北航制造工程基础2及互换性复习整理

北航制造工程基础2及互换性复习整理

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互换性:一种产品替代另一种产品满足同样要求的性能。

作用：在设计方面：缩短设计周期，并便于采用计算机辅助设计。在制造加工方面：提高劳动生产率，提高产品质量，降低生产成本。在使用维修方面：减少维修时间和费用，提高机器的使用价值。

鉴于互换性在提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面的重大意义，互换性原则已成为现代机械制造业中一个普遍遵守的原则

基本尺寸—指结构设计和强度、刚度计算确定的尺寸

实际尺寸—对完工零件用两点法测量所得到的尺寸

极限尺寸: 允许零件实际尺寸变化的两个界限值

偏差—某一尺寸与基本尺寸的代数差

尺寸公差--- 允许尺寸的变动量

配合---基本尺寸相同的，相互结合的孔和轴的公差带之间的关系。

-----间隙配合-----过盈配合-----过渡配合

基准制---为了设计和制造上的经济性，把其中孔公差带或轴公差带的位置固定,而改变轴公差带或孔公差带的位置,来实现所需要的各种配合的制度。

优先采用基孔制：因为采用基孔制可以减少定值刀、量具的规格数目，有利于刀量具的标准化、系列化，因而经济合理，使用方便，能以广泛采用基孔制配合

选择基轴制配合情况：1、由冷拉棒材制造的零件，其配合表面不经切削加工2、与标准件相配合的孔或轴3、同一根轴上与几个零件孔配合，且有不同的配合性质。

轮廓要素是指构零件的点，线，面各要素。中心要素是指轮廓要素对称中心所表示的点线面各要素。理想要素是指具有几何意义的要素,即几何的点、线、面。它们不存在任何误差。实际要素是指零件上实际存在的要素。在评定形位误差时，通常以测得要素代替实际要素。最大实体尺寸(MMS)：实际孔(轴)在最大实体状态下的极限尺寸

最大实体实效尺寸(MMVS):实际孔(轴)在最大实体实效状态下的体外作用尺寸

最大实体要求：用最大实体实效边界MMB 控制被测孔(轴)的形位误差f，用T(极限尺寸) 控制实际尺寸Da(da)。

f合格: d a+ f=d fe≤d B=d Mv=d max+ tM D a-f=D fe≥D B=D MV=D min- t M

尺寸合格: d min≤d a≤d max D min≤D a≤D max

表面粗糙度:指由加工零件表面上具有的较小间距和谷峰所组成的微观几何形状特征。

表面粗糙度对零件工作性能的影响：耐磨性配合性质稳定性疲劳强度抗腐蚀性（1）取样长度lr ：用于判别被评定轮廓的不规则特征的长度。

（2）评定长度ln：评定表面轮廓所必需的一段长度

高度评定参数：①轮廓最大峰高Rp②轮廓最大谷深Rv③轮廓最大高度Rz ：取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。④轮廓总高度Rt：评定长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。

高度均化评定参数---轮廓算术平均偏差Ra：取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值。

Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特征

滚动轴承内圈与轴（轴颈）配合采用基孔制、外圈与孔（轴承座孔）的配合分别采用基轴制

平键联接的公差与配合

在平键联结中，键宽和槽宽b是配合尺寸，键标准件，是平键结合中的“轴”，所以键宽与槽宽的配合采用基轴制配合。三种联接类型，即较松联接、一般联接和较紧联接

矩形花键结合的公差与配合

国标规定矩形花键联结采用小径定心；为了减少加工内花键的拉刀的品种、规格，花键联结采用基孔制配合；定心直径d的公差带在一般情况下，内、外花键取相同的公差等级。为了保证内、外花键小径定心表面的配合性质，国标规定该表面的形状公差与尺寸公差的关系采用包容要求。三种联接形式，即滑动联接、紧滑动联接和固定联接

测量—获取被测量量值的实验过程。计量－保持量值统一和传递为目的的专门测量。

四个要素：测量对象：几何量（长度，角度，表面粗糙度，形状和位置误差以及螺纹，齿轮的各几何参数等）计量单位：长度的基本单位是米、平面角度单位为弧度。测量方法：测量时所采用的测量原理，计量器具和测量条件的综合。测量的准确度：测得值与被测量真值相一致的程度。

量块的用途：⑴作为长度尺寸的实物基准，将国家的长度基准按照一定的规范逐级传递到机械产品制造环节，实现量值统一。⑵作为标准长度标定量仪，检定量仪的示值误差。⑶相对测量时以量块为标准，用测量器具比较量块与被测尺寸的差值。⑷也可直接用于精密测量、精密划线和精密机床的调整。

按等使用:以La为工作尺寸，按级使用:以标称长度L为工作尺寸

按等使用比按级使用的测量精度高。

直接测量：指被测几何量的量值直接由计量器具读出。间接测量：指欲测量的几何量的量值由实测几何量的量值按一定的函数关系式运算后获得。（按实测几何量是否为被测几何量分绝对测量：计量器具的示值即为被测几何量的量值. 相对测量：计量器具显示出被测几何量相对于已知标准量的偏差，被测几何量量值为已知标准量与该偏差的代数和．（按示值是否为被测几何量的量值分）

切削加工：切削刀具和工件按一定规律作相对运动，利用切削刃去除工件上多余的（预留）的材料，使工件的形状、尺寸及表面质量都合乎设计要求。待加工表面：加工时即将被切除的表面。已加工表面：被切去多余材料而形成符合要求的工件新表面。过渡表面：又称加工表面，加工时由主切削刃正在切削的那个表面，它是待加工表面和已加工表面之间的表面切削用量三要素：切削速度v c 、进给速度v f 、切削深度a p

前刀面：切下的切屑沿其流出的表面。前刀面：切下的切屑沿其流出的表面。副后刀面：与工件上已加工表面相对的表面。主切削刃：前刀面与后刀面相交而得到的边锋，用以形成加工的加工表面，主要完成金属切除工作。副切削刃：前刀面与副后刀面相交而得到的边锋，协同主切削刃完成切除工作。刀尖：主切削刃和副切削刃的连接处。

主偏角κr：在基面上，主切削刃的投影与进给方向的夹角。副偏角κr ′ ：在基面上，副切削刃的投影与进给方向的夹角副偏角κr ′ ：在基面上，副切削刃的投影与进给方向的夹角。后角αo：在同一主剖面P o内，后刀面与切削平面的夹角。刃倾角λs：在切削平面内，主切削刃与基面的夹角。

切削层：在各种切削加工中，刀具相对于工件沿进给方向每移动f或f z之后，刀齿正在切削的材料层称为切削层。切削厚度h D 切削宽度b D切削面积A D= h D×b D = f×a p。

材料去除率Z w：单位时间刀具从工件上切除的材料体积，是衡量加工效率的指标。

车削外圆或镗内孔：Z w= nπa p f（d m±a p）

钻孔：Z w= nπfd m2∕4扩孔：Z w= nπf（d m2- d w2）∕4

刀具材料具备的基本性能

硬度：一般情况下必须高于工件硬度，应在62HRC以上；耐磨性：通常硬度高耐磨性好；（3）耐热性:在高温条件下保持较高的硬度、强度、韧性及耐磨性；强度和韧性：承受切削力、冲击和振动；用抗弯强度来表示；减磨性：减小切削力、降低切削温度；导热性和热膨胀系数：散热性，降低切削区温度，提高刀具使用寿命；工艺性和经济性：可加工性好，易于刃磨。价格低廉，推广应用。

2、高速钢:高速钢可以锻造，淬火前可以切削加工，强度高，价格便宜。所以广泛用于齿轮刀具、螺纹刀具、拉刀等复杂刀具。硬度可达到HRC62~65，超过600℃硬度下降，失去切削能力。

高性能高速钢：增加V、Co、Al、稀土等元素，提高高速钢的性能。粉末冶金高速钢：粉末冶金高速钢无碳化物偏析，晶粒粉细小均匀，杂质含量少。

3、硬质合金：是由硬度很高的金属碳化物（如WC、TiC等）+金属粘结剂（如Co、Ni、Mo 等），以粉末冶金法制成的。与高速钢相比硬度高，能够达到HRC85以上（HV2000以上），800℃时能够到达HRC55以上。强度低、韧性差。

（1）涂层技术：涂层技术分为化学气相涂层（CVD）和物理气相涂层（PVD）。

（2）涂层材料：传统：C、N或O的二元化合物，如TiC、TiN、Al 2O3等。新型多元化合物：TiCN、TiAlN、TiCrN、AlCrN、TiAlSiN等；氮化碳（CNx）、氮化物（TiN/NbN、TiN/VN）等，3、3、细化晶粒：减小晶粒尺寸可以提高硬质合金的硬度、耐磨性、韧性。普通硬质合金的晶粒尺寸约10微米以下，细晶粒<1微米、超细晶粒<0.5微米。

4、陶瓷刀具：使用的主要成分铝、硅、氧、氮等在地壳中含量丰富；优点：很高的硬度和耐磨性，高温性能好，与金属的亲和力小，具有良好的抗粘结性能，化学稳定性好，扩散磨损小，抗氧化能力好；摩擦系数也低于硬质合金。缺点：强度和断裂韧性较低，脆性较大，导热性差，抗热震性不高。

5、金刚石刀具：特点：最硬的刀具(8000～12000HV)，高的导热性，低的热胀系数，高的弹性模量和较低的摩擦系数。用途：加工有色金属和非金属材料效果良好。但其主要成分C，在Fe中有较高的溶解度，所以不能加工铁族金属。分类：单晶、聚晶(PCD)、CVD厚膜和CVD