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文檔簡(jiǎn)介
1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)1. 制造廣義:制造企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng),即制造是一個(gè)輸入輸出系統(tǒng),其輸入是生產(chǎn)要素,輸出是具有直接使用價(jià)值的產(chǎn) 品。生產(chǎn)要素是 material,mach in e,ma n,mon ey,message。輸出有正效益和負(fù)效益。狹義:從原材料或者半成品經(jīng)加工和裝配后形成最終產(chǎn)品的具體操作過(guò)程。 轉(zhuǎn)變過(guò)程的度量標(biāo)準(zhǔn)是生產(chǎn)率。第一產(chǎn)業(yè):農(nóng)林牧漁礦采石石油;第二產(chǎn)業(yè):除建筑和能源工業(yè)外是制造業(yè);第三產(chǎn)業(yè):金融和服務(wù)產(chǎn)業(yè)2. 制造系統(tǒng)的程序特性物質(zhì)流和信息流兩方面物質(zhì)流用于改變物料的形態(tài)和地點(diǎn);信息流用以規(guī)劃、指揮、協(xié)調(diào)與控制物料的流動(dòng),使制造系統(tǒng)有效地運(yùn)行。3. 制造技術(shù)廣義:涉及生產(chǎn)生
2、活的各個(gè)方面和生產(chǎn)的全過(guò)程,制造技術(shù)被認(rèn)為是從一個(gè)產(chǎn)品概念到最終產(chǎn)品的集成過(guò)程, 同時(shí)制造技術(shù)又是一個(gè)實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)目標(biāo)的功能體系和信息處理系統(tǒng)。狹義:從原材料或半成品經(jīng)加工和裝配后形成最終產(chǎn)品的過(guò)程,以及在此過(guò)程中多實(shí)行的一切手段的總和4. 制造技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位在現(xiàn)先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家中,國(guó)民經(jīng)濟(jì)總收入的60濃上來(lái)源于制造業(yè)。5. 先進(jìn)制造哲理和生產(chǎn)模式批量法則batch rule :來(lái)源,20世紀(jì)初美國(guó)福特公司建立的第一條自動(dòng)生產(chǎn)線;定義,大批量生產(chǎn)可以獲 得較高的生產(chǎn)效率和較低的成本,當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本成為決定因素時(shí),大批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益高。成組技術(shù)group tech no logy:
3、來(lái)源,聯(lián)科學(xué)院院士;定義:是一門(mén)生產(chǎn)科學(xué),研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動(dòng)中有關(guān)事件的相似性,并充分利用它,即把相似的問(wèn)題分類(lèi),尋求解決這一組問(wèn)題的相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案,以取得希望 的經(jīng)濟(jì)效果;機(jī)械零件中有70%2/3的零件屬相似零件;成組的類(lèi)型,成組單機(jī)、成組單元、成組流水線、成組柔性制造系統(tǒng);零件分類(lèi)編碼系統(tǒng),是用字符對(duì)零件有關(guān)特征進(jìn)行描述和識(shí)別的一套特定的規(guī)則和依據(jù)。計(jì)算機(jī)集成制造computer integrated manufacturing:來(lái)源,1974年美國(guó)博士;定義,是信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的綜合應(yīng)用,旨在提高制造型企業(yè)的生產(chǎn)率和響應(yīng)能力并行工程concurrent engineering;定義
4、,對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式面向X的設(shè)計(jì)design for X:包括DFM和DFA精良生產(chǎn)lean production:來(lái)源,日本豐田汽車(chē)公司;原則,消除一切浪費(fèi)、完美質(zhì)量和零缺陷、柔性制造系統(tǒng)及不斷改進(jìn)。敏捷制造agile manufacturing :來(lái)源,美國(guó)國(guó)防部1991年完成的“ 21世紀(jì)制造企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”報(bào)告;特征, 虛擬公司、大圍通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、模塊化柔性成品設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)、有知識(shí)和技術(shù)的人才是企業(yè)關(guān)鍵及基于任 務(wù)的組織和管理6. 零件成型方法材料成形法:用于毛坯制造;材料去除法:目前零件的最主要加工方法;材料累加法:快速原型制造。2章1. 機(jī)
5、械制造工藝過(guò)程定義:直接改變零件形狀、尺寸、相對(duì)位置和性能等,使其成為成品或半成品的過(guò)程。包括零件的制造和零件 的裝配。零件制造 毛坯和零件成形、機(jī)械加工、材料改性與處理及機(jī)械裝配。2. 工序、安裝、工位、工步和走刀工序:一個(gè)或一組工人在同一機(jī)床或同一個(gè)工作地,對(duì)一個(gè)或者同時(shí)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分機(jī)械加工工藝過(guò)程; 安裝:工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序;工位:工件在一次安裝中先后經(jīng)過(guò)不同位置進(jìn)行加工,即工件在占據(jù)每個(gè)位置時(shí)完成的那部分工序;工步:加工表面和切削刀具不變情況下完成的那部分工序;走刀:每次工作進(jìn)給所完成的工步。3. 生產(chǎn)類(lèi)型劃分單件小批量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)。前者采
6、用通用夾具刀具量具機(jī)群式機(jī)床布置、調(diào)整或修配法裝配;后者采用專(zhuān)用夾具刀具量具自動(dòng)化機(jī)床流水 線布置、互換法和分組裝配法裝配;中者居中。4. 切削加工成形方法和成形運(yùn)動(dòng)軌跡法、成形法、相切法及成法。主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及定位和調(diào)整運(yùn)動(dòng)。5. 典型表面加工方法外圓:車(chē)削、成形車(chē)削、旋轉(zhuǎn)拉削、研磨、銑削外圓、成形外圓磨、普通外圓磨、無(wú)心磨、車(chē)銑加工和滾壓加工。其中普通外圓磨適合黑色金屬和淬火鋼外圓表面加工;拉削和無(wú)心磨屬大批量生產(chǎn);車(chē)銑屬新型加工方法;滾壓可形成加工表面壓應(yīng)力。孑L:鉆擴(kuò)鉸鏜拉擠磨。其中拉削為大批量生產(chǎn);磨孔適合高精度和淬硬孔加工。平面:刨插磨車(chē)鏜拉。其中插削可加工孔鍵槽;拉削適合大批量
7、生產(chǎn)。螺紋:車(chē)攻套、盤(pán)形銑梳形銑旋風(fēng)銑及磨滾壓。齒形加工:銑磨滾剃插和展成法磨齒。6. 切削用量和切削截面參數(shù)切削用量:切削速度,進(jìn)給量,背吃刀量也叫切削深度.。切削截面參數(shù):切削厚度,切削寬度,切削截面面積丨。h d = fho = Qp -= aitf =力故主偏角越大,切削厚度越大,切削寬度越小。7. 基準(zhǔn)和裝夾基準(zhǔn):用來(lái)確定加工對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)線面。裝夾:包括定位和夾緊。定位:工件在機(jī)床上占據(jù)正確的位置;夾緊:工件在各種力下保持正確的位置不變動(dòng)。基準(zhǔn)分類(lèi):設(shè)計(jì)基準(zhǔn):設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn):工藝過(guò)程中采用的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn):工序圖上確定本工序加工表面位置的
8、基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn):加工中用作定位的基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn):使用未加工表面作為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn):使用經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的表面作為定位基準(zhǔn)附加基準(zhǔn):零件上根據(jù)加工工藝需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。軸類(lèi)零件的頂尖孔和殼體類(lèi)零 件的工藝孔和工藝凸臺(tái)。測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)選擇原則: 粗基準(zhǔn):保證相互位置要求、余量均勻分配、便于工件裝夾和粗基準(zhǔn)在一個(gè)方向上只允許使用一次。精基準(zhǔn):基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、互為基準(zhǔn)、自為基準(zhǔn)和便于裝夾?;鶞?zhǔn)統(tǒng)一:軸類(lèi)零件常使用兩頂尖孔;箱體類(lèi)零件使用一面兩孔;盤(pán)套類(lèi)使用一端面和一短圓孔;套 類(lèi)零件使用一長(zhǎng)孔和一止推面。直接找正裝夾:?jiǎn)渭∨a(chǎn)或精度要求特別高的場(chǎng)合;戈【J線找正裝夾:鑄件粗加工;使用
9、夾具裝夾:效率高 定位精度可靠,廣泛應(yīng)用。定位六點(diǎn)定位原則:采用六個(gè)支撐點(diǎn)合理布置,使工件有關(guān)定位表面和其接觸,每一個(gè)支撐點(diǎn)限制了工件的一個(gè)自 由度,則工件6個(gè)自由度都被限制,工件位置唯一確定。完全定位:6個(gè)自由度都被限制;不完全定位:6個(gè)自由度沒(méi)有全部被限制;欠定位:按照工藝要求應(yīng)該被限制的自由度沒(méi)有被限制;過(guò)定位:某個(gè)自由度被定位元件重復(fù)限制。關(guān)于過(guò)定位,如果工件表面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工,且形狀尺寸位置精度都很高,則過(guò)定位允許并且必要;如果工件表 面是毛坯面,或者機(jī)械加工的精度不高,則不允許。8. 定位誤差及計(jì)算來(lái)源:基準(zhǔn)位置誤差,工件的表面或者夾具上的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的;基準(zhǔn)不重合,工件的
10、工序基準(zhǔn)和 定位基準(zhǔn)不重合。定位誤差計(jì)算:工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位元件的表面在加工尺寸方向上的最大尺寸變動(dòng)量。要記住的孔銷(xiāo)間隙配合:非固定邊接觸時(shí),、, ,其中為工件上定位孔的最大直徑,為定位銷(xiāo)的最小直徑;固定邊接觸時(shí),工門(mén)J J'外圓于V形塊上銑鍵槽:豎直方向:距外圓中心, :2 sin 號(hào)距下母線時(shí),.'2 sin 違距上母線時(shí),二'2 sin 導(dǎo)其中 為工件外圓公差。水平方向:為零。9. 機(jī)械加工工藝工藝系統(tǒng)機(jī)械加工工藝過(guò)程中硬件和軟件的集合。硬件包括機(jī)床、夾具、刀具和工件。10. 機(jī)床12類(lèi):車(chē)銑鉆磨鏜、牙絲刨拉鋸、特種加工和其他機(jī)床?;窘M成:動(dòng)力源、傳動(dòng)系統(tǒng)、支撐
11、件、工作部件、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)11. 夾具組成:定位元件和定位裝置、夾緊元件和夾緊裝置、對(duì)刀和導(dǎo)向元件、連接元件和夾具體。分類(lèi):通用夾具、專(zhuān) 用夾具、通用可調(diào)夾具、組合夾具。其中組合夾具適合新產(chǎn)品的試制、單件小批生產(chǎn)和臨時(shí)性生產(chǎn)任務(wù)。12.刀具幾何角度 刀具標(biāo)注坐標(biāo)系:T:通過(guò)切削刃選定點(diǎn),與假定主運(yùn)動(dòng)方向相垂直基面切削平面 主剖面 前角,后角,主偏角,副偏角,刃傾角刃傾角對(duì)刀尖強(qiáng)度和切屑的影響:切削刃在基面的投影且垂直于基面。面和切削平面垂直嘉 0副 /7悅和為上ill5:過(guò)切削刃后角時(shí),刀尖強(qiáng)度低,切屑流向未加工表面;向已加工表面。刀具實(shí)際工作角度:實(shí)際工作前角和后角與刀具的進(jìn)
12、給量和工件直徑有關(guān)。工件直徑越小,進(jìn)給量越大,實(shí)際工作的前角越大,實(shí)際工作的后角越小。故橫車(chē)時(shí),工件半徑很小時(shí),是被擠斷的13.刀具性能要求和材料選擇高硬度和耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、耐熱性、良好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性。碳素工具鋼:耐熱性差,用于手工工具;合金工具鋼高速鋼:用于鉆頭絲錐拉刀和成形車(chē)刀齒輪刀具,加工非鐵金屬到高溫合金,其中重要的是W18Cr4V ;硬質(zhì)合金鋼:用于制造大多數(shù)車(chē)刀銑刀鉆頭,能加工淬火鋼,重要的是硬鉆類(lèi)、硬鈦類(lèi)、硬鎢類(lèi)。瓷和超硬材料:天然金剛石,人造金剛石和聚晶立方氮化硼。14.砂輪砂輪的五要素:磨料、粒度、硬度結(jié)合劑和組織。粒度:不小于40um時(shí)每英寸長(zhǎng)度上網(wǎng)眼數(shù),小于4
13、0um 時(shí)用微米數(shù)字表示。硬度:磨粒在磨削力作用下,從砂輪表面脫落的難易程度,工件硬時(shí)選軟砂輪,加工塑性材 料選硬砂輪。1.切屑形成和切削變形區(qū)直角自由切削:沒(méi)有副切削刃參與切削,并且刃傾角 角為零的刨刀。切削三變形區(qū):第一變形區(qū):受前刀面的剪切和擠壓;第二變形區(qū);-| A -削刃和后刀面的擠壓和摩擦。第一變形區(qū)一般很窄,故可以稱(chēng)作剪切面,其與切削速度方向的夾角叫剪切角。如刃傾第三變形區(qū):切刀具前角越小,剪切角越小。2. 切屑變形程度表示方法和切削變形影響因素表示方法:剪切應(yīng)變和變形系數(shù)切削變形的影響因素:工件材料:越硬越小刀具幾何參數(shù):工件前角 越大,剪切角越大,變形越小切削用量:A切削速度
14、,無(wú)積屑瘤時(shí),切削速度越高變形越小,原因有二,切屑來(lái)不及變形和切削溫度升 高,摩擦系數(shù)減小,進(jìn)而剪切角變小,變形變小。有積屑瘤時(shí),通過(guò)影響實(shí)際工作的前角來(lái)影響,在切屑瘤增長(zhǎng)階段,隨切削速度增加,實(shí)際工作前角增大,變形減小,在切屑瘤減小階段,隨切屑速度增加,實(shí)際工作前角減小,變形增大,在高速階段,隨切削速度增加,變形減小。B進(jìn)給量,進(jìn)給量越大,摩擦越小,變形越小。C切削深度,基本無(wú)影響。3. 切屑類(lèi)型帶狀切屑,節(jié)狀切屑擠裂切屑,粒狀切屑單元切屑及崩碎切屑。帶狀切屑:切削塑性材料,進(jìn)給量較小,切削速度較高,刀具前角較大時(shí)。節(jié)狀切屑:切削塑性材料,進(jìn)給量較大,切削速度較低,刀具前角較小時(shí)。粒狀切屑:
15、切削硬度高的塑性材料如淬火鋼,進(jìn)給量較大,切屑速度較低,刀具前角較小時(shí)。崩碎切屑:切削脆性材料時(shí)。4. 切削力切削力來(lái)源: 切屑形成過(guò)程中彈性變形及塑性變形產(chǎn)生的抗力;刀具與切屑及工件表面之間的摩擦力。切削力分解:切削力'.:用于計(jì)算刀具強(qiáng)度,設(shè)計(jì)機(jī)床零件,確定機(jī)床功率。背向力:用于計(jì)算與加工精度有關(guān)的工件撓度和刀具、機(jī)床零件的強(qiáng)度。與振動(dòng)有關(guān)。進(jìn)給力:用于設(shè)計(jì)進(jìn)給功率和設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)。要注意的關(guān)系:嚴(yán)=佗-:和,其中為切削合力在基面的投影。切削力計(jì)算主要是經(jīng)驗(yàn)公式,指數(shù)形式的和切削層單位面積切削力的計(jì)算公式。影響切削力的因素工件材料:塑性越高,變形越大,需要做的功越多,切削力越大。
16、刀具幾何角度:影響最大的是前角:前角越大,剪切角越大,變形越小,切削力越小。主偏角越小,進(jìn)給力越大。刀尖圓弧半徑:刀尖圓弧半徑增大,相當(dāng)于主偏角減小。刃傾角二段向力減小,進(jìn)給力增大。切削用量:背吃刀量.:切削深度增加,切削面積增大,切削力正比增大。進(jìn)給量,:進(jìn)給量增大,切削面積正比增大,但變形減小,故切削力近似正比增大。flr切肖切削速度:通過(guò)對(duì)變形系數(shù)的影響來(lái)影響切削力。無(wú)積屑瘤時(shí),有積屑瘤時(shí),在積屑瘤增加階段,隨速度增加,變形增加,切削力增加,在高速階段,隨速度增加,變形減小,切削力減小。刀具材料:看與工件材料的親和性。切屑液:使用時(shí),切削力小。5. 切削熱和切削溫度切削熱產(chǎn)生:切削功率的
17、消耗,能量的轉(zhuǎn)換。切削熱影響因素:切削深度.對(duì)切屑熱影響最大,其次切削速度,再次進(jìn)給量,。產(chǎn)生位置:剪切區(qū),切屑和前刀面接觸區(qū),后刀面和切削表面接觸區(qū)。其中切屑帶走的熱量最多。切削熱分布特點(diǎn)剪切區(qū):沿剪切方向溫度基本相同;垂直于剪切方向,溫度梯度最大。前刀面和切屑接觸區(qū),后刀面和切削表面接觸區(qū):最高溫度在離切削刃有一定距離的地方。切削溫度切削用量對(duì)其影響:切削速度影響最大,其次進(jìn)給量,再次切削深度 。切削深度影響比較小是因?yàn)椋谑骨邢鳠嵩黾拥耐瑫r(shí)也增加了切削面積,即散熱面積。刀具幾何角度對(duì)其影響:前角增加,變形減小,切削熱產(chǎn)生少,切削溫度下降;主偏角力口,切削溫度下降;副倒棱寬度和刀尖圓弧半徑
18、對(duì)切削溫度影響很小。工件材料:塑性硬度增加時(shí),產(chǎn)生的切削熱增加,切削溫度增加;熱導(dǎo)率越大,切削溫度越低。刀具磨損:磨損越大,切削溫度越高。切削液:有則低。6. 刀具磨損、刀具使用壽命和刀具破損刀具破壞形式:磨損和破損刀具磨損:磨損形式:前刀面磨損,切削塑性材料,切削速度和切削厚度較大時(shí)產(chǎn)生;后刀面磨損,切削鑄鐵和以較小的切削厚度切削塑性材料時(shí)產(chǎn)生;邊界磨損, 工件在邊界處的硬質(zhì)點(diǎn)摩擦和刀具邊沿應(yīng)力梯度和溫度梯度大造成。磨損原因:磨料磨損,低切削速度時(shí);粘結(jié)磨損,中高速切削速度下;擴(kuò)散磨損和化學(xué)磨損,切削溫度很高時(shí)會(huì)加重。磨損過(guò)程:初期磨損,刀具后刀面得加工缺陷造成磨損速度快;正常磨損,比較緩慢
19、;急劇磨損,刀具已經(jīng)磨鈍,切削溫度迅速增加造成急劇磨損。磨鈍標(biāo)準(zhǔn):IS01/2背吃刀量處測(cè)得的磨損帶寬度VB,或者沿工件徑向的刀具磨損尺寸NB。當(dāng)主要考慮加工精度時(shí)米用后者。刀具使用壽命 r刀具耐用度:刃磨后的刀具自開(kāi)始切削到磨損量達(dá)到刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間。與切削用量的關(guān)系:泰勒公式傀切削速度 影響最大,其次進(jìn)給量,再次切削深度,和切削用量對(duì)切削溫度影響一致。刀具破損形式:工具鋼和高速鋼:燒刀、卷刀、折斷。 硬質(zhì)合金鋼、瓷、立方氮化硼和金剛石刀具:崩刀、折斷、剝落、熱裂。7. 工件材料切削加工性定義:在一定的切削條件下,工件材料切削加工的難易程度。影響因素:A材料力學(xué)性能。塑性伸長(zhǎng)率.
20、和韌性越高,切削加工性越差。熱導(dǎo)率越大,切削加工性越好。B材料化學(xué)成分。非金屬元素S、Pb、Ca、P使材料切削加工性提高易切削鋼。金屬元素,一般使材料的切削加工性降低。而C含量居中切削加工性最好。C金相組織。鐵素體,珠光體 好像是鐵素體和滲碳鐵間隔分布 ,后者切削加工性好。馬氏體和珠光體,前者太硬,切削加工性差。低碳鋼正火處理,使硬度適中,利于加工,高碳鋼球化退火, 降低硬度,利于加工。8. 刀具幾何參數(shù)和刀具使用壽命選擇前角-合理選擇前角原則:考慮刀具強(qiáng)度時(shí)小前角;塑性材料、工藝系統(tǒng)剛度差易振動(dòng)或功率不足時(shí)大前角;成形車(chē)刀,小前角甚至負(fù)前角。加工塑性材料合理前角大于加工脆性材料合理前角lOp
21、ttopi后角 合理選擇原則:考慮刀具強(qiáng)度時(shí)選小后角;優(yōu)先考慮加工尺寸要求時(shí)選小前角。副偏角選擇:越小可以減小加工表面粗糙度。刃傾角,選擇:刃傾角小,或者負(fù)值,刀尖強(qiáng)度高;刃傾角大切削力低;影響切屑流出方向前面有。刀具使用壽命選擇兩種方法:加工效率選擇的使用壽命叫最大生產(chǎn)率刀具使用壽命;加工成本考慮選擇的叫經(jīng)濟(jì)刀具使用壽命。9. 切削用量選擇的原則粗加工時(shí),一般先按刀具使用壽命限制確定切削用量,之后驗(yàn)算系統(tǒng)剛度、機(jī)床和刀具的剛度是否影響。精加工時(shí),主要按表面粗糙度和加工精度選擇切削用量。選擇原則:使.、.三者乘積最大。因此先選擇大的切削深度,再選擇大的進(jìn)給量,再根據(jù)刀具使用壽命公式算出切 削速
22、度。而一般切削深度是由工藝過(guò)程和毛坯余量決定的。4章1. 機(jī)械加工質(zhì)量廠機(jī)械加工精度 尺寸精度6形狀精度機(jī)械加工質(zhì)量I相互位置精度I機(jī)械加工表面質(zhì)量r機(jī)械加工表面粗糙度機(jī)械加工表面變質(zhì)層加工硬化和殘余應(yīng)力2. 機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響耐磨性:一般表面粗糙度越小,耐磨性越好,但過(guò)小增加成本的同時(shí),破壞了潤(rùn)滑油膜,造成干摩擦,耐磨性 下降。疲勞強(qiáng)度:表面粗糙度越大,疲勞強(qiáng)度越低;殘余壓應(yīng)力可以提高疲勞強(qiáng)度,殘余拉應(yīng)力則減小疲勞強(qiáng)度。 耐蝕性:表面粗糙度越小,耐蝕性越好。配合精度:表面粗糙度越大,影響間隙配合的精度,影響過(guò)盈配合的過(guò)盈量。3. 機(jī)械加工系統(tǒng)的原始誤差工藝系統(tǒng)靜誤差:零件未加工
23、前工藝系統(tǒng)就有的誤差。主要有原理誤差、機(jī)床誤差、夾具誤差、刀具誤差、量 具誤差、裝夾誤差、測(cè)量誤差、調(diào)整誤差。工藝過(guò)程動(dòng)誤差:由于加工過(guò)程中受力、熱、磨損等原因的影響,工藝系統(tǒng)原有精度受到破壞引起的附加誤差。4. 誤差敏感方向很重要工件加工表面的法向方向。其對(duì)加工精度的影響最大。5. 機(jī)械加工精度的獲得方法尺寸精度:試切法,單件小批生產(chǎn)或高精度零件的加工。6.7.8.調(diào)整法,成批大量生產(chǎn)時(shí)。 尺寸刀具法,就是成形車(chē)刀。 自動(dòng)控制法,實(shí)質(zhì)是自動(dòng)化了的試切法。如數(shù)控,數(shù)控實(shí)質(zhì)是自動(dòng)化的調(diào)整法。形狀精度:成形運(yùn)動(dòng)法和非成形運(yùn)動(dòng)法。后者主要是人工檢測(cè)加工獲得,如0級(jí)平板的加工。位置精度:一次裝夾獲得法
24、、多次裝夾獲得法和人工檢測(cè)加工的非成形運(yùn)動(dòng)法。工藝系統(tǒng)原有誤差對(duì)加工精度的影響原理誤差:采用相似的加工方法和刀具形狀引起的。量具誤差與測(cè)量誤差裝夾誤差和夾具誤差:工件裝夾誤差和夾具對(duì)定誤差。一般,定位誤差控制在不大于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的三分之一。 刀具誤差:制造安裝誤差和調(diào)整誤差及微量進(jìn)給精度。刀具調(diào)整法中,常用按標(biāo)準(zhǔn)樣塊或?qū)Φ秹K調(diào)整刀具及按試切一個(gè)工件后實(shí)測(cè)尺寸來(lái)調(diào)整刀具。試切工件數(shù)量為1時(shí),刀具調(diào)整誤差為:.,試切工件數(shù)量為時(shí),調(diào)整誤差下降為。V n微量進(jìn)給時(shí)爬行主要是由于進(jìn)給機(jī)構(gòu)中各相互運(yùn)動(dòng)零件表面之間存在摩擦力,最主要的是機(jī)床工作臺(tái)與導(dǎo)軌之間的摩擦力。機(jī)床幾何誤差回轉(zhuǎn)精度:主軸徑向
25、跳動(dòng),主軸軸向串動(dòng)和主軸角度擺動(dòng)。徑向跳動(dòng)引起工件的圓度誤差:滑動(dòng)軸承時(shí),車(chē)床上,主軸軸頸圓度誤差影響最大,鏜床上軸承 孔的圓度誤差影響最大;滾動(dòng)軸承時(shí),車(chē)床上,環(huán)滾道的形狀誤差影響最大,鏜床上,外環(huán)滾道德 形狀誤差影響最大。軸向串動(dòng)造成工件端面的平面度誤差,以及端面對(duì)于外圓的垂直度,車(chē)螺紋時(shí)螺距誤差:滑動(dòng)軸承時(shí),主軸軸頸的軸向承載面或主軸軸承的承載面與主軸回轉(zhuǎn)軸線之間的垂直度誤差引起,取決于精度較高的一個(gè);滾動(dòng)軸承時(shí),取決于止推軸承兩個(gè)滾道的精度和滾動(dòng)體的精度。角度擺動(dòng)不僅影響加工表面的圓度誤差,而且影響加工表面的圓柱度誤差提高方法:采用液壓或氣壓軸承。成形運(yùn)動(dòng)間的位置關(guān)系錐形:刀具的直線運(yùn)
26、動(dòng)和工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸線不平行。雙曲面形:刀具的直線運(yùn)動(dòng)和工件回轉(zhuǎn)軸線空間交錯(cuò)。車(chē)床上回轉(zhuǎn)工件端面上凸或者下凹:刀具直線運(yùn)動(dòng)和工件回轉(zhuǎn)軸線不重合。鏜床上鏜孔圓度誤差:工件直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與鏜桿的回轉(zhuǎn)軸線不平行。成形運(yùn)動(dòng)間速度關(guān)系傳動(dòng)鏈誤差一般可用傳動(dòng)鏈末端件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)表示。提高傳動(dòng)精度的措施:減少傳動(dòng)鏈的環(huán)數(shù);采用降速傳動(dòng)鏈;提高末端傳動(dòng)元件的制造精度;采用誤差補(bǔ)機(jī)床受力變形和誤差復(fù)映和機(jī)床受熱變形機(jī)床的剛度'二二芻誤差復(fù)映:由于工藝系統(tǒng)的受力變形,工件加工前的誤差以類(lèi)似的形狀反映到加工后的工件上去,造成誤差的 現(xiàn)象。減小誤差復(fù)映的措施是提高機(jī)床的剛度。誤差復(fù)映系數(shù)戸一般小于1。機(jī)床受熱變形
27、熱源主要有部熱源和外部熱源。銑削或者刨削薄板零件時(shí),會(huì)產(chǎn)生下凹的誤差形狀。工件殘余應(yīng)力切削加工時(shí),表層金屬若受切削熱作用而膨脹,會(huì)受到里層金屬的阻礙而產(chǎn)生壓應(yīng)力。若表層溫度過(guò)高產(chǎn)生了熱 塑性變形,加工完畢冷卻后,表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,而里層產(chǎn)生壓應(yīng)力。在磨削時(shí),由于發(fā)熱嚴(yán)重,使得表層 的拉應(yīng)力可能超過(guò)強(qiáng)度極限而產(chǎn)生裂紋。這段話不是太懂9.加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析加工誤差的分類(lèi):系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差包括常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。變值系統(tǒng)誤差主要來(lái)源是加工過(guò)程中機(jī)床刀具夾具的熱變形和磨損。加工誤差的分布規(guī)律:正態(tài)分布、 平頂分布變值系統(tǒng)誤差、雙峰分布采用了不同的機(jī)床或者夾具、偏態(tài)分布軸的話分布中心
28、橫坐標(biāo)值偏大,孔的話分布中心的橫坐標(biāo)值偏小。加工誤差的分析方法:分布圖法、點(diǎn)圖法可以看出變值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差規(guī)律。點(diǎn)圖法中的圖當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定時(shí),沒(méi)有點(diǎn)子超過(guò)控制線,大部分點(diǎn)子在均值上下波動(dòng),小部分點(diǎn)子在控制線附近,并且點(diǎn)子沒(méi)有明顯的上升或下降趨勢(shì)以及周期性的波動(dòng)。分布圖法中工序能力參數(shù):,其它的以前都學(xué)過(guò),只是有一點(diǎn)不同的是概率密度函數(shù)和數(shù)學(xué)上不同,是從均值處開(kāi)始的積分,不是無(wú)窮小處。10. 機(jī)械加工表面質(zhì)量機(jī)械加工表面粗糙度:理論表面粗糙度和實(shí)際表面粗糙度。理論表面粗糙度得影響因素:主偏角越小,副偏角越小,進(jìn)給量越小,刀尖圓弧半徑越大,理論表面粗糙度越 ??;積屑瘤的影響;鱗刺的影響;振動(dòng)。
29、加工硬化:定義:經(jīng)切削或者磨削之后的工件表面往往比基體的硬度要高,這種表面硬化的現(xiàn)象叫加工硬化。加工硬化的描述:硬化程度.和硬化深度控制加工硬化的措施:選擇較小的前角、后角和刀尖鈍圓半徑;合理選擇VB值;提高刀具刃磨質(zhì)量;合理選擇切削用量,盡量選擇較高的切削速度和較小的進(jìn)給量;使用性能好的切削液。殘余應(yīng)力:刀具前角對(duì)其影響:前角為較大負(fù)值時(shí)可以得到殘余壓應(yīng)力;前角為正值并且增大時(shí),工件表面殘余拉應(yīng)力增 加。11. 磨削燒傷磨削工件時(shí)當(dāng)工件表層溫度達(dá)到或者超過(guò)金屬相變溫度時(shí),金屬材料的金相組織將發(fā)生變化,表層顯微硬度發(fā) 生變化,并且伴有殘余應(yīng)力產(chǎn)生,甚至出現(xiàn)裂紋,同時(shí)出現(xiàn)彩色氧化膜,這種現(xiàn)象叫磨
30、削燒傷。分類(lèi):回火燒傷、退火燒傷、淬火燒傷。12. 機(jī)械加工過(guò)程中的振動(dòng)分類(lèi):自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)。自激振動(dòng)其頻率等于或接近系統(tǒng)的固有頻率,由系統(tǒng)本身的參數(shù)決定。強(qiáng)迫振動(dòng)其頻率與干擾力的頻率相同或者成倍數(shù)關(guān)系。自激振動(dòng)中可以注意下重疊系數(shù)。三角螺紋的車(chē)刀和90。車(chē)刀重疊系數(shù)是0;而切斷刀重疊系數(shù)是1。1. 機(jī)械加工工藝規(guī)程定義:將制訂好的零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程按一定的格式通常為表格或圖表和要求描述出來(lái),作為指令性的技術(shù)文件。三種使用場(chǎng)合:?jiǎn)渭∨a(chǎn), 用工藝過(guò)程卡;大批量生產(chǎn)時(shí), 用工藝過(guò)程卡和加工工序卡;中小批量時(shí),用機(jī)械加工工藝卡。2. 加工經(jīng)濟(jì)精度定義:在在正常的加工條件下 使用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人、合理的工時(shí)定額所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度。加工經(jīng)濟(jì)精度是一個(gè)精度圍而不是一個(gè)值。3. 加工方法選擇注意點(diǎn)有色金屬精加工,因材料過(guò)軟容易堵塞砂輪而不宜采用磨削;鋼件和鑄鐵可采用磨削,而一般淬火表面只 能用磨削。4. 典型表面加工路線外圓A粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) 精度要求不高于IT7,粗糙度不小于 0.8um。B粗車(chē)-半精車(chē)-粗磨-精磨精度要求不高于IT6,粗糙
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