机制工艺学要点

第一章主要内容

1、概念

1、机械产品生产过程是指从原料开始到成品出厂的全部劳动过程，它不仅包括毛坯的制造，零件的机械加工、特种加工和热处理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程，还包括专用工具、夹具量具和辅具的制造，机器的包装，工件和成品的储存和运输，加工设备的维修，以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动过程。

2、直接生产过程是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。

3、辅助生产过程是指为保证基本生产过程的正常进行所必需的各种辅助生产活动。 4、工序：一个（或一组）工人在同一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。

5、安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。

6、工位：在工件的一次安装中，通过分度（或移动）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。

7、工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。

8、走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可包括一次或数次走刀，需要分几次走刀时，走刀次数又称为行程次数。

9、生产纲领（计算公式）：N=Qn(1+α%+β%)；N-零件的年生产纲领；Q-产品的年产量；n-该零件的数量；α%-备品率；β%-废品率。

10、生产批量（计算公式）：??′=????；??′-零件数量；N-零件的年生产纲领规定的零件数量；??A-零件应该储备的天数；F-年中工作日天数。

11、定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸、形状和位置的要求。

12、夹紧是指工件在定位后将其固定，使其在加工过程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不变的操作。

13、六点定位原理：一个物体在空间可以有六个独立的运动，以长方体自由度为例，它在直角坐标系中可以有三个方向的直线移动和绕三个方向转动。三个方向的直线移动分别是沿x、y、z轴的平移，记为?? 、?? 、?? ；3个方向的转动分别是绕x、y、z轴的旋转，记为?? 、?? 、?? 。通常把上述六个独立运动称为六个自由度。采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现完全定位，称之为六点定位原理。

14、完全定位：限制了六个自由度；不完全定位：仅限制了一至五个自由度；欠定位：在加工时根据被加工面的尺寸、形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情况称为欠定位；过定位：工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点（夹具定位元件）所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。

15、附加自由度：有些加工从承受夹紧力、切削力、加工调整方便等角度考虑，可以多限制一些自由度。

16、设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系和零件本身结构要素之间的相对位置关系，确定标注尺寸（含角度）的起始位置，这些起始位置可以是点、线或面，称之为设计基准。

17、工艺基准：零件在加工工艺过程中所用的基准称为工艺基准。工艺基准可进一步分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

18、工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工面加工后的尺寸、形状和位置的基准，称为工序基准。

19、定位基准：在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定位基准是获得零件尺寸、形状和位置的直接基准，占有很重要的地位，定位基准的选择是加工工艺中的难题。定位基准可分为粗基准和精基准，又可分为固有基准和附加基准。 20、测量基准：工件测量时所用的基准。 21、装配基准：零件在装配时所用的基准。

22、附加基准：固有基准是零件上原来就有的表面，而附加基准是根据加工定位的要求在零件上专门制造出来的。 2、填空

（1）机械加工工艺系统可分为物质、能量、信息分系统，物质分系统由工件、机床、工具、夹具组成。

（2）根据工厂生产专业化程度的不同，可分为大量生产、成批生产、单件生产三种生产类型。 （3）装夹的含义是定位和加紧。

（4）工件的装夹方法主要有夹具中装夹、直接找正装夹、划线找正装夹。 （5）根据工件定位时限制的自由度数目，定位分为完全定位、不完全定位。

（6）基准可分为设计基准和工艺基准。工艺基准又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。

(7)按材料的成型机理，加工工艺分为去除加工、结合加工、变形加工。

第二章主要内容

1、什么是机械加工工艺规程？机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。

2、会进行零件结构工艺性分析。（P28）工艺规程的步骤：（1）阅读装配图和零件图；（2）工艺审查；（3）熟悉或确定毛坯；（4）拟定机械加工工艺路线；(5)确定满足各工序要求的工艺装备对需要改装或重新设计的专用工艺设备应提出具体设计任务书；（6）确定各主要工序的技术要求和检验方法；（7）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差；（8）确定切削用量；（9）确定时间定额；（10）填写工艺文件。

3、理解并记住粗基准的选择原则、精基准的选择原则。粗基准原则：（1）保证相互位置要求；（2）保证加工面加工余量合理分配；（3）便于工件装夹；（4）粗基准一般不得重复使用。精基准原则：（1）基准重合原则；（2）统一基准原则；（3）互为基准原则；（4）自为基准原则；（5）便于装夹原则。

4、什么是加工经济精度？（P35）加工经济精度是指在正常加工条件下（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和表面粗糙度。

5、工艺顺序的安排原则是什么？（P41）（1）先加工基准面，再加工其他表面；（2）一般情况下，先加工平面，后加工孔；（3）先加工主要平面，后加工次要平面；（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

6、工序集中、工序分散（P42）所谓工序集中，是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应地减少。所谓工序分散，是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。 7、高精度零件的工艺过程一般可以划分为哪几个阶段？（P43）粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；精密、光整加工阶段。

8、加工余量的定义（P43）毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工步切除金属层厚度的大小。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。（工序余量还可定义为相邻两工序公称尺寸之差。）

9、理解尺寸公差的“入体原则”。（P44）即对被包容尺寸，其最大加工尺寸就是公称尺寸，上极限偏差为零。对包容尺寸，其最小加工尺寸就是公称尺寸，下极限偏差为零。毛坯尺寸公差按双向对称极限偏差形式标注。

10、工序余量的影响因素有哪些？（P45）（1）上工序的尺寸公差????；（2）上工序产生的表面粗糙度????和表面缺陷层深度????；（3）上工序留下的空间误差????；本工序的装夹误差????。 11、会进行工序余量和公差的确定（看懂表2-9.可能要考一个类似的计算题）（P47） 12、会建立尺寸链、分析尺寸链，会用极值法计算尺寸链。（通过看课本中例子和做题掌握，

要考一个计算题）

第三章主要内容

1、机床夹具的基本组成部分有定位元件或装置、刀具导向元件或装置、夹紧元件或装置、连接元件、夹具体、其他元件或装置。

2、按机床夹具的适用范围，可分为哪5种类型？通用夹具、专用夹具、可调整夹具和成组夹具、组合夹具、随行夹具。

3、固定支承：有支承钉和支承板两种形式；可调支撑：支承点的位置可以调整的支承；自位支承：在定位过程中，支承点可以自动调整其位置以适应工件定位表面的变化。辅助支撑：是在工件完成定位后才参与支承的元件不起定位作用，只起支承作用。（P100） 4、掌握几何法和微分法计算定位误差的方法。（P106，要考一个计算题）

5、什么是定位误差？其来源有哪两方面？（P106）定位误差是由于工件在夹具上定位不准确而引起的加工误差。来源：由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确而引起的定位误差，称为基准误差，常用?????表示；由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差，常用?????表示。 6、掌握例3-2和例3-4.

7、调整法加工工件时，定位误差实质上是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。（P106最后一行）

8、夹紧力的方向、作用点的选择原则。（P110）方向：1）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位；2）夹紧力作用方向应尽量与工件刚度大的方向相一致，以减小工件夹紧变形；3）夹紧力作用方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。作用点：1）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变；2）夹紧力作用点应处于工件刚度较好的部位，以减小工件夹紧变形；3）夹紧力作用点应尽量靠近加工面，以减少切削力对工件造成的翻转力矩。

9、钻套:是引导刀具的元件，用以保证被加工孔的位置，并防止加工过程中刀具的偏斜（分四类：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套）。钻模板：用于安装钻套。（连接方式有固定式、铰链式、分离式、悬挂式）

10、柔性夹具：指具有加工多种不同工件能力的夹具，包括组合夹具、可调整夹具等。组合夹具：是一种根据被加工工件的工艺要求，利用一套标准化的元件组合而成的夹具。（两种类型：槽系组合夹具（靠键和槽）、孔系组合夹具（靠孔与销））可调整夹具：具有小范围的柔性，它一般通过调整部分装置或更换部分元件，以适应具有一定相似性的不同零件加工。结构上由基础部分和可调整部分组成；调整方式有：更换式、调节式、综合式和组合式。

11、会对简单夹具设计方案进行分析。

第四章主要内容

一、概念

机械加工精度：是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。加工误差：加工过程中产生了切削力、切削热和摩擦，引起工艺系统受力变形、受热变形和磨损会影响工件与刀具之间的相对位置。误差敏感方向：对加工精度影响最大的那个方向。加工原理误差（能举例说明）：是指采用了近似的成型运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。例如在三坐标数控铣床上铣削复杂型面零件时，通常要用球头刀并采用“行切法”加工。工艺系统刚度：是指工件加工表面在切削力法向分力????的作用下，刀具相对工件在该方向上位移y的比值，即k=??。误差复映：当车削具有圆度误差???=????1-????2的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差???=??1-??2,称为误差复映。 二、填空

1、零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。 2、原始误差是指工艺系统的误差。

3、误差敏感方向是通过切削刃的加工表面的法向。

4、研究加工精度的方法有单因素分析法和统计分析法。（P162）

5、机床直线导轨的导向精度一般包括导轨在水平面内的直线度???(弯曲)、导轨在垂直面内的直线度???(弯曲)、前后导轨的平行度δ（扭曲）、导轨对主轴回转轴线的平行度（或垂直度）。（P165）

6、机床主轴回转误差可分解为径向圆跳动、轴向圆跳动、倾角摆动三种基本形式。 7、引起工艺系统变形的热源分为内部热源、外部热源。切削加工中最主要的热源是切削热。 8、根据加工一批工件时误差出现的规律，加工误差分为系统误差、随机误差。系统误差又分为常值系统误差、变值系统误差。

9、正态分布总体的算术平均值和标准差通常是不知道的，可通过样本平均值?? 和标准差S来估计。 三、问答

1、原始误差是如何分类的？（P161）原理误差、定位误差、调整误差、刀具误差、夹具误差、机床主轴回转误差、机床导轨导向误差、机床传动误差。

????

2、提高主轴回转精度的措施有哪些？（P174）（1）提高主轴部件的制造精度；（2）对滚动轴承进行预紧；（3）使主轴的回转误差不反映到工件上。

3、减少传动链误差的措施有哪些？（P179）1）减少传动件数，减短传动链；2）减小传动比i；3）减小传动链中各传动件的误差；4)采用校正装置。

4、说明工件加工中误差复映产生的原因，如何减小工件的误差复映？设法增大工艺系统刚度K和增加走刀次数，可以减小工件的误差复映。（P184）

5、减少工艺系统热变形对加工精度影响的措施有哪些？（P197）减少热源的发热和隔离热源、均衡温度场、采用合理的机床部件结构及装配基准、加速达到热平衡状态、控制环境温度。 6、掌握实验分布图的作法。 7、工序能力系数如何计算？

8、分布图分析法存在那些缺点？（P207）没有考虑一批工件加工的先后顺序，故不能反映误差变化的趋势，难以区别变值系统误差与随机误差的影响；必须等到一批工件加工完毕后才能绘制分布图，因此不能在加工过程中及时提供控制精度的信息。 9、掌握课本第206页例4-4的解题方法.

第五章主要内容

1、机械加工表面质量包括哪两个方面？（P229）加工表面的几何形貌和表层材料的力学物理性能和化学性能。

2、加工表面几何形貌包括哪四个方面？（P229）表面粗糙度、波纹度、纹理方向、表面缺陷。 3、加工表面质量对零件使用性能有何影响？（P231）表面质量对耐磨性的影响、表面质量对耐疲劳性的影响、表面质量对耐蚀性的影响、表面质量对零件配合质量的影响。 4、影响工件表面质量的两个因素？（P232）几何因素和物理因素。

5、切削加工表面粗糙度和磨削加工表面粗糙的的影响因素？（P232-235）1）主要取决于切

′

削残留面积的高度。影响切削残留面积高度的因素包括刀尖圆弧半径????、主偏角????、副偏角????及进给量f等。2）磨削用量对表面粗糙度值得影响、砂轮粒度和砂轮修整对表面粗糙度的影响、磨削用量、砂轮的选择。

6、冷作硬化（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，这些都会使表层金属的硬度增加，此称冷作硬化。

7、切削加工冷作硬化的影响因素（P240）切削用量的影响、刀具几何形状的影响、加工材料性能的影响。

8、磨削加工冷作硬化的影响因素（P241）工件材料性能的影响、磨削用量的影响、砂轮粒度的影响

9、磨削烧伤的种类（P243）回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤。

10、机械加工过程中强迫振动的原因及特征（P253）强迫振动的振源有来自机床内部的称为机内振源；来自机床外部的称为机外振源。机械加工中产生的强迫振动，其振动频率与干扰力的频率相同，或是干扰力频率的整数倍。

第六章主要内容

1、套件、组件、部件的定义（P270）套件是在一个在基准零件上，装上一个或若干个零件构成的；组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的；部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成的。 2、装配工艺系统图的画法

3、对机器结构的装配工艺性有哪三点要求？（P274）机器结构应能分成独立的装配单元、减少装配时的修配和机械加工、机器结构应便于装配和拆卸。

4、装配精度包括哪三项内容？（P277）相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。 5、保证装配精度的方法有哪四种？各自的适用场合？（P281）互换装配法（常用于高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的大批大量生产装配中）、选择装配法（常用于装配精度要求高而组成环数较少的成批或大批量生产中）、修配装配法（多用于单件小批生产中）和调整装配法（多用于大批大量生产中）。

6、完全互换装配法和大数互换装配法的区别？1）2）装配后就能达到装配精度要求，装配尺寸链采用极值公差公式；2）装配后就能达到装配精度要求，但少数产品有出现废品的可能性，装配尺寸链采用统计公差公式。

7、选择装配法的分类？直接选配法、分组装配法、复合选配法。

8、协调环、修配环（补偿环）、调整环的定义（不要搞混了）1）？2）通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度，该组成环称为修配环；3）各零件公差仍按经济精度的原则来确定，仍选择一个组成环为调整环。 9、掌握装配尺寸链的建立方法和解法。

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