机械制造工程原理复习资料.doc

名词解释:刀具的角度：a.前刀面Ar：前刀面Ar是切屑流过的表面。b.后刀面A：后刀面A是与主切削刃毗邻且与工件过渡表面相对的刀具表面。 副后刀面A：与副切削刃毗邻且与工件上已知加工表面相对的刀面。c.切削刃S：切削刃是前刀面上直接进行切削的边峰。d.刀尖：刀尖指主副切削刃衔接处很短的一段切削刃，也称过渡刃。刀具工作角度：A. 刀具安装位置：1.刀尖高于工作轴线：基面、切削平面的空间位置发生变化：逆时针旋转角。道具的工作前角标注前角；工作后角标注后角。2.刀尖低于工作轴线：基面、切削平面的空间位置发生变化：顺时针旋转角。道具的工作前角标注前角；工作后角标注后角。B.刀杆安装偏斜：刀柄中心线与进给运动方向不垂直：逆时针转动G角，工作主偏角，工作副偏角；顺时针相反。C.横向进给：f，d，不利切削加工。靠近中心时，值急剧增大，工作后角变为负值。D.纵向进给：f，dw，不利切削加工。刀具的使用寿命：定义：刃磨好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间，以T表示。泰勒公式VcTm=A，广义泰勒公式时间定额：指在一定生产条件下，完成一道工序所需消耗的时间。金属切除率：金属切除率是指刀具在单位时间内从工件上切除的金属的体积，是衡量金属切削加工效率的指标。1. 车削：Zw=napf（dm+ap）2. 钻孔：3. 扩孔：磨削烧伤：A.磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过其相变临界温度Ac3，则工作表面原来的马氏体组织奖产生回火现象，转化成硬度转低的回火组织，称回火烧伤。B.磨削区温度超过相变温度，又由于冷却液的急冷作用，表面的最外层会出现二次淬火马氏体组织，硬度较原来的马氏体组织高，在他的下层因为冷却较慢，将会出现硬度较低的回火组织，一般称之为淬火烧伤。C.不用冷却液进行干磨时超过了相变温度，因工件冷却缓慢，磨削后的表面硬度会急剧下降，则会产生退火烧伤。定义：1. 定位：工件在机床上加工时，首先需要把工件安放在机床工作台或夹具中，使他和刀具之间有相对正确的位置。2. 夹紧：工件定位后，应将工件固定，使其在加工过程中保持定位位置不变。六点定位原理：采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位。1. 完全定位：根据工件加工面的位置的要求，需要限制六个自由度。2. 不完全定位：根据工件加工面的位置的要求，需要1个或几个（少于6个）自由度。工艺规程：将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些工艺文件称工艺规程。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以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标准尺寸的起始位置，这些尺寸的起始位置称为设计基准。 工艺基准：零件在加工、测量和装配过程中采用的基准为工艺基准。过定位：工件的某一个或几个自由度被多个定位元件限制。 欠定位：限制自由度数少于加工技术要求限制的最少自由度数。刀具的磨钝标准：刀具磨损后将影响切削力，切削温度和加工质量，因此必须根据加工情况规定一个最大的允许磨损值。加工精度：指零件进过加工后的尺寸，几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值与理想值相符合的程度，而它们之间的偏离程度则称为加工误差。加工经济精度：指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。工艺过程：在生产过程中凡属于直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程。工序：指一个（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加工过程。 安装：在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分加工称为一个安装。 工步：在一个工位中，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加工。自激振动：由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量。机械加工表面质量：指经过机械加工后，在零件已加工表面上几微米至几百微米表面层所产生的物理机械性能的变化以及表面层微观几何形状误差。封闭环：在零件加工或机器装配过程中最后自然形成（间接获得）的环简答金属切削的三个变形、特点（P37）OA始滑移线，OM终滑移线OA与OM之间的区域第一变形区：沿滑移线的剪切变形和随之产生的加工硬化现象。第二变形区：切屑与前刀面接触有相当大的摩擦力来阻止切屑的流动，因此切屑底部的晶粒又进一步纤维化，其纤维化的方向与前刀面平行。第三变形区：后刀面与已加工表面存在挤压和摩擦，其结果是使已加工表面处也产生晶粒的纤维化和冷硬效果。加工精度、加工误差，公差的区别与联系：加工精度是指零件加工后的实际参数与理想几何参数的符合程度，加工误差是两者的偏离程度，公差是指零件加工过程中允许产生的误差，加工精度和加工误差是从不同的角度在描述误差，生产实际中用控制加工误差的方法来保证加工精度，只有加工误差小于公差时，才能保证加工精度。加工精度是由零件图样或工艺文件以公差T给定的，而加工误差则是零件加工后的实测偏差值。切屑削的三个分力及作用（P53）三个分力：1. 主切削力Fc：垂直于基面，与切削速度Vc的方向一致，又称为切向力。2. 切深抗力Fp：在基面内，并与进给方向相垂直。3.进给抗力Ff：在基面内，并与进给方向相平行。作用：1. Fc是计算切削功率和设计机床的主要依据。2. 车削外圆时，Fp虽不做功，但会造成工件变形或引起振动，影响加工精度和已加工表面质量，特别是车细长轴时，Fp对工件变形的影响十分突出。3. Ff作用在进给机构上，在设计进给机构或校核其强度时会用到。夹具的组成：（P212）定位元件、夹紧装置、导向元件和对刀装置、连接元件、夹具体、其他元件及装置。积屑瘤的产生、控制生长方法及对切削过程的影响（P48、P50）1.产生：速度不高、切削塑性金属、形成带状切屑、刀具和切屑间的压力和摩擦使得切屑冷焊并层积在前刀面上，形成硬度很高的一块剖面呈三角形状的硬块，其硬度是工件材料硬度的2-3倍能够代替刀刃进行切削，并以一定的频率生长和脱落。这硬块称为积屑瘤。2.积屑瘤产生原因 对应控制方法1工件材料性质 降低材料塑性2.切削区的温度分布于压力分布 合理的切削速度3. 刀具前角 增大前角4. 冷却润滑 加切削液3.积屑瘤对切削过程的影响：a保护刀具b增大前角c增大切削厚度d增大已加工表面的粗糙度e加速刀具磨损粗、精基准选择方法（P339）A. 粗：1. 选加工余量小的、较准确的、表面质量较好的、面积较大的毛面作粗基准。2. 选重要表面为粗基准。3. 选不加工的表面为粗基准。4. 粗基准一般只能使用一次。B.精：1. 基准重合原则：定位基准与设计基准重合，以避免基准不重合误差。2. 基准统一原则：多个表面的加工采用同一个定位基准，保证各表面间的位置精度。3. 自为基准原则：以加工表面自身为定位基准。4. 互为基准原则：5. 应选尺寸精度与形位精度高、表面粗糙度较低、面积较大的面为基准面。工序的集中与分散（P350)集中定义：使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。分散定义：将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。特点：A. 工序分散特点：1. 设备简单、调整方便、产品调整容易。2. 可以选用最有利的切削用量，工人技术水平要求高。3. 工序数目多，工序内容少，设备数目多，工艺路线长。操作工人多，生产面积大。B.工序集中特点：1. 有利于采用高效专用机床和工艺装备，生产效率高。2. 设备数量少，操作工人少，生产面积少。3. 工序数目少，工艺路线短，便于生产计划和管理。4. 工件装夹次数少，节省了辅助时间，提高了加工面间的位置精度。5. 专用设备、工艺装备投资大，生产准备工作量大，产品调整困难。工序顺序安排原则：（P349)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。刀具磨损机理（P74)磨料磨损、冷焊磨损、扩散磨损、氧化磨损、热电磨损。切削热的产生及传递（P66）1. 产生：（1）切削层金属发生弹性变形和塑性变形；（2）切削与前刀面、工件与后刀面间产生的摩擦热。2. 传导途径：工件，切屑，刀具，周围介质通过工件传走Qq，使工件温度升高；通过切屑传走Qx，使切屑温度升高，通过刀具传走Qd，使刀具温度升高；通过周围介质传走Qj。3.影响切削热的因素，按显著性 速度进给量切削深度切削用量的选择：结合三要素对刀具寿命的影响首先选尽可能大的切削深度，其次选尽可能大的进给量，最后查表和公式确定切削速度。顺铣、逆铣1.顺铣：当铣刀的旋转方向和工件进给方向相同时称之为顺铣。2.逆铣：当铣刀旋转切入工件方向和切削进给方向相反时称为逆铣。工艺规程设计的内容及步骤：（1） 分析零件图和产品装配图；（2） 对零件图和装配图进行工艺审查；（3） 由年生产纲领研究确定零件生产类型；（4） 确定毛坯种类、形状、尺寸和精度；（5） 拟定工艺路线；选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。（6） 确定工序所用机床设备；A. 加工范围与工件尺寸相适应。B. 加工精度与工序要求相适应。C. 机床效率与生产关系相适应。（7） 确定工序的工艺装备：选择夹具、刀具、量具、辅具；（8） 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；（9） 确定各工序的技术要求及检验方法；（10） 确定各工序的切削用量和工时定额；（11） 编制工艺文件。夹紧力：大小、方向、作用点。方向的确定：1. 主要夹紧力方向应垂直于主要定位面，保证定位可靠准确。2. 夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小，尽与切削力、重力方向一致。3. 夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小。作用点的确定：1. 夹紧力应作用在刚度较好部位。2. 夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内。3. 夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面。填空：1. a主运动：（只有一个）p6 定义：主运动是刀具与工件之间的主要相对运动，它使刀具的切削部分切入工件材料，使被切金属层转变为切屑，从而形成工件新表面。 主运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时主运动方向。 切削速度Vc：切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。 b进给运动：（一个或几个） 定义：使工件的被切削层不断投入切削，形成已加工表面。 进给运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时进给方向。 进给速度Vf：切削刃上选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。 c 合成切削运动：主运动和进给运动合成的运动 合成切削运动方向：切削刃上选定点相对于工件的瞬时合成切削运动的方向。 合成切削速度Ve：切削刃上选定点相对于工件的合成切削运动的瞬时速度。 合成切削速度角：主运动方向和合成切削运动方向之间的夹角。2. 切削用量三要素：P8a切削速度Vc（m/s、m/min）：【旋转运动：Vc=dn/(1000*60)；直线运动：2Ln/(1000*60)】b进给量f（mm/r、mm/行程）、每齿进给量fz（mm/齿）、进给速度Vf（mm/s） Vf=f*n=fz*z*nc切削深度ap（代加工表面与已加工表面之间的垂直距离 mm） 【外圆车削：ap=（dw-dm）/2 mm；钻削：ap=dm/2 mm】dm为已加工表面；dw为待加工表面3. 常见的加工方法：车，工件旋转为主运动，车刀作进给运动铣：铣刀旋转是主运动刨削：变速往复直线运动是主运动孔的加工方法：钻，镗，铰，扩钻是以钻头旋转为主运动，其余是以刀具旋转为主运动顺铣、逆铣4. 切削形态与控制：a带状切屑：加工塑性金属，切削厚度较小，切削速度较高、刀具前角较大。（特点：切削过程平稳，切削力波动范围小，已加工表面粗糙度较小；容易缠绕刀具或工件，影响加工过程）B节状切屑：加工塑性金属，在低速、切削厚度较大、刀具前角较小（特点：切削过程不平稳，切削力有波动，已加工表面粗糙度较大）C粒状切屑：加工塑性金属，切削速度极低时，增加进给量，减小前角（特点：切削过程不平稳，切削力波动大，已加工表面粗糙度大）【带状切屑roVhD节状切屑roVhD粒状切屑】D崩碎切屑：脆性材料（特点：切削力的幅度小，但波动大，切削过程不平稳，易损坏刀具，已加工表面粗糙）切屑的控制：采用断屑槽、改变刀具角度（增大主偏角，切削厚度变大，有利于断屑；减小刀具前角，是切屑形变加大，切屑易于折断）、调整切屑用量（进给量切削厚度对断屑有利，加工表面粗糙度；切削速度切削形变利于断屑，切除效率）5. 机床的编制：P108如：CA6140C:类别代号（车床类）、A：结构特性代号（结构不同）、6：组别代号（落地及卧式车床组）、1：系别代号（卧式车床系）、40：主参数（最大车削直径400mm）如：MG1432AM：类别代号（磨床类）、G：通用特性代号（高精度）、1：组别代号（外圆磨床组）、4：系别代号（万能外圆磨床系）、32：主参数（最大磨削直径320mm）、A：重大改进顺序号（第一次重大改进）6. 误差分析：系统误差（有确定性规律）（分为：常、变值系统误差）、随即误差（有统计分布规律）影响因素加工前：原理误差、调整误差、工艺系统的几何误差和定位误差（称为静误差）加工中：工艺系统受热、受力变形引起的加工误差，刀具的磨损(称为动误差)加工后：工件内应力重新分布引起的变形以及测量误差7. 定位误差长生的原因：基准不重合误差、基准位移误差8. 切削液的作用：冷却、润滑、清洗、防锈9. 何为工艺系统：（机床、刀具、夹具、工件）10. 刀具：（切削部分、刀柄）A刀面（前刀面、主后刀面、副后刀面）B刀刃（主切削刃、副切削刃）C刀尖刀具标注角度（Po中：前角、后角、楔角）（Pr中：主偏角、副偏角、刀尖角）（Ps中：刃倾角）11. 【前、后刀面、切削刃】12. 刀具材料：碳素工具钢与合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、立方碳化硼、人造金刚石、涂层材料13. 前角的功用（1） 影响切削区的变形程度：若增大前角，可以减小切削变形，从而减小切削力，切削热，和切屑功率（2） 影响切削刃与刀头强度，受力性质和散热条件：增大前角，会使切削刃与刀头强度降低，刀头的导热面积和容热体积减小（3） 影响切削形态和断屑效果：若减小前角，可以增大切削的变形，使切削容易卷曲和折断。（4） 影响已加工表面质量：切削过程中的振动现象与前角的大小有关，减小前角或采用负前角时，振幅急剧增大。后角的功用（1） 减小后刀面和加工表面之间的摩擦。后刀面与加工表面接触，由于摩擦造成后刀面磨损。增大后角，减小摩擦，可以提高已加工表面的质量和刀具的使用寿命。（2） 后角越大，切削刃钝圆半径rn值越小，切削刃越锋利。（3） 在相同磨钝标准VB下，后角越大，所磨去的金属体积也越大，因而延长了刀具的使用寿命。但它使刀具的径向磨损值NB增大，当工件尺寸精度要求较高时，就不宜采用大后角。（4） 增大后角将使切削刃的刀头的强度削弱，导热面积和容热体积减小，且NB一定时的磨损体积小，刀具使用寿命短，这些都是增大后角的不利方面。 主偏角和副偏角（1） 影响已加工表面的残留面积高度。减小主偏角和副偏角，可以减小已加工表面的粗糙度（2） 影响切削层形状。主偏角直接影响切削刃的工作长度和单位长度切削刃上的切削负荷。在切削深度和进给量一定的情况下，增大主偏角，切削宽度减小，切削厚度增大，切削刃单位长度上的负荷随之增大，因此主偏角直接影响刀具的磨损和使用寿命（3） 影响三向切削分力的大小和比例关系。增大主偏角，可减小切削力Fc和Fp，但会增大Ff。（4） 主偏角和副偏角共同决定了刀尖角，故直接影响刀尖强度，导热面积和容热体积。（5） 主偏角还影响断屑效果和排屑方向。增大主偏角，切削变厚变窄，容易折断。14. 误差复映系数及减小其影响的方法 15. 比值=1/0称为误差复映系数，显然它是小于1的，误差复映系数愈小，则系统刚度值越高。走刀次数（或工步次数）愈多，总的误差复映系数愈小，零件形状精度越高，对于轴类零件则是径向截面的形状精度越高。系统刚度愈好，加工精度越高。切深ap值得大小并不影响误差复映系数值，因为误差复映系数只与切深ap的差值有关，因此切深ap值的大小不影响横向截面的形状精度，但它会影响切削力的大小，使工件，机床等的变形产生变化，从而会影响工件的横向截面尺寸精度。可以根据零件所要求的形状精度和毛坯的情况来选择工艺系统刚度及走刀次数，也可以个根据现有工艺系统的刚度及走刀次数，来计算工件可能达到的形状精度。16.机械加工表面质量有表面层几何形状误差，表面物理机械性能的变化表面质量对使用性能的影响有耐磨性，耐疲劳性，耐腐蚀性，配合质量作图题1. 刀具角度的标注（p14，图1-17沿S方向的两个和沿O-O的一个）2. 夹具的分析3. 过、欠定位（好好研究p219表4-1，短销2个，长销4个，大面3个，小面1个）4. 夹紧方案的分析（p234-p236，夹紧力的方向，作用点，大小计算）5. 工艺规程的步骤和内容（p335）6. 分布曲线（直方图，以组距为0.002mm分组！，平均值，偏差；点图法的作法）计算题1. 工艺尺寸链（极值法，p360例题）2. 加工余量(p356例题，反推法)3. 工艺规程的制定（工艺顺序，如零件图，加工面的先后）