机械制造技术基础复习总纲经典缩印版ppt课件

制造技术基础,复习大纲,.,.,1、顺铣和逆铣的特点。（异同点，看图分析）（1）顺铣在切削力法向切削分力的作用下，工件始终被压向工作台。刀齿始终以最大铣削厚度切入工件，然后逐渐减小至零，后刀面与工件无挤压、摩擦现象，加工表面质量较好。因刀齿突然切入工件，切削带硬皮的工件时会降低刀具耐用度，因此适合加工表面无硬皮的工件。切削力的水平分力与工件进给方向相同，当机床工作台的进给丝杠与丝杠螺母有间隙时，会使工作台突然向前窜动，因而使工件进给不均匀，容易打刀。（2）逆铣在切削力法向切削分力的作用下，工件容易被抬起，因此工件需要较大的夹紧力。铣削层厚度由零逐渐增大，切削力也逐渐增大，避免了刀齿因冲击而破损。逆铣时，随着切削层厚度的增大，后刀面与工件产生挤压和摩擦，从而降低铣刀耐用度和影响工件表面质量。2、常见的表面成型的方法。（轨迹法，成形法，相切法，展成法）3、端铣法对称铣削。铣刀位于工件加工表面的对称线上，切入和切出的切削层厚度相同且最小。常用于铣削淬硬钢或机床导轨，工件表面粗糙度均匀，刀具耐用度较高。不对称顺铣。铣刀以最小切削厚度切入工件，以最大切削厚度切出工件，减小了冲击力而使切削平稳，对提高刀具耐用度有利，适合于铣削碳钢、铸铁等。不对称逆铣。铣刀以最大切削厚度切入工件，以最小切削厚度切出工件，虽然有一定冲击力，但金属粘刀量小，适合铣削冷硬性材料和不锈钢、耐热合金等。,第二章,.,1、主运动，进给运动。卧式车床、立式钻床的主运动和进给运动分别是什么？(1).主运动是切下切屑所需的最基本的运动。在切削运动中,主运动的速度最高、消耗的功率最大，主运动只有一个。(2).进给运动是多余材料不断被投入切削,从而加工出完整表面所需的运动。进给运动可以有一个或几个。CA6140：主运动-主轴的旋转，进给运动-车刀纵向或横向运动2、切削三要素：(切削速度、背吃刀量、进给量)；切削层参数(切削刃在一次走刀中从工件上切下的一层材料称为切削层，也就是相邻两个加工表面之间的一层金属。(1).切削层公称厚度hd；(2).切削层公称宽度bd；(3).切削层公称横截面积Ad.Ad=hdbd=apf)；普通车外圆车刀的刀具结构。3、刀具角度标注。刀具工作角度（定义:以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度）和标注角度的关系；车削内孔面、外圆柱面、端面、切断刃。1前角0：在Po（正交平面）内测量的A（前刀面）与Pr（基面）之间的夹角。2后角0：在Po（正交平面）内测量的A（主后刀面）与Ps（切削平面）之间的夹角。只有正值。3主偏角Kr：在Pr（基面）内测量的主切削刃在基面上的投影与Vf（进给运动方向）之间的夹角，为正值。4副偏角Kr：在Pr（基面）内测量的副切削刃在基面上投影与Vf（进给运动方向）反方向的夹角，为正值。5刃倾角s：在Ps（切削平面）内测量的主切削刃与Pr（基面）之间的夹角。符号判断：刀尖高时，s0；刀尖最低时，s0；刃水平时，s=0。,第三章,.,4、刀具材料应具备的性能（了解），以及常用的刀具材料（常用的刀具材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。）。根据加工材料的性质和加工方法，选择刀具材料?（1）碳素工具钢和合金工具钢的耐热性都比较差，适合于在低速、低温下作，仅用于制造手工刀具或切削速度较低的机动刀具，如手动丝锥、板牙、铰刀、锯条、锉刀等。（2）高速钢较高的硬度。强度高、韧性好，可在有冲击、振动的场合应用。切速比碳素工具钢和合金工具钢高13倍。刀具耐用度提高1040倍,甚至更多。可以加工有色金属、结构钢、铸铁、高温合金等范围广泛的材料制造工艺简单,能锻造,容易磨出锋利的刀刃。在复杂刀具(钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等)的制造中占有重要地位。钨系高速钢（如W18Cr4V）综合性能好，适用于制造复杂刀具，工艺性好；碳化物含量高，塑性变形抗力大；强度和韧性显得不够；热塑性差。广泛用于制造加工一般钢材和铸铁的钻头、铰、铣刀、拉刀、丝锥、齿轮刀具等整体刀具。切削速度低。（3）.硬质合金硬质合金的抗弯强度低,冲击韧性差,不锋利,较难加工,不易做成形状复杂的整体刀具。K类（YG类）该类硬质合金由WC和Co组成，也称钨钴类硬质合金。成分：WCCo牌号：YG8、YG6、YG3、YG6X特点：强度、韧性好，耐磨性、耐热性稍差。用途：加工铸铁和有色金属及其合金，Co含量耐磨性，b、k。P类（YT类）该类硬质合金由WC、TiC和Co组成，也称钨钛钴类硬质合金。成分：WCTiCCo牌号：YT5、YT14、YT15、YT30特点：耐磨性、耐热性好，强度、韧性较差。用途：高速切削结构钢和合金钢，TiC含量耐磨性，b、k。选用：粗加工：YT5精加工：YT30M类（YW类）该类硬质合金是在WC、TiC、Co的基础上再加入TaC（或NbC）而成。加入TaC（或NbC）后，改善了硬质合金的综合性能，也称万用类硬质合金。成分：WCTiCTaC/NbCCo牌号：YW1、YW2、YW3特点：强度、韧性，耐热性，耐磨性。用途：既可以加工铸铁和有色金属，又可以加工钢料，还可以加工高温合金和不锈钢等难加工材料，有通用硬质合金之称。立方氮化硼（CBN）能胜任淬硬钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其它难加工材料的高速切削。,.,5、切削过程中变形区如何划分、各有什么特点？第一变形区（剪切滑移伴随着加工硬化）即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。第二变形区（纤维化）此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。第三变形区（纤维化与加工硬化）已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。衡量变形区变形的大小指标包括哪些？（变形系数、相对滑移、剪切角+o=）简述前角和摩擦角对变形的影响？前角增大时，剪切角随之增大，变形减小。这表明增大刀具前角可减少切削变形，对改善切削过程有利。o（变形）h；摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形增大。提高刀具刃磨质量、采用润滑性能好的切削液可以减小前刀面和切屑之间的摩擦因数，有利于改善切削过程。（变形）h。6、积屑瘤的形成条件（中速连续切削、一般钢料或其他塑性材料）以及对切削过程的影响（1.增大实际前角：切削力变小，变得轻快；2.增大切削厚度，易引起振动；3.增大表面粗糙度；4.影响刀具使用寿命）？防止积屑瘤的主要方法？（1）避开中速切削加工；（2）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；（3）增大刀具前角，减小接触面积和压力；（4）适当增加工件硬度，减小加工硬化现象的产生）7、切屑的类型和分类（带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑）。切屑的流向控制（控制切屑流向的目的：已加工表面不被切屑划伤。当s为正值时，切屑流向待加工表面；当s为负值时，切屑流向已加工表面，前角负值时，切屑常流向待加工表面）。,.,8、切屑力的来源（克服被加工材料的弹性变形抗力）。切削力分解为三个方面：背向力（Fp背向力会使机床、刀具、夹具和工件产生变形，容易引起振动和加工误差，是设计和校核系统刚度和精度的主要参数）、切向力（Fc其消耗的功率占总功率的95%99%，它是计算机床动力、校核刀具、夹具强度与刚度的主要依据之一）、进给力（Ff是计算和校核进给系统强度的主要依据之一）。切削三要素对切削力的影响情况（1、背吃刀量ap和进给量f增大时，变形抗力和摩擦力随之增大，会使切削力增大，但两者的影响程度不同。ap增大时，变形系数h不变，切削力成正比增大；f增大时，变形系数h有所下降，切削力只增加68%86%。2、切削速度vc切削塑性金属时，切削速度对切削力的影响与切削速度范围有关。切削铸铁等脆性材料时，被切材料的塑性变形及它与前刀面的摩擦均比较小。vc对切削力没有显著影响）9、切削热来源于那些方面？（概念：切削过程中克服金属弹性、塑性变形以及摩擦所消耗的能量，大部分转化为切削热被加工材料的弹、塑性变形产生的热量Qb刀具前刀面与切屑摩擦所产生的热量Qm刀具后刀面与工件已加工表面摩擦所产生的热量Qn）它与切削温度是否同一概念？切削温度概念（切削温度指前刀面与切屑接触区域的平均温度）；切削三要素对切削热和切削温度的影响（V，金属切除率(Zw=1000apfv)成正比例地增加，所消耗的机械功增大，所以切削热也会增大；V，摩擦热来不及传导，而是大量集聚在切屑底层，从而使切削温度升高。f切削面积Ac(=apf)单位切削力和单位切削功率减小切除单位体积金属所产生的热量也减小；f金属切除率增多切削温度升高。ap切削面积单位切削力和单位切削功率减小切除单位体积金属所产生的热量也减小；ap金属切除率增多切削温度升高）。,.,10、刀具的磨损形式有哪几种？（前刀面磨损、后刀面磨损、刀界磨损）磨损原因分:物理磨损（硬质点划痕）、冷焊黏结磨损、扩散磨损、化学磨损。刀具的磨损过程（初期：特点-曲线斜率大，磨损很快；原因-新刃磨的刀具表面微观上粗糙不平；刀刃锋利刀具后刀面与工件实际接触面积单位切削力磨损。正常：特点-磨损缓慢稳定均匀；原因-刀具粗糙表面已磨平刀具后刀面与工件实际接触面积单位切削力磨损。急剧：特点-磨损增加很快刀具损坏；磨损量VB已达到一定的限度，刀具钝化。继续切削切削力、温度刀具磨损扩展极其迅速Ra刀具的切削能力很快就会完全丧失。）；刀具的破损形式有哪几种？（脆性破损-崩刃、碎断、剥落、裂纹破损和塑性破损）刀具的磨钝标准（1）ISO标准：规定以1/2背吃刀量(ap)处的后刀面上测定的磨损带宽度VB作为刀具的磨钝标准。（2）自动化生产标准：自动化生产中的精加工刀具，则常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为刀具的磨钝标准，称为径向磨损量NB。）。刀具磨钝标准选取原则：1）工艺系统刚性差，VB取小些；反之，取大些。2）难加工材料，VB取小些。（防止温度升高）3）加工精度高，VB取小些。4）大型工件，VB取大些（防中途换刀）。11、切削用量选择的一般原则是什么？（粗加工时获得最大的生产率。首先选取尽可能大的背吃刀量ap；其次根据机床动力和刚性限制条件及加工表面粗糙度的要求，选取尽可能大的进给量f；最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定切削速度v。精加工时获得好加工质量。主要按表面粗糙度和加工精度要求确定切削用量。）提高切削用量的途径？（采用切削性能更好的新型刀具材料。在保证工件机械性能的前提下，改善工件材料加工性。改善冷却润滑条件。改进刀具结构，提高刀具制造质量。）,.,1、通用机床型号的编制，掌握CA6140和MG1432A。CA6140C类别代号（车床类）A结构特性代号6组别代号（落地及卧式车床组）1系别代号（卧式车床系）40主参数（最大车削直径400mm）MG1432A高精度万能外圆磨床M类别代号（磨床类）G通用特性（高精度）1组别代号（外圆磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系）32主参数（最大磨削直径320mm）A重大改进顺序号（第一次重大改进）,第四章,.,1、机床夹具的组成？(1.定位元件及定位装置：用于确定工件在夹具中的正确位置。.夹紧元件及夹紧装置：用于夹紧工件、并保证工件在外力作用下仍能保持其正确位置。.导向及对刀元件：用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确的位置关系。.动力装置：用于提供夹紧力的装置.夹具体：用于联接夹具元件和有关装置使之成为一个整体的基础件。.其他元件及装置：防护、防错、分度)2、解释六点定位原理（是采用六个按一定规则布置的约束点（支撑点），限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。）。完全定位（工件的6个自由度均被限制）、不完全定位（按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制）、欠定位（工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，欠定位不能保证工件的正确安装，在实际生产中欠定位是绝对不允许的！）、过定位（定义：工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束。后果：（1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）允许过定位的场合：（1）工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形，此时过定位只是为了提高工件某些部件的刚度，减小变形。（2）工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、位置精度已很高时，过定位不仅对定位精度影响不大，而且有利于提高刚度。）3、定位误差。（1）基准不重合误差（2）间隙引起的定位误差（3）与夹具有关的因素产生的定位误差）（基准不重合误差、定位副制造不准确误差）4、夹紧力的确定原则？大小（(1）确定原则:与切削过程产生的力与力矩相平衡.(2)确定方法:估算法、)类比法和试验法.）、方向（1）主夹紧力应垂直于第一定位基准面。2）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形3）夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力.）、作用点（1）夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承平面内.以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。（4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。）。,第五章,.,1、粗基准（粗基准影响：加工表面与不加工表面的相对位置精度；各加工表面的余量是否均匀、足够。1）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。2)合理分配加工余量的原则3)同一方向上的粗基准应避免重复使用原则4)便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。）、精基准（1）基准重合原则：选择加工表面的设计基准作为定位基准。这样可以避免基准不重合引起的定位误差。2）基准统一原则：在工件的加工过程中尽可能地采用统一的一组定位基准加工工件上尽可能多的表面，称为基准统一。3)自为基准原则：当某些表面精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，在加工时就应尽量选择被加工表面自身作为精基准。采用自为基准原则加工时，只能提高加工表面本身的尺寸、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度应由前面的工序保证。4）互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度以及它们自身尺寸和形状精度要求都很高时，则可采取两个加工表面互为基准的方法进行加工。5)便于装夹原则：所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。）的选择原则。设计基准、定位基准、测量基准、装配基准。2、确定零件加工过程中的工序数目的原则？3、工序安排的一般原则包括哪些内容？机加工：基准先行、先主后次、先面后孔、先粗后精；热处理：为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（退火、正火、调质等）安排在切削加工之前进行；为消除内应力而进行的热处理工序（退火、人工时效等）最好安排在粗加工之后，也可安排在半精加工后，精加工前；为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等)安排在粗加工后、精加工前进行。,第六章,.,4、为什么划分加工阶段。（有利于保证加工质量。粗加工，切削余量大，切削力，受力变形、热变形，精加工可以纠正变形，表面精加工安排在最后，可防止或减少损伤及早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，避免造成更大浪费。有利于合理安排加工设备和操作工人。a.粗加工：功率大，切削效率高，对精度和工人的技术水平要求不高。b.精加工：精度高，受力小，有利于延长等精度机床的寿命，对工人的技术水平要求高）5、什么叫加工余量？（毛坯上留作加工用的材料层，分为工序加工余量和总加工余量）6、尺寸链、封闭环（尺寸链中，在加工过程后间接得到的尺寸）、组成环（尺寸链中,通过加工直接得到的尺寸）、増环、减环概念。7、工艺尺寸链的计算（1）封闭环基本尺寸（3）封闭环极限偏差（5）封闭环公差,.,1、零件的制造质量（包过几何精度尺寸精度、形状精度（宏观几何形状精度圆度、圆柱度、直线度、平面度等；波纹度；表面粗糙度）、位置精度）和表面层物理机械性能表层材料的冷作硬化、表层材料的金相组织变化、表层材料的残余应）。2、工艺系统（机械加工时，由机床、夹具、刀具和工件构成的一个完整的系统）。原始误差包括工艺系统的几何误差（机床、刀具、夹具制造误差）；与工艺过程有关的原始误差(动误差)工艺系统受力、受热引起的变形；加工原理误差；其他误差（装夹误差、调整误差、测量误差、定位误差、加工系统受热）。3、常值性系统误差（误差大小和方向均不改变如：机床、夹具、量具、刀具的制造误差；工艺系统受力变形通过调整消除）、变值性系统误差（误差大小和方向按一定规律变化如：机床、夹具、刀具的受热变形及刀具的磨损通过自动补偿消除）、随机误差（在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。如：毛坯余量或硬度不均，引起切削力的随机变化而造成的加工误差；定位误差；夹紧误差；内应力引起的变形等。只能缩小范围，无法消除）。常见的误差分布规律包括哪些？（1）正态分布：无变值系统误差（或有而不显著）；各随机误差是相互独立的；在各随机误差中没有一个是起主导作用的。（2）平顶分布：工件瞬时尺寸分布呈正态，可看成是随着时间而平移的众多正态误差分布曲线组合的结果（如刀具和砂轮均匀磨损）。（3）双峰分布：两次调整下加工的工件或两台机床加工的工件混在一起.（4）偏态分布：如工艺系统存在显著的热变形，或试切法加工孔时宁小勿大，加工外圆时宁大勿小.,第七章,.,4、加工精度（零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状及各表面相互位置）与理想几何参数的符合程度）、加工误差（零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏离程度）、加工经济精度的概念（在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），某种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度）。5、影响加工精度的机床几何精度有哪几项？（机床的主轴回转误差，导轨误差，传动链误差）。传动链误差的表现形式（定义：传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。表示：传动链末端元件产生的转角误差。车、磨、铣螺纹螺距精度。滚、插、磨（展成法磨齿）齿轮等加工齿距精度。）；如何避免或者减少？（减少传动环节，缩短传动链，以减少误差来源。提高传动元件，特别是提高末端传动元件（如车床丝杠螺母副、滚齿机分度蜗轮）的制造精度和装配精度。传动链中按降速比递增的原则分配各传动副的传动比。传动链末端传动副的降速传动比越大，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就越小。采用误差校正机构。其实质是测出传动误差，在原传动链中人为地加入一个误差，其大小与传动链本身的误差相等且方向相反，从而使之相互抵消。）6、车床床身导轨在水平面内和垂直面内的直线度对工件的加工会产生什么样的误差？（1）导轨在水平面内的直线度误差：导轨向外凸工件产生腰鼓形误差；导轨向内凹工件产生鞍形误差；车、磨削外圆时，为误差敏感方向，对加工精度影响最大；铣削、刨削平面时，为误差非敏感方向，对加工精度影响最小。（2）导轨在垂直面内的直线度误差：床身导轨在垂直面内有直线度误差，会引起刀尖产生切向位移Z，造成工件在半径方向产生的误差为：RZ2/D。,.,7、工艺系统的刚度（工艺系统整体抵抗其变形的能力。定义：垂直作用于工件加工表面（误差敏感方向）的径向力Fp与工艺系统在该方向上的变形系的比值，即k系统Fp/系）；切削力的变化引起误差（在加工过程中，由于工件加工余量或材料硬度不均匀，都会引起径向力Fp的变化，从而使工艺系统受力变形不一致而产生加工误差。）；误差复映（由于工艺系统受力变形，使毛坯误差部分反映到工件上，此种现象称为“误差复映”）系数和加工误差的关系（）；误差复映系数的影响因数（工艺系统的刚度越大,复映系数越小,毛坯误差复映到工件上去的部分就越少。毛坯的各种形状误差（圆度、圆柱度、同轴度、平面度等）都会以一定的复映系数，复映成工件的加工误差。毛坯材料的不均匀，硬度有变化，同样会引起径向力的变化，产生加工误差。增加走刀次数,可减小误差复映,提高加工精度,但生产率降低了。提高工艺系统刚度，对减小误差复映系数具有重要意义。）。,4）部件的实际刚度远比按实体结构的估计值小。,特点：,2）加载曲线与卸载曲线不重合。,3）加载曲线与卸载曲线不封闭。,1）变形与载荷呈非线性关系。,.,8、提高加工高精度的途径。（1.直接减少或消除误差法。主要是在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后，设法对其直接进行消除或减小的方法。如细长轴的车削加工：采用中心架。可缩短支撑点间的距离一半，提高工件刚度近八倍。采用跟刀架。可进一步缩短切削力作用点与支撑点的距离，工件刚度更为提高。采用反向进给切削。一端用三爪卡盘夹持，另一端采用可伸缩的活顶尖装夹。采用大进给量和大主偏角车刀。2.误差转移法。误差转移法就是把原始误差从误差敏感方向转移到误差的非敏感方向。例如转塔车床的转位刀架采用“立刀”安装法。3.误差分组法。误差分组法是把毛坯或上工序加工的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组尺寸误差就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具位置，使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。4.就地加工法。车床为了保证三爪卡盘卡爪的装夹面与主轴回转轴线同轴，也常采用“就地加工”的方法，对卡爪的装夹面进行就地车削（对于软爪）或就地磨削（需在溜板箱上装磨头）。牛头刨床、龙门刨床为了使其工作台面对滑枕、横梁保持平行的位置关系，装配后在自身机床上进行“自刨自”的精加工。车床尾架顶尖孔的轴线要求与主轴轴线重合，采用就地加工，把尾架装配到机床上后进行最终精加工。5.误差平均法。利用有密切联系的表面之间的相互比较和相互修正或者利用互