太原科技大学华科学院机械制造工程学基础2009考试重点.doc

1、机械产品的生产过程：指从原材料进厂到该机械产品出厂的全部劳动过程的总和。2、机械加工工艺过程：在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能以及相对位置关系的过程。3、工艺过程的组成：工序、安装、工位、工步、走刀。4、工序：指一个工人在一个工作地对一个工件连续完成的那部分工艺过程。5、装夹：工件加工前，使其在机床或夹具中相对于刀具占据正确位置并给予固定的过程。6、安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容。7、工位：在一次装夹后，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序内容。8、工步：当被加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所连续完成的那部分工序内容。9、走刀：刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工序内容。10、生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。11、生产类型：企业生产专业化程度的分类，分为单件生产、成批生产、大量生产。12、工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等工艺文件。13、工艺规程作用：a、机械加工工艺规程是组织车间生产和计划调度的指导性技术文件。 b、是生产准备的主要依据。 c、是新建或扩建工厂、车间的主要技术文件。14、制定工艺规程的原则：在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的成本，在计划和规定的期间内，可靠的加工出符合图样和技术要求的零件。15、零件结构工艺性：指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它是评价零件结构设计好坏的主要技术经济指标之一。16、毛坯的种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件。17、铸造毛坯适合形状复杂零件的毛坯；锻压毛坯适合做形状简单零件的毛坯；型材适合做轴、平板类零件的毛坯；焊接毛坯适合做板料、框架类零件的毛坯。18、选择毛坯的原则：a、考虑生产规模的大小； b、考虑工件结构形状和尺寸大小； c、考虑零件材料的力学性能要求； d、考虑企业的现有设备和技术条件； e、考虑利用新技术、新工艺和新材料。19、基准分为设计基准和工艺基准。20、工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 设计基准：零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准。 工艺基准：零件在加工工艺过程中所采取的基准。 工序基准：在工序图上，用来确定被加工表面的位置的基准。 定位基准：加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。 测量基准：测量已加工表面位置和尺寸而使用的基准。 装配基准：装配过程中用以确定零部件在机器中正确位置的基准。21、精基准的选择原则：a、基准重合原则； b、基准统一原则； c、互为基准原则； d、自为基准原则； e、定位准确，加紧可靠。22、粗基准的选择原则：a、如果零件必须首先保证某重要表面加工余量均匀，选择该表面为粗基准； b、如果重要表面不要求加工余量均匀，而且所有表面都需要机械加工，则应以加工余量最小的表面为粗基准，保证加工余量最小的表面有足够加工余量； c、如果重要表面不要求加工余量均匀，而且也并非所有的表面均需加工，则应该以不加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准，以达到壁厚均匀； d、便于装夹原则； e、不得重复使用原则。23、零件加工过程划分加工阶段的主要目的：a、保证零件加工质量； b、便于安排热处理工序； c、有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理； d、有利于合理利用机床设备。24、机械加工工序的安排原则：基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔。25、热处理工序：预备热处理、最终热处理、时效处理、表面处理。26、选择机床的原则：a、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形状尺寸相适应； b、机床的精度等级应与本工序加工的要求相适应； c、电动机功率应与本工序加工所需功率相适应； d、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应； e、考虑工厂现有的设备27、切削运动分为：主运动、进给速度、背吃刀量。28、切削用量：进行切削加工时，主运动速度、进给量、背吃刀量三者的总称。29、夹具的组成：定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀或导向元件、分度装置、其他机构和元件。30、工序：一个（或一组）工人，在一个工作地点，对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部分工艺过程叫做工序。它是工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。工步：在加工表面和加工工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序叫工步。复合工步：在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步安装：在一个加工工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。工位：为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。 行程：有些工步，由于余量较大，需要同一刀具对同一表面进行多次切削，刀具对工件每切削一次就称为一个行程。 生产纲领：是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常为一年，所以生产纲领也称年产量。生产类型是指企业生产专业化程度的分类。一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。一个几何关系只有一个基准。根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准。工艺基准是在加工和装配过程中所采用的基准。包括：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准工艺规程：规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。常用的毛坯种类：(1)铸件 (2)锻件 (3)焊接件 (4)型材 在最初的工序中只能选择未加工的毛坯表面作为定位基准，这种表面称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准称为精基准。为满足工艺需要而在工件上专门设置或加工出的定位面，称为辅助基准粗基准的选择主要影响加工表面与不加工表面的相互位置精度，以及影响加工表面的余量分配粗基准的基本原则如下：1)如果工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。2)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为粗基准。3)如果零件每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面为粗基准。4)选择粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。5)粗基准一般只能使用一次，以免产生较大的位置误差。精基准的选择：精基准选择应保证相互位置精度和装夹准确方便，(1)基准重合原则：应尽量选用设计基准和工序基准作为定位基准。(2)基准统一原则：工件加工过程中，尽可能采用统一的定位基准(3)互为基准原则：当两个表面相互位置精度较高时，可互为精基准，反复加工。(4)自为基准原则：当某些表面精加工要求余量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准。加工阶段的划分：一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。加工精度和表面质量要求特别高时，还可增加光整加工和超精密加工阶段机械加工工序的安排：(1)先基准面，后其它面(2)先主要表面，后次要表面(3)先面后孔(4)先粗后精热处理工序的安排：(1)预备热处理(2)最终热处理(3)时效处理(4)表面处理工序设计：主要工作是为每一工序选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺寸和公差，确定切削用量和工时定额。加工余量：加工过程中所切去的金属层厚度，分为工序余量和加工总余量工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差加工总余量：从毛坯到成品的整个加工过程中某表面切除的金属层总厚度某个表面加工总余量为该表面工序余量之和入体原则：即外表面的工序尺小取上偏差为零；内表面的工序尺寸取下偏差为零；即公差指向实体。尺寸链：在零件加工或机器装配过程中，相互联系并按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。封闭环：在加工或装配过程中最后（自然或间接）形成的环组成环：尺寸链中的其它各环，是加工或装配直接得到的尺寸凡是组成环尺寸箭头方向与封闭环箭头方向相反的，均为增环；相同的为减环。尺寸链的分类：按应用范围，可分为工艺尺寸链和装配尺寸链按各环所处空间位置，可分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链按环的几何特征，可分为长度尺寸链和角度尺寸链。在一定生产条件下，规定完成一件产品或完成一道工序所消耗的时间，叫时间定额。时间定额的组成：(1)基本时间 (2)辅助时间 (3)工作地点服务时间(4)休息与自然需要时间(5)准备终结时间工艺成本由可变费用与不变费用两部分组成。1.可变费用：与年产量有关2.不变费用：与年产量无直接关系安装是将工件在机床上或夹具中定位并夹紧的过程。定位是指确定工件在机床或夹具占有正确位置的过程。夹紧是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。安装方法：1. 直接安装2. 找正安装3. 夹具安装夹具的组成：1定位元件2夹紧装置3导向元件和对刀装置4连接元件5夹具体6其它元件工件的加工误差是指工件加工后的实际几何参数(尺寸、形状、相互位置)偏离理想几何参数的大小。采用夹具安装加工工件时，产生的加工误差由三部分因素产生：工件安装误差、夹具对定误差、加工过程误差六点定位原理：工件在空间的六个自由度，可以用合理设置的六个支承点与其保持接触来限制，从而使工件在空间得到确定位置的方法，称为六点定位原理。定位误差是指由于定位不准确造成的某一工序的工序基准在工序尺寸方向上相对于其理想位置的最大位移量。基准位置误差:定位基准本身的最大位置变动量在工序尺寸方向上造成的误差即为基准位置误差。基准不重合误差:是由于定位基准和工序基准不重合造成的工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量。定位误差是由于工件定位不准而产生的加下误差。其产生原因为基准位置变动和基准不重合。但两部分并不一定都存在；夹紧力包括方向、作用点和大小三个要素加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）对理想几何参数的符合程度（或接近程度）。尺寸精度:加工后零件各表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度。形状精度:加工后零件各表面的实际形状与表面理想形状之间的符合程度。位置精度:加工后零件表面之间的实际位置与表面之间理想位置的符合程度。加工误差:加工误差是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。原始误差:造成零件加工后在尺寸、形状和位置加工误差的工艺因素。 工艺系统的原始误差 加工过程中的其它因素尺寸精度的获得方法: 试切法 (无误差) 调整法 定尺寸刀具法 自动控制法对加工精度影响最大的那个方向（即通过刀刃的加工表面的法向），称为误差敏感方向。刀具尺寸磨损的过程可分为三个阶段，正常磨损阶段，尺寸磨损与切削路程成正比。夹具误差直接影响工件加工表面加工位置精度或尺寸精度；加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。残余应力是指外部裁荷去除后，仍残存在工件内部的应力。从误差减少的技术上看，可分为冷作硬化：机械加工过程中，切削力使表层金属产生的塑性变形、使金属的晶格扭曲、畸变，晶格间产生滑移，晶粒被拉长，而引起的表面层的硬度增加，磨削烧伤：很高的磨削温度往往会使已淬火工件的加工表面层金属的金相组织发生变化，从而使表层金属的硬度和强度下降，产生残余应力甚至引起显微裂纹。工件表面呈氧化膜颜色。这种现象称为磨削烧伤。磨削烧伤：回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤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。机械振动的分类：受迫振动、自激振动装配：按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。机器的装配精度不但决定于零件的精度，且决定于装配方法机器的装配精度可分为几何精度和运动精度两部分。几何精度可分为尺寸精度和相对位置精度；运动精度又可以分为回转精度和传动链精度。常用的保证装配精度的方法有互换装配法（包括完全互换装配法和大数互换装配法）、分组装配法、修配装配法和调整装配法。完全互换装配法：装配时，各组成环（零件）不需挑选、改变其大小或位置，装入后即能封闭环的公差（装配精度），这种装配方法称为完全互换装配法。分组装配法是先将组成环的公差相对于互换装配法所求之位增大若干倍，使其能较经济地加工；然后，将各组成环按其实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，从而达到封闭环公差要求。由于分组装配法中，同组零件具有互换性，所以它又称分组互换法。装配精度取决于分组公差修配装配法是将尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大，使其能按该生产条件下较经济的公差制造，装配时去除补偿环(预先选定的某一组成环)部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极偏差要求。调整法是将尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大，使其能按该生产条件下较经济的公差制造，装配时用调整的方法改变补偿环(预先选定的某一组成环)的实际尺寸或位置，使封闭环达到其公差与极限偏差要求。机械加工工艺过程的组成：（1）工序：是机械加工过程中的基本单元，是指一个或一组工人在同一机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺的过程。工序四要素：工人 工作地 工件 连续作业。每道工序又分为：（2）安装：在一道工序中，工作在加工位置上至少要装夹一次，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序。（3）工位：工件在机床上占据每一个位置多完成的工序（4）工步：在加工表面不变，切削刀具不变的情况下所连续完成的工序（5）走刀：每次工作进给所完成的工步生产纲领 在计划期内应当生产的产品数量年生产纲领N=Qn(1+a%+B%)Q产品年产量 n每台产品中该零件数量 a备品B废品率3、生产类型：单件小批量生产 成批量生产 大批大量生产4、零件表面切削加工方法：（1）轨迹法：工件表面的生线均由轨迹运动生成（2）成形法：工件的一条生线是刀刃的形状直接获得（3）相切法：工件的一条生线是刀刃运动轨迹的包络线（4）范成法：工件的一条生产线是，且包络线需要通过刀具和工件之间的范成运动来生成5、切削加工的成形运动：（1）主运动：（2）进给运动 (3)定位和调整运动6、内切削量：包括切削速度v 进给量f 背吃刀具7、切削层截面参数：进给量f 背吃刀量 切削厚度 切削宽度8、基准（1）定义：用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所一句的那些点线面称为基准（2）分为设计基准和工艺基准（3）工艺基准可分为：工序基准 定位基准（a粗基准 b精基准 c附加基准） 测量基准 装配基准 a以未加工的表面作为定位基准 b以已加工的表面作为定位基准 c根据加工需要而专门设计的定位基准9、工件的装夹 主要形式有三种：（1）直接找正装夹 效率较低，找正精度可以达到很高的精度，适用于单件小批量生产或定位精度要求特别高的 （2）划线找正装夹 通用性好，精度并不高，适用于单件小批量生成中的粗加工工序 （3）夹具装夹 效率高，定位精度高，广泛应用于各种生产类型10.定位原理（1）六点定位原则中“点”的含义是限制自由度，不是接触点（2）完全定位：工件定位时6个自由度完全被限制，反之不完全定位（3）欠定位与过定位欠定位：应限制的自由度未被限制过定位：某一自由度被定位元件重复限制11定位误差（1）来源a.由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不标准引起的定位误差,称基准位置误差 b由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差13.磨削加工的主要工具时砂轮五要素 磨料、粒度、结合剂、硬度、组织切削与磨削原理1切削形成是在切削过程中工件材料受到刀具前刀面的推挤后发生塑性变形，最后沿某一斜面剪切滑移形成的3.切削变形程度的表示方法度变形系数度变形系数4.积屑瘤成因：a.一定温度、压力作用下，切屑底层与前刀面发生粘接.b.粘接金属严重塑性变形,产生加工硬化形成过程:滞留-粘接-长大影响:a.增大前角,保护刀刃 b.影响加工精度和表面粗糙度5.影响切削变形的因素分为工件材料、刀具集合参数及切削用量(1)工件材料:工件材料强度和硬度越大,变形系数也越小(2)刀具几何参数:刀具几何参数中影响最大的是前角,刀具前角越大,剪切角大,变形系数小(3)切削用量:切削用量对变形系数的影响分为有积屑瘤阶段和无积屑瘤阶段a.在无积屑瘤的切削速度范围内,切削速度变大,则变形系数变小b.在产生积屑瘤的切削速度范围内,切削速度通过前角来影响变形系数c.zai无积屑瘤情况下,进给量f通过抹茶系数来影响切削变形系数6.切屑类型带状切屑，节状切屑，粒状切屑，崩碎切屑7.为了使切削过程正常进行和保证加工表面质量必须使切屑卷曲和折断8.切削力 来源 是切屑形成弹性变形及塑性变形产生的抗力和刀具与切屑及工件表面之间的摩擦阻力9.切屑与前刀面的两个摩擦区 粘结区，滑动区10.已加工表面的变形1）原因切削刃存在刃p圆弧，导致挤压和摩擦，产生变形区11.磨屑形成 弹性变形塑性变形切削12.积屑瘤 生成长大脱落再生成再长大13.影响增大前角减小切削力，影响尺寸精度，增大表面粗糙度，减小刀具磨损2.影响切削力的因素1）工作材料2)切削用量3）刀具几何关系4）刀具材料5）切削液6）刀面磨损3.3.1近似认为单位时间内产生的切削热等于切削功率 2切削力分别产生于三个切削板型区剪切区，切屑与前刀面接触区，后刀面与切削表面接触区3切削温度是指前刀面与切屑表面接触区内的平均温度，它是由切削热的产生和传出的平衡条件所决定的。增大切削力和切削功率都会是切削温度上升。4.影响切削温度的主要因素1)切削用量2）刀具几何关系2刀具几何参数的影响前角升高则切削温度下降主偏角下降时则切削温度下降3工件材料的影响工件硬度强度高则切削温度高工件得到热导率高则切削温度低3.4道具的磨损1刀具磨损发生在与切削和工件接触的前刀面和后刀面上2磨损形式前刀面磨损（形成条件：加工塑性材料，V大大形成月牙洼磨损影响切削刀刃的强度，降低加工质量)，后刀面磨损，边界磨损3刀具磨损的原因 磨料磨损，粘结磨损，扩散磨损，化学磨损4刀具磨损的工程出其磨损阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段5磨钝标准 刀具磨损到一定程度后不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准6道具使用寿命与切削用量关系切削速度影响最大，进给量f次之，背吃刀量最小7工具钢和高速钢刀具的破损形式烧刃，卷刃，折断8硬质合金等破损形式崩刃，折断，剥落，热裂3.5刀具几何参数的合理选择 优点，增大前角课减少切削变形可减少切削力，切削热?，切削功率，提高刀具使用寿命，可抑制积屑瘤产生好呢个，减少振动 缺点，增大前角，削弱切削刃强度，散热少，过分增大前角，可是切削刃处出现弯曲应力造成饭崩刃且不利于断屑1加工刀具材料抗弯强度和韧性较低或加工工件材料硬度高或切削用量较大的粗加工选用较小前角2加工塑性加工材料，或工艺系统刚度差而引起切削振动或者机床功率不足时宜选用较大的前角，以减少切削力。2后角的选择1当需要提高刀具强度时应减少后角，2优先考虑加工尺寸要求时应减少后角，优先考虑加工表面质量时，应增加后角。3主偏角的选择系统刚性好，不易变形和震动主偏角可取最小值；系统刚性差，主偏角宜取最大值。机械加工质量机械加工质量应包括：a机械加工精度；b机械加工表面粗糙度；c机械加工表面变质层；其中b，c称为加工表面质量加工误差越小，加工精度越高；a机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数相符合的程度。b机械加工精度包括 尺寸精度 形状精度 位置精度c形状误差应限制在位置公差之内，而位置公差应限制在尺寸公差之内表面质量对零件使用性能的影响a对耐磨性的影响 表面粗糙度值则耐磨性；b对耐蚀性的影响 表面粗糙度值则耐蚀性；c对疲劳度的影响 表面粗糙度值则疲劳性；d队配合质量的影响 表面粗糙度值则配合质量；补：机械加工表面质量包括表面粗糙度，加工硬化，残余应力工艺系统的原始误差应分为工艺系统原有误差，工艺过程原有误差；误差敏感方向 为了便于分析原始误差度加工精度的影响，我们把影响加工精度最大的的那个方向称为误差的敏感方向。原始误差的方向与误差敏感方向一致时，对加工精度的影响最大。机床几何误差对加工精度的影响及其控制a机床的几何精度包括回转运动精度，直线运动精度，成形运动间位置关系精度，成形运动间速度关系精度b主回转误差表现为径向跳动，轴向跳动，角度摆动1在车床上加工外圆或内孔时，主轴径向跳动将引起工件的圆度误差而对端面加工没有直接影响2车端面时，主轴的轴向窜动将引起工件端面的平面度误差和端面相对于内外圆的垂直度误差，车螺纹时会造成螺距误差c主轴回转的角度摆动不仅影响工件表面的圆度误差还有圆柱度误差在车床上加工工件外圆时：1、刀具的直线运动和工件的回转运动轴线不平行，加工所得工件为圆锥面。2、刀具的直线运动和工件的回转运动轴线不在同一平面内，则加工出来的的工件表面为双曲面。3、在车床上加工工件端面时，刀具直线应与工件回转运动轴线保持垂直，否则加工后工件端面将产生内凹或外凸。4、在卧式镗床上，工件进给镗孔，工件直线进给运动应与镗杆回转线平行，否则将造成加工后内孔呈圆形。4.3 加工过程的原始误差对加工精度的影响及控制：1、工艺系统的刚度是指工艺系统在受力作用下抵抗其形变的能力。2、工艺系统受热变形对加工精度影响最大。3、引起工艺系统变形的热源分为内部热源和外部热源。.4 1、系统误差：在相同工艺条件下加工一批工件，若加工误差大小和方向不变，或按加工顺序有规律的变化。2、随机误差：在相同工艺条件下，加工一批零件时，产生大小和方向不同且无变化规律的加工误差。 4.5 加工表面变质层。 1、机械加工后的工件表面，材料的物理力学性能与基体相比发生了不小的变化