小抄版重点机械制造技术基础.doc

一、绪论工序：一个工人或一组工人在一个工作地对同一工件或几个工件所连续完成的那部分工中艺过程。安装：工件经过一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。工位：在工件的一次安装中，工件相对于机床（或刀具）每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺的过程。欠定位：工件加工所需限制的所有自由度没有全部限制。过定位：几个定位元件重复限制工件的某一自由度的定位现象。自由度分析：生产纲领：N=Qn（1+a%）（1+b%）Q产品年产量 n每台产品中该零件数量 a%备品率b% 废品率二、金属切削过程：切削用量：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量 ap前刀面：切屑前刀面：切屑沿其流出的刀面主后刀面:与工件上过渡表面相对的刀具表面副后刀面：与工件已加工表面相对的刀具表面主切削刃（主刀刃）：前刀面和后刀面的交线，他承担主要切削的工作副切削刃：（副刀刃）前刀面和副后刀面的交线，他协同主切削刃完成切削的工作，并最终形成加工表面。前角：0在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角后角：a0在正交面内测量的主后刀面和之间切削平面的夹角（一般为正）主偏角：基面上测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角副偏角：基面上测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角积屑瘤：在切削速度不高又能形成带状切屑的情况下加工一般刚料或铝合金等塑性材料时前刀面切削处粘着一块断面且呈三角状硬块（普通工件材料硬度23倍）切屑的类型：带状切屑（最常见）：内表面光滑 外表面毛绒状 切削厚度小速度高刀具前角大节状切屑（挤裂切削）：内表面有裂纹 外表面锯齿状切削厚度较大速度较低刀具前角较小粒状切屑：（单元切削）剪切面上切应力超过材料断裂强度切屑单元从被切材料上脱落崩碎切屑：切脆性金属材料塑性小 抗拉强度低 切削层金属在刀具前刀面作用下，未经明显塑性变形就在拉应力作用下脆段（脆性材料厚度大）刀具材料学要具备性质：较高的硬度耐磨性 足够的强度韧性 较高的耐热性 良好的导热性耐热冲击性 良好的工艺性积削瘤形成条件塑性、温度、300350 Vc（切削速度）中速刀具磨损过程阶段：初期磨损阶段：后刀面（微观凹凸不平）与工件实际接触面积很小单位面积正压力大 刀具磨损速度极快（刀具刃磨以后用细粒度磨粒的油石研磨刃磨面）正常磨损阶段：（刀具有效工作阶段）刀具后刀面与工件的接触面逐渐增大 单位面积正压力逐渐减小 磨损速度趋缓急剧磨损阶段：刀具磨损量增加到一定限度 切削力 切削温度急剧升高 刀具磨损速度加快丧失切削能力（不保证加工质量 大量消耗刀具材料 或将切削刃崩裂）三、机械制造中加工方法及设备外圆表面车削方法：粗车：高效的从毛坯上切除多与金属（提高生产率）车削加工是最经济有效方法 大背吃刀力与进给量提高生产率精车：保证零件所要求的加工精度表面质量要求 一般采用较小背吃刀力与进给量和切削速度外圆表面的磨削方法：中心磨削无心磨削外联系传动链：机床动力源和运动执行机构间的传动联系（使执行机构按预定速度运动 传递一定动力）内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系（将两个或以上单独运动组成复合成型运动）钻孔特征：钻孔后孔偏斜原因：拉削加工特点：分层式拉削：拉刀将加工余量顺序切除分块式拉削：加工表面每层金属由一组尺寸基本相同但刀齿切削位置相互交错刀齿切除综合式拉削：集中分层分块拉削优点 粗切齿部分分块拉削 精切齿部分分层拉削钻孔后孔偏斜原因：拉孔工艺特征拉刀是多刃刀具 在一次拉削形成过程中就能顺序完成孔的粗加工精加工光整加工生产率高拉孔精度主要取决于拉刀精度拉孔时 工件以被加工孔自身定位（拉刀前导部是工件的定位元件）拉孔不易保证孔与其他表面的相互位置精度拉到不仅可以加工圆孔 还可以加工成型孔 花键孔拉刀是定尺寸刀具 形状复杂价格昂贵 不适合加工大孔滚齿加工原理 应用一对交错轴 斜齿圆柱齿轮副啮合原理滚齿与插齿比较加工质量比较 运动精度(传递运动准确性)滚齿后齿轮的尺距累积误差比插齿的小 运动平稳性 插齿的齿形误差较滚齿小 齿面粗糙度 滚齿时滚刀在齿向上切削断续 被加工齿轮齿面鱼鳞状刀痕 插齿时插齿刀在齿向上切连续 轮齿面鱼刀痕直线 插齿粗糙度小So 滚齿齿轮运动精度较高 齿形误差 齿面粗糙度大生产效率比较 滚齿高生产应用比较 高精度圆柱齿轮齿面预加工（滚齿）内齿 齿条 扇形齿 齿圈近双联双联多联齿轮中的小齿轮（插齿）灵活性好四、机械加工质量及控制零件加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度 (尺寸精度 形状精度 位置精度)加工经济精度：在正常生产条件下（采用符合质量标准设备、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主轴回转误差形式： 径向圆跳动 轴向圆跳动角度摆动误差敏感方向：通过刀刃的加工表面法线方向，在此方向上原始误差对加工误差影响最大。装夹误差：定位误差和夹紧误差定位误差概念：因定位不准确引起的误差工艺系统刚度k系(N/mm):平行于基面并与机床主轴中心线垂直的径向切削分力Fy对工艺系统在该方向的变形y的比值k系=Fy/y提高工艺系统刚度措施：1设计机械制造装备时应切实保证关键零部件刚度2提高接触刚度3消除配合间隙4采用合理装夹方式和加工方法减小或消除内应力变形途径：合理设计零件结构（壁厚均匀 结构对称）合理安排工艺过程表面粗糙度：加工表面波长与波高比值L/H50的微观几何轮廓表面波纹度：加工表面波长与波高比值L/H=50100的几何轮廓常值性系统误差：加工一批工件时 加工误差大小方向不变（原理误差 定尺寸刀具制造误差）变值性系统误差：顺序加工一批工件 按一定规律变化的加工误差五、工艺规程设计工艺规程概念：一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺过程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定的条件下是最合理的，人们把工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来，用以指导生产，这个文件称为“工艺规程”。精基准选择原则：1基准重合原则 2统一基准原则3 互为基准原则 4自为基准原则粗基准选择原则：1保证零件加工表面相对于不加工表面有一定位置精度原则2合理分配加工余量原则 3便于装夹原则 4在同一尺寸方向粗基准一般不得重复使用粗精加工为什么分开：1保证零件加工质量 2有利于及早发现毛坯缺陷并及时处理 3有利于合理利用机床设备加工先后顺序安排原则：1加工精基准面 铣顶面R和钻、铰R面上的两个定位孔 并就便加工R面上其他小孔2主要表面粗加工粗铣底平面（A）侧平面（ON）和两端面（PQ）粗镗半精镗主轴孔其他孔 3 人工时效处理4次要表面处理 在两侧面上钻孔 攻螺纹 在两端面上和底面上钻孔 攻螺纹 5精加工精基面 磨顶面R6主要表面精加工 精镗主轴孔及其他孔 精钢镗（高速细镗）主轴孔 磨箱体主要表面尺寸链：在工件加工和机器装配过程中 由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组封闭环：尺寸链中 凡属间接得到的尺寸组成环：尺寸链中 凡属加工直接得到的尺寸增环：封闭环随着某组成环增大而增大 这种组成环减环：封闭环随着某组成环减小而减小 这种组成环尺寸链的计算：(1)正计算已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。 (2)反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。（3）中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算工艺性评价：评价所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性。1.零件结构要素必须符合标准规定 2尽量采用标准件和通用件3.在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度要求应取最经济值 4.尽量选用切削加工性好的材料 5.有便于装夹的定位基准和夹紧表面 6.保证能以较高的生产率加工.保证刀具正常工作 8.加工时工件应有足够的刚性 四种装配方法特点及应用场合互换装配法 完全互换装配法1优点： 装配质量稳定可靠（装配质量是靠零件的加工精度来保证）；装配过程简单，装配效率高（零件不需挑选，不需修磨）；易于实现自动装配,便于组织流水作业；产品维修方便。2不足之处：当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高。(3)应用： 完全互换装配法适用于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。统计互换装配法1优点是：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低；装配过程简单，生产效率高。2不足之处是：装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取另外的返修措施。3大数互换装配方法适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。分组装配法: 1要优点是：零件的制造精度不高，但却可获得很高的装配精度；组内零件可以互换，装配效率高。2不足之处是：增加了零件测量、分组、存贮、运输的工作量。3分组装配法适用于在大批大量生产中装配那些组成环数少而装配精度又要求特别高的机器结构修配装配法：1主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得很高的装配精度。2不足之处是：增加了修配工作量，生产效率低；对装配工人的技术水平要求高应用： 3修配装配法适用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。调整装配法： 可动调整装配法 固定调整装配法 误差抵消调整装配法1主要优点是：组成环均可以加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度；装配效率比修配装配法高。2不足之之处是要另外增加一套调整装置。3、应用：可动调整法和误差抵消调整法适用于在小批生产中应用，固定调整法则主要适用于大批量生产。六、机床夹具设计夹具作用1减少加工误差提高加