机械制造工艺学总结_机械制造工艺学重点

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1机械加工工艺过程：对机械零件采用各种加 工方法直接改变毛坯地形状、尺寸、表面粗糙 1实际定位方案时考虑三方面：1）根据加工面的尺寸形状和位置要求确定所需限制1减少传动链误差的措施1）尽量缩短传动链尽以减少传动元件数量。2）提高传动件1金相组织变化的原因（1）机械加工过程中产生的切削热会使得工件的加工表面产 部劳动过程。

2生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。包括：①生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原材料的运输和保管；②毛坯制造过程；③机械加工和热处理；装配和调试过程；生产服务过程。

3机械加工工艺过程组成：是由一个或若干个顺序排列的工序组成的.依次细分为安装、工位、工步和走刀。

4生产专业化程度的分类，一般分为：（1）单件生产（2）成批生产（3）大量生产 5工艺特征 单件小批 成批生产 大批大量

①零件的互换性:缺乏互换性;大部分具有互换性;具有广泛的互换性

②毛坯制造方法与加工余量：木模手工造型或自由锻，加工余量大；部分采用金属模铸造或模锻，加工余量中等;广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法，加工余量小

③机床设备：通用机床；部分通用机床和高效机床；广泛采用高效专用机床及自动机床

④工艺装备：大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具、万能量具。靠划线和试切法达到精度要求;广泛采用夹具，较多采用专用刀具和量具 ；广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置 生产组织:机群式;分工段排列设备;流水线或自动线

⑤对工人的技术要求:较高;一定水平;调整工：要求高操作工：要求低 ⑥成本:较高；中等；较低

⑦工艺文件的要求:编制简单的工艺过程卡片;编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片;编制详细的工艺规程、工序卡片、调整卡片

⑧发展趋势:采用成组工艺，数控机床加工中心及柔性制造单元;采用成组工艺，用柔性制造系统或柔性自动线;用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂实现自适应控制

6定位 — 使工件在机床或夹具上占有正确位置。

7夹紧 — 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。8工件的装夹方法

①直接找正装夹用划针，百分表或目测直接找正工件在机床或夹具中的正确位置，然后再夹紧。这种方法称为直接找正装夹。精度高，效率低，对工人技术水平高。②划线找正装精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件。

③夹具装夹精度和效率均高，广泛采用。9六点定位原理：将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。10工件定位时的几种情况 1）完全定位：工件六个自由度被分别完全限制的定位，称为完全定位。2）不完全定位

根据具体的加工方法，在满足加工要求的前提下，把限制工件少于六个自由度的定位，称为不完全定位。3）欠定位

当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数目，工件不能正确定位，不能满足加工要求。这种定位方式，称为欠定位。4）过定位几个定位支承点，同时限制同一个自由度的定位，称为过定位

★注意以下几点：1）设置3个定位支承点的平面限制一个移动自由度和两个转动自由度，称为主要定位面。2）设置2个定位支承点的平面限制两个自由度，称为导向定位面。3）设置1个定位支承点的平面限制一个自由度，称为止推定位面或防转定位面。4）一个定位支承点只能限制一个自由度。5）定位支承点必须与工件的定位基准始终贴紧接触。6)工件在定位时需要限制的自由度数目以及究竟是哪几个自由度，完全由工件的加工要求所决定。7)定位支承点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相矛盾。

11总体分析法判别是否有欠定位；分件分析法判别是否有过定位

12机械加工工艺系统：零件进行机械加工时，必需具备一定的条件，即要有一个系统来支撑，称之为机械加工工艺系统。由能量分系统和信息分系统组成 的自由度2）在定位方案中，利用总体分析法和分件分析法来分析是否有欠定位和过定位，分析中应注意定位的组合关系，若有过定位，应分析气是否允许3）从承受切削力、加紧力、重力，以及为装夹方便，易于加工尺寸调整等角度考虑，在不定位中是否应有附加自由度的限制

2基准是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。分为两大类：设计基准和工艺基准

3工艺基准又可以分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

工序基准：工序图上用来确定本工序表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。4选择要求：首先考虑用设计基准；其次工序基准应可用于工件的定位与工序尺寸的检查；且能够可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。

5定位基准：在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准。定位误差产生原因：基准不重合基准位移 定位基准在加工时用于使工件占据正确位置以得到准确工序尺寸的基准，又可以分为粗基准、精基准、附加基准

① 粗基准：未经机械加工的定位基准② 精基准：经过机械加工的定位基准.③ 附加基准：零件上依据机械加工工艺需要而专门设计的的定位基准

6测量基准：在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准。

7装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。8机械加工精度：是指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。

9分类：装夹（定位误差和夹紧误差）调整误差、加工误差（工艺系统的动误差，测量误差）

10加工误差：是指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。加工精度越高，则加工误差越小，反之越大。（1）当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求高。其次形状精度应高于尺寸精度，而位置精度在多数情况下也应高于尺寸精度。（2）当形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不一定要求高。

11误差的敏感方向： 原始误差所引起的切削刃与工件间的相对位移，如果产生在加工表面的法线方向上，则对加工误差有直接的影响；如果产生在加工表面的切线方向上，就可以忽略不记。我们把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。

12加工误差和加工精度的区别联系：是从两个不同的角度来评定加工零件的几何参数，加工精度的低和高就是通过加工误差的大和小来表示的。所谓保证和提高加工精度的问题，实际上就是限制和降低加工误差问题。

14加工原理误差：加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理误差是由于采用了近似的切削运动或近似的切削刃形状所产生的加工误差。

15机床主轴回转误差 ：指主轴实际回转轴线对其理想回转轴线的漂移。

▲主轴回转误差的基本型式a）径向圆跳动 b）端面圆跳动 c）倾角摆动

16主轴回转误差对加工精度的影响 1）主轴径向圆跳动对加工精度的影响2）主轴的轴向窜动对加工精度的影响3）主轴的倾角摆动对加工精度的影响

17影响主轴回转精度的主要因素①轴承误差②轴承的间隙③与轴承配合零件的误差④主轴转速⑤主轴系统径向不等刚度和热变形

18提高主轴回转精度的措施1）提高主轴部件的设计与制造精度 2）对滚动轴承进行预紧3）采用误差转移法

19导轨导向精度：指机床导轨副的运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度两者之间的差值称为导向误差

20影响机床导轨导向误差的因素1）机床制造误差2）机床安装误差3）导轨磨损机床传动链误差定义机床传动链指传动链始末两端执行元件间相对运动的误差。的制造和安装精度，尤其是末端零件的精度。3）尽可能采用降速运动4）消除传动链中齿轮副的间隙。5）采用误差校正机构对传动误差进行补偿

2工艺系统刚度可定义为：在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比。

3工艺系统刚度对加工精度的影响（1）切削力作用点位置变化引起的工件形状误差1）机床变形引起的加工误差2）工件的变形3）机床变形和工件变形共同引起的加工误差（2）切削过程中受力大小变化引起的加工误差—误差复映（3）夹紧力和重力引起的加工误差被加工工件在装夹过程中，由于刚度较低或着力点不当，都会引起工件的变形，造成加工误差。(4)重力引起的加工误差(5)惯性力引起的加工误差

4误差复映现象是在机械加工中普遍存在的一种现象,它是由于加工时毛坯的尺寸和形位误差、装卡的偏心等原因导致了工件加工余量变化,而工件的材质也会不均匀,故引起切削力变化而使工艺系统变形量发生改变产生的加工误差。

5影响机床部件刚度的因素很多1）连接表面间的接触变形2）接合面间摩擦力的影响3）接合面间的间隙4）部件中个别薄弱零件的影响

6减小工艺系统受力变形的途径

（1）提高工艺系统刚度1）合理设计零部件结构2）提高联接表面的接触刚度3）采用合理的装夹方式和加工方式(2）减小载荷及其变化图

7减少和控制工艺系统热变形的主要途径①减少发热和隔离热源②均衡温度场③ 改进机床布局和结构设计④保持工艺系统的热平衡⑤控制环境温度⑥热位移补偿 8常值系统性误差在顺序加工一批一批工件时，误差的大小和方向保持不变者，称为。

9变值系统性误差在顺序加工一批一批工件时，误差的大小和方向呈有规律变化者，称为。

10随机性误差在顺序加工一批一批工件时，误差的大小和方向呈无规律者，称为 11㈠加工表面质量｛表面层的几何形状特征⑴ 表面粗糙度：它是指加工表面上较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。⑵ 表面波度：它是介于宏观形状误差与微观表面粗糙度之间的周期性形状误差。⑶ 表面加工纹理它是指表面切削加工刀纹的形状和方向｝｛伤痕是指在加工表面个别位置上出现的缺陷

㈡表面层的物理力学性能，化学性能（1）冷作硬化：机械加工过程中，工件表层金属在切削力的作用下产生强烈的塑性变形，金属的晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化甚至破碎而引起表层金属的强度和硬度增加，塑性降低，这种现象称为加工硬化。（2）表面层的金相组织变化（3）零件表面层残余应力｝

12表面质量对零件耐磨性的影响（1）表面粗糙度对耐磨性的影响表面粗糙度对摩擦副的影响，不是表面粗糙度值越小越耐磨，在一定工作条件下，表面粗糙度Ra值约为0.32～0.25μm较好。（2）表面纹理方向对耐磨性的影响（3）表面层的加工硬化对耐磨性的影响

13表面质量对零件疲劳强度的影响：表面粗糙度表面层金属的力学性能和化学性能14表面质量对零件耐腐蚀性能的影响：表面粗糙度表面层金属的力学性能和化学性能4．表面质量对零件间配合性质的影响相配零件间的配合性质是由过盈量或间隙量来决定的。5．表面质量对零件其他性能的影响表面质量对零件的使用性能还有一些其他影响

15影响表面粗糙度的因素及降低表面粗糙度的工艺措施

（一）影响切削加工表面粗糙度的因素1.影响切削残留面积高度的因素2.影响切削表面积屑瘤和鳞刺的因素

（二）磨削加工对表面粗糙度的影响(1)几何原因1）切削用量对表面粗糙度的影响2）砂轮的粒度和砂轮的修整对表面粗糙度的影响（2）物理因素金属表面层的塑性变形

生剧烈的温升，当温度超过工件材料金相组织变化的临界温度时，将发生金相组织转变。（2）磨削淬火钢时表面层产生的烧伤磨削淬火钢时极易发生磨削烧伤，磨削淬火钢时表面层产生的烧伤有：

① 回火烧伤磨削区温度超过马氏体转变温度而未超过相变温度，则工件表面原来的马氏作组织将产生回火现象，转化成硬度降低的回火组织——索氏体或屈氏体。

②淬火烧伤 磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，由于冷却液的急冷作用，表层会出现二次淬火马氏体，硬度较原来的回火马氏体高，而它的下层则因为冷却缓慢成为硬度降低的回火组织。③退火烧伤 不用冷却液进行干磨削时，磨削区温度超过相变温度，马氏体转变为奥氏体，因工件冷却缓慢则表层硬度急剧下降，这时工件表层被退火。

2残余应力：构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应力或残余应力。3残余应力（又称内应力）是指当外部载荷去除以后，仍然残存在工件内部的应力。残余应力的产生（1）毛坯制造和热处理过程产生的残余应力（2）冷校直带来的残余应力（3）切削加工带来的残余应力 4减少内应力引起变形的措施1）合理设计零件结构 应尽量简化结构，减小零件各部分尺寸差异，以减少铸锻件毛坯在制造中产生的残余应力2）增加消除残余应力的专门工序对铸、锻、焊件进行退火或回火；工件淬火后进行回火；对精度要求高的零件在粗加工或半精加工后进行时效处理（自然、人工、振动时效处理）3）合理安排工艺过程在安排零件加工工艺过程中，尽可能将粗、精加工分在不同工序中进行 5影响磨表面层金属残余应力的工艺因素：切削速度与被加工材料，前角

6影响磨削残余应力的工艺因素：磨削用量，工件材料，砂轮的影响

7强迫振动由外界周期性的干扰力（激振力）作用引起

8强迫振动特征频率特征：与干扰力的频率相同，或是干扰力频率整倍数。幅值特征：与干扰力幅值、工艺系统动态特性有关。当干扰力频率接近或等于工艺系统某一固有频率时，产生共振。相角特征：强迫振动位移的变化在相位上滞后干扰力一个φ角，其值与系统的动态特性及干扰力频率有关。

9自激振动在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动 10自激振动特征自激振动是一种不衰减振动。自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率。自激振动能否产生及振幅的大小取决于振动系统在每一个周期内获得和消耗的能量对比情况。

11自激自激振动机理1）再生机理2）振型耦合机理3）负摩擦原理4）切削力滞后原理

12工序能力是指处于稳定状态下的实际加工能力，工序能够稳定地生产出产品的能力常用标准偏差δ的6倍来表示工序能力的大小。

13获取尺寸精度：试切，调整，定尺寸计算法，自动控制法

14误差减少犯法：误差预防，误差补偿 15保证机器或部件装配精度的方法 互换法，选配法，修配法，调整法 成本：都是高

组成环：少，少，多，多

大批，大批，大批或单件，大批或单件