机械制造考试重点复习资料

机械制造考试重点复习资料一、机械制造概述机械制造是将原材料转变为机械产品的全过程，涉及设计、材料选择、加工工艺、质量控制等多个环节。本部分需重点理解机械制造工业的地位与作用，熟悉现代制造技术的发展趋势，如自动化、智能化、精密化、绿色化等。同时，需掌握制造系统的基本概念，包括其组成（加工系统、物料系统、能量系统、信息系统等）及功能。工艺过程是机械制造的核心，指直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程。需能区分工序、安装、工位、工步、走刀等基本概念，并理解生产纲领、生产类型（单件、成批、大量生产）的含义及其对工艺过程和生产组织的影响。二、金属材料及热处理基础（一）金属材料的性能金属材料的性能是选材和制定工艺的重要依据。重点掌握：1.力学性能：包括强度（屈服强度、抗拉强度）、硬度（布氏、洛氏硬度等测定方法与应用）、塑性（伸长率、断面收缩率）、韧性（冲击韧性）及疲劳强度的概念、意义及表征指标。理解这些性能指标在零件设计和加工工艺中的指导作用。2.工艺性能：如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能，了解其对不同加工方法的适应性。（二）常用金属材料1.碳钢与合金钢：熟悉碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、高速钢的牌号表示方法、成分特点、主要性能及典型应用。2.铸铁：掌握灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的石墨形态特征、性能特点及应用场合。3.有色金属及其合金：了解铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、镁及镁合金的基本性能和主要用途。（三）钢的热处理热处理是改善材料性能的关键工序。重点掌握：1.热处理的基本概念、目的和工艺分类（如退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理等）。2.各种热处理工艺的加热温度范围、保温时间、冷却方式及其对钢的组织和性能的影响。例如，退火的主要目的是消除应力、软化材料；淬火+回火是获得强韧性配合的重要工艺（调质处理）。3.典型零件（如轴类、齿轮）的热处理工艺路线及其选择依据。三、金属切削原理与刀具（一）切削运动与切削用量1.切削运动：区分主运动和进给运动。主运动是切除工件上多余材料所需的最基本运动，其速度最高、功率消耗最大；进给运动是使新的切削层不断投入切削的运动。2.切削用量三要素：切削速度（vc）、进给量（f）、背吃刀量（ap）的定义、计算公式及单位。理解它们对切削过程的影响。3.切削层参数：切削层公称厚度（hD）、公称宽度（bD）、公称横截面积（AD）的概念及计算。（二）刀具几何角度1.刀具组成：了解车刀的组成部分（刀头和刀杆），刀头的切削部分包含“三面两刃一尖”（前刀面、主后刀面、副后刀面；主切削刃、副切削刃；刀尖）。2.刀具角度参考系：掌握正交平面参考系（基面Pr、切削平面Ps、正交平面Po）的建立。3.标注角度：前角（γo）、后角（αo）、主偏角（κr）、副偏角（κr'）、刃倾角（λs）的定义、在正交平面参考系中的标注位置及其主要作用。理解角度正负号的规定。（三）切削过程与切削力1.切削过程的实质：金属切削过程是被切削金属层在刀具前刀面的推挤下产生塑性变形，形成切屑被剥离的过程。了解切屑的类型（带状、节状、粒状、崩碎切屑）及其形成条件和对加工的影响。2.切削力：了解切削力的来源（克服变形抗力、克服摩擦阻力）。掌握主切削力（Fc）、进给抗力（Ff）、背向抗力（Fp）的定义和作用方向。理解影响切削力的主要因素（工件材料、切削用量、刀具几何角度、刀具磨损等）。（四）切削热与切削温度1.切削热的产生（剪切区变形、前刀面摩擦、后刀面摩擦）和传出途径（切屑、工件、刀具、周围介质）。2.影响切削温度的主要因素（切削用量、工件材料、刀具几何角度、刀具磨损、冷却条件等）。（五）刀具磨损与耐用度1.刀具磨损的形态：前刀面磨损（月牙洼磨损）、后刀面磨损（均匀磨损、沟纹磨损、边界磨损）。2.刀具磨损的原因：磨料磨损、粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损等，理解不同磨损机理发生的条件。3.刀具耐用度（T）的定义：指刀具由刃磨后开始切削，直至达到磨钝标准为止所经历的实际切削时间。掌握影响刀具耐用度的因素及刀具寿命（刀具总耐用度）的概念。四、金属切削机床与加工方法（一）机床的分类与型号1.机床按加工性质和所用刀具进行分类，如车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、刨插床、拉床、特种加工机床等。2.熟悉机床型号的编制方法，能看懂简单的机床型号所代表的含义（如CA6140）。（二）典型表面加工方法1.外圆表面加工：*车削：掌握车削的工艺特点、应用范围，常见车削加工方法（粗车、半精车、精车、精细车）及其所能达到的精度和表面粗糙度。熟悉常用车刀类型。*磨削：掌握外圆磨削的工艺特点（高精度、低表面粗糙度）、应用范围，常见磨削方法（纵磨法、横磨法、综合磨法、深磨法）。2.内圆表面加工：*钻孔与扩孔：了解麻花钻的结构特点和钻孔的工艺特点（精度低、表面粗糙度大）。扩孔的作用（提高孔径精度、降低表面粗糙度）。*铰孔：掌握铰孔的工艺特点（高精度、低表面粗糙度，主要用于中小直径孔的半精加工和精加工）、铰刀的结构特点。*镗孔：了解镗孔的工艺特点和应用，尤其在箱体类零件孔系加工中的重要性。*内圆磨削：了解其工艺特点和应用。3.平面加工：*铣削：掌握铣削的工艺特点（生产率较高、加工范围广）、常用铣刀类型（圆柱铣刀、端铣刀等）、铣削方式（顺铣、逆铣及其区别）。*刨削与插削：了解其工艺特点（生产率较低，多用于单件小批生产或加工窄长平面、沟槽等）。*磨削：平面磨削的工艺特点和应用，常用磨削方式（周磨、端磨）。4.螺纹加工：了解车削螺纹、铣削螺纹、攻丝与套丝、滚压螺纹等方法的特点和应用。5.齿轮加工：*成形法：如铣齿，了解其特点（精度低、生产率低，用于单件小批生产）。*展成法：如滚齿、插齿，理解其加工原理（利用齿轮啮合原理），掌握滚齿和插齿的工艺特点及应用。（三）特种加工了解电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工等特种加工方法的基本原理、工艺特点和应用范围。重点理解特种加工与传统切削加工的主要区别（主要依靠机械能以外的能量去除材料）。五、机械加工工艺规程设计（一）基本概念1.工艺规程：规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件。了解工艺规程的作用（指导生产、组织生产、进行技术准备工作的依据等）。2.零件结构工艺性：指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。理解零件结构工艺性好坏的判断原则。（二）工件的定位与夹紧1.基准：掌握设计基准、工艺基准（工序基准、定位基准、测量基准、装配基准）的定义及应用。2.定位原理：理解六点定位原理（用六个合理分布的定位支承点限制工件的六个自由度）。掌握完全定位、不完全定位、欠定位（不允许）、过定位（需分析利弊）的概念。3.常用定位元件：了解工件以平面定位（固定支承、可调支承、自位支承、辅助支承）、以圆孔定位（定位销、心轴）、以外圆定位（V形块、定位套）时所用的定位元件及其定位特点。4.夹紧装置：了解夹紧装置的组成（动力源、夹紧机构、中间传力机构）和基本要求（夹紧可靠、不破坏定位、夹紧力适当、操作方便等）。（三）工艺路线的拟定1.加工阶段的划分：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。理解划分加工阶段的原因（保证加工质量、合理使用设备、便于安排热处理工序、及时发现毛坯缺陷等）。2.工序集中与工序分散：理解其含义、特点及应用场合。3.加工顺序的安排原则：先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔。热处理工序的安排（预备热处理、最终热处理的位置）。（四）加工余量与工序尺寸1.加工余量：掌握工序余量、总余量的概念。了解影响加工余量的因素（上工序尺寸公差、上工序表面粗糙度和缺陷层、上工序的形位误差、本工序的安装误差）。2.工序尺寸与公差的确定：掌握基准重合时工序尺寸及公差的计算方法。了解基准不重合时工序尺寸换算的基本思路（利用尺寸链原理）。（五）工艺尺寸链1.尺寸链的基本概念：组成环（增环、减环）、封闭环的定义。2.尺寸链的建立与分析：能从零件图中找出工艺尺寸链，正确判断封闭环和组成环的性质。3.尺寸链的计算：掌握极值法（极大极小法）计算尺寸链的基本公式（封闭环的基本尺寸、极限尺寸、公差）。六、装配工艺基础（一）装配的基本概念装配是将若干个零件结合成部件或将若干个零件和部件结合成产品的过程。了解装配工作的基本内容（清洗、连接、校正与调整、配作、平衡、验收试验）。（二）装配精度装配精度是指产品装配后实际达到的精度，包括尺寸精度（距离精度、配合精度）、位置精度（平行度、垂直度等）、相对运动精度（传动精度、转速精度等）和接触精度。了解装配精度与零件精度的关系。（三）保证装配精度的方法掌握互换法（完全互换法、不完全互换法）、选配法（直接选配法、分组选配法、复合选配法）、修配法（按件修配法、合并加工修配法、自身加工修配法）、调整法（可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法）的基本原理、特点和应用场合。七、典型零件加工工艺了解轴类零件、套筒类零件、箱体类零件（如车床主轴箱）的结构特点、主要技术要求、典型加工工艺路线及其工艺特点。重点理解其定位基准的选择、关键工序的加工方法等。八、机械制造质量控制1.加工精度：指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状、位置）与理想几何参数的符合程度。了解影响加工精度的因素（工艺系统几何误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形、工件内应力引起的变形、加工原理误差、测量误差等）。2.加工表面质量：包括表面粗糙度、表面波度、表面层物理力学性能（表面层加工硬化、表面层残余应力、表面层金相组织变化）。了解表面质