武汉理工机械制造复习课

1、课课 程程 复复 习习 一、一、考试题型考试题型 1. 1. 简答题简答题 2. 2. 判断题判断题 3. 3. 定位分析题定位分析题 4. 4. 误差分析题误差分析题 5. 5. 误差统计计算题，工艺尺寸链计算题误差统计计算题，工艺尺寸链计算题 6. 6. 作图题作图题课课 程程 复复 习习 二、二、复习章节复习章节 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 第三章第三章 切削过程及控制切削过程及控制 第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析与控制 第五章第五章 机械工艺规程设计机械工艺规程设计课课 程程 复复 习习 三、三、各章节的各章节的重点重点 第一节第一节 金属切削刀具的基

2、本知识金属切削刀具的基本知识 一、一、 基本概念（切削用量三要素）；基本概念（切削用量三要素）； 二、二、 刀具角度（各刀面，定义刀具角度的参考系，刀具标刀具角度（各刀面，定义刀具角度的参考系，刀具标注角度）；注角度）； 三、刀具材料（硬质合金刀材三、刀具材料（硬质合金刀材YGYG、YTYT、YWYW三类的应用）；三类的应用）； 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备课课 程程 复复 习习 三、三、各章节的各章节的重点重点 第九节第九节 机床夹具机床夹具 一、一、 基本概念（工件的装夹）基本概念（工件的装夹） 二、二、 基准及其分类（设计、工艺基准及其分类（设计、工艺定位、测量基准、工定位、测

3、量基准、工序基准）序基准） 三、工件在夹具中的定位三、工件在夹具中的定位 1. 1. 六点定位原理六点定位原理 2. 2. 支承点与定位元件支承点与定位元件 3. 3. 完全定位、不完全定位、欠定位、过定位及其应用。完全定位、不完全定位、欠定位、过定位及其应用。 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备课课 程程 复复 习习 第三章第三章 切削过程及控制切削过程及控制 一、切屑的形成过程（金属的切削过程）一、切屑的形成过程（金属的切削过程） 二、三个变形区二、三个变形区 三、第一变形区金属的剪切变形三、第一变形区金属的剪切变形 六、积屑瘤对切削过程的影响六、积屑瘤对切削过程的影响 八、切屑的类型

4、及控制八、切屑的类型及控制 第一节第一节 切削过程及切屑类型切削过程及切屑类型课课 程程 复复 习习 第三章第三章 切削过程及控制切削过程及控制 第二节第二节 切削力切削力 一、切削力的来源（切削力的概念，两个来源，三个分力）一、切削力的来源（切削力的概念，两个来源，三个分力） 三、影响切削力的因素（工件材料和切削用量的影响）三、影响切削力的因素（工件材料和切削用量的影响） 第三节第三节 切削热与切削温度切削热与切削温度 一、切削力的产生和传出（切削热的来源，传热介质）一、切削力的产生和传出（切削热的来源，传热介质） 二、影响切削温度的主要因素（切削用量、刀具磨损和工件二、影响切削温度的主要因

5、素（切削用量、刀具磨损和工件材料的影响）材料的影响）课课 程程 复复 习习 1. 1. 加工精度与加工误差的概念加工精度与加工误差的概念 2. 2. 机械加工工艺系统及其原始误差机械加工工艺系统及其原始误差第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析与控制 第一节第一节 基本概念基本概念 第二节第二节 原理误差与系统几何误差对加工精度的影响原理误差与系统几何误差对加工精度的影响 一、原理误差概念一、原理误差概念 二、工艺系统原始误差对加工精度的影响二、工艺系统原始误差对加工精度的影响 1. 1. 机床导轨导向误差（误差敏感方向，导轨的直线度误差机床导轨导向误差（误差敏感方向，导轨的直线

6、度误差对车床直径误差的影响）对车床直径误差的影响）课课 程程 复复 习习 第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析与控制 第二节第二节 原理误差与系统几何误差对加工精度的影响原理误差与系统几何误差对加工精度的影响 二、工艺系统原始误差对加工精度的影响二、工艺系统原始误差对加工精度的影响 1 1）机床导轨导向误差（误差敏感方向，导轨的直线度误差）机床导轨导向误差（误差敏感方向，导轨的直线度误差对车床直径误差的影响）对车床直径误差的影响） 2 2）机床主轴回转误差（主轴采用滑动轴承时，影响主轴回）机床主轴回转误差（主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的因素）转精度的因素） 3 3）刀具

7、磨损对加工精度的影响）刀具磨损对加工精度的影响课课 程程 复复 习习 第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析与控制 第三节第三节 工艺系统受力变形对加工精度的影响工艺系统受力变形对加工精度的影响 一、基本概念一、基本概念 二、工艺系统刚度二、工艺系统刚度 三、工艺系统刚度对加工精度的影响三、工艺系统刚度对加工精度的影响 1.1.切削力作用点位置变化引起的工件形状误差（机床的变切削力作用点位置变化引起的工件形状误差（机床的变形，工件的变形，工件装夹不合适引起的变形）形，工件的变形，工件装夹不合适引起的变形）课课 程程 复复 习习 第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析

8、与控制 第三节第三节 工艺系统受力变形对加工精度的影响工艺系统受力变形对加工精度的影响 五、减小工艺系统受力变形对加工精度的措施五、减小工艺系统受力变形对加工精度的措施 提高连接表面的接触刚度，合理的装夹方式。提高连接表面的接触刚度，合理的装夹方式。 六、工件残余应力重新分布引起的变形六、工件残余应力重新分布引起的变形 1. 1. 残余应力的概念及其特性残余应力的概念及其特性 2. 2. 产生残余应力的原因产生残余应力的原因课课 程程 复复 习习 第四章第四章 机械加工质量分析与控制机械加工质量分析与控制 第四节第四节 工艺系统受热变形对加工精度的影响工艺系统受热变形对加工精度的影响 刀具和工

9、件受热变形，对加工精度的影响。刀具和工件受热变形，对加工精度的影响。 第五节第五节 加工误差的统计分析加工误差的统计分析 一、加工误差的性质一、加工误差的性质 系统误差（常值系统误差，变值系统误差），随机误差系统误差（常值系统误差，变值系统误差），随机误差 二、分布图分析法二、分布图分析法 利用正态分布曲线分析、计算加工误差。利用正态分布曲线分析、计算加工误差。 第六节第六节 保证和提高加工精度的途径保证和提高加工精度的途径 误差预防技术（直接减少原始误差误差预防技术（直接减少原始误差细长轴的加工误差。）细长轴的加工误差。）课课 程程 复复 习习 一、生产过程与机械加工工艺过程一、生产过程与机

10、械加工工艺过程 生产过程和机械加工工艺过程的概念生产过程和机械加工工艺过程的概念 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成 工序、工步、工位、走刀。工序、工步、工位、走刀。第五章第五章 机械工艺规程设计机械工艺规程设计 第一节第一节 概述概述 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 粗基准、精基准的概念、应用及其选择原则。粗基准、精基准的概念、应用及其选择原则。课课 程程 复复 习习 1. 1. 加工工序的安排顺序加工工序的安排顺序 2. 2. 工艺尺寸链及其封闭环的概念工艺尺寸链及其封闭环的概念 3. 3. 工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算第五章第五章 机械工艺规程设计机械工

11、艺规程设计 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 第十节第十节 装配工艺规程设计装配工艺规程设计 1. 1. 装配尺寸链及其封闭环的概念装配尺寸链及其封闭环的概念 2. 2. 四种装配方法的应用。四种装配方法的应用。课课 程程 复复 习习 ,mm70025. 0050. 01 L,mm600025. 02 L,mm2015. 003 L 在图示工件中，在图示工件中，并标注该测量尺寸的公差。并标注该测量尺寸的公差。 L3不便直接测量，试重新给出测量尺寸，不便直接测量，试重新给出测量尺寸， 解解 1.1.工艺分析，确定测量尺寸工艺分析，确定测量尺寸 对于大孔的测量，以左端面为

12、基准用对于大孔的测量，以左端面为基准用深度游标卡尺可方便的测出大孔深度。深度游标卡尺可方便的测出大孔深度。 设左端至孔深设左端至孔深L4为重新确定的测量尺为重新确定的测量尺寸，则寸，则L3 是间接保证的尺寸，为封闭环是间接保证的尺寸，为封闭环。 2. 2.画尺寸链图画尺寸链图 因因L3为封闭环，得知为封闭环，得知L2、L4为增环，为增环，L1为减环。为减环。 2L4L3L1L课课 程程 复复 习习 3. 3.计算测量尺寸计算测量尺寸L4及其上下偏差及其上下偏差1423LLLL mm306070202134 LLLL1423EIESESES mm10. 0)050. 0(015. 01234 E

13、IESESES0)025. 0()025. 0(01234 ESEIEIEI因因故故又又则则mm3010. 004 L 只要测得只要测得L4 在规定的尺寸及偏差范围在规定的尺寸及偏差范围内，就可保证内，就可保证L3 尺寸尺寸的测量值。的测量值。 得得2L4L3L1Lyxyx,z z方向两方向两V型块限制型块限制 2-43 分析下列题图的定位方案分析下列题图的定位方案：（1）指出各定位元件所限指出各定位元件所限制的自由度制的自由度；（；（2）判断有无欠定位或过定位判断有无欠定位或过定位；（；（3）对不合理的对不合理的定位方案提出改进意见。定位方案提出改进意见。 解解zz,x方向的方向的V型块限制

14、型块限制该定位方案合理，属完全定位。该定位方案合理，属完全定位。 图图a a 过三通管中心过三通管中心O O打一孔，使孔轴线与管轴线打一孔，使孔轴线与管轴线OXOX、OZOZ垂直。垂直。 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 习题讲解习题讲解yxz,心轴台阶限制心轴台阶限制 图图b b 车外圆，保证外圆与内孔同轴。车外圆，保证外圆与内孔同轴。 解解yxyx,心轴外圆限制心轴外圆限制 该定位方案属过定位，重复限制该定位方案属过定位，重复限制了了 不合理。不合理。, yx 改进措施：改进措施：应减少心轴台阶与工件端面的接触面积，使心应减少心轴台阶与工件端面的接触面积，使心轴台阶只限制轴台阶只限制

15、 。z 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 习题讲解习题讲解 图图c c 车阶梯轴外圆。车阶梯轴外圆。 解解yxyx,三爪卡盘限制三爪卡盘限制zyx,左边顶尖限制左边顶尖限制yx,右边顶尖限制右边顶尖限制 该定位方案属过定位，重复限制了该定位方案属过定位，重复限制了 不合理。不合理。, yx 改进措施：改进措施： 1 1）去掉三爪卡盘；去掉三爪卡盘； 2 2）将三爪卡盘与工件短夹持，右顶尖改为平头支承钉，共将三爪卡盘与工件短夹持，右顶尖改为平头支承钉，共限制限制 。zyx, 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 习题讲解习题讲解 图图d d 在圆盘零件上钻孔，保证孔与外圆同轴。在圆盘零件

16、上钻孔，保证孔与外圆同轴。 解解yx,右边右边V型块限制型块限制左边移动左边移动V型块主要起夹紧作用。型块主要起夹紧作用。yxz,水平支承板限制水平支承板限制 该定位方案属于不完全定位，该定位方案属于不完全定位，定位合理。定位合理。 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 习题讲解习题讲解 第二章第二章 制造工艺装备制造工艺装备 习题讲解习题讲解 图图e e 钻铰链杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离钻铰链杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔平行度。及两孔平行度。 解解zx,固定固定V型块限制型块限制水平支承板限制水平支承板限制yxz,定位销限制定位销限制yx, 改进措施：改

17、进措施：应将固定应将固定V型块改为移动型块改为移动V型块，限制型块，限制 。z 该定位方案属于过定位，重复限制该定位方案属于过定位，重复限制 定位不合理。定位不合理。, x 第二章 制造工艺装备 第六节 机床夹具 3. 结论 （1）工件定位时，不仅要限制工件的自由度，使工件在加工尺寸方向上有确定的位置，还必须减少定位误差。 定位基准与设计基准不重合，产生基准不重合的定位误差j.b 。 定位副制造不准确，引起定位基准相对夹具定位元件的起始基准发生位移，产生基准位移的定位误差j.y 。 （3）总定位误差为：yjbjwd. （2）产生工件定位误差的原因有两个： 第二章 制造工艺装备 第六节 机床夹具

18、 3. 结论coscos.yjbjwd定位误差：基准不重合误差和基准位移误差在加工尺寸方向上投影定位误差方向与工序尺寸方向的夹角、第第 四四 章章 习习 题题 讲讲 解解 -3-3 试分析转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时，影响直试分析转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时，影响直径误差的因素中，导轨在垂直平面内和水平面内的弯曲，那个影径误差的因素中，导轨在垂直平面内和水平面内的弯曲，那个影响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？ 因为导轨在垂直平面内的弯曲所引因为导轨在垂直平面内的弯曲所引起的刀刃与工件间的相对位移，起的刀刃与工件间的相对位移，即直即直径误

19、差的敏感方向是通过切削刃的加径误差的敏感方向是通过切削刃的加工表面的法向，正是垂直平面方向。工表面的法向，正是垂直平面方向。 解：解：导轨导轨在垂直平面内的弯曲影响大。在垂直平面内的弯曲影响大。 卧式车床的刀具水平安装，车床导轨在水平面内的弯曲对工卧式车床的刀具水平安装，车床导轨在水平面内的弯曲对工件直径误差影响大。因为直径误差的敏感方向是水平面方向。件直径误差影响大。因为直径误差的敏感方向是水平面方向。 图图b b 机床的刚度低，加工中主轴箱和尾座处变形大，加工机床的刚度低，加工中主轴箱和尾座处变形大，加工后造成工件中间细且两头粗的圆柱度误差。后造成工件中间细且两头粗的圆柱度误差。 第第 四

20、四 章章 习习 题题 讲讲 解解 -10-10 在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若发现整在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若发现整批工件有如图所示几何形状误差，试分别说明可能产生批工件有如图所示几何形状误差，试分别说明可能产生(a)、(b)、(c)、(d)所示误差的各种原因所示误差的各种原因。 解：解：图图a a 加工过程中刀具刃口逐渐磨损，加工后造成工件呈加工过程中刀具刃口逐渐磨损，加工后造成工件呈圆锥体误差。圆锥体误差。 第第 四四 章章 习习 题题 讲讲 解解 图图c c 工件属细长轴，其刚度低。加工过程中工件的中间弯曲工件属细长轴，其刚度低。加工过程中工件的中间弯曲变形大

21、，加工后造成中间粗两头细的圆柱度误差。变形大，加工后造成中间粗两头细的圆柱度误差。 图图d d 工件左端短夹持，右端悬伸，装夹方式使工件刚性差。工件左端短夹持，右端悬伸，装夹方式使工件刚性差。加工中工件右端变形挠度大，加工后造成呈喇叭形的圆柱度误差。加工中工件右端变形挠度大，加工后造成呈喇叭形的圆柱度误差。 第第 四四 章章 习习 题题 讲讲 解解 -1-1车削一批轴的外圆，其尺寸要求为车削一批轴的外圆，其尺寸要求为250.05mm，已知已知此工序的加工误差分布曲线是正态分布，其标准差此工序的加工误差分布曲线是正态分布，其标准差=0.025mm, 曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧曲线的顶峰位

22、置偏于公差带中值的左侧0.03mm，试求零件的合试求零件的合格率和废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低。格率和废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低。 解（解（1 1）计算平均尺寸）计算平均尺寸x 已知公差带中心已知公差带中心25mm295.2405.25 MT 常值系统误差常值系统误差mm03. 0 求得求得mm97.2403. 025 MTx第第 四四 章章 习习 题题 讲讲 解解 （2 2）判断工序能力）判断工序能力工序能力系数为工序能力系数为67. 0025. 061 . 06 TCp 因因CP1，该工序能力严重不足，必然产生不合格品。该工序能力严重不足，必然产生不合格品

23、。 （3 3）绘制尺寸分布图）绘制尺寸分布图 工序要求的工件最小、最大尺寸为：工序要求的工件最小、最大尺寸为：mm95.24min dmm05.25max d 工件可能出现的最小、最大极限尺寸为：工件可能出现的最小、最大极限尺寸为：mm895.24025. 0397.243min xXmm045.25025. 0397.243max xX第第 四四 章章 习习 题题 讲讲 解解 因因 Xmindmin ， 故会产生不可修复的废品。故会产生不可修复的废品。 因因 Xmax1，且，且 时，才可通过时，才可通过调整系统，调整系统，减小不合格品。减小不合格品。 MTxT 26 调整车刀，使之向后退刀调

24、整车刀，使之向后退刀 / /2=0.015mm的吃刀深度，的吃刀深度，使误使误差曲线分布中心差曲线分布中心 与公差带中心与公差带中心TM重合，可减小总的不合格率。重合，可减小总的不合格率。但但Cp1，又增加了尺寸过大的不合格率。又增加了尺寸过大的不合格率。 x（主剖面坐标系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面 PoA1）基面 Pr ：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。切削平面 Ps基面 Pr车刀主剖面坐标系2）切削平面 Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3）主剖面 Po：通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。 rAA 向f车刀的主要角度0000

25、rrs试分析下图所示各零件加工所必须限制的自由度： a）在球上打盲孔B，保证尺寸H；b）在套筒零件上加工B孔，要求与D孔垂直相交，且保证尺寸L；c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。习图2-4-1d）HZYBZXYXZc）HLZBYXZa）H HBBL（D）b）YXZb）XZYXa）YXZc）XZYX 定位误差HOAO1O2DW工件在V型块上定位铣键槽，计算定位误差要求保证的工序尺寸和工序要求：槽底至工件外圆中心的距离H（或槽底至外圆下母线的距离H1，或槽底至外圆上母线的距离H2 ）；键槽对工件外圆中心的对称度 2/dbcT以

26、外圆定位时的定位误差计算以外圆定位时的定位误差计算)2/sin(221djwTOO)2/sin(221djwdwTOO对于工序尺寸对于工序尺寸H12)2/sin(2ddbcjwdwTT对于工序尺寸对于工序尺寸H22)2/sin(2ddbcjwdwTT对于工序尺寸对于工序尺寸H3dw=B1B2=O2B2+O1O2-O1B1 =22/sin(22)2/sin(22ddddTTdTTd计算例题二:镗削一批零件的内孔(计1000件)，其最大尺寸 mm； mm ;若整批零件呈正态分布，图纸要求该孔的直径为 。求这批零件的常值系统误差和随机误差的大小，废品有多少件？能否修复？并分析产生废品的原因，提出减少

27、废品的措施。25 030maxD.25 000minD.0 0250 00525.mm 解： 求随机误差的大小根据已知条件可知625 03025 0000 03maxminDD. 0 030 0056. 则均方根误差故随机误差为60 03.mm 例：一批如图示轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现在铣床上铣右端缺口，保证了尺寸5-0.03及260.2，求尺寸H、A及其偏差并画出尺寸链图。 图 所示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.50.8mm。与此有关的加工过程如下： 【例 】【解】R2R1H1H0b) 渗碳层深度尺寸换算a)A1） 精车A面，保证直径 ； 010

28、.138.4D3） 精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。020.01638DD2H0H12） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 试确定H1的数值。建立尺寸链，如图 b,在该尺寸链中，H0 是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：D1解：解： 画工艺尺寸链图（如题图所示） 封闭环为3 . 0005 . 0H 计算工序尺寸由封闭环的基本尺寸公式2 .19192)2(5 . 0111211HDHDAAnmjjmzz7 . 01H)05. 0()0(3 . 0111HnmjjmzzESEIES由封闭环的上偏差公式25. 01HES由封闭环的下偏差公式0)008

29、. 0(0111HnmjjmzzEIESEI008. 01HEI0.2510.0080.7H 第五节第五节 加工误差的统计分析加工误差的统计分析 例例11 在无心磨床上磨削销轴外圆，要求外径在无心磨床上磨削销轴外圆，要求外径 抽样一批零件，经实测后计算得到抽样一批零件，经实测后计算得到其尺寸分布符合正态分布，试分析该工序的加工质量。其尺寸分布符合正态分布，试分析该工序的加工质量。mm12016. 00043 dmm,005. 0mm,974.11 x 解解 1 1）根据根据 及及 作分布图作分布图x 62 2）计算工序能力系数计算工序能力系数 Cp 19 . 0005. 06)043. 0(0

30、16. 06p TC 工序能力系数工序能力系数 Cp 1，表示该工序表示该工序工序能力不足，会产生不合格品。工序能力不足，会产生不合格品。 第五节第五节 加工误差的统计分析加工误差的统计分析 4 4）计算不合格品率计算不合格品率Q合格工件的最小尺寸为：合格工件的最小尺寸为： 最大尺寸为：最大尺寸为： mm957.11min dmm984.11max dminminmm959.11)015. 0974.11(3dXA 工件可能出现的极限尺寸为：工件可能出现的极限尺寸为： 不产生不可修复的废品。不产生不可修复的废品。 maxmaxmm989.11)015. 0974.11(3dXA 将产生可修复的

31、不合格品。将产生可修复的不合格品。 第五节第五节 加工误差的统计分析加工误差的统计分析 4 4）计算不合格品率计算不合格品率Q合格工件的最小尺寸为：合格工件的最小尺寸为： 最大尺寸为：最大尺寸为： mm957.11min dmm984.11max dminminmm959.11)015. 0974.11(3dXA 工件可能出现的极限尺寸为：工件可能出现的极限尺寸为： 不产生不可修复的废品。不产生不可修复的废品。 maxmaxmm989.11)015. 0974.11(3dXA 将产生可修复的不合格品。将产生可修复的不合格品。 第五节第五节 加工误差的统计分析加工误差的统计分析 不合格品率为不合格品率为)(5 . 0zFQ 2005. 0974.11984.1