機(jī)械制造建設(shè)工程學(xué)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第一章金屬切削的基本原理第一節(jié)金屬切削的基本概念一、金屬切削的基本概念1、切削運(yùn)動(dòng)：金屬切削時(shí)所需要的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)：實(shí)現(xiàn)切削的最基本運(yùn)動(dòng)；方向：假設(shè)工件不動(dòng)，刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)方向。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)連續(xù)切削的運(yùn)動(dòng)；方向：假設(shè)工件不動(dòng)，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方向。2、切削過程中的工件表面已加工表面過渡表面待加工表面3、刀具切削部分的構(gòu)成（三面兩刃一尖）1）前刀面Ar鐵屑流出的表面2）主后刀面 A 與過渡表面對(duì)應(yīng)的刀面3）副后刀面 A 與已加工表面對(duì)應(yīng)的刀面4）主切削刃 S前刀面與主后刀面的交線Ar A 5）副切削刃 S前刀面與副后刀面的交線Ar A 6）刀尖主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)SS4、刀具

2、標(biāo)注角度1）參考系的建立假定運(yùn)動(dòng)條件（不考慮進(jìn)給運(yùn)動(dòng)）A、假定條件刀尖過截面圓心假定安裝條件（理想安裝刀具中心線垂直于工件軸線B、參考平面（描述刀具切削部分的空間位置）a、切削平面 Ps：過主切削刃上的選定點(diǎn)與過渡表面相切的表面。b、基面 Pr：（過切削刃上選定點(diǎn)，垂直于主運(yùn)動(dòng)向量的表面）c、正交平面 Po：（過切削刃上選定點(diǎn)分別與 Ps、 Pr 垂直）2）角度標(biāo)注主偏角 KrA、在 Pr 內(nèi)：（如圖 1）副偏角 Kr （圖1）B、在 Ps面內(nèi)刃傾角 s：Pr 與 S 分別向 Ps投影下的夾角（若刀尖為S 上的最高點(diǎn)則 s 為正，反之為負(fù)）前角 0：前刀面Ar 與 Pr分別向 P0 投影C、在

3、 Ps面內(nèi)（如圖 2）后角 0：主后刀面 A 與ps 分別向 P0 上投影1（圖 2）D、在 P0內(nèi)：副后角 0如圖 3E、刀具工作角（切削角）（1）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)對(duì)工作角度的影響：若刀尖位置低于工件軸線所在水平面則其切削前角減小后角增大。（2）安裝位置對(duì)工件工作角的影響中心不等高（圖 3）刀桿中心線與進(jìn)給方向不垂直二、切削用量1、切削速度 vS 上的選定點(diǎn)與主運(yùn)動(dòng)的速度；方向：主運(yùn)動(dòng)方向m/s2、進(jìn)給量 f進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度vf：工件每轉(zhuǎn)一周刀具相對(duì)工件軸向的位移量車削 mm/r刨削 mm/行程鉆 mm/min3、背吃刀量 ar待加工表面與已加工表面的垂直距離。三、切削層參數(shù)切削層的截面尺寸（如圖4）

4、1、切削厚度 ac2、切削寬度 aw3、切削面積 AcAc ac aw f ap圖 4七、金屬切除率 ZwZw vf apmm3/min單位時(shí)間內(nèi)所切除金屬材料的體積八、切削方式自由切削：只有一條直線刃參與切削非自由切削：兩條以上直線刃同時(shí)參與切削，如銑削加工、車球頭等。0直角切削： s0斜角切削： s00第二節(jié)金屬切削變形理論一、切削變形的特點(diǎn)（摩擦、剪切、變形）第一變形區(qū)（工件上被剝離的部分通過該區(qū)變成鐵屑）第二變形區(qū)（鐵屑與A r 發(fā)生摩擦的區(qū)域）第三變形區(qū)（已加工表面與A 摩擦的區(qū)域）2二、切削變形過程剪切滑移過程（剪切滑移面）剪切角：剪切滑移面與切削方向的夾角。三、鐵屑的狀態(tài)1、袋裝

5、鐵屑2、擠裂鐵屑（由于剪切面上局部點(diǎn)的剪切力達(dá)到了應(yīng)力極限使鐵屑背面局部開裂成脊?fàn)睿?、單元鐵屑 （由于剪切面上局部點(diǎn)的剪切力達(dá)到了強(qiáng)度極限使鐵屑斷裂）4、崩碎鐵屑（脆性材料）四、切屑變形程度的度量方法1、相對(duì)滑移 ：衡量第一變形區(qū)的滑移變形程度。2、變形參數(shù) ：利用鐵屑外形尺寸的變化來衡量切屑變形程度。五、前刀面上的積屑瘤和摩擦（第二變形區(qū)的變形）1、前刀面摩擦特點(diǎn)：外摩擦2、粘結(jié)摩擦區(qū)：內(nèi)摩擦3、積屑瘤：高硬度（是被切削金屬硬度的12 倍）（1）積屑瘤塑性材料v 降低 帶狀切屑（2）形成 由于由于粘結(jié)摩擦構(gòu)成，經(jīng)過生成、長(zhǎng)大、破碎三個(gè)階段。形成條件：刀具與工件間的壓力和溫度與切屑速度的關(guān)系

6、如圖5圖 5代替刀刃切削4、特點(diǎn)0 增大加工精度降低表面粗糙度增大5、防止切削速度過高以減少積屑瘤的方法3降低切削速度利用高速切削采用潤(rùn)滑性能好的切削液0 增大提高工件材料的硬度六、第一、二變形區(qū)的切削變形規(guī)律1、工件材料對(duì)切削變形的影響強(qiáng)度、硬度增大切削變形減小2、刀具前角 0 對(duì)切削變形的影響 0 增大切削變形減小3、切削速度對(duì)切削變形的影響考慮積屑瘤及切削溫度的影響則：切削速度增加切削變形減小4、切削厚度對(duì)切削變形的影響ac = fsinkrf 增大ac 增大切削變形減小第三節(jié)金屬切削的基本規(guī)律一、切削力被切金屬的彈、塑性變形1、來源鐵屑、工件和刀具間的摩擦合力 FrFz 切削力切向分力

7、在 Ps 面內(nèi) 大小為 0.80.9Fr2、切削分力Fy 吃刀抗力工件截面徑向力大小為 0.40.5FrFx 進(jìn)給抗力沿工件軸向大小為 0.30.4Fr3、切削功率Pm Fz vFxvfFzv4、切削力的計(jì)算（經(jīng)驗(yàn)公式的建立）單因素實(shí)驗(yàn)法多因素實(shí)驗(yàn)法保證 v、F 不變的情況下改變背吃刀量 ap 測(cè) Fz 的方法。1）材料強(qiáng)度、硬度增加，切削力減小2）切削面積 Ac 增大，切削力增大3）切削速度增大，切削力減小4）前角增大，切削力減小5）Kr 影響 Fy 與 Fx 的比值6）s 影響 Fy 與 Fx 的比值二、切削溫度和切削熱4第一變形區(qū)的剪切變形功1、來源第二變形區(qū)的摩擦功第三變形區(qū)的摩擦變形

8、功切屑2、切削熱的傳出工件刀具周圍介質(zhì)（空氣、冷卻液）3、切削溫度（熱量的體現(xiàn)）切削區(qū)平均溫度Qmax1000 0CQm500 0C切削溫度的測(cè)量自熱電偶（切削區(qū)平均溫度）熱電偶熱輻射人工熱電偶（切削區(qū)某點(diǎn)的溫度）遠(yuǎn)紅外熱敏涂色4、切削溫度變化規(guī)律1）切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量增大產(chǎn)生的熱量高對(duì)溫度的影響程度v f ap2）0 增大F 減小Q減小Kr 增大 Q 增大（有效切削刃長(zhǎng)度的變化）4）被加工材料的強(qiáng)度和硬度升高產(chǎn)生的熱量升高，材料導(dǎo)熱系數(shù)大則溫度降低。三、刀具的磨損1、磨損狀態(tài)前刀面磨損月牙洼后刀面磨損主要磨損邊界磨損主切削刃2、磨損原因1）硬質(zhì)點(diǎn)磨損2）粘結(jié)磨損3）擴(kuò)散磨損（前刀面

9、上的鐵屑與前刀面壓緊使自身元素向?qū)Ψ綌U(kuò)散，使化學(xué)成分發(fā)生變化從而改變了刀具的切削性能）4）化學(xué)磨損（刀具與周圍介質(zhì)中相關(guān)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）3、刀具的磨損過程（如圖6）后刀面 VB（平均磨損量）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)精加工 NB（刀具軸向磨損量）1）初期磨損階段52）正常磨損階段3）激劇磨損階段圖 6五、刀具的耐用度新刃磨的刀具從開始切削到磨損量達(dá)到磨損限度所經(jīng)過的切削時(shí)間tmin第二章機(jī)床夾具的基本原理第一節(jié)工件的加工與獲得加工精度的方法一、 工件的安裝方法定位：確定工件在機(jī)床或夾具上占據(jù)正確的加工位置的過程夾緊：保持定位位置不變的操作安裝=定位+夾緊直接找正安裝法劃線找正安裝法夾具安裝二、工件獲得精確尺寸

10、（精度）的方法1、試切法（單件小批量生產(chǎn)）切 -測(cè)- 切- 測(cè)- 切2、定尺寸刀具法3、調(diào)整法，夾具在線檢測(cè)4、自動(dòng)調(diào)整法數(shù)控控制三、工件獲得形狀精度的方法1、軌跡法2、成形法（如：用普車成形刀車球面）3、展成法（齒輪齒面加工）第三節(jié)機(jī)床夾具的組成和分類一、機(jī)床夾具的分類6通用夾具1、按使用范圍分專用夾具：針對(duì)某一工件的某一道工序?qū)ｉT制造的組合夾具：可調(diào)、組合、成組工藝2、按使用機(jī)床分類（銑、鉆、刨等）3、按動(dòng)力源分類（手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)）二、機(jī)床夾具的組成定位元件確定工件在夾具中的正確位置夾緊元件是工件保持正確的位置對(duì)刀元件在銑削加工時(shí)確定刀與工件的相對(duì)位置引導(dǎo)元件鉆、鏜床上引導(dǎo)刀具的運(yùn)動(dòng)的設(shè)

11、備連接元件連接表面其他裝置分度頭、分度板第四節(jié)工件在夾具中的定位原理一、定位的基本原理定位：在空間直角坐標(biāo)系中決定剛體的位置 （限制自由度） 即根據(jù)工件的加工要求，用定位元件來限制影響加工精度的自由度，使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置二、工件在夾具中定位的幾種情況1、完全定位2、不完全定位：限制自由度數(shù)少于6 個(gè)3、欠定位：應(yīng)該被限定的自由度而沒有被限制因此不能夠滿足加工要求4、重復(fù)定位：幾個(gè)定位元件重復(fù)限定某一個(gè)自由度。第五節(jié)常見的定位元件及定位方式一、單個(gè)典型表面定位方式1、平面定位定位分析 -限定三個(gè)自由度毛坯表面三點(diǎn)支撐（支撐釘）定位形式已加工表面2、圓孔定位過盈配合心軸1）圓柱心軸間

12、隙配合心軸錐形定位7長(zhǎng)L/d0.814 個(gè)自由度柱面長(zhǎng)度短L/d0.44 個(gè)自由度2）圓柱定位銷間隙配合工件理論直徑 DV 形塊高度 HV 形塊開口尺寸 N定位高度 T夾角 6009001200對(duì)中特征3）特征定心特征位置特征長(zhǎng) v 形塊4 個(gè)自由度4）定位分析短V形塊2 個(gè)自由度支撐板定位 外圓柱表面 /內(nèi)錐套定位外圓柱表面4、圓錐孔定位方式長(zhǎng)圓錐孔5 個(gè)自由度短圓錐孔3 個(gè)自由度二、組合定位方式1、定位要點(diǎn)：限制自由度的總數(shù)之和=每個(gè)定位元件單獨(dú)限制自由度之和2、移動(dòng)自由度 +轉(zhuǎn)動(dòng)自由度3、消除組合定位中重復(fù)定位現(xiàn)象的措施1）移動(dòng)自由度消除2）轉(zhuǎn)動(dòng)自由度清除 - 自位支承結(jié)構(gòu)3）改變定位元

13、件的結(jié)構(gòu)形式三、典型的組合定位方式一面兩孔定位方式定位分析重復(fù)定位縮小銷釘直徑消除重復(fù)定位的措施削邊銷（如圖 7）圖 78第五節(jié)定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差 -定位過程中所產(chǎn)生的誤差一、基準(zhǔn)的基本概念基準(zhǔn)：點(diǎn)、線、面1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)2、工藝基準(zhǔn) - 制造過程中產(chǎn)生的基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)由工件上的表面所體現(xiàn)3、測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)調(diào)刀基準(zhǔn) - 調(diào)整加工刀具所依據(jù)的基準(zhǔn)由夾具上元件定位工作面來體現(xiàn)定位誤差P1）第一類定位誤差：定位誤差PB定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合二產(chǎn)生的定位誤差PB2）第二類定位誤差：定位誤差PE定位副制造精度不夠而產(chǎn)生的誤差PE定位誤差PPBPE3）典型表面定位誤差分析與計(jì)算（1

14、）平面定位方式PB = 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸的公差值PE=0（2）圓孔定位方式P = 0a、過盈配合心軸E接觸點(diǎn)固定不變PE =(T(D) +T(d)2b、間隙配合心軸接觸點(diǎn)隨機(jī)E(D) T(d)minP =T（3）外圓定位方式 -V 形塊定位PE =T(d)(2sin(0.5)（4）圓錐孔定位方式軸向位置誤差徑向：PE=0軸向：ET(D)P =2 ctg 29第六節(jié)工件在夾具中的夾緊原理力源裝置夾緊裝置中間遞力機(jī)構(gòu)夾緊元件一、夾緊力的三要素原則1、合理選擇夾緊力的作用點(diǎn)1）應(yīng)作用于工件剛性較好的部位2）應(yīng)正對(duì)定位元件或定位元件所應(yīng)形成的穩(wěn)定受力區(qū)（無附加扭矩）3）盡可能靠近加工部位4

15、）避免直接作用于精加工表面2、合理選取夾緊方向1）主要夾緊力方向應(yīng)指向主要定位面主要定位面：限制3 個(gè)自由度異向定位面：限制2 個(gè)自由度2）應(yīng)盡可能有利于減小夾緊力3）有助于定位，而不能破壞定位3、準(zhǔn)確計(jì)算夾緊力大?。ㄒ罁?jù)：夾緊力）靜力平衡條件0：理論夾緊力實(shí)際夾緊力 Jk:安全系數(shù)JJ k J0粗加工 k 2.52精加工 k1.52二、基本夾緊機(jī)構(gòu)1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1）具有增力作用2）自鎖性能（如圖8） 1 2 1、 2 分別為斜楔與工件和夾具間的摩擦角。圖 83）可改變?cè)甲饔昧Ψ较?）夾緊行程小2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)3、園偏心夾緊機(jī)構(gòu)4、對(duì)中定心夾緊機(jī)構(gòu)定心定位+ 夾緊1）對(duì)中定心夾緊元件以均勻

16、等速移動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)定心夾緊2）對(duì)中定心夾緊以均勻等速彈性變形原理實(shí)現(xiàn)定心夾緊10第三章機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一節(jié)工藝過程設(shè)計(jì)概論一、工藝過程的組成1、生產(chǎn)過程2、工藝過程（工藝，制造產(chǎn)品的方法）3、機(jī)械加工工藝過程 - 機(jī)械加工方法1）工序2）工步 -加工表面、切削用量、加工工具不變的情況下所完成的步驟。3）走刀4）安裝5）工位二、實(shí)施工藝過程必須遵循的原則優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗能三、設(shè)計(jì)工藝過程的主要依據(jù)1、加工對(duì)象的工作圖及全部技術(shù)要求2、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1）生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)為生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。N Qn(1a%)(1b%)式中： N-生產(chǎn)綱領(lǐng)Q- 的年產(chǎn)量n- 每臺(tái)產(chǎn)品的零件數(shù)a%

17、-該批零件備品率b%- 該批零件廢品率單位生產(chǎn)小批量生產(chǎn)2）生產(chǎn)類型成批生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)3、現(xiàn)有生產(chǎn)條件四、設(shè)計(jì)工藝過程的步驟尺寸精度形狀精度主要技術(shù)要求位置精度1、加工對(duì)象的工藝要求表面粗糙度熱處理關(guān)鍵技術(shù)要求112、工藝審查3、確定生產(chǎn)類型和組織形式4、確定毛坯5、設(shè)計(jì)工藝路線，選擇定位基準(zhǔn)6、設(shè)計(jì)工序7、計(jì)算工時(shí)定額8、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析9、填寫工藝文件五、工藝路線的設(shè)計(jì)1、加工方法的選擇1）依據(jù)每個(gè)表面的技術(shù)要求確定加工方法2）被加工材料的性質(zhì)（如：鋁材不可上磨床等）3）生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性4）現(xiàn)有設(shè)備及技術(shù)條件2、加工階段的劃分粗加工階段（切除大量金屬）高效1）機(jī)械加工

18、階段半精加工階段（為主要表面加工做準(zhǔn)備）精加工階段（完成主要表面加工）IT6 以上Ra0.4m2）劃分加工階段的原因（1）、保證加工質(zhì)量（2）、合理使用機(jī)床（3）、便于安排熱處理工序（4）、及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷（5）、可減少主要表面的損壞因此：劃分加工階段是保證加工精度的一種工藝措施3、加工順序的安排先粗后精1）切削加工順序先主后次先基面后其他2）熱處理工序安排（1）、預(yù)備熱處理機(jī)械加工之前（ Wc 0.5% 退火 Wc0.5% 正火中碳鋼 調(diào)質(zhì)）（2）、最終熱處理半精加工之后，精加工之前（淬火、滲碳、氮化、調(diào)質(zhì)等）12（3）、去應(yīng)力處理粗加工之后精加工之前時(shí)效處理（粗加工之后長(zhǎng)時(shí)間 半年或更長(zhǎng)

19、放置以釋放內(nèi)應(yīng)力）退火、冰冷處理3）輔助工序的安排檢驗(yàn)工序（保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要措施）半精加工之后重要工序之后從一個(gè)車間到另一個(gè)車間之間特種性能檢驗(yàn)之前（高費(fèi)用，高消耗等）全部結(jié)束之后4、工序的集中與分散分散一般情況，但件小批量生產(chǎn)時(shí)采用工序集中；大批一般集中發(fā)展趨勢(shì)六、加工余量的確定1、加工余量從加工表面切去的金屬層厚度雙邊余量工序間的加工余量單邊余量加工總余量2、工序尺寸 -專供加工用入體原則1）被包容面（軸、鍵寬）工序尺寸公差帶取上偏差為02）包容面（孔、鍵槽寬）工序尺寸公差帶取下偏差為03）毛坯尺寸取對(duì)稱偏差3、影響加工余量的因素1）前工序表面質(zhì)量2）前工序尺寸公差3）前工序形狀和位置公

20、差4）本工序的安裝誤差4、加工余量的確定方法1）分析計(jì)算法2）經(jīng)驗(yàn)值法（適用于單件小批量）3）查表修正法七、工序尺寸的計(jì)算131、基準(zhǔn)不重合的尺寸計(jì)算- 尺寸鏈原理2、簡(jiǎn)單工序尺寸計(jì)算反推法工藝：粗鏜 - 半精鏜 -精鏜 -浮動(dòng)鏜工序加工余量所達(dá)到的精度工序尺寸及偏差浮動(dòng)鏜精鏜半精鏜粗鏜3、孔系坐標(biāo)尺寸的計(jì)算尺寸鏈八、工藝文件1、工藝過程綜合卡片2、機(jī)械加工工藝卡片3、機(jī)械加工工序卡片第二節(jié)工藝基準(zhǔn)的選擇-定位基準(zhǔn)基面體現(xiàn)基準(zhǔn)一、定位基面的種類1、粗基準(zhǔn)、粗基面 - 使用毛坯表面作為定位基準(zhǔn)2、經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)面 - 使用切削加工過的表面作定位基準(zhǔn)3、輔助基準(zhǔn)面 - 為了加工的需要而專門加工出的定位表面

21、二、精基準(zhǔn)的選擇1、重點(diǎn)考慮如何保證加工表面有足夠的余量， 使不加工表面尺寸和位置符合圖紙要求。2、粗基準(zhǔn)的選擇原則1）重要表面原則必須保證某些重要表面的加工余量均勻，則選滿足要求的面為基準(zhǔn)面2）相互位置要求原則（1）必須保證零件上加工表面與不加工表面的位置選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)（2）若有幾個(gè)不加工表面則選擇與加工表面位置要求最高的表面（3）若所有表面均需加工，則選擇加工余量最小的表面3、平整光潔表面原則選毛坯制造中尺寸、位置比較準(zhǔn)確且平整、光潔的表面144、粗基準(zhǔn)不允許重復(fù)使用原則（定位精度低）在同一方向上只允許使用一次三、精基準(zhǔn)選擇原則1、重點(diǎn)考慮的問題如何減小定位誤差，提高定位精度2、精

22、基準(zhǔn)的選擇原則：1）基準(zhǔn)重合原則盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能選擇同一基準(zhǔn)加工零件上所有表面3）互為基準(zhǔn)原則4）自身基準(zhǔn)原則5）定位基準(zhǔn)穩(wěn)定可靠第三節(jié)工藝尺寸鏈一、尺寸鏈的定義及組成1、尺寸鏈：在加工過程中由相關(guān)的尺寸所組成的一組封閉尺寸圖形封閉性2、工藝尺寸鏈的特點(diǎn)制約性3、工藝尺寸鏈的組成1）環(huán) -構(gòu)成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸2）封閉環(huán) A z- 間接得到的尺寸3）組成環(huán) A- 直接得到的尺寸（除封閉環(huán)外）增環(huán) A -在其他組成環(huán)不變，該環(huán)增大使封閉環(huán)增大的組成環(huán)減環(huán) A -在其他組成環(huán)不變，該環(huán)增大使封閉環(huán)減小的組成環(huán)4、建立尺寸鏈應(yīng)注意的幾個(gè)問題1）尺寸鏈的構(gòu)成取決于工

23、藝過程2）對(duì)封閉環(huán)的判斷是計(jì)算尺寸鏈中最關(guān)鍵的問題3）一個(gè)尺寸鏈中只能有一個(gè)封閉環(huán)4）增減環(huán)的判斷二、工藝尺寸鏈的計(jì)算公式極值法：一般用于加工工藝過程中概率法：一般用于裝配過程151、封閉環(huán)的基本尺寸計(jì)算mn 1AzAi Aii 1im 12、封閉環(huán)的極限尺寸計(jì)算Az m a xA i mA i m a xA zm i nA i mA i m i n3、封閉環(huán)的上偏差ES(AZ)和下偏差 EI(A Z)ZES( Az)EI ( Ai)ES(A )EI(A Z)EI ( Ai) ES( Ai)4、封閉環(huán)的公差值T(AZ)T(AZ) =T (Ai)T ( Ai)T( Ai)三、尺寸鏈的計(jì)算形式1、

24、正計(jì)算：已知各組成環(huán)計(jì)算結(jié)果唯一；用于工藝過程尺寸校核。2、反計(jì)算：已知封閉環(huán)求各組成環(huán)。1）等公差值法 -各組成環(huán)公差值相等（相近）TMT ( A z )n12）等公差等級(jí)法（等精度）T(Ai) = a i ii式中： ai 為公差等級(jí)； i i 為公差因子AmT ( Ai)i3）經(jīng)濟(jì)精度分配法3、中間計(jì)算法已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)求某一組成環(huán)。四、工藝尺寸鏈的豎式計(jì)算法1、表格2、求列的代數(shù)和16五、典型尺寸鏈的分析與計(jì)算1、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算基本尺寸ESEI+ AiES( Ai)EI ( Ai)- Ai EI (Ai) ES(Ai)封閉環(huán) AZES(AZ)EI(A Z)

25、假廢品如果實(shí)際換算后的尺寸超差， 只要起超差量小于另外幾個(gè)組成環(huán)的公差值之和，則有可能是假廢品，因此需要復(fù)檢。2、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的尺寸換算。例如加工如圖 9 所示軸的過程中：（圖 9）1）、基準(zhǔn)重合B1=A1=22 0-0.5B3=A3=144 01B2A1AZ17B2 122 00.85B2122-0.5-0.8A122+0.50A 2 =1000-0.8B4 184 00.37B4+184-07-0.3A3-144+10這個(gè)是錯(cuò)的A 4Z=40+0.3-0.3基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換必然提高加工難度！第四章機(jī)械加工精度加工精度表面質(zhì)量第一節(jié)加工精度和加工誤差一、加工精度與加工誤差1、加工精度：

26、理想零件2、加工誤差3、兩者之間的關(guān)系：幾何參數(shù)間的準(zhǔn)確程度二、原始誤差1、工藝系統(tǒng) - 由機(jī)床、夾具、刀具和工件所構(gòu)成的加工系統(tǒng)。2、原始誤差 - 由工藝系統(tǒng)所構(gòu)成的誤差。3、原始誤差的種類1）、原理誤差（由工藝原理所產(chǎn)生的誤差）*2）、工件安裝誤差3）、工藝系統(tǒng)靜誤差（機(jī)床、夾具* 、刀具等）4）、調(diào)整誤差 *5）、工藝系統(tǒng)動(dòng)誤差 （由工件、機(jī)床、刀具等變形引起； 如熱變形、刀具磨損、內(nèi)應(yīng)力等原因）186）、度量誤差三、經(jīng)濟(jì)精度正常情況下采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人在不延長(zhǎng)加工時(shí)間的情況下所能達(dá)到的精度 。第二節(jié)影響加工精度的因素及分析一、原理誤差 -由于采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)或近似的刀

27、具輪廓而產(chǎn)生的誤差如：用成型刀具加工復(fù)雜的曲線表面成型車、成型銑以及齒輪的加工（齒輪粗加工銑齒、插齒、滾齒、刨齒；精加工磨齒、剃齒等）一套同模數(shù)銑刀為8到26把。如滾齒加工的誤差原因漸開線基本蝸桿近似造型法阿基米德基本蝸桿法向直齒基本蝸桿替代刀刃刃數(shù)有限車削模數(shù)蝸桿螺距 t = 渦輪的周節(jié) m二、機(jī)床誤差機(jī)床本身的制造誤差1、來源磨損安裝水平面影響較大2、導(dǎo)軌誤差垂直面原始誤差的敏感方向 - 加工表面的法向3、主軸誤差1）、主軸回轉(zhuǎn)精度2）、基本形式純徑向跳動(dòng)純軸向竄動(dòng)純角度擺動(dòng)軸心線飄移：徑+軸+角=飄移3）、主軸回轉(zhuǎn)精度對(duì)加工精度的影響19（1）、純徑向移動(dòng)即水平方向簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)如：圖10

28、 示圖 10（2）、純軸向移動(dòng)導(dǎo)致端面與軸線不垂直如：圖11 示圖 114）、提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施（1）、結(jié)構(gòu)措施：軸承精度（滾動(dòng)軸承，高精滑動(dòng)軸承，磨床上用油楔動(dòng)壓軸承）（2）、工藝措施：減小回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響用兩頂尖以替換三抓卡盤。如圖 12 所示圖 1220三、調(diào)整誤差 - 調(diào)整工件所帶來的誤差1、試切法調(diào)整1）、度量法 - 測(cè)量工具2）、加工余量的影響新刃磨的刀具最小切削5m 但在表面產(chǎn)生擠壓作用（工件表面光亮）鈍化的刀具最小切削20 m精加工：實(shí)際加工比試切段直徑小外圓粗加工：實(shí)際加工比試切段直徑大 （試切過程中吃刀量很?。?）、微進(jìn)給機(jī)構(gòu)誤差爬行誤差2、用定位機(jī)構(gòu)調(diào)整行程擋

29、塊、靠模、凸輪機(jī)構(gòu)3、用樣板和樣件調(diào)整，如多刀加工四、工藝系統(tǒng)受力變形1、工藝系統(tǒng)的變形現(xiàn)象（軸向尺寸太大變形無進(jìn)給磨削）2、工藝系統(tǒng)剛性F1）、靜剛度k = y式中 F:作用力y:形變量2）、工藝系統(tǒng)剛性 -整個(gè)工藝系統(tǒng)在外力作用下抵抗其變形的能力法向分力與 y 方向變形量靜剛度 （特指）動(dòng)剛度（阻尼、外力頻率、固有頻率）3、工藝系統(tǒng)各部分的剛度1）、刀具工件的剛度計(jì)算按懸臂梁受力計(jì)算2）、機(jī)床剛度（試驗(yàn)測(cè)得的靜載荷法）（1）、力和變形非線性關(guān)系（2）、加載曲線與卸載曲線不重合 （兩線中間區(qū)域的面積為能量損失，用來克服部件間的摩擦力及其間的塑性變形）21（3）、卸載后變形恢復(fù)不到起點(diǎn)- 彈性

30、變形 +塑性變形（4）、部件剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)體零件的剛度3）、影響機(jī)床剛度的因素*（1）、接觸變性；即零件與零件間接觸點(diǎn)的形變彈性變形+ 局部塑性變形（導(dǎo)致變形曲線不是直線）如圖13圖 13（2）、薄弱零件本身的形變（3）、間隙間的影響（4）、摩擦的影響加載時(shí) f阻止變形 -有利卸載時(shí) f阻止變形恢復(fù) -不利五、工藝系統(tǒng)剛度的一般計(jì)算Y 系統(tǒng) = y 機(jī)床+ y 夾具 + y 刀 + y 工件K 系統(tǒng) = Fyk 機(jī)床 = Fyy系統(tǒng)y機(jī)床k 系統(tǒng) =1+ 1+ 1+ 11k機(jī)床k夾具k刀具k工件六、工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響1、由于受力點(diǎn)位置變化產(chǎn)生的變形誤差對(duì)于懸臂梁裝夾的工件其切削量

31、沿 Z 向減小，對(duì)于兩頂尖的方式裝夾工件切削后如馬鞍狀。2、切削力的變化也會(huì)使工件產(chǎn)生加工誤差1）、加工余量的變化22誤差復(fù)映規(guī)律：在加工過程中由于加工余量的變化使切削力和工藝系統(tǒng)的受力發(fā)生變化，工件產(chǎn)生的誤差類似于毛坯的誤差的現(xiàn)象。如：用棒料車削偏心件的過程ty1-y2=毛坯= ap1-ap2= k系誤差復(fù)映系數(shù)：每一次走刀均有一次復(fù)映系數(shù)i總= 123 .2）、材料硬度的不均勻（材料里面夾雜硬質(zhì)點(diǎn)）3）、工藝系統(tǒng)其他作用力的變化也會(huì)使工件產(chǎn)生加工誤差1）、傳動(dòng)力2）、慣性力，離心力3）、夾緊力，使薄壁套筒件，鏜內(nèi)孔等使工件變形。 （用彈簧夾圈代替三抓卡盤，將集中載荷轉(zhuǎn)成分布載荷）4）、重力

32、（搖臂鉆、立車、龍門銑等）七、減小工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施1、提高接觸剛度改善工藝系統(tǒng)中主要零部件間的配合質(zhì)量預(yù)加載荷、提高工件剛度減小受力變形 （可用中心架以增加支點(diǎn)減小變形） 。其變形如圖 14 所示yFyl 348Ez圖 143、內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因1）、毛坯制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力2）、冷校直工藝帶來的應(yīng)力3）、切削加工帶來的內(nèi)應(yīng)力（切削力、切削熱）4、減小和消除內(nèi)應(yīng)力的措施1）、合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)232）、時(shí)效處理3）、退火處理4）、熱校直工藝第三節(jié)加工誤差的綜合分析一、加工誤差的性質(zhì)1、系統(tǒng)誤差：連續(xù)加工一批零件時(shí)所產(chǎn)生的誤差。常值誤差：大小和方向始終保持不變的變值誤差：變化沒有規(guī)律性原

33、理誤差常值機(jī)床、夾具、刀具的誤差誤差調(diào)整誤差工藝系統(tǒng)的靜力變形機(jī)床和刀具的熱變形變值誤差自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)償?shù)毒叩哪p自動(dòng)同期補(bǔ)償2、隨機(jī)性誤差： 加工一批零件時(shí)所產(chǎn)生的大小及方向無一定變化規(guī)律的誤差。毛坯誤差的復(fù)映定位誤差加緊誤差內(nèi)應(yīng)力引起的誤差這些誤差只能是盡量減小但無法消除二、加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法1、分布曲線法實(shí)際分布曲線- 正態(tài)分布曲線；如圖 15 所示1）、正態(tài)分布曲線的方程式1(xx 2)y( x)22 2x ：工件尺寸x ：工件平均尺寸2 均方根誤差24圖 15特點(diǎn)： a、圖形相對(duì)于 x 左右對(duì)稱b、的大小影響曲線的形狀，越大曲線越平坦c、 x 影響曲線的位置d、 fy( x)dx1e、

34、 xx3f、 F1xxy( x)dx 0.49865xZF1 = 0.997399.73%T62）、正態(tài)分布曲線的應(yīng)用（1）、分析加工誤差性質(zhì)（2）、確定各種加工方法所能達(dá)到的精度等級(jí)T6（3）、計(jì)算加工后的合格率和廢品率不能區(qū)分系統(tǒng)誤差和隨機(jī)性誤差不能在加工過程中提供控制工藝2、點(diǎn)圖法1）、重點(diǎn)：按加工的先后順序做出尺寸變化圖2）、用途：T工藝能力工藝能力系數(shù) ep（1）、工藝驗(yàn)證6工藝穩(wěn)定性（2）、加工過程中的誤差分析25第五章機(jī)械加工的表面質(zhì)量第一節(jié)表面質(zhì)量的基本概念一、表面質(zhì)量1、由于切削熱的影響2、表面層的機(jī)械性能1）、冷作硬化2）、金相組織的變化3）、殘余應(yīng)力二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用

35、性能的影響1、對(duì)零件耐磨性的影響材料潤(rùn)滑當(dāng)兩個(gè)條件均確定后則由表面質(zhì)量控制1）、表面粗糙度及最佳粗糙度；如圖16 所示圖 162）、冷作硬化耐磨性增大3）、金相變化耐磨性增大2、對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響1）、表面粗糙度降低，疲勞強(qiáng)度降低26拉應(yīng)力疲勞強(qiáng)度降低2）、殘余應(yīng)力壓應(yīng)力疲勞強(qiáng)度增加3）、冷作硬化疲勞強(qiáng)度增加3、對(duì)零件抗腐蝕性能的影響1）、表面粗糙度降低抗腐蝕性能增加2）、冷作硬化使抗腐蝕性能降低4、對(duì)配合質(zhì)量的影響影響配合間隙的穩(wěn)定性影響過盈配合間隙的可靠性5、對(duì)其他性能的影響1）、密封性能Ra0.20.8m2）、接觸剛度3）、發(fā)熱和功率損失第二節(jié)表面加工的粗糙度及影響因素一、切削加工的表

36、面粗糙度1、形式1）、幾何因素切削殘留面積- 理論表面積Ra HfctgK rtgK rf 2式中 re 為刀具圓弧半徑H8re2）、物理因素（1）、刀具和工件的擠壓和摩擦理論殘留面積擠壓和溝槽加深（2）、積屑瘤和鱗刺2、減小表面粗糙度的措施1）、當(dāng)幾何因素引起的表面粗糙度過大時(shí)fkrkrre2)、由物理因素引起的粗糙度過大時(shí)減小塑性變形，避免積屑瘤和鱗刺的27產(chǎn)生。（1）、控制v 增大（2）、控制被加工材料的性能（3）、控制刀具的幾何形狀、材料的刃磨質(zhì)量。re0s（4）、冷卻液二、磨削加工表面的粗糙度1、磨削加工的形成大量磨?？虅澇鰺o數(shù)極細(xì)的溝槽塑性變形（溝槽邊的隆起）2、影響磨削表面粗糙度

37、的因素1）、砂輪的粒度粒度減小， Ra 減小2）、砂輪的修整金剛石筆3）、砂輪的速度V 增大Ra 減小4）、磨削切深和工件速度（切深： ap）apvzRa5）、其他第三節(jié)機(jī)械加工后表面的物理機(jī)械性能一、加工表面的冷作硬化1、冷作硬化現(xiàn)象剪切滑移導(dǎo)致晶格嚴(yán)重變形使晶格拉長(zhǎng)破碎纖維化從而使工件強(qiáng)度、 硬度的提高。冷硬層深度 h2、衡量標(biāo)準(zhǔn)表面層的顯微硬度H硬化程度 N28NHH 0H O3、影響冷作硬化的主要因素產(chǎn)生塑性變形的力變形速度變形時(shí)的速度（1）、 r0reVbN（2）、切削用量VfvNfN（3）、被加工材料的性質(zhì)硬度下降N塑性增加二、加工表層的金相組織變化熱變質(zhì)層1、磨削時(shí)工件表層的溫度

38、500600（對(duì)于某一磨粒溫度可達(dá)1000以上）2、磨削表層金相組織的變化（兩種磨削灼傷）淬火鋼（馬氏體 M ）29（1）、回火燒傷Qm 馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（ 250300）馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w使磨后硬度 相變臨界點(diǎn)溫度（ 720左右）馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體然后經(jīng)過冷卻作用轉(zhuǎn)化為二次淬火馬氏體導(dǎo)致磨后硬度 磨前溫度3、磨削灼傷色燒傷瞬間產(chǎn)生不同組織對(duì)光線的反射程度不同而呈現(xiàn)不同顏色4、減小磨削熱的生成和損傷途徑減小磨削熱的生成迅速將熱量傳走三、加工表面存在殘余應(yīng)力1、殘余應(yīng)力的產(chǎn)生由于表層相對(duì)基體發(fā)生形狀、 體積或金相組織的變化使交界處發(fā)生平衡的彈性力（1）、塑性變形的影響殘余應(yīng)力（2）、熱塑性變形

39、的影響外表面受熱超于膨脹，壓應(yīng)力產(chǎn)生于外表面表現(xiàn)為殘余拉應(yīng)力（3）、金相組織變化的影響體積膨脹參與壓應(yīng)力體積縮小殘余拉應(yīng)力2、機(jī)械加工表面的殘余應(yīng)力切削加工冷塑性變形為主參與應(yīng)力磨削加工以相變和塑性變形為主表現(xiàn)為殘余拉應(yīng)力磨削裂痕30殘余拉應(yīng)力大于材料的強(qiáng)度極限導(dǎo)致材料表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂痕應(yīng)降低磨削熱改善散熱條件第四節(jié)控制表面質(zhì)量的工藝路徑一、表面精密加工方法精密磨削0.040.16m1、精密磨削超精密磨削0.010.04m鏡面磨削0.01 m2、絎磨Ra0.02m 左右絎磨優(yōu)點(diǎn)少熱量常溫紋理存油參與壓應(yīng)力抗疲勞3、研磨4、拋光二、表面機(jī)械強(qiáng)化1、 噴丸2、滾壓：使金屬表面產(chǎn)生金屬流動(dòng)塑性變形形成

40、新的表面三、表面質(zhì)量的檢查1、表面粗糙度輪廓儀（類似于量表）2、波度圓度儀3、裂紋等微現(xiàn)缺陷（1）、磁粉探傷法（磁粉懸浮液涂于被測(cè)件表面，裂紋處會(huì)出現(xiàn)明顯磁力線）（2）、熒光或有色液體（滲透進(jìn)液體）（3）、酸蝕（裂紋放大）4、金相組織5、顯微硬度酸蝕（出現(xiàn)大裂痕殘余拉應(yīng)力）6、殘余應(yīng)力逐層去除法（電解去除應(yīng)力重新分配變形）射線31第五節(jié)機(jī)械加工中的振動(dòng)一、振動(dòng)類型強(qiáng)迫振動(dòng) 30%自激振動(dòng) 65%自由振動(dòng) 5%二、強(qiáng)迫振動(dòng)1、 概念：工藝系統(tǒng)在外界干擾力作用力下的震動(dòng)2、產(chǎn)生原因離心力往復(fù)沖擊（ 1）、工藝系統(tǒng)內(nèi)部因素 傳動(dòng)系統(tǒng)缺陷 油壓脈動(dòng)滾軸不均切削過程中的間隙鄰近設(shè)備（ 2）、工藝系統(tǒng)外部

41、因素建筑物幅頻特性（ 3）、特性相頻特性（4）、減小強(qiáng)迫振動(dòng)的途徑減小激振動(dòng)調(diào)節(jié)震源頻率（遠(yuǎn)離系統(tǒng)固有頻率）提高工藝系統(tǒng)剛性增加阻尼消振和隔振三、自激振動(dòng)1、概念：由周期性變化的切削力所引起的振動(dòng)2、特性切削過程停止振動(dòng)隨之消失頻率等于或接近系統(tǒng)固有頻率振幅大小取決于系統(tǒng)所獲得的能量和消耗的能量3、控制自激振動(dòng)的途徑（1）、合理選擇切削用量（2）、合理選擇刀具的幾何參數(shù)32（3）、提高工藝系統(tǒng)的振動(dòng)抗性（4）、使用減震器第六章一、裝配二、機(jī)械產(chǎn)品的裝配精度零部件間的距離精度相互位置精度相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度接觸精度（配合質(zhì)量）三、裝配的組織形式固定式裝配移動(dòng)式裝配四、裝配生產(chǎn)型及特點(diǎn)第二節(jié)裝配尺寸鏈一、

42、定義及組成1、定義：在機(jī)器裝配中由相關(guān)零件的尺寸或相關(guān)位置關(guān)系所構(gòu)成的尺寸鏈。2、封閉環(huán)：裝配以后所組成的尺寸3、分類：線性尺寸鏈：同面且平行平面尺寸鏈：各環(huán)都在平面內(nèi)平行且有某個(gè)不平行角度尺寸鏈空間尺寸鏈二、裝配尺寸鏈的建立1、確定封閉環(huán)裝配的技術(shù)要求2、找組成環(huán)3、檢查封閉環(huán)三、裝配尺寸鏈的計(jì)算1、極值法2、概率法33（1）、各環(huán)公差值的概率計(jì)算22222（ A0）= （ A1）+ （ A2）+ （ A3）.+ （ Ai）封閉環(huán)組成環(huán)n 1（z）=2 ( Ai )i 1T (Ai )6( Ai )T (AZ )zT2 ( Ai )封閉環(huán)公差 =組成環(huán)公差平方和的平方根（2）、封閉環(huán)的上下偏

43、差T ( Az)ES( Az)2各組成環(huán)均為對(duì)稱偏差T ( Az)ES( Az)2各組成環(huán)均為非對(duì)稱偏差（公差帶向有材料的方向，包容面 EI=0，被包容面 ES=0）A、將非對(duì)稱偏差轉(zhuǎn)化為對(duì)稱偏差（基本尺寸發(fā)生變化）B、公差帶中點(diǎn)坐標(biāo)法（前提：基本尺寸不發(fā)生變化）Az=AiAi求各組成環(huán)的中點(diǎn)坐標(biāo)m( Ai )ES( Ai )EI A(i )m(Ai ) =2m( Az ) = m A(i) m Ai ( )ES(Az)m( Az)T ( Az)2ES(Az)m( Az)T ( Az)2概率法會(huì)放大零件的制造誤差易于加工第三節(jié)保證裝配精度的工藝方法一、互換法：控制零件的制造誤差來保證裝配精度1、各有零件公差值和小于等于裝配精度要求T ( A z)T( i A)完全互換342、各有零件的公差值的平方和的平方根不大于裝配精度T (Az)T 2 ( Ai )99.73%可滿足要求不完全互換二選配法：將配合副中各零件公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，選擇適合的零件進(jìn)行裝配以保證裝配精度直接選配：麻煩，憑經(jīng)驗(yàn)選取分組選配：測(cè)量、分組符合選配：粗分組、經(jīng)驗(yàn)選三、修配法：在零件上