机械制造工艺学重点总结

1、第一章机械制造工艺学的研究对象是机械产品的制造工艺，包括零件加工和装配 两方面，其指导思想是在保证质量的前提达到高生产率、经济型。课程的研究 重点是工艺过程，同样也包括零件加工工艺过程和装配工艺过程。工艺是使各 种原料、半成品成为产品的方法和过程。各种机械的制造方法和过程的总称为 机械制造工艺。一、绪论机械制造技术有两方面的含义：其一是指用机械来加工零件（或工件）的 技术，更明确的说是在一种机器上用切削方法来加工，这种机器通常称为机 床、工具机或工作母机；另一方面是指制造某种机械的技术，如汽车、涡轮机 等。广义制造论的形成过程一、制造设计一体化制造技术发展阶段：手工业生产阶段、大工业生产阶段、

2、虚拟现实工业生 产阶段二、材料成形机理的扩展1 去除加工：又称分离加工，是从工件上去除一部分材料二成形2 结合加工：是利用物理和化学的方法将相同材料或不同材料结合在一起而 成形，是一种堆积成形，分层制造方法。按结合机理和结合强度分为附着、注 入和连接三种3 变形加工：又称流动价格，是利用力，热，分子运动等手段使工件产生变 形，改变其尺寸形状和性能，如锻造、铸造等。三制造模式的发展第二节1 / 10机械产品生产过程：是指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程，包括 直接生产过程和辅助生产过程直接生产过程：使被加工对象的尺寸、形状和性能产生一定的变化，即与 生产过程有直接关系的劳动过程。包括毛坯的制

3、造，零件的机械加工和热处 理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程。辅助生产过程：不是使加工对象产生直接变化，但也是非常必要的劳动过 程。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。机械加工工艺过程的概念 :采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形 状、尺寸、表面质量和力学物理性能，使之成为合格零件的生产过程。机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成，工序又分为安 装、工位、工步和走刀。1）工序由一个（或一组）工人在同一台机床或同一个工作地，对一个（或同时

4、对 几个）工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。2）安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序内容称为一个安 装。3）工位一次安装，工件在机床上占据每一个加工位置所完成的那部分安装称为工 位。一个安装中可能只有一个工位，或者多个工位。4）工步2 / 10指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。若 有几把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步。复合工步主要是为了提高加 工效率。（ 5）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。当需要切去的金属层很厚，不能在 一次走刀下切完，则需分几次走刀。走刀次数又称行

5、程次数。生产纲领 :企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领。零 件的年生产纲领指包括备品和废品在内的年产量。N = Q n（ 1+% +%）式中 N零件的年生产纲领（件 / 年）； Q产品年产量（台 /年）； n每台产品中该零件数量（件 /台）； %备品率； %废品率。 生产批量 :生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。 生产类型 根据生产纲领和生产的专业化程度不同，主要分为：大量生产、成批生产 和单件生产三种生产类型。其中，成批生产又可分为大批生产、中批生产和小 批生产。工件的装夹装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置的过程。夹

6、紧 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不 变。工件在机床或夹具中的装夹方法主要有三种。 夹具中装夹 直接找正装夹 划线找正装夹3 / 10定位原理（看书）基准1、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，确定标注尺寸的起始位置，这些起始 位置称之为设计基准。2. 工艺基准：零件在加工工艺过程中所用的基准。可分为工序基准、定位基 准、测量基准和装配基准。工序基准：在工序图上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。定位基准：在加工时用于工件定位的基准。测量基准：工件测量时所用的基准。装配基准：零件装配时

7、所用的基准。第二章工艺系统：在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件构成的一个完整的系 统。研究加工精度的方法：单因素分析法、统计分析法一、加工原理误差：采用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。二、调整误差三、机床误差1、机床导轨的导向误差（ 1）导向误差1.导向精度4 / 10导轨在水平面内的直线度；导轨在垂直面内的直线度；前后导轨的平行 度；导轨对主轴回转轴线的平行度（ 2）回转误差：是指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。包括1、径向圆跳动。 2、轴向圆跳动。 3、倾角摆动。 影响主轴回转精度的主要因素：轴承的误差、轴承的间隙、与轴承配合零 件的误差、主轴系统的径向不

8、等刚度和热变形，引起回转轴线的漂移。提高主轴回转精度的措施：提高主轴部件的制造精度；对滚动轴承进行预紧；使主轴的回转误差不反 应到工件上减少传动链传动误差的措施1.传动件数越少，传动链越短，传动精度越高2. 采用降速传动 3.提高传动链末端件的精度 4.采用校正装置四、家具的制造误差与磨损五、刀具的制造误差与磨损刀具误差对加工精度的影响1.采用定尺寸刀具加工时，刀具的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度2.采用成形刀具加工时，刀具的形状精度直接影响工件的形状精度3. 展成刀具的切削刀形状必须是加工表面的共轭曲线。因此切削刃的形状误 差会影响加工表面的形状精度4. 对于一般刀具，其制造精度对加工精度无

9、直接影响，但易磨损 残余应力：也称内应力，是指在没有外力作用下或去除外力后工件内残留 的应力产生原因：毛坯制造和热处理过程中产生的残余应力；冷校直带来的残 余应力5 / 10切削带来的残余应力工艺系统的热源 :内部热源：切削热和摩擦热，产生于工艺系统内部，主要以热传导形式传 递外部热源：工艺系统外部的、以对流传热为主要形式的环境温度和各种热 辐射热传递方式：导热传热、对流传热、辐射传热加工误差的性质1、系统误差：在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不 变，或者按一定规律变化，统称为系统误差。前者称为常值系统误差，后者称 为变值系统误差。加工原理误差，机床等的制造误差等与时间无关，

10、其大小在 一次调整中也基本不变，因此都属于常值系统误差。机床、刀具等在热平衡前 的热变形误差，刀具等的磨损等属于变值系统误差。2、随机误差：在顺序加工的一批工件中，其加工误差的大小和方向的变化 时属于随机性的，称为随机误差。分布图分析法的应用：判别加工误差的性质；确定工序能力及其等级；估 算合格品率或不合格品率分布图分析法的缺点在于：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和随机误差的影响；必须等到一批 工件加工完毕之后才能绘制分布图，因此不能再加工过程中及时提供控制精度 的信息。保证和提高加工精度的途径：误差预防；误差补偿误差预防技术：合理采用先进工艺

11、与设备；直接减少原始误差；转移原始 误差；均分原始误差；均化原始误差6 / 10误差补偿技术：在线检测；偶件自动配磨；积极控制起决定作用得到误差 因素第三章加工表面质量：加工表面的几何形貌和表面层材料的力学物理和化学性质几何形貌：表面粗糙度表面波纹度纹理方向表面缺陷。表面材料力学的物理化学性能：表面层金属的冷作硬化、表面层金属金相 组织变化。冷作硬化：机械加工中因切削力产生的塑性变形使表层金属硬度和强度提 高的现象。评定指标：表层金属的显微硬度、硬化层深度 h、硬化程度 N加工表面质量对机器零件使用性能的影响：表面质量对耐磨性影响： 1 表面粗糙度值越小耐磨性越好，表面波纹度越大 粗糙度越大。

12、2 圆弧状凹坑状表面纹理耐磨性好，尖峰状表面纹理耐磨性差。 3 加工表面 冷作硬化提高耐磨性能。表面质量对耐疲劳性影响： 1 表面粗糙度值越小表面缺陷越少耐疲劳性越 好。2 冷作硬化组织疲劳裂纹生长提高零件耐疲劳强度。表面质量对耐腐蚀性影响： 1 表面粗糙度值越大耐蚀性越差。 2表面残余压 应力有利于提高表面抗腐蚀能力。表面质量对零件配合质量影响： 1.对于间隙配合表面，其实磨损最显著零件 配合表面的起始磨损量与表面粗糙度的平均值成正比增加。表面粗糙度越大变 量越大影响配合稳定性。 2.对于过盈配合表面粗糙度越大两表面相配合时表面凸 峰易被挤掉使过盈量减少。 3 对于过度配合兼有上述两种配合影

13、响。切削速度 2050时表面粗糙度最大容易出现积瘤。表面粗糙度测量： 1比较法 2 触针法 3 光切法 4 干涉法7 / 10磨削烧伤：对于已淬火的钢件，很高的磨削温度使表面层金属金相组织产 生变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈现氧化膜颜色。减少磨削烧伤工艺途径： 1正确选择砂轮 2 合理选择磨削用量 3 改善冷却条 件 4 选择开槽砂轮表面强化工艺 1 喷丸强化 2 滚压加工 机械加工中的振动主要有强迫振动和自激振动 强迫振动是由于外界周期性干扰力的作用而引起的振动 机内振源主要有机床旋转的不平衡、机床传动机构的缺陷、往复运动部件的惯性力级切削过程中的冲击力 特征：其振动频率与干扰力的频

14、率相同，或是干扰力频率的数倍 自激振动：机械加工过程中，在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动。自激振动的特征：是在没有外力干扰下产生的振动运动，这与强迫振动有 本质的区别；自激振动的频率接近系统的固有频率，这就说明颤振频率取决于 振动系统的固有特性。这与自由振动相似但不相同。自由振动受阻尼作用将迅 速衰减，而自激振动却不因为有阻尼存在而迅速衰减。消除强迫振动的条件：减小机内外干扰力的幅值；适当调整振源的频率； 采用隔振措施消除自激振动的条件：减小前后两次切削的波纹重叠系数；调整 振动系统小刚度主轴的位置；增加切削阻尼；采用变速切削方法加工提高工艺系统的稳定性：提高工艺系统

15、刚度；增大工艺系统的阻尼 减振装置：动力减振器；摩擦减振器；冲击式减振器第四章 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8 / 10机械加工工艺规程的作用1.根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）2.机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检查等的依据3. 新建或扩建车间，其原始依据也是机械加工工艺规程机械加工工艺规程的设计原则：（ 1）可靠地保证零件图样上所有技术要求 的实现（ 2）必须能满足生产纲领要求（ 3）在满足技术要求和生产纲领要求前 提下，一般要求工艺成本最低（ 4）尽量减轻工

16、人的劳动强度，保障生产安全。步骤内容：（ 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装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。工艺路线的制定、主要问题、定位基准的选择、粗基准的选择：使用未经机械加工时的表面作为定位基准。 &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 于工件装夹原则（ 4）粗基准

17、一般不得重复使用的原则。精基准的选择：使用机械加工表面作为基准。 & 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）便于装夹原则工艺顺序的安排： 1 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。热处理工序及其表面的安排：（ 1）为改善切削性而进行的热处理安排在切 削之前（ 2）为消除内应力而进行的热处理安排在粗加工之后（ 3）为改善材料 力学物理性质半精加工之后，精加工之前常安排淬火，淬火 回火，渗碳淬火 （ 4）

18、对高精度零件，淬火后安排冷处理以稳定零件尺寸（ 5）为提高零件表面9 / 10 耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的处理工序安 排在最后。工艺尺寸链：（ 1）尺寸链在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺 寸形成的封闭尺寸组（ 2）尺寸环：尺寸链中每一个尺寸成一个环（ 3）封闭 环：在零件加工过程或机器装配过程中最终形成的环（或间接得到的环）（4）组成环：除封闭环以外各环，一般由加工直接得到： a 曾环：变动时引起封闭环 同向变动。 b：减环：变动时引起封闭环反向变动（ 5）直接尺寸链：在工艺尺 寸链中，全部组成环平行于封闭环的尺寸链称直接尺寸链。时间定额：在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道生产工序所 需消耗的时间机械装配工艺规程设计装配包括：装配、调整、检验、试验等零件：组成机器的最小单元，由整块金属或其他材料制成套件：在一个基准