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1、机械制造技术基础复习资料第一章 机械制造概论机械制造：从毛坯经过一系列过程成为成品机器的过程。生产系统：原材料进厂到产品出厂的整个生产经营管理过程。制造系统：原材料变为产品的整个生产过程，包括毛坯制造、机械加工装配检测和物料的存 储运输所有的工作。工艺系统：机械加工所使用的机床刀具夹具和工作组成了一个相对独立的系统称为工艺系统生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力制定生产计划，在计划期内应当生产的产品的产量和进度计划称为生产纲领。生产类型举例说明：大量生产：汽车、手表、手机、由于其产量大且同一类型的产品一样故为大量生产成批生产：笔记本电脑、由于其每一阶段的电脑不同，每种电脑均有一定的数量单
2、件生产：大型机床、水力发电装置，由于其为重型设备，专用设备所以只能进行单件生产。第二章 金属切削原理金属切削加工：利用切削刀具切除工件上多余的金属，从而使工件的几何形状、尺寸精度及 表面质量达到预定要求，这样的加工称为金属切削加工。切削运动由主运动和进给运动组成。切削用量三要素:切削速度、进给量和背吃刀量1、切削速度：切削速度Vc(m/s或m/min) ：主运动为旋转运动，主运动的线速度 主运动为往复直线运动2、 进给量：工件或刀具每回转一周时二者沿进给方向相对位移。v = n= z Z nz:多齿刀具的每齿进给量 Z:齿数3、背吃刀量：刀具切削刃与工件的接触长度在同时垂直于主运动和进给运动的
3、方向上的投影值称为切削深度ap(mm）。外圆车削的背吃刀量刀具切削部分的结构要素：三面两刃一尖前刀面A:切屑沿其流出的表面主后刀面A :与工件上加工表面相对的表面副后刀面A :与工件上已加工表面相对的表面主切削刃S:前刀面与主后刀面的交线。它承担主要的金属切除工作并形成工件上的过渡表面。副切削刃S:前刀面与副后刀面的交线。参与部分的切削工件并最终形成工件上的已加工表面。刀尖:主、副切削刃的连接部位。刀具标注角度参考系 1、基面Pr：通过切削刃上某一指定点，并与该点切削速度方向相垂直的平面。2、 切削平面PS：通过主切削刃上某一指定点，与主切削刃相切并垂直于该点基面的平面。3、 正交平面PO：通
4、过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面刀具标注角度：前角0：在正交平面内测量的前刀面与基面的夹角。后角0：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面的夹角。 刃倾角S：在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。 刀尖在主切削刃上最高点时刃倾角为正值；刀尖在主切削刃上最低点时刃倾角为负值；主切削刃与基面平行时，刃倾角为零主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。金属切削过程实质是挤压和摩擦的过程。金属切削变形区及特点：第一变形区：剪切滑移区、开始发生塑性变形、剪切滑移变形。变形特点:金属塑性
5、变形并产生剪切滑移。第二变形区：挤压摩擦区、金属纤维化和加工硬化变形特点:切屑底层金属纤维化和加工硬化。第三变形区已加工表面受到刀刃钝圆部分和后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成表层金属纤维化与加工硬化和尺寸变化。变形特点:工件表层金属纤维化和加工硬化。积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等塑性材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块。积屑瘤产生原因 ：在速度不高切削塑性金属形成带状切屑的情况下，滞流层金属粘接在前刀面上，形成的。积屑瘤对切削过程的影响：（1）代替刀具切削，保护刀具（2）增大前角，减小变形和力（3）产生过切及犁沟，精度（4）增大已加工表面粗
6、糙度积屑瘤对精加工是不利的，应避免它产生：降低工材塑性；合理选切削速度；增大前角；减小进给量；采用润滑液等。积屑瘤的控制(减小积屑瘤的措施)控制切削速度，尽量避开易生成积屑瘤的中速区；使用润滑性能好的切削液，以减小摩擦；增大刀具前角，以减小刀屑接触区压力；提高工件材料硬度，减小塑性。切屑的基本类型：带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑切削加工中，刀具作用到工件上的力称切削力。切削力的来源：一是切削层金属、切屑和工件表层金属的弹塑性变形所产生的抗力；二是刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。切削合力F分解为三个互相垂直的分力Fc 、Ff 、Fp Fc 主切削力，与切削速度方向一致 Ff 进给力，与
7、进给方向平行，车外圆时称为轴向力 Fp 背向力(切深抗力)，与进给方向垂直，又称径向力切削用量的影响背吃刀量和进给量加大使切削里增大，切削速度增大切削里一般会减小。当加工脆性材料时金属塑形变形很小，切屑与前刀面摩擦减小，所以切削速度对切削力没有显著影响。刀具几何参数的影响前角0 的影响0 -F 负倒棱b1的影响可以减小切削力主偏角r的影响r-Fp-F刃倾角s的影响s-Ff另外，刀具磨损加大时，切削力也增大。切削液的作用：冷却、清洗、润滑、防锈刀具的磨损形式：前刀面磨损、后刀面磨损、前后刀面同时磨损.刀具磨损过程：1）初期磨损阶段与刀具刃磨质量有关 2）正常磨损阶段与切削时间近似正比3）急剧磨损
8、阶段切削力、温度急升，刀具磨损加剧，之前换刀。 刀具使用寿命：刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。切削用量的选择原则：粗加工:首先选取尽可能大的背吃刀量；选取可能大的进给量；合理的切削速度：精加工：以表面质量为主,选用较大的切削速度，合理的背吃刀量和进给量。第三章 金属切削刀具常用刀具材料：1）高速钢 （2）硬质合金车刀：金属切削加工中应用最广泛的一种刀具。它可以用来加工外圆、内孔、端面、螺纹及各种内、外回转体成形表面，也可用于切断和切槽等。逆铣：铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣。如 顺铣：铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同
9、，这种铣削方式称为顺铣。麻花钻的结构组成：工作部分、颈部、柄部拉刀的组成部分：头部、颈部、前导部、切削部、校准部、后导部、尾部、第四章 金属切削机床按通用性程度分类，通用机床：卧式车床、万能外圆磨床、 专门化机床：铲齿车床、丝杠铣床 专用机床 ：大量生产的汽车零件所用的各种机床常用车床符号：C 车、Z 钻、T镗、M磨、Y牙、S丝、X铣、刨B 、拉L 、割G、其他Q机床在加工过程中完成的一系列运动按其功用分为：表面成型运动、和辅助成型运动。表面成型运动：机床在加工过程中保证得到工件要求的表面形状的运动。辅助成型运动：机床在加工过程中除了完成成型运动以外还需一系列的辅助成型运动以实现机床的各中辅助
10、运动，为表面成型运动创造条件。机床的组成：执行机构、动力源、传动装置。机床传动链：外联系传动链、内联系传动链。(1) 外联系传动链:联系动力源与执行机构之间的传动链。(2)内联系传动链联系一个执行机构和另一个执行机构之间运动的传动链。齿轮加工原理：按齿形形成原理齿轮加工方法可分为：成型法、展成法。成型法：采用与被加工齿轮齿槽形状相同的成型刀具切削齿轮。展成法：采用齿轮啮合原理，将一个齿轮转换为刀具，强制刀具和工作做严格的啮合运动，由切削刃的位置连续的变化展成出的齿廓第五章 机床夹具设计夹具的作用：使工件获得相对与机床和刀具的正确位置并且和靠夹紧，并能扩大机床的使用范围实现一机多能。按专门化程度
11、分为：通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具、随行夹具夹具的组成(1) 定位元件 定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。 (2) 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。 (3) 对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 4) 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 (5) 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件， (6) 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。若需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为了能方便、准确地定位，常设置预定位装置
12、；对于大型夹具，常设置吊装元件等。六点定位原理：按一定的要求分布的六个支撑点来限制工件的六个自由度从而使工件在夹具中得到正确的位置的原理，称为六点定位原理。工件在夹具中的定位的几种情况1、 完全定位：限制六个自由度2、 不完全定位：没有完全限制工件的自由度3、 欠定位：需要限制的自由度没有完全限制，不允许4、 过定位：某个自由度被多次的重复限制 尽量避免常见的定位方式及其定位元件工件以平面定位：1、固定支撑：支撑钉、支撑板 2、可调支撑 3、自位支撑4、辅助支撑工件以外圆柱面定位：V型块、定位套、半圆套、圆锥套、工件以圆孔定位: 定位销、圆锥销、定位心轴、工件以组合表面定位夹紧装置分为:手动夹
13、紧和机动夹紧两类。第六章 机械加工质量机械加工质量：加工精度、表面质量加工精度 是指零件经机械加工后，其几何参数（尺寸、形状、表面相互位置）的实际值与理想值的符合程度。符合程度愈高，加工精度也愈高。获得加工精度的方法： （1）获得尺寸精度的方法 试切法 调整法 定尺寸刀具法 自动控制法 （2）获得形状精度的方法 轨迹法 成形刀具法 展成法 （3）获得相互位置精度的方法 直接找正法 划线找正法 夹具定位法原始误差: 由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。我们把工艺系统的各种误差称之为原始误差。 加工原理误差是指由于采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行
14、加工而产生的误差，也称为理论误差。 例如滚齿用的齿轮滚刀，就有两种误差，一是为了制造方便，采用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差；二是由于滚刀切削刃数有限，切削是不连续的，因而滚切出的齿轮齿形不是光滑的渐开线，而是折线。 机床几何误差包括：机床主轴回转误差、机床导轨误差、机床传动链误差机床传动链误差指传动链始末两端执行元件间相对运动的误差。误差复映：由工艺系统受力的变形的变化而使毛坯的形状误差复映到加工后的工件表面的现象称为误差复映。另外工艺系统的其他作用力引起的误差：夹紧力的影响。由于装夹刚度低，或者夹紧里方向和作用点不适当会使工件产生相应的变形，造成误差，为了减小薄层套筒的夹紧变形可采用开口过渡环或宽卡爪盘夹紧。提高加工精度的工艺措施实际例子加工细长轴时采用顶尖，中心架、跟刀架磨削主轴锥孔采用专用夹具保证同轴度牛头刨床采用自刨自的方法精加工高进度丝杠车床采用机械式校正机构，以补偿传动误差。机械加工表面质量影响表面粗糙度的因素：物理因素、几何因素影响表面粗糙度的工艺因素1切削用量
