第一章機械製造工藝學的研究物件是機械產品的製造工藝,包括零件加工和裝配兩方面,其指導思想是在保證質量的前提達到高生產率、經濟型。課程的研究重點是工藝過程,同樣也包括零件加工工藝過程和裝配工藝過程。工藝是使各種原料、半成品成為產品的方法和過程。
各種機械的製造方法和過程的總稱為機械製造工藝。
一、緒論
機械製造技術有兩方面的含義:其一是指用機械來加工零件(或工件)的技術,更明確的說是在一種機器上用切削方法來加工,這種機器通常稱為工具機、工具機或工作母機;另一方面是指製造某種機械的技術,如汽車、渦輪機等。
廣義製造論的形成過程
一、製造設計一體化
製造技術發展階段: 手工業生產階段、大工業生產階段、虛擬實境工業生產階段
二、材料成形機理的擴充套件
1去除加工:又稱分離加工,是從工件上去除一部分材料二成形
2結合加工:是利用物理和化學的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,分層製造方法。按結合機理和結合強度分為附著、注入和連線三種
3變形加工:又稱流動**,是利用力,熱,分子運動等手段使工件產生變形,改變其尺寸形狀和效能,如鍛造、鑄造等。
三製造模式的發展
第二節機械產品生產過程:是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程,包括直接生產過程和輔助生產過程
直接生產過程:使被加工物件的尺寸、形狀和效能產生一定的變化,即與生產過程有直接關係的勞動過程。包括毛坯的製造,零件的機械加工和熱處理,機器的裝配、檢驗、測試和塗裝等主要勞動過程。
輔助生產過程:不是使加工物件產生直接變化,但也是非常必要的勞動過程。包括專用工具、夾具、量具和輔具的製造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工裝置的維修,以及動力(電、壓縮空氣、液壓等)**等輔助勞動過程。
機械加工工藝過程的概念:採用各種機械加工方法,直接用於改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量和力學物理效能,使之成為合格零件的生產過程。
機械加工工藝過程的組成
機械加工工藝過程由乙個或若干個順序排列的工序組成,工序又分為安裝、工位、工步和走刀。
1)工序
由乙個(或一組)工人在同一臺工具機或同乙個工作地,對乙個(或同時對幾個)工件所連續完成的那一部分機械加工工藝過程。
2)安裝
在一道工序中,工件每經一次裝夾後所完成的那部分工序內容稱為乙個安裝。
3)工位
一次安裝,工件在工具機上佔據每乙個加工位置所完成的那部分安裝稱為工位。乙個安裝中可能只有乙個工位,或者多個工位。
4)工步
指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續完成的那部分工序。若有幾把刀具同時參與切削,該工步稱為復合工步。復合工步主要是為了提高加工效率。
(5)走刀:切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內容,稱為一次走刀。乙個工步可包括一次或數次走刀。
當需要切去的金屬層很厚,不能在一次走刀下切完,則需分幾次走刀。走刀次數又稱行程次數。
生產綱領:企業在計畫期內應當生產的產品數量和進度計畫稱生產綱領。零件的年生產綱領指包括備品和廢品在內的年產量。
n = q n(1+α% +β% )
式中 n — 零件的年生產綱領(件/年);q — 產品年產量(臺/年);
n — 每台產品中該零件數量(件/臺);α% — 備品率;β% — 廢品率。
生產批量:生產批量是指一次投入或產出的同一產品或零件的數量。
生產型別
根據生產綱領和生產的專業化程度不同,主要分為:大量生產、成批生產和單件生產三種生產型別。其中,成批生產又可分為大批生產、中批生產和小批生產。
工件的裝夾
裝夾又稱安裝,包括定位和夾緊兩項內容。
定位 — 使工件在工具機或夾具上占有正確位置的過程。
夾緊 — 對工件施加一定的外力,使其已確定的位置在加工過程中保持不變。
工件在工具機或夾具中的裝夾方法主要有三種。
①夾具中裝夾②直接找正裝夾③劃線找正裝夾
定位原理(看書)
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係和零件本身結構要素之間的相互位置關係,確定標註尺寸的起始位置,這些起始位置稱之為設計基準。
2.工藝基準:零件在加工工藝過程中所用的基準。可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。
工序基準:在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工後的尺寸、形狀和位置的基準。
定位基準:在加工時用於工件定位的基準。
測量基準:工件測量時所用的基準。
裝配基準:零件裝配時所用的基準。
第二章工藝系統:在機械加工時,工具機、夾具、刀具和工件構成的乙個完整的系統。
研究加工精度的方法:單因素分析法、統計分析法
一、加工原理誤差:採用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。
二、調整誤差
三、工具機誤差
1、工具機導軌的導向誤差
(1)導向誤差
1.導向精度
導軌在水平面內的直線度;導軌在垂直面內的直線度;前後導軌的平行度;導軌對主軸迴轉軸線的平行度
(2)迴轉誤差:是指主軸實際迴轉軸線對其理想迴轉軸線的漂移。包括
1、徑向圓跳動。2、軸向圓跳動。3、傾角擺動。
影響主軸迴轉精度的主要因素:軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差、主軸系統的徑向不等剛度和熱變形,引起迴轉軸線的漂移。
提高主軸迴轉精度的措施:
提高主軸部件的製造精度;對滾動軸承進行預緊;使主軸的迴轉誤差不反應到工件上
減少傳動鏈傳動誤差的措施
1.傳動件數越少,傳動鏈越短,傳動精度越高
2.採用降速傳動 3.提高傳動鏈末端件的精度 4.採用校正裝置
四、家具的製造誤差與磨損
五、刀具的製造誤差與磨損
刀具誤差對加工精度的影響
1.採用定尺寸刀具加工時,刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度
2.採用成形刀具加工時,刀具的形狀精度直接影響工件的形狀精度
3.展成刀具的切削刀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.對於一般刀具,其製造精度對加工精度無直接影響,但易磨損
殘餘應力:也稱內應力,是指在沒有外力作用下或去除外力後工件內殘留的應力
產生原因:毛坯製造和熱處理過程中產生的殘餘應力;冷校直帶來的殘餘應力
切削帶來的殘餘應力
工藝系統的熱源:
內部熱源:切削熱和摩擦熱,產生於工藝系統內部,主要以熱傳導形式傳遞
外部熱源: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熱輻射
熱傳遞方式:導熱傳熱、對流傳熱、輻射傳熱
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。前者稱為常值系統誤差,後者稱為變值系統誤差。
加工原理誤差,工具機等的製造誤差等與時間無關,其大小在一次調整中也基本不變,因此都屬於常值系統誤差。工具機、刀具等在熱平衡前的熱變形誤差,刀具等的磨損等屬於變值系統誤差。
2、隨機誤差:在順序加工的一批工件中,其加工誤差的大小和方向的變化時屬於隨機性的,稱為隨機誤差。
分布圖分析法的應用:判別加工誤差的性質;確定工序能力及其等級;估算合格品率或不合格品率
分布圖分析法的缺點在於:沒有考慮一批工件加工的先後順序,故不能反映誤差變化的趨勢,難以區別變值系統誤差和隨機誤差的影響;必須等到一批工件加工完畢之後才能繪製分布圖,因此不能再加工過程中及時提供控制精度的資訊。
保證和提高加工精度的途徑:誤差預防;誤差補償
誤差預防技術:合理採用先進工藝與裝置;直接減少原始誤差;轉移原始誤差;均分原始誤差;均化原始誤差
誤差補償技術:**檢測;偶件自動配磨;積極控制起決定作用得到誤差因素
第三章加工表面質量:加工表面的幾何形貌和表面層材料的力學物理和化學性質
幾何形貌:表面粗糙度表面波紋度紋理方向表面缺陷。
表面材料力學的物理化學效能:表面層金屬的冷作硬化、表面層金屬金相組織變化。
冷作硬化:機械加工中因切削力產生的塑性變形使表層金屬硬度和強度提高的現象。
評定指標:表層金屬的顯微硬度hv、硬化層深度h、硬化程度n
加工表面質量對機器零件使用效能的影響:
表面質量對耐磨性影響:1表面粗糙度值越小耐磨性越好,表面波紋度越大粗糙度越大。2圓弧狀凹坑狀表面紋理耐磨性好,尖峰狀表面紋理耐磨性差。
3加工表面冷作硬化提高耐磨效能。
表面質量對耐疲勞性影響:1表面粗糙度值越小表面缺陷越少耐疲勞性越好。2 冷作硬化組織疲勞裂紋生長提高零件耐疲勞強度。
表面質量對耐腐蝕性影響:1表面粗糙度值越大耐蝕性越差。2 表面殘餘壓應力有利於提高表面抗腐蝕能力。
表面質量對零件配合質量影響:1.對於間隙配合表面,其實磨損最顯著零件配合表面的起始磨損量與表面粗糙度的平均值成正比增加。
表面粗糙度越大變數越大影響配合穩定性。2.對於過盈配合表面粗糙度越大兩表面相配合時表面凸峰易被擠掉使過盈量減少。
3 對於過度配合兼有上述兩種配合影響。切削速度v=20~50m/min時表面粗糙度最大容易出現積瘤。
表面粗糙度測量:1比較法2觸針法3光切法4干涉法
磨削燒傷:對於已淬火的鋼件,很高的磨削溫度使表面層金屬金相組織產生變化,使表層金屬硬度下降,使工件表面呈現氧化膜顏色。
減少磨削燒傷工藝途徑:1正確選擇砂輪2合理選擇磨削用量3改善冷卻條件4選擇開槽砂輪
表面強化工藝 1噴丸強化2滾壓加工
機械加工中的振動主要有強迫振動和自激振動
強迫振動是由於外界週期性干擾力的作用而引起的振動
機內振源主要有工具機旋轉的不平衡、工具機傳動機構的缺陷、往復運動部件的慣性力級切削過程中的衝擊力
特徵:其振動頻率與干擾力的頻率相同,或是干擾力頻率的數倍
自激振動:機械加工過程中,在沒有週期性外力作用下,由系統內部激發反饋產生的週期性振動。
自激振動的特徵:是在沒有外力干擾下產生的振動運動,這與強迫振動有本質的區別;自激振動的頻率接近系統的固有頻率,這就說明顫振頻率取決於振動系統的固有特性。這與自由振動相似但不相同。
自由振動受阻尼作用將迅速衰減,而自激振動卻不因為有阻尼存在而迅速衰減。
消除強迫振動的條件:減小機內外干擾力的幅值;適當調整振源的頻率;採用隔振措施
消除自激振動的條件:減小前後兩次切削的波紋重疊係數;調整振動系統小剛度主軸的位置;增加切削阻尼;採用變速切削方法加工
提高工藝系統的穩定性:提高工藝系統剛度;增大工藝系統的阻尼
減振裝置:動力減振器;摩擦減振器;衝擊式減振器第四章
機械製造工藝學
一 是非題 10分 1.任一零件可以有多個尺寸參與裝配尺寸鏈 2.夾緊力的分布應該盡可能使夾緊力朝向工件的主要定位面,而且盡量靠近工件的加工部位 3.所有金屬表面的精加工均可採用磨削加工方法得到 4.當裝配精度要求較低時,可採用完全互換法裝配 5.在乙個尺寸鏈中增環的最少個數是乙個 6.菱形銷用在一...
機械製造工藝學複習
1 機械產品的生產過程是乙個系統過程,可分為決策 設計與研究 製造三個階段。2 工藝過程中的機械加工 裝配與除錯等稱為機械製造工藝過程。3 生產過程中凡屬直接改變生產物件的形狀 尺寸 效能和相對位置關係的過程稱為工藝過程。但在工具機上加工乙個零件後進行尺寸測量的工作,雖然不直接改變零件的形狀 尺寸 ...
機械製造工藝學複習A
1 定位 確定工件在工具機上或夾具中占有正確位置的過程。2 夾緊 工件在定位後將其固定,使其在加工過程中承受重力,切削力等而保持定位位置不變的的操作。3 夾具的組成 1 定位元件或裝置 2 刀具導向元件或裝置 3 夾緊元件或裝置 4 聯接元件 5 夾具體 6 其他元件或裝置 4 部分定位 限制了影響...