卢秉恒-《机械制造技术基础》-第三版-考试重点

第一章△m＜0的制造过程主要指切削加工。(1)主运动：切下金属所必须的最主要的运动。(2)进给运动：不断地把金属层投入切削的运动。齿面加工齿轮加工方法:无屑加工：热轧、冷轧、压铸、注塑、粉末冶金。切削加工：成形法、展成法。复杂曲面加工1）仿形铣：2）数控铣：磨削加工特点：1.属精加工，尺寸精度IT7～IT5,Ra值0.8~0.2m2.能加工硬度很高的工件；3.磨削温度高；4.磨削的径向力大；第二章1、切削运动金属切削加工：通过机床提供的切削运动和动力，使刀具和工件产生相对运动（即切削运动），从而切除工件上多余的材料，以获得合格零件的加工过程。(1)主运动：切下金属所必须的最主要的运动。(2)进给运动：不断地把金属层投入切削的运动。2、切削要素已加工表面：已被切去部分多余金属而形成的新表面。待加工表面：即将被切除金属层的表面。加工表面(或称过渡表面)：切削刃正在切削的表面。切削用量三要素：1）切削速度V：2）进给量f：3）背吃刀量（切削深度）ap：3.切削层几何参素：（1）切削厚度ac(hD)（2）切削宽度aw(bD)－沿加工表面度量的切削层尺寸。（3）切削面积Ac(hD)－切削层垂直于切削速度截面内的面积。二、刀具角度：（图+角度）1）基面Pr：2）切削平面Ps：3）正交平面Po：道具分类：1.整体车刀；2.焊接车刀；3.机夹车刀；4.可转位车刀；5.成形车刀与焊接车刀比较，可转位车刀的优点：1）刀具使用寿命长；2）生产率高；3）有利于推广新技术、新工艺；4）有利于降低刀具成本；麻花钻的工作部分：6面＋1横刃＋2主切削刃＋2副切削刃＋4刀尖。麻花钻的缺点：1）主切削刃上前角不等；2）横刃长且为大负前角，切削条件差；3）排屑、断屑、散热困难。钻、扩、铰孔的工艺特点比较（书P21手抄表格PPT2-45）拉刀特点：1）生产率高；2）加工质量高；（一般为IT8IT7，Ra2.51.25μm)3）加工范围广；4）刀具磨损缓慢，寿命长；5）机床结构简单，操作方便；6）拉刀的设计、制造复杂，价格昂贵。因此适用于大批大量生产。第二节：刀具材料应具备的性能刀具工作条件：力、热、振动。刀具性能要求：1）高的硬度；2）高的耐磨性；3）高的耐热性；4）足够的强度和韧性；5）良好的工艺性和经济性；6）良好的热物理性能和耐热冲击性能。硬质合金：钨钴钛类和钨钴类。书P27第三节金属切削过程及其物理现象：（单选填空简答重点章节）切削变形切削变形的力学本质：类似于工件材料受挤压而产生剪切滑移的塑性变形。变形区的划分：第一变形区（基本变形区）：在切削层上形成切屑变形区。第一变形区金属的剪切滑移变形。从AC线开始发生滑移塑性变形，到AE线金属晶粒的剪切滑移基本完成。第二变形区（摩擦变形区）：切屑玉前面摩擦的区域称为第二变形区。第二变形区内金属的挤压摩擦变形。切屑沿前刀面排出时进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属纤维化其方向基本上和前刀面相平行。第三变形区（加工表面变形区）：在已加工表面上与后刀面挤压摩擦形成的变形区。第三变形区内金属的挤压摩擦变形。已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压、摩擦与回弹，造成纤维化与加工硬化。切屑的类型及其控制：（1）带状切屑：加工塑性金属材料，切削厚度较小，切削速度较高，刀具前角较大。（2）挤裂切屑（又称节状切屑）：加工塑性金属材料，切削厚度较大，切削速度较低，刀具前角较小。（3）单元切屑：加工塑性金属材料，刀具前角更小，切削速度更低，或切削厚度更大。（4）崩碎切屑：加工脆性金属材料，特别是切削厚度较大时。切屑的形成：挤压→剪切应力→剪切滑移塑性变形→分离→切屑积屑瘤现象：（必考）1)积屑瘤的形成：位置：第二变形区原因：摩擦＋塑性变形、堆积、硬化形成条件：切削塑性材料、中等速度、形成带状切屑。2）积屑瘤对切削过程的影响：前角增大；保护切削刃；切削厚度增加，加工精度降低；使Ra增大。3）抑制或消除积屑瘤的措施：采用高速或低速切削增大前角、增加刀具刃磨质量、合理选用切削液。切削力的变化规律（重要）(1)工件材料的影响(技术2PPT100)强度和硬度τs切削力。摩擦。(2)切削用量的影响:apfv(3)刀具几何参数的影响前角：前角主偏角：改变切削层金属形状；改变进给力和背向力的大小。刃倾角：主要影响进给力和背向力。λsFy,Fx。(4)其它因素：刀尖圆弧，磨损，切削液，刀具材料等。切削热的产生和传导产生：变形功；摩擦功。车削加工时，切削热50％~86%由切屑带走钻削加工时，切削热52.5％传入工件工件材料的影响（PPT2-113）刀具角度的影响（PPT2-114）切削液：（1）水溶液：冷却为主。常用于粗加工和磨削加工.（2）乳化液1）低浓度乳化液：以冷却为主。常用于粗加工、磨削加工;高浓度乳化液：以润滑为主。用于精加工和复杂刀具加工(3)切削油：以润滑为主。矿物油－机油、轻柴油、煤油。动植物油。复合油。刀具磨损与刀具寿命刀具磨损类型：（1）前刀面磨损：高速、大进给切削塑性金属时。（2）后刀面磨损：切削脆性金属或较小切削厚度切削塑性材料时。*前、后刀面同时磨损：切削塑性金属时，中等速度和中等进给量的情况下。（3）边界磨损（与O2的氧化反应）1.刀具磨损三个阶段（书P41）初期磨损：正常磨损：急剧磨损：2.刀具磨钝标准磨钝标准－刀具用到急剧磨损前的最大磨损量。规定后刀面磨损带中间均匀磨损量允许达到的最大值，以VB表示。（VB值的大小与加工要求有关）3.刀具磨损原因（1）磨粒磨损（高速钢刀具）（2）粘结磨损（3）扩散磨损－化学磨损（4）相变磨损（5）氧化磨损三、刀具寿命的经验公式（1）刀具寿命概念：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间，称为刀具寿命。（2）刀具寿命试验：T与V的关系曲线切削速度是影响T的重要因素。VTm＝C（3）刀具寿命的确定原则（і）最高生产率刀具寿命Tp（іі）最低生产成本刀具寿命Tc1)切削用量的影响：VCfap（同对θ的影响）刀具寿命方程：2)刀具参数的影响：（PPT2-139）3)工件材料：4)刀具材料：切削用量的选择及工件材料加工性一、切削用量的选择（1）对加工质量的影响:(PPT2-140)(重要！)：对刀具寿命和切削温度的影响：Vfap选用：ap→f→V第三章：金属切削机床编号加意义：(min)vyvxpvfavCmT第四章：机床夹具原理及设计工件的装夹方法：1、用找正法装夹工件；2、用夹具装夹工件；工作原理1）使工件在夹具中占有正确的加工位置。2）夹具对于机床应先保证有准确的相对位置。3）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置。夹具的作用（1）缩短辅助时间，提高劳动生产率；（2）能较容易、较稳定地保证加工精度；（3）降低生产成本；（4）减轻工人的劳动强度。（5）可由低技术等级的工人进行加工。（6）可扩大机床工艺范围；夹具的组成（1）定位元件；（2）夹紧装置；（3）对刀元件；（4）导引元件；（5）夹具体；（6）其它元件及装置。六点定位原理：在分析工件定位时，一般是用一个定位支承点限制工件的一个自由度，用适当分布的与工件接触的六个支承点来限制工件的六个自由度的规律。定位元件要求：足够的精度；耐磨性好；足够的强度和刚度；工艺性好；便于清除切屑。2)常用材料：低碳钢（如20钢、表面渗碳淬火）；高碳钢（如T8钢、淬火）58~62HRC1.工件以平面定位（书P109）1）固定支撑2）可调支撑：多用于未加工平面的定位。3）自为支撑：能自动适应工件定位基准面位置变化的一类支撑。仅限制一个自由度。4）辅助支承——不起定位作用；提高工件的装夹刚度和稳定性，形式有：螺旋式；自位式；推引式等2.工件以圆孔定位（1）定位销（2）圆锥销（3）定位心轴3.工件以外圆柱面定位（1）V形块（2）定位套筒（3）半圆孔定位座（4）圆锥套（5）外圆定心夹紧机构组合定位一面两销定位：削边销：将定位销在两销联心线的垂直方向削去两边，只限制一个自由度，避免过定位保证加工精度的条件T工件≥△夹具+△加工△夹具一般应不超过工序公差的1/3。夹紧装置的组成及基本要求1.夹紧装置的组成：（1）力源装置；（2）中间传力机构；（3）夹紧元件。2.对夹紧装置的基本要求：（1）夹紧过程可靠；（2）夹紧力大小适当；（3）结构工艺性好；（4）使用性好。夹紧力的确定（1）应朝向夹具上的主要定位工作面；（2）应方便装夹和有利于减小夹紧力；（3）应使工件夹紧变形尽可能小。2、夹紧力作用点的确定（1）应落在定位元件的支承范围内；（2）应落在工件刚性好的部位；（3）应靠近工件的加工表面。3、夹紧力的大小根据工件在最不利情况下切削力的平衡，求夹紧力，乘以安全系数K。K值在粗加工时取2.5～3、精加工时取1.5～2。典型夹紧机构：1、斜楔夹紧；2、螺旋夹紧；3、偏心夹紧夹紧动力源装置：气动装置、液压装置。第五章加工精度与加工误差加工精度：符合程度；加工误差：偏离程度加工误差的大小表示加工精度的高低。加工精度包括：尺寸精度；几何形状精度；相互位置精度。加工经济精度：在正常加工的条件下（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，不能延长加工时间）所能保证的加工精度。零件获得加工精度的方法：1、机械加工中获得工件形状精度的方法（1）轨迹法（成形运动）（2）成形法（刀刃形状）（3）展成法（传动链）2、机械加工中获得工件位置精度的方法：夹具3、机械加工中获得工件尺寸精度的方法（1）试切法（2）定尺寸刀具法（3）调整法（4）自动控制法（自动测量与数字控制）影响加工精度的因素及其分析一、加工原理误差：在加工中采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓而产生的误差。二、机床误差：机床精度检验主要项目有：（1）床身导轨在垂直和水平面内的直线度和平行度（2）主轴轴线对床身导轨的平行度（3）主轴的回转精度（4）传动链精度（5）刀架各溜板移动时，对主轴轴线的平行度和垂直度。（考）1.导轨误差：垂直方向：水平方向：ΔR'=δy假设δy=δz=0.1mm,D=40mm则ΔR=0.00025mmΔR'=0.1mm=400ΔR（1）导轨在垂直面内的直线度（弯曲）（2）导轨在水平面内的直线度误差（弯曲）（3）前后导轨的平行度（扭曲）2.主轴回转误差（1）主轴回转精度书P156表5-1（考）滑动轴承、滚动轴承P156提高主轴回转精度的措施：提高轴承的精度；对滚动轴承进行预紧；提高箱体支承孔、主轴轴颈的制造精度；3.传动链误差传动链误差，是指内联系传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，一般用末端元件一转中的最大转角误差来衡量。减少传动链误差的措施：(1)尽可能缩短传动链(2)合理规定各传动元件的制造精度(3)合理分配各传动副的传动比(4)采用误差校正装置RRZ22RDZ2三、调整误差(1)机床的调整(2)夹具的调整(3)刀具的调整1、试切法加工(1)测量误差(2)切削层厚度的影响(3)微量进给误差(爬行现象)2、调整法加工(1)按定程机构调整(2)按样件或样板调整工艺系统受力变形对加工精度的影响1.现场加工中工艺系统受力变形的现象2.机床部件刚度及其特点（1）零件的刚度（2）机床部件的刚度变形与作用力不成线性关系；加载曲线与卸载曲线不重合;加载曲线与卸载曲线不构成封闭图形。（3）影响机床部件刚度的因素①接触变形的影响②薄弱环节的影响③间隙的影响④摩擦的影响⑤施力方向的影响P169考试重点：误差复映。4、减少工艺系统受力变形的途径1）提高接触刚度；2）设置辅助支承提高零部件刚度；3）合理装夹工件工艺系统热变形引起的加工误差1.工艺系统的热变形及其热源内部热源：切削热、传动系统的摩擦热外部热源：辐射热、外部环境温度热平衡精密加工应在热平衡状态下进行2.机床热变形对加工精度的影响1）车、铣、钻、镗、磨床：主运动为回转运动；主要热源：主轴箱内的摩擦热和箱中油池发热。2）龙门刨床、牛头刨床：主运动为直线运动；主要热源：导轨的摩擦热。3.减少机床热变形的工艺措施1)保持恒定的环境温度2)将精密机床安装在恒温室中使用3)保持机床的热平