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1、机械制造技术基础总结 主讲 孙会来天津工业大学机械电子工程学院 1 切削运动2 切削用量三要素3 切削层参数 第3章总结 1 刀具组成 2 确定刀具角度的参考平面 3 刀具角度标注 1 刀具安装高度非理论高度时 4 刀具实际工作角度 2 刀具安装偏斜对工作角度的影响 3 刀具横向进给对工作角度的影响 4 刀具纵向进给对工作角度的影响 5 刀具材料应具备的性能 6点 6 常用刀具材料 高速钢 硬质合金 陶瓷 金刚石 7 切屑形成过程8 三个变形区9 切削种类 带状 节状 粒状 崩碎10 切屑控制11 积屑瘤 条件 影响及控制12 切削力 测量 13 切削力计算14 影响切削力的因素 切削用量 1
2、5 切削热 切削温度来源 影响因素 切削用量 16 刀具磨损和刀具寿命磨损形态 过程及磨钝标准 检测17 刀具耐用度和刀具寿命18 切削用量对刀具耐用度的影响 第4章总结 1 机床的技术参数 尺寸参数一一具体反映机床的加工范围 运动参数 指机床执行件的运动速度 动力参数 指机床电动机的功率 有些机床还给出主轴允许承受的最大转矩等 2 通用机床型号的编制 第5章总结 一 工件的装夹方法 定位 夹紧和装夹 1 用找正法装夹工件 直线 划线找正2 用夹具装夹工件二 机床夹具的工作原理 三个位置 三 夹具在机械加工过程中的作用 1 保证稳定可靠地达到各项加工精度要求 2 缩短加工工时 提高劳动生产率
3、3 降低生产成本 4 减轻工人劳动强度 5 可由较低技术等级的工人进行加工 6 能扩大机床工艺范围 四 夹具的分类和组成1 夹具的分类 2 夹具的组成 定位元件及定位装置 夹紧元件及夹紧装置 导向及对刀元件 动力装置 夹具体 其他元件及装置 五 基准的概念 1 设计基准 工艺基准 定位基准 度量基准 装配基准 六 六点定位原理1 六点定位 的定义2 完全定位和不完全定位3 欠定位和过定位4 消除过定位干涉的途径 七 常见的定位方式和定位元件1 工件以平面定位 固定支承 可调支承 自位支承2 工件以圆孔定位 定位销 圆锥销 定位心轴3 工件以外圆柱面定位 V形块 定位套 半圆孔定位座 外圆定心夹
4、紧4 工件以组合表面定位 一个平面和两个与其垂直的孔组合 一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合 一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合 八 定位误差及其产生原因1 基准不重合误差2 间隙引起的误差九 定位误差的计算1 基准不重合误差和间隙引起的误差的矢量和 2 确定两个极限位置 并将其投影到加工尺寸方向上 求出定位误差 十 保证加工精度的条件 十一 夹紧装置的组成及基本要求1 组成 力源 中间传力 夹紧元件十二 夹紧力的确定大小 方向和作用点1 方向确定原则 3点 1 夹紧力的方向应有利于工件的准确定位 而不能破坏定位 一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面 2 夹紧力的方向应与工件刚度高的
5、方向一致 3 理想的夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力 重力等的方向一致 以减小夹紧力 2 作用点确定原则 3点 1 夹紧力的作用点应与支撑点 点对点 对应 或在支撑点确定的区域内 2 选择刚度高的部分 3 尽可能的靠近加工表面3 大小确定 十三 典型夹紧机构1 斜楔夹紧2 螺旋夹紧3 偏心夹紧十四 夹紧动力源装置1 气动夹紧2 液压夹紧3 气液组合夹紧 一 车床夹具 设计特点二 铣床夹具 分类及设计特点三 钻床夹具 分类及钻套分类 一 自动线夹具固定夹具和随行夹具以及设计随行夹具考虑的主要问题二 组合夹具组合夹具特点和优点三 通用可调夹具和成组夹具两者异同点 第六章总结 工艺过程 生产过程
6、中 按一定顺序逐渐改变生产对象的形状 尺寸 位置和性质 使其成为预期产品的这部分主要过程 1 工序 是指一个 或一组 工人在同一个工作地点 对同一个 或几个 工件连续完成的那一部分工艺过程 2 安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序 3 工位 工件一次装夹后经若干位置依次加工 工件在机床上占据的每一个位置上所完成的那一部分工序称为工位 4 工步 在一个安装或工位中 加工表面不变 加工刀具不变 切削用量不变的条件下 连续完成的那部分工序 5 走刀有些工步由于余量太大 或由于其他原因 需要同一刀具在相同转速和进给量下 背吃刀量可能略有不同 对同一表面进行多次切削 这时 刀具对工件的每一次切削称
7、为一次走刀 刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分 6 粗基准的选择原则 1 保证工件的加工面与不加工面之间的相互位置要求的原则 2 合理分配加工余量的原则 3 粗基准应避免重复使用的原则 4 保证定位准确 夹紧可靠的原则7 精基准的选择 1 基准重合原则 2 基准统一原则 3 自为基准原则 4 互为基准原则 5 保证工件定位准确 夹紧可靠 操作方便的原则8 加工经济精度 在正常的加工条件下 使用符合质量标准的设备 工艺装备和标准技术等级的工人 合理的工时定额 所能达到的加工精度和表面粗糙度 9 加工方法的选择 1 加工方法的经济精度和表面粗糙度要与零件加工表面的技术要求相适应 2 加工方法
8、要与零件材料的切削加工性相适应 3 加工方法要与零件的结构形状相适应 4 加工方法要与零件的生产类型相适应 5 加工方法要与工厂 或车间 的现有生产条件相适应10 加工阶段的划分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 11 工序集中 每工序的内容多 工艺路线短 总的工序数少 12 工序分散 每工序的内容少 工艺路线长 总的工序数多 13 机械加工工序的安排1 基准先行2 先主后次3 先面后孔4 先粗后精 14 加工余量 指加工过程中 从加工表面切除的金属层厚度 15 工序尺寸公差的标注 被包容尺寸上偏差为零 包容尺寸下偏差为零 16 影响加工余量的因素 1 上工序的
9、各种表面缺陷和误差因素 表面粗糙度和缺陷层 上工序的尺寸公差 上工序的形位误差 2 本工序的装夹误差17 尺寸链 在零件加工或机器装配过程中 相互联系并按一定顺序排列的封闭尺寸组合 18 封闭环 为间接得到的环 特点 a 只有一个 b 不一定为未知 c 间接保证 19 组成环 尺寸链中对封闭环有影响的全部环 亦除封闭环以外的其他环 亦尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸 a 增环 尺寸链中 其余组成环不变 当某一组成环增大时 封闭环也随着增大的环 b 减环 尺寸链中 其余组成环不变 当某一组成环增大时 封闭环随着减小的环 20 工艺尺寸链的建立 封闭环 组成环 增减环 21 工艺尺寸链的分类 按
10、尺寸链的应用范围 分为工艺尺寸链和装配尺寸链 按空间分布位置关系 分为直线尺寸链 平面尺寸链和空间尺寸链 22 尺寸链的计算形式 正计算 已知各组成环的基本尺寸及其公差 求封闭环的基本尺寸及其公差 反计算 已知封闭环的基本尺寸及其公差和各组成环的基本尺寸 求各组成环公差 中间计算 已知封闭环的基本尺寸及公差和部分组成环的基本尺寸及公差 求其余组成环的基本尺寸及公差 23 极值法解尺寸链的计算 封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和 封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和 同理封闭环的下偏差 24 时间定额 在一定的技术和生产组织条件下 规定生产
11、一件产品或完成某一道工序所需要的时间 25 工艺方案的经济比较 1 两种方案的基本投资相近 少数工序不同多数工序相同时 可对这些不同工序的单件工艺成本进行分析比较 多数工序不同 少数工序相同时 应对该零件的全年工艺成本进行比较 2 两种工艺方案的基本投资相差较大 考虑工艺成本的同时还必须考虑不同工艺方案基本投资差额的回收期限 26 机械加工工艺性 应从5个方面来分析27 成组技术 是一门生产技术和管理技术相结合的科学 它研究如何识别和发展生产活动中有关事物的相似性 并充分利用它把各种问题按相似性归类成组 寻求解决这一组问题相对统一的最优方案 以取得所期望的经济效益 28 零件分类成组方法 1
12、视检法 2 生产流程分析法 3 编码分类法 29 划分零件族分组方法 特征码位法 码域法和特征位码域法30 CAPP 通过计算机技术辅助工艺设计人员 以系统的和科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程 31 CAPP主要类型 1 检索式CAPP系统 2 派生式CAPP系统 3 创成式CAPP系统 4 综合式CAPP系统 第7章总结 1 加工精度 指零件经机械加工后 其几何参数 尺寸 形状 位置 的实际值与理想几何参数的符合程度 2 加工误差 指零件经机械加工后 其几何参数的实际值与理想几何参数的偏离程度 3 零件的的加工精度包括 尺寸精度 形状精度和位置精度 4 获得尺寸精度的方法 1 试
13、切法 2 调整法 3 定尺寸刀具法 4 自动控制法 5 获得形状精度的方法 1 成形刀具法 2 轨迹法 3 展成法 6 原始误差 工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都称为原始误差 包括 1 加工原理误差 2 工艺系统的几何误差 工艺系统静态误差 3 工艺系统的动态误差 7 机床误差 由机床的制造误差 安装误差和使用中的磨损引起的 包括 1 主轴回转误差 1 径向圆跳动 纯径向跳动 2 端面圆跳动 纯轴向窜动 3 角度摆动 2 导轨误差 1 导轨在水平面内的直线度误差2 导轨在垂直平面内的直线度误差3 两导轨间的平行度误差4 导轨与主轴回转轴线的平行度误差 3 传动链传动误差 8 工艺系统的
14、刚度 加工表面法向切削分力Fp与工艺系统的法向变形 的比值 9 误差复映规律 在切削加工过程中 毛坯的误差以一定的规律复映到工件上去 这种现象叫误差复映规律 10 误差敏感方向 工件加工表面法线方向叫做误差的敏感方向 11 工艺系统主要内部热源和外部热源 内部热源包括切削热和摩擦热 12 减小工艺系统热变形的措施 1 减少发热和隔热 2 改善散热条件 3 均衡温度场 4 加快温度场的平衡 5 控制环境温度 13 常用的时效处理方法有自然时效 人工时效及振动时效 14 保证和提高机械加工精度的主要途径 1 直接减少或消除误差法2 误差转移法3 误差分组法4 就地加工法5 误差平均法6 误差补偿法
15、 15 常值系统误差 当连续加工一批零件时 加工误差的大小和方向保持不变 则称为常值系统误差 16 变值系统误差 如果加工误差按照某一规律逐渐变化 则称为变值系统误差 17 机械制造中常见的误差分布规律 1 正态分布 2 平顶分布 3 双峰分布 4 偏态分布 18 误差的分析方法 1 分析计算法2 统计分析法 19 表面质量的含义 1 表面层的几何形状表面粗糙度和表面波度 2 表面层的物理机械性能表面层冷作硬化 表面层金相组织的变化 表面层残余应力 20 振动的分类按产生原因 自由振动 强迫振动 自激振动按自由度 单自由度系统振动 多自由度系统振动 21 强迫振动 在外界周期性干扰力的作用下 系统受迫产生的振动称为强迫振动 22 自激振动 由振动系统自身产生的交变力激发和维持的一种周期性振动称为自激振动 23 自激振动特点 1 振动不衰减 2 自激振动频率几乎与系统固有频率相等 3 振幅大小与获得能量的多少有关 4 切削过程停止 自激振动消失 24 控制机械加工中振动措施 1 减小或消除振源的激振力2 提高工艺系统的刚度及阻尼3 隔离振源4 调节振源频率 25 加工误差统计分析与计算 第8章总结 1 机器划分为若干个能进行独立装配的装配单元 零件 套件 组件 部件 机器2 保证装配精度的措施
