;ZYZY;;;;ZYZYZX,;;;;ZYZY),(ZX加工经济精度：是指在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。二、加工经济精度第五章机械制造质量分析与控制第一节机械加工精度的基本概念第二节影响加工精度的因素及其分析机械加工工艺系统：在机械加工过程中，机床、夹具、刀具和工件构成一个完整的系统，称工艺系统。主轴回转误差的基本形式•纯径向跳动•纯角度摆动•纯轴向窜动影响部件刚度的因素（1）接触变形（2）薄弱零件本身的变形垂直作用于工件加工表面的背向力与工艺系统在该方向上的变形y的比值，称为工艺系统刚度（N／㎜）。工艺系统的刚度：yFky/ap1Δ1ap2Δ2毛坯外形工件外形由于背吃刀量的变化引起了切削力的变化。变化的切削力作用在工艺系统上使它的受力变形也发生相应的变化。使毛坯误差部分反映到工件上，此种现象称为“误差复映”。(2)切削力变化引起的加工误差——误差复映误差复映系数跟工艺系统的刚度有关，刚度越高，误差复映系数越小。若加工过程分多次走刀，则总的误差复映系数为每次走刀复映系数的积。一、加工误差的性质常值系统性误差变值系统性误差加工误差随机性误差系统性误差第三节机械加工精度的综合分析•如原理误差和机床、刀具、夹具的制造误差等。•如由于刀具磨损引起的加工误差，机床、刀具、工件受热变形引起的加工误差。•毛坯误差复映，定位误差及夹紧误差等零件加工表面质量表面粗糙度表面波度表面层的物理、力学性能的变化表面层的几何形状特征表面层因塑性变形引起的冷作硬化表面层产生的残余应力表面层因切削热引起的金相组织变化第四节机械加工表面质量例：下图为一阶梯轴，其加工工艺过程为：⑴切一端面；⑵钻中心孔；⑶切另一端面；⑷钻中心孔；⑸车大外圆；⑹大外圆倒角；⑺车小外圆；⑻小外圆倒角；⑼铣键槽；⑽磨外圆；⑾去毛刺。阶梯轴加工工艺过程（单件小批量）工序号工序内容设备1车端面，钻中心孔，车外圆，切退刀槽与倒角车床2铣键槽铣床3磨外圆磨床4去毛刺钳工台阶梯轴加工工艺过程（成批生产）工序号工序内容设备1铣端面，钻中心孔铣端面钻中心孔机床2粗车外圆车床3精车外圆，倒角，切退刀槽车床4铣键槽铣床5磨外圆磨床6去毛刺钳工台根据生产纲领的大小和产品品种的多少，机械制造业的生产类型可分为：单件生产、批量生产、大批量生产3种类型。定位基准的选择是制订工艺过程中要解决的首要问题。基准的选择实际上是基面的选择问题。粗基面：在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，称为粗基面（毛基面）。精基面：采用已经加工过的表面作为定位基面，称为精基面（光基面）。1.定位基准的选择（1）基准重合原则（2）统一基准原则1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套筒类零件用一长孔和一止推面作统一基准。（3）互为基准、反复加工（4）自为基准原则精基面的选择原则：工序集中——将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多。工序分散——将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少。单件小批生产采用工序集中。大批大量生产可以集中，也可以分散。机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：（1）先粗后精（2）先主后次（3）先基面后其它（4）先面后孔切削加工顺序的安排1）预备热处理安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力为主要目的。如退火、正火、调质等。2）最终热处理安排在半精加工后和磨削加工之前，主要用于提高材料的强度及硬度。如淬火、渗碳淬火等。3）去除内应力处理最好安排在粗加工之后、精加工之前。如人工时效、退火。（2）热处理工序例6-1加工图a）所示工件，设1面已加工好，现以1面定位加工3面和2面，其工序简图如图b）所示，试求工序尺寸A1与A2。ab定位基准与设计基准不重合时,需要借助尺寸链的分析和计算,并对工序余量进行验算以校核工序尺寸及其上下偏差。1）确定封闭环与组成环A0是封闭环，A1为增环，A2为减环。2）画尺寸链如图c）3）用公式解算：C）A0=A1-A2A2=A1-A0=（30-10）mm=20mmES0=ES1-EI2EI2=ES1-ES0=（0-0.3）mm=-0.3mmEI0=EI1-ES2ES2=EI1-EI0=[-0.2-(-0.3)]=0.1mmmmmmA04.01.03.021.2020解：A1就等于设计尺寸，加工2面时，基准不重合，要解尺寸链。例6－2一带有键槽的内孔要淬火及磨削，其设计尺寸如图6－17a所示，内孔及键槽的加工顺序是：1）镗内孔至mm；2）插键槽至尺寸A；3）淬火；4）磨内孔，同时保证内孔直径mm和键槽深度mm两个设计尺寸的要求。要求确定工序尺寸A及其偏差（假定淬火后内孔没有胀缩）。1.006.3905.004034.006.43解由图6-17a的有关尺寸，可以建立起图6-17b所示的四环尺寸链。在该尺寸链中，设计尺寸是间接保证的，所以是尺寸链的封闭环。A和（即的半径）为增环，（即的半径）为减环。利用尺寸链的基本公式进行计算：mm34.006.43mm025.0020mm05.0040mm05.008.19mm10.006.39mmmmA4.43)8.19206.43(mmmmESA315.0)025.034.0(mmmmEIA05.0)05.00(mmmmA265.00315