机械制造基础

第一章机械制造概述1.机械加工工种分为冷加工、热加工和其他工种。

冷加工包括：车工、铣工、刨工、磨工、镗工、钳工、钣金工、冲压工、组合机床操作工等。

热加工包括：铸造工（形状复杂）、锻造工（产品形状简单，可承受较大的力，细化晶粒整平缺陷）、热处理工(改变内部组织，从而改变材料性能)、焊接（m轻）。

2.工序：一个或一组工人，在一个工作地或一台机床，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程称为工序。

3.基准：基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。

基准分为设计基准和工艺基准。

设计基准：设计基准是在零件图上用以确定某一点、线或面所依据的基准，即标注设计尺寸的起点。

工艺基准：工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。

分为四种：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。

分析基准时要注意精基准和粗基准的选择。

4.定位基准的选择1）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2）粗基准的选择原则：一：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准;二：为保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的面为粗基准；三：为保证重要加工面的加工余量，应选择重要加工面为基准；粗基准应避免重复使用；四：选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口或其他缺陷，以便定位准确，夹紧可靠。

第二章金属切削机床基础1.通用机床分类代号类别车床钻床镗床磨床齿轮加工机床螺纹加工机床铣床刨插床拉床特种加工机床切断机床其他机床代号C Z T M Y S X B LD G Q 读音车钻镗磨牙丝铣刨拉电割其例：Z 3 0 40 x16 /S2的含义如下：Z:机床类别代号（钻床类）3;机床系别代号（摇臂钻床组）0:机床组别代号（摇臂钻床系）40:主参数代号（最大钻孔直径40mm）x16:第二主参数（最大跨距1600mm的1/100）/S2: 企业代号（沈阳第二机床厂）通用特性代号：G:高精度M:精密Z:自动B:半自动K:数控（控）H:加工中心（自动换刀）（换）F:仿形Q:轻型Z：加重型（重）J:简式或经济型R:柔性加工单元X:数显（显）S:高速（速）2.表面成形运动：直接参与切削过程，使之在工件上形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动称为表面成形运动。

根据切削过程中所起的作用不同，表面成形运动分为：主运动和进给运动。

主运动：主运动是直接切除工件上的被切削层，使之转变为切削的主要相对运动，它是速度最高、消耗功率最多的运动。

进给运动：进给运动是不断地把被切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。

区分主运动和进给运动：直接参与切削工件表面，v最高，消耗的p 最大，反有一个的为主运动，进给运动可以是多个。

横向、纵向：通常由工件旋转完成主运动，而由刀具沿平行或垂直于工件旋转轴线移动完成进给运动，与工件旋转轴线平行的进给运动称为纵向进给运动，垂直的进给运动称为横向进给运动。

3.装夹时常用的车床附件三爪自定心卡盘：用于自定心尺寸小m轻形状简单的工件四爪单动卡盘：加紧力大，大重的工件，形状复杂的工件，人为找正顶尖及鸡心夹头：加工长径比L/D=4~10的轴类，以孔定位，能保证位置精度，刚性大不宜采用较大的切削量中心架与跟刀架：车削特别长的轴类工件（L/D>10时）花盘：加工形状复杂的工件心轴：小锥度心轴，台肩心轴，可胀心轴4.铣床常用的附件有：立铣头、平口虎钳、自定心虎钳、回转工作台、万能分度头、万能铣头5.平面磨床的磨削方法：周磨端磨6.周边磨削的特点：周边磨削时，砂轮与工件的接触面积小，磨削力小，排屑及冷却条件好，工件受热变形小，且砂轮磨损均匀，所以加工精度较高。

但砂轮主轴承刚性较差，只能采用较小的磨削用量，生产率较低，故常用于精密和较薄的工件。

7.端面磨削的特点：端面磨削时，砂轮与工件的接触面积大，同时参加磨削的磨粒较多，另外磨床工作时主轴受压力，刚性较好；允许采用较大的磨削用量，故生产率高。

但是，在磨削过程中，磨削力大，发热量大，冷却条件差，排屑不畅，造成工件的热变形较大，且砂轮端面沿径向各点的线速度不等;使砂轮磨损不均匀，所以这种磨削方法的加工精度不高，故多用于粗磨。

8.齿轮加工的方法有：成形法、展成法成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。

齿面的成形加工方法有铣齿、成形插齿、拉齿、成形磨齿等，最常用的方法是铣齿。

展成法又称滚切法，是利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法。

齿面的展成加工方法有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。

展成法加工齿面的特点：1）展成法是按照齿轮副啮合原理加工齿面的，不存在原理性的齿形误差，因此，加工精度较高。

2）一把齿轮刀具可以加工与它模数相同、齿形相等的不同齿数的齿轮。

3）需要专用的齿轮加工机床。

7.解释机床型号CA6140各部分的含义;第三章金属切削基础与刀具1.1）切削运动分为主运动和进给运动。

主运动是由机床或人力提供的主要运动，是使切削工具和工件之间产生相对运动，从而切下切屑所必需的最基本的运动，也是切削加工中速度最高、消耗功率最多的运动。

进给运动是由机床或人力提供的运动，它使切削工具与工件之间产生附加的相对运动，连续切下切屑，得到所需的以加工表面。

一般进给运动是切削加工中速度较低，消耗功率较少的运动。

2）切削运动的三要素即切削用量是切削过程中切削速度Vc、进给量f和背吃刀量ap的总称。

2.刀具切削部分的组成：一般由三面（前刀面、后刀面、副后刀面）、两个切削刃（主切削刃、副切削刃）和一个刀尖组成。

3.切屑的类型、形成条件、对加工的影响1）带状切屑、塑性材料，r0大Vc大f小ap小；切屑连续不断，切削平稳，工件表面m好节状切屑、塑性材料，r0小Vc小f大；切削力大，波动大，表面m 差Ra↑单元状切屑、塑性很好的材料；波动大表面m差，粘结崩碎切屑、加工脆性材料；对刀具磨损大表面m差。

4.1）积屑瘤的形成过程：积屑瘤是由于切屑和前面剧烈的摩擦、黏结而形成的。

当切屑沿前面流出时，在高温和高压的作用下，切屑底层受到很大的摩擦阻力，致使这一层金属的流动速度降低，形成“滞留层”。

当滞留层金属与前面之间的摩擦力超过切屑本身分子间的结合力时，就会有一部分金属黏结在刀刃附近形成积屑瘤。

积屑瘤形成后不断长大，达到一定高度又会破裂，而被切屑带下或嵌附在工件表面上，影响表面粗糙度。

上述过程重复进行。

2）影响积屑瘤的因素：工件材料和切削速度是影响积屑瘤的主要因素。

5.积屑瘤对切削加工的影响: 有利：对粗加工，瘤的硬度大，保护刀具，刀具磨损小。

不利：对精加工容易脱落易划伤已加工面或刀具面6.如何避免：1）增大r0减小切屑的变形2）减小摩擦（前刀面与材料）用油石打磨前刀面3）用切削液（降T）7.1）切削力的来源：总切削力是切削金属的变形抗力、刀具前面和切削之间的摩擦力及后面与过渡表面之间的摩擦力的总和。

2）切削功率的计算。

Pm=Fc*vc 切削功率是三个切削力消耗功率的总合。

在车外圆背向力方向速度为零，进给力很小，他们消耗的功率可忽略不计因此切削功率可按上式计算。

机床电动机功率为Pc>=Pm/n n——机床传动效率，一般取0.75~0.85。

3）影响切削力的因素：工件材料是影响切削力的主要因素。

刀具角度中对切削力影响最大的是前角。

切削用量对切削力的影响主要表现在背吃刀量和进给量上。

8.切削力、切削功率及电机的选择：Fc=kc ap f Pm=Fc VcPc>=Pm/ηη=0.75~0.859.1）切削热：在切削过程中，由于切削金属的弹性变形、塑性变形以及摩擦面产生的热，称为切削热。

2）影响切削热的因素：工件材料的影响; 切削用量的影响；刀具角度的影响。

切削温度：切削区域（工件、切屑、刀具三者之间的接触区）的平均温度。

7.刀具磨损的形式：后面磨损；前面磨损；前、后面同时磨损8.刀具材料应具备的性能：高硬度；高耐磨性；高耐热性；足够的强度和韧性；良好的工艺性。

9.刀具常用的材料的种类以及用途：高速钢：制造形状复杂的切削工具，如钻头，丝锥，铣刀，拉刀，齿轮刀具等硬质合金钢：一般制成各种形状的刀片，焊接或夹固在刀体上。

10.切削液的作用即切削液应具备的基本性能及种类：冷却性能；润滑性能；清洗性能；防锈性能。

11.车刀的安装：1）车刀悬伸部分要尽量缩短；2）车刀一定要夹紧，否则，车刀崩出将造成难以想象的后果；3）车刀刀尖一般应与工件旋转轴线等高，否则，将使车刀工作时的前角和后角发生改变；4）车刀刀杆中心线应与进给运动方向垂直，否则将使车到工作时的主偏角和副偏角发生改变。

例：为什么不行，会出现什么问题？装刀高低对前、后角的影响：过高时前角增大，后角减少，从而加剧后面与工件之间的摩擦，磨损刀具，使表面粗糙度增大。

过低时前角减小，后角增大，切削过程中切削不顺利。

12.圆周铣削分为两种铣削方式：逆铣（铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣）和顺铣（。

相同时）。

13.端铣也可分为逆铣和顺铣。

也分为对称端铣、不对称端铣（不对称逆铣、不对称顺铣）。

14.列举常用的孔加工刀具及适用情况：扁钻（整体式D<12 装配式D>63.5）、麻花钻(D<30)、中心钻(轴类孔)、深孔钻(h/D>5)、扩孔钻扩大已有的孔）、忽钻（对孔口或端面加工凹台）、铰刀(对已有的孔做最后的精加工也可以对要求精确的孔进行预加工)、镗刀（对工件已有孔进行再加工的刀具，可工不同精度的孔，加工精度可达IT7~IT6级，表面粗糙度Ra为6.3~0.8（0.4）μm、复合孔加工刀具(保证各加工表面间相互位置精确)共同特点：刀具均在工件内表面切削，工作部分处于加工表面包围之中刀具的强度、刚度、导向、容屑、排屑及冷却润滑等都比切削外表面时问题更突出。

15.螺纹加工刀具分为：切削螺纹刀具与滚压螺纹工具1）切削螺纹刀具包括：螺纹车刀、丝锥、板牙、螺纹梳刀、螺纹切头、螺纹铣刀、高速铣削（螺纹）刀盘2）滚压法加工螺纹的工具主要有滚丝轮和搓丝板16.螺纹铣刀种类、加工原理和特点：1）盘形螺纹铣刀：加工时铣刀轴线相对于工件轴线倾斜一个工件螺纹升角λ，铣刀回转的同时，沿工件轴向移动，工件则慢速转动二者配合形成螺旋运动。

特点：主要用于加工精度不高的螺纹或作为精密螺纹的粗加工。

2）梳形螺纹铣刀：加工时，铣刀轴线与工件轴线平行，铣刀快速回转作切削运动，工件缓慢转动的同时还沿轴向移动，铣刀切入工件后工件回转一周，铣刀相对工件轴向移动一个导程。

特点：生产效率高，用于专用螺纹铣床上加工一般精度、螺纹短而螺矩不大的三角形内、外圆柱和圆锥螺纹。

第四章机床夹具基础1.机床夹具：各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，简称夹具。

1）机床夹具的分类。