机械制造技术基础期末复习提纲.docx
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机械制造技术基础期末复习提纲
机械制造技术基础复习提纲
----刘倩雯
一.绪论
1.零件(毛坯)成形方法
①材料成形工艺(Δm=0)
贯通流程—质量不变工艺:
铸造,锻压,粉末冶金。
②材料去除工艺(Δm<0)
发散流程—质量减少工艺:
切削加工,磨削加工,特种加工。
③材料累积工艺(Δm>0)
收敛流程—质量增加工艺:
连接与装配,电铸电镀加工,快速成形
二.第一章
1.机床的分类
①按应用范围(通用性程度):
通用机床—加工范围广(单件小批)
专门化机床--工艺范围窄(某类,几类某道特定工序)
专用机床—工艺范围最窄(某种某道特定工序,大批)
②按工作精度:
普通精度机床,精密机床,高精度机床
③按自动化程度:
手动,机动,半自动,自动机床
4.按重量与尺寸:
仪表机床中型机床(一般机床),大型机床(10t~30t),重型机床(30t~100t),超重型机床(大于100t)
5.按机床主要工作部件的数目:
单轴,多轴,单刀,多刀
按加工性质、刀具(12类):
车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床、其它机床。
2.机床型号
为避免混淆,通用特性代号已用的字母及“I”、“O”都不能作为结构特性代号。
按其结构性能及使用范围每类:
机床划分为10个组,每个组又划分为10个系
分别用数字0~9表示。
机床主参数代表机床规格的大小,用折算值(主参数乘以折算系数)表示。
3.切削运动—刀具与工件间的相对运动
主运动—速度最高、消耗机床功率最多的运动
进给运动—金属层不断投入切削
合成运动—主运动与进给运动合成的运动
加工表面—待加工表面,过渡表面,已加工表面。
4.切削用量三要素:
切削速度vc,进给量f,背吃刀量ap
5.切削层参数:
切削层公称厚度,切削层公称宽度,切削层公称横截面积
6.刀具材料具备的性能:
①足够的硬度和耐磨性,②足够的强度和韧性③足够的热硬性,④良好的工艺性,⑤经济性
7.常用刀具材料:
碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)。
硬质合金:
①钨钴类硬质合金(YG):
精加工—YG3,粗加工—YG8(铸铁)
②钨钛钴类硬质合金(YT):
精加工—YT30,粗加工—YT5(钢)
8.
9.刀具工作角度的影响:
刀刃安装高度,刀柄安装偏斜的影响,横向进给的影响,纵向进给的影响
10.磨料—即砂粒,是构成砂轮的主要成分(适用范围)
氧化物系:
棕刚玉—碳素钢
白刚玉—高速钢
碳化物系:
黑碳化硅—铸铁
绿碳化硅—硬质合金
11.机床夹具的作用:
保证加工精度,提高劳动生产率,扩大机床的使用范围,改善劳动条件、保证生产安全
12.夹具按使用机床分:
车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、其它机床夹具
13.夹具的组成:
①定位元件—确定工件的正确位置
②夹紧装置—夹牢工件,保证工件正确位置不变
③对刀及导向装置—确定刀具与工件的相对位置
④夹具体—夹具的基础件
⑤其他装置或元件—分度装置、联接元件等
14.工件定位的方式:
1.直接找正定位—精度(最高)取决于工人技术水平单件小批生产,位置要求高;2.划线找正定位—精度低,单件小批,复杂件,毛坯精度低3.夹具定位—生产率高,定位精度高,成批及大量生产.
15.工件的定位原理:
六点定则--主要定位面∨3,导向定位面∨2,止推定位面∨1。
欠定位:
—该限制的自由度没有限制,决不允许
过定位:
—重复限制某一自由度,一般不允许
16.定位元件的基本要求:
①足够的精度
②足够的硬度和耐磨性
③足够的强度和刚度
④工艺性好
17.最常用的定位方式:
一面两孔,三面定位(常用于箱型零件)
三.第二章
1.切屑的形成过程及变形区的划分:
I变形区—剪切滑移,塑性变形
II变形区—切屑流出,受挤压,剧烈摩擦
III变形区—挤压、摩擦,金属回弹,产生残留应力
2.切屑类型
带状切屑(塑性材料)--高速,材料软
挤裂切屑(塑性材料)--节状切屑,低速
单元切屑(塑性材料)--粒状切屑,极低速,材料较硬
崩碎切屑(脆性材料)--表面粗糙度大
3.影响切削变形的因素:
工件材料,刀具前角,切削用量
4.切削用量三要素的影响:
1.对切削力的影响:
背吃刀量影响大,进给量影响较大,切削速度无明显影响
2.对切削温度的影响:
v大,f中,ap小
4.常用的切削液:
水溶液,乳化液,切削油,极压切削油
5.刀具磨损的形式:
非正常破损:
卷刃、裂纹、崩刀、破裂
正常磨损:
①前刀面磨损②后刀面磨损③前后刀面同时磨损
6.刀具磨损原因:
磨料磨损,粘结磨损,扩散磨损,相变磨损、氧化磨损
7.刀具的磨钝标准—规定允许磨损量的最大值
8.刀具耐用度T—新刃磨的刀具从开始切削至达到磨钝标准为止的切削时间
9.切削用量对刀具耐用度的影响
★影响程度:
vc大,f中,ap小
10.刀具耐用度允许的切削速度
高速钢:
m=~
硬质合金:
m=~
陶瓷刀具:
m≈
11.12.
13.砂轮磨损包括:
磨耗磨损(正常),磨粒磨损(初期),脱落磨损(急剧)
四.第三章
1.机械加工工艺过程的组成:
a.工序—工人在工作地对工件所连续完成的工艺过程,“三不变,一连续”
b.安装—经一次装夹后所完成的工序内容
定位—工件在机床或夹具上占据正确位置
◆装夹〈
夹紧—使工件正确位置不发生变化
★应尽量减少装夹次数
c.工位—工件处在机床不同位置下所完成的工序内容,多工位加工—提高生产率、保证相互位置精度
d.工步—加工面和刀具不变条件下所完成的工艺过程
连续进行的相同工步→1个工步
几把刀具或复合刀具加工→复合工步
e.走刀—每进行一次切削为1次走刀
2.
3.毛坯种类的选择:
铸件—复杂件
锻件—强度高、形状简单
4.定位基准的选择:
设计基准—零件图上的基准—尺寸线的起点位置基准符号
工艺基准—工艺中用的基准
①工序基准
②定位基准
③测量基准
④装配基准
粗基准--(毛坯面)不加工,未加工
精基准—已加工面
5.加工阶段的划分:
①粗加工阶段尽快切除余量—如何获得高生产率
②半精加工阶段--继续减少余量,为精加工作准备,次要面加工
③精加工阶段--保证达到加工精度和表面粗糙度
④光整加工和超精密阶段--降低表面粗糙度值
6.划分加工阶段的原因:
①保证加工质量②合理使用设备③便于安排热处理④及时发现毛坯缺陷,保护精加工表面
★加工阶段划分—针对零件加工的整个过程,针对主要加工面
7.工序集中—工序少,每道工序内容多(装夹次数少,位置精度高,设备数量少,工人少)---单件小批(—便于组织管理),大批量生产(—高效专用设备工装),多品种、中小批量(—数控机床、加工中心),重型零件,现代生产(由于优点较多)
工序分散—工序多,内容少(设备工装简单,调整方便,切削用量合理;设备多,工人多)----大批量生产(—自动线、流水线),精密零件
8.◆机械加工顺序的安排:
①先基准后其它②先粗后精
③先主后次、穿插进行④先面后孔
9.热处理工序的安排:
预备热处理--正火、退火(粗加工前)
时效(粗加工前、后)
调质(粗加工后,半精加工前)
最终热处理--淬火(精加工前、磨削前)
渗碳淬火(半精加工后)
渗氮(尽量靠后)
表面处理--电镀及氧化(最后)
10.加工余量的概念:
—从加工表面切除的金属层厚度
工序余量—等于前后工序尺寸之差
加工总余量=毛坯尺寸与零件尺寸之差=毛坯余量
11.★单向入体原则:
被包容面—基本尺寸为最大极限尺寸,上偏差为零(基轴制)
包容面—基本尺寸为最小极限尺寸,下偏差为零(基孔制)
孔与孔(平面)间距离尺寸—对称分布
毛坯尺寸—正负分布
12.工序余量的变动范围=前后工序尺寸公差之和
13.影响最小加工余量的因素:
①前工序表面粗糙度Ra和表面缺陷层Ha
②前工序的尺寸公差Ta
③前工序的相互位置偏差ρa
④本工序加工时的安装误差εb
14.确定加工余量的方法:
①分析计算法②查表修正法③经验估算法
15.工序尺寸的确定(余量法):
①确定各工序基本余量及各工序经济加工精度
②从后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸
③按“单向入体原则”确定各工序尺寸公差
16.时间定额:
一定生产条件下,生产1件产品或完成1道工序所耗的时间
17.单件时间定额Tp:
基本时间Tb辅助时间Ta布置工作地时间Ts休息与生理时间Tr准备和终结时间Te(作业时间=基本时间+辅助时间)
18.提高生产率的措施:
缩减基本时间Tb
缩减辅助时间Ta—使辅助时间与基本时间重合,大批量生产
缩减布置工件地时间Ts—减少调刀对刀时间
缩短准备和终结时间Te—扩大零件批量和减少调整时间
19.工艺尺寸链的组成:
封闭环—最后自然形成的尺寸(★只能有一个间接得到的尺寸)图纸上已标出
组成环—直接获得的尺寸(工序尺寸:
从定位面到加工面的尺寸,要求出的尺寸)
20.工艺尺寸链计算:
极值法,概率法
封闭环的基本尺寸=所有增环基本尺寸之和-所有减环基本尺寸之和
封闭环上偏差=所有增环上偏差之和-所有减环下偏差之和
封闭环下偏差=所有增环下偏差之和-所有减环上偏差之和
封闭环公差=各组成环公差之和
★涉及完整圆用半径计算
21.装配的概念—按技术要求,将零部件配合联接成半成品或成品
分级装配—组装、部装、总装
22.装配工作的基本内容:
清洗、联接、校正、调整、配作、平衡、验收、油漆、包装等
23.装配精度:
①相互距离精度—指相关零部件间的距离尺寸精度
②相互位置精度—平行度、垂直度、同轴度、跳动等
③相对运动精度—回转精度、直线精度和传动精度
④接触精度—接触面积大小、接触点分布情况
24.装配精度与零件精度的关系:
a.取决于零部件的精度特别是关键零部件的精度
b.取决于装配方法。
在单件小批生产及装配精度高时尤为重要
25.装配尺寸链—相关零部件上有关尺寸或相互位置关系所组成
封闭环—装配精度(装配后形成的)
组成环—相关零部件上的尺寸或位置关系
26.保证装配精度的方法:
a.互换法(完全互换装配尺寸采用极值法,不完全互换—大数互换法采用概率法,分组互换法)b.修配法(单件修配法,合并修配法,自身加工修配法)c.调整法(可动调整,固定调整,误差抵消调整)★与修配法区别—装配中不切除金属
27.修配环—形状简单,面小,便于装卸及修配,对其它尺寸链无影响
28.保证装配精度的方法综述:
优先采用完全互换法
大批量、多环—不完全互换法
大批量、高精度少环—分组互换法
大批量、高精度多环—固定调整法、不完全互换法
单件小批—修配法
成批生产—调整法、修配法
五.第四章
1.轴类零件的功用与结构特点:
功用—支承传动件、传递扭矩或运动、承受载荷
结构—回转体零件,长度大于直径(按结构分为:
光轴、阶梯轴、空心轴、异形轴
按长径比分:
刚性轴(L/d≤12)挠性轴(L/d>12))
2.细长轴外圆表面的车削—长径比L/D>20的轴
车削特点:
①刚性差,易弯曲变形和振动②热膨胀,弯曲变形③刀具磨损大
先进车削方法:
①一夹一顶②采用弹性顶尖③采用跟刀架④采用大主偏角车刀⑤采用反向进给切削
3.外圆表面的精密加工:
a.高精度磨削—小于Raμm(实质在于砂轮磨粒的作用)b.超精加工(大部分不纠正形状和位置误差,用于降低表面粗糙度)c.研磨(机械切削作用,物理作用,化学作用)d.滚压(适用于塑性材料,并要求材料组织均匀)
4.主轴锥孔的磨削—用专用夹具保证加工精度
定位:
支承轴颈—V形块V4—基准重合端部—钢球V1
与机床浮动连接—不受主轴回转精度的影响,减少振动对加工质量的影响
5.套筒类零件的功用与结构特点:
功用—支承旋转轴,引导刀具等
结构—同轴度较高的内外回转面;长度大于直径,壁薄易变形
所选用的材料取决于工作条件,毛坯精度应尽量靠近成品
6.套筒类零件内孔的一般加工方法:
钻孔,扩孔,铰孔(★一次安装连续钻扩铰
—避免安装误差,快速换刀,生产率高)镗孔,拉孔,磨孔,深孔加工—L/D>5
7.深孔加工措施:
工件旋转,刀具导向,减少刀具引偏,压力输送切削液,冷却刀具和排屑,改进刀具结构,强制断屑
8.箱体类零件的平面加工方法:
刨削、铣削(端铣—刀齿数多,精度高,粗糙度值小,刚性好,生产率高,应用多周铣—通用性好,精度较端铣低,适用广,单件小批应用多)、磨削(周磨,端磨—效率高,但精度低于周磨)、刮研
六.第五章
1加工精度—零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度(包括:
尺寸精度、形状精度、相互位置精度)
2.加工误差—零件加工后的实际几何参数与理想几何参数之差
3.获得尺寸精度的方法:
①试切法(单件小批生产)②调整法(成批大量生产)③定尺寸刀具法④自动控制法
4.获得形状精度的方法:
成形刀具法,轨迹法,展成法
5.获得相互位置精度的方法:
①直接找正法②划线找正法③夹具定位法
6.影响加工精度的因素(原始误差)
(判断)原始误差:
加工前--加工原理误差、调整误差、工件装夹误差、机床误差、刀具误差、夹具误差(工艺系统静误差)
加工中--工艺系统受力变形、工艺系统热变形、刀具磨损(工艺系统动误差)
加工后--内应力引起的变形、测量误差
(判断)7.表面质量对耐磨性的影响:
①表面粗糙度(越小耐磨性越好,但不能太小)②表面层物理力学性能(冷作硬化提高耐磨性,到不能过度硬化)
表面质量对耐疲劳性的影响:
①表面粗糙度(越小越好)②表面层物理力学性能(冷作硬化,残余压应力提高耐疲劳强度,参与拉应力降低耐疲劳强度)
表面质量对耐腐蚀性的影响:
①表面粗糙度(越大耐腐蚀性越差)②表面层物理力学性能(残余压应力提高抵抗耐腐蚀的能力)
表面质量对零件配合质量的影响:
①表面粗糙度(越大配合精度越低)
8.机床主轴的回转运动误差—实际回转轴线对其理想回转轴线的变动量
(分解为:
①径向圆跳动②端面圆跳动③纯角度摆动)
9.提高主轴回转精度的措施:
①提高主轴部件制造精度
②滚动轴承进行预紧
③误差转移法
10.机床导轨误差:
①导轨在水平面内的直线度误差
②导轨在垂直面内的直线度误差
★法线方向引起误差最大,误差敏感方向,切线方向上误差极小,可忽略不计
③导轨的扭曲
④导轨对主轴回转轴线的平行度或垂直度
垂直面内—形状误差(马鞍形)水平面内—形状误差(锥度)
11.提高导轨导向精度的措施:
①提高机床导轨、溜板的制造及装配精度
②提高导轨耐磨性
③机床安装正确,地基牢固
12.★传动链中各传动元件误差累积→传动链传动误差
13.减少传动链传动误差的措施:
①减少传动环节,缩短传动链
②提高传动件(末端传动件)的制造、装配精度
③末端传动副大降速比(精密滚齿机分度蜗轮齿数>1000齿)
④采用误差校正机构
14.夹具的误差分析:
①定位误差△D②对刀误差△T③安装误差△④夹具的制造误差△⑤加工方法误差△G
15.产生定位误差的原因:
①基准不重合误差B②基准位移误差Y
16.工艺系统的其他几何误差:
刀具误差,测量误差,调整误差
17.工艺系统刚度的概念—工艺系统抵抗外力使其变形的能力
★法向切削分力Fp与总切削力综合
作用下系统的法向变形δ的比值
系统刚度的倒数=各环节刚度的倒数和
18.工艺系统的受力变形:
切削力作用点位置变化--①机床的变形(工件产生两端粗、中间细的马鞍形圆柱度误差)②工件的变形(工件产生两端细、中间粗的腰鼓形圆柱度误差)切削力大小变化--★误差复映现象:
切削力变化→变形量变化
ε—误差复映系数
19.机械加工中产生的振动:
强迫振动、自激振动、自由振动
20.机械加工中的强迫振动—外部周期性干扰力引起的振动
特点;①是在外界周期性干扰力作用下产生的
②频率—等于外界干扰力的频率
③振幅—大小取决于干扰力与系统固有频率的比值λ
当λ等于或接近于1时,振幅最大—“共振”
21.机械加工中的自激振动—没有周期性外力作用下,系统本身产生和维持的振动
特点:
①激振力是由振动本身产生和控制的,切削运动停止,振动也停止
②频率—等于或接近等于系统的固有频率
③振幅—与系统刚度及阻尼有关(取决于系统获得的能量与消耗的能量之比)
22.21.提高表面质量的途径:
减小表面粗糙度值
减小残余拉应力、防止表面烧伤和裂纹
采用表面冷压强化工艺
22.加工误差:
a.系统性误差(常值系统误差—误差大小和方向保持不变
变值系统误差—误差大小和方向按一定规律变化)
b.随机性误差—误差大小和方向是无规律变化
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