機械制造技術基礎復習資料最全2014

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上機械制造技術基礎第1章 緒論1、 機械的制造工藝過程通常分為熱加工工藝過程和冷加工工藝過程，它們都是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使之成為成品或半成品的過程。2、 機械制造（冷加工）工藝過程一般是指零件的機械加工工藝過程和機器的裝配工藝過程。因此，機械制造（冷加工）也是研究機械加工和裝配工藝過程及方法的科學。第2章 制造工藝裝備1、 金屬切削加工：是利用刀具從工件待加工表面上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。2、 切削運動可分解為主運動和進給運動。主運動是使工件與刀具產生相對運動以進行切削的最基本運動（速

2、度最高、功率最大、主運動只有一個）；進給運動是不斷把切削層投入切削，以逐漸切削出整個工件表面的運動（進給運動可以有一個或幾個）。3、 切削過程中工件上通常存在著3個不斷變化的表面：已加工表面、待加工表面、加工表面。切削要素包括切削用量和切削層的幾何參數。切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度）三要素。切削層幾何參數包括切削層公稱厚度、切削層公稱寬度bD、切削層公稱橫截面積AD。切削用量和切削截面參數切削截面參數：切削厚度，切削寬度，切削截面面積。 故主偏角越大，切削厚度越大，切削寬度越小。5、刀具幾何角度前刀面：切屑流過的表面。主后刀面：與工件上過渡表面相對的表面。副后刀面：與工件上

3、已加工表面相對的表面。主切削刃：前刀面與主后刀面的交線。主要副切削刃：前刀面與副后刀面的交線。協(xié)同刀尖：主切削刃與副切削刃連接處的那部分切削刃。它可以是小的直線段或圓弧。6、刀具標注坐標系基面：通過切削刃選定點，與假定主運動方向相垂直的平面。切削平面：過切削刃在基面內的投影且垂直于基面。主剖面：過切削刃上選定點，與基面和切削平面垂直的平面。7、 刀具的標注角度前角：前刀面與基面。后角：主后刀面與切削平面。主偏角：在基面內測量的主切削刃 在基面上的投影與假定進給運動方向的夾角。正值副偏角：在基面內測量的副切削刃在基面上的投影與假定進給運動反方向的夾角。正值刃傾角：在切削平面內測量的主切削刃與基面

4、間的夾角。刃傾角對刀尖強度和切屑的影響：時，刀尖強度低，切屑流向未加工表面；時，刀尖強度高，流向已加工表面。8、刀具實際工作角度：實際工作前角和后角與刀具的進給量和工件直徑有關。工件直徑越小，進給量越大，實際工作的前角越大，實際工作的后角越小。故橫車時，工件半徑很小時，是被擠斷的。9、刀具性能要求和材料選擇（1）高的硬度：刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度。（2）高的耐磨性：一般刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。（3）足夠的強度和韌性：以便承受切削力、沖擊和振動，而不致于產生崩刃和折斷。（4）高的耐熱性（熱穩(wěn)定性）：指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的能力。（5）良好的熱物理性能和

5、耐熱沖擊性能：刀具材料的導熱性能要好，不會因受到大的熱沖擊產生刀具內部裂紋而導致刀具斷裂。（6）良好的工藝性、經濟性：刀具材料應具有良好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能、磨損加工性能等。碳素工具鋼及合金工具鋼：耐熱性差，用于手工工具；高速鋼：具有較高的硬度和耐熱性、制造工藝簡單、能鍛造應用廣泛。硬質合金鋼：硬度高，耐高溫，耐磨性好應用廣泛，但抗彎強度低、沖擊韌性差，刀口不鋒利不能完全取代高速鋼。10、 刀具角度的選擇（1） 前角前角對切削的難易有很大的影響。增大前角（工件強度低、塑性材料、韌性好的、精加工）能使刀刃變得鋒利，使切削更加輕快，可以減小切削變形，從而使切削力和切削功率減小。減小前角

6、（脆性材料、韌性差的、粗加工）可使刀刃和刀尖強度上升，刀具散熱體積增大，提高壽命。（2） 后角后角的功能是減小后刀面與工件的摩擦和后刀面的磨損。其大小對刀具耐用度和工件已加工表面質量都有很大影響。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，后角宜取小值。（3） 主偏角和副偏角對刀具耐用度影響大，減小可使刀尖增大，強度提高，散熱條件改善即耐用度提高。故減小可降低殘留面積的高度，減小加工表面粗糙度。精加工、工藝系統(tǒng)剛性好時取小值。（4） 刃傾角主要影響刀頭的強度和切屑流動的方向。增大可提高強度。11、 車刀的結構形

7、式有整體式、焊接式、機夾重磨式和機夾可轉位式。12、 麻花鉆的螺旋角和前角從外緣向中心逐漸減小，前角由30度降到-30度，故靠近中心處的切削條件很差。13、 銑刀方式（周銑法和端銑法）周銑法：可分為逆銑和順銑。逆銑時，刀齒由切削層內切入，從待加工表面切出，切削厚度由零增至最大。由于刀刃并非絕對鋒利，所以刀齒在剛接觸工件的一段距離上不能切入工件，只是在加工表面上擠壓、滑行，使工件表面產生嚴重冷硬層，降低了表面加工質量，并加劇了刀具磨損。順銑時，切削厚度由大到小，沒有逆銑的缺點。同時，順銑時的銑削力始終壓向工作臺，避免了工件上下震動，因而提高銑刀的耐用度和加工表面質量。但順銑時由于水平切削分立與進

8、給方向相同，可能使機床工作臺產生竄動，引起震動和進給不均勻。14、 機床的型號編制（機床按加工性質和用途可分為12類）15、常用的形成發(fā)生線的方法：軌跡法、成形法、相切法、展成法。、16、夾具裝夾是將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程。定位是確定工件在機床或夾具中占有正確位置的過程。夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。（先定位后夾緊）分類：通用夾具、專用夾具、通用可調夾具、組合夾具和成組夾具。其中組合夾具適合新產品的試制、單件小批生產和臨時性生產任務。夾具的主要組成部分：定位元件、夾緊裝置、對刀元件、導引元件、其他裝置、連接元件和連接表面、夾具體。17、 六點

9、定位原理的定義：分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定位置的方法，成為工件的六點定位原理。18、 完全定位的定義：分布的六個定位支承點，限制了工件全部六個自由度，稱為工件的“完全定位”。 不完全定位的定義：按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位。19、 過定位的定義：工件的同一自由度被兩個或兩個以上的支撐點重復限制的定位，稱為過定位（又叫重復定位）。 欠定位的定義：在工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。20、 產生定位誤差的原因：一是由于定位基準與設計基準不重合，稱為基準不重合誤差(基準不符誤差)；二是由于基準位置誤差引起的定位誤差。21、

10、夾緊裝置的基本要求(1)夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；(2)夾緊力大小要適當。夾緊機構既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不振動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形；(3)夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力；(4) 機構應盡量簡單，制造、維修方便。22、典型夾緊機構：斜楔夾緊機構、螺旋、圓偏心、定心、聯(lián)動。第3章1、切屑形成和切削變形區(qū)直角自由切削：沒有副切削刃參與切削，并且刃傾角。切削三大變形區(qū)：剪切滑移第一變形區(qū)：受前刀面的剪切和擠壓，主要受前刀面的剪切滑移變形，也稱為剪切區(qū)，是切削過程中產生變形的主要區(qū)域。一般很窄；第二變形區(qū)：切屑從材料基體分離后繼續(xù)受到前刀面的

11、擠壓和摩擦，進一步產生滑移變形，產生變形區(qū)，位于刀-屑接觸區(qū)；第三變形區(qū)：切削刃和后刀面與已加工表面間的擠壓和摩擦產生的以加工硬化和殘余應力為特征的滑移變形。2、切屑變形程度表示方法和切削變形影響因素表示方法：剪切應變和變形系數3、在粘結區(qū)，切屑的底層與前面呈現冷焊狀態(tài)，切屑與前面之間不是一般的外摩擦，這時切屑底層的流速要比上層緩慢得多，從而在切屑底部形成一個滯流層 。所謂“內摩擦”就是指滯流層與上層流屑層內部之間的摩擦，這種內摩擦也就是金屬內部的剪切滑移。其摩擦力的大小與材料的流動應力特性及粘結面積的大小有關。所謂外摩擦就是指摩擦力的大小與法向力成正比而與接觸面積無關，切屑離開粘結區(qū)后進入滑

12、動區(qū)。在該區(qū)域內刀屑間的摩擦僅為外摩擦。刀屑接觸面間有二個摩擦區(qū)：內摩擦區(qū)和外摩擦區(qū)。金屬的內摩擦力要比外摩擦力大得多，因此，應著重考慮內摩擦。 4、 積屑瘤定義：在切削速度不高而又能形成連續(xù)切屑的情況下，加工一般鋼料或其他塑性材料時，常常在刀具前面粘著一塊剖面有時呈三角狀的硬塊。它的硬度很高，通常是工件材料的23倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時，能夠代替切削刃進行切削。這塊冷焊在前面上的金屬稱為積屑瘤。當為中等溫度，摩擦系數最大時，產生的積屑瘤也最大。對切削過程的影響：使刀具實際前角增大，切削力下降；影響刀具耐用度；使切入深度增大；使工件表面粗糙度值變大?？偟膩碚f，對粗加工一般是有利的，對于精加工

13、要防止。避免產生或減小積屑瘤的措施：（1） 避開中速區(qū)，采用較低或較高的切削速度。（2） 采用潤滑性能好的切削液，較小摩擦；（3） 增大刀具前角，減小刀-屑接觸壓力；（4） 采用適當的熱處理方法提高工件硬度，減小加工硬化的傾向。5、切削變形的影響因素：工件材料：越硬越??；刀具幾何參數：工件前角越大，剪切角越大，變形越??；切削用量：切削速度，無積屑瘤時，切削速度越高變形越小。切削層公稱厚度：越大，變形小。6、切屑類型：帶狀、擠裂、單元、崩碎（前三種是切削塑性材料，減小前角，降低速度，加大切削厚度就可得到單元，反之為帶狀）7、切削力的來源：切屑形成過程中彈性變形及塑性變形產生的抗力；刀具與切屑及工

14、件表面之間的摩擦阻力。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。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：主偏角越大，背向力越小，進給力越大。刀尖圓弧半徑：刀尖圓弧半徑增大，相當于主偏角減小。刃傾角：刃傾角越，背向力減小，進給力增大。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。進給量：進給量增大，切削面積正比增大，但變形減小，故切削力近似正比增大。切削速度：通過對變形系數的影響來影響切削力。無積屑瘤時，切削隨度越高，變形越小，切削力越??；有積屑瘤時，在積屑瘤增加階段，隨速度增加，變形減小，切削力下降

15、，在積屑瘤減小階段，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，切削力小。8、切削熱和切削溫度（不多）切削熱產生：切削功率的消耗，能量的轉換。切削熱影響因素：切削深度對切屑熱影響最大，其次切削速度，再次進給量。產生位置：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。9、刀具破壞形式：磨損和破損（1）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產生；主后刀面磨損，切削鑄鐵和以較小的切削厚度切削

16、塑性材料時產生；同時磨損，以較高速度和中等切削厚度切削塑性材料時產生。（2）磨損原因：磨料磨損，低切削速度時；粘結磨損，中高速切削速度下；擴散磨損和化學磨損，切削溫度很高時會加重；擴散；氧化；相變；熱電；塑性變形。（3）磨損過程：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；急劇磨損，刀具已經磨鈍，切削溫度迅速增加造成急劇磨損。（4）刀具耐用度：刃磨后的刀具自開始切削到磨損量達到刀具的磨鈍標準為止的切削時間。（5）刀具耐用度的影響因素與切削用量的關系：泰勒公式 （T為耐用度）切削速度影響最大，其次進給量，再次切削深度。刀具幾何參數：主偏角大，切削溫度高，耐用度低；前角相反。

17、工件材料：強度、硬度高，切削溫度高，耐用度低。（6）刀具破損形式：脆性破損（碎斷、崩刃、裂紋、剝落）、塑性破損。（7）切削用量選擇的原則 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機床性能，在保證工件加工質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。 粗加工時，一般先按刀具使用壽命限制確定切削用量，之后驗算系統(tǒng)剛度、機床和刀具的剛度是否影響。精加工時，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，再選擇大的進給量，再根據刀具使用壽命公式算出切削速度。而一般切削深度是由工藝過程和毛坯余量決定的。 （8） 切削液的作用：冷卻、潤滑、清洗和排

18、屑、除銹。使用方法：澆注法、噴霧法、內冷卻法。第4章1、機械加工精度：是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數的復合程度。復合程度高，精度就高。加工誤差是指偏離程度。加工誤差是表示加工精度高低的數量標準，一個零件的加工誤差越小，加工精度就越高。機械加工表面質量 機械加工表面粗糙度 機械加工表面變質層 加工硬化和殘余應力2、機械加工精度的獲得方法尺寸精度：試切法，單件小批生產或高精度零件的加工。 調整法，成批大量生產時。 定尺寸刀具法，就是成形車刀。 自動控制法，實質是自動化了的試切法，如數控。形狀精度：軌跡法、成形法、展成法（齒輪） 位置精度：一次裝夾獲得法、

19、多次裝夾獲得法和人工檢測加工的非成形運動法。3、 機械加工過程中的原始誤差 機床、夾具、刀具和工件構成了一個完整的工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)中的種種誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。第一類是與工藝系統(tǒng)初始狀態(tài)有關的原始誤差，成為“靜誤差”。第二類與工藝過程有關的原始誤差，簡稱為“動誤差”。工藝系統(tǒng)靜誤差：零件未加工前工藝系統(tǒng)就有的誤差。主要有原理誤差、機床誤差、夾具誤差、刀具誤差、量具誤差、裝夾誤差、測量誤差、調整誤差。工藝過程動誤差：由于加工過程中受力、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、原理誤差：是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產生的

20、誤差。錄入展成法加工齒輪時，一個是滾刀本身的刀刃齒廓近似造型誤差，一個是滾刀表面不可能是連續(xù)的曲面產生的誤差。5、工藝系統(tǒng)原有誤差對加工精度的影響對機床幾何精度的影響及控制（1）機床導軌導向誤差導軌導向精度是指機床導軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的復合程度。兩者之間的誤差值稱為導向誤差。直線導向精度包括水平面和垂直面內的直線度，前后導軌的平行度及導軌對主軸回轉軸線的平行度。誤差敏感方向：就是指通過刀刃的加工表面的法線方向，在此方向上原始誤差對加工誤差影響最大。提高導軌導向精度的主要措施：選用合理的導軌形狀和導軌組合形式，并在可能的條件下增加工作臺與床身導軌的配合長度；提高機床導軌的制造

21、精度，主要是提高導軌的加工精度和配合接觸精度；選用適當的導軌類型。（2）機床主軸回轉誤差主軸回轉誤差指主軸實際回轉軸線相對于理想回轉軸線的偏離程度，也為主軸的“漂移”。影響主軸回轉精度的主要因素：軸承誤差（主軸頸和軸承內孔的圓度誤差和波度）；與軸承配合零件誤差(軸承內、外圈或軸瓦很薄，易變形，引起圓度誤差)主軸轉速的影響 主軸部件質量不平衡、隨機振動及回轉軸線不穩(wěn)定隨轉速增加而增加，使主軸在某個轉速范圍內，回轉精度高，超過誤差就大。主軸回轉誤差對加工誤差的影響：主軸回轉誤差的基本形式車床上車削鏜車上鏜削內、外圓端面螺紋孔端面純徑向跳動影響極小無影響螺距誤差圓度誤差無影響純軸向跳動無影響平面度誤

22、差垂直度誤差螺距誤差無影響平面度誤差垂直度誤差純傾角擺動圓柱度誤差影響極小螺距誤差圓柱度誤差平面度誤差提高主軸回轉精度的措施：提高主軸部件的制造精度；對滾動軸承進行預緊；使主軸的回轉誤差不反映到工件上。（3）機床傳動鏈的傳動誤差是指內聯(lián)系的傳動鏈中，首、末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。是一種周期變化的誤差。減少傳動鏈傳動誤差的措施：縮短傳動鏈；降低傳動比；減少各傳動件的加工、裝配誤差；采用校正裝置。6、機械加工表面質量對使用性能的影響耐磨性：一般表面粗糙度越小，耐磨性越好，但過小增加成本的同時，破壞了潤滑油膜，造成干摩擦，耐磨性下降。疲勞強度：表面粗糙度越大，疲勞強度越低；殘余壓應力可以提高

23、疲勞強度，殘余拉應力則減小疲勞強度。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，影響過盈配合的過盈量。7、工藝系統(tǒng)的剛度：所謂工藝系統(tǒng)的剛度，是指作用于工件加工表面法線發(fā)向上的切削分力F與刀具在切削力作用下相對于工件在該方向上的位移的比值。8、切削力大小變化引起的加工誤差在車床上加工短軸時，工藝系統(tǒng)的剛度變化不大，可近似地看做常量。這時，如果毛坯形狀誤差較大或材料硬度很不均勻，工件加工時切削力的大小就會有較大變化，工藝系統(tǒng)的變形也就會隨切削力大小的變化而變化，因而引起工件的加工誤差。9、減小工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響的措施（1）提高工藝系統(tǒng)的剛度：合理

24、的結構設計；提高連接面的接觸剛度；采用合理的裝夾和加工方式。（2）減小載荷及其變化：合理選擇刀具幾何參數和切削用量以減小切削力就可以減少受力變形。10、工藝系統(tǒng)的熱變形不僅影響加工精度，而且還影響加工效率。因為為了減少受熱變形對加工精度的影響，通常需要預熱機床以獲得熱平衡，或降低切削用量以減少切削熱和摩擦熱，或粗加工后停機以待熱量散發(fā)后再進行精加工，或增加工序（使粗、精加工分開），控制環(huán)境溫度，采用合理的機床部件及結構等等。熱源主要有內部熱源和外部熱源。銑削或者刨削薄板零件時，會產生下凹的誤差形狀。工件殘余應力切削加工時，表層金屬若受切削熱作用而膨脹，會受到里層金屬的阻礙而產生壓應力。若表層溫

25、度過高產生了熱塑性變形，加工完畢冷卻后，表面會產生拉應力，而里層產生壓應力。在磨削時，由于發(fā)熱嚴重，使得表層的拉應力可能超過強度極限而產生裂紋。這段話不是太懂加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的分類：系統(tǒng)誤差和隨機誤差。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)誤差主要來源是加工過程中機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床或者夾具、偏態(tài)分布軸的話分布中心橫坐標值偏大，孔的話分布中心的橫坐標值偏小。加工誤差的分析方法：分布圖法、點圖法可以看出變值系統(tǒng)誤差和隨機誤差規(guī)律。點圖法中的圖當生產過程穩(wěn)定時，沒有點子超過控制線，大部分點子在均

26、值上下波動，小部分點子在控制線附近，并且點子沒有明顯的上升或下降趨勢以及周期性的波動。分布圖法中工序能力參數：，其它的以前都學過，只是有一點不同的是概率密度函數和數學上不同，是從均值處開始的積分，不是無窮小處。第5章1、生產過程是指將原材料轉變成成品的全過程。 生產過程中，直接改變生產對象的形狀、尺寸及相對位置及相對位置和性質等，使其成為半成品或成品的過程成為工藝過程。1、機械制造工藝過程定義：采用機械加工方法直接改變零件形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其成為零件的工藝過程。包括零件的制造和零件的裝配。2、工序、安裝、工位、工步和走刀工序：一個或一組工人在同一機床或同一個工作地，對一個或者同時幾個工件所連續(xù)完成的那部分機械加工工藝過程。工作、工人、零件和連續(xù)作業(yè)是構成工序的四個要素，任一要素改變即構成新的工序?？蛇M一步劃分為安裝、工位、工步和走刀。安裝：工件經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過不同位置進行加工，即工件在占據每個位置時完成的那部分工序；工步：加工表面和切削刀具不變情況下完成的那部分工序（要素：加工表面、切削刀具和切削用量，變化一個即為另一工步）；走刀：每次工作進給所完成的工步。3、機械加工工藝規(guī)程定義：規(guī)定產品或零部件制作過程和操作方法等的工藝文件，成為工藝規(guī)程。是企業(yè)生產中的指導性技術文件，也是企業(yè)生產產品的科學程序和科