江科大機械制造工藝學重要知識點歸納第一章緒論第一節機械制造工程學科的發展1、去除加工:又稱分離加工，是從工件上去除一部分材料而成形。優點:精度較高缺點:浪費大量材料(Δm減小)結合加工:利用物理和化學方法將相同材料或不同材料結合在一起而成形，是一種堆積成形、分層制造方法。按結合機理和結合強弱可分為:附著、注入和連接三種。(Δm增大)變形加工:又稱流動加工，是利用力、熱、分子運動等手段使工件產生變形，改變其尺寸、形狀和性能，如鍛造、鑄造等。不浪費材料，但精度較低。(Δm不變)未來的趨勢是變形加工，但要提高精度。第二節生產過程、工藝過程與工藝系統1、機械產品生產過程是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，它既包括毛坯的制造，零件的機械加工和熱處理，機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程，還包括專用工具、夾具、量具和輔助的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設備的維修，以及動力(電、壓縮空氣、液壓等)供應等輔助勞動過程。由于機械產品的主要勞動過程都使被加工對象的尺寸、形狀和性能產生一定的變化，即與生產過程有直接關系，因此稱為直接生產過程。而機械產品的輔助勞動過程也是必要的，雖不使加工對象產生直接變化，故稱為輔助生產過程。機械產品的生產過程由直接生產過程和輔助生產過程組成。2、機械加工工藝過程是機械產品生產過程的一部分，是直接生產過程，其原意是指采用金屬切削道具或磨具來加工工件，是之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學物理性能，稱為合格零件的生產過程。3、機械加工工藝過程由若干個工序組成。機械加工中的每個工序可細分為:安裝、工位、工步和走刀。(1)工序:一個(或一組)工人在一個工作地點對一個(或同時對幾個)工件連續完成的那一部分工藝過程。(2)安裝:如果每一個工序中需要對工件進行幾次裝夾，則每一次裝夾下完成的那部分工序內容稱為一個安裝。(3)工位:在工件的一次安裝中，通過分度(或移位)裝置，使工件相對于機床床身變換加工位置，則把每一個加工位置上的安裝內容稱為工位。(4)工步:加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的工位內容，稱為一個工步。第三節生產類型與工藝特點1、生產綱領:企業根據市場需求和自身的生產能力決定生產計劃。在計劃期內，應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期為一年的生產綱領成=稱為年生產綱領。2、生產批量是指一次投入或產出的同一產品或零件的數量。第四節工件加工時的定位和基準1、工件在機床或夾具中的裝夾主要有三種方法:(1)、夾具中裝夾:這種裝夾是將工件裝夾在夾具中，由夾具上的定位元件來確定工件的位置，由夾具上的夾緊裝置進行夾緊。夾具則通過對定位元件安裝在機床上的一定位置上，并用夾緊元件夾緊。易于保證加工精度要求，操作簡單方便，效率高，應用廣泛。但需要制造或購買夾具，因此多用于成批、大批和大量生產中。(2)直接找正裝夾:由操作工人直接在機床上利用百分表、劃線盤等工具進行工件的定位，俗稱找正，然后夾緊工件，稱之為直接找正裝夾。比較經濟，但效率低，大多用于單件，小批生產中。(3)劃線找正:這種裝夾方法是事先在工件上劃出位置線、找正線和加工線，mm，裝夾時按找正線進行找正，即為定位，然后再找正線和加工線通常相距5進行夾緊。所需設備較簡單，適應性強，但精度和生產效率均較低。多適用于單件、小批生產中的復雜鑄件或鑄件精度要求較低的精加工工序。2、定位元件所限制的自由度與其大小、長度、數量及其組合有關。3、完全定位和不完全定位:完全定位:限制了六個自由度。不完全定位:限制的自由度數目小于6個，但可以是合理的。4、欠定位和過定位欠定位:在加工時根據被加工面的尺寸、形狀和位置要求，應限制的自由度未被限制，即約束點不足，這種情況稱為欠定位。欠定位的情況下不能保證加工要求，因此是絕對不能允許的。5、基準(1)、設計基準:設計者在設計零件時，根據零件在裝配結構中的裝配關系和零件本身結構要素之間的相互位置關系，確定標注尺寸(含角度)的起始位置，這些起始位置可以是點、線或面，稱之為設計基準。(2)、工藝基準:零件在加工工藝過程中所用的基準稱為工藝基準。工藝基準可分為:工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。a、工序基準:在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。實質上是工序圖中的設計基準。b、定位基準:在加工時用于工件定位的基準。可以分為:粗基準和精基準，或固有基準和附加基準。固有基準是零件上原來就有的表面，而附加基準是根據加工定位的要求在零件上專門制造出來的。P251-11題第二章機械加工精度及其控制。第一節概述零件的加工質量包括零件的機械加工精度和加工表面質量兩大方面。1、機械加工精度是零件加工后的實際幾何參(尺寸、形狀和表面間的相互位置)與理想幾何參數的符合程度。加工誤差是指加工后零件的實際幾何參數(尺寸、形狀和表面間的相互位置)對理想幾何參數的偏離程度。在機械加工時，機床、夾具、刀具和工件就構成了一個完整的系統，稱之為工藝系統。工藝系統的誤差是“因”，是根源;加工誤差是“果”，是表現，故把工藝系統的誤差稱之為原始誤差。2、誤差的敏感方向當原始誤差的方向與工序尺寸方向一致時，其對加工精度的影響就最大。當原始誤差的方向恰為加工表面法線方向時，引起的加工誤差最大;當原始誤差的方向恰為加工表面的切線方向時，引起的加工誤差最小。第二節工藝系統的幾何精度對加工精度的影響1、加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產生的誤差。2、工藝系統的調整有兩種方式:(1)試切法調整(單件、小批生產中普遍采用試切法加工)此時引起加工誤差因素有三個方面:1、測量誤差2、機床進給機構的位移誤差3、試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響(2)調整法(成批、大量生產中)先根據樣件(或樣板)進行初調，然后試切若干工件，在據之作精確微調。在采用調整法對工藝系統進行調整時，也要以試切為依據，故影響試切法的因素也影響調整法，此外，還有:1、定程機構誤差2、樣件或樣板的誤差3、測量有限試件造成的誤差3、機床誤差引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。對工件加工精度影響較大的三種誤差:(1)機床導軌導向誤差(分析實例)(2)機床主軸回轉誤差:是指主軸實際回轉軸線與其理想回轉軸線的漂移。影響主軸回轉精度的主要因素:軸承的誤差、軸承間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統的徑向不等剛度和熱變形。a、軸承誤差的影響:主軸采用滑動軸承時，軸承誤差主要是指主軸頸和軸承內孔的圓度誤差和波度。(重點看P41)提高主軸回轉精度的措施:1)提高主軸部件的制造精度2)對滾動軸承進行預緊3)使主軸的回轉誤差不反映到工件上(3)機床傳動鏈的傳動誤差傳動鏈的傳動誤差是指內聯系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。減少傳動鏈誤差的措施:1)傳動件數越少，傳動鏈越短，傳動精度就越高。2)傳動比i小，特別是傳動鏈末端傳動副的傳動比小，則傳動鏈中其余各傳動元件對傳動精度的影響就越小。3)傳動鏈中各傳動件的加工、裝配誤差對傳動精度均有影響，但影響的大小不同，最后的傳動件(末端件)的誤差影響最大，故末端件(如齒輪機的分度蝸輪、螺紋加工機床的最后一個齒輪及傳動絲杠)應做的更精確一些。4)采用校正裝置1)定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差。2)夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差。3)夾具在使用過程中工作表面的磨損。5)刀具的制造誤差與磨損1)采用定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、鏜刀塊等)加工時，刀具尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。2)采用成型刀具(如成形車刀、成形銑刀等)加工時，刀具的形狀將直接影響工件的形狀精度。3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀等)的切削刃形狀必須是加工表面的共軛曲線。因此，切削刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀精度。4)對于一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀)其制造精度對于加工精度無直接影響，但這類刀具的壽命較低，刀具容易磨損。刀具的尺寸磨損是指切削刃在加工表面的法線方向(亦即誤差敏感方向)上的磨損量，它直接反映出刀具磨損對加工精度的影響。刀具尺寸磨損的過程可分為三個階段:初期磨損、正常磨損和急劇磨損。第三節工藝系統的受力變形對加工精度的影響1、切削加工時，由機床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統，在切削力、夾緊力以及重力等的作用下將產生相應的變形，使刀具和工件在靜態下調整好的相互位置，以及切削成形運動所需要的正確幾何關系發生變化，而造成加工誤差。2、工藝系統剛度計算(公式)P51分析原因第四節工藝系統的熱變形對加工精度的影響1、熱總是由高溫處向低溫處傳遞。熱的傳遞方式有三種:導熱傳熱、對流傳熱和輻射傳熱。引起工藝系統變形的熱源可分為內部熱源和外部熱源。內部熱源主要指切削熱和摩擦熱，它們產生于工藝系統內部，其熱量主要以熱傳導的形式傳遞。外部熱源主要是指工藝系統外部的、以對流傳熱為主要形式的環境溫度和各種輻射熱。切削熱是切削加工過程中最主要的熱源，它對工件加工精度影響最為直接。2、減少工藝系統熱變形對加工精度影響的措施:(1)減少熱源的發熱和隔離熱源(2)均衡溫度場(3)采用合理的機床部件結構及裝配基準:1)采用熱對稱結構2)合理選擇機床零部件的裝配基準(4)加速達到熱平衡狀態(5)控制環境溫度第五節1、加工誤差的性質:(1)系統誤差:在順序加工一批工件中，其加工誤差的大小和方向都保持不變，或者按一定規律變化，統稱為系統誤差。前者稱常值系統誤差，后者稱變值系統誤差。加工原理誤差，機床、刀具、夾具的制造誤差，工藝系統的受力變形等引起的加工誤差均與加工時間無關，其大小和方向在一次調整中也基本不變，都屬于常值系統誤差。機床、刀具和夾具等在熱平衡前的熱變形誤差，刀具的磨損等，都是隨加工時間而有規律地變化的，由其引起的加工誤差屬于變值系統誤差。(2)隨機誤差:在順序加工的一批工件，其加工誤差的大小和方向的變化屬于隨機性的，叫隨機誤差。如毛坯誤差的復映、定位誤差、夾緊誤差、多次調整誤差、殘余應力引起的變形誤差等。P79頁2-41大題必考第六節保證和提高加工精度的途徑1、誤差預防:指減少原始誤差或減少原始誤差的影響，亦即減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間的數量轉換關系。誤差補償:在現存的表現誤差條件下，通過分析、測量，進而建立數學模型，并以這些信息為依據，人為地在系統中引入一個附加的誤差源，使之和系統中現存的表現誤差相抵消，以減少或消除零件的加工誤差。2、誤差預防技術(要會判斷)(1)合理采用先進工藝與設備，這是保證加工精度的最基本方法。(2)直接減少原始誤差，這是在生產中應用較廣的一種基本方法。(3)轉移原始誤差:誤差轉移法是把影響加工精度的原始誤差轉移到不影響或少影響加工精度的方向或其他零件上去。(4)均分原始誤差:把毛坯按誤差大小分為n組，每組毛坯的誤差就縮小為原來的1/n;然后按各組分別調整刀具與工件的相對位置或選用合適的定位元件，就可以大大縮小整批工件的尺寸分散范圍。(5)均化原始誤差:利用有密切聯系的表面之間相互比較、相互修正，或者利用互為基準進行加工，就能讓這些局部較大的誤差比較均勻地影響整個加工表面，使傳遞到工件表面的加工誤差較為均勻。(6)就地加工法3、誤差補償技術(簡答類)誤差補償的方法就是人為地早出一種新的原始誤差去抵消當前稱為問題原有的原始誤差，并應盡量使用兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。積極控制的誤差補償方法:(1)在線檢測:在加工中隨時測量工件的實際尺寸，隨時給刀具以附加的補償量以控制刀具和工件間的相對位置。(2)偶件自動配磨(3)積極控制起決定作用的誤差因素。P95頁習題與思考題看一看第三章機械加工表面質量及其控制第一節加工表面質量及其對使用性能的影響1、加工表面質量包括兩個方面內容:加工表面的結合形貌和表面層材料的力學物理性能和化學性能。2、加工表面的結合形貌(表面結構)包括表面粗糙度、表面波紋度、紋理方向和表面缺陷等4方面內容。1)表面粗糙度:表面粗糙度輪廓是加工表面的微觀幾何輪廓，其波長與波高比值一般小于50.2)波紋度:加工表面上波長與波高的比值等于50~1000的幾何輪廓稱為波紋度，它是由機械加工中的振動引起的。3)紋理方向:指表面刀紋的方向，它取決于表面形成過程中所采用的加工方法。4)表面缺陷:加工表面上出現的缺陷，例如砂眼，氣孔。3、表面層材料的力學物理性能和化學性能:(1)表面層金屬的冷作硬化。用硬化程度和硬化層深度兩個指標來衡量(2)表面層金屬的金相組織變化(切削熱的作用導致)第二節影響加工表面粗糙度的工藝因素及其改進措施1、表面粗糙度的測量:(1)比較法:將被測表面與表面粗糙度樣塊進行對照，以確定被測表面的表面粗糙度等級。表面粗糙度樣塊的材料和加工紋理方向應盡可能與被測表面一致。(2)觸針法:測量時讓觸針與被測表面接觸，當觸針在驅動器驅動下沿被測表面輪廓移動時，由于表面輪廓凹凸不平，觸針便垂直于被測表面輪廓的方向上做垂直起伏運動，該運動通過傳感器轉換為電信號經放大處理后顯示。(3)光切法:利用光切原理測量表面粗糙度輪廓的方法。(4)干涉法:用光波干涉原理測量表面粗糙度。常用儀器:干涉顯微鏡。第三節影響表層金屬力學物理性能的工藝因素及其改進措施由于受到切削力和切削熱的作用，表面層金屬層的力學物理性能會產生很大變化，最主要的是:表層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化和表層金屬中產生殘余應力。1、評定冷作硬化的指標:(P110);(1)表層金屬的顯微硬度HV(2)硬化層深度h;(3)硬化程度N.第五章1.任何機器都是由零件，套件，組件，部件組成。零件:組成機器的最小單元套件:在一個基準零件上組裝一個或若干個零件組成的。組件:在一個基準零件上裝上若干套件及零件組成的部件:在一個基準零件上裝上若干組件套件及零件組成的2.裝配組織形式分為固定式和移動式兩種3機器結構的裝配工藝是指機器結構能保證裝配過程中使相互聯接的零部件不用或少用修配和機械加工，用較少的勞動量花較少的時間按產品的設計要求順利地裝配起來。4.裝配精度的內容:1相互位置精度2相對運動精度3相互配合精度5機械產品的精度要求最終是靠裝配實現的6保證產品的裝配精度方法有:互換法，選擇法，修配發，調整法7.互換裝配法是在裝配過中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。8.根據零件的互換程度不同，互換法又可分為完全互換法和大數互換法9.選擇裝配法:將尺寸鏈中組成環的公差放大到經濟可行程度然后選擇合適的零件進行裝配，以