江科大机械制造工艺学重要知识点归纳

江科大机械制造工艺学重要知识点归纳第一章绪论第一节机械制造工程学科的发展1、去除加工:又称分离加工，是从工件上去除一部分材料而成形。优点:精度较高缺点:浪费大量材料(Δm减小)结合加工:利用物理和化学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弱可分为:附着、注入和连接三种。(Δm增大)变形加工:又称流动加工，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。不浪费材料，但精度较低。(Δm不变)未来的趋势是变形加工，但要提高精度。第二节生产过程、工艺过程与工艺系统1、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，它既包括毛坯的制造，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，还包括专用工具、夹具、量具和辅助的制造、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。由于机械产品的主要劳动过程都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，因此称为直接生产过程。而机械产品的辅助劳动过程也是必要的，虽不使加工对象产生直接变化，故称为辅助生产过程。机械产品的生产过程由直接生产过程和辅助生产过程组成。2、机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削道具或磨具来加工工件，是之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，称为合格零件的生产过程。3、机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中的每个工序可细分为:安装、工位、工步和走刀。(1)工序:一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件连续完成的那一部分工艺过程。(2)安装:如果每一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每一次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。(3)工位:在工件的一次安装中，通过分度(或移位)装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内容称为工位。(4)工步:加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。第三节生产类型与工艺特点1、生产纲领:企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。计划期为一年的生产纲领成=称为年生产纲领。2、生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。第四节工件加工时的定位和基准1、工件在机床或夹具中的装夹主要有三种方法:(1)、夹具中装夹:这种装夹是将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确定工件的位置，由夹具上的夹紧装置进行夹紧。夹具则通过对定位元件安装在机床上的一定位置上，并用夹紧元件夹紧。易于保证加工精度要求，操作简单方便，效率高，应用广泛。但需要制造或购买夹具，因此多用于成批、大批和大量生产中。(2)直接找正装夹:由操作工人直接在机床上利用百分表、划线盘等工具进行工件的定位，俗称找正，然后夹紧工件，称之为直接找正装夹。比较经济，但效率低，大多用于单件，小批生产中。(3)划线找正:这种装夹方法是事先在工件上划出位置线、找正线和加工线，mm，装夹时按找正线进行找正，即为定位，然后再找正线和加工线通常相距5进行夹紧。所需设备较简单，适应性强，但精度和生产效率均较低。多适用于单件、小批生产中的复杂铸件或铸件精度要求较低的精加工工序。2、定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关。3、完全定位和不完全定位:完全定位:限制了六个自由度。不完全定位:限制的自由度数目小于6个，但可以是合理的。4、欠定位和过定位欠定位:在加工时根据被加工面的尺寸、形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这种情况称为欠定位。欠定位的情况下不能保证加工要求，因此是绝对不能允许的。5、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(含角度)的起始位置，这些起始位置可以是点、线或面，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称为工艺基准。工艺基准可分为:工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。a、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。实质上是工序图中的设计基准。b、定位基准:在加工时用于工件定位的基准。可以分为:粗基准和精基准，或固有基准和附加基准。固有基准是零件上原来就有的表面，而附加基准是根据加工定位的要求在零件上专门制造出来的。P251-11题第二章机械加工精度及其控制。第一节概述零件的加工质量包括零件的机械加工精度和加工表面质量两大方面。1、机械加工精度是零件加工后的实际几何参(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。加工误差是指加工后零件的实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)对理想几何参数的偏离程度。在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。工艺系统的误差是“因”，是根源;加工误差是“果”，是表现，故把工艺系统的误差称之为原始误差。2、误差的敏感方向当原始误差的方向与工序尺寸方向一致时，其对加工精度的影响就最大。当原始误差的方向恰为加工表面法线方向时，引起的加工误差最大;当原始误差的方向恰为加工表面的切线方向时，引起的加工误差最小。第二节工艺系统的几何精度对加工精度的影响1、加工原理误差是指采用了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。2、工艺系统的调整有两种方式:(1)试切法调整(单件、小批生产中普遍采用试切法加工)此时引起加工误差因素有三个方面:1、测量误差2、机床进给机构的位移误差3、试切时与正式切削时切削层厚度不同的影响(2)调整法(成批、大量生产中)先根据样件(或样板)进行初调，然后试切若干工件，在据之作精确微调。在采用调整法对工艺系统进行调整时，也要以试切为依据，故影响试切法的因素也影响调整法，此外，还有:1、定程机构误差2、样件或样板的误差3、测量有限试件造成的误差3、机床误差引起机床误差的原因是机床的制造误差、安装误差和磨损。对工件加工精度影响较大的三种误差:(1)机床导轨导向误差(分析实例)(2)机床主轴回转误差:是指主轴实际回转轴线与其理想回转轴线的漂移。影响主轴回转精度的主要因素:轴承的误差、轴承间隙、与轴承配合零件的误差及主轴系统的径向不等刚度和热变形。a、轴承误差的影响:主轴采用滑动轴承时，轴承误差主要是指主轴颈和轴承内孔的圆度误差和波度。(重点看P41)提高主轴回转精度的措施:1)提高主轴部件的制造精度2)对滚动轴承进行预紧3)使主轴的回转误差不反映到工件上(3)机床传动链的传动误差传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。减少传动链误差的措施:1)传动件数越少，传动链越短，传动精度就越高。2)传动比i小，特别是传动链末端传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件对传动精度的影响就越小。3)传动链中各传动件的加工、装配误差对传动精度均有影响，但影响的大小不同，最后的传动件(末端件)的误差影响最大，故末端件(如齿轮机的分度蜗轮、螺纹加工机床的最后一个齿轮及传动丝杠)应做的更精确一些。4)采用校正装置1)定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差。2)夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差。3)夹具在使用过程中工作表面的磨损。5)刀具的制造误差与磨损1)采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀、镗刀块等)加工时，刀具尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。2)采用成型刀具(如成形车刀、成形铣刀等)加工时，刀具的形状将直接影响工件的形状精度。3)展成刀具(如齿轮滚刀、花键滚刀等)的切削刃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(如车刀、镗刀、铣刀)其制造精度对于加工精度无直接影响，但这类刀具的寿命较低，刀具容易磨损。刀具的尺寸磨损是指切削刃在加工表面的法线方向(亦即误差敏感方向)上的磨损量，它直接反映出刀具磨损对加工精度的影响。刀具尺寸磨损的过程可分为三个阶段:初期磨损、正常磨损和急剧磨损。第三节工艺系统的受力变形对加工精度的影响1、切削加工时，由机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统，在切削力、夹紧力以及重力等的作用下将产生相应的变形，使刀具和工件在静态下调整好的相互位置，以及切削成形运动所需要的正确几何关系发生变化，而造成加工误差。2、工艺系统刚度计算(公式)P51分析原因第四节工艺系统的热变形对加工精度的影响1、热总是由高温处向低温处传递。热的传递方式有三种:导热传热、对流传热和辐射传热。引起工艺系统变形的热源可分为内部热源和外部热源。内部热源主要指切削热和摩擦热，它们产生于工艺系统内部，其热量主要以热传导的形式传递。外部热源主要是指工艺系统外部的、以对流传热为主要形式的环境温度和各种辐射热。切削热是切削加工过程中最主要的热源，它对工件加工精度影响最为直接。2、减少工艺系统热变形对加工精度影响的措施:(1)减少热源的发热和隔离热源(2)均衡温度场(3)采用合理的机床部件结构及装配基准:1)采用热对称结构2)合理选择机床零部件的装配基准(4)加速达到热平衡状态(5)控制环境温度第五节1、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。前者称常值系统误差，后者称变值系统误差。加工原理误差，机床、刀具、夹具的制造误差，工艺系统的受力变形等引起的加工误差均与加工时间无关，其大小和方向在一次调整中也基本不变，都属于常值系统误差。机床、刀具和夹具等在热平衡前的热变形误差，刀具的磨损等，都是随加工时间而有规律地变化的，由其引起的加工误差属于变值系统误差。(2)随机误差:在顺序加工的一批工件，其加工误差的大小和方向的变化属于随机性的，叫随机误差。如毛坯误差的复映、定位误差、夹紧误差、多次调整误差、残余应力引起的变形误差等。P79页2-41大题必考第六节保证和提高加工精度的途径1、误差预防:指减少原始误差或减少原始误差的影响，亦即减少误差源或改变误差源至加工误差之间的数量转换关系。误差补偿:在现存的表现误差条件下，通过分析、测量，进而建立数学模型，并以这些信息为依据，人为地在系统中引入一个附加的误差源，使之和系统中现存的表现误差相抵消，以减少或消除零件的加工误差。2、误差预防技术(要会判断)(1)合理采用先进工艺与设备，这是保证加工精度的最基本方法。(2)直接减少原始误差，这是在生产中应用较广的一种基本方法。(3)转移原始误差:误差转移法是把影响加工精度的原始误差转移到不影响或少影响加工精度的方向或其他零件上去。(4)均分原始误差:把毛坯按误差大小分为n组，每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n;然后按各组分别调整刀具与工件的相对位置或选用合适的定位元件，就可以大大缩小整批工件的尺寸分散范围。(5)均化原始误差:利用有密切联系的表面之间相互比较、相互修正，或者利用互为基准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响整个加工表面，使传递到工件表面的加工误差较为均匀。(6)就地加工法3、误差补偿技术(简答类)误差补偿的方法就是人为地早出一种新的原始误差去抵消当前称为问题原有的原始误差，并应尽量使用两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。积极控制的误差补偿方法:(1)在线检测:在加工中随时测量工件的实际尺寸，随时给刀具以附加的补偿量以控制刀具和工件间的相对位置。(2)偶件自动配磨(3)积极控制起决定作用的误差因素。P95页习题与思考题看一看第三章机械加工表面质量及其控制第一节加工表面质量及其对使用性能的影响1、加工表面质量包括两个方面内容:加工表面的结合形貌和表面层材料的力学物理性能和化学性能。2、加工表面的结合形貌(表面结构)包括表面粗糙度、表面波纹度、纹理方向和表面缺陷等4方面内容。1)表面粗糙度:表面粗糙度轮廓是加工表面的微观几何轮廓，其波长与波高比值一般小于50.2)波纹度:加工表面上波长与波高的比值等于50~1000的几何轮廓称为波纹度，它是由机械加工中的振动引起的。3)纹理方向:指表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的加工方法。4)表面缺陷:加工表面上出现的缺陷，例如砂眼，气孔。3、表面层材料的力学物理性能和化学性能:(1)表面层金属的冷作硬化。用硬化程度和硬化层深度两个指标来衡量(2)表面层金属的金相组织变化(切削热的作用导致)第二节影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改进措施1、表面粗糙度的测量:(1)比较法:将被测表面与表面粗糙度样块进行对照，以确定被测表面的表面粗糙度等级。表面粗糙度样块的材料和加工纹理方向应尽可能与被测表面一致。(2)触针法:测量时让触针与被测表面接触，当触针在驱动器驱动下沿被测表面轮廓移动时，由于表面轮廓凹凸不平，触针便垂直于被测表面轮廓的方向上做垂直起伏运动，该运动通过传感器转换为电信号经放大处理后显示。(3)光切法:利用光切原理测量表面粗糙度轮廓的方法。(4)干涉法:用光波干涉原理测量表面粗糙度。常用仪器:干涉显微镜。第三节影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施由于受到切削力和切削热的作用，表面层金属层的力学物理性能会产生很大变化，最主要的是:表层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和表层金属中产生残余应力。1、评定冷作硬化的指标:(P110);(1)表层金属的显微硬度HV(2)硬化层深度h;(3)硬化程度N.第五章1.任何机器都是由零件，套件，组件，部件组成。零件:组成机器的最小单元套件:在一个基准零件上组装一个或若干个零件组成的。组件:在一个基准零件上装上若干套件及零件组成的部件:在一个基准零件上装上若干组件套件及零件组成的2.装配组织形式分为固定式和移动式两种3机器结构的装配工艺是指机器结构能保证装配过程中使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加工，用较少的劳动量花较少的时间按产品的设计要求顺利地装配起来。4.装配精度的内容:1相互位置精度2相对运动精度3相互配合精度5机械产品的精度要求最终是靠装配实现的6保证产品的装配精度方法有:互换法，选择法，修配发，调整法7.互换装配法是在装配过中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。8.根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和大数互换法9.选择装配法:将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行程度然后选择合适的零件进行装配，以