机械制造技术基础考试复习资料
机械制造技术基础考试复习
六点定位原理:采用六个按一定规则布置的支承点,并保持与工件定位基准面的接触,限制工件的六个自由度,使工件位置完全确定的方法。
1.过定位:也叫重复定位,指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。
2.加工精度:零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。
加工误差:零件加工后的实际参数和理想几何参数的偏离程度。
3.原始误差:由机床,刀具,夹具,和工件组成的工艺系统的误差。
4.误差敏感方向:过切削刃上的一点并且垂直于加工表面的方向。
5.主轴回转误差:指主轴瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。
6.表面质量:通过加工方法的控制,使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。
包括表面的几何形状特征和表面的物理力学性能状态。
7.工艺过程:在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过程。
8.工艺规程:人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式,用以指导生产这些工艺文件即为工艺规程。
9.工序:一个工序是一个或一组工人在一台机床(或一个工作地),对同一工件(或同时对几个)所连续完成的工艺过程.10.工步:在加工表面不变,加工刀具不变,切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。
11.定位:使工件在机床或夹具中占有准确的位置.12.夹紧:在工件夹紧后用外力将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
13.装夹:就是定位和夹紧过程的总和。
14.基准:零件上用来确定点线面位置是作为参考的其他点线面。
15.设计基准:在零件图上,确定点线面位置的基准。
16.工艺基准:在加工和装配中使用的基准。
包括定位基准、度量基准、装配基准。
一、简答题1.什么是误差复映,减少复映的措施有哪些?误差复映:指工件加工后仍然具有类似毛坯误差的现象(形状误差、尺寸误差、位置误差)措施:多次走刀;提高工艺系统的刚度.2.什么是磨削烧伤?影响磨削烧伤的因素有哪些?磨削烧伤:当被磨工件的表面层的温度达到相变温度以上时,表面金属发生金相组织的变化,使表面层金属强度硬度降低,并伴随有残余应力的产生,甚至出现微观裂纹的现象.影响因素:合理选择磨削用量;工件材料;正确选择砂轮;改善冷却条件。
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1.按照零件由原材料或毛坯制造为零件的过程中质量m的变化,可分为材料去除原理(△m<0),材料基本不变原理(△m=0),材料累加成形原理(△m>0)。
2.车削方法的特点是工件旋转,形成主切削运动,因此车削加工后形成的面主要是回转表面,也可加工工件的端面。
车削的生产效率较高,切削过程比较平稳,刀具较简单。
3.铣削的主切削运动是刀具的旋转运动,工件通过装夹在机床的工作台上完成进给运动。
4.按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反,可分为順铣或逆铣。
5.顺铣时,铣削力的水平分力与工件的进给方向相同;优点是:Fv朝下利于工件加紧。
缺点是:工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀,在顺铣铸件或锻件等表面有硬度的工件时,铣刀首先接触工件的硬皮,加剧了铣刀的磨损。
逆铣则可以避免这一现象,因此,生产中多采用逆铣。
缺点:在逆铣时切削厚度从零开始逐渐增大;同时,铣削力具有将工件上抬的趋势,也易引起振动。
且刀具刀齿切入时,由于工件太薄,切不上,容易打滑,工件表面不平滑。
Fv朝上不利于工件加紧。
优点:丝杠与固定螺母之间的间隙不影响工件运动。
6.钻削与镗削:在钻床上,用旋转的钻头钻削孔,是孔加工最常用的方法,钻头的旋转运动为主切削运动,钻头的轴向运动是进给运动,扩孔钻和铰刀均在原底孔的基础上进行加工,因此无法提高孔轴线的位置精度以及直线度。
镗孔时,镗孔后的轴线是由镗杆的回转轴线决定的,因此可以校正原底孔轴线的位置精度。
在镗床上镗孔时,镗刀与车刀基本相同,不同之处是镗刀随镗杆一起转动,形成主切削运动,而工件不动。
7.磨削的主运动是砂轮的旋转运动。
8.磨削时,磨粒本身也会由尖锐逐渐磨钝,使切削能力变差,切削力变大。
当切削力超过粘结剂强度时,磨钝的磨粒会脱落,露出一层新的磨粒,这就是砂轮的“自锐性”。
9.磨削可分为外圆磨、内圆磨、平面磨等,分别用于外圆面、内孔及平面的加工。
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机械制造技术基础第一章绪论思考题与习题1-1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程?答:1、生产过程:从原材料(或半成品)进厂,一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和生产过程包括:①原材料的生产和保管②生产准备工作③毛坯制造④零件机械加工和热处理⑤产品的装配、调试、封油、包装、发运等工作2、工艺过程:在生产过程中,凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能及相对位置关系的过程工艺过程可分为:铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程的组成:①工序②安装③工位④工步⑤走刀3、工艺规程:一个同样要求的零件,可以采用几种不同的工艺过程来加工,但其中总有一种工艺过程在给定的条件下最合理的,人们把该工艺过程的有关内容用文件的形式固定下来,用以指导生产,这个文件成为工艺规程。
1-2 什么是工序、工位、工步和走刀?试举例说明答:1、工序:一个工人或一组工人,在一个工作地对同一弓箭或同事对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程举例:①车外圆、端面并加工孔②粗磨外圆及端面工序是工艺过程的基本组成部分,是制定生产计划和进行成本核算的基本单元2、工位:在工件的一次安装中,工件相对于机床(或刀具)每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺过程。
举例:转塔刀架、前后方刀架(多工位加工)3、工步:在加工表面、切削刀具的切削用量(仅指机床主轴转速和进给量)都不变得情况下所完成的那一本分工艺过程。
举例:钻孔、精车、车端面4、走刀:在一个公布中,若果要切掉的金属层很厚,可分为几次切削。
每切削一次,就称为一次走刀。
1-3 什么是安装?什么是装夹?它们有什么区别?答:1、安装:工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。
2、装夹:装夹工件3、区别:装夹是具体的工作步骤,安装是工艺过程从减小装夹误差及减少装夹工件所花费的时间考虑,应尽量减少安装次数。
1-4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征?答:表1-4 各种生产类型的工艺特征见照片1、单件生产:产品种类很多、同一种产品的数量不多,生产很少重复2、大量生产:产品的品种较少,数量很大,每台设备经常重复地进行某一工件的某一工序的生产。
机械制造技术基础考试复习资料及部分内容
机械制造技术基础考查内容一、名词解析金属切除率、刀具磨钝标准、刀具使用寿命、磨销烧伤、工件的装夹、、工序、六点定位原理、、经济加工精度、加工精度、加工误差、工艺能力系数Cp工步、工位、走刀、安装、自激振动、工艺过程、封闭环、时间定额、工序尺寸、机械加工表面质量、机械加工工艺规程、机械加工工艺过程、工艺基准,设计基准,过定位、重复定位,完全和不完全定位等等。
二、填空(判断)1.刀具前角、后角和主偏角的功用?2.切削液的作用?3.常见的加工方法有哪些,切削运动如何判定(主运动,进给运动)?4.切削形态(4种)与控制?5.常用的刀具材料应具备那些性能,常用的刀具材料有那些?6.机床型号的编制:CA6140,MG1432A7.误差复映系数及减小其影响的方法?8.机器装配的组成部分(零件、套件、组件、部件)?9.利用装配尺寸链达到装配精度的方法?(互换、分组、修配、调整)10.定位误差产生的原因?11.切削用量三要素、机械加工工艺系统12.机械加工质量,表面质量对零件使用性能的影响?等等分散在各个章节中,以理解为主。
三、简答题1、金属切削过程中有哪三个变形区?各有什么特点?2、简述加工精度和加工误差的联系和区别。
3、为什么常把车削力分解为三个分力?各分力有什么作用?4、夹具的主要组成部分有哪些?5、简述积屑瘤产生的过程?并给出控制积屑瘤生长的措施?(至少两种)?6、精基准的选择原则有哪些?7、粗基准的选用原则?8、工序集中与工序分散特点是什么?9、制定机械加工工艺规程的步骤和内容?10、工序顺序安排的原则?先基准后其他,先面后孔等。
11、刀具磨损机理?12、刀具工作角度与标注角度?13、什么是顺铣和逆铣,区别与联系?四、画图分析题1、刀具角度(标注角度和工作角度)的概念,画法(主剖面参考系)2、夹具定位方案的分析完全定位、不完全定位、欠定位、过定位的概念。
3、夹具夹紧方案的分析4、零件结构工艺性分析、对结构的要求?5、分布曲线法和点图法的计算,以及各自的特点?五、计算题1、工艺尺寸链计算(用公式算)。
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机械制造技术基础第一章 导论制造业:将各种原材料加工制造成可使用的工业制品的工业。
制造技术:使原材料变成产品的技术的总称。
零件的机械制造工艺过程可分为热加工工艺过程(包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等)冷加工工艺过程(机械加工工艺过程,机器的装配工艺过程),他们都是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使之成为成品或半成品的过程。
机械加工工艺过程一般是利用切削的原理使工件成型而达到预订的设计要求(尺寸精度、形状、位置精度和表面质量要求)。
机械制造冷加工的成本低,耗能少,能加工工种不同形状、尺寸和精度要求的工件。
第二章 制造工业装备金属切削加工是利用刀具从工件待加工表面切去一层多余的金属,从而使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方法。
机床的切削运动:主运动、进给运动。
切削用量:切削速度、进给量(或进给速度)和背吃刀量的总称。
在切削时,工件上存在:c v f f v p a待加工表面(工件上即将被切除的表面);已加工表面(工件上经刀具切削后形成的表面);过渡表面(工件上被切削刃正在切削着的表面)。
刀具切削部分的结构要素为:三面(前刀面、主后刀面、副后刀面);二刃(主切削刃、副切削刃);一点(刀尖)。
刀具角度的参考系:正交平面参考系基面:通过主切削刃上选定点,垂直于该点速度方向的平面;切削平面:通过主切削刃上选定点,与主切削刃相切,且垂直于该点基面的平面;正交平面:通过主切削刃上选定点,垂直于基面和切削平面的平面。
刀具材料:刀具材料应具有的性能:高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性能。
常用材料:碳素工具钢、合金工具钢(这些刚因耐热性差,只适用于手工刀具,切削速度较低的工具,如T10A\T12A\9SiCr\CrW 有色金属Mn );高速钢(有较高硬度和耐热性以及高的强度和韧性其切削速度是碳素工具钢切削速度的1-3倍,耐用度是他们的10-40倍,可加工碳素钢、有色金属和高温合金,可制造各种刀具r P s P o P和复杂刀具);硬质合金(高硬度、高耐热性和高耐磨性,允许的切削速度达100-300m/min ,应用广泛,但其抗弯强度低,冲击韧性差,刀口不锋利,不易加工,不易做成形状较复杂的整体刀具);其他材料(陶瓷、金刚石、立方氮化硼CBN ).刀具角度选择:前角:对切削难易程度有较大关系,增大前角是刀刃变得锋利,使切削变得轻快,可以减少切削变形,减少切削力和切削功率,但增大前角会使刀刃和刀尖强度下降,刀具散热体积减小,影响刀具寿命,前角的大小对工作表面粗糙度、刀具的排屑及断屑性能也有一定影响;前角的选择:工件的强度和硬度较低时应选用较大的前角,反之取较小的前角;加工塑性材料(钢)时应选较大的前角;加工脆性材料时(如铁)时选较小的前角;刀具材料韧性好(如高速钢)可选较大的前角,反之选较小的前角;粗加工时,特别是断续切削时,应选较小的前角;精加工是选较大的前角。
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复习思考题1、什么是主运动和进给运动?卧式车床上加工工件端面或外圆时,什么是主运动?什么是进给运动?答:使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动,称为主运动。
不断地把被切削层投入切削,以逐渐切削出整个工件表面的运动,称为进给运动。
卧式车床加工工件端面或外圆时是进给运动。
2、切削用量与切削层参数有何区别?答:切削速度,进给量和被吃刀量三者总称为切削用量,切削层参数包括切削层公称厚度,公称宽度,公称横截面积。
3、什么是刀具的标注角度?答:刀具的标注角度包括:前角γ,后角α,主偏角κ,负偏角κ,刃倾角λ。
4、什么是传动系统图?答:传动系统图是表示机床全部运动的传动关系的示意图。
用国家标准所规定的符号代表各传动元件,按运动传递的顺序画在能反映机床外形和各主要部件相互位置的展开图中。
5、插刀是怎样形成的?简述插齿机的工作原理。
加工三联齿轮或双联齿轮的轮齿时,通常采用什么方法加工?答:利用齿轮的啮合原理来加工齿轮。
工作原理:1,包络形成齿轮渐开线齿廓;2,作切削时的圆周进给运动和连续的分齿运动。
6、什么是内联系传动链与外联系传动链?滚齿机滚切齿轮时,工件的旋转运动与滚刀的旋转运动之间属于哪种传动链?答:传动链的两个末端件的转角或移动量之间如果有严格的比例关系要求,这样的传动链称内联系传动链;若没有这种要求,则为外联系传动链。
工件的旋转运动与滚刀的旋转运动之间属于内联系传动链。
7、零件表面的形成方法有哪几种?滚切齿轮、用花键拉刀拉削齿轮花键孔各属于哪种表面的形成方法?答:轨迹法,成形法,相切法,展成法。
属于展成法。
8、车床加工丝杆时,若被加工丝杆的导程为6mm,螺距为2mm,则工件转一转时,螺纹车刀向前进给几毫米?答:6mm9、什么是完全定位、不完全定位和欠定位及过定位?答:工件的六个自由度完全被限制的定位,称为完全定位;按加工要求,允许有一个或几个自由度不被限制的定位,称为不完全定位。
10、无心磨床工作时,磨削砂轮和导轮各有何作用?答:磨削砂轮:以高速旋转作切削主运动;导轮:以低速度带动工件旋转。
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机械制造技术基础复习资料一、名词解释第一章1.特种加工:特种加工区别于传统切削加工方法,是利用化学,物理(电声光热磁)或电化学方法对工件材料进行去除的一系列加工方法总称。
2.电火花加工:电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温,熔蚀工件材料来获得工件成型的。
3.电解加工:电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。
第二章1.切削用量:切削用量是切削时各参数的合称,包括切削速度v、进给量f、背吃刀量a p(切削深度)三要素,他们是设计机床运动的依据。
2.工件材料的切削加工性:工件材料被切削加工的难易程度,成为材料的切削加工性。
第三章1.机床技术参数:机床的主要技术参数包括:尺寸参数、运动参数与动力参数。
①尺寸参数:具体反映机床的加工范围,包括主参数、第二主参数和与加工零件有关的其他尺寸主参数。
②运动参数:指机床执行件的运动速度。
如主轴最高转速与最低转速,刀架最大进给量与最小进给量(或进给速度)。
③动力参数:指机床电动机的功率。
2.机床型号的编制(教材P59):①CA6140型卧式车床:C——类别代号,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)。
②MG1432A:M——类别代号(磨床类),G——通用特性(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)。
第四章1.完全定位:分布的六个定位支撑点,限制了工件全部六个自由度,称为工件的完全定位。
2.不完全定位:允许少于六点的定位称为不完全定位或部分定位。
3.欠定位:工件定位点不足的情况称为欠定位。
4.过定位:弓箭的某一个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制,对这个自由度的限制会产生矛盾,这种情况称为过定位或重复定位。
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《机械制造技术基础》复习思考题一、填空题1、没有制造业,就没有工业,而没有机械制造业,就没有工业,即使制造业再大再多再好也,也是。
2、由、、和组成的系统称为机械加工工艺系统。
3、进入21世纪,制造技术向自动化、柔性化、化、化、精密化和方向发展。
4、切削用量三要素是指、和。
5、在主剖面中测量的刀具角度有和,它们和。
6、由于扩孔的背吃刀量大大小于钻孔的背吃刀量,切屑容易排出,不易擦伤已加工表面,容屑槽尺寸可大大,钻芯尺寸可,使其刚度增加。
7、拉孔时的每一层金属是由一组尺寸但刀齿切削位臵相互交错的刀齿(通常每组由2-3个刀齿组成)切除的,称为分块拉削方式。
8、总切削力可分解为主切削力、抗力和抗力。
9、基面Pr内测量的与之间的夹角称为刀尖角。
10、刀具性能的优劣取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具。
11、刀具的磨损限度称为刀具度,它与刀具材料及切削用量等因素有关。
12、、挤裂切屑、单元切屑只有在加工塑性材料时才可能得到。
13、在切削过程中,决定着切削温度的产生,并影响刀具磨损和表面质量。
14、切削热的来源就是功和前、后刀面的功。
15、误差的产生的原因有基准位移误差和误差。
16、在较理想的情况下,提高切削速度Vc,能粗糙度值,背吃刀量ap对表面粗糙度的影响较小。
17、夹具的作用是保证稳定可靠地达到加工精度要求、加工工时、提高劳动生产率,成本、强度、机床加工工艺范围;18、过定位也叫做定位。
它是指几个定位支承点重复限制一个或几个自由度的定位。
19、的方向应尽量与工件受到的切削力、等的方向一致,以减小夹紧力。
20、铣床夹具需要有装臵,以确定刀具相对夹具定位元件的位臵。
21、我国制造业的地位举足轻重大约占GDP的 %以上。
22、生产过程是从原材料到成品直接起作用的那部分工作内容,包括、、、包装等具体操作。
23、机械制造的发展过程是从一种、、逐步形成的一门传统工程科学。
24、是指企业在计划周期内应生产的产品产量和进度计划。
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机械制造技术基础1章1.制造广义:制造企业的生产活动,即制造是一个输入输出系统,其输入是生产要素,输出是具有直接使用价值的产品。
生产要素是 material,machine,man,money,message。
输出有正效益和负效益。
狭义:从原材料或者半成品经加工和装配后形成最终产品的具体操作过程。
转变过程的度量标准是生产率。
第一产业:农林牧渔矿采石石油;第二产业:除建筑和能源工业外是制造业;第三产业:金融和服务产业。
2.制造系统的程序特性物质流和信息流两方面物质流用于改变物料的形态和地点;信息流用以规划、指挥、协调与控制物料的流动,使制造系统有效地运行。
3.制造技术广义:涉及生产生活的各个方面和生产的全过程,制造技术被认为是从一个产品概念到最终产品的集成过程,同时制造技术又是一个实现制造企业目标的功能体系和信息处理系统。
狭义:从原材料或半成品经加工和装配后形成最终产品的过程,以及在此过程中多实行的一切手段的总和。
4.制造技术在国民经济中的地位在现先进的工业化国家中,国民经济总收入的60%以上来源于制造业。
5.先进制造哲理和生产模式批量法则 [batch rule] :来源, 20 世纪初美国福特公司建立的第一条自动生产线;定义,大批量生产可以获得较高的生产效率和较低的成本,当产品质量和生产成本成为决定因素时,大批量生产经济效益高。
成组技术 [group technology] :来源,苏联科学院院士;定义:是一门生产科学,研究和发掘生产活动中有关事件的相似性,并充分利用它,即把相似的问题分类,寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案,以取得希望的经济效果;机械零件中有70%[2/3] 的零件属相似零件;成组的类型,成组单机、成组单元、成组流水线、成组柔性制造系统;零件分类编码系统,是用字符对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据。
计算机集成制造 [computer integrated manufacturing] :来源, 1974 年美国博士;定义,是信息技术和生产技术的综合应用,旨在提高制造型企业的生产率和响应能力。
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1Hale Waihona Puke 二、 填空 1.切削液的作用主要有: 润滑 、 冷却 、 洗涤 和 防锈 , 排屑 。 2.目前生产中最常用的两种刀具材料是 高速钢 和 硬质合金 ,制造形状复杂 的刀具时常用 高速钢 。
3. 从球墨铸铁的牌号上可看出其_最低抗拉强度_和_最低伸长率_两个性能指标。 4. 在普通低合金结构钢中主要加入的合金元素为_硅锰_,以强化材料基体。 5. 切削用量三要素是指_切削速度_、_背吃刀量_和_进给量_。 6. 基准根据功用不同可分为_设计基准_与_工艺基准_两大类。 7. 刀具磨损的三种形式是_前刀面磨损_、_后刀面磨损_和_前后刀面磨损_。 8. 钢在淬火后能达到的最高硬度叫_淬硬性_。 9.工艺基准按用途不同可分为 工序基准 , 定位基准 、 测量基准 和 装配基 准。 10.根据六点定位原理分析工件的定位方式分为 过定位 、 欠定位 、和 完全 定位、 不完全定位 。
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三、 简答题 1、金属切削过程中有哪三个变形区?各有什么特点? 第一变形区特点:沿滑移线的剪切变形和加工硬化 第 二变形区特点:靠近前刀面的金属发生金属纤维化 第 三变形区特点:表层金属发生纤维化与加工硬化 2、简述加工精度和加工误差的联系和区别。 加工精度:零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数 的 符合程度。 加工误差:零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数 的 偏离程度。 两者之间的区别与联系:加工误差越大,则加工精度越低,反之越高。 3、为什么常把车削力分解为三个分力?各分力有什么作用? 为了便于测量和和应用,常将切削力分解为以下 3 个分力: 切削力 Fc:是计算切削功率和设计机床的主要参数 背向力 Fp:会使机床加工系统发生变形,对加工精度影响较大 进给力 Ff:是设计机床进给机构或校核其强度的主要参数 4、夹具的主要组成部分有哪些? 定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分,其他部分可根据需要设置。5 、简述积屑瘤产生的过程?并给出控制积屑瘤生长的措施?(至少两种)? 产 生过程:切削时,切屑与前刀面接触处发生强烈摩擦,当接触面达到一定温度 时 ,同时又存在较高压力时,被切材料会黏结在前刀面上。连续流动的切屑从粘 在 前刀面上的底层金属上流过时,如果温度与压力适当,切屑底部材料也会被阻 滞 在已经“冷焊”在前刀面上的金属层上,粘成一体,使粘结层逐步长大,形成 积屑瘤。 控制措施: a、正确选用切削速度,是切削速度避开产生积削瘤的区域。 b、增大刀具前角,减小刀具前刀面与切削之间的压力。 c、适当提高工具材料硬度,减小加工硬化倾向。 6、精基准的选择原则有哪些? 基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则 7、粗基准的选用原则? 保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则、合理分配加工余 量的原则、便于装夹的原则粗基准一般不得重复使用的原则 8、工序集中与工序分散特点是什么? 工 序 集 中 特 点 : a.有利于采用自动化程度较高的高效率机床 和工艺装备,生产效率高 b.工序数少,设备数少,可相应减少操作工 人数和生产面积 c.工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许 多表面,保证各加工表面之间的相互位置精度要求 工 序 分 散 特 点 : a.所用机床和工艺装备简单, 易于调整 b.对操作工人的技术水平要求不高 c.工序数 多,设备数多,操作工人多,占用生产面积大 9、制定机 械加工工艺规程的步骤和内容?
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机械制造技术基础1. 试分析图所示的三种加工情况。
加工后工件表面会产生何种形状误差?假设工件的刚度很大,且车床床头刚度大于尾座刚度。
答:如图a 所示,在径向切削力的作用下,尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量,加工后工件外圆表面呈锥形,右端直径大于左端直径。
如图b 所示,在轴向切削力的作用下,工件受到扭矩的作用会产生沿顺时针方向的偏转。
若刀具刚度很大,加工后端面会产生中凹。
如图c 所示,由于切削力作用点位置变化,将使工件产生鞍形误差,且右端直径大于左端直径。
2. 如习图4-2-5所示,零件安装在车床三爪卡盘上车孔(内孔车刀安装在刀架上)。
加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。
产生该误差的可能原因有( ② ③ )。
① 主轴径向跳动② 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 ③ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行④ 刀杆刚性不足3. 在车床上以两顶尖定位车削光轴,车后发现工件中部直径偏大,两头直径偏小,其可能的原因有( ① ③ )。
① 工件刚度不足 ② 前后顶尖刚度不足③ 车床纵向导轨直线度误差 ④ 导轨扭曲习图4-2-54.在车床上车削光轴(习图4-2-7),车后发现工件A处直径比B处直径大,其可能的原因有(②③ ④)。
①刀架刚度不足② 尾顶尖刚度不足③ 导轨扭曲④ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行5.如习图4-2-8所示,零件安装在车床三爪卡盘上钻孔(钻头安装在尾座上)。
加工后测量,发现孔径偏大。
造成孔径偏大的可能原因有(② ③ ④)。
①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称6.图所示为车床进刀轴架零件,若已知其工艺过程为:(1)粗精刨底面和凸台;(2)粗精镗φ32H7孔;(3)钻、扩、铰φl 6H9孔。
试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。
分析工序(3)的定位基准解:第一道工序按划线找正,刨底面和凸台。
第二道工序粗精镗φ32H7孔。
加工要求为尺寸32±0.1㎜、6±0.1㎜及凸台侧面K的平行度0.03㎜。
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机械制造技术基础第一章 导论制造业:将各种原材料加工制造成可使用的工业制品的工业。
制造技术:使原材料变成产品的技术的总称。
零件的机械制造工艺过程可分为热加工工艺过程(包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面改性等)冷加工工艺过程(机械加工工艺过程,机器的装配工艺过程),他们都是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使之成为成品或半成品的过程。
机械加工工艺过程一般是利用切削的原理使工件成型而达到预订的设计要求(尺寸精度、形状、位置精度和表面质量要求)。
机械制造冷加工的成本低,耗能少,能加工工种不同形状、尺寸和精度要求的工件。
第二章 制造工业装备金属切削加工是利用刀具从工件待加工表面切去一层多余的金属,从而使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方法。
机床的切削运动:主运动、进给运动。
切削用量:切削速度c v 、进给量f (或进给速度f v )和背吃刀量p a 的总称。
在切削时,工件上存在: 1.待加工表面(工件上即将被切除的表面); 2.已加工表面(工件上经刀具切削后形成的表面); 3.过渡表面(工件上被切削刃正在切削着的表面)。
刀具切削部分的结构要素为:三面(前刀面、主后刀面、副后刀面);二刃(主切削刃、副切削刃);一点(刀尖)。
刀具角度的参考系:正交平面参考系1. 基面r P :通过主切削刃上选定点,垂直于该点速度方向的平面;2. 切削平面s P :通过主切削刃上选定点,与主切削刃相切,且垂直于该点基面的平面;3. 正交平面o P :通过主切削刃上选定点,垂直于基面和切削平面的平面。
刀具材料:◆ 刀具材料应具有的性能:高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性、良好的热物理性能和耐热冲击性能、良好的工艺性能。
◆ 常用材料:1. 碳素工具钢、合金工具钢(这些刚因耐热性差,只适用于手工刀具,切削速度较低的工具,如T10A\T12A\9SiCr\CrW 有色金属Mn );2. 高速钢(有较高硬度和耐热性以及高的强度和韧性其切削速度是碳素工具钢切削速度的1-3倍,耐用度是他们的10-40倍,可加工碳素钢、有色金属和高温合金,可制造各种刀具和复杂刀具);3. 硬质合金(高硬度、高耐热性和高耐磨性,允许的切削速度达100-300m/min ,应用广泛,但其抗弯强度低,冲击韧性差,刀口不锋利,不易加工,不易做成形状较复杂的整体刀具);其他材料(陶瓷、金刚石、立方氮化硼CBN ).刀具角度选择:◆ 前角0γ:对切削难易程度有较大关系,增大前角是刀刃变得锋利,使切削变得轻快,可以减少切削变形,减少切削力和切削功率,但增大前角会使刀刃和刀尖强度下降,刀具散热体积减小,影响刀具寿命,前角的大小对工作表面粗糙度、刀具的排屑及断屑性能也有一定影响;◆ 前角的选择:工件的强度和硬度较低时应选用较大的前角,反之取较小的前角;加工塑性材料(钢)时应选较大的前角;加工脆性材料时(如铁)时选较小的前角;刀具材料韧性好(如高速钢)可选较大的前角,反之选较小的前角;粗加工时,特别是断续切削时,应选较小的前角;精加工是选较大的前角。
◆ 后角0α:它主要减小后刀面的与工件的摩擦和后刀面的摩损,其大小对刀具耐用度和工件已加工表面质量影响很大;◆ 后角选择:切削层公称厚度越大,刀具后角越小;工件材料越软、塑性越大,后角越大;工艺系统刚性较差时应适当减小后角,尺寸精度要求较高的刀具,选较小的后角。
◆ 主偏角r k 和负偏角'r k :两角对刀具耐用度有很大的影响,减小主偏角和负偏角可使刀尖角增大,刀尖强度提高,散热条件改善,使刀具耐用度提高;同时可将降低残留面积的高度,减小加工表面的粗糙度,增大主偏角可使切深抗力明显较小,进给抗力增大,有利于减小工艺系统的弹性变形和振动。
◆ 刃倾角s λ:主要影响刀头的强度和切屑的流动方向。
刀具: ◆车刀的结构形式:整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式; ◆孔加工定尺寸工具:钻头、扩孔钻、铰刀; ◆拉刀:有内外拉刀,可拉孔、加工内表面、外表面和平面; ◆铣刀(多刃回转刀具):铣刀方式是指铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系,它有固铣法、端铣法,固铣法分顺铣和逆铣: 1. 逆铣法:刀齿旋转方向和工件进给方向相反,由切屑层内切入,从待加工表面切出,切屑厚度由小增至最大,刚切入时刀齿抬磨已加工表面,产生冷硬层,降低表面质量,但切削过程平稳切削分力使夹紧力增大;2. 顺铣: 刀齿旋转方向和工件进给反方向响相同,切削厚度由小到大,切削分力压向工件,可提高铣刀的耐用度和加工表面质量,但水平切削分力和进给方向相同,可能使铣床工作台产生窜动,引起震动和进给不均匀,加工有黑皮和硬皮工件时刀齿已损坏。
◆ 砂轮:最重要的磨削工具,砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织和形状尺寸等决定,1. 砂轮硬度:砂轮的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度,其中不易脱落的硬度高,反之硬度低;2. 砂轮的选用:磨削钢时,选用刚玉砂轮,磨削硬铸铁、硬质合金和非铁合金时,选用碳化硅砂轮;磨削软材料时,选用硬砂轮,磨削硬材料时,选用软材料;磨削软而刃的材料时,选用粗磨粒,磨削硬而脆材料时,选用细磨料;磨削表面的粗糙度值要求较低时,选用细磨粒,金属磨除率要求高时,选用粗磨粒;要求加工表面质量好时,选用树脂或橡胶结合剂的砂轮,要求最大金属磨除率时,选用陶瓷结合剂砂轮。
机床◆机床的分类与型号:机床共有12类,每类有10组,如C6140:C表示类代号(车床),A表示结构特征代号(结构不同),6表示组代号(落地及卧式车床组),1表示系代号(卧式车床系),40表示主参数9最大工件回转直径);又如MG1432A,M表示类代号(磨床),G表示通用特性代号(高精度),1表示组代号(外圆磨床组),4表示系代号(万能外圆磨床系),32表示主参数(磨削直径),A表示重大改进顺序号(第一次重大改进)◆工件表面形成的方法:工件表面都可以看成一条发生线沿另一条发生线运动而成的,工件、刀具之一或两者同时按一定规律运动,形成两条发生线,从而生成所要加工的表面。
◆形成发生线的方法:轨迹法、成形法、相切法、展成法。
采用轨迹法形成所需的发生线需要一个独立的运动;成形法加工时勿需任何运动便可获得所需的发生线;采用相切法形成发生线,需要刀具旋转和刀具与工件之间的相对移动两个彼此独立的运动;展成法需要复合(工件的旋转和刀具的旋转或移动两个运动的复合)运动。
◆机床工件的运动:机床上形成被加工表面所必须的运动,它分主运动(速度最大,消耗功率最大的运动,是产生切削作用必不可少的运动)、进给运动(使切削运动得以继续进行,直至形成整个表面的运动,此运动速度较低,消耗功率也较小)。
◆机床每个运动具备三个基本组成部分:执行件、传动件、动力源。
◆传动联系有两种模式:动力源——传动装置——执行件;执行件——传动装置——执行件。
◆传动链:从一个元件到另一个元件之间的一系列传动件。
◆两类机床传动链:内联系传动链(传动链的两个末端件的转角或移动量之间如果有严格的比例关系要求);外联系传动链(只传递运动没有上述要求)。
类如:展成法加工齿轮时,单头滚刀转一转,工件也应该转过一个齿,才能形成准确的齿形,因此,连接工件与滚刀的传动链即展成运动链,就是一条内联系传动链。
第三章切削过程及控制金属切削过程中的三个变形区:◆第一变形区:产生剪切滑移变形,是切削变形的主要区域,在外力作用下,靠近切削刃处产生弹性变形,随着刀刃与工件变进,而变形增大,产生塑性变形,金属内部晶格产达到最大,切削金属变为切屑;生畸形与滑移,到一定程度剪应力max◆第二变形区:在第一变形区终了,切屑与基体分离,沿前刀面流出,受到前刀面的挤压和摩擦,使切屑进一步产生滑移变形,位于刀屑接触区;◆第三变形区:刀具后刀面与已加工表面挤压和摩擦产生的加工硬化和残余应力为特征的滑移变形。
三个变形区汇集在切削刃附近,该处应力集中,复杂,切削层在该处与工件本体分离,绝大部分变切屑,很小部分留在工件表面上。
积屑瘤及影响:◆积屑瘤:在以中、低切削速度切削一般钢料或其他塑性金属时,常常在刀具前刀面靠近刀尖处粘附着一块硬度很高的金属锲状物;◆积屑瘤的形成:切屑沿前刀面流动时,由于强烈的摩擦而产生粘结现象,使切屑底层金属粘结在前刀面上形成滞留层,滞留层以上的金属从其上流出,产生内摩擦,连续流动的切屑从粘在刀面的滞留层上流过时,在温度适当的情况下也会被阻滞并于底层粘结在一起,粘结层层层堆积扩大形成积屑瘤;◆积屑瘤对切削过程的影响:增大,切削力下降;1.使前刀面实际前角e02.影响刀具耐用度,由于积屑瘤硬度很高,稳定时代替刀刃工作,起保护刀刃、提高刀具耐用度的作用,但积屑瘤破碎时可能引起材料颗粒剥落,反而会加剧刀具的磨损和破损;3.使切入深度增大。
4.使工件表面粗糙度值变大。
积屑瘤破碎后的碎片会粘附在工件已加工表面,使工件表面粗糙度值增大;5.总之,积屑瘤对粗加工一般是有利的,但精加工时,为保护工件精度及质量,应该尽力避免积屑瘤的产生。
◆切屑的形状:带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑;◆带状切屑:加工塑性金属材料,当切削速厚度小,切削速度较大,刀具前角较大时,会产生带状切屑,它表明切削过程平稳,切削力波动较小,已加工表面粗糙度值较小。
切削力及影响因素:◆切削力:金属切削时,刀具切入工件,使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力;◆切削力的来源:1.切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性、塑性变形所产生的抗力;2.刀具与切削、工件表面间的摩擦阻力;◆影响切削力的因素:1.工件材料:工件材料的强度、硬度越高,材料的剪切屈服度越高,切削力增大,强度、硬度相近的材料,塑性越大,切削力越大,2.切削用量:背吃刀量、进给量增加,切削力增加,增大进给量比增大背吃刀量利更有利于减少切削力,切削速度在低速高速时,切削力减少,切削速度在中速时,切削力增加;3.刀具几何角度:前角增加,切削力减少,主偏角增加,切削层厚度增大,切削变形减少,切削力减少。
◆切削热:切削层金属的弹性、塑性变形,工件、刀具、切屑之间的摩擦均产生热,每个变形区均是热源,切削热是刀具磨损的主要原因,它影响尺寸精度。
刀具磨损:◆刀具失效形式:磨损和非正常磨损;1.磨损:刀具刀面和刀刃上金属微粒被工件、切屑带走,丧失切削能力的现象,有前刀面、后刀面磨损,2.磨损原因:磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损、氧化磨损、相变磨损、非正常磨损(碎断、崩刃、裂纹、剥落)。
切削用量选择:◆背吃刀量选择:背吃刀量选择应以余量Z确定,粗加工时,选背吃刀量为8-10mm,半精加工时选背吃刀量为0.5-2mm,精加工时选背吃刀量为0.1-0.4mm,当余量Z过大或工艺系统刚性较差时,应尽可能选取较大的背吃刀量和最少的走刀次数;半精加工、精加工时应一次切除全部余量;切削层有硬皮、冷硬层时,应使背吃刀量超过冷硬层厚度,以免刀尖过早磨损。