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1、机械制造技术基础机械制造技术基础总复习总复习关于本课程性质：专业基础课知识要求：通过本课程的学习，能够应用金属切削和机械制造工艺的基本理论，机床、刀具和夹具的基本知识，根据质量、生产率和生产成本要求，按照加工条件选择刀具几何参数、刀具材料及切削用量等，能够根据被加工零件的具体情况和常用金属切削机床的用途、工艺范围，对合理选择金属切削机床。基本掌握分析机床传动系统的能力，初步了解设计机床传动系统的基本方法。能力要求：通过本课程的学习，使学生具备设计批量生产机械产品加工工艺规程和专用夹具的基本能力，使学生初步具有分析和解决机械制造过程中一般技术问题的能力。特点：系统性、综合性和实践性强。1、机械制
2、造及其生命周期机械制造是一个将物料、能源、设备、工具、资金、技术、信息和人力等制造资源通过制造系统转化为可以供人们使用或利用的产品的过程。制造系统是指覆盖全部产品生命周期的制造活动所形成的系统，它涉及从产品的设计、制造、装配、市场乃至回收的全过程。机械制造的根本宗旨是以最小的资源消耗、最低的环境污染度，产生最大的社会和经济效益总复习之一：概论部分要点技术开发经济投入：10影响度：10%中间实验经济投入：100影响度：10%生产上市经济投入：1000影响度：10%开发决策经济投入1影响度：70%新产品开发意向开发调研科技调研市场调研竞争环境调研企业内部调研调研分析立项评估开发决策产品概念设计产品
3、方案设计产品技术设计产品生产设计产品小批试制产品开发决策产品样品试制产品试销产品投产2、机械产品的开发与构成；3、机械制造系统零件制造过程原料或毛坯存储运输制造检验成品机械制造系统信息系统能源能量系统物流信息流能量流图例：物流信息流能量流原料或毛坯存储机床刀具夹具机械加工工艺过程检验成品机械制造系统信息系统能源能量系统工艺规程、数控程序、适用控制模型等上工序下工序图例：生产纲领的计算：N=Qn(1+a)(1+b)5000050001000大量生产50005000050050003001000大批生产5005000200500100300中批生产100500202005100小批生产Tp当产品销
4、路不畅或初创时，选最低成本耐用度Tc；当产品畅销甚至供不应求时，选最大利润耐用度Tpr；当产品急需时，选最高生产率耐用度Tp。目前多采用经验数据并附以必要的计算选择切削用量。切削用量的优化选择和建立切削数据库是合理选用切削用量的发展趋势。切削用量的合理选择粗加工：以提高生产率为基本原则，粗加工中首先选择尽可能大的背吃刀量ap；其次按照工艺系统刚性和技术条件的允许选择最大的进给量f，；最后根据刀具使用寿命确定切削速度vc。精加工：以满足工件需要的加工精度和表面质量为原则首先选择尽可能大的切削速度vc背吃刀量ap；其次按照生产率要求和工件技术要求选择尽量小的背吃刀量ap和进给量f。采用切削性能更好
5、的新型刀具材料；在保证工件力学性能的前提条件下，改善关键材料的切削加工性；采用性能优良的切削液和高效的冷却润滑方法，改善冷却润滑条件；改进刀具结构，提高刀具制造质量。提高切削用量的途径切削液的作用冷却润滑冲洗防锈控制过程参数v、ap、fo、o、r、s切削条件优化最理想的加工效率合格的加工质量良好的经济性控制中间因素刀具使用寿命T结果过程优化金属切削过程与控制总复习之三：金属切削机床部分要点1、金属切削机床的基本概念基本知识机床的分类和编号、机床的技术性能，常用金属切削机床的基本功能和选用。机床的运动分析工件表面的形成：母线沿导线运动的轨迹形成工件表面。母线和导线统称为形成表面的发生线。形成发生
6、线的方法：轨迹法、成形法、展成法、相切法。形成发生线所需的运动叫成形运动，其分为主运动和进给运动。成形运动分为简单成形运动和复合成形运动。除了成形运动外，机床分度运动、切入运动、辅助运动以及操纵及控制运动等。机床运动分析的基本方法：表面运动传动机构机床的传动机床的基本组成部分：动力源、传动件、执行件。传动链、外联系传动链、内联系传动链；换置机构和移换机构。机床传动原理图、机床传动系统图的使用。2、典型机床的传动原理和传动系统分析CA6140型普通卧式车床和Y3150E型滚齿机的传动原理和传动系统分析。3、组合机床及组合机床自动线总复习之四：机械加工方法部分要点1、零件的种类及组成零件的表面轴类
7、零件、盘套类零件、支架箱体类零件、六面体类零件、机身机座类零件、特殊类零件。组成零件常见的表面有外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形和成形面，以及各种沟槽等。2、常用的加工方法常用的切削加工方法、磨削加工方法、精密加工方法和特种加工方法。切削加工方法的选择表面形状加工方法平面孔外圆回转曲面自由曲面齿轮齿面车车端面车内孔内锥空车外圆成形车靠模车数控车铣立铣卧铣铣孔数控铣旋风铣数控铣仿形铣铣齿滚切齿轮刨牛头刨龙门刨插键槽锥齿刨插齿磨平面磨磨内孔内锥孔外磨圆成形磨仿形磨数控磨曲线磨靠模磨齿轮磨数控齿轮磨钻锪台阶钻孔扩孔镗镗孔保证中心距、垂直度总复习之五：机床夹具部分要点1、夹具的功用、组成及分类：在机
8、床上用于工件的定位和夹紧或者引导刀具的装置，以保证工件相对机床有一个正确的、准确的和可靠的位置。夹具主要由定位元件、夹紧装置、对刀装置或刀具引导装置，以及夹具体组成。此外，连接元件、分度机构、和操作元件也是夹具不可或缺的组成部分。夹具通常按照通用程度、使用机床和动力源不同进行分类。2、工件在夹具中的定位：工件定位目的：使同批工件在机床或夹具上有正确位置。工件定位方法：直接找正、划线找正和定位夹具定位。六点定位原理：合理布置夹具上留个六个定位支承点的位置，使工件上相应的定位基准面与之保持接触，工件在空间的六个自由度被分别限制，在在空间得到唯一的位置。完全定位与不完全定位，过定位与欠定位。定位与夹
9、紧的区别：定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。定位方案设计：先工具加工要求分析工件哪些自由度必须被限制，再选定关键上的定位基准面以相应的定位原件去限制。确定定位方案时，必须很清晰的知道哪个定位元件与工件的哪个定位支撑面配合，限制了工件的哪些自由度；必须保证没有过定位和欠定位现象存在，尤其是欠定位现象，绝对不允许存在。组合表面定位一个平面和与其垂直的两个孔组合组合表面定位一个平面和与其垂直的两个孔组合总复习之五：机床夹具部分要点3、定位误差的分析计算定位误差概念指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序基准）在加工尺寸方向上的最大变动量。定位误差包括基准不重合误差
10、和基准位移误差。由于定位基准副制造误差造成工序基准的位置变动对加工精度有直接影响。(1)以平面作定位基准面时的定位误差计算平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所以定位误差主要由基准不重合引起。(2)以圆孔作定位基准面时的定位误差计算工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在定位副制造不准确误差，定位精度较高。工件定位副单向靠紧定位可以把基准位移误差减小一半。如在定位心轴水平放置，或单向推移工件靠紧定位时。保证加工精度实现若规定工件的加工允差为工件，以夹具表示与采用夹具有关的误差，以加工表示除夹具外与工艺系统其它因素（如机床误差、刀具误差、受力受热变形等）有关的加工误差，为保证工件的加工精度要求
11、，必须满足误差计算不等式：工件夹具加工制订夹具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差的总和不超过零件公差的三分之一。总复习之五：机床夹具部分要点4、工件在夹具中的夹紧：夹紧装置的组成及基本要求：组成：力源装置、中间传力机构和夹紧元件。夹紧装置的作用：改变作用力的方向，改变作用力的大小，使夹紧实现自锁。夹紧机构应该满足的要求：夹紧时不破坏工件定位后的正确位置稳夹紧时夹紧力大小要适当牢夹紧动作要迅速、可靠快夹紧力大小的估算夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数K，一般精加工K=1.52，粗加工K=2.53。5、夹具的连接元件、对刀装置和引导元件：总复习
12、之五：机床夹具部分要点5、夹具的连接元件、对刀装置和引导元件：总复习之六：机械加工质量的分析与控制部分要点工艺系统受力变形工艺系统受热变形刀具磨损工艺残余应力引起的变形测量误差加工前的误差加工过程中的误差加工后的误差原始误差加工原理误差调整误差工件装夹误差机床误差夹具误差刀具制造误差1、机械加工精度的基本概念2、影响加工精度的因素1）原始误差一、机械加工精度2）工艺系统几何误差（1）加工原理误差（2）机床误差主轴回转误差径向跳动、轴向跳动和角度摆动。导轨误差导轨在水平面及铅垂平面内的直线度误差导轨的平行度误差对加工精度的影响：机床导轨直线度误差对不同的机床的不同的加工过程的影响也不同。若导轨误
13、差引起切削刃与工件的相对位移产生在工件已加工表面的法线方向，对加工精度的影响较大，应重视；若产生在切线方向，则影响较小，可以忽略不计。机床传动链（内联系传动链）误差减小传动误差对加工精度影响的措施：缩短传动链；提高传动元件特别是传动链末端件的制造精度；调整机床，消除传动件之间的间隙；采用误差修正或补偿机构。定尺寸刀具和成形刀具的制造误差，展成加工中刀具切削刃的几何形状和有关尺寸误差，刀具不正确的安装和刀具的磨损都会直接造成被加工工件的尺寸和形状误差，影响加工精度。一般刀具的制造精度对零件的加工精度无直接影响。（3）刀具的几何误差对加工精度的影响包括定位元件、刀具引导元件、分度机构和夹具体的制造
14、误差，定位元件之间的相互位置误差、使用中的磨损及其它误差都会影响被加工工件的加工精度。（4）夹具的几何误差对加工误差的影响（5）定位误差对加工误差的影响含基准位移误差和基准不重合误差。机械加工过程中，对工艺系统的各个环节进行调整时造成的误差叫调整误差。如安装夹具、调整刀具，对刻度盘、定程机构的精度及与它们配合使用的离合器、电器开关、控制阀等元件的灵敏度，测量所用仪表、量具的制造和使用误差等。（6）调整误差3）工艺系统的刚度对加工精度的影响零件刚度、刀具刚度、机床部件刚度和夹具刚度对加工精度都有影响。受力点位置变化引起的工件几何形状误差；误差复映规律：由于毛坯误差导致加工余量的变化和材料性能的变
15、化，引起切削力和工艺系统受力变形的变化，从而使工件产生尺寸和形状误差的现象称为误差复映。=C（KXT+C）=123减少工艺系统受力变形的途径提高工艺系统中零件的配合质量以提高接触刚度；设置辅助支承提高部件刚度；缩短切削力与支承点之间的距离。工艺系统热变形对加工精度的影响减少发热和隔热；强制冷却，均衡温度场；采用“热对称结构”；使零件的热变形尽量发生于不影响加工精度的方向上。工件残余应力引起的变形采用时效处理等措施消除残余应力3.加工误差统计分析1）加工误差的分类(1)系统误差在顺序加工一批零件中出现大小保持不变（常值系统误差）或有规律变化（变值系统误差）的误差，称为系统误差。常值系统误差：原理
16、误差、工艺系统各部分的制造误差和受力变形误差等。变值系统误差：工艺系统各部分的热变形及刀具的磨损等引起的加工误差。(2)随机误差在顺序加工一批零件中出现大小和方向都无规律变化的误差，称为随机误差。如，毛坯误差的复映、定位误差、夹紧误差、操作误差及内应力引起的误差等。如果工艺系统不存在系统误差，只有随机误差，则被加工零件的尺寸按正态规律分布；如果工艺系统还有常值系统误差存在，则工件尺寸分别曲线形状不变，只是沿工件尺寸坐标轴发生平移；如果工艺系统还存在变值随机误差，则工件尺寸的分布曲线不再是简单的正态分布。2）正态分布yxoFX33X正态分布曲线法ESEILCLUCLXXmmX点图2）工艺过程分布图分析：采用顺序小样本分析ESEILCLUCLRRmmR点图4.提高加工精度的途径1)直接消除或减小原始误差消除误差产生的根源。2)误差补偿利用专门装置产生反向误差。3)误差转移将原工艺系统中难以控制的误差转移到新的工艺装置上。4)误差分组用较经济的方法获得精密的配合。如滚动轴承的装配。5)误差平均利用密切关联的表面进行相互比较和
