机械制造工艺学.doc.deflate.doc

第一章工艺过程：机器的生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置、和性质等使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。工序：一个或一组工人，在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工艺过程，称为工序 。工位：为了完成一定的工序部分，一次安装后工件与夹具或设备的可移动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一位置称为工位。工步：在被加工表面和切削工具不变的情况下所完成的那一部分工作称为工步。 走刀：有些工步，由于余量较大或其它原因，需要用同一把刀具对同一表面进行多次切削，刀具对工件该表面每切削一次就称为一次走刀。生产类型：单件生产、成批生产、大量生产。基准：是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。设计基准：是设计图样上所采用的基准。工艺基准：零件在加工过程中所采用的基准称为工艺基准。工序基准：用于确定被加工表面位置使用的基准称为工序基准基准。定位基准：工件上用以确定工件在夹具中位置的基准的基准称为定位基准。测量基准：在测量时所采用的基准称为测量基准。装配基准：在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。机械加工精度：是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。获得尺寸精度的方法：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法。获得形状精度的方法：轨迹法、成形运动法、展成法、非成形运动法。获得位置精度的方法：直接找正定位法、划线找正定位法、夹具定位法、机床控制法。第二章机床夹具：使工件在机床上占有正确位置并将工件夹紧的工艺装备统称为机床夹具。机床夹具的分类：通用夹具、专用夹具、成组专用夹具、组合夹具、随行夹具。机床夹具的作用：1、保证并稳定工件的加工精度 2、减少辅助时间，提高劳动生产率 3、扩大机床使用范围4、能降低对工人的技术要求5、减轻工人劳动强度。 加工误差不等式：装夹+安对+过程TA。工件定位：六点定位原理，完全定位与部分定位，欠定位与过定位。计算：定位误差分析：定位=不重合+移动。定位+夹紧1/3TA一面双孔定位：指一个平面和垂直于这个平面的两个孔，定位时要防止因过定位而产生的干涉现象夹紧力的三要素:大小、方向、作用点。夹紧力大小：W0=K*W如何找夹紧力的作用点：1力的作用点的位置应能保持工件的正确定位而不发生位移或偏转2夹紧力的作用点应位于工件刚性较大处，而且作用点应有足够的数目，这样可使工件的变形量最小3夹紧力的作用点应尽量靠近工件被加工表面，这样可使切削力对该作用点的力矩减小，工件的振动也可以减小。 夹紧机构：斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、圆偏心夹紧机构、自动定心夹紧机构、联动夹紧机构、磁力夹紧、真空夹紧斜楔夹紧机构特点：斜楔机构简单，有增力作用。一般扩力比（约为3），楔角愈小增力作用愈大。夹紧和松开要敲击大、小端，操作不方便 螺旋夹紧机构的特点：螺旋夹紧机构结构简单，制造容易，夹紧行程大，扩力比大，自锁性能好，应用广泛，尤其适用于手动夹紧机构。但夹紧动作缓慢，效率低，不宜使用在自动化夹紧装置上。 圆偏心夹紧机构的特点：圆偏心夹紧的优点是操作简便、夹紧动作迅速、结构紧凑；缺点是夹紧行程小、夹紧力小、自锁性能差，因此常用于切削力不大、夹紧行程小、振动较小的场合。 第三章计算:工序尺寸链第四章零件的结构工艺性：是指所设计的零件在能够满足使用要求的前提下制造的可能性和经济性经济加工精度：是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。定位基准的选择：粗基准的选择：1合理分配加工余量的原则2相互位置要求原则3便于装夹的原则4粗基准避免重复使用原则。精基准的选择：1基准重合原则2基准统一原则3互为基准原则4自为基准原则5便于装夹原则6一次装夹原则加工阶段划分：1粗加工阶段2半精加工阶段3精加工阶段4精密加工阶段5超精密加工阶段加工阶段划分的意义：1有利于保证加工质量2有利于合理使用设备3与热处理工序相适应4便于发现毛坯缺陷5避免精加工表面损伤工序集中：是在每个工序中尽可能安排加工多的表面，每个工序加工内容较多特点：采用工序集中可以减少工件的装夹次数，在一次装夹中可以加工许多表面，有利于保证各表面之间的相互位置精度，也可以减少机床的数量，相应地减少工人的数量和机床的占地面积。但所需要的设备复杂。工序分散：是在每个工序中加工尽可能少的表面，每个工序加工内容很少。特点：工序分散可以使所需要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。机械加工工序的安排原则：基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔加工余量的确定：加工余量：在加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度。确定加工余量的方法：分析计算、查表法、经验估计法时间定额：是在一定的生产条件下，规定一件产品或完成一道一工序所消耗的时间。包括：1基本时间2辅助时间3布置工作地时间4休息和生理需要时间5准备与终结时间基本时间：直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间称为基本时间。辅助时间：为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，称为辅助时间。 3布置工作地时间4休息和生理需要时间5准备与终结时间具体指什么内容机械加工的工艺成本：可变成本和固定成本可变成本：工人工资，机床电费，通用夹具折旧费，通用机床折旧费，通用道具折旧费，刀具维持费固定成本：工人调整工资，专用刀具折旧费，专用机床折旧费，专用夹具折旧费工艺方案的经济分析P125刚度：在机械加工过程中，工件加工表面在切削力的法向切力FP作用下，刀具相对工件在该方向上的位移y的比值部件刚度的特点：1力与变形呈非线性关系2加载曲线与卸载曲线不重合3卸载后曲线不能恢复到原有位置，曲线不封闭4部件实际刚度远比估算的刚度小。影响部件刚度的因素：1连接面的接触变形2薄弱零件本身的变形3接触表面的间隙4接触表面间的摩擦5受力方向及作用力矩影响机床静刚度的测定：静态测定法、工作状态静刚度测定第五章原始误差：一工艺系统的原有误差：工艺系统几何误差（加工原理误差、机床误差、夹具误差）、刀具误差、夹具误差。二工艺系统的加工过程误差：工艺系统的受力变形，工艺系统的受热变形、工件残余应力引起的变形。工艺系统的原有误差：一、加工原理误差：是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工所产生的误差二、机床的制造精度与磨损：1主轴回转误差：基本形式：径向跳动、轴向跳动、角度摆动2机床导轨误差：机床导轨精度标准：导轨在水平面内的直线度、导轨在水平面内的直线度、导轨与导轨在垂直方向的平行度误差敏感方向：是通过切削点的加工表面的法线方向，非敏感方向：对加工精度影响较小的方向3机床传动链误差（了解）二、工艺系统的加工过程误差：工艺系统受力变形对加工精度的影响1切削力变化引起变形对加工精度的影响：1切削力大小变化产生加工误差：误差复映：工件加工后形状仍与毛坯形状相似的现象就称为误差复映。2作用点变化：1机床变形：分析时认为工件是短而粗的刚性轴，不考虑其变形，加工后工件呈两边宽中间窄的马鞍形2工件变形：分析时认为机床刚性足够，工件为刚性不足的细长轴，加工后工件是两端窄中间宽的腰鼓形2其他力热变形（老师说是小题，自己看看）工件内应力引起的变形内应力的产生：1毛坯内应力的产生2机械加工过程产生的内应力3工件冷校直产生的内应力加工误差分析：1系统误差（系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差）2随机误差计算：加工误差、合格率和废品率第六章机械加工表面质量：包括：1表面的几何特征：表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理、伤痕；2表面层的物理机械性能变化：表面层因塑性变形产生的变化、表面层因切削热引起的金相组织的改变、表面层因切削里和切削热的作用产生的残余应力表面质量对零件使用性能的影响这部分我没看（1表面质量对零件耐磨性的影响 （1）表面粗糙度对耐磨性的影响:表面粗糙度对摩擦副的影响，不是表面粗糙度值越小越耐磨，在一定工作条件下，摩擦副表面总是存在一个最佳表面粗糙度值，表面粗糙度Ra值约为0.320.25m较好。（2）表面纹理方向对耐磨性的影响:表面纹理方向影响金属表面的实际接触面积和润滑液的存留情况。（3）表面层的加工硬化对耐磨性的影响:由于加工硬化提高了表面层的强度，减少了表面进一步塑性变形和咬焊的可能。 ）2表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度对承受交变载荷的零件的疲劳强度影响很大。 3表面质量对零件耐腐蚀性能的影响表面粗糙度对零件耐腐蚀性能的影响很大。零件表面粗糙度越大，在波谷处越容易积聚腐蚀性介质而使零件发生化学腐蚀和电化学腐蚀。4表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由过盈量或间隙量来决定的。 主偏角r主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角主偏角一般为正值。）副偏角r副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。副偏角一般为正值。切削加工后的表面粗糙度：表面残留面积高度：三角形：（r=0）圆弧形:（r0）磨削加工：（老师说是小题，自己看看）（一）表面层加工硬化：机械加工过程中，工件表层金属在切削力的作用下产生强烈的塑性变形，金属的晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化甚至破碎而引起表层金属的强度和硬度增加，塑性降低，这种现象称为加工硬化（或冷作硬化）。 （二）表面层残余应力 产生表面残余应力的原因主要有：1.冷态塑性变形引起的残余应力 2. 热态塑性变形引起的残余应力 3.金相组织变化引起的残余应力4、磨削表面层的残余应力（三）表层金属金相组织的变化 回火烧伤：磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变温度，则工件表面原来的马氏作组织将产生回火现象，转化成硬度降低的回火组织索氏体或屈氏体。 淬火烧伤：磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，由于冷却液的急冷作用，表层会出现二次淬火马氏体，硬度较原来的回火马氏体高，而它的下层则因为冷却缓慢成为硬度降低的回火组织。退火烧伤：不用冷却液进行干磨削时，磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，因工件冷却缓慢则表层硬度急剧下降，这时工件表层被退火。 2.影响磨削加工时金相组织变化的因素 (1) 工件材料 低碳钢不会发生相变。高合金钢传热性特别差，在冷却不充分时易出现磨削烧伤。未淬火钢磨削时间短时不会发