山东大学机械制造技术基础知识点整理

山东大学机械制造技术基础课程知识点整理第一章一、切削时的工件表面待加工表面：工件上多余金属即将被切除的表面已加工表面：多余金属被切除后形成的表面过渡表面：待加工表面与已加工表面之间的连接表面二、刀具的工作角度一般均为前角增大后角减小但当刀尖位置低于机床中心高度时，应为前角减小后角增大三、切削层参数切削层：刀具沿工件进给方向移动一个f时，刀具的刀刃从工件待加工表面切下的金属层1、切削厚度hD垂直过渡表面度量的切削层尺寸2、切削宽度bD沿过渡表面度量的切削层尺寸3、切削面积AD切削层在基面内的截面面积四、切削方式直角切削：刀刃垂直于合成切削运动方向斜角切削：刀刃不垂直与合成切削运动方向自由切削：只有一条直线切削刃参与切削非自由切削：有多条切削刃或曲线切削刃参与切削直角自由切削：直角切削+自由切削五、刀具角度标注六、刀具材料应具有的性能1、高强度和韧性2、高硬度和耐磨性3、高的热稳定性、耐热性4、良好的物理特性和工艺性，便于加工5、经济性七、高速钢高速钢塑性、韧性、导热性、工艺性较好，适合制造如铣刀、拉刀等形状复杂的刀具硬度、耐磨性、耐热性差，常用于制造低速切削刀具和成形刀具八、硬质合金应用最为广泛，由金属碳化物（保证硬度、耐磨性）及金属黏结剂（保证强度、韧性）高温烧结而成。1、YG类（K类）（WC+Co）高抗弯强度和抗冲击韧度，可减少切削时的崩刃加工短切屑黑色金属（铸铁）、有色金属及非金属材料2、YT类（P类）（WC+TiC+Co）硬度耐热性好，韧性导热系数差加工长切屑黑色金属（钢）3、YW类（M类）既可加工长切屑，也能加工短切屑黑色金属和有色金属，通用合金4、YN类常用于钢和铸铁的半精加工和精加工九、涂层刀具在刀具上覆盖一层耐磨性高的难熔金属化合物硬涂层：提高硬度和耐磨性软涂层：减小摩擦十、陶瓷刀具未来发展较好，但需解决韧性问题主要有两种：Al2O3基和Si3N4基特点：1、高硬度和耐磨性2、高耐热性3、化学稳定性高4、低摩擦因数（光滑）5、原料丰富十一、金刚石刀具分类：单晶、PCD和金刚石复合刀片性能最好，用于加工有色金属和非金属，不可加工铁族元素（易发生反应产生石墨）特点：1、高硬度和耐磨性2、各向异性3、低摩擦因数4、刀刃锋利5、高导热性，热稳定性差6、价格贵十二、立方氮化硼刀具（CBN）硬度仅次于金刚石，化学惰性强，热稳定性高特点：1、高硬度耐磨性2、高热稳定性3、优良化学稳定性4、高导热性5、低摩擦因数第二章一、切屑形成过程（1）、切屑形成的本质：切削层金属的剪切滑移和剪切破坏（2）、变形区的划分（了解特点）第一变形区（Ⅰ）：AO始滑移线，MO终滑移线，晶粒发生剪切滑移第二变形区（Ⅱ）：刀-屑接触区，切屑沿此流出，晶粒剪切滑移呈剧烈纤维化，有时有滞留层第三变形区（Ⅲ）：刀-工接触区，有时也呈纤维化，有加工硬化和回弹现象（3）、第一变形区内变形过程P34第一变形区宽度非常小，可以看做一个面，即剪切面。重点：（4）变形程度的表示方法1、变形系数ξ2、剪切角Φ剪切面与切削速度间的关系。剪切角越大，变形越小。3、剪应变ε（5）、剪切角与摩擦角的关系1、前角增大，剪切角增大，变形减小2、摩擦角增大，剪切角减小，变形增大（6）、切屑变形规律1、工件材料硬度、强度高，变形小2、前角越大，变形越小3、切削厚度越大，变形越小4、无积屑瘤区，v越大，变形越小，有积屑瘤区，随v增大变形先增大后减小二、积屑瘤现象产生条件：压力和温度产生原因：冷焊、高温、高压、粘结积屑瘤对切削过程影响：1、增大实际前角，切削轻快2、增大切削厚度3、加工表面粗糙度增大4、影响刀具寿命粗加工时，积屑瘤可代替刀具进行切削，保护刀具，减小变形精加工时，绝对不允许积屑瘤出现避免积屑瘤的措施：1、降低切削速度2、采用高速切削3、增大前角4、使用性能良好的切削液5、提高工件材料的硬度，降低材料硬化指数（塑性越大，越易产生积屑瘤）三、切削力的来源1、克服工件材料弹性变形2、克服工件材料塑性变形3、克服刀-屑刀-工接触面之间的摩擦力四、影响切削力的主要因素1、工件材料的影响2、切削用量的影响aP增大，变形系数不变，切削力按正比关系增加f增大，变形系数减小，切削力不按正比关系增加，影响小于aPv影响较复杂切削脆性金属时v增加，切削力略有减小，但变化不大切削塑性金属时，在v增加至积屑瘤区时，切削力先增大后减小。v继续增加至离开积屑瘤区时，切削力逐渐减小3、刀具几何参数的影响P43了解五、切削热的产生来源：切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功背吃刀量ap对q影响最大，其次是v，最后是f六、切削区温度的分布1、前刀面上和切屑接触面上温度高且梯度很大2、温度最高点不在切削刃，而在离切削刃有一定距离的地方（工件脆性越高，则温度最高点力切削刃越近），原因为摩擦热沿刀面逐渐积累3、刀具材料和工件材料的导热系数越小，前后刀面温度越高七、影响切削温度的主要因素（区别切削热）1、切削用量的影响切削速度v对温度影响最大，进给量f次之，背吃刀量ap影响最小。2、刀具几何参数影响前角越大，变形小，切削温度低。但当前角大于18°—20°时，由于散热条件变差，温度反而可能升高主偏角减小时，总散热条件改善，切削温度减小3、工件材料影响脆性材料变形与摩擦小，温度低，合金钢硬度高，导热系数差，温度高4、刀具磨损的影响磨损严重时摩擦与变形大，温度高八、刀具的磨损（三种形态，五种原因）形态：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损原因：硬质点磨损、黏结磨损、扩散磨损、化学磨损、热电磨损九、刀具磨损的三个阶段初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段十、刀具的磨钝标准定义：刀具磨损到一定程度后不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准ISO规定以1/2背吃刀量处后刀面的磨损带宽度VB作为刀具的磨钝标准十一、刀具寿命的定义刀具刃磨后开始切削，一直到磨损量到达刀具的磨钝标准所经过的净切削时间十二、影响刀具寿命的因素同切削温度的影响，v对寿命影响最大，其次为f，最小为背吃刀量ap十三、刀具破损（区别刀具磨损）指刀具尚未达到磨钝标准时，发生突然损坏不能继续使用1、脆性破损形态：甭刃、剥落、碎断、裂纹破损原因：机械应力、热应力2、塑性破损刀具表层材料发生塑性流动丧失切削能力，与材料硬度比有关3、防止刀具破损的措施P56了解十四、前角功用及选择功用：1、增大前角，减小切屑变形，减小切削力和切削功率2、增大前角，改善摩擦状况，降低切削温度和刀具磨损，延长刀具寿命3、增大前角，减小或抑制积屑瘤，改善振动，改善表面质量选择：1、塑性大时合理前角大，塑性小时合理前角小2、刀具材料抗弯强度及冲击韧度大时，合理前角大，反之则较小3、粗加工时切削力大，冲击力大，合理前角小，精加工时合理前角大十五、前刀面形式选择P58后角功用及选择（主要影响后刀面与工件加工表面间摩擦）P60主、副偏角功用及选择P62刃倾角功用及选择P63了解十六、切屑的分类带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑十七、切削液种类：水溶液、水基切削液、油基切削液功用：冷却、润滑、清洗、防锈十八、工件材料切削加工性衡量指标1、刀具寿命T或一定刀具寿命下允许的切削速度v2、已加工表面质量3、切削力或切削功率十九、切削用量选择原则粗加工时以提高生产效率为主，选择大背吃刀量和进给量，按刀具寿命来计算切削速度半精加工和精加工时，主要保证加工质量，常采用小背吃刀量和进给量，硬质合金刀具采用大切削速度，高速钢刀具采用较低切削速度第三章一、金属切削机床定义用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器二、机床代号CA6140：C车床A结构特性代号6组代号1系代号40最大车削直径为40mmY3150E：Y齿轮加工机床3组代号1系代号50最大工件直径50mmE重大改进代号三、工件加工表面成形方法任何表面可看做：一条线（母线）沿着另一条线（导线）运动的轨迹可逆表面：形成表面的导线和母线可互换，性质不变不可逆表面：形成表面的导线和母线不可互换四、形成发生线的方法1、成形法0个成形运动2、展成法1个成形运动3、轨迹法1个成形运动4、相切法2个成形运动五、表面成形运动分类：简单运动、复合运动分析：1、车削螺纹时母线：螺纹牙型成形法不需要成形运动导线：螺旋线轨迹法1个复合成形运动3、插齿刀加工齿轮母线：渐开线展成法1个复合成形运动导线：直线轨迹法1个简单成形运动六、机床传动链内联系传动链：联系复合运动之内的各个分解部分，其所联系的各传动件之间的相对速度有严格的传动比要求，用来保证准确的运动关系。外联系传动链：联系动力源和机床执行件，不要求动力源和传动件之间有严格的传动比关系。第四章一、车床的用途加工各种回转表面二、CA6140传动链及最高、最低转速计算P91三、车削螺纹米制螺纹、模数螺纹、径节螺纹：分段等差数列英制螺纹：分段调和数列更换挂轮目的：引入特殊因子πM3由脱开改为接合目的：引入特殊因子25.4四、双向多片式摩擦离合器M1的作用改变车床主轴的转速，M1左移时，主轴正转，右移时，主轴反转。靠摩擦力传递运动和转矩。同时当机床过载时，摩擦片打滑，可起过载保护作用。五、溜板箱内开合螺母的作用用于车螺纹时，其与丝杠啮合，使得主轴与丝杠间组成传动链，使丝杠可以带动溜板箱和刀架运动。六、互锁机构的作用使得机床接通机动进给或快速移动时，开合螺母不闭合，合上开合螺母时，则不接通机动进给或快速移动，从而避免机床损坏。七、普通车刀的结构类型1、整体车刀2、焊接车刀3、焊接装配式车刀4、机夹重磨车刀5、（重点）机夹可转位车刀P108其典型的夹固结构有：偏心式夹固结构、杠杆式夹固结构、上压式夹固结构、楔销式夹固结构八、成形车刀的类型1、平体成形车刀2、棱体成形车刀3、圆体成形车刀第五章一、铣削用量1、背吃刀量ap或侧吃刀量ae背吃刀量：沿平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸侧吃刀量：沿垂直于铣刀轴线方向测量2、进给速度vf3、切削速度vc二、铣削用量选择原则基本与切削用量选择原则相同三、铣削方式1、逆铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反，切削厚度由0-max2、顺铣铣刀切削速度方向与工件进给方向相同，切削厚度由max-0铣刀寿命长与逆铣2-3倍，加工表面质量高，受冲击力大，丝杠螺母之间有间隙时会造成工作台窜动，需要螺纹间隙消除机构四、端铣平面时的铣削形式1、对称铣削2、不对称逆铣3、不对称顺铣五、铣削的特点1、多刃切削2、断续切削六、铣床的主运动与进给运动主运动：铣刀旋转进给运动：工件或铣刀的移动七、钻床用钻头在实体工件上加工孔的机床，加工精度不高，仅用于加工一般精度的孔八、麻花钻的结构参数参数：1、直径d2、直径倒锥3、钻心直径d04、螺旋角ω（越靠近钻头中心螺旋角越小）结构：两条主切削刃、两条副切削刃、一条横刃九、标准高速钢麻花钻存在的问题P126自己看十、标准高速钢麻花钻的修磨与改进1、修磨横刃2、修磨前刀面3、修磨棱边4、修磨切削刃5、磨出分屑槽6、群钻十一、铰削与铰刀铰削是一种常用的孔的精加工方法，加工余量很小。铰削过程实际是切削与挤刮的联合作用的过程铰刀与机床主轴采用浮动连接铰刀只能修正孔的形状精度，提高孔径尺寸精度和减小表面粗糙度，不能修正孔位置误差，不能修正轴线的歪斜十二、镗床的主运动与进给运动主运动：镗刀杆的转动、平旋盘的转动进给运动：主轴箱的垂直进给、镗杆的轴向进给、平旋盘径向刀架进给运动、工作台纵向进给、工作台横向进给十三．坐标镗床一种高精度级机床十三、金刚镗床一种高速精密镗床，采用金刚石镗刀，用于成批生产、大量生产中加工有色金属零件上的精密孔十四、浮动镗刀浮动镗刀的刀块以间隙配合状态浮动地安装在镗杆的径向孔中，工作时刀块在切削力的作用下保持平衡，可以减少镗刀块安装误差及镗杆径向跳动所引起的加工误差。第六章一、磨削加工分类1、按磨具类型分：自由磨粒、固定磨粒2、按加工对象分：平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、无心磨削、自由磨削、环形砂轮磨端面3、根据砂轮与工件相对运动关系分：往复式磨削：加工质量好，效率不高切入式磨削：加工效率高，加工质量较差综合磨削：先用切入式磨削切除大部分余量，再用往复式磨削切除剩余极少部分余量