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机械加工由若干工序组成。工序又可分为安装,工位,工步,走刀。
按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型:单件生产,成批(小批,中批,大批)生产,大量生产。
材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。
金属切削加工的方法有车削,钻削,镗削,铣削,磨削,刨削这几种属于传统的切削加工,特种加工包括:电火花成型加工和电火花线切割加工,超声波加工等
。
工件上三个不断变化的表面待加工表面,过渡表面(切削表面),已加工表面。(详见P58)
切削用量是以下三者的总称。
(1)切削速度,主运动的速度。
(2)进给量,在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。
(3)背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。
母线和导线统称为形成表面的发生线。
形成发生线的方法成型法,轨迹法,展成法,相切法。
表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。
机床的分类:(1)按机床万能性程度分为:通用机床,专门化机床,专用机床。
(2)按机床精度分为:普通机床,精密机床,高精度机床。
(3)按自动化程度分为:一般机床,半自动机床,自动机床。
(4)按重量分为:仪表机床,一般机床,大型机床,重型机床。
(5)按机床主要工作部件数目分为:单刀机床,多刀机床,单轴机床,多轴机床。
(6)按机床具有的数控功能分:普通机床,一般数控机床,加工中心,柔性制造单元等。
机床组成:动力源部件,成型运动执行件,变速传动装置,运动控制装置,润滑装置,电气系统零部件,支承零部件,其他装置。
机床上的运动:(1)切削运动(又名表面成型运动),包括:
1、主运动使刀具与工件产生相对运动,以切削工件上多余金属的基本运动。
2、进给运动不断将多余金属层投入切削,以保证切削连续进行的运动。(可以是一个或几个)
(2)辅助运动。分度运动,送夹料运动,控制运动,其他各种空程运动
刀具分类:
(1)按刀具分为切刀,孔加工刀具,铣刀,拉刀,螺纹刀具,齿轮刀具,自动化加工刀具。
(2)按刀具上主切削刃多少分为单刃刀具,多刃刀具。
(3)按刀具切削部分的复杂程度分为一般刀具,复杂刀具。
(4)按刀具尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸刀具,非定尺寸刀具。
(5)按刀具切削部分本身的构造分为单一刀具和复杂刀具。
(6)按刀具切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式刀具和装配式刀具。
切刀主要包括车刀,刨刀,插刀,镗刀。
孔加工刀具有麻花钻,中心钻,扩孔钻,铰刀等。
用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金钢。
高速钢分普通高速钢和高性能高速钢。
高性能高速钢分钴高速钢,铝高速钢,高钒高速钢。
刀具的参考系分为静止(标注)角度参考系和工作角度参考系。
静止(标注)角度参考系由主运动方向确定,工作角度参考系由合成切削运动方向确定。
构成刀具标注角度参考系的参考平面有基面,切削平面,正交平面,法平面,假定工作平面,背平面。
外圆车刀切削部分的结构要素:前刀面,后刀面,副后刀面,主切削刃,副切削刃,刀尖。
正交平面参考系:(1)基面过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面。
(2)切削平面过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。
(3)正交平面是通过切削刃选定点并同时垂直于基面和切削平面的平面。
详见P61
(4)法平面是通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
假定工作平面是通过切削刃选定点平行进给方向并垂直于基面的平面。
刀具角度:一定要搞懂,重中之重(详见P62)对应第三次作业:4个让标出刀具角度的题。
(1)在正交平面内标注的角度前角,后角,楔角。
前角在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角。
后角在正交平面内度量的主后刀面与切削平面之间的夹角。
楔角在正交平面内度量的前刀面与后刀面之间的夹角。
(2)在副平面内标注的角度副前角副后角
(3)在切削平面内标注的角度刃倾角。
刃倾角在切削平面内度量的主切削刃与基面之间的夹角。
(4)在基面内标注的角度主偏角,副偏角,刀尖角。
主偏角主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
副偏角副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。
刀尖角在基面内度量的主刃与副刃之间的夹角。
前角的选择原则(1)工件材料的强度低,硬度低,塑性大,前角数值应取大些,加工脆性材料时,应取较小的前角。(2)刀具材料的强度和韧性越好应选用较大的前角。(3)粗切时前角取小值,工艺系统差时,前角取大值。
后角的选择原则(1)粗切时后角可取小值,精切时,后角取大值(2)当工艺系统刚性较差或使用有尺寸精度要求的刀具时取较小的后角。
主偏角的选择原则(1)粗加工,半精加工,硬质合金车刀,选较大主偏角(2)加工很硬材料取较小主偏角(3)工艺刚性好取较小主偏角,车细长轴选较大主偏角(3)单件小批量生产主偏角等于90度或45度。
副偏角选择原则(1)一般刀具取较小副偏角(2)精加工刀具取更小副偏角(3)加工高强度高硬度或断续切削时取较小副偏角。
前角的功用增大前角能减小切削变形和摩擦,降低切削力和切削温度,减少刀具磨损和改善加工表面质量。
后角功用增大后角能减少后刀面与过度表面件的摩擦,还可以减少切削刃圆弧半径,使刃口锋利。
刃倾角的功用影响切屑流出方向,影响切削刃的锋利性,影响刀刃强度,影响切削分力。
主偏角和副偏角的功用(1)影响已加工表面粗糙度(2)影响切削分力的大小和比例,影响工艺系统的弹性变和振动。(3)直接影响刀尖强度,影响对切削热的传散(4)主偏角影响切屑层形状,影响断屑效果和排屑方向。
看着p62的刀具角度图,把几个角度的选择原则对应其功用研究透彻。
切屑种类带状切屑,节状切屑,粒状切屑,崩碎切屑。()
(1)带状切屑较高速度,较低切削厚度,较大刀具前角切削塑性材料时形成。
(2)节状切屑较低切削速度,较小前角,较大切削厚度切削钢等塑性金属时形成。
(3)粒状切屑更低切速,更大切削厚度,切削塑性较小金属时形成。
(4)崩碎切屑切削脆性材料。
将切削刃作用部位的切削层分为三个变形区:第一变形区(剪切滑移区),第二变形区(摩擦区),第三变形区(挤压区)。,要会画并分析每个变形区的主要变化。
切削合力分解为三个分力(1)主切削力沿切削速度方向分力。(2)进给抗力在进给方向分力(3)切深抗力切深方向分力。
切削力的影响因素工件材料,切削用量,刀具角度,其他。
切削温度的影响因素切削用量,工件材料,刀具角度,其他。
对照前面刀具角度的选择原则和功用,综合起看。
刀具磨损阶段分三个初期磨损阶段,正常磨损阶段,急剧磨损阶段。
刀具磨损形式后刀面磨损,前刀面磨损,前后刀面同时磨损。
刀具磨损原因磨料磨损,粘结磨损,扩散磨损,氧化磨损。
刀具破损形式脆性破损,塑性破损。脆性破损又分崩刃,碎裂,剥落,热裂。
防止刀具破损措施合理选择刀具材料,角度,切削用量,。
刀具寿命影响因素切削用量,工件材料,刀具材料,刀具几何角度,其他。
选择切削用量时,应该首先选择一个尽量大的背吃刀量,其次选择一个大的进给量,最后根据已经确定的背吃刀量和进给量,并在刀具寿命和机床功率允许的条件下选择合理的切削速度。
对照前面刀具角度的选择原则和功用,综合起看。
磨具由磨料,结合剂,气孔三者构成。
砂轮的特性包括磨料,粒度,硬度,结合剂,组织,形状和尺寸。
砂轮硬度是指砂轮工作时,磨料自砂轮上脱落的难易程度。
磨削运动分主运动;进给运动(径向,轴向,圆周运动)共四个运动。
磨削表面质量包括磨削的表面粗糙度,表面烧伤,表层残余应力。
残余应力指除外力和热源作用后存在于零件内部的应力。
高效磨削的方法有高速磨削,强力磨削,砂带磨削。
一般情况下,加工硬度大的金属,粗磨时应选软砂轮;加工软金属时,精磨时应选硬砂轮。
工件装夹分为直接找正装夹,划线找正装夹,利用专用夹具装夹。
定位使工件在工艺系统中处于正确的位置
基准用来确定零件几何要素间的几何关系所依据的点线面。分为设计基准和工艺基准(包括工序基准,定位基准,测量基准,装配基准)。
限制工件六个自由度使工件定位的方法称为六点定位原理,六点定位。
不能把定位和夹紧搞混淆,定位是使工件处于正确位置,夹紧是为了保证正确的定位。
完全定位限制工件六个自由度。
不完全定位(合理定位)限制自由度小于六个,但仍能保证加工要求。
欠定位限制工件自由度小于合理数目,不能保证加工要求。
重复定位(过定位)同一自由度被同一定位元件重复限制。
对应作业题P296的第18题。
平面常用定位元件有固定支承,可调支承,自位支承(限制一个自由度),辅助支承。注意:可调支撑与辅助支撑的区别。可调支撑要起定位作用,一批零件调一次。辅助支撑不起定位作用,一件零件调一次。
工件以圆孔定位元件圆柱销,锥销,心轴。
工件以锥孔定位元件圆锥心轴,顶尖。
工件以外圆柱面定位元件定位套,弹簧夹头,V形块。
定位销短圆柱销限制2个自由度,长圆柱销限制4个自由度,菱形销限制1个自由度。
锥销用于未加工过的孔可限制3个自由度,浮动锥销限制2个自由度。
心轴间隙配合心轴限制5个自由度,过盈配合心轴限制4个自由度,小锥度心轴限制4个自由度。
平面定位中一个支承钉限制1个自由度,两个支承钉限制2个自由度,三个支承钉限制3个自由度。
V形块(1)固定式长V形块限制4个自由度,短V形块限制2个自由度(2)活动式V形块限制1个自由度。
圆锥心轴定位限制5个自由度。
顶尖死顶尖限制3个自由度,活顶尖限制2个自由度
三抓卡盘定位支持短工件限制2个自由度,支持长工件限制4个自由度。
不要死记硬背,对应不同情况灵活分析。对应作业P296的18题试着自己分析。
夹紧力三要素作用点,方向,大小。
夹紧动力(装置)系统:气动,液压,气液联动,电动,磁力,真空动力系统。。。
零件加工质量包括(1)机械加工精度指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度
(2)加工表面质量。
机械加工精度包括尺寸精度,形状精度,位置精度。,不懂的查P33、P35和P39表。并注意在图中标注时新旧国标的不同之处。对应作业P56的6、7、8、9题。
定位误差产生的原因基准不重合误差基准位移误差。
定位误差的计算公式有:教材P263对于给定定位图要会计算,对应作业P296的19题。
工艺规程规定产品制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。
工艺文件将工艺规程的内容填入一定格式卡片,即成为生产准备和施工所依据的工艺文件。
工艺文件常用的有机械加工过程综合卡片,机械加工工艺卡片,机械加工工序卡片。
加工工艺过程设计应解决好定位基准的选择,工艺路线的拟定,工序尺寸及公差的确定,加工工序设计等问题。
定位基准有粗基准和精基准两种。
加工经济精度是指在正常加工条件下所能达到的加工精度。
加工阶段的划分粗加工阶段,半精加工阶段,精加工阶段,光整加工阶段,超精密加工阶段。
机械加工工序的安排基面先行,先粗后精,先主后次,先面后空。
热处理工序的安排预备热处理,最终热处理。
加工余量分为工序余量和加工总余量。
工序余量工序余量等于前后两道工序尺寸之差。
工序尺寸都按入体原则标注极限偏差,即被包容面的工序尺寸取上偏差为0,包容面的工序尺寸取下偏差为0
最小工序余量=工序余量基本尺寸-上工序尺寸的公差
最大工序余量=工序余量基本尺寸+本工序尺寸公差
=最小工序尺寸+上工序尺寸的公差+本工序尺寸的公差
被包容面指轴,包容面指孔。
加工余量有双边余量与单边余量之分。
对外圆和孔等回转表面,加工余量指双边余量是从直径上考虑的,实际切削金属时加工余量的一半。平面的加工余量是指单边余量,等于实际切削的金属层厚度。
工艺尺寸链在零件加工过程中,由一系列相互联系切按一定顺序排列的工序尺寸所形成的封闭尺寸组合,称为工艺尺寸链。
环工艺尺寸链中每一个组成尺寸称为环。
封闭环是加工过程中最后自然形成或间接得到的尺寸。每一组尺寸链中只有一个封闭环。
组成环在工艺尺寸链中对封闭环有影响的所有尺寸。
组成环分为增环减环。
增环当其他组成环大小不变,某一组成环的增大会导致封闭环也增大时,该组成环为增环,
减环当其他组成环大小不变,某一组成环的增大会导致封闭环反而减小时,该组成环为减环。
尺寸链的计算,定义不重要,会计算就行。,可能不考,但也需掌握。
补充:(1)按机床的传动链图,写出机床的传动结构图,以及转速计算。
(2)挂轮的选择。不多说,重中之重。对应作业P2003、5、。