机械制造技术基础笔记(贾振元版)

大连理工大学大连理工大学大连理工大学大连理工大学研究生入学考试复习研究生入学考试复习研究生入学考试复习研究生入学考试复习笔记笔记笔记笔记————————机械制造技术基机械制造技术基机械制造技术基机械制造技术基础础础础重点及难点重点及难点重点及难点重点及难点第一章第一章第一章第一章机械加工方法与切削机床机械加工方法与切削机床机械加工方法与切削机床机械加工方法与切削机床1、顺铣和逆铣及其特点顺铣：铣削时主运动速度方向与工件进给方向相同特点：（1）主运动是刀具旋转（2）生产率高（3）切削过程容易产生振动（4）散热条件较好逆铣：铣削时主运动速度方向与工件进给方向相反特点：（1）避免了工作台和工件一起向前窜动（2）避免了首先接触工件硬皮，不易磨损（3）逆铣时厚度从0开始逐渐增大，因而刀刃开始切削时将经历一段在切削硬化的已加工表面的挤压滑行，增加磨损（4）铣削力上抬工件，容易振动所以为了提高刀具的寿命，切削加工中常用逆铣。2、机床的工艺范围和技术参数工艺范围：在机床上加工的工件类型和尺寸、能够完成何种工序、使用什么刀具等。技术参数：尺寸参数、运动参数与动力参数。3、外传动链和内传动链外传动链：动力源和工件部件间的传动链内传动链：工件部件间的传动链4、能看懂机床型号的编制第二章第二章第二章第二章金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具1、切削运动：利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层，以获得具有一定表面精度（尺寸，形状，位置精度）和表面质量的机械零件的机械加工方法。2、切削要素切削要素包括：切削用量和切削层的几何参数。切削用量包括：切削速度、背吃刀量和进给量。切削要素包括：切削厚度、切削宽度和切削面积。切削速度：单位时间内，刀具相对于工件在主运动方向上的位移。背吃刀量：待加工表面和已加工表面的垂直距离。进给量：在主运动每转一转或者每一行程时，刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。切削厚度：两相邻加工表面间的垂直距离。切削宽度：沿主切削刃方向度量的切削层尺寸。切削面积：切削层垂直于切削速度截面内的面积。3、刀具的标注角度前角0γ：在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角后角0α：在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角主偏角Kr：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K'r：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刃倾角sλ：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角4、对刀具的工作角度有影响的两个因素：刀具的安装位置和进给运动。（具体影响参看第二版19页或第三版18页）5、刀具材料应满足的性能刀具切削部分材料在切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动所以应具备：（1）高的硬度（2）高的耐磨性（3）足够的强度和韧性（4）高的耐热性（5）良好的热物理性能（6）良好的工艺性能和经济性。6、刀具角度的选择：（1）前角前角0γ对切削的难易程度有很大的影响。增大前角能使刀刃变得锋利，使切削更为轻快，并减小切削力和切削热，但前角过大刀刃和刀尖的强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。（2）后角后角0α的主要功用是减小后刀面与工件间的摩擦和后刀面的磨损。一般，切削厚度越大，刀具后角越小；工件材料越软，塑性越大，后角越大。工艺系统刚性较差时应当适当减小后角，尺寸精度要求较高的刀具后角宜取小值。（3）主偏角主偏角Kr的大小影响切削条件和刀具寿命。在工艺系统刚性很好时减小主偏角可以提高刀具耐用度，减小已加工面粗糙度，所以主偏角宜取小值；在工件刚性较差时为避免工件变形和振动，应选用较大的主偏角。7、切削加工的变形区第一变形区（参看课本图）：从OA线开始发生塑性变形，到OE线晶粒的剪切滑移基本完成第一变形区的特征：沿滑移线的剪切变形及其随之产生的加工硬化，在切削温度较高时这一变形区较窄第二变形区：切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面出金属纤维化，基本上和前刀面相平行第二变形区的特征：使切屑底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减缓，甚至会停在前刀面上；切屑弯曲，由摩擦而产生的热量使切屑与刀具接触温度升高第三变形区：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化与加工硬化8、积屑瘤积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块，它的硬度很高，有时可以替代刀刃进行切削，这块冷焊在前刀面的金属称为积屑瘤。积屑瘤对切削加工的影响如下：（1）实际前角增大，减小切削力（2）增大切削厚度（3）使加工表面粗糙度增大（4）积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时代替刀刃切削，提高刀具寿命，但不稳定是会加速刀具的磨损。防止积屑瘤的方法：（1）降低切削速度，使温度较低，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消失的相应温度（3）采用润滑性能较好的切削液，减小摩擦（4）增加刀具前角以减小切屑与前刀面接触区的压力（5）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向9、切削力的来源及影响因素切削力的来源：（1）克服被加工材料弹性变形的抗力（2）克服被加工材料塑性变形的抗力（3）克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面间的摩擦力影响因素：工件的材料、切削用量、刀具的参数、刀具的磨损和切削液。10、切削力的测量手段（1）测定机床功率，计算切削力:用功率表测出机床电动机在切削过程中所消耗的功率EP后，计算出切削功率cP。这种方法只能粗略估算切削力的大小，不够精确。（2）用测力仪测量切削力:利用切削力作用在测力仪的弹性元件上所产生的变形，或作用在压电晶体上产生的电荷经过转换处理后，读出fF、pF和cF的值。11、影响切削热的因素（1）切削用量：由经验公式可知，切削速度v对切削力的影响最大，进给量f次之，背吃刀量pa的影响最小。（2）工件材料：工作材料的强度、硬度越高，切削温度就越高，材料的导热性越好，则切削温度越低。（3）刀具角度：前角加大，变形和摩擦减小，因而切削热小，但是前角不能太小，否则刀头部分散热量的体积减小了，不利于降低切削温度；主偏角减小将使切削刃工作长度增加，有利于降低切削温度。（4）刀具磨损：后刀面磨损达到一定数值后，对切削温度的影响增大。（5）切削液：切削液对切削温度的影响，与切削液的导热性能、比热容、流量、浇注方式以及本身的温度有很大的关系。12、刀具磨损的形态及其原因刀具磨损的形态有前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损。（1）前刀面磨损原因：切削塑性材料时如果切削速度、切削厚度较大，由于切屑与前刀面完全是新鲜表面的相互接触和摩擦，化学性很高，反应很强烈，接触面又有很高的温度和压力，实际接触面积较大，空气或切削液渗入比较困难，因此在前刀面形成月牙洼磨损。（2）后刀面磨损原因：工件的新鲜加工表面与刀具的后刀面接触，相互摩擦形成后刀面磨损（3）边界磨损的原因：切削时在刀刃附近的前后刀面上压应力和剪应力很大，但在工件外表面处的切削刃上应力突然下降形成很高的应力梯度。同时，前刀面上切削温度最高，而与工件待加工表面接触点处，由于受空气或切削液冷却，造成很高的温度梯度，也引起很大的剪应力，因而在主切削刃后刀面上发生边界磨损；由于加工硬化作用，靠近刀尖部分的副切削刃处的切削厚度减薄到零，引起这部分刃打滑，促使副后刀面上发生边界磨损。13、切削用量怎样影响切削力、切削温度、刀具寿命（1）对切削力的影响：背吃刀量对切削力的影响最大，其次是进给量，切削速度对切削力的影响最小。（2）对切削温度的影响：切削速度对切削温度的影响最大，其次是进给量，而背吃刀量对切削温度的影响最小，因为背吃刀量大时，切屑带走的热量也多。（3）刀具寿命的影响：切削用量对刀具寿命的同切削温度的影响相同，因为切削温度直接影响刀具的寿命。14、高速切削的特点（1）能获得很高的加工效率（2）能获得较高的加工精度（3）能获得较高的加工表面质量（4）加工能耗低，节省制造资源15、高速切削有哪些特点（1）、能获得很高的加工效率（2）、能获得较高的加工精度（3）、能获得较高的加工表面质量（4）、加工能耗小、节省制造资源总结：这一章是考研的重点，主要是考一些概念的东西，所以要记的比较多，其中最难的就是切削用量等对切削力、切削温度、刀具寿命的影响，很容易记混，所以大家在背的时候一定要从根源上来看，这些因素是咋样影响的。第三章第三章第三章第三章机械加工与装配工艺规程制订机械加工与装配工艺规程制订机械加工与装配工艺规程制订机械加工与装配工艺规程制订1、工序：一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺2、粗基准和精基准粗基准：用毛坯上未经加工的表面作定位基准精基准：用已经加工过的表面作定位基准3、基准选择的原则粗基准（1）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定的位置精度的原则（2）合理分配加工余量（3）便于装夹原则（4）粗基准一般不得重复使用原则精基准（1）基准重合原则，应尽可能选择设计基准作为定位基准。（2）统一基准原则，应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。（3）互为基准原则，当工作上两个加工表面之间位置精度要求比较高时，可以采用两个表面互为基准反复加工。（4）自为基准原则，一些表面的精度加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精基准。4、加工阶段划分的主要目的（1）保证零件的加工质量（2）有利于及早发现毛坯缺陷，并及时处理（3）有利于合理利用机床设备（4）有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏（5）在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果5、工序顺序安排原则（1）先加工定位基准面，再加工其它表面（2）先加工主要表面，再加工次要表面（3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序（4）先加工平面，后加工孔6、加工余量：毛坯上留作加工用的材料层7、工艺尺寸链的计算这是一个重点的计算题，计算思路为：（1）先确定封闭环，即间接很到的尺寸（2）确定增环和减环，可以采用画箭头的方法，即和封闭环方向相同的为增环，相反的为增环。（3）按照公式进行计算。作这种题的重点就是确定封闭环、增环和减环，还有就是作这种题是一定要心细，不能过急，否则很容易出错。8、达到装配精度的方法，各自有什么优缺点以及适用于什么范围（1）完全互换法：优点：装配质量稳定可靠，装配过程简单，装配效率高，易于实现自动装配，产品维修方便。缺点：当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定的严，零件制造困难，加工成本高。适用：适于在成批大量生产中组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。（2）统计互换法优点：扩大了组成环的制造公差，制造成本低，装配过程简单，生产效率高。缺点：装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须另外返修。适用：大批大量生产中装配那些装配精度要求高且组成环数又多的机器结构。（3）分组互换法优点：零件制造精度不高但装配精度很高，组内零件可互换，装配效率高。缺点：增加了测量分组成本，若尺寸分布不同可能有剩余或不足。适用：成批大量生产中装配那些组成环数少，装配精度高的结构。（4）修配法优点：各组成环均能以加工经济精度制造但装配精度高。缺点：装配效率比较低，增加了修配工作量。适用：单件小批量生产，组成环数比较多，装配精度要求高的场合。（5）调整法优点：各组成环均按该生产条件下经济精度加工，装配精度高。缺点：增加调整机构。适用：可动调整法和误差抵消调整法适用于小批量生产，固定调整法则主要用于大批量生产。9、装配尺寸链的计算基本思路和工艺尺寸链的一样。总结：这一章也是考研的重点，也是实际加工中比较实用的，工艺尺寸链和装配尺寸链的计算是重点计算题，希望考生重视。第四章第四章第四章第四章机床夹具设计原理机床夹具设计原理机床夹具设计原理机床夹具设计原理1、定位和夹紧定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作2、机床夹具的工作原理（1