制造技术基础 考点.docx
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制造技术基础考点
第十六章金属切削加工基础知识
加工表面:
待加工表面、过渡表面、已加工表面,P192
切削用量三要素:
切削速度、进给量、背吃刀量,P192
切削层参数:
切削厚度、切削宽度、切削面积,P193
车刀切削部分的组成:
(三面两线一点),P194
前刀面、主后刀面、副后刀面;主切削刃、副切削刃;刀尖
车刀的标注角度:
(五个),P195~197
前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角
理解各标注角度的作用
刀具的结构形式(以车刀为例):
P197
整体式车刀、焊接式车刀、机夹重磨式车刀、可转位式车刀
刀具材料应具备的性能:
P199
1)高的硬度和耐磨性;
2)足够的强度和韧性;
3)高的耐热性和化学稳定性;
4)良好的工艺性;5)经济性
常用的刀具材料:
工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料
理解高速钢、硬质合金的特点及适用范围,P201~202
三个变形区:
注意区分所在位置,P205
第Ⅰ变形区变形形式:
剪切滑移
第Ⅱ变形区变形形式:
挤压
第Ⅲ变形区变形形式:
挤压
切屑类型:
带状切屑、节状切屑、粒状切屑(单元切屑)、崩碎切屑
理解各种切屑在何种切削条件下较容易获得课本p205
积屑瘤:
P206
形成过程:
在切削塑性材料时,在适当的温度和压力下,切屑底层与前刀面发生“冷焊”作用,致使切屑底层金属发生滞留现象,滞留层与前刀面黏结成一体,最后积累后长成积屑瘤。
积屑瘤对切削加工的影响:
增大实际前角、保护刀具、增大切削厚度、增大已加工表面粗糙度。
加工硬化:
见制造质量那一章
切削力的分解:
P208
切削合力可分解为三个相互垂直的力:
主切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp。
切削热:
P211
生热区:
剪切面、切屑与前刀面接触区、后刀面与过渡表面接触区
切削热的传导途径:
切屑、工件、刀具及周围介质
影响切削温度的因素:
P211~212
1)切削用量切削速度、进给量增大和被吃刀量增大,都会导致切削温度升高
2)工件材料工件材料的强度及硬度越高,切削温度越高
3)刀具材料导热性好的材料,可降低切削温度
4)刀具角度减小主偏角可降低切削温度,前角也会影响切削温度
切削液:
P212
作用:
冷却作用、润滑作用、排屑作用、清洗和防锈作用
类型:
水类、油类
刀具磨损:
P213
刀具磨损形式:
前刀面磨损、后刀面磨损、前后刀面同时磨损
刀具磨损机理:
磨粒磨损、黏结磨损、扩散磨损、相变磨损
刀具磨损过程:
初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段
刀具的磨钝标准:
以后刀面的磨损程度作为标准
第十七章金属切屑机床
机床的分类:
P222
机床按加工方法或加工对象可分为:
车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨床、拉床、插床、锯床、特种加工机床及其他机床等
机床按应用范围可分为:
通用机床、专门化机床、专用机床
机床型号:
由基本部分和辅助部分组成。
P224~225
基本部分的组成:
类别代号;特性代号(分通用特性代号和结构特性代号);组别、系别代号;主参数、第二主参数和设计顺序号;重大改进顺序号;其他特性代号
理解机床型号中的各个代号所表示的意思
机床的基本组成部分:
P227
动力源、主传动部件、进给传动部件、工件安装装置、刀具安装装置、支承件
第十八章机械加工方法与机床
车削:
PPT与P223~246
主运动:
工件的旋转运动;进给运动:
刀具的移动
车削的特点:
1)易于保证加工面间的位置精度;2)切削过程比较平稳;3)适合于有色金属零件的精加工;4)刀具简单
铣削:
PPT与P247~251
主运动:
铣刀的旋转运动;进给运动:
工件的直线移动
铣刀的分类:
圆柱铣刀、端铣刀、盘铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成形铣刀
铣削平面时,有两种铣削方式:
周铣和端铣
周铣:
用刀齿分布在圆周表面的铣刀进行铣削的方式。
周铣又可分为逆铣和顺铣。
端铣:
用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀进行铣削的方式。
逆铣:
铣刀旋转方向与工件进给方向相反。
顺铣:
铣刀旋转方向与工件进给方向相同。
逆铣与顺铣的优缺点比较
铣削的特点:
1)铣刀为多刃刀具,生产效率高;2)切削过程不平稳;3)刀齿冷却条件好
孔加工的特点:
P251
刚性差,容易产生弯曲和振动;刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度;排屑及散热条件差,加工精度和表面质量都不易控制。
钻削:
PPT与P251~255
主运动:
刀具的旋转运动;进给运动:
刀具的直线运动
理解钻孔、扩孔、铰孔的工艺特点
镗削:
PPT与P256~257
一般而言,主运动:
镗刀的旋转运动;进给运动:
工件的纵向移动或镗刀的轴向移动。
理解单刃镗刀和双刃镗刀的工艺特点
镗削的特点:
1)适合加工孔内环槽、大直径孔;
2)适合箱体类零件的孔系加工;
3)镗大而浅的孔时可悬臂安装镗刀,镗深孔或距主轴端较远孔时应在镗杆尾部进行支承
磨削:
PPT与P260~266
分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削及无心磨削。
理解这几种磨削的主运动及进给运动。
磨削的特点:
1)精度高、表面粗糙度小;2)砂轮有自锐作用;3)径向力(又称背向力)较大,影响工件的加工精度;4)不宜加工较软的有色金属;5)磨削温度高
刨削:
PPT与P258
主运动:
刨刀的往复直线运动;进给运动:
工作台或刀架的间歇运动
刨削特点:
1)刨床结构简单,调整操作方便;2)刨刀形状简单;3)刨削适应性好,但生产效率不高
拉削:
PPT与P259~260
主运动和进给运动均由拉刀完成
拉削的特点:
1)拉削范围广,加工质量好;
2)生产效率高,一次拉削时多刀刃同时参加工作;
3)拉刀耐用度高,使用寿命长;
4)拉削容屑、排屑及散热较困难;
5)拉刀制造复杂、成本高
齿轮加工:
PPT与P269~270
理解滚齿加工和插齿加工的工作原理,理解他们的各种切削运动
特种加工:
PPT与P271~290
主要有电火花加工、线切割加工、电解加工、超声波加工、三束加工(光子束、电子束、离子束)。
理解各特种加工的工作原理和适用范围
第十九章机床夹具原理与设计
定位:
确定工件在机床或夹具中占有准确加工位置的过程
夹紧:
工件定位后用外力将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作
装夹方法(方式):
找正装夹(分直接找正和划线找正两种方法)、夹具装夹
夹具的作用:
PPT
1)稳定地保证工件的加工精度;2)缩短辅助时间,提高劳动生产率;3)改善劳动条件,降低生产成本;4)扩大机床工艺范围
夹具的分类:
PPT
机床夹具按使用特点分:
机床附件类夹具、可调夹具、随行夹具、组合夹具和专用夹具
夹具的组成:
PPT
定位元件、夹紧元件、对刀元件、导引元件、夹具体、连接元件和连接表面、其他装置
定位:
PPT基准可分为:
六点定位原理:
PPT
用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度,使工件在夹具中得到正确位置的规律
理解常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度:
完全定位:
工件的6个自由度全被限制的定位状态。
不完全定位:
工件被限制的自由度数目少于6个,但能保证加工要求时的定位状态。
过定位:
工件的某一个自由度同时被一个以上的定位支承点重复限制的情况。
欠定位:
指工件实际限制的自由度数目,少于按其加工要求所必需限制的自由度数目的情况。
常见定位方式:
PPT
理解典型表面的定位方法和定位元件(以平面定位、以圆孔定位、以外圆柱面定位、以组合表面定位)
平面定位的元件:
固定支承、可调支承、自位支承、辅助支承(不起定位作用)
圆孔定位的元件:
定位销(有长销和短销之分)、锥销、心轴
外圆柱面定位的元件:
V形块(有长短之分)、定位套筒、半圆孔定位座、外圆定心夹紧机构
夹紧:
PPT
夹紧装置的组成:
力源装置、中间传力机构(三个作用:
改变力的方向、改变力的大小、使夹紧实现自锁)、夹紧元件
夹紧力的确定:
夹紧力的三要素:
大小、方向、作用点
夹紧力方向确定的原则:
1)夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面
2)夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小
3)夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小
夹紧力作用点确定的原则:
1)夹紧力作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域
2)夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位
3)夹紧力作用点应尽量靠近加工表面
典型夹紧机构:
斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构
斜楔夹紧机构的特点:
1)有增力作用,但不大
2)夹紧行程小。
斜角越时自锁性越好,但夹紧行程越小
3)结构简单,但操作不方便
螺旋夹紧机构的特点:
1)结构简单,自锁性好,夹紧可靠
2)扩力比大
3)夹紧行程不受限制
4)夹紧动作慢,辅助时间长,效率低
各类机床夹具:
车床夹具平衡块的作用:
消除回转不平衡引起的振动
铣床夹具对刀装置的作用:
确定刀具相对夹具定位元件的位置
钻床夹具钻套的形式:
固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套
钻套的作用:
1)提高刀具刚度,防止钻头引入后引偏;2)有利于提高被加工孔的尺寸、形状、位置精度;3)有利于降低表面粗糙度;4)由于不需划线和找正,因而可显著提高生产率。
定位误差分析:
PPT
产生定位误差的两个原因:
基准不重合误差和基准位移误差。
基准不重合误差:
设计基准和定位基准不重合
基准位移误差:
定位副制造不准确,使得定位基准相对于夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差
定位误差的计算题:
计算定位的两种方法:
1)公式法,Δdw=Δjb+Δjw
2)极法
例题1:
底面3与侧面4已加工好,现需加工顶面2和台阶面1。
解析:
工序1:
加工顶面2。
定位面为底面和侧面,调刀基准是与底面3相接触的定位平面,定位基准和设计基准为底面3,均与调刀基准重合,加工时,使刀具调整尺寸与工序尺寸一致,C=H±△H(对一批工件,可视为常量)。
此时的定位误差△dw=0
工序2:
加工顶面1时,定位面为底面和侧面,定位基准为底面3,与调刀基准一致,设计基准为顶面2,定位基准与设计基准不重合。
即使本工序刀具以底面为基准调整绝对准确,无加工误差,仍会由于上道工序1加工顶面2时,使顶面2在H±△H范围内变动(针对一批零件而言),导致加工尺寸A±△A变为A±△A±△H,此误差为定位基准与设计基准不重合引起。
此时的定位误差△dw=±△H。
(即:
将定位基准到设计基准间的尺寸称为联系尺寸,则基准不重合误差等于联系尺寸的公差。
)
例题2:
求工件用V型块定位时的定位误差计算。
工件直径为d(0,-Δd),在V型块上定位铣平面,加工表面的工序尺寸有三种不同的标注方式:
1)要求保证上母线到加工面的尺寸为H1,即设计基准为B,如图a
2)要求保证下母线到加工面的尺寸为H2,即设计基准为C,如图b
3)要求保证轴心线到加工面的尺寸为H3,即设计基准为O,如图c
1)尺寸H1的定位误差(图a)
此时设计基准的最大位置变动量为B1B2,即定位误差:
2)尺寸H2的定位误差(图b)
此时设计基准的最大位置变动量为C1C2,即定位误差:
3)尺寸H3的定位误差(图c)
此时设计基准的最大位置变动量为O1O2,即定位误差:
第二十章机械制造质量分析与控制(制造质量=加工质量)
加工精度:
零件在加工以后的几何参数(尺寸、形状和位置)与图样规定的理想零件的几何参数符合的程度。
加工误差:
零件在加工以后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与图样规定的理想零件的几何参数的偏离。
加工经济精度:
在正常加工条件下(采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的加工精度。
加工精度的获得方法:
位置精度的获得:
与工件的装夹方式和加工方法有关
形状精度的获得:
轨迹法;成形法;展成法
尺寸精度的获得:
试切法;定尺寸刀具法;调整法;自动控制法
机械加工工艺系统:
机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统
工艺系统的误差称为原始误差,原始误差的组成:
理解:
原理误差、机床误差、工艺系统受力变形、工工艺系统热变形、残余应力引起的变形,PPT
加工误差分析:
正态分布曲线法:
(理解这种方法的特点)
表面质量:
PPT
理解表面质量对零件使用性能(耐磨性、疲劳强度、配合质量等)的影响
表面粗糙度:
PPT
减小切削时的粗糙度的途径:
采用较高切削速度;切削韧性材料时粗糙度较
大;增大前角、增大后角;减小主偏角、减小副偏角、增大刀尖圆角半径;减小
进给量等
加工硬化:
PPT
切削(磨削)过程中表面层产生的塑性变形使晶体间产生剪切滑移,金格严
重扭曲,并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化,引起材料的强化,这时它的强度和
硬度都提高了,这就是加工硬化现象。
残余应力:
理解残余拉应力和残余压应力对零件使用性能不同影响。
振动:
PPT
工艺系统的振动按性质可分为:
自由振动、强迫振动、自激振动
自由振动:
工艺系统受初始干扰力或原有干扰力取消后产生的振动
强迫振动:
工艺系统在外部激振力作用下产生的振动,特征:
强迫振动的频
率总是与干扰力的频率相等或是它的整倍数。
自激振动:
工艺系统在输入输出之间有反馈特性,并由能源补充而产生的振
动。
又称“颤振”。
特征:
1)没有周期性干扰力;
2)自激振动的频率接近于系统的某一固有频率;
3)自激振动不因有阻尼存在而衰减为零。
产生自激振动的
条件:
E吸收>E消耗
第二十一章工艺规程设计
机械加工工艺过程的组成:
工序:
指一个(或一组)工人,在一台机床上(或同一个工作地),对同一个工件(或同时对几个工件)所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。
是构成工艺过程的基本单元。
安装:
在一道工序中,工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。
工位:
工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。
工步:
在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。
走刀:
加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。
又称“工作行程”,是构成工艺过程的最小单元。
他们之间的关系:
生产类型:
PPT
根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性,产品的制造可分为三种生产类型:
单件生产、批量生产、大批量生产。
其中批量生产又分为:
小批量生产、中批生产、大批生产。
各生产类型与不同组织方式之间的关系,PPT
零件的结构工艺性:
PPT
基准的选择:
PPT
定位基准可分为:
精基准、粗基准、辅助基准。
精基准:
经过机械加工表面的定位基准
粗基准:
未经机械加工的表面的定位基准
辅助基准:
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准,如轴类零件的中心孔、工艺凸台等。
精基准的选择原则:
PPT
1)基准重合原则;2)统一基准原则;3)互为基准原则;4)自为基准原则
粗基准的选择原则:
PPT
1)余量均匀分配原则;2)保证相互位置要求原则;3)便于工件装夹原则
加工阶段的划分:
PPT
加工过程可分为如下几个阶段:
1)粗加工阶段;2)半精加工阶段;3)精加工阶段;4)光整加工阶段
划分加工阶段的原因:
1)保证加工质量,提高加工效率;2)便于合理使用机床设备;3)便于热处理工序的安排;4)及早发现毛坯的缺陷,以减少损失
工序集中与分散:
PPT
工序集中:
使每个工序中包括尽可能多的工步内容,从而使总的工序数目减少。
如加工中心生产。
优点:
1)有利于采用高效专用装备,生产效率高;2)减少了设备的数量,也减少了操作工人和生产面积;3)减少了工序数目,缩短了工艺路线,简化了生产计划工作;4)缩短了加工时间,减少了运输工作量,因而缩短了生产周期;5)减少了工件的安装次数,不仅有利于提高生产率,而也易于保证这些表面间的位置精度。
工序分散:
使每个工序的工步内容相对较少,从而使总的工序数目较多。
如流水线生产。
优点:
1)可采用较简单的机床,工艺装备的调整也较容易;2)对工人的技术要求低;3)生产准备工作量小;4)设备和工人的数量多,生产面积大
切削加工顺序的安排:
PPT
1)先基面后其他;2)先粗后精;3)先主后次;4)先面后孔
加工余量及工序尺寸:
PPT
加工总余量:
由毛坯变成成品的过程中,在某加工表面上切除的金属层的总厚度
工序余量:
每一道工序所切除的金属层厚度,有单边余量和双边余量之分
工序尺寸的公差,一般规定按“入体原则”单向标注,而在毛坯的尺寸公差一般采用双向标注。
影响加工余量的因素:
1)上道工序的表面粗糙度;2)上道工序的表面破坏层;3)上道工序的尺寸公差;4)需要单独考虑的误差,如形状和位置误差;5)本工序的安装误差,包括定位误差和夹紧误差
工艺尺寸链:
PPT
工艺尺寸链:
在加工过程中,由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链。
尺寸链的两个特征:
1)封闭性;2)关联性
尺寸链的组成:
1)封闭环;2)组成环,又分为增环和减环
时间定额:
PPT
单件时间的组成部分:
1)基本时间;2)辅助时间;3)工作地点服务时间;4)休息和自然需要时间
装配工艺规程设计:
PPT
装配的生产类型:
大批量生产、成批生产、单件小批量生产
理解各种生产类型的装配工作特点
装配方法:
PPT
保证装配精度的四种工艺方法:
互换法、选配法、修配法和调整法
互换法又分:
完全互换法和不完全互换法
选配法又分:
直接选配法、分组选配法和复合选配法
理解各种装配方法的含义及优缺点
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