机械制造工艺复习资料.doc

待加工表面：即将被切去金属层的表面; 加工表面：切削刃正在切削着的表面; 已加工表面：已经切去一部分金属形成的新表面。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。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。vc、f、ap 称之为切削用量三要素。（切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap）刀具切削部分的构成要素：(1) 前刀面(2) 后刀面(3) 切削刃(4) 刀尖。刀具的标注角度：前角0：前刀面与基面间的夹角、后角0：后刀面与切削平面间的夹角、主偏角r ：基面中测量的主切削刃与进给运动方向的夹角。刃倾角 s：切削平面中测量的主切削刃与基面间的夹角。上述四个角度就可以确定车刀主切削刃及其前后刀面的方位。切削层参数：(1)切削厚度，垂直于加工表面来度量的切削层尺寸（图1.19），称为切削厚度，以hD表示。（2）切削宽度，沿加工表面度量的切削层尺寸，称为切削宽度，以bD表示。（3）切削面积，切削层在基面Pr的面积，称为切削面积，以AD表示。（ 残留面积是指刀具副偏角kr0时，刀具经过切削后，残留在已加工表面上的不平部分（ABE）的剖面面积。）切削形式：（1）正切削与斜切削：切削刃垂直于合成切削方式称为正切削或直角切削。如果切削刃不垂直于切削方向则称为斜切削或斜角切削。（2）自由切削与非自由切削：只有直线形主切削刃参加切削工作，而副切削刃不参加切削工作，称为自由切削。曲线主切削刃或主、副切削刃都参加切削者，称为非自由切削。作为刀具材料应满足以下基本要求：（1）高的硬度和耐磨性，刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC62以上。耐磨性表示抵抗磨损的能力，它取决于组织中硬质、数量、大小和分布。（2）足够的强度和韧性，为了承受切削中的压力冲击和振动，避免崩刃和折断，刀具材料应该具有足够的强度和韧性。一般强度用抗弯强度来表示，韧性用冲击值表示。（3）高的耐热性，刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。（4）良好的工艺性，为了便于制造，要求刀具材料有较好的可加工性，如切削加工性、铸造性、锻造性、热处理性等。（5）良好的经济性。生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。炭素工具钢（如T10A、T12A）、工具钢（如9SiCr、CrWMn）因耐热性差，仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。高速钢：（1）通用型高速钢：钨钢 钨钼钢 （2）高性能高速钢（3）粉末冶金高速钢陶瓷刀具：有很高的硬度（HRA9195）和耐磨性；有很高的耐热性，在高温1200以上仍能进行切削；切削速度比硬质合金高25倍；有很高的化学稳定性、与金属的亲合力小，抗粘结和抗扩散的能力好。但其脆性大、抗弯强度低、冲击韧性差，易崩刀，使其使用范围受到限制。切削作用的三个变形区：第变形区 近切削刃处切削层内产生的塑性变形区；第变形区 与前刀面接触的切屑层内产生的变形区；第变形区 近切削刃处已加工表层内产生的变形区。变形程度的量度方法：1)相对滑移；2）变形系数h。剪切角与前角0变化是影响切削变形的两个主要因素。因此，切削时塑性变形是很大的。如果增大前角0和剪切角，使、 h减小，则切削变形减小。*剪切角与摩擦角 有关，当增大时，角随之减小，变形增大。当前角0增大时，剪切角随之增大，变形减小。积屑瘤是堆积在前刀面上近切削刃处的一个楔块。切屑的类型：（1）带状切屑：外形呈带状。（2）挤裂切屑：切屑上与前刀面接触的一面较光洁，其背面局部开裂成节状。（3)单元切屑：切屑沿厚度断裂成均匀的颗粒状。（4）崩碎切屑：切削层几乎不经过塑性变形就产生脆性崩裂，得到的切屑呈不规则的细粒状。影响切屑变形的因素：1）前角2)切削速度3）进给量4) 工件材料。切削力：1）进给抗力Fx，进给方向的分力，消耗总功率5；2）切深抗力Fy，切深方向的分力；3）主切削力Fz ，主运动切削速度方向的分力，消耗总功率95。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。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。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：后刀面磨损 前刀面磨损 前后刀面同时磨；（2）非正常磨损 ：破损，在切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃或碎裂。 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。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 刀具磨损是由机械摩擦和热效应两方面因素作用造成的。 在低、中速范围内磨粒 磨损和粘接磨损是刀具磨损的主要原因。 在中等以上切削速度加工时，热效应使高速钢刀具产生相变磨损、使硬质合金产生粘接、扩散和氧化磨损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。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。切削用量选择原则: 生产效率机床功率刀具耐用度表面粗糙度。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。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；副偏角kr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。刃倾角s主要影响切屑的流向和刀具强度。前角选择原则：在刀具强度许可条件下，尽量选用大的前角。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08 12 。切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液，对提高刀具耐用度和加工表面质量、加工精度起重要的作用。(1)冷却作用(2)润滑作用(3)洗涤与防锈作用。常用切削液及其选用：(1)水溶液；水溶液主要起冷却作用。(2)切削油；切削油主要起润滑作用。(3)乳化液；乳化液是在切削加工中使用较广的切削液，它是由水和油混合而成的液体，常用它代替动植物油。生产中使用的乳化液是由乳化剂加水配制而成。浓度低的乳化液含水比例多，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车床分类 按加工方法和刀具分11大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨齿床、拉床、锯床和其他机床。 按万能性程度：通用机床、专门化机床、专用机床。 按精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。 还有按照重量和尺寸、自动化程度等等分类方法。工件表面形状与成形方法:1）轨迹法利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工，如图3.2a 2）成形法刀具的切削刃与所需要的形成的发生线完全重合，如图3.2b 3）相切法利用刀具边缘旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，如图3.2c 4）范成法利用工件和刀具作范成切削运动进行加工的方法，如图3.2d 为了实现运动，机床必须具备以下三个基本部分：执行件、动力源和传动装置，由这些构成的传动关系称为传动链，分为外联系传动链和内联系传动链 。用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使之变为合格零件。叫零件的机械加工工艺过程。将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。工艺过程的组成: 1) 工序2）安装3）工位4）工步5）走刀工艺规程的作用主要有以下几方面：（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件（2）工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据（3）工艺规程是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术资料。工艺规程设计的步骤: 1）研究和分析零件的工作图2）根据零件的生产纲领确定零件的生产类型3）确定毛坯的种类4）拟定零件加工的工艺路线5）拟定各工序的机床设备、工艺装备（刀、夹、量 具）和辅助工具6）确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差7）确定各工序的切削用量及工时定额8）技术经济分析9）填写工艺文件基准的分类: 根据基准的用途，基准可分为设计基准和工艺基准两大类工艺基准: 1）工序基准2）定位基准3）测量基准4)装配基准工件的装夹: 1）直接找正定位的装夹2）按划线找正装夹3）在夹具中装夹机械加工中获得工件尺寸精度的方法 ：试切法定尺寸刀具法调整法自动控制法 精基准的选择 ：1）基准重合的原则2）基准不变的原则3）互为基准，反复加工的原则4）自为基准的原则5）应能使工件装夹稳定可靠、夹具简单将工艺过程划分粗、精加工阶段的原因是：在粗加工阶段，由于切除大量的多余金属，可以及早发现毛坯的缺陷裂纹、气孔等），以便及时处理，避免过多浪费工时。粗加工阶段容易引起工件的变形，这是由于切除余量大，一方面毛坯的内应力重新分布而引起变形，另一方面由于切削力、切削热及夹紧力都比较大，因而造成工件的受力变形和热变形。为了使这些变形充分，应在粗加工之后留有一定的时间。然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上述变形。划分加工阶段可以合理使用机床。如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的机床；精加工阶段可以使用功率小、精度高的机床。这样有利于充分发挥粗加工机床的动力，又有利于长期保持精加工机床的精度。划分加工阶段可在各个阶段中插人必要的热处理工序。如在粗加工之后进行去除内应力的时效处理；在半精加工后进行淬火处理等。 影响加工余量的因素：上工序表面质量Ra，Ta。的影响；上工序尺寸公差（Ta）的影响 ；上工序各表面相互位置空间偏差（ a ）的影响本工序加工时装夹误差（b）的影响 .夹具的作用:（1）可以缩短辅助时间，提高劳动生产力；（2）易于保证加工精度的稳定；（3）可扩大机床的使用范围；（4）可以减轻劳动强度，保证生产安全。夹具的组成: （1）定位元件；（2）夹紧装置；（3）对刀元件；（4）夹具体；（5）其它元件和装置。用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中得到正确位置的规律，称为六点定位原理。夹紧力的组成：力的大小、力的方向、力的作用点常用的夹紧装置 ：楔块夹紧装置、螺旋夹紧装置、偏心夹紧装置 、定心夹紧装置加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。符合程度越高则加工精度就越高。加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差的大小表示了加工精度的高低，加工误差是加工精度的度量。影响加工精度的因素:加工原理误差、机床误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形、内应力引起的变形。机床误差：主轴回转误差（纯径向跳动、纯轴向窜动、纯角度摆动）；导轨误差（导轨在垂直面内的直线度误差、导轨在水平面内的直线度误差、前后导轨的平行度误差、导轨与主轴回转轴线的平