機械制造技術基礎考試知識點復習

1、機械制造技術基礎考試知識點 復習自考機械制造技術知識點復習第 1 章 金屬切削基礎 金屬切削加工是利用刀具從工件待加工表面切去一層多余的金屬，從而使工件達 到規(guī)定的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的機械加工方法。 機床的切削運動：主運動、進給運動。切削用量：切削速度 vc 、進給量 f 和背吃刀量 a p的總稱。 在切削時，工件上存在：1. 待加工表面（工件上即將被切除的表面） ；2. 已加工表面（工件上經刀具切削后形成的表面） ；3. 過渡表面（工件上被切削刃正在切削著的表面） 。 刀具切削部分的結構要素為：三面（前刀面、主后刀面、副后刀面） ；二刃（主切 削刃、副切削刃）；一點（刀尖）。刀具角

2、度的參考系：正交平面參考系1. 基面 Pr ：通過主切削刃上選定點，垂直于該點速度方向的平面；2. 切削平面 Ps ：通過主切削刃上選定點，與主切削刃相切，且垂直于該點基面的平 面；3. 正交平面 Po ：通過主切削刃上選定點，垂直于基面和切削平面的平面。 刀具材料： 刀具材料應具有的性能：高硬度、高耐磨性、足夠的強度和韌性、良好的熱物理 性能和耐熱沖擊性能、良好的工藝性能。常用材料：1. 碳素工具鋼、合金工具鋼（這些剛因耐熱性差，只適用于手工刀具，切削速度較 低的工具，如 T10AT12A9SiCrCrW 有色金屬 Mn ）；2. 高速鋼（有較高硬度和耐熱性以及高的強度和韌性其切削速度是碳素

3、工具鋼切削速度的 1-3 倍，耐用度是他們的 10-40倍，可加工碳素鋼、有色金屬和高溫合金，可制造各種刀具和復雜刀具）3. 硬質合金（高硬度、高耐熱性和高耐磨性，允許的切削速度達 100-300m/min，應 用廣泛，但其抗彎強度低，沖擊韌性差，刀口不鋒利，不易加工，不易做成形狀 較復雜的整體刀具） ；其他材料（陶瓷、金剛石、立方氮化硼 CBN）. 刀具角度選擇：前角 0 ：對切削難易程度有較大關系，增大前角是刀刃變得鋒利，使切削變得輕快，可以減少切削變形，減少切削力和切削功率，但增大前角 會使刀刃和刀尖強度下降，刀具散熱體積減小，影響刀具壽命， 前 角的大小對 工作表面粗糙度、刀具的排屑及

4、斷屑性能也有一定影響； 前角的選擇：工件的強度和硬度較低時應選用較大的前角，反之取較小的前角； 加工塑性材料（鋼）時應選較大的前角；加工脆性材料時（如鐵）時選較小的前 角；刀具材料韌性好（如高速鋼）可選較大的前角，反之選較小的前角；粗加工 時，特別是斷續(xù)切削時，應選較小的前角；精加工是選較大的前角。后角 0 ：它主要減小后刀面的與工件的摩擦和后刀面的摩損，其大小對刀具耐用 度和工件已加工表面質量影響很大； 后角選擇：切削層公稱厚度越大，刀具后角越??；工件材料越軟、塑性越大，后 角越大；工藝系統(tǒng)剛性較差時應適當減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，選較 小的后角。主偏角 kr 和負偏角 kr ：兩角

5、對刀具耐用度有很大的影響，減小主偏角和負偏角可 使刀尖角增大，刀尖強度提高，散熱條件改善，使刀具耐用度提高；同時可將降 低殘留面積的高度， 減小加工表面的粗糙度， 增大主偏角可使切深抗力明顯較小， 進給抗力增大，有利于減小工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動。刃傾角 s ：主要影響刀頭的強度和切屑的流動方向。刀具：車刀的結構形式：整體式、焊接式、機夾重磨式和機夾可轉位式； 孔加工定尺寸工具：鉆頭、擴孔鉆、鉸刀； 拉刀：有內外拉刀，可拉孔、加工內表面、外表面和平面；銑刀（多刃回轉刀具）：銑刀方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動和位置關系， 它有固銑法、端銑法，固銑法分順銑和逆銑：1. 逆銑法：刀齒旋轉方向和工

6、件進給方向相反，由切屑層內切入，從待加工表面切 出，切屑厚度由小增至最大，剛切入時刀齒抬磨已加工表面，產生冷硬層，降低 表面質量，但切削過程平穩(wěn)切削分力使夾緊力增大；2. 順銑： 刀齒旋轉方向和工件進給反方向響相同，切削厚度由小到大，切削分力 壓向工件，可提高銑刀的耐用度和加工表面質量，但水平切削分力和進給方向相 同，可能使銑床工作臺產生竄動，引起震動和進給不均勻，加工有黑皮和硬皮工 件時刀齒已損壞。砂輪：最重要的磨削工具，砂輪的特性由磨料、粒度、結合劑、硬度、組織和形 狀尺寸等決定，1. 砂輪硬度：砂輪的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度，其中不易脫落的硬度 高，反之硬度低；2. 砂輪的選用

7、：磨削鋼時，選用剛玉砂輪，磨削硬鑄鐵、硬質合金和非鐵合金時， 選用碳化硅砂輪；磨削軟材料時，選用硬砂輪，磨削硬材料時，選用軟材料；磨 削軟而刃的材料時，選用粗磨粒，磨削硬而脆材料時，選用細磨料；磨削表面的 粗糙度值要求較低時，選用細磨粒，金屬磨除率要求高時，選用粗磨粒；要求加 工表面質量好時，選用樹脂或橡膠結合劑的砂輪，要求最大金屬磨除率時，選用 陶瓷結合劑砂輪。金屬切削過程中的三個變形區(qū)：第一變形區(qū)： 產生剪切滑移變形，是切削變形的主要區(qū)域，在外力作用下，靠近 切削刃處產生彈性變形，隨著刀刃與工件變進，而變形增大，產生塑性變形，金 屬內部晶格產生畸形與滑移， 到一定程度剪應力 max 達到最

8、大，切削金屬變?yōu)榍行迹?第二變形區(qū)： 在第一變形區(qū)終了，切屑與基體分離，沿前刀面流出，受到前刀面 的擠壓和摩擦，使切屑進一步產生滑移變形，位于刀屑接觸區(qū)；第三變形區(qū)： 刀具后刀面與已加工表面擠壓和摩擦產生的加工硬化和殘余應力為 特征的滑移變形。56的進給量，一減少振動。耐用度：硬質合金焊接車刀耐用度為 60 分鐘，制造和刃磨復雜、成本較高的刀具 如高速鋼鉆頭耐用度為 80-120 分鐘，硬質合金端銑刀耐用度為 90-180分鐘，齒輪 刀具耐用度為 200-300 分鐘，調整、安裝費時的刀具，其耐用度約為同類刀具的 200%-400% 。磨鈍標準：精車： 0.1-0.3；合金鋼粗車： 0.4-0

9、.5；粗車弱性鋼工件： 0.4-0.5；粗車 剛件： 0.6-0.8；粗車鑄鐵件： 0.8-1.2；低速粗車剛及鑄鐵大件： 1.0-1.5。 切削液：切削液的作用：減少摩擦，降低切削力和切削溫度，改善散熱條件，從而減輕刀 具磨損，提高刀具耐用度，減少工件熱變形，提高加工質量和生產率。切削液分類：1. 水溶性切削液：水溶性切削液有水溶液、乳化液、化學合成液三種，水溶液主要 用于粗加工、普通磨削加工，水溶液經濟、冷卻效果強烈，在水溶液中加入清洗 劑、防銹劑、油性添加劑可提高其性能；乳化液是由礦物油、乳化劑、其它添加 劑與水混合而成的不同濃度的切削液，低濃度乳化液已冷卻為主，用于粗加工、 普通磨削加

10、工，高濃度乳化液具有良好的潤滑作用，可用于精加工和復雜刀具加 工；化學合成液是有水、各種表面活性劑和化學添加劑組成，具有良好的冷卻、 潤滑、清洗和防銹作用；2. 油溶性切削液：他有切削油和極壓切削油兩種，主要起潤滑作用，切削油有礦物 油、動植物有、混合油等，起潤滑作用，極壓切削油是在切削油上加入了S、P、cl 等極壓添加劑的切削液，可顯著提高潤滑和冷卻作用。切削液的選用：1. 粗加工：切削量大，產熱多，已冷卻為主，選用 %3-5% 的乳化液，硬質合金刀具 耐熱性較好，可不用切削液；2. 精加工：以潤滑為主，提高加工精度、降低表面粗糙度，選用 10%-12% 的擠壓乳 化液；3. 難加工材料的切

11、削：切削力大，切削溫度高，摩擦嚴重，選用擠壓乳化液；4. 磨削：磨削溫度高，工件易燒傷，產生的細屑、磨屑會刮傷已加工表面，一冷卻、清洗為主，選用乳化液或擠壓乳化液。磨削：1. 磨削過程包括：滑擦、刻劃、切削三個過程；2. 磨削特點：a. 磨削速度高，滑擦、刻劃作用導致嚴重的擠壓和摩擦變形，產生大量熱，而磨削加工時，熱量難以帶走，傳入工件使工件產生燒傷，尺寸發(fā)生變化，產生裂紋。b. 磨削加工的精度高，表面粗糙度值小，可以實現微量切削，磨削精度可達 IT5-6級，表面粗糙度值小至 Ra1.25-0.01um；c. 磨削徑向磨削力大，且作用在工藝系統(tǒng)剛性較差的方向上；d. 磨削溫度高；e. 砂輪有自

12、銳作用；f. 磨削除可以加工鑄鐵、碳鋼、合金鋼等一般結構材料外，還可加工一般刀具難以切削的高硬度材料，但不宜加工塑性較好的有色金屬，g. 磨削加工的工藝范圍廣，不僅可以加工各種表面，還可用于各種刀具的刃磨；h. 磨削在切削加工中的比重增大。磨內孔和外孔的區(qū)別：外圓磨削工藝性好，高速可通過改變砂輪直徑易以實現，砂輪與工件接觸區(qū)敞開，接觸面積小，冷卻方便；而磨內孔時，砂輪和砂輪軸尺寸受孔的限制，直徑較小，為獲得較高的速度，必須提高轉速，故易產生振動，影響表面粗糙度，砂輪與內孔內切，接觸區(qū)封閉，接觸面積大，產熱集中，散熱條件差，由此工件熱變形大，軸也變形，加工精度低，形狀誤差大， 磨內孔改善方法：采

13、用較小進給量和背吃刀量，多次重復磨削，以降低效率換取精度 提高。知識點：機床上的運動：切削運動，輔助運動。輔助運動有：分度運動，送夾料運動，控制運動，其他各種空程運動。按刀具分為 切刀，孔加工刀具，銑刀，拉刀，螺紋刀具，齒輪刀具，自動化加工刀具。按刀具上主切削刃多少分為 單刃刀具，多刃刀具。按刀具切削部分的復雜程度分為 一般刀具，復雜刀具。按刀具尺寸和工件被加工尺寸的關系分為 定尺寸刀具，非定尺寸刀具。 按刀具切削部分本身的構造分為 單一刀具 和 復雜刀具。 按刀具切削部分和夾持部分之間的結構關系分為整體式刀具和裝配式刀具。 切刀主要包括 車刀，刨刀，插刀，膛刀。孔加工刀具有 麻花鉆，中心鉆，

14、擴孔鉆，鉸刀等。 用得最多的刀具材料是 高速鋼 和 硬質合金鋼。 高速鋼分 普通高速鋼 和 高性能高速鋼。高性能高速鋼分 鈷高速鋼，鋁高速鋼，高釩高速鋼。 外圓車刀切削部分的結構要素：前刀面，后刀面，副后刀面，主切削刃，副切削刃，刀尖。 刀具的參考系分為 標注角度參考系 和 工作角度參考系。標注角度參考系由 主運動方向確定，工作角度參考系由 切削運動方向確定。 構成刀具標注角度參考系的參考平面有 基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面， 背平面?；?過切削刃選定點垂直于主運動方向的平面。切削平面 過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。正交平面 是通過切削刃選定點并同時垂直于基

15、面和切削平面的平面。 法平面 是通過切削刃選定點并垂直于切削刃的平面。假定工作平面 是通過切削刃選定點平行進給方向并垂直于基面的平面。 在正交平面內標注的角度 前角，后角，楔角。在切削平面內標注的角度 刃傾角。 在基面內標注的角度 主偏角，副偏角，刀尖角。 前角 在正交平面內度量的前刀面與基面之間的夾角。 后角 在正交平面內度量的后刀面與切削平面之間的夾角。 楔角 在正交平面內度量的前刀面與后刀面之間的夾角。 刃傾角 在切削平面內度量的主切削刃與基面之間的夾角。 主偏角 主切削刃在基面上的投影與進給運動方向的夾角。 副偏角 副切削刃在基面上的投影與進給方向的夾角。 刀尖角 在基面內度量的主刃與

16、副刃之間的夾角。刀具的幾何參數包括 切削刃形狀，刃區(qū)剖面型式，刀面型式，刀具角度。 前角的選擇原則（ 1）工件材料的強度低，硬度低，塑性大，前角數值應取大些，加工脆性材料 時，應取較小的前角。 （2）刀具材料的強度和韌性越好應選用較大的前角。 （3）粗切時前角取小值，工藝系統(tǒng)差時，前角取大值。后角的選擇原則 （1）粗切時后角可取小值，精切時，后角取大值（ 2）當工藝系統(tǒng)剛性較差或 使用有尺寸精度要求的刀具時取較小的后角。前角的功用 增大前角能減小切削變形和摩擦， 降低切削力和切削溫度， 減少刀具磨損和改善加 工表面質量。后角功用 增大后角能減少后刀面與過度表面件的摩擦， 還可以減少切削刃圓弧半

17、徑， 使刃口鋒 利。刃傾角的功用 影響切屑流出方向，影響切削刃的鋒利性，影響刀刃強度，影響切削分力。主偏角和副偏角的功用 （1） 影響已加工表面粗糙度（ 2）影響切削分力的大小和比例，影響工 藝系統(tǒng)的彈性變和振動。 （3）直接影響刀尖強度，影響對切削熱的傳散（ 4）主偏角影響切屑層 形狀，影響斷屑效果和排屑方向。主偏角的選擇原則 （1）粗加工，半精加工，硬質合金車刀，選較大主偏角（ 2）加工很硬材料 取較小主偏角（ 3）工藝剛性好取較小主偏角，車細長軸選較大主偏角（ 3）單件小批量生產 主 偏角等于 90 度或 45 度。；副偏角選擇原則 （1） 一般刀具取較小副偏角（ 2）精加工刀具取更小副

18、偏角（ 3）加工高強度 高硬度或斷續(xù)切削時取較小副偏角。磨具由 磨料，結合劑，空隙三者構成。砂輪的特性包括 磨料，粒度，硬度，結合劑，組織，形狀和尺寸。粒度分 磨粒 和 微粉。砂輪硬度 是指砂輪工作時，磨料自砂輪上脫落的難易程度。一般情況下， 加工硬度大的金屬， 應選軟砂輪 ；加工軟金屬時， 應選硬砂輪。 粗磨時選軟砂輪， 精磨時選硬砂輪。第 2 章 機械加工方法與機床工件表面形成的方法：工件表面都可以看成一條發(fā)生線沿另一條發(fā)生線運動而成 的，工件、刀具之一或兩者同時按一定規(guī)律運動，形成兩條發(fā)生線，從而生成所 要加工的表面。形成發(fā)生線的方法：軌跡法、成形法、相切法、展成法。采用軌跡法形成所需的

19、10 發(fā)生線需要一個獨立的運動； 成形法加工時勿需任何運動便可獲得所需的發(fā)生線； 采用相切法形成發(fā)生線，需要刀具旋轉和刀具與工件之間的相對移動兩個彼此獨 立的運動；展成法需要復合（工件的旋轉和刀具的旋轉或移動兩個運動的復合） 運動。機床 機床的分類與型號： 機床共有 12 類，每類有 10 組，如 C6140：C 表示類代號 （車 床），A 表示結構特征代號（結構不同） ，6 表示組代號（落地及臥式車床組） ， 1 表示系代號（臥式車床系），40 表示主參數 9最大工件回轉直徑） ；又如 MG1432A ， M 表示類代號（磨床） ，G 表示通用特性代號（高精度） ，1 表示組代號（外圓磨 床

20、組），4表示系代號（萬能外圓磨床系） ，32表示主參數（磨削直徑） ，A 表示重 大改進順序號（第一次重大改進） 機床工件的運動：機床上形成被加工表面所必須的運動，它分主運動（速度最大， 消耗功率最大的運動，是產生切削作用必不可少的運動） 、進給運動（使切削運動 得以繼續(xù)進行，直至形成整個表面的運動，此運動速度較低，消耗功率也較?。?。 機床每個運動具備三個基本組成部分：執(zhí)行件、傳動件、動力源。傳動聯系有兩種模式：動力源傳動裝置執(zhí)行件；執(zhí)行件傳動裝置 執(zhí)行件。傳動鏈：從一個元件到另一個元件之間的一系列傳動件。 兩類機床傳動鏈：內聯系傳動鏈（傳動鏈的兩個末端件的轉角或移動量之間如果 有嚴格的比例

21、關系要求） ；外聯系傳動鏈（只傳遞運動沒有上述要求） 。類如：展 成法加工齒輪時，單頭滾刀轉一轉，工件也應該轉過一個齒，才能形成準確的齒 形，因此，連接工件與滾刀的傳動鏈即展成運動鏈，就是一條內聯系傳動鏈。第 3 章 機械加工工藝規(guī)程的制定生產過程與工藝過程：1. 生產過程：將原材料轉變成成品的全過程；2. 工藝過程：直接改變生產對象的形狀、尺寸及相對位置和性質等，使其成為成品和半成品的過程。11 機械加工工藝過程：采用機械加工方法（切削或磨削）直接改變毛坯的形狀、尺 寸、相對位置與性質等，使其成為零件的工藝過程，它決定產品精度，對成本、 生產周期有影響。機械制造工藝是對各種機械制造方法與過程

22、的總稱，機械制造工藝過程包括機械 加工工藝過程和機器裝配工藝過程。機械加工工藝過程基本組成單元：工序、安裝、工位、工步、走刀。1. 工序：指一組工人或一個人在一個工作地點對同一個或同時幾個工件所連續(xù)完成 的那一部分工藝過程。工序是制定時間定額，配備工人和機床設備，安排作業(yè)計 劃和進行質量檢驗的基本單元。2. 安裝：工件經過一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。3. 裝夾：工件在機床上或夾具中占據某一正確位置并被夾緊的過程。一個工序可能 裝夾一次，也可能多次，但減少裝夾次數以減少裝夾帶來的誤差，節(jié)約裝夾時間4. 工位：一次裝夾后，工件與夾具或設備可動部分一起相對于刀具或設備的固定部 分所占據的每一

23、位置，5. 工步：在加工表面（或裝配時連接表面）、加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成 的那一部分工序（工藝過程）加工表面、加工刀具、切削用量、進給量、切屑 速度不變所完成的工藝過程。6. 走刀：一個工步中若分幾次切削某一金屬層，每一次切削就稱一次走刀。工藝規(guī)程：規(guī)定的產品或零部件制造過程和操作方法等工藝文件，它指導生產。 工藝規(guī)程分類：加工工藝過程卡和機械加工工序卡。前者以工序為單位說明零件 的整個工藝過程應如何進行的文件。后者，以每道工序所編制的工藝文件說明工 序內容、進行步驟、并繪有工序圖注明該工序定位基準、裝夾方式、加工表面粗 糙度、 IT、刀具、進刀方向、切削用量、設備、檢具、輔具等。生

24、產綱領：企業(yè)在計劃內應當生產的產品產量和進度計劃、包括每臺零件數、備 品、廢品率。產品類型：大量、成批、單位生產基準、設計基準、工藝基準121基準：用來確定生產對象上叫幾何要素間的幾何關系所依據的那些點線面。2設計基準：設計圖上所采用的基準，是標注設計尺寸或位置尺寸的起點。 3工藝基準：在工藝過程中所采用的基準，它分為：測量、工藝、裝配、定位基準a. 定位基準：在加工中用作定位的基準。它分粗基準、精基準。b. 測量基準：為測量所采用的基準。c. 工序基準：工序圖上用來確定該工序加工表面加工后、尺寸、形狀位置的基準。d. 裝配基準：在裝配時用來確定零件、部件在產品中的相對位置的基準。 粗、精基準

25、級選用原則： 粗基準：用毛坯上未經加工的表面作定位基準。粗基準選用原則：1. 合理分配余量原則。a. 若要保證某保證重要表面余量分配均勻，選它作為粗基準b. 在沒有上述的要求情況下，若每一個平面都要加工，則應以加工余量最小的表面 作粗基準。2. 保證不加工面與已加工表面具有一定位置精度的原則，以達壁厚均勻、外形對稱。3. 便于裝夾原則：選用粗基準的表面應平整光潔，不應有毛剌、澆口、冒口、以減少 定位誤差，夾緊可靠。4. 粗基準一般不得重復使用原則：一般只在第一道有用，在以后的工序中不能重復之 用。精基準：使用經過加工的表面作為定位基準：選用原則1. 基準重合原則：盡量選設計基準作精基準，避免基

26、準不重合帶來的誤差。2. 基準統(tǒng)一原則：應盡可能選加工多個表面都選用的定位基準為精基準。以便保證 加多個工表面的相互位置精度，便于夾具的制造與設計， 加工階段劃分：粗加工，精加工加工安排，將主要表面加工按粗精基準分開，次 要加工表面也以此安排則相應加工階段中去而組成零件全部加工內容的加工工藝 過程。131. 粗加工：主要切除大部分余量，加工出精基準，特點：表面粗糙度數值大，以生 產率為考慮2. 半精加工：清楚粗加工殘留下來的誤差，達到一定精度為精加工作準備，完成一些次要表面的加工 (鉆孔、改絲、銑鍵槽等) ，可達 IT10-12. 粗糙度 Ra6.3-3.2um3. 精加工：達到最低要求，加工

27、余量，較小的粗糙度值( IT7-10.Ra1.6-0.4um )4. 光潔加工：對于 IT5 以上 Ra0.2um 的零件必須有此階段，它有研磨，拋光，起 精加，它能調高表面機械物理性質，粗糙度小數值， IT 提高，但不能提高位置精 度。工劃分階段的目的：1. .減少或消除內應力、切削力和切削熱對精加工的影響。2. 有利于及早發(fā)現毛坯缺陷并得到及時處理。3. 便于安排熱處理。4. 可合理使用機床。5).表面精加工安排在最后，可避免或減少在夾緊和運輸過程中的損傷已加工過 的表面。工序順序的排列：1. 基準先行，后加工表面，當粗精基準定下后順序大概也出來了2. 先主后次3. 先粗后精4. 先面后孔

28、，對于體之家類零件以孔作粗基準加工表面，以平面作精基準加工孔、 面的面積大定位穩(wěn)定，精度高。加工余量及影響因素：加工余量是指加工表面達到所需的精度和表面質量而應切 除的金屬層表面。加工余量分為工序余量和加工總余量。影響：1.加工表面的表面粗糙度和表面缺陷層深度。 2.加工前或上工序的尺寸公差 Ta。 3.加工前或上工 序各表面間的相互位置的空間偏差 a。4.本工序加工時的裝夾誤差 ?b。 工藝尺寸鏈計算：141. 工藝尺寸鏈：由單個零件加工過程和機器裝配中互換聯系且按一定順序排列的封閉尺寸組合。 尺寸鏈由組成環(huán)、封閉環(huán)組成，組成環(huán)分為增環(huán)、減環(huán)；需要特別指出封閉環(huán)是加工最后形成 的尺寸，不是已

29、在加工的尺寸。例如：一套筒，車外圓直徑，鉆孔2。 當2 一鉆成型成壁厚 t ，t 為封閉環(huán)，裝配也一樣：孔的直徑 D，裝進軸 d，形成間隙 X, 間隙的封閉環(huán)。 知識點：1. 工藝規(guī)程規(guī)定產品制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。2. 工藝文件將工藝規(guī)程的內容填入一定格式卡片，即成為生產準備和施工所依據的工藝文件。3. 工藝文件長用的有機械加工過程綜合卡片，機械加工工藝卡片，機械加工工序卡片。4. 加工工藝過程設計應解決好 定位基準的選擇，工藝路線的擬定，工序尺寸及公差的確定，加工 工序設計等問題。5. 定位基準有 粗基準和精基準兩種。6. 加工經濟精度是指在正常加工條件下所能達到的

30、加工精度。7. 加工階段的劃分 粗加工階段，半精加工階段，精加工階段，光整加工階段，超精密加工階段。8. 機械加工工序的安排基面先行，先粗后精，先主后次，先面后空。9. 熱處理工序的安排 預備熱處理，最終熱處理。10. 加工余量分為 工序余量 和 加工總余量。11. 工序余量 工序余量等于前后兩道工序尺寸之差。12. 工序尺寸都按 入體原則 標注極限偏差， 即被包容面的工序尺寸取上偏差為 0，包容面的工序尺 寸取下偏差為 013. 最小工序余量 =工序余量基本尺寸 - 上工序尺寸的公差最大工序余量 =工序余量基本尺寸 +本工序尺寸公差=最小工序尺寸 +上工序尺寸的公差 +本工序尺寸的公差14.

31、 被包容面指軸，包容面指孔。15. 加工余量有 雙邊余量 與 單邊余量之分。16. 對外圓和孔等回轉表面，加工余量指雙邊余量是從直徑上考慮的，實際切削金屬時加工余量的 一半。平面的加工余量是指單邊余量，等于實際切削的金屬層厚度。17. 工藝尺寸鏈 在零件加工過程中，由一系列相互聯系切按一定順序排列的工序尺寸所形成的封 閉尺寸組合，稱為工藝尺寸鏈。18. 環(huán) 工藝尺寸鏈中每一個組成尺寸稱為 環(huán)。19. 封閉環(huán) 是加工過程中最后自然形成或間接得到的尺寸。每一組尺寸鏈中只有一個封閉環(huán)。20. 組成環(huán) 在工藝尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的所有尺寸。1521. 組成環(huán)分為 增環(huán) 減環(huán)。22. 增環(huán) 當其他組成

32、環(huán)大小不變，某一組成環(huán)的增大會導致封閉環(huán)也增大時，該組成環(huán)為增環(huán)，23. 減環(huán) 當其他組成環(huán)大小不變，某一組成環(huán)的增大會導致封閉環(huán)反而減小時，該組成環(huán)為減環(huán)。24. 機械產品的裝配包括 組裝，調整，檢驗 和 試驗 等。25. 機械產品的裝配精度一般包括 零部件件的尺寸精度，相互位置精度，相對運動精度，和 接觸 精度。26. 裝配尺寸鏈 是產品或部件裝配過程中，由相關零件的尺寸或位置關系所組成的封閉的尺寸系 統(tǒng)，是為了定量分析產品或部件的裝配精度與構成產品或部件的零件精度的密切關系，在裝配過程 中建立的尺寸鏈。長用于保證產品裝配精度方法有 互換裝配法，選擇裝配法，修配裝配法 和 調整裝配法。第4

33、章 機床夾具設計原理一、夾具1、機床夾具是將工件進行定位、夾緊、將道具進行導向或對刀，一保證工件相對于 機床和刀具有正確位置的附加裝置，簡稱夾具。2、夾具的組成：定位元件、夾緊裝置、導向元件和對刀裝置、連接元件、夾具體、 其他元件及裝置。（定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分）3、夾具的作用：保證加工質量、提高勞動生產率、減輕勞動強度、擴大機床使用范 圍4、夾具的分類：（1）按通用化程度分類：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾 具、隨行夾具。（2）按機床類型分：車床夾具、磨床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、 銑床夾具（3）按用途分類：機床夾具、裝配夾具、檢驗夾具（4）按動力源分：手動夾具

34、、氣動夾具、液壓夾具、氣壓夾具、電動夾具、電磁夾 具、真空夾具、自緊夾具等。5、工件在夾具中加工時加工誤差組成：1、安裝誤差：工件在夾具中的定位和夾緊誤差2、對定誤差： a、道具的導向或對刀誤差即夾具與機床的相對位置誤差。 b、夾具16 在機床上的定位和夾緊誤差即夾具與機床的相對位置誤差；3、加工過程誤差。二、定位和夾緊1、定位：工件在機床上加工時，首先要把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它 和刀具之間有相對正確的位置，這個過程稱為定位。 定位的任務：使工件相對于刀具占有某一正確的位置。2、夾緊：工件定位后，應將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變，這個 過程稱為夾緊。夾緊的任務：是保

35、持工件的定位位置不變。3、安裝：工件從定位到夾緊的整個過程稱為安裝。正確的安裝是保證工件加工精度 的重要條件。定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產生定位誤差 與夾緊誤差。4、安裝誤差：定位誤差與夾緊誤差之和。5、工件安裝方法：直接找正安裝精度高、 效率低、 對工人技術水平要求高。 一般用于單件小批 量生產或定位精度要求特別高的場合。劃線找正安裝精度不高、效率低、多用于批量不大，形狀復雜的鑄件。 夾具安裝精度和效率均高，廣泛采用。特點： 1）工件在夾具中的正確定位， 是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接處而實現的。 因此，不再需要找正便可將工件 夾緊。 2）由于夾具預

36、先在機床上 已調整好位置， 因此， 工件通過夾具相對于機床也就占有了正確的 位置。 3）通過家具商的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀 具的正確位置。三、定位原理1、六點定位原理：采用六個按一定規(guī)律布置的約束點，可限制工件的六點自由度， 實現完全定位，稱六點定位原理。172、定位支承點說明：定位支承點必須與工件的定位基準面始終保持緊貼接觸；是定位元件抽象而來的；分析其作用時，不考慮里的影響。3、完全定位與不完全定位：工件的 6 個自由度均被限制，稱為完全定位。有一個或 幾個自由度未被限制，為不完全定位。4、不完全定位的兩種情況： 1）工件本身相對于某個點、線是完全對稱的，則工件繞 此點、線旋

37、轉地自由度無法被限制， 即使限制了也無 意義。2）工件加工要求不需要限制某一個或幾個自由度。5、欠定位：定位點少于應消除的自由度、工件定位不足的定位。欠定位是不允許的。6、過定位：工件某一個（或某幾個）自由度被兩個（或兩個以上）約束點約束。7、過定位可能導致的后果：工件無法安裝；造成工件或定位元件變形。8、如何判斷過定位是否允許：1）如果工件的定位面經過機械加工，切形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位 是允許的。因為合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強工藝系統(tǒng)剛 度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經過加工，蛋加工精度不高。這時過 定位不允許。因為它可能

38、造成定位不準確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情 況。9、解決過定位的方法：1） 改變定位元件結構，從根本上消除過定位因素，抓源頭。2） 提高工件及定位元件的制造精度，特別是位置精度，允許過定位的存在，但是 把影響降低或消除。四、常用定位方法與定位元件1、工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位。夾具上常用的支承元件有：固定支撐、可調支承、 自位支承、輔助支承。（1） 固定支承：有支承釘和支承板兩種形式。前者用于較小平面支承；后者用于較18 大平面。（ 2）可調支承：是支承點位置可以調整的支承。在支承釘的高度需要調整時采用。 主要用于工件一粗基準面 定位，或定位幾面的形狀復雜， 以及各批毛

39、 坯的尺寸、形狀變化較大時。（ 3）自位支承：在工件定位過程中能自動調整位置的支承。其作用相當于一個固定 支承，只限制一個自由度。一板適用于毛面定位或剛性不足的場合。（4） 輔助支承：是工件定位后才參與支承的元件。 工件因尺寸形狀或局部剛度較差， 使其定位不穩(wěn)或受力變形等原因，需增設輔助支承，用以承受工件重力、夾緊 力或切削力。其特點是：帶弓箭定位夾緊后，再調整輔助支承，使其與工件的 有關表面接觸并鎖緊。且輔助支承是沒安裝一個工件就調整一次。但它不限制 工件的自娛度，也不允許破壞原有定位。輔助支承與可調支承的區(qū)別： 輔助支承是工件定位后才參與支承的元件， 其高度有工 件確定，因此不起定位作用，

40、蛋鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。2、工件以圓孔定位工件以圓孔定位多屬于定心定位， 定位基準為圓孔的軸線。 常用定位元件是定位銷和 心軸。定位銷有圓柱銷（限制 2 個）、圓錐銷（ 3個）、菱形銷（一個）等；心軸有剛性心軸、 彈性心軸等。3、工件以外圓表面定位形式：定心定位和支承定位。常用元件： V 形塊。（長 V 形塊或兩個短 V 形塊限制 4 個自由度；短 V 形塊限制 2個）。特點是：對中性好，可用于非完整外圓表面的定位。4、工件以其他表面定位5、定位表面的組合 定位點數最多的胃主要定位面或支承面；次多的為第二定位面或導向面。五、定位誤差的分析與計算1、引起的原因：工件在夾具中按六點定

41、位原理所確定的位置產生變動，導致在工件 加工表面至工序基準間的尺寸 （即工序尺寸） 發(fā)生了變化而造成的誤差。192、產生的前提：采取調整法加工一批零件時，由于基準不重合（工序基準和定位基準）或定位面的配合間隙而引起；試切法沒有。3、定義：用夾具裝夾一批工件時，工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最 大變動量。4、基準不重合誤差：由于工件的工序基準和定位基準不重合而引起的定位誤差。5、基準位置誤差： 由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準確而引起的定位誤差六、工件在夾具中的夾緊 為防止工件的定位在切削力、振動、慣性力及離心力等作用下發(fā)生變化，需對其進行 夾緊，主要有三部分組成：力源裝置，夾緊

42、元件、中間傳力機構 夾緊裝置的基本要求：不破壞工件的定位；夾緊力大小適中；夾緊裝置安全、方便、 省力；夾緊裝置的自動化及復雜程度與生產綱領相符1、夾緊力作用方向的選擇1）應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。因此，一般應垂直指向主要定位 面。2）應盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。3）應盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。2、夾緊力作用點的選擇1）應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內，以保證工件已獲得的定位 不變。2）應處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。3）應盡可能靠近被加工表面，一邊減小切削力對工件造成的翻轉力矩。必要時應 在工件剛度差的部

43、位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過程中的振動和變形。 第 4 章練習題1. 何謂機床夾具？試舉例說明機床夾具的作用及其分類？ 答：所謂機床夾具，就是將工件進行定位、加緊，將刀具進行導向或對刀，以保證工件和刀具間的相對位置關系的附加裝置。機床夾具的功用：穩(wěn)定保證工件的加工精度；20減少輔助工時，提高勞動生產率； 擴大機床的使用范圍，實現一機多能。夾具的分類： 1）通用夾具； 2 ）專用夾具； 3 ）成組夾具； 4 ）組合夾具； 5）隨行夾具。2. 工件在機床上的安裝方法有哪些？其原理是什么？ 答：工件在機床上的安裝方法分為劃線安裝和夾具安裝。 劃線安裝是按圖紙要求， 在加工表面是上劃出加工

44、表面的尺寸及位置線，然后利用劃針盤等工具在機床上 對工件找正然后夾緊；夾具安裝是靠夾具來保證工件在機床上所需的位置，并使 其夾緊。3. 夾具由哪些元件和裝置組成？各元件有什么作用？答： 1）定位元件及定位裝置：用來確定工件在夾具上位置的元件或裝置；2 ）夾緊元件及夾緊裝置：用來夾緊工件，使其位置固定下來的元件或裝置；3 ）對刀元件：用來確定刀具與工件相互位置的元件；4 ）動力裝置：為減輕工人體力勞動，提高勞動生產率，所采用的各種機動夾緊 的動力源；5 ）夾具體：將夾具的各種元件、裝置等連接起來的基礎件；6 ）其他元件及其他裝置。4. 機床夾具有哪幾種？機床附件是夾具嗎？ 答：機床夾具有通用夾具

45、、專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具。5. 何謂定位和夾緊？為什么說夾緊不等于定位？ 答：工件在夾具中占有正確的位置稱為定位，固定工件的位置稱為夾緊。工件在 夾具中，沒有安放在正確的位置，即沒有定位，但夾緊機構仍能將其夾緊，而使 其位置固定下來，此時工件沒有定位但卻被夾緊，所以說夾緊不等于定位。6. 什么叫做六點定位原理？ 答：采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，即可實現完全 定位，這稱為六點定位原理。7. 工件裝夾在夾具中，凡是有六個定位支承點，即為完全定位，凡是超過六個定位21 支承點就是過定位，不超過六個定位支承點就不會出現過定位，這種說法對嗎， 為什么？答：不對；

46、過定位是指定位元件過多，而使工件的一個自由度同時被兩個以上的 定位元件限制。8. 定位、欠定位和過定位是否均不允許存在？為什么？根據加工要求應予以限制的 自由度或工件六個自由度都被限制了就不會出現欠定位或過定位嗎？試舉例說 明。答：1）加工要求限制自由度而沒有限制，是欠定位，是不允許的；所限制的自由 度小于六個時，不一定是欠定位； 2）一個自由度由一個以上定位元件限制時，產 生超定位，超定位一般是不允許的，它可能產生破壞；所限制自由度小于六個時， 也可能產生過定位； 3）如果工件定位而精度較高，夾具定位元件精度也很高時， 過定位是可以允許的，它可以提高加工剛度； 4）工件定位應根據加工要求而定

47、， 不必完全定位； 5）過定位和欠定位也可能同時存在。9. 常見的定位元件有哪些，分別限制的自由度的情況如何？答：常見的定位元件： 1）平面定位：支撐釘及支撐板、可調支撐與自位支撐、輔助支撐； 2）孔定位：定位銷、錐銷、心軸； 3）外圓面定位：三爪卡盤、 V 型鐵 定位10. 可調支承、自位支承和輔助支承的不同之處？答：可調支撐：當工件的定位基面形狀復雜時或者各毛坯的尺寸、形狀變化較大時，多采用這類支撐，它的頂端位置在一個范圍內調整，并可用螺母鎖緊；自位支撐：為了避免超定位，需要減少某個定位元件所限制的自由度數目時，常把支撐做成浮動或聯動結構，使之自為；輔助支撐：當工件定位基面較小，致使其一

48、部分懸伸較長時，為增加工件的剛性，減少切削時的變形，常采用輔助支撐。11根據六點定位原理，是分析圖 4.74 中各零件的定位方案中各個定位元件所限制 的自由度。221軸銷2軸銷23V型塊圖 4.74 零件的定位方案答：在（ a）圖中，三扎卡盤限制四個自由度：工件繞 y 軸、z軸的轉動和延 y、z 軸的移動；擋塊限制延 x 軸方向的移動。共限制五個自由度，屬于不完全定位。在（b） 圖中，三扎卡盤限制兩個自由度：延 y、z 軸的移動；若頂尖為死定 尖，則頂尖配合三扎卡盤限制工件繞 y、z 軸的轉動，同時，頂尖限制延 x 方向 的移動。共限制五個自由度，屬于不完全定位。若頂尖為活定尖，則頂尖只配 合

49、三扎卡盤限制工件繞 y、z 軸的轉動。共限制四個自由度，屬于不完全定位。 在（c） 圖中，兩頂尖限制工件繞 y、 z 軸轉動， x、y、 z 移動。共五個自由度， 屬于不完全定位。在（ d）圖中，小錐度心軸限制工件繞 y、z 軸的轉動和 y、z 的移動；頂尖限制 心軸延 x 方向的移動。共限制四個自由度，屬于不完全定定位。在（ e）圖中，若三扎卡盤為相對夾持長三扎卡盤， 則三扎卡盤限制四個自由度： y、z 軸的旋轉以及 x、y 軸的移動，中心架起輔助作用，增加工件的強度。共限制四 個自由度，輸油不完全定位。若三扎卡盤為相對夾持短三扎卡盤，則三扎卡盤限制兩 個自由度： x、y 軸的移動，中心架配

50、合三抓卡盤，限制 Y、Z 軸的轉動。共限制四個 自由度，屬于不完全定位。在（ f ）圖中，心軸限制 Y,Z 軸的轉動與移動，小平面限制 X軸移動，共限制五 個自由度，為不完全定位。在（g）圖中,雙頂尖限制 Y,Z 軸的轉動與移動，小平面限制 X軸的移動，總共 限制五個自由度，為不完全定位。24在（h）圖中,心軸 1控制 X,Y軸的移動，平面 2控制 Z軸的移動 X,Y的轉動， 總共限制五個自由度，為過定位。在（i ）圖中心軸控制 Y,Z 的轉動與移動，平面 2控制 X軸的移動 Y,Z 的轉動， 總共限制七個自由度，為過定位。在（j） 圖中，左端固定錐銷，限制 X、Y、Z 的移動自由度；右端浮動

51、錐銷與固 定錐銷組合后限制 Y、Z 的轉動自由度。在（k）圖,中當為長 V型塊限制 X,Z 移動，為不完全定位；當為短 V型塊時限制 X,Z 的移動, 為不完全定位。在（l ）圖中,圓柱銷控制 X,Y的移動，圓柱銷和小平面配合限制 X,Z 的轉動， 共限制五個自由度，為不完全定位。12. 何謂定位誤差 ?定位誤差有哪些因素引起的 ?定位誤差的數值一般應控制在零件公 差的什么范圍之內 ?答：指工件在夾具中定位不準確而帶來的誤差。引起定位誤差的因素：1）定位基準與設計基準不重合， 2）定位基面與定位元件之間的間隙， 3）定位基面本身的形狀誤 差。13. 圖 4.75（a） 所示零件，底面 3和側面

52、 4 已加工好，現需加工臺階面 1和頂面 2，定 位方案如圖 4.75（b） 所示，求各工序的定位誤差。1.（a ）（b）圖 4.75 各零件和定位方案答：在加工頂面 2 時，設計基準與定位基準重合，所以定位誤差即為本工序的加 工誤差，即 C=H=2H.在加工臺階面 1 時，由于設計基準與定位基準不重合， 25所以定位誤差為本道工序的加工誤差與基準轉換誤差之和，即A+2H=2(A+H)。C= A+ H=214. 圖 4.76 所示為套筒零件銑平面，以內孔( D+D 0 )中心為定位基準，套在心軸 上，則 為調刀基準，配合間隙為，工序尺寸為 ，求心軸水平和垂直放置時工序尺寸 的定位誤差。15.

53、圖 4.77 所示圓柱體零件的直徑為, 均放在 V 型塊上定位銑平面，其加工表面的設計尺寸的基準分別為上母線、 差。下母線和零件中心線， 試分別計算其定位誤答：當心軸垂直放置時，由于基準位移而產生基準位移誤差，則有孔： Dmax=D+ D Dmin=D 軸： dmax=d dmin=d- d 所以 O1Omax=(D+ D)/2-(d- d) /2 O1Omin= D/2-d/2 又因為間隙配合為 基準位移誤差所造成的加工誤差為： 1= (D+d)/2+所以水平放置時定位誤差為 :H=1+H=(D+d)/2+ +H 當心軸垂直放置時：加工誤差等于間隙配合誤差 所以，垂直放置時的定位誤 差為：

54、v=+ H計尺寸基準為上母設當答： =90o, 則定位誤差B=21sin 2+1=d21sin 4+1=1.207d當設計尺寸基準為下母線 C 時，定位誤差 C=2(1sin 2-1)=d21sin 4-1 )26=0.207 d 差為：d當設計尺寸基準為零件中心線 O時，定位誤o=2sin 2=d2sin 4 =0.70716. 為什么會出現基準位移誤差？以工件的孔和外圓在心軸和V型塊上定位為例答：由于定位副的制造誤差而造成定位基準位置的變動， 對工件加工尺寸造成的誤差稱為基準位移誤差工件以圓柱孔定位1）工件以圓柱孔在過盈配合心軸上定位由于過盈配合，定位基準不會發(fā)生移動：故 Y =0因此定位

55、誤差因基準不重合情況不同而不同1）工序基準與定位基準重合，均為圓柱孔軸線時B=0Y =0D=B +Y =01D B Y 1 D22）工序基準在工件定位孔的母線上時工序基準在工件定位孔的上母線上時2Y0式中： D 工件定位內孔的尺寸公差工序基準在工件定位孔的下母線上時B= 227Y =01D=B +Y = 23）工序基準在工件外圓上、下母線上時1dD=B +Y = 2式中：d工件外圓尺寸的公差Bd2Y02） 工件以圓柱孔在間隙配合的圓柱心軸（圓柱銷）上定位，單邊接觸時1） 若工序基準與定位基準重合，則B=01 1 1 1X max(Dmax d min ) D d0Y= 22 min 2 2D=B +Y 2111 D12 d0式中 d0定位心軸的尺寸公差。為了安裝方便，有時還增加一最小間隙 Xmin ,由于最