机械制造工艺学考点.doc

第一章 绪论1、机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。2、机械加工工艺过程由若干个工序组成。每个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工作对象（工件）连续完成的那一部分工艺过程。l 安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。l 工位：在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把一个加工位置上的安装内容称为工位。l 工步：加工表面、切削工具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。l 走刀：切削刀具在加工表面上切削依次所完成的工步内容，称为一次走刀。3、零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。4、在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。计算：N = Qn(1+a% +b%)5、生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。6、生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产。表1-5和表1-67、装夹又称为安装，包括定位和夹紧8、装夹方式：夹具中装夹；直接找正装夹；划线找正装夹9、工艺装备：在机械加工中，通常将夹具、刀具、量具及各种刀具间的辅助工具统称为工艺装备。 10、定位的作用：是使工件在机床上（或夹具）中占有正确的位置，也就是 使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置。11、定位和夹紧的区别：定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧才使它不能移动和转动，把工件保持在一个正确的位置。12、采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。P16表1-7。 （必考一题！）l 完全定位：工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。l 不完全定位：工件的6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。l 欠定位：在加工时根据被加工面的尺寸、形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情况称为欠定位。欠定位的情况下是不能保证加工要求的，因此是绝对不能允许的。不完全定位不一定就是欠定位，不完全定位应注意可能会有欠定位。l 过定位：工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称之为过定位。是否允许视情况而定：如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的；如果工件的定位面是毛坯面，或虽经机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的。P20的图l 在不完全定位和欠定位的情况下，不一定就没有过定位。13、基准可分为设计基准和工艺基准两大类。（仔细看，可能会考）l 设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。l 工艺基准：零件加工、测量、装配过程中采用的基准。n 定位基准：加工时用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。n 工序基准：用以标定被加工表面位置（或者说确定某加工精度）的基准。n 测量基准：用以测量已加工表面尺寸和位置的基准。n 装配基准：装配时用以确定零件在机器中位置的基准。第二章 机械加工精度及其控制1、加工精度是指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的接近程度。l 加工精度包含：尺寸精度、形状精度、位置精度。l 三者的关系：当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求高。形状公差应限制在位置公差内，位置公差应限制在尺寸公差内。当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不一定要求高。2、加工误差是指加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工精度越高，则加工误差越小，反之越大。3、在机械加工时，机床、刀具，夹具和工件构成一个完整的系统，为工艺系统。4、工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。工艺系统的各种误差称之为原始误差。5、对加工精度影响最大的那个方向称为误差的敏感方向。6、研究机械加工精度的方法：分析计算发；统计分析法7、加工原理误差是指采用了近似的成形运动获近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。8、在机械加工的每一工序中，总是要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。9、工艺系统的调整的基本方式：试切法调整；调整法调整l 试切法调整：n 应用：单件小批生产中。n 方法：对工件进行试切测量调整再试切，直到达到要求的精度为止。n 引起调整误差的因素有：测量误差。进给机构的位移误差。在试切时与正式切削时切削层厚度不同的影响。l 调整法调整n 影响调整精度的因素有：上述影响试切法调整精度的因素。定程机构误差。样件或样板的误差。测量有限试件造成的误差。10、机床几何误差的组成：导轨导向误差；主轴回转误差；传动链的传动误差。l 机床导轨误差：导轨在水平面内直线度误差；导轨在垂直面内直线度误差；导轨面间平行度（扭曲）误差；导轨对主轴回转轴线的平行度或垂直度误差。l 主轴回转误差：端面圆跳动（轴向漂移）；径向圆跳动（径向漂移）；角度摆动（角向漂移）n 原因：轴承的误差、轴承间隙、与轴承配合零件的误差及主轴系统的径向不等刚度和热变形。n 提高精度的措施：提高主轴部件的制造精度；对滚动轴承进行预紧；使主轴的回转误差不反映到工件上。l 机床传动链误差n 减小误差的措施：尽可能缩小传动链；减少各传动元件装配时的几何偏心；提高传动链末端元件的制造精度；传动比小；采用校正装置。11、工艺系统在切削力、夹紧力以及重力等的的作用下，将产生相应的变形。这种变形将破坏切削刃和工件之间已调整好的正确的位置关系，从而产生加工误差。（仔细看书P50第三节，可能会考一题分析）l 车削细长轴时，工件在切削力作用下的弯曲变形，加工后会产生鼓形的圆柱度误差。l 在内圆磨床上用横向切入磨孔时，磨出的孔会产生带有锥度的圆柱度误差。12、减小工艺系统受力变形的措施：提高接触刚度；提高工件的刚度；提高机床部件的刚度；合理装夹工件以减少夹紧变形。13、引起工艺系统受热变形的热源可分为内部热源（切削热和摩擦热）和外部热源（环境温度和辐射热）。14、减少和控制工艺系统热变形的主要途径：减少热源的发热；用热补偿方法减少热变形；采用合理的机床部件结构减少热变形的影响；加速达到工艺系统的热平衡状态；控制环境温度。15、加工误差按其统计性质的不同可分为系统误差和随机误差两大类。16、统计分析法主要有分布图分析法和点图分析法。（有一道计算题，如作业2-9，必考！）17、提高加工精度的途径：（仔细看书P85第六节，必考！）l 直接减少原始误差：P86 图2-64l 转移原始误差：P86 图2-65第三章 机械加工表面质量及其控制1、加工表面质量包括两方面内容：加工表面的几何形貌和表面层材料的力学物理性能和化学性能。2、机械产品的失效形式：因设计不周而导致强度不够；磨损、腐蚀和疲劳损坏。3、加工表面的几何形貌包括：表面粗糙度；表面波度；纹理方向；表面缺陷。4、表面层材料的力学物理性能和化学性能包括：表面层加工硬化；表面层金相组织变化；表面层产生残余应力。5、表面质量对零件使用性能的影响：l 表面质量对零件耐磨性对影响：粗糙度太大、太小都不耐磨；适度冷硬能提高耐磨性。l 表面质量对零件疲劳强度的影响：粗糙度越大，疲劳强度越差；适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度。l 表面质量对零件耐腐蚀性的影响：粗糙度越大，耐腐蚀性越差；压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性。l 表面质量对配合性质的影响：粗糙度越大、配合精度降低；残余应力越大，配合精度降低。6、机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化。l 加工硬化的衡量指标：表面层的显微硬度HV；硬化层深度h0；硬化程度N。l 影响加工硬化的因素：切削力，塑性变形 ，硬化程度和硬化层深度 。切削温度，软化作用，冷硬作用；被加工材料的硬度低、塑性好，则切削时塑性变形越大，冷硬现象就越严重。7、表面层残余应力：外部载荷去除后，工件表面层及其与基体材料的交界处仍残存的互相平衡的应力。l 产生原因：冷态塑性变形引起的残余应力；热态塑性变形引起的残余应力；金相组织变化引起的残余应力。8、影响磨削裂纹的因素：磨削用量（首要因素）；工件材料及热处理规范。9、零件破坏形式：疲劳破坏；滑动磨损；滚动磨损。10、表面强化工艺是指通过冷压加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表面层产生残余压应力。这种方法工艺简单、成本低廉，应用广泛。l 常用工艺方法：喷丸强化；滚压加工；液体磨料强化。11、机械振动的分类：自由振动；强迫振动；自激振动。对机械加工的影响：影响零件的表面质量；影响生产率；影响机床、夹具和刀具寿命;振动噪声污染工作环境。控制振动的途径：消除或减弱产生机械振动的条件；改善工艺系统的动态特性，增强工艺系统的稳定性；采取各种消振减振装置。第四章 机械加工工艺规程设计1、把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就叫做工艺规程。2、工艺文件的形式：在单件小批生产中一般只编制综合工艺过程卡；在成批生产中多采用机械加工工艺卡片；大批大量生产中则要求完整和详细的文件，一般是工艺过程卡、工序卡片，有时甚至包括操作卡、调整卡以及检验卡。3、制订机械加工工艺规程的步骤：确定生产类型；分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查;熟悉产品,性能,用途和工作条件,零件在产品中的作用；确定毛坯的种类和尺寸；拟定零件加工工艺路线；选择和确定机床设备，刀具；确定工序尺寸及其公差；确定切削用量；确定时间定额；填写工艺文件。4、零件的结构工艺性：P145 表4-4（仔细看，必考！）5、粗基准的选择原则：保证相互位置要求的原则；保证加工表面加工余量合理分配的原则；便于工件装夹的原则；促基准一般不得重复使用原则。（看，可能会考）6、精基准的选择原则：基准重合原则；统一基准原则；互为基准原则；自为基准原则；便于装夹原则。（看，可能会考）7、典型表面的加工路线：P157 图4-9；P159 图4-13；P162 图4-17。（看，可能会考）8、工艺顺序安排原则：先加工基准面，再加工其他表面；一般情况下，先加工平面，后加工孔；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序。9、毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。10、加工余量的计算（仔细看，可能会一题计算）11、工艺尺寸链的组成：为简便起见，把尺寸链中的每一个尺寸，简称为尺寸链中的一个环。“环”又分为封闭环和组成环。（有一道计算题，如作业4-13、4-16、4-19，必考！）第五章 机器装配工艺过程设计1、机器装配：任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，称为装配单元。l 零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属获其他材料制成的。l 套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。l 组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。l 部件是在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。6、制订装配工艺规程的基本原则：保证装配质量；满足装配周期的要求；尽量减少手工装配工作量；降低装配成本。7、机器结构的装配工艺性：机器结构应能分成独立的装配单元；减少装配时的修配和机械加工；机器结构应便于装配和拆卸。（仔细看书P222的第三节，可能会考一题分析）8、装配精度包括：相互位置精度；相对运动精度；相互配合精度。9、在查找装配尺寸链时，每个相关零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线原则。10、保证产品装配精度的方法有：互换法、选择法、修配法和调整法。11、组成机器的所有零部件，均按设计图纸进行加工，装配时，不加任何的选择，调整和修配，装配后均能满足规定的装配精度要求，这一装配方法，称为完全互换法。（有一道计算题，如作业5-14、5-15，必考！）第六章 机床夹具设计1、机床夹具是在机床上装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。2、刀具的组成部分：定位元件或装置；刀具导向元件或装置；夹紧元件或装置；联接元件；夹具体；其他元件或装置。（必考！）3、夹具的功能：保证加工质量；提高生产率，降低生产成本；扩大机床加工范围；减轻工人劳动强度，保证安全生产。（必考！）4、定位基准与定位基面：l 工件以回转体定位时，回转体表面为定位基面；回转体的轴线为定位基准。l 工件以平面定位时，实际存在的那个表面为定位基面；定位平面的理想状态为定位基准。5、限位基准、限位基面l 工件以回转体定位时，定位元件的回转体表面为限位基面，定位元件的回转轴线为限位基准。l 工件以平面定位时，定位元件上实际存在的那个表面为限位基面；其定位平面的理想状态称为限位基准。当平面的精度较高时，限位基面与限位基准重合。6、一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在制造公差，使各个工件所占据的位置不完全一致，加工后形成的加工尺寸大小不一，产生加工误差。这种仅与定位有关的加工误差，称为定位误差。l 造成定位误差的原因，主要有两个：定位基准与工序基准不重合；定位基准与限位基准不重合。7、 工序基准的变动直接影响加工尺寸的大小，造成加工尺寸的尺寸误差，这个误差就是基准不重合误差。8、由于定位基准与限位基准不重合，所产生的加工误差，称为基准位移误差。9、常用定位方法与元件：工件以平面定位：固定支承；可调支承；自位支承；辅助支承。工件以圆柱孔定位（通常属于定心定位，定位元件是心轴和定位销）。工件以外圆表面定位（定心定位和支承定位，定位元件是套筒、卡盘和锥套）。工件以其他表面定位。定位表面的组合。一面两孔