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机械制造技术基础知识点
第一章机械制造系统和制造技术简介
制造系统:制造过程及其所涉及的硬件,软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体,称为制造系统。
制造系统在运行过程中总是伴随着物料流,信息流和能量流的运动。
制造过程由技术准备,毛坯制造,机械加工,热处理,装配,质检,运输,储存等过程组成。
制造工艺过程:技术准备,机械加工,热处理,装配等一般称为制造工艺过程。
机械加工由若干工序组成。
机械加工中每一个工序又可分为安装,工位,工步,走刀等。
工序:一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。
安装:在一个工序中,工件在机床或夹具中每定位和加紧一次,称为一个安装。
工位:在工件一次安装中,通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位。
工步:在一个工序内,加工表面,切削***,切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步。
走刀:切削***在加工表面切削一次所完成的加工内容。
按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型:单件生产,成批生产,大量生产。
成批生产分小批生产,中批生产,大批生产。
机械加工的方法分为材料成型法,材料去除法,材料累加法。
材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。
材料成型工艺包括铸造,锻造,粉末冶金,连接成型。
影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。
常用铸造工艺有:普通砂型铸造,熔模铸造,金属型铸造,压力铸造,离心铸造,陶瓷铸造。
锻造工艺分自由锻造和模膛锻造。
粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。
连接成型分可拆卸的连接和不可拆卸的连接(如焊接,粘接,卷边接和,铆接)。
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,膛削,铣削,磨削,刨削。
切削运动可分主运动和进给运动。
主运动使***与工件产生相对运动,以切削工件上多余金属的基本运动。
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)
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。
切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。
切削用量是切削速度,进给量,背吃刀量的总称。
切削速度主运动的速度。
进给量在主运动一个循环内***与工件之间沿进给方向相对移动的距离。
背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。
特种加工分力学加工,电物理加工,电化学加工,激光加工,化学加工,复合加工。
力学加工分超声波加工,喷射加工,喷水加工。
电物理加工有电火花成型加工,火花线切割加工,电子束加工,离子束加工。
电化学加工有电解加工,电镀,刷镀,电铸加工。
化学加工有化学铣削和化学刻蚀。
复合加工有电解磨削,超声电解磨削。
材料累加法(质量增加工艺)主要指快速原型制造技术RPM。
激光烧结法SLS是将金属粉末通过计算机控制的激光束加热使其溶化成形。
分层实体制造法LOM是以片材为材料,利用二氧化碳激光束切割出相应的横切面轮廓,得到连续的层片材料构成三维实体模型图。
溶化堆积制造法FDM是以塑胶火石蜡等低熔点材料作为造型材料,将原料做成细线形状,计算机将用CAD设计得产品3D模型分成一层层极薄的截面,并生成控制喷嘴移动轨迹的几何坐标信息。
第二,三,四章
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。
成型法是利用成形***对工件进行加工的方法。
轨迹法是利用***做一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法。
展成法是利用工件和***作展成切削运动的加工方法。
相切法是利用***边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法。
展成法和相切法的区别在于刀尖的运动轨迹不同。展成法***旋转速度和***中心移动速度之间彼此关联,满足***与工件纯滚动特定关系,刀刃上的一个点在纯滚动中对工件上的对应点进行切削,是一一对应关系;而相切法的***旋转速度远大于其中心的移动速度,刀刃上的一个点对工件上多个不同的点进行切削,不是一一对应关系。展成法可以看成相切法的一种特例。
表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。
按机床万能性程度分为:通用机床,专门化机床,专用机床。
按机床精度分为:普通机床,精密机床,高精度机床。
按自动化程度分为:一般机床,半自动机床,自动机床。
按重量分为:仪表机床,一般机床,大型机床,重型机床。
按机床主要工作部件数目分为:单刀机床,多刀机床,単轴机床,多轴机床。
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:切削运动,辅助运动。
辅助运动有:分度运动,送夹料运动,控制运动,其他各种空程运动。
按***分为切刀,孔加工***,铣刀,拉刀,螺纹***,齿轮***,自动化加工***。
按***上主切削刃多少分为单刃***,多刃***。
按***切削部分的复杂程度分为一般***,复杂***。
按***尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸***,非定尺寸***。
按***切削部分本身的构造分为单一***和复杂***。
按***切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式***和装配式***。
切刀主要包括车刀,刨刀,插刀,膛刀。
孔加工***有麻花钻,中心钻,扩孔钻,铰刀等。
用得最多的***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。
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。
***的参考系分为标注角度参考系和工作角度参考系。
标注角度参考系由主运动方向确定,工作角度参考系由切削运动方向确定。
构成***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。
基面过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面。
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。
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。
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。
在正交平面内标注的角度前角,后角,楔角。
在切削平面内标注的角度刃倾角。
在基面内标注的角度主偏角,副偏角,刀尖角。
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。
刃倾角在切削平面内度量的主切削刃与基面之间的夹角。
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。
***的几何参数包括切削刃形状,刃区剖面型式,刀面型式,***角度。
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)***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***时取较小的后角。
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***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。
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***取较小副偏角(2)精加工***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。
磨具由磨料,结合剂,空隙三者构成。
砂轮的特性包括磨料,粒度,硬度,结合剂,组织,形状和尺寸。
粒度分磨粒和微粉。
砂轮硬度是指砂轮工作时,磨料自砂轮上脱落的难易程度。
一般情况下,加工硬度大的金属,应选软砂轮;加工软金属时,应选硬砂轮。粗磨时选软砂轮,精磨时选硬砂轮。
工件装夹分为直接找正装夹,划线找正装夹,利用夹具装夹。
机床夹具组成:定位装置,夹紧装置,对定装置,辅助装置,夹具体。