机械制造基础复习知识点

工序一个(或一组)工人在一台机床(或一个工作地点)对一个(或同时对几个)工件进了加工所连续完成的那一部分工艺过程。

生产过程和工艺过程

(1)生产过程：机械产品的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。它包括：原材料的运输和保管、生产准备工作、毛坯制造、零件的冷热加工处理、部件和产品的装配、检验、油漆和包装等。

(2)工艺过程：在生产过程中能够改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。

基准用来确定机器零件或部件上某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。基准可分为设计基准和工艺基准两类。

工艺基准在机械加工及装配过程中所采用的基准。按其用途不同可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

工序基准在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。

定位基准在加工中为使工件在机床或夹具中占有正确位置所采用的基准。

定位基准又分为粗基准和精基准。

粗基准用零件毛坯上未经加工的表面作为定位基准的表面。

精基准采用已经加工过的表面作为定位基准表面。

测量基准测量时所采用的基准。

装配基准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。

粗基准的选择：

(1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为组基准。

(2)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工则应以加工余量最小的表面作为粗基准。

(3)若零件有的表面不需要加工时，则应以不加工表面中与加工表面位置精度要求较

高的表面为组基准。

(4)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，以便定位可靠。

(5)粗基准一般只能使用一次，应尽量避免重复使用。

精基准的选择：(1)基准重合(2)基准统一(3) 自为基准(4)互为基准(5)保证工件的夹紧稳定可靠。加工经济精度在正常的加工条件下(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。

工序集中在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工只集中在少数几道工序里完成，这时工艺路线短，工序少。

工序分散在每道工序里安排的加工内容少，则一个零件的加工分散在很多工序里完成，这时工艺路线长，工序多。

加工余量指加工表面达到所需的精度和表面质量面应切除的金属层厚度。影响加工余量的因素（p244）加工误差

加工后的零件在尺寸、形状或位置方面与理想零件的差值称为加工误差。加工误差从性质上可分为系统误差和随机误差两大类。

系统误差在相同工艺条件下，加工一批零件时所产生的大小和方向不变或按加工顺序作有规律性变化的误差。前者为常值系统误差，后者为变值系统误差。

随机误差在相同工艺条件下，加工一批零件时产生大小和方向不同且无变化规律的加工误差。

工艺系统的原始误差

原始误差的概念：凡是能直接引起加工误差的因素，都称为原始误差。通常，将工艺系统的误差称之为原始误差，因为零件的机械加工是在由“机床——夹具——刀具——工件”所组成的工艺系统中完成的，工艺系统各组成部分的种种误差，都会不同程度的引起加工误差。

机床、夹具和刀具的误差，是在无切削负荷的情况下检验的，故将它们划分为工艺系统静误差；工艺系统受力变形、热变形和刀具磨损，是在有负荷情况下产生的，故将它们划分为工艺系统动误差。

机床误差

1主轴回转误差

主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对于主轴平均回转轴线的最大偏离值。

2．导轨误差‘

机床导轨误差将直接影响机床成形运动之间的相互位置关系。因此，它是产生工件形状误差和位置误差的主要因索之一。

机床直线导轨的误差项目包括：①导轨在水平面内和垂直面内的直线度误差(弯曲)；②前后两导轨的平行度误差(扭曲)；③导轨对主轴回转轴线在水平面内和垂直

面内的平行度或垂直度误差。

3．传动链误差

机床传动链误差是指机床内联传动链始末两端传动无件之间相对运动的误差．

它是螺纹加工、螺旋面加工和范成法加工齿轮等工件时，影响其加工精度的主要因索。

注：车端面时，指横向导轨的误差。

工艺系统的刚度

减少受力的措施（p290）

误差的敏感方向是指通过刀刃而垂直工件表面的方向（法线方向）上，工艺系统的原始误差对工件加工误差影响最大，这个方向就是误差敏感方向。

机械加工精度包括：尺寸精度，形状精度，位置精度。

加工表面质量主要内容包括两部分：

1)表面的几何形状特征；表面的几何形状特征又可分为两部分：表面粗糙度和波度。

2)表面的物理力学性能；表面层加工硬化，表面层残余应力和表面层金相组织变化。

加工硬化产生的原因及影响因素

机械加工时，加工表面层受到力和热的作用，在塑性变形和加工温度的综合影响下产生不同程度的硬化。适度的表层硬化可使零件表面的耐磨性提高，且可阻碍表面疲劳裂纹的产生和扩展。但硬度过大，则金相组织出现过大变形，影响耐磨性能，甚至出现较大的脆性裂纹面降低疲劳强度。

影响切削加工表面硬化的主要因素有刀具的几何参数、切削用量、冷却润滑条件、工件材料等。一般地说，塑性变形越大，则硬化越严重；切削温度升高，则弱化作用加强。

影响磨削加工表面硬化的主要因素有磨削用量、粒度、冷却条件、工件材料等。磨削时塑性交形大，则强化倾向大；磨削温度升高，使表层金属软化，甚至产生相交；磨削液的急冷作用，也可能产生表面淬火硬化现象。

残余应力产生的原因及影响因索

已加工表面层内出现的残余应力是切削力引起的塑性变形，磨(切)削热引起的塑性变形及相变的体积变化等因素综合作用的结果。

残余应力会引起工件的变形，影响塑性材料的屈服强度极限，致使脆性材料产生裂影响零件的疲劳强度，降低零件的抗腐蚀性等。表层压应力有利于零件疲劳强度的提

影响切削加工表面残余应力的主要因素有刀具几何参数、切削用量、工件材料等。

组成磨削加工表面残余应力的主要成分是磨削热变应力、相变应力和塑变应力。其中热的影响比较大。在磨削加工中，要特别注意防止表面烧伤。

磨削烧伤可分为回火烧伤、二次淬火烧伤和退火烧伤。减轻烧伤的工艺措施主要有正确选用砂轮；合理选择磨削用量；改善冷却条件；采用低应力磨削工艺等。

机床夹具的组成

(1) 定位元件：与工件定位基准接触的元件，用来确定工件在夹具中的位置。

(2) 夹紧装置：压紧工件的装置，是由多个元件组合而成。

(3) 夹具体：基本骨架，连接所有夹具元件。

(4) 连接元件：连接机床与夹具的元件，用来确定夹具在机床中的位置。

(5) 对刀、导引元件：用来确定夹具与刀具相对位置的元件

(6) 其它元件：起辅助作用。

定位

完全定位的定义：不完全定位的定义欠定位的定义过定位的定义

定位元件的基本要求：

足够的精度；足够的强度和刚度；耐磨性好，合理选用材料和热处理，小元件采用T7A、T8A、T10A淬火，大元件采用20、20Cr渗碳淬火，HRC58-64；工艺性好：能防屑防尘、让开工件定位面边沿的加工毛刺。夹紧装置的组成及作用夹紧力的确定（p49—51）

1、五类尺寸

（1）夹具外形轮廓尺寸（A类）：夹具的长宽高；有活动部分时，应包括可动部分处于极限时的空间所占的位置。

（2）工件与定位元件间的联系尺寸（B类）：定位面和限位面之间的配合尺寸和定位元件之间的尺寸；（3）夹具与刀具的联系尺寸（C类）：刀具（导向部分）与对刀、导引元件的配合尺寸和对刀、导引元件在夹具上的位置尺寸；

（4）夹具与机床联系部分的联系尺寸（D类）：车床上标出夹具与主轴端，铣刨床上夹具定位键；通常是以夹具上定位元件作为相互位置的基准。

（5）夹具内部的配合尺寸（E类）：定位元件与夹具体、衬套、钻套等配合。

四类技术要求

（1）定位元件之间的相互位置要求：多个定位元件之间的相互位置要求或多件装夹时相同定位元件之间的相互位置要求；

（2）定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求：定位心轴轴线对底面的平行度；（3）导引元件和（或）夹具体底面的相互位置要求：钻套轴线对夹具体底面的垂直度；

（4）导引元件与定位元件间的相互位置要求：如钻套轴线对心轴轴线的对称度。

工件内压力引起的变形

内应力是指在没有外力作用下或去除外力后，仍残存在工件内部的应力。它对加工精度和表面质量均有较大的影响，团此学习时应注意以下几点：①内应力产生的主要原因和过程，②内应力对加工精度影响的规律；③减少内应力的工艺措施。

内应力是由于金属内部发生了不均匀的体积变化而产生的。其主要原因是，①工件各部分受热不均或冷却速度不同，造成收缩不均匀而产生内应力，例如．铸造毛坯，②工件受力发生局部塑性变形或塑性变形不匀，而产生内应力，例如，锻造毛坯、冷校直及切削加工等；③材料的金相组织转变的体积变化产生内应力，例如，热处理及磨削加工。

要判明工件加工后因内应力重新分布引起的工件变形趋势，需因先判断工件表面存在的是何种性质的内应力——拉应力还是压应力。判断的淮则是：若工件表面层体积欲缩小而受里层的限制时，则工件残面层产生的是拉应力；反之为压应力。

消除内应力的措施有：①进行时效处理(如高温时效、低温时效、热冲击时效、振动时效等)；②合理安排工艺过程(如以热校直代替冷校直，粗精加工分开等)，③改善零件结构，如使壁厚均匀等。

三大变形区的特点：

第—变形区的变形为发生在剪切滑移面内的切滑移变形；

第二变形区的变形为发生在切屑底层的挤压、摩擦变形；

第三变形区的变形为发生在靠近切削刃钝圆及后刀面处的挤压、摩擦变形和部分金属的弹性恢复。

什么是积屑瘤? 积屑瘤形成的条件是? 如何抑制积屑瘤？

在切削速度不高又不能形成连续带状切屑的情况下，加工—般钢料或其它塑性材料时，刀具前角很小或为负值时，工件、切屑的—部分金属冷焊在刀具的刀尖和前刀面上代替刀具进行切削的硬块称积屑瘤。积屑瘤的形成与切削速度、工件材料及产生粘结现象的条件有关，所以控制积屑瘤的生长可以用如下措施：(1)降低切削速度、使切削温度降低，粘结现象不易发生。

(2)采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤存在的相应温度。

(3)采用润滑性能好的切削液，可减少摩擦，控制粘结。

(4)增加刀具前角．以减小刀屑接触区的压力。

(5)提高工件材料硬度，可减少加工硬化倾向。

切削加工中常用的切削液有哪几类!它在切削中的主要作用是什么？

切削加工中最常用的切削液有非水溶性和水溶性两大类：

(1)非水溶性切削液。主要是切削油，其中有各种矿物油(如机械油、轻柴油、煤油等)、动植物油(如豆油、猪油等)及加入油性、极压添加剂配制的混合油。它主要起润滑作用。

(2)水溶性切削液、水溶性切削液主要有水溶液和乳化液。该类切削液有良好的冷却性能，清洗作用也很好。

作用(1)润滑作用：(2)冷却作用。（3）具有良好的清洗碎屑的作用及防锈作用保护机床、刀具、工件等不受周围介质的腐蚀。

分析产生磨削烧伤的原因及其解决办法

磨削烧伤是因为磨削时：产生的磨削热使磨削表面局部瞬时高温加热，使金属材料达到相变或氧化温度后产的。磨削深度愈大、砂轮速度愈高、工件速度愈低时，工件表面的温度愈高；砂轮磨损大，山现糊塞时，易产生磨削烧伤。解决磨削烧伤可采取减少磨削热和加快磨削热传出的措施，在磨削用量方面可采取减小磨削深度，并适当增大工件速度的办法；可采用较软的砂轮或把冷却液渗透到磨削区降温的办法。

切削力的来源

所以切削力的来源即为作用在前刀面上的弹、塑性变形抗力和摩擦力以及作用在后刀面上的弹、塑性变形抗力和摩擦力。如下图所示

定位误差的组成：基准不重合误差..

?）

)和基准位移（位置）误差（Y

?)是指工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的基准不重合误差(B

最大变动量，即工序基准与定位基准之间的联系尺寸的公差。

基准位移（位置）误差（Y ?）是指定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，即定位基准相对于刀基准（对刀时所采用的基准）在加工尺寸方向上的最大变动量。

V 型块定位误差分析

V 形块定位误差分析的通用公式：

（1）B ?分析方法

当定位基准与工序基准重合时，0B ?=

当定位基准与工序基准不重合时，0B

?≠，此时基准不重合位差的大小为

（2）Y ?的分析方法

在水平方向上，定位基准始终在V 形块中心平面上，故不存在基准位移误差，即0Y ?=。

在竖直方向上，定位基准的位置发生变化产生基准位移误差，即0Y ?≠，此时基准位移误差的大小为：

式中：α为V 形块的夹角。

（3）当0B

?=，0Y ?≠时，………………. （4）当0B

?≠，0Y ?=时， 2d D B δ?=?= （5）当0B

?≠，0Y ?≠时，D B Y ?=?±?，式中符号的判断方法如下：

当工序基准和定位接触点在定位基准的同侧时，取“—”，即D B Y ?=|?-?| ， 反之，取“+”，即D B Y ?=?+?。

当V型块的夹角分别为60°，90°，120°，工序基准分别为工件的下母线，轴线，上母线时。定位误差的计算结果如下表所示：

注：此表是指在竖直方向计算的定位误差。

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