机械制造技术基础重点知识

名词解释：
1、积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等醒材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块冷焊在签到面上的金属称为积屑瘤。

2、刀具磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用。

这个磨损限度称为磨钝标准。

国际标准化组织ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度作为刀具的磨钝标准。

3、刀具耐硬度（刀具使用寿命）：刃末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，称为刀具使用寿命，以T表示。

用刀具使用寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具的总寿命。

4、砂轮：砂轮的特性由以下五个因素决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。

常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类：粒度表示磨粒的大小程度。

结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和硬度。

砂轮的强度、耐腐蚀性、耐热性、抗冲击性和告诉旋转而不破裂的性能，主要取决于结合剂的性能。

砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。

砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。

5、六点定位原理：按一定要求分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，从而使工件在夹具中得到正确位置的原理，称为六点定位原理。

6、复映误差：由于工艺系统受力变形的变化而使毛坯的形状误差复映到加工后工件表面的现象，称为误差复映。

因误差复映现象而使工件产生加工误差，称为复应误差。

7、工艺系统：机械制造系统中，机械加工所使用的机床、道具、夹具和工件组
成了一个相对独立的系统，称为工艺系统。

8、装配：根据规定的技术要求将零件或部件进行配合和联接，使之称为半成品或成品的工艺过程称为装配。

9、机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象（毛坯）的形状、尺寸和表面质量，使之成为零件的过程。

10、工序：指一个活一组工人，在一个工作地对同一个或同事对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

11、零件结构的工艺性：指所涉及的零件在能满足使用高要求的前提下制造的可行性和经济性。

12、装配精度：产品设计时根据使用性能要求规定的、装配时必须保证的质量指标。

填空：
1、刀具结构形式：前刀面Ar，主后刀面Aα，副后刀面Aα’，主切削刃S，福切削刃S’，刀尖
、进给量f（或进给速度vf)和背吃刀量（切削2、切削用量三要素：切削速度v
c。

深度）a
p
3、切削层参数：切削层公称厚度h，切削层公称宽度b，切削层公称截面积A。

4、切削变形程度表示：剪切角、变形系数、剪应变
5、积屑瘤对切削过程的影响：增大前角，增大切削厚度，增大已加工表面粗糙度，影响刀具使用寿命。

6、切屑的基本类型：带状切屑，节状切屑，粒状切屑，崩碎切屑
7、影响切削变形的因素：工件材料，刀具前角，切削速度，切削厚度
8、切削合力的三个分力：主切削力Fc，切深抗力Fp，进给抗力Ff。

9、影响散热的主要因素：工件材料的导热系数，刀具材料的导热系数，周围介质
10、刀具磨损形式：前刀面磨损（月牙洼磨损），后刀面磨损（刀尖部分C区，主切削刃靠近工件表面处N区，猴岛面磨损带中间部位B区）。

11、刀具磨损原因：磨料磨损，冷焊磨损，扩散磨损，氧化磨损，热电磨损
12、工件材料的切削加工性是指工件材料加工的难易程度。

材料切削加工性是一个相对概念。

13、磨削过程：滑擦阶段，耕犁阶段，形成阶段。

14、刀具类型：按加工方式和具体用途分：车刀类，铣刀类，孔加工刀具类，拉刀类，螺纹刀具类，齿轮刀具类。

15、刀具材料基本性能：高的硬度，高的耐磨性，足够的强度和韧性，高的耐热性，良好的导热性和耐热冲击性能，良好的公艺性能，经济性。

16、常用刀具材料：高速钢，硬质合金。

其它：涂层刀具，瓷，金刚石，立方氮化硼。

17、麻花钻几何角度：螺旋角β、顶角2ψ、主偏角Kr和副偏角Kr’、前角γ0、后角αf、横刃角度（横刃是两个主后刀面的交线。

Ψ=50~55度
18、机床的组成：执行机构，动力源，传动装置
19、夹具按专门化程度分：通用夹具，专用夹具，通用可调夹具和成组夹具，组合夹具，随行夹具。

20、夹具的组成：定位元件及定位装置，夹紧装置，对刀与导引元件，夹具体，其他元件及装置。

21、定位情况：完全定位，不完全定位，欠定位，过定位。

22、典型夹紧机构：工件以平面定位：固定支承：（支承钉，支承板），可调支承，自位支承，辅助支承。

工件以外圆柱面定位;V形块，定位套，半圆套，圆锥套。

工件以圆孔定位：定位销，圆锥销，定位心轴，圆锥心轴。

23、夹紧装置的组成：动力源装置，传动机构，夹紧元件
24、零件加工精度包括：尺寸精度、形状精度相对位置精度
25、获得尺寸精度的方法：试切法，调整法，定尺寸刀具法，自动控制法
26、获得形状精度方法：轨迹法、成形刀具法、展成法
27、主轴回转误差表现为端面圆跳动、径向圆跳动、角度摆动
28、机床导轨误差：导轨在水平面的直线度误差，导轨在垂直面的直线度误差，导轨在水平面和垂直面的综合误差、导轨对主轴回转轴线的位置误差
29、机械加工工序安排原则：基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔
30、精基准的选择原则：基准重合原则，基准统一原则，互为基准原则，自为基准原则，便于装夹原则
31、装配精度包括：相对位置精度、相对运动精度、相互配合精度
32、保证装配精度的工艺方法：互换装配法、分组装配法、修配装配法、调整装配法。

综合分析：
1、刀具的几何角度(六个角度+四个参数）
车外圆时刀具的几何角度车端面时刀具的几何角
2、机床系统图：
车床：1、车外圆时的传动分析：1）主运动：电机--1--2--3---4---主轴2）进给运动传动链：电机--1--2--3--5--6--7--光杠--刀具
2、车螺纹时传动分析：1）主运动传动链：电机--1--2--3--4--主轴
2）进给运动传动链：主轴--4--5--6--7--丝杠--刀具
3、铣削方式，顺铣、逆铣各自优缺点
铣削方式：周铣和端面铣削。

圆周铣削有两种铣削方式：逆铣，铣削时，铣刀切入工件时的切削速度防线感和工件的进给方向相反。

逆铣时，刀齿的切削厚度从零逐渐增大至最大值。

刀齿在
开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表面上滑擦一段距离后才能真正切入工件，因为刀齿磨损快，加工表面质量较差。

此外，刀齿对工件的垂直铣削分力向上，容易使工件的装夹松动。

铣床工作台的纵向进给运动一般是依靠死扛和螺母来实现的。

工作台螺母固定不动，死扛转动带动工作台一起移动。

逆铣时，纵向铣削分力Ff与纵向进给方向相反，使死扛与螺母间传动面始终贴近，故工作台不会发生窜动现象，铣削过程较平稳。

顺铣，铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同。

刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，没有逆铣时的刀齿滑行现象，加工硬化程度大为减轻，已加工表面质量较高，刀具使用寿命也比逆铣高。

顺铣时，刀齿对工件的垂直铣削分力始终将工件压向工作台，避免了上下震动，加工比较平稳。

纵向铣削分力Ff方向始终与进给方向相同，由于丝杠与螺母传动副有间隙，铣刀会带动工件和工作台窜动，使铣削进给量不均匀，容易打刀。

因此，如采用顺铣，必须要求铣床工作台进给丝杠螺母副有消除侧向间隙机构，或采用其他有效。

端铣：对称铣削，不对称逆铣，不对称顺铣。

4、定位方案：（限制几个自由度、属于哪种定位方式、改进措施）
如图所示的零件以平面3和两个短V形块1、2进行定位，试分析该定位方案是否合理？各定位元件应分别限制哪些自由度？如何改进？
定位元件：1)大平面：Z(移动）X（转动）Y(转动）
2）V形块1：X（移动）Y（移动）
3）V形块2：X（移动）Y（移动）
X，统一方向上不发生转换，叠加在一起。

Y，有偏距的定位，转换为Z方向的转动。

→X（移动）2 Y(移动）Z（移动）X(转动）Y（转动）Z（转动）
属于过定位
改进措施：1）左侧V块去掉，改为菱形销2）将V形块1改为活动短V块3）去掉V形块1，在Y轴外侧放一个圆柱挡销3）左端保留，右端固定V形块，改为活动V形块4）V块去掉，改为菱形销5）V块去掉，在Y轴外侧放一个圆柱短销
5、零件产生误差的原因：
a、鼓形误差：原因：1）工件刚度差，床头床尾刚度好2）机床纵导轨直线度误差
b、鞍形误差：原因：1）工件刚度好，床头床尾则刚度差2）机床导轨在垂直面有直线度误差
c、锥度误差：原因：导轨在水平面与主轴回转轴线存在平行度误差
解决措施：提高机床导轨、溜板的制造精度及安装精度，采用耐磨合金铸铁、镶钢导轨、贴塑导轨、滚动导轨、静压导轨和导轨表面淬火等措施可提高导轨的耐磨性；正确安装机床和定期检修等措施均可提高导轨导向精度。

计算：
1、机床系统图：分析CA6140的主运动
1）主运动的传动路线：电机---主轴
2）主轴转速级数和转速：
a、正转级数：1x2x3x(2x2x1+1)=30
反转级数：1x1x3x(2x2x1+1)=15
正转时：1/4x1/4=1/16 1/4x1=1/4 1x1=1 1/4x1=1/4
∴正转级数为：1x2x3x(2x2x1-1+1)=24
反转级数为：1x1x3x(2x2x1-1+1)=12
b、最大最小转速：（主要看正转）
N主max=1450x130/230(1-0.02)x56/38x39/41x63/50=1400r/min
N主min=1450x130/230(1-0.02)x51/43x22/58x20/80x20/80x26/58=10r/min
2、定位误差计算：
有一批直径为φ50mm的轴类工件，铣工件键槽定位方案如图a b c所示。

试计算各种定位方案下影响尺寸A、B的定位误差各位多少？
A)分析：定位元件是3平面，定位基准是工件的下母线
尺寸A的工序基准是工件的下母线
尺寸B的工序基准是工件的轴线
尺寸A ∆d=∆j+∆b ∆b=0 ∆j=0 ∴∆d=0
尺寸B ∆b=ƃ/2(工序尺寸公差）直径公差为ƃ，半径公差为ƃ/2 ∆j=0 ∴∆d=ƃ/2
B)分析：定位基准：工件的轴线
尺寸A的工序基准：工件的下母线
尺寸B的工序基准：工件的轴线
尺寸A:∆b=ƃ/2 ∆j=0 ∴∆d=ƃ/2
尺寸B:∆b=0 ∆j=0 ∴∆d=0
C)分析：定位基准：工件的轴线
V形块定位，必有基准位移误差：∆j=Td/2sin(2/α)=Td/2x(√2/2)=(√2/2)*Td
尺寸A的工序基准为：工件的下母线
尺寸B的工序基准为：工件的轴线
尺寸A:∆b=Td/2 ∴∆d=(Td/2)*(√2-1)
尺寸B:∆b=0 ∴∆d=(√2/2)Td
3、加工误差定量计算
mm，实际加工尺寸按正态分布，测得x(平均值）已知：轴的设计要求φ25+0
-0.021
=24.995mm ƃ=0.003mm
分析：1、画正态分布曲线
X(平均值）实际尺寸对称中心，与公差带对称中心有偏差
1）公差带中心：d-=（25+24.979）/2=24.9895mm
2）Dmax=25mm
3）Dmin=24.979mm
2、计算系统误差：
∆§F=实际尺寸中心值-公差带中心对应尺寸=x-d=24.995-24.9895=+0.0055mm （车、磨工件尺寸均是由大道小变化的，系统误差值是固定的，对每隔零件都有，是由于调整刀具导致的；）
3计算随机误差：
∆随=6ƃ=6x0.003=0.018
4、工艺能力系数：Cp=T/6ƃ=0.021/0.018=1.167
5、X-+3ƃ=24.995+0.009=25.004>dmax
说明有废品产生，性质为可修复废品
(X-)-3ƃ=24.995-0.009=24.986>dmin
无不可修复废品产生
6、计算废品率：
φ（Z)=φ[（x-(x-)）/ƃ]
Z1=（x-(x-)）/ƃ=[dmax-(x-)]/ƃ=(25-24.995)/0.003=0.005/0.003=1.67
φ(Z1)=φ(1.67)=0.2881(选接近数值）
废品率：Q=0.5-φ（Z)=0.5-0.4554=0.0446
如有不可修复废品则：Q=0.5-[φ（Z1)+φ（Z)]
解决措施：如为正∆，调整刀具，将刀沿工件径向前进∆距离，如为负∆，将刀沿工件径向后退∆距离。

产生原因：刀具调整出现偏差
4、工序尺寸计算
加工如图所示工件，图纸要求保证尺寸6+-0.1mm，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量齿轮L来间接保证，试求工序尺寸L及其上下偏差
1、画尺寸链图
2、经分析得：封闭环为6+-0.1
26+-0.05
增环：L es
ei
减环：360
-0.05
3、6=L+26-36 →L=16
0.1=es+0.05-（-0.05）→es=0
-0.1=ei-0.05-0→ei=-0.05
该工序尺寸为16 0
-0.05
mm,试标如图所示工件，成批生产时以端面B定位，加工A面，保证尺寸200
-0.2
注此缺口的工序尺寸A1及公差：
1、画尺寸链图
2、经分析的，封闭环为200
-0.2
增环：A1 40+0.05
减环：60+-0.05
3、20=A1+40-65 →A1=45mm 0=ES+0.05-(-0.05) →ES=-0.1 -0.2=EI+0-0.05 →EI=-0.15
该工序尺寸为45-0.1
-0.15。