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1、中北大学机械制造工艺学复习重点（第二版 王先逵著） 第一章 机械加工工艺过程概述1、机械产品生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。 包括： 1、生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原材料的运输和保管； 2、毛坯制造过程；3、机械加工和热处理；4、装配和调试过程；5、生产服务过程。2、机械加工工艺过程：对机械零件采用各种加工方法直接改变毛坯地形状、尺寸、表面 粗糙度以及力学物理性能使之成为合格零件的全部劳动过程。 装配工艺过程： 将零件装配成部件或产品的过程机械加工工艺过程组成：是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。 每一个工序可
2、依次分为 安装 、工位、工步和走刀工序：一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序 。 （区分工序的主要依据，是设备（或工作地）是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续）安装：工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹所完成的那部分加工过程称为安装。 (每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装)工位:为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中， 可 先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位 ( 采用多工位加工，可以提高生产率和保证
3、被加工表面间的相互位置精度)工步:是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。 (当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步)走刀：被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，称一次走刀3、生产纲领: 企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领4、生产类型分为：大量生产、单件生产、成批生产（分为大批、中批、小批生产）5、试切法：（单件、小批量生产）是在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，并相应调整刀具相对工件加工表面的
4、位置进行试切，直至达到尺寸精度要求的加工方法。调整法：（大批量生产）即是按试切好的工件尺寸，标准件或对刀块调整确定刀具相对工件定位基准的准确位置，并在保持此准确位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法6、 装夹又称安装 定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置。 夹紧 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中受重力、切削力等保持定位位置不变装夹方法：（1）直接找正装夹：用划针，百分表或目测直接找正工件在机床或夹具中的正确位置，然后再夹紧。 （精度高，效率低，对工人技术水平高) （2）划线找正装夹 （精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件） (3)夹具装夹 (精度和效率均高，广泛采用)
5、六点定位原理：将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度 注：1、设置3个定位支承点的平面限制一个移动自由度和两个转动自由度，称为主要定位面。 2 设置2个定位支承点的平面限制两个自由度，称为导向定位面。 3 设置1个定位支承点的平面限制一个自由度，称为止推定位面或防转定位面。 4 一个定位支承点只能限制一个自由度 5 定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧接触。 6 工件在定位时需要限制的自由度数目以及究竟是哪几个自由度，完全由工件的加工要求所决定。 7 定位支承点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相矛盾。工件定位时的几种情况：（1）完全定位：工件六个自由度被分别完全限
6、制的定位，称为完全定位。（2）不完全定位：根据具体的加工方法，在满足加工要求的前提下，把限制工件少于六个自由度的定位（3）欠定位： 当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数目，工件不能正确定位，不能满足加工要求。（4）过定位： 几个定位支承点，同时限制同一个自由度的定位，称为过定位 （重复定位、定位干涉）7、工艺基准：零件在加工过程中所采用的基准称为工艺基准。 工艺基准又可以分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 工序基准：工序图上用来确定本工序表面加工后的尺寸、形状、位置的基准（实质是工序图中的设计基准） 定位基准：在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准。 定位基准又可
7、以分为粗基准、精基准、附加基准 1) 粗基准：未经机械加工的定位基准. 2) 精基准：经过机械加工的定位基准. 3) 附加基准：零件上依据机械加工工艺需要而专门设计的的定位基准测量基准：在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准第二章 机械加工精度及其控制1.机械加工精度:是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。2、加工误差： 是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的偏离程度。3、零件的加工精度包括3个内容：尺寸精度、形状精度、位置精度4、机械加工
8、工艺系统的原始误差：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5、误差敏感方向：加工表面的法向（垂直方向，加工方向与工序尺寸方向一致）二、工艺系统几何精度对加工精度影响6、加工原理误差：是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。（加工原理是指加工表面的形成原理。）7、机床误差：对工件加工精度影响较大的有导轨导向误差、主轴回转误差、传动链的传动误差 （1）导轨导向精度是指机床导轨副的运动部件实际运动方向与理想方向的符合程度，这两者的偏差值叫导向误差。导轨导向精度对加工误差的影响：导轨在水平面内的直线度误差Y、导轨在垂直面内的直线度误差Z、前后导轨的平行度误差、导轨对
9、回转轴线的平行度。（2） 主轴回转误差：主轴回转误差的基本型式有 a） 径向圆跳动 b）端面圆跳动 c）倾角摆动8、 调整误差：工艺系统调节的基本方式 试切法、调整法9、 夹具的误差：（1)定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差 （2）夹具体装配后，以上各元件工作面间的相对尺寸误差 （3）夹具体使用过程中的磨损三、工艺系统受力变形对加工精度影响10、 工艺系统刚度：工件加工表面在切削力法向分力Fp的作用下，刀具相对工件在该方向上位移y的比值 k=Fp/y 刚度的倒数称为柔度C=1/k 工艺系统刚度的计算:工艺系统刚度对加工精度的影响（1） 工艺系统刚度随切削力作用点位置变化引起的
10、工件形状误差。（机床变形引起的加工误差，假设工件短粗，加工后呈两端粗，中间细的马鞍形）（2） 工件的变形 误差复映：当车削有圆度误差的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工作产生相应的圆度误差。 减小误差复映的措施：提高工艺系统刚度减少进给量增加刀次数 复映系数小于111、 机床部件刚度 ：在工艺系统的受力变形中，机床的变性最为复杂，且通常占主要成分。12、 影响机床部件刚度的因素：1）连接表面间的接触变形 2）接合面间摩擦力的影响 3）接合面间的间隙 4）薄弱零件本身的变形13、减小工艺系统受力变形的途径 ：（1）提高工艺系统刚度：1）合理设计零部件结构 2）提高联接表面的接触刚度3）采用
11、合理的装夹方式和加工方式(2）减小载荷及其变化图：合理地选择刀具材料，增大前角和主偏角，对工件材料进行合理的热处理以改善材料地加工性能等，都可使切削力减小14、工件内应力对加工精度的影响残余应力（又称内应力）是指当外部载荷去除以后，仍然残存在工件内部的应力（金属内部相邻组织发生不均匀体积变化产生）残余应力产生的原因：1）毛坯制造和热处理过程产生的残余应力 （2）冷校直带来的残余应力（3）切削加工带来的残余应力减少内应力引起变形的措施：1 、合理设计零件结构，提高零件的刚性，使壁厚均匀等减少残余应力 2、增加消除残余应力的热处理专门工序 3、合理安排工艺过程三、 工艺系统热变形对加工精度影响15
12、、 热变形：1.工件热变形及其对加工精度影响 2.刀具的热变形对加工精度的影响 3.机床热变形对加工精度的影响（各部件温升不同，同一部件不同位置不同，形成不同温度场，各部件相互位置变化，破坏原有几何精度造成加工误差）减少和控制工艺系统热变形的主要途径：（1）减少发热和隔离热源 （2）均衡温度场（3）改进机床布局和结构设计及装配基准（4）加速机床到达热平衡状态（5） 控制环境温度四、加工误差分析统计（书p71，此处考计算大题)在顺序加工一批一批工件时，误差的大小和方向保持不变者，称为常值系统性误差在顺序加工一批一批工件时，误差的大小和方向呈有规律变化者，称为变值系统性误差。在顺序加工一批一批工件
13、时，误差的大小和方向呈无规律者，称为随机性误差第三章 机械加工表面质量及其控制1、 加工表面质量有：（1）加工表面几何形貌（表面粗糙度、波纹度、纹理方向、表面缺陷） （2）表面层材料的力学物理性能和化学性能（表面层金属的冷作硬化、金相组织变化、残余应力）2、 切削加工表面粗糙度值取决于切削残留面积高度 影响切削残留面积高度的因素有：刀尖圆弧半径、主偏角、负偏角、进给量3、 磨削：磨削加工对表面粗糙度的影响，磨削精度高，通常作为终加工工序1) 几何原因（1）切削用量对表面粗糙度的影响 （砂轮的速度，单位时间内的磨削量，粗糙度；工件的速度，单位时间内的磨削量，粗糙度；砂轮纵向进给速度，每部位重复磨
14、削次数，粗糙度）（2）砂轮的粒度和砂轮的修整对表面粗糙度的影响 （砂轮的粒度号，参与磨削的磨粒，粗糙度；修整砂轮时，纵向进给量对表面粗糙度的影响甚大；纵向进给量，砂轮表面的等高性越好，粗糙度）2）金属表面层的塑性变形 （砂轮转速，切削速度，工件材料来不及变形，塑性变形，粗糙度；工件转速，工件材料塑性变形，粗糙度；切削深度，工件材料塑性变形，粗糙度）减小表面粗糙度的工艺措施（一）车削加工 在精加工时，应选择较小的f、较小的主偏角kr和副偏角kr、较大的刀尖圆弧半径r。 加工塑性材料时，采用较高的切削速度可防止积屑瘤的产生，减小表面粗糙度。 合理选择刀具材料，有利于减小表面粗糙度。 适当的增大刀具前角和刃倾角，降低刀具前、后刀面的表面粗糙度均能降低工件加工表面的粗糙度。 对工件材料进行适当的热处理可减小表面粗糙度。 选择合适的切削液。（二）磨削加工(1)与磨削砂轮有关的因素主要是砂轮的粒度、硬度以及对砂轮的修整等(2)与工件材质有关的因素 包括材料的硬度、塑性、导热性等。(3)与
