机械制造基础

1、1，第2章，机械制造工艺基础知识，本章重点，机械制造工艺，加工方法，定位原理和定位误差，工件材料的可加工性，刀具材料和刀具几何角度，机床和夹具，2，机械制造的技术基础，第2章机械制造工艺基础知识，2.1机械制造工艺简介，3，2.1.1机械制造工艺，与机械制造中的产品生成直接相关的生产工艺通常称为机械制造工艺， 毛坯和零件成形铸造、锻造、冲压、焊接、压制、烧结、注射成型、压缩成型机械加工切割、研磨、特殊加工材料改性和处理热处理、电镀、薄膜转化、涂覆、热喷涂机械组件根据一定的关系和要求将零件连接在一起，并将它们组合成零件和整个机械产品。 包括零件固定、连接、调整、平衡、检验和试验等。4、2.1.2

2、机械制造工艺、机械制造工艺及分类，JB/T5992-92分为四个等级：大、中、小、细分类，表2-1机械制造工艺分类及代码(JB/T5992-)如铸造、冲压加工、粉末冶金、注射成型等。这些方法主要用于毛坯制造，但也可以直接形成零件。在材料去除方法中，零件的最终几何形状限于坯料的初始几何形状，并且零件形状的改变通过去除一部分材料并减少一部分重量来实现。如切削和磨削、电火花加工、电解加工等特殊加工。材料堆积方法传统的堆积方法包括焊接、粘接或铆接等。其通过不可拆卸连接将材料结合成一个整体以形成部件。快速原型制造是近年来发展起来的一种新的材料积累方法。快速原型制造(RPM)，也称为快速照片制造(RP)或

3、层制造(LM)，是在20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新的制造技术。集成了计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机数控、精密伺服驱动、新材料等先进技术。根据计算机上形成的产品三维设计模型，将其分层，得到每层的横截面轮廓。根据这些轮廓，激光束选择性地切割箔层(或固化液体树脂层，或粉末材料的烧结层)，或者喷射源选择性地喷射粘合剂层或热熔材料层等。形成薄层并逐渐将其叠加成三维实体(见图2-1)。2.1.3零件成形方法，7.2.1.3零件成形方法，8.2.1.3零件成形方法，9，图2-2a快速成型机床和零件，2.1.3零件成形方法，10，机械制造的技术基础，第2章机械制造过程的基本知识，2.2机械制

4、造过程，11，2.2.1机械加工过程及其组成，过程是指由一个或一组工人在同一机床或同一工作地点对一个或几个工件连续完成的机械加工过程的一部分。的安装在一个过程中，工件每次夹紧后完成的过程称为安装。12、2.2.1加工过程及其组成，由占据机床上每个位置的工件在工位完成的过程部分称为工位。13、2.2.1加工工艺及其组成，工作步骤是指在加工表面和刀具不变的情况下连续完成的工艺部分。(在一个加工步骤中，如果几个刀具同时加工几个不同的表面，这个加工步骤称为复合加工步骤)，同一加工表面的加工余量很大，因此可以分成几个加工进给，每个加工进给完成的加工步骤称为一个进给。a)立轴转塔车床的复合工艺b)钻孔和铰

5、孔复合工艺图2-5复合工艺，14，2.2.2机械装配工艺，根据一定的精度要求和技术条件连接和固定机器的零部件。构成合格机械产品的过程机械装配工作包括装配程序、步骤和操作，如装配、装配、最终装配、调试、检验、调试、喷漆和包装。装配工艺装配工作由一个或一组工人在工作场所连续完成装配工艺装配工艺部件、装配对象、装配工具和装配方法，2.2.3生产类型和工艺特点，生产程序N=Q n(1 % %) (2-1)，单件小批量生产批量生产，其中Q 产品年产量(件/年)；N 每个产品的零件数量(件/套)； 备件率； 剔除率。生产类型，16，机械制造技术基础，第2章机械制造工艺基础知识，2.3零件机械加工方法，17

6、，2.3.1零件表面成形方法，轨迹成形方法，切线生成方法，18，主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可由刀具或工件完成；它可以是直线运动(用t表示)或旋转运动(用r表示)。正是由于上述不同运动形式和不同运动致动器的各种组合，产生了不同的处理方法。2.3.2成形运动切削，19、2.3.3典型表面处理方法，20、2.3.3典型表面处理方法，21、2.3.3典型表面处理方法，22、2.3.4切削参数和切削层截面参数，切削速度vc，如果主运动是往复运动，其平均速度为：(2-2)，其中n 为主运动速度(r/s)；d 工具或工件的最大直径(mm)。其中nr 主运动每秒往复运动(str/s)；L 往复

7、行程长度(mm)。(2-3)、进给量：工件或刀具每旋转一周(或主运动一周)沿进给方向相对移动的距离，单位为mm/r.反向切削量：主切削刃与工件切削面之间的接触长度是在主运动方向和进给运动方向形成的平面的法线方向上测量的。25、2.3.4切削参数和切削层横截面参数、切削厚度、(2-4)、切削宽度、(2-5)、26、机械制造技术基础、第2章机械制造工艺的基本知识、2.4基准和夹紧基准和固定、27、2.4.1基准，以及在其上确定加工对象上的几何特征之间的几何关系的那些点、线和平面被称为基准。设计图纸中采用的基准，图2-8定位轴承零件，28、2.4.1基准，以及工艺过程中采用的基准。也可分为过程基准、

8、定位基准、测量基准和装配基准。，图2-9a，轴承零件第一步(车削)，2-9d，2.4.1基准，图2-9b，轴承零件第一步(钻孔)，30，2.4.1基准，图2-9c，轴承零件第三步(钻孔，钻孔，图2-9e轴承零件第五道工序(磨削外圆和台阶面)，32，2.4.2工件夹紧，标记和对准夹具(图2-11)，3354精度低，效率低夹具在工件上施加一定的外力，以在加工过程中保持其确定的位置不变。33、2.4.2工件夹紧、34、2.4.2工件夹紧。2.4.3定位原理，六点定位原理，要确定其空间位置，必须限制其六个自由度，将六个支撑抽象为六个“点”，六个点限制工件的六个自由度，这就是六点定位原理。任何物体在空间

9、直角坐标系中都有六个自由度，用、36、表示，这与理论力学和机械学中的自由度概念不同。夹紧和定位的概念是分开的，。工件和夹具是弹性体。需要注意两点：“点”的含义与实际接触点不同，2.4.3定位原则工件的六个自由度中有一个或几个不受限制，这叫做不完全定位。完全定位和不完全定位主要有两种情况：如果工件本身相对于某一点或线是完全对称的，工件围绕该点或线的旋转自由不能受到限制(即使受到限制，也是没有意义的)。例如，球体围绕中心轴的旋转，圆柱体围绕其自身轴的旋转，等等。(2)工件加工要求不需要限制一个或几个自由度。如果平板的上表面被加工，并且平板的厚度及其与下平面的平行度是必需的，则只需要限制三个自由度。

10、2.4.3定位原理，38，2.4.3定位原理，完全定位和不完全定位，图2-15工件应限制的自由度，39，定位不足，工件加工时必须限制的自由度没有完全限制，称为定位不足。欠定位不能保证工件的正确安装，因此是不允许的。2.4.3定位原理，40，过定位，过定位工件的某个自由度(或几个自由度)受两个(或更多)约束点约束，这称为过定位。是否允许过定位取决于具体情况：1)如果工件的定位面已加工，且形状、尺寸和位置精度高，则允许过定位。有时这是必要的，因为合理的过定位不仅会影响加工精度，还会加强工艺系统的刚性，增加定位的稳定性。2)相反，如果工件的定位面是一个空白面，或者加工后加工精度不高，一般不允许过定位

11、，因为这样会造成定位不准确、定位不稳定或定位干涉等。2.4.3定位原理，41，过定位分析(工作台和三脚架)，图2-17过定位分析，2.4.3定位原理，42，过定位分析，图2-18过定位示例，2.4.3定位原理，43，过定位分析，图2-11 2.4.3定位原理，45，过定位应用，2.4.3定位原理，46，过定位讨论，2.4.3定位原理，47，图2-22a夹紧图2-23过定位分析，2.4.3过定位原理，50，图2-23a过定位实例分析，2.4.3定位原理，51，图2-23b过定位实例分析，2.4.3定位原理，52，图2-23c过定位实例分析，2.4.3定位原理，53常用的定位元件包括支撑钉、支撑板

12、、夹具支架、凸台和夹具本体平面等。图2-24显示了平面定位的几种情况。2.4.4定位方法和定位元件，54，图2-25工件定位有圆孔，工件定位有圆孔大多属于对中定位(定位基准是圆柱孔的轴线)。常见的定位元件是定位销和心轴。定位销包括圆柱销、圆锥销、菱形销等。心轴可分为刚性心轴(过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等)。)和弹性心轴。定位带圆孔工件的自由度见图2-25。2.4.4定位方法和定位元件，55，图2-26工件定位有两种类型：对中定位和支撑定位。工件在圆柱面外的对中和定位类似于带有圆孔的工件的定位(心轴或销由套筒和卡盘代替)。支撑和定位在工件圆柱面外的部件通常采用V形块，短的V形块限制两个自由度

13、，长的V形块(或两个短的V形块的组合)限制四个自由度。2.4.4定位方法和定位元件，56、除平面、圆孔和外圆柱面外，工件有时也可定位在其他表面上(如锥面、渐开线齿面、曲面等)。)。图2-27是带有锥形孔的工件定位的例子。锥形心轴限制五个自由度，除了围绕工件本身的轴旋转。2.4.4定位方法和定位要素57、当多个面同时参与定位时，每个定位面起主要和次要作用。通常，定位点最多的表面称为主定位面或支撑面，多次定位点较多的表面称为第二定位基准面或导向面，定位点个数为1的表面称为第三定位基准面或停止面。2.4.4定位方法和定位元件，58.2.4.5定位误差，定位误差的概念，定位误差是工件在夹具(或机床)上定位不准确引起的加工误差。59，1)工件定位面或夹具定位元件制造不准确造成的定位误差称为参考位置误差，如图2-29所示。2)由加工基准和工件定位基准之间的偏差引起的定位误差称为基准偏差误差。2.4.5定位误差，60，2.4.5定位误差，定位误差计算，当采用调整方法时，工件的定位误差实质上是加工尺寸方向上工艺基准的最大变化。因此，要计算定位误差，必须首先找出工艺尺寸的工艺基准，然后找出工艺尺寸方向上的最大变化。用几何方法计算定位误差，通常需要画出工件的定位图，并在图上夸大工件变化的极限位置；然后，利用三角几何的知识，得到