機械製造基礎考試總結

2021-10-22 15:36:54 字數 4691 閱讀 4163

1.機械加工表面的幾何特徵是指其微觀幾何形狀,主要包括粗糙度和表面波度以及表面紋理方向。表面粗糙度指波距離l小於1mm的表面微小波紋。

一般情況下,幾何特徵的l/h<50時為表面粗糙度。表面波度指波距在1-20mm之間的表面波紋,是介於形狀誤差和表面粗糙度之間的表面形狀偏差,l/h=50-100時為表面波度。紋理方向指表面刀紋的方向,它取決於工件加工表面形成過程中所採用的機械加工方法。

2.加工表面層物理力學效能的變化, 工件的加工表面在加工過程中受到切削力,切削熱和其他因素的綜合作用,在加工表面產生了加工硬化,殘餘應力和表面層金相組織變化等現象,使表面金屬層的物理力學效能相對於基體金屬發生了變化。零件表面層性質沿深度方向的變化,表面層可分為吸附層和壓縮層。

吸附層為最外層,由氧化模或其他化合物以及吸收和滲進的氧氣粒子形成的一層組織。壓縮層為第二層,由於切削力和基體金屬共同作用的塑性變形區域。在其上部存有纖維組織,由於刀具摩擦擠壓形成。

3.機械加工表面質量對零件使用效能的影響⑴表面質量對耐磨性的影響①表面粗糙度,表面粗糙度值愈小,耐磨性愈好②表面加工硬化,表面層的加工硬化使零件表面層金屬的顯微硬度提高,故一般可使耐磨性提高,但不是加工硬化程度愈高,耐磨性愈好③刀路紋理方向,表面粗糙度的輪廓形狀和表面加工紋理對零件的耐磨性有一定影響,因為它影響零件的實際接觸面積與潤滑情況。④殘餘應力,零件表面為壓應力時,耐磨性較高。

⑵表面質量對疲勞強度的影響①表面粗糙度,在交變載荷作用下,表面粗糙度的凹凸部位容易引起應力集中,產生疲勞裂紋,表面粗糙度值愈大,表面的紋痕愈深,紋底半徑愈小,抗疲勞破壞的能力就愈差。②殘餘應力,對零件的疲勞破壞強度的影響很大,表面層存在殘餘拉應力將使疲勞裂紋擴大,加速疲勞破壞,表面層存在殘餘壓應力能阻止疲勞裂紋的擴充套件,延緩疲勞破壞的產生③加工硬化,可以在零件表面形成硬化層,使其硬度強度提高,可以防止裂紋產生並阻止已有裂紋的擴充套件從而使疲勞強度提高。⑶表面質量對耐腐蝕性的影響,表面粗糙度值愈大,則凹谷中聚積的腐蝕性物質就愈多,滲透與腐蝕作用愈強烈,表面抗腐蝕性就愈差。

⑷表面質量對配合質量的影響,表面粗糙度值的大小會影響配合表面的配合質量。粗糙度值大的表面由於其初期耐磨性差,初期磨損量較大。⑸表面質量對其他效能的影響,對零件的接觸剛度,結合面的導熱性,導電性,導磁性,密封性,光的反射與吸收,氣體和液體的流動阻力等均有一定程度的影響。

4.加工表面質量主要受到表面粗糙度的大小,加工硬化程度,殘餘應力以及金相組織變化的影響。因而分析影響加工表面質量的因素就需要分析加工過程中的諸因素對表面粗糙度、加工硬化程度、殘餘應力狀態和金相組織變化的影響。

一、影響表面粗糙度的因素1.切削加工時影響表面粗糙度的因素①刀具幾何形狀及切削運動的影響,刀具相對於工件進給運動時,在加工表面留下切削層殘留面積,從而產生表面粗糙度。(殘留面積的形狀是刀具幾何形狀的復映,減小進給量f、主偏角κ、副偏角κ以及刀尖圓弧半徑均可減小殘留面積),適當增大刀具的前角以及減小切削時塑性變形的程度;合理選擇切削液和提高刀具刃磨質量以及減小切削時的塑性變形,抑制積屑瘤、鱗刺的生成等措施能有效減小表面粗糙度值。

②工件材料性質的影響。加工塑性材料時,由於刀具對加工表面的擠壓和摩擦產生較大塑性變形,以及刀具迫使切屑與工件分離時的撕裂作用,使表面粗糙度值加大,工件材料韌性愈好,金屬塑性變形愈大,加工表面就愈粗糙。加工脆性材料,塑性變形很小,形成崩碎切屑,從而在加工表面留下許多麻點,使表面粗糙。

③積屑瘤的影響。在切削過程中,當刀具前刀面存在積屑瘤時,由於積屑瘤頂部不穩定,容易破裂,一部分連附於切屑底部排出,一部分殘留在加工表面使表面粗糙度增大。積屑瘤突出刀刃部分尺寸的變化,會引起切削層厚度的變化,從而使加工表面的粗糙度值增大。

④切削用量的影響。在切削塑性材料時,一般低速和高速切削時不會產生積屑瘤,加工表面粗糙度值較小,中等速度,易產生積屑瘤和鱗刺,塑性變形大,使表面粗糙度值變大。切削加工過程中切削變形愈大,加工表面就愈粗糙。

加工脆性材料,塑性變形很小,主要形成崩碎切屑,切削速度的變化對脆性材料的表面粗糙度影響較小。切削深度對表面粗糙度影響不明顯。減小進給量f可以減小切削殘留面積高度,使表面粗糙度值減小。

2.磨削加工時影響表面粗糙度的因素。①砂輪的粒度,粒度愈細,粗糙度值愈小②硬度太大使表面粗糙度值增大③砂輪的修整,修整導程和修正深度愈小,修出的磨粒的微刃數量越多,表面粗糙度值愈小④磨削速度,提高速度,增加工件單位面積上的磨削磨粒數量,刻痕數量增大,塑性變形減小,使表面粗糙度減小⑤磨削徑向進給量與光磨次數,磨削徑向進給量增大會使切削深度增大,塑性變形加劇,從而表面粗糙度增大,適當增加光磨次數可以有效減小表面粗糙度⑥工件圓周進給速度與軸向進給量,二者增大均會減小工件單位面積上的磨削磨粒數量,刻痕數量減小,表面粗糙度增大⑦工件材料,塑性大,在磨削時磨屑易堵塞砂輪,表面粗糙度增大,韌性大導熱性差的耐熱合金使砂粒崩落,表面不平,導致表面粗糙度增大⑧切削液,採用切削液可降低磨削區溫度,減少燒傷,衝去脫落磨粒和切屑,降低表面粗糙度。

5.表面層材料金相組織的變化,1磨削淬火鋼時可能產生三種燒傷①回火燒傷②淬火燒傷③退火燒傷。2防止和抑制磨削燒傷的兩個途徑①盡可能減少磨削熱的產生②改善冷卻條件,盡量使產生的熱量少傳入工件。

3.具體工藝措施①正確選擇砂輪,一般選擇砂輪時,應考慮砂輪的自銳能力。②合理選擇磨削用量,選擇應保證表面質量的前提下盡量不影響生產率和表面粗糙度③改善冷卻條件如採用高壓大流量切削液,為了減輕高速旋轉的砂輪表面的高壓附著氣流,可加裝空氣擋板,採用內冷卻法。

6.工藝系統的振動可分為三種型別:自由振動(當系統受到初始干擾力而破壞了其平衡狀態後,僅靠彈性恢復力來維持的振動,在切削過程中,由於材料硬度不均或工件表面有缺陷,工藝系統就會發生這種振動,但由於阻尼作用,振動會迅速衰減,因而對機械加工影響不大),受迫振動(一種在工藝系統內部或外部週期性干擾力持續作用下,系統迫使產生的振動),自激振動(系統在沒有受到外界干擾力作用下產生的持續振動,維持這種振動的交變力由振動系統在自身運動中激發出來的)。

7.裝配生產線的組織形式:通常可分為兩種基本的組織形式有固定式裝配和移動式裝配。

一,固定式裝配又可分為集中式、分布式和流水式三種情形的固定裝配。①集中式整台機器產品所有裝配工作都由乙個人或一組工人在乙個工作地集中完成,特點:裝配周期長,對工人技術水平要求高,工作地面積大。

多用於單件小批量生產②分布式整台產生的裝配分為部裝和**,各部件的部裝和產品**分別由幾個或幾組工人同時在不同工作地分散完成。特點:產品的裝配周期短,裝配工作專業化程度較高。

③流水式每一台產生的裝配工作地固定,而裝配工人帶著工具輪流在裝配現場的每乙個固定式裝配臺重複的完成某乙個裝配工序的裝配工作,特點:工人按工藝順序輪流到各個工作地巡迴作業,避免了產品移動時所造成的精度損失,可節省工序之間的運輸費用,但占地面積大,零部件的運送、保管等工作複雜,工作效率低,多用於單件、成批生產,或者大型機器的裝配生產。二,移動式裝配將產品或部件置於裝配線上,通過連續或間歇的移動使其順序經過各裝配工作地,直至最後整個產品裝配完成。

特點:單位生產面積上產量較大,生產週期相對縮短,勞動生產率較高,對工人的技術水平要求較低,多用於大批和大量生產型別。移動式又分為自由移動式和強制移動式兩種,前者適用於大批大量生產中裝配那些尺寸和重量都不大的產品或部件,強制移動式又分為連續移動和間歇移動兩種方式,連續移動式裝配使得裝配精度和操作準確性稍差,不適於裝配那些裝配精度要求高的產品。

裝配節拍通常又稱為裝配生產的時間定額,是指在產品裝配流水過程中,裝配工人或者自動裝配機械完成每個裝配工序內容所允許的操作時間。根據不同產品裝配工作的工藝特點,又分為強制節拍(對固定裝配,強制節拍等於乙個或一組裝配工人在每個工作地所規定的裝配時間定額,對移動式裝配,裝配工人各自在指定的時間完成各自的工作量)和自由節拍(也稱變節奏裝配,對裝配生產線沒有節奏性要求,對裝配精度要求高的限制性裝配工序,或者產品結構複雜不能進一步分解的裝配工序,可採用變節奏裝配的節拍,但難以保證均衡生產,使裝配

生產計畫、管理工作複雜化)

8.互換裝配法。一,原理:用控制零件的加工誤差直接保證產品精度要求的方法,簡稱互換法,即在裝配時,對合格產品不經過修理、選擇或調整,組裝後即可到達裝配精度。

二,此方法對零件加工誤差的限制有兩種形式①相關零件的公差和≤裝配公差,即滿足極值解法,這種方法零件是完全可以互換的②相關零件公差值平方和的平方根≤裝配公差,即滿足概率解法。三,特點:裝配過程簡單,生產率高,便於流水作業;對工人技術要求不高;產品質量穩定,成本低;備件**方便;裝配公差小,而組成零件數目較多時,對零件公差要求不嚴格,不易加工,甚至不能加工。

四,應用範圍:完全互換法在各種生產型別優先考慮,但當組成零件數目較多或裝配精度要求較高,難以滿足零件的經濟精度要求。大批大量生產條件下,可考慮採用不完全互換,有一部分會產生超差,這就需要考慮補償措施或進行經濟核算以確定此種方法是否被採用。

9.選擇裝配法,一,實質,將零件的實際加工公差放大到經濟可行的程度進行加工,裝配時選擇合適的零件進行裝配,或者將零件按尺寸大小先劃分成若干組,然後將相應組的零件進行裝配,以保證達到規定的裝配精度要求。二,選擇裝配法的方式①直接選配法②分組互換裝配法③復合選配法。

10.確定裝配工藝順序的一般原則:①預處理工藝先行原則如零件清理,去毛刺與飛邊,防腐、防鏽、等應安排在前②先裡後外原則使先裝下部分不至於成為後續作業的障礙。

③先下後上原則使裝品在整個裝配過程中的重心處於最穩狀態。④先難後易原則剛開始裝配時,基準件上有較開闊的安裝、調整、檢測空間,有利於較難的零部件的裝配。⑤先重後輕選擇先對重型零件進行裝配,使輕小零件可以穿插安排進行。

⑥先粗後精原則先對裝配精度要求高的部分進行重點裝配,而後再對一般精度要求部分進行裝配。⑦前不妨礙後,後不破壞前的原則使前面的工序內容,不妨礙後續工序的進行。後面的工序內容不應損傷前面工序得到的裝配質量。

⑧處於基準同一方位的裝配工序,盡量集中連續安排,減少裝配翻身、轉位。⑨將使用同一裝配工裝或裝置,以及對裝配環境有同樣特殊要求的工序盡可能集中安排,以減少在裝品在車間的迂迴或裝置的重複排程。⑩及時安排檢驗工序,尤其是在產品質量和效能有較大影響的工序之後,必須安排檢驗工序。

檢驗合格後才允許進行下面的裝配工序。

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