机械制造技术基础1. 制造广义：制造企业的生产活动，即制造是一个输入输出系统，其输入是生产要素，输出是具有直接使用价值的产 品。生产要素是 material,mach in e,ma n,mon ey,message。输出有正效益和负效益。狭义：从原材料或者半成品经加工和装配后形成最终产品的具体操作过程。 转变过程的度量标准是生产率。第一产业：农林牧渔矿采石石油；第二产业：除建筑和能源工业外是制造业；第三产业：金融和服务产业2. 制造系统的程序特性物质流和信息流两方面物质流用于改变物料的形态和地点；信息流用以规划、指挥、协调与控制物料的流动，使制造系统有效地运行。3. 制造技术广义：涉及生产生活的各个方面和生产的全过程，制造技术被认为是从一个产品概念到最终产品的集成过程， 同时制造技术又是一个实现制造企业目标的功能体系和信息处理系统。狭义：从原材料或半成品经加工和装配后形成最终产品的过程，以及在此过程中多实行的一切手段的总和4. 制造技术在国民经济中的地位在现先进的工业化国家中，国民经济总收入的60浓上来源于制造业。5. 先进制造哲理和生产模式批量法则batch rule :来源，20世纪初美国福特公司建立的第一条自动生产线；定义，大批量生产可以获 得较高的生产效率和较低的成本，当产品质量和生产成本成为决定因素时，大批量生产经济效益高。成组技术group tech no logy:来源，联科学院院士；定义：是一门生产科学，研究和发掘生产活动中有关事件的相似性，并充分利用它，即把相似的问题分类，寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案，以取得希望 的经济效果；机械零件中有70%2/3的零件属相似零件；成组的类型，成组单机、成组单元、成组流水线、成组柔性制造系统；零件分类编码系统，是用字符对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据。计算机集成制造computer integrated manufacturing:来源，1974年美国博士；定义，是信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高制造型企业的生产率和响应能力并行工程concurrent engineering；定义，对产品及其相关过程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式面向X的设计design for X:包括DFM和DFA精良生产lean production:来源，日本丰田汽车公司；原则，消除一切浪费、完美质量和零缺陷、柔性制造系统及不断改进。敏捷制造agile manufacturing :来源，美国国防部1991年完成的“ 21世纪制造企业发展战略”报告；特征， 虚拟公司、大围通信基础结构、模块化柔性成品设计和制造系统、有知识和技术的人才是企业关键及基于任 务的组织和管理6. 零件成型方法材料成形法：用于毛坯制造；材料去除法：目前零件的最主要加工方法；材料累加法：快速原型制造。2章1. 机械制造工艺过程定义：直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程。包括零件的制造和零件 的装配。零件制造 毛坯和零件成形、机械加工、材料改性与处理及机械装配。2. 工序、安装、工位、工步和走刀工序：一个或一组工人在同一机床或同一个工作地，对一个或者同时几个工件所连续完成的那部分机械加工工艺过程； 安装：工件经一次装夹后所完成的那部分工序；工位：工件在一次安装中先后经过不同位置进行加工，即工件在占据每个位置时完成的那部分工序；工步：加工表面和切削刀具不变情况下完成的那部分工序；走刀:每次工作进给所完成的工步。3. 生产类型划分单件小批量生产、成批生产、大批大量生产。前者采用通用夹具刀具量具机群式机床布置、调整或修配法装配；后者采用专用夹具刀具量具自动化机床流水 线布置、互换法和分组装配法装配；中者居中。4. 切削加工成形方法和成形运动轨迹法、成形法、相切法及成法。主运动、进给运动及定位和调整运动。5. 典型表面加工方法外圆：车削、成形车削、旋转拉削、研磨、铣削外圆、成形外圆磨、普通外圆磨、无心磨、车铣加工和滚压加工。其中普通外圆磨适合黑色金属和淬火钢外圆表面加工；拉削和无心磨属大批量生产；车铣属新型加工方法；滚压可形成加工表面压应力。孑L：钻扩铰镗拉挤磨。其中拉削为大批量生产；磨孔适合高精度和淬硬孔加工。平面：刨插磨车镗拉。其中插削可加工孔键槽；拉削适合大批量生产。螺纹：车攻套、盘形铣梳形铣旋风铣及磨滚压。齿形加工：铣磨滚剃插和展成法磨齿。6. 切削用量和切削截面参数切削用量：切削速度，进给量，背吃刀量也叫切削深度.。切削截面参数：切削厚度，切削宽度，切削截面面积丨。h d = fho = Qp -= aitf =力故主偏角越大，切削厚度越大，切削宽度越小。7. 基准和装夹基准：用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点线面。装夹：包括定位和夹紧。定位：工件在机床上占据正确的位置；夹紧：工件在各种力下保持正确的位置不变动。基准分类：设计基准：设计图样上所采用的基准。工艺基准：工艺过程中采用的基准。工序基准：工序图上确定本工序加工表面位置的基准。定位基准：加工中用作定位的基准。粗基准：使用未加工表面作为定位基准。精基准：使用经过机械加工的表面作为定位基准附加基准：零件上根据加工工艺需要而专门设计的基准。轴类零件的顶尖孔和壳体类零 件的工艺孔和工艺凸台。测量基准和装配基准。基准选择原则: 粗基准：保证相互位置要求、余量均匀分配、便于工件装夹和粗基准在一个方向上只允许使用一次。精基准：基准重合、基准统一、互为基准、自为基准和便于装夹。基准统一：轴类零件常使用两顶尖孔；箱体类零件使用一面两孔；盘套类使用一端面和一短圆孔；套 类零件使用一长孔和一止推面。直接找正装夹：单件小批生产或精度要求特别高的场合；戈【J线找正装夹：铸件粗加工；使用夹具装夹：效率高 定位精度可靠，广泛应用。定位六点定位原则：采用六个支撑点合理布置，使工件有关定位表面和其接触，每一个支撑点限制了工件的一个自 由度，则工件6个自由度都被限制，工件位置唯一确定。完全定位：6个自由度都被限制；不完全定位：6个自由度没有全部被限制；欠定位：按照工艺要求应该被限制的自由度没有被限制；过定位：某个自由度被定位元件重复限制。关于过定位，如果工件表面经过机械加工，且形状尺寸位置精度都很高，则过定位允许并且必要；如果工件表 面是毛坯面，或者机械加工的精度不高，则不允许。8. 定位误差及计算来源：基准位置误差，工件的表面或者夹具上的定位元件制作不准确引起的；基准不重合，工件的工序基准和 定位基准不重合。定位误差计算：工序基准相对于定位元件的表面在加工尺寸方向上的最大尺寸变动量。要记住的孔销间隙配合：非固定边接触时，、, ，其中为工件上定位孔的最大直径，为定位销的最小直径;固定边接触时，工门J J外圆于V形块上铣键槽：竖直方向：距外圆中心， :2 sin 号距下母线时，.2 sin 违距上母线时，二2 sin 导其中 为工件外圆公差。水平方向：为零。9. 机械加工工艺工艺系统机械加工工艺过程中硬件和软件的集合。硬件包括机床、夹具、刀具和工件。10. 机床12类：车铣钻磨镗、牙丝刨拉锯、特种加工和其他机床。基本组成：动力源、传动系统、支撑件、工作部件、控制系统、冷却系统和润滑系统11. 夹具组成：定位元件和定位装置、夹紧元件和夹紧装置、对刀和导向元件、连接元件和夹具体。分类：通用夹具、专 用夹具、通用可调夹具、组合夹具。其中组合夹具适合新产品的试制、单件小批生产和临时性生产任务。12.刀具几何角度 刀具标注坐标系：T:通过切削刃选定点，与假定主运动方向相垂直基面切削平面 主剖面 前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角刃倾角对刀尖强度和切屑的影响：切削刃在基面的投影且垂直于基面。面和切削平面垂直嘉 0副 /7悅和为上ill5:过切削刃后角时，刀尖强度低，切屑流向未加工表面；向已加工表面。刀具实际工作角度：实际工作前角和后角与刀具的进给量和工件直径有关。工件直径越小，进给量越大，实际工作的前角越大，实际工作的后角越小。故横车时，工件半径很小时，是被挤断的13.刀具性能要求和材料选择高硬度和耐磨性、足够的强度和韧性、耐热性、良好的工艺性、经济性。碳素工具钢：耐热性差，用于手工工具；合金工具钢高速钢:用于钻头丝锥拉刀和成形车刀齿轮刀具，加工非铁金属到高温合金，其中重要的是W18Cr4V ;硬质合金钢：用于制造大多数车刀铣刀钻头，能加工淬火钢，重要的是硬钻类、硬钛类、硬钨类。瓷和超硬材料：天然金刚石，人造金刚石和聚晶立方氮化硼。14.砂轮砂轮的五要素：磨料、粒度、硬度结合剂和组织。粒度：不小于40um时每英寸长度上网眼数，小于40um 时用微米数字表示。硬度：磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面脱落的难易程度，工件硬时选软砂轮，加工塑性材 料选硬砂轮。1.切屑形成和切削变形区直角自由切削：没有副切削刃参与切削，并且刃倾角 角为零的刨刀。切削三变形区：第一变形区：受前刀面的剪切和挤压；第二变形区；-| A -削刃和后刀面的挤压和摩擦。第一变形区一般很窄，故可以称作剪切面，其与切削速度方向的夹角叫剪切角。如刃倾第三变形区：切刀具前角越小，剪切角越小。2. 切屑变形程度表示方法和切削变形影响因素表示方法：剪切应变和变形系数切削变形的影响因素：工件材料：越硬越小刀具几何参数：工件前角 越大，剪切角越大，变形越小切削用量：A切削速度，无积屑瘤时，切削速度越高变形越小，原因有二，切屑来不及变形和切削温度升 高，摩擦系数减小，进而剪切角变小，变形变小。有积屑瘤时，通过影响实际工作的前角来影响，在切屑瘤增长阶段，随切削速度增加，实际工作前角增大，变形减小，在切屑瘤减小阶段，随切屑速度增加，实际工作前角减小，变形增大，在高速阶段，随切削速度增加，变形减小。B进给量，进给量越大，摩擦越小，变形越小。C切削深度，基本无影响。3. 切屑类型带状切屑，节状切屑挤裂切屑，粒状切屑单元切屑及崩碎切屑。带状切屑：切削塑性材料，进给量较小，切削速度较高，刀具前角较大时。节状切屑：切削塑性材料，进给量较大，切削速度较低，刀具前角较小时。粒状切屑：切削硬度高的塑性材料如淬火钢，进给量较大，切屑速度较低，刀具前角较小时。崩碎切屑：切削脆性材料时。4. 切削力切削力来源： 切屑形成过程中弹性变形及塑性变形产生的抗力；刀具与切屑及工件表面之间的摩擦力。切削力分解：切削力.：用于计算刀具强度，设计机床零件，确定机床功率。背向力：用于计算与加工精度有关的工件挠度和刀具、机床零件的强度。与振动有关。进给力：用于设计进给功率和设计机床进给机构。要注意的关系：严=佗-:和，其中为切削合力在基面的投影。切削力计算主要是经验公式，指数形式的和切削层单位面积切削力的计算公式。影响切削力的因素工件材料：塑性越高，变形越大，需要做的功越多，切削力越大。刀具几何角度：影响最大的是前角：前角越大，剪切角越大，变形越小，切削力越小。主偏角越小，进