机械制造工艺学复习

1第一章˙机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意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。（P7）˙机械加工工艺过程由若干个工序组成。每个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。˙工序三条件：一个(或一组)工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工作对象（工件）连续完成的那一部分工艺过程。˙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。˙工位:在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把为一个加工位置上的安装内容称为工位。˙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。˙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。˙零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。（P10）˙在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。（P11）˙生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。˙装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。装夹方式：1.夹具中装夹2.直接找正装夹3.划线找正装夹（P13）˙采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位，称之为六点定位原理。（P15）˙完全定位工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。（P17）˙不完全定位工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。˙工件应该完全定位还是不完全定位由工件的加工要求和自身形状决定。˙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。欠定位的情况下是不能保证加工要求的，因此是绝对不能允许的。不完全定位不一定就是欠定位，不完全定位应注意可能会有欠定位。（P19）˙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，称之为过定位。是否允许视情况而定：如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的；如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的。（长销小端面大端面短销长销大段面+球面垫圈）˙在不完全定位和欠定位情况下，不一定就没有过定位。P22图1-25˙基准可分为设计基准和工艺基准两大类。（P23）˙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互位置关系，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。即设计图样上所采用的基准。˙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。可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。˙工序基准——在工序图中用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准，称为工序基准，其实质就是工序图中的设计基准。˙定位基准——加工时用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。分为粗基准和精基准。选择基准时，精先粗后；使用时，粗先精后。˙测量基准——用以测量已加工表面尺寸和位置的基准。˙装配基准——装配时用以确定零件在机器中位置的基准。2第二章˙加工精度是指零件加工后实际几何参数（尺寸，形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的接近程度。˙加工精度包含：尺寸精度、形状精度、位置精度。˙加工误差是指加工后的实际几何参数（尺寸，形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。˙加工精度和加工误差两者关系：两者从不同角度来评定加工零件的几何参数，加工精度的高低是由加工误差的小大来表示的。保证和提高加工精度，实际上就是限制和减小加工误差。˙在机械加工时，机床、刀具，夹具和工件构成一个完整的系统，为工艺系统。˙工艺系统的误差是工件产生加工误差的根源。工艺系统的各种误差称之为原始误差。˙原始误差：1.几何误差：(1)原理误差(2)定位误差(3)调整误差(4)机床几何误差(5)刀具几何误差(6)夹具几何误差2.动误差:(1)测量误差(2)工艺系统力变形(3)工艺系统热变形(4)工艺系统内应力变形(5)刀具磨损˙对加工精度影响最大的那个方向（即通过切削刃的加工表面的法向）称为误差的敏感方向。˙研究机械加工精度的方法：1.分析计算法2.统计分析法（只适用于批量生产）˙加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差。˙在机械加工的每一工序中，总是要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。˙工艺系统的调整的基本方式：1.试切法调整2.调整法调整˙机床几何误差的来源：机床制造误差、磨损、安装误差。˙机床几何误差的组成：导轨导向误差、主轴回转误差、传动链的传动误差。˙减小工艺系统受力变形的措施：PPT121书P60（1）提高接触刚度（2）提高零部件刚度减小受力变形（3）合理安装工件减小夹紧变形（4）减少摩擦防止微量进给时“爬行”（5）合理使用机床（6）合理安排工艺，粗精分开（7）转移或补偿弹性变形˙残余应力/内应力是指在没有外力的作用下或去除外力后工件内残留的应力。˙产生原因：由于金属内部相邻组织发生了不均匀的体积变化而产生的。促成这种不均匀体积变化的因素主要来自冷、热加工。˙减少内应力引起变形的措施：1．合理设计零件结构2．增加消除残余应力的专门工序P633．合理安排工艺过程˙热源可分为内部热源（切削热和摩擦热）和外部热源（环境温度和辐射热）。˙减少工艺系统热变形的措施：PPT157书P69（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（4）保持工艺系统的热平衡（5）控制环境温度（6）热位移补偿˙统计分析法主要有分布图分析法和点图分析法。˙直方图：以工件尺寸为横坐标，以频数或频率为纵坐标，即可作出该工序工件加工尺寸的实际分布图。加工一批工件，由于随机性误差的存在，加工尺寸的实际数值是各不相同的，这种现象称为尺寸分散。同一尺寸间隔内的零件数量称为频数，频数与该批零件总数之比称为频率。˙正态分布P753第三章˙加工表面质量包括两方面内容：加工表面的几何形貌和表面层材料的力学物理性能和化学性能。机械产品的失效形式：（1）因设计不周而导致强度不够（2）磨损、腐蚀和疲劳破坏。˙加工表面的几何形貌包括：(1)表面粗糙度(2)表面波度(波纹度)(3)纹理方向(4)表面缺陷˙表面层材料的力学物理性能和化学性能包括：(1)表面层加工硬化(冷作硬化)(2)表面层金相组织变化(3)表面层产生残余应力˙表面质量（表面粗糙度、波纹度、表面纹理、冷作硬化）对零件耐磨性的影响：P100（1）粗糙度太大、太小都不耐磨（2）适度冷硬能提高耐磨性˙表面质量（表面粗糙度、表面残余应力和表面层加工硬化）对零件疲劳强度的影响：（1）粗糙度越大，疲劳强度越差（2）适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度˙表面质量（表面粗糙度、表面残余应力）对零件耐腐蚀性的影响：（1）粗糙度越大，耐腐蚀性越差（2）压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性˙表面质量（表面粗糙度、表面残余应力）对配合性质的影响：（1）粗糙度越大、配合精度降低（2）残余应力越大，配合精度降低˙影响加工表面粗糙度的主要因素：几何因素和物理因素。P102˙影响切削加工表面粗糙度的因素：（1）刀具几何形状（2）刀具材料PPT20（3）刃磨质量（4）切削用量，工件材料˙影响磨削加工表面粗糙度的因素：（1）砂轮粒度（2）工件材料性质PPT31（3）砂轮修正（4）磨削用量（5）砂轮硬度˙机械振动的分类：（1）自由振动（2）强迫振动（3）自激振动4第四章˙机械加工工艺规程被填写成表格（卡片）的形式。机械加工工艺过程卡片（小批量）机械加工工艺卡（中批量）机械加工工序卡（大批量）˙机械加工工艺规程的步骤：（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˙零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。˙常用的毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等。˙选择毛坯时，除了考虑零件的作用、生产纲领和零件的结构外，还考虑产品的制作成本和市场需求。˙定位基准的选择：P1481.粗基准（用未经机械加工表面作为定位基准）的选择原则：（1）保证相互位置要求的原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）便于工件装夹的原则（4）粗基准一般不得重复使用原则。2.精基准（用经过机械加工表面作为定位基准）的选择原则：（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˙附加基准：零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。P24˙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。P154˙加工方法的选择：根据零件表面（平面、外圆、孔、复杂曲面等）、零件材料和加工精度以及生产率的要求，考虑本厂（或车间）现有工艺条件，考虑加工经济精度等因素，选择加工方法。˙典型表面的加工路线：1.外圆表面：（1）粗车-半精车-精车（2）粗车-半精车-粗磨-精磨（3）粗车-半精车-精车-金刚石车（4）粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨或抛光2.孔：（1）钻-粗拉-精拉（2）钻-扩-铰-手铰（3）钻或粗镗-半精镗-精镗-浮动镗或金刚镗（4）钻或粗镗-粗磨-半精磨-精磨-研磨3.平面：（1）粗铣-半精铣-精铣-高速铣（2）粗刨-半精刨-精刨-宽刀精刨、刮研或研磨（3）粗铣（刨）-半精铣（刨）-粗磨-精磨-研磨、精密磨、砂带磨或抛光（4）粗拉-精拉（5）粗车-半精车-精车-金刚石车˙工艺顺序安排原则：（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）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序˙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。˙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。˙毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量（毛坯余量）。P165˙每个工序所切除的金属层厚度称为工序余量。5˙工序尺寸的公差按“入体原则”标注。即对被包容尺寸（轴的外径，实体长，宽，高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零。对包容尺寸（孔的直径、槽的宽度），其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。˙工序尺寸及公差的计算P169★工艺尺寸链：在工艺过程中，由同一零件上的与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链。*封闭环/组成环；增环/减环；极值法；正/反/中间计算P171起˙时间定额：是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。˙时间定额的组成：（1）基本时间t基（2）辅助时间t辅（3）布置工作地时间t布置（4）休息和生理需要时间t休（5）准备与终结时间t准终˙单体时间计算公式：T单体=t基+t辅+t布置+t休˙单体工时定额的计算公式：T定额=T单体+t准终/n第五章˙机器装配：任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，称为装配单元。˙零件时组成机器的最小单元，它是由整块金属或其他材料制成的。˙套件是在一个基准零件上，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。˙在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。˙装配工艺系统图：在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图。图P219˙机器结构的装配工艺性：1.机器结构应能分成独立的装配单元2.减少装配时的修配和机械加工3.机器结