機械制造基礎期末復習指導

..機械制造基礎期末復習指導藝知識容(摘自考核說明)涵蓋第十章夾具、第十一章機械加工質量和第十二章工藝規(guī)程的基本知識的教學容重點：機床夾具的分類、組成及作用、定位原理和定位類型、工件的夾緊機械加工精度、影響加工精度的原因機械加工工藝過程的基本概念、機械加工工藝規(guī)程理解：機械加工工藝的基本概念、基本理論。掌握：六點定位原則及夾緊機構的概念和功能。制定機械加工工藝規(guī)程的基本原則和方法、步驟。機械加工精度的概念。在生產中影響機械加工的精度的主要因素。復習知識要點機床夾具：在機械加工中，為了保證工件加工精度，使之占有確定位置以接受加工或檢測的工藝裝備統(tǒng)稱。六點定位原理(原則)：用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度(沿x、y、z軸線方向的移動自由度；稱為繞x、y、z軸的轉動自由度)的方法，使工件在夾具中的位置完全確定。應理解教材中圖10-2工件的六點定位的解釋。夾具設計的核心元件：用以確定工件在夾具中的正確位置的元件定位元件。件定位中的幾種情況：完全定位工件的六個自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。當工件在x、y、z三個坐標方向上均有尺寸要求或位置精度要求時采用這種定位方式。如圖不完全定位根據工件的加工要求，對某些并不需要限制工件的自由度進行定位。在保證加工要求情況下的不完全定位是合理的定位方式。欠定位根據工件的加工要求，應該限制的自由度被限制的定位。欠定位是過定位同一個自由度被幾個支承點重復限制的定位(也稱重復定位、超定....位)。當以形狀精度和位置精度很低的面作為工件定位基準時，不允許出現過定位；對精度較高的面作為定位基準時，為提高工件定位的剛度和穩(wěn)定性，在一定條件下允許必須的要求：夾緊既不應破壞工件的定位，又要有足夠的夾緊力，同時又不應產生過大的夾緊變形，不允許產生振動和損傷工件表面。對于手動夾緊機構要有可靠的自鎖性；機動夾緊裝置要統(tǒng)籌考慮其自鎖性和穩(wěn)定的原動力。，夾緊力的方向：夾緊力的方向應朝向主要限位面，以保證工件的定位精度。夾緊力的方向應有利于減小夾緊力。夾緊力的方向應使工件變形盡可能小。夾緊力的作用點：夾緊力作用點應正對定位元件或落在定位元件的承圍，以保證工件的定位不變。夾緊力的作用點應處在工件剛性較好部位，以減小夾緊變形。夾緊力應盡可能靠近加工表面。夾緊力的大小的略計算：以主切削力為依據與夾緊力建立靜平衡方程式，解此方程來求夾緊力大小。基準：零件上用以確定其它點、線、面的位置所依據的那些點、線、面為基準。在圖紙上分設計基準和工藝基準。設計基準：在零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準，稱設計基準。。工藝基準：零件在加工、測量、裝配等工藝過程中所使用的基準統(tǒng)稱為工藝基準。工藝基準可分為：1裝配基準在零件或部件裝配時用以確定它在部件或機器中相對位置的基準。2測量基準用以測量工件已加工表面所依據的基準。3工序基準在工序圖中用以確定被加工表面位置所依據的基準。所標注的加工面的位置尺寸稱工序尺寸。4定位基準用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所依據的基準。在生產中，通常是以工件上的幾個表面同時作為定位基準，采取組合定位方式。基準不重合誤差：定位基準與工序基準不重合而造成的加工誤差?；鶞饰灰普`差：由于定位元件的制造公差和最小間隙的影響，定位基準與限位基準不能重合，導致的誤差。機械加工質量：包括加工精度和表面質量。機械加工精度：零件加工后的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參......數的符合程度。機械加工經濟精度是指某種加工方法，在正常生產條件下(采用符合質量標準的設備、工藝裝備、標準技術等級的工人，不延長加工時間)所能保證的加加工誤差：指零件加工后的實際幾何參數與理想幾何參數的偏差程度。誤差分類：包括隨機誤差和原始誤差(系統(tǒng)誤差)。隨機誤差是偶然因素造成的，大小和誤差方向是隨機的，原始誤造成的誤差大小和方向是確定的，需要對工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)：由機床、夾具、刀具和工件組成的系統(tǒng)。原始誤差包括以下幾方面：原始誤差差測量誤差工件應力引起的變形原理誤差：指由于采用近似的加工方法所產生的誤差。工件裝夾誤差：主要包括定位誤差和由于夾緊力過大而引起的夾緊誤差。工藝系統(tǒng)靜誤差：包括機床誤差、夾具誤差、刀具誤差調整誤差：工藝系統(tǒng)的調整問題造成的誤差。工藝系統(tǒng)動誤差：工藝系統(tǒng)受力變形、熱變形。刀具磨損、關鍵應力變形等誤差。工藝系統(tǒng)的剛度剛度是指彈性系統(tǒng)受力后抵抗變形的能力；工藝系統(tǒng)剛度是指垂直作用于工件加工表面(加工誤差敏感方向)的徑向分力與工藝系統(tǒng)在該方向的變工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)在切削加工過程中，都會產生不同程度的變形，工藝系統(tǒng)在某處的法向(誤差敏感方向)總變形y是各個組成環(huán)節(jié)在同一位置處法向變形的疊加，即：y=y+y+y+yjcdjjjgj而各組成部分的剛度為：k=Fy，k=Fy，k=Fy，k=Fyjcjcdjdjjjjjgjgj1工藝系統(tǒng)剛度的一般計算式為：k=1k+1k+1k+1kjcdjjjgj誤差復映現象：是指由于毛坯(包括前工序已加工的零件)加工過程中，待加工表面的余量變化以及材料硬度的變化，引起了切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，因而使加工后工件的尺寸誤差和形狀誤差產生了與毛坯誤差相似的現象。誤差復映系數反映了毛坯誤差經過加工后的減小程度，與工藝系統(tǒng)的剛度成反比，與切削力的系數成正比。要減小工件的復映誤123123則總的復映系數為：=23工藝系統(tǒng)熱變形在熱源的作用下工藝系統(tǒng)產生的熱變形破壞工件與刀具間正確的相對位置，造成加工誤差。對于精密加工，熱變形引起的加工誤差占總加工誤差的40％~70％。工藝系統(tǒng)的熱源分為部熱源和外部熱源。刀具磨損隨著切削的不斷進行，刀具的尺寸逐漸減小，特別是較長走刀長度的切削易產生刀具磨損誤差。工件應力引起的變形零件部殘存應力在恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，即使在常溫時，零件測量誤差由于量具本身的制造誤差，測量時的接觸力、溫度、目測正確程度等對加工精度的影響。提高加工精度的工藝措施減少誤差法：是在查明產生加工誤差的主要因素后，設法對其直接進行消除等、方向相反，抵消原來工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差。誤差轉移法：誤差轉移法就是把原始誤差從敏感方向轉移到誤差的非敏感方向。的主軸回轉誤差對鏜孔精度不產生任何影響，鏜孔精度完全由鏜模來保證。誤差均分法：是利用有密切聯(lián)系的表面之間的相互比較和相互修正或者利用互為基準進行加工，以達到很高的加工精度。表面質量：指機器零件在加工后的表面層狀態(tài)。包括兩加工表面的幾何形狀特征和表面層的物理、力學性能的變化。切削層殘留面積：在理想切削條件下，由于切削刃的形狀和進給量的共同影響，在加工表面上遺留下來的切削層殘留面積。表面層的加工硬化：工件表層金屬在機械加工過程中產生強烈的塑性變形，使工....件表面的強度和硬度提高，塑性降低，又稱冷作硬化。表面殘余應力：主要有冷塑變形引起的殘余應力、熱塑變形引起的殘余應力和金相組織變化引起的殘余應力。表面層的金相組織變化與磨削燒傷：當工件表面溫度超過金相組織變化的臨界點時產生的金相組織變化。通常稱為燒傷生產綱領指企業(yè)在計劃期應當生產的產品產量和進度計劃。生產類型及其特點：機械制造業(yè)的生產可分為單件生產、成批生產和大量生產三種類型。生產類型依據生產綱領劃分，與零件的大小、精度及復雜程度有關。單件生產單件生產的基本特點是生產的產品品種繁多，每種產品僅制造一個或少數幾個，而且很少再重復生產。成批生產成批生產是一年中分批地生產相同的零件，生產呈周期性重復。成批生產又可分為小批、中批、大批生產三種類型。大量生產大量生產是在機床上長期重復地進行某一零件某一工序的加工。工藝過程及組成：工藝就是制造產品的方法，工藝過程是指把生產過程中改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和物理、力學性能等，使其成為成品或半成品的過程。機械加工工藝過程由一個或若干個順次排列的工序組成，每一個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。1工序一個(或一組)工人，在一個工作地點(或一臺機床)，對一個(或同時對幾個)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。工序是工藝過程劃分的基本單元，也是制訂生產計劃、組織生產和進行成本核算的基本單元。一個工序包括若干工步，可以。2安裝工件在加工之前，在機床或夾具上占據正確的位置(定位)，然后再予以夾緊統(tǒng)稱安裝。加工中應盡量減少安裝次數，以減小誤差、節(jié)約輔助時間。一個安裝可以完成一個或幾個工位上的加工。3工位為了減少工件安裝的次數，常采用各種夾具，工件的一次安裝后在幾個不同位置進行加工。工件在機床上占據的每一個加工位置稱為工位。4工步：在加工表面、切削刀具和切削用量(僅指轉速和進給量)都不變的情況下，所連續(xù)完成的那部分工藝過程。為了提高生產率，用幾把刀具同時加工一個零件的幾個表面的工步為復合工步。一個工步可包括一次或幾次走刀。5走刀在一個工步，若需要分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀。工藝規(guī)程：機械加工工藝規(guī)程簡稱為工藝規(guī)程，是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。包括工件加工工藝路線及所經過的車間和工段；各工序的容及所采用的機床和工藝裝備；工件的檢驗項目及檢驗方法；切削用量；工時定額及工術等級等。制定機械加工工藝規(guī)程應從以下幾方面考慮：技術上的先進性在制訂機械加工工藝規(guī)程時，要了解當時國外本行業(yè)工藝技術的發(fā)展水平，通過必要的工藝試驗，積極采用合適的先進工藝和工藝裝備。......經濟上的合理性在一定的生產條件下，可能會出現幾種能保證零件技術要求的工藝方案。此時應通過核算或相互對比，選擇經濟上最合理的方案，使產品的能源、原材料消耗和成本最低。有良好的勞動條件在制訂機械加工工藝規(guī)程時，要注意保證工人在操作時有良好而安全的工作條件。擬定工藝路線包括；確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差；確定各工序的設備、刀、夾、量具和輔助工具；確定切削用量和工時定額；確定各主要工序的技術要求及檢驗方法；填寫工藝文件。零件圖的工藝分析：包括加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形狀精度；主要加工表面之間的相互位置精度；各加工表面的粗糙度以及表面質量方面的其它要求；熱處理要求及其它要求。毛坯的選擇：毛坯種類的選擇不僅影響毛坯的制造工藝、設備及制造費用，而且對零件機械加工的工藝、設備和工具的消耗以及工時定額也都有很大的影響。兩類。采用毛坯上未經加工的表面來定位的基準為粗基準，采用已加工表面作為定位的基準粗基準的選擇：保證所有加工表面都有足夠的加工余量，而且各加工表面對不加工表面具有一定的位置精度；保證加工表面余量均勻，常選取零件上重要的加工表面作為粗基準；為了避免因加工余量不足而造成的廢品，對于所有表面都需要加工的零件應選擇加工余量最小的表面作為粗基準；為減小定位誤差和裝夾可靠穩(wěn)定，選擇毛坯制造中尺寸和位置可靠、穩(wěn)定、平整、光潔、面積足夠大的表面為粗基準。粗基準應盡量避免重復使用，原則上只能使用一次。：基準重合原則：直接選用設計基準為定位基準?；鶞式y(tǒng)一原則：同一零件的多道工序盡可能選擇同一個定位基準?；榛鶞试瓌t：采用兩個加工表面互相作為定位基準反復進行加工的方法。自為基準原則：加工時以被加工表面本身作為定位基準。輔助定位基準：在生產實際中，為便于工件安裝和保證獲得規(guī)定的加工精度，可以在制造毛坯時或在工件上增設和加工出定位基準，增設的輔助定位基準在零件全部加工后，還必須將其切除。零件的結構工藝性指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性工藝路線的擬定：包括選擇毛坯；選擇基準、結構工藝性分析、擬定加工路線、選擇加工方法、工序順序安排。確定加工余量。首先要確定各個表面的加工方法和加工方案。表面加工方法和方案的選擇。加工方法的選擇：首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，應同時注意生產率和經濟性等方面的要求。加工階段的劃分：劃分加工階段的作用是有利于消除或減小變形對加工精度的影響，可盡早發(fā)現毛坯的缺陷，有利于合理選擇和使用設備，有利于合理組織生產和安粗加工階段主要任務是切除毛坯的大部分加工余量，因此，此階段的主要半精加工階段其任務是減小粗加工后留下的誤差和表面缺陷層，使被加工表面達到一定的精度，并為主要表面的精加工做好準備，同時完成一些次要表面的最后加工(擴孔、攻螺紋、銑鍵槽等)。......此階段的主要目標是全面保證加工質量。光整加工階段對于零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6級以上，表面粗糙度Ram以下)的表面，應安排光整加工階段。其主要任務是減小表面粗糙度或進一步提高尺寸精度，一般不用于糾正形狀誤差和位置誤差。工序集中指在一道工序中盡可能多地包含加工容；究竟按何種原則確定工序數量，應根據生產綱領、機床設備及零件本身的結構和技術要求等作全面的考慮。工序分散對機床、工具、夾具結構要求簡單，調整方便，對工人的技術水平要求低；便于選擇更合理的切削用量；生產適應性強，轉換產品較容易，但所需設備及工人人數多，生產周期長，生產所需面積大，運輸量也較大。機械加工順序的安排原則基面先行作為其它表面加工的精基準一般應安排在工藝過程一開始就進行(先主后次零件的主要工作表面、裝配基面應先加工。螺孔、鍵槽、光孔最后是精加工和光整加工。先面后孔表面尺寸為大的平面常用作定位基面，故一般先加工。配套加工保證較高的配合精度表面的最后精加工，常安排在部裝或總裝過熱處理工序的安排主要取決于工件的材料及熱處理的目的和種類，熱處理一般預備熱處理它包括退火、正火、調質等。其目的是改善切削加工性能，消除毛坯制造時的殘余應力。其工序位置多在粗加工前后。消除殘余應力處理常用的有人工時效、退火等，一般安排在粗、精加工之最終熱處理常用的為淬火-回火，此外還有各種化學熱處理(滲碳淬火、滲氮、液體碳氮共滲等)。一般安排在精加工前后，目的是提高零件的強度、表面硬度和。加工余量：毛坯尺寸與零件圖的設計尺寸之差稱為表面的加工總余量z兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量z。i單邊余量平面加工的非對稱余量是。雙邊余量對于回轉表面和對稱加工余量。最小余量對于外表面為工序最小余量為前工序最小極限尺寸與本工序最大極限尺寸之差；對于表面為本工序最小極限尺寸與前工序最大極限尺寸之差。最大余量對于外表面為前工序最大極限尺寸與本工序最小極限尺寸之差；對于表面為為本工序最大極限尺寸與前工序最小極限尺寸之差。確定加工余量的方法：..計算法按上述公式計算所得到的加工余量是最經濟合理的，但由于難以獲得齊全可靠的數據資料，故一般用得較少。經驗估計法即憑經驗確定加工余量。為避免因余量不夠而產生廢品，所估余量一般偏大，僅用于單件小批生產。查表修正法實際生產中常用的方法是將長期生產實踐和試驗研究所積累的大量數據列成表格，以便應用時直接查找，同時還應根據實際加工情況予以修正。尺寸鏈相互聯(lián)系的尺寸按一定順序連接成一個封閉的尺寸組。尺寸鏈具有如下兩個特性：一是封閉性；二是相關性。封閉環(huán)加工或裝配過程中最后自然形成的那個尺寸。組成環(huán)尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。增環(huán)與封閉環(huán)同向變動的組成環(huán)，即當該組成環(huán)尺寸增大(或減小)而其他組成環(huán)不變時，封閉環(huán)也隨之增大(或減小)。減環(huán)與封閉環(huán)反向變動的組成環(huán)，即當該組成環(huán)尺寸增大(或減小)而其他組成環(huán)不變時，封閉環(huán)的尺寸卻隨之減小(或增大)。計算尺寸鏈方法：校核常用計算完全互換法(極值法)的方法：AA2)封閉環(huán)的基本尺寸。封閉環(huán)的基本尺寸0等于所有增環(huán)的基本尺寸i之和減一A去所有減環(huán)的基本尺寸j之和，即：0iji=1j=m+1A3)封閉環(huán)的極限尺寸。封閉環(huán)的最大極限尺寸0max等于所有增環(huán)的最大極限一AA尺寸imax之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸jmin之和，即：Ammaximaxjmini=1j=i+1封閉環(huán)的最小極限尺寸A等于所有增環(huán)的最小極限尺寸A之和減去所有減0minimin一環(huán)的最大極限尺寸A之和，即：jmaxminiminjmaxi=1j=i+1AA4)封閉環(huán)的平均尺寸。封閉環(huán)的平均尺寸0M等于所有增環(huán)的平均尺寸iM之......一A和減去所有減環(huán)的平均尺寸jM之和，即：A=m0MiMjMi=1j=i+1ESES5)封閉環(huán)的上、下偏差。封閉環(huán)的上偏差0等于所有增環(huán)的上偏差i之和一EI減去所有減環(huán)的下偏差j之和，即：0iji=1