機械制造工藝學復習

1、第一章工序：一名（或一組）工人在一臺機床（或其他設備及工作地點）上，對一個（或同時幾個）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。安裝：工件在加工前，使其在機床（夾具）上定位和夾緊的過程稱為安裝。工位：工件在加工中，為了減少安裝次數(shù)，往往采用回轉夾具、回轉工作臺或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同位置進行加工。此時，在每個加工位置上所完成的那部分工作就稱為工位。工步：在加工表面、切削刀具及切削用量中的轉速與進給量不變的條件下所完成的那部分工藝過程，稱為工步。走刀：在一個工步內，當被加工表面的切削余量較大，需要分幾次切削時，每進行一次切削，稱為一次走刀。設計基準：設計零件圖樣時用以確定其

2、他面、線或點的位置所依據(jù)的基準。工藝基準：在制造過程中采用的各種基準。1.2.3.4.1. 工序基準：在工序卡片上用以確定被加工表面位置的基準。2. 定位基準：工件在夾具上定位時，用以使工件工序尺寸方向上相對于刀具得到確定位置的基準。. 粗基準：未經加工的表面。. 精基準：已經加工的表面。1）2）1) 基本精基準：在裝配時也作為裝配基準。2) 輔助精基準：用作精基準的表面在裝配和使用時沒有用處者。3. 度量基準：用以度量加工表面位置的基準。4. 裝配基準：當零件裝配成部件和機器時，用以確定零、部件在機器中位置的基準?；鶞手睾希翰煌鶞手睾显谝黄鸬那闆r。基準統(tǒng)一可以減少換算誤差，保證零件的精度。

3、設計零件圖樣時，應盡量以裝配基準作為設計基準，這樣可以直接保證裝配精度；在制定工藝規(guī)程時，應盡量以設計基準作為工序基準，以工序基準作為定位基準和度量基準。第二章合金的流動性鑄造時液態(tài)金屬充填鑄型的能力，稱為流動性。一般流動性好則充型能力強，容易獲得輪廓清晰的薄而復雜的鑄件，而且液態(tài)金屬粘度小，有利于氣體和雜質的浮出；也有利于對金屬在凝固和冷卻過程中產生的收縮進行補充，避免產生澆不足和冷隔，減少氣孔、夾渣和縮孔等缺陷。提高合金流動性的方法：提高直澆道高度、增加充型靜壓力、降低鑄型導熱系數(shù)（如用干型代替濕型）、提高鑄型溫度、提高型砂透氣性和開設出氣冒口以降低氣體阻力、簡化澆注系統(tǒng)和增大內澆道截面、

4、減少金屬液流動阻力等。合金的收縮合金的收縮分三個階段. 液態(tài)收縮：從澆注溫度到液相線溫度間的收縮。. 凝固收縮：從液相線到固相線溫度間的收縮。. 固態(tài)收縮：從固相線到室溫溫度間的收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮表現(xiàn)為合金體積的縮小，用體收縮表示，使鑄件易產生縮孔和縮松。固態(tài)收縮主要體現(xiàn)在鑄件尺寸的縮小上，用線收縮表示，使鑄件易產生內應力、變形和裂紋。熱裂是在合金凝固末期高溫下形成的。此時，固態(tài)金屬已形成完整的骨架，晶粒間還有少量的液體，金屬本身的強度塑性很差，收縮時的收縮應力若超過該溫度下金屬的強度則產生熱裂。冷裂是合金在較低溫度下形成的。受熱應力和收縮應力的綜合影響后，其內應力大于該溫度下的金屬強度

5、則產生冷裂。鑄造工藝對鑄件結構的要求1. 鑄件外形的設計(1) 分型面盡量減少并盡可能為平面。(2) 鑄件外形應盡量方便造型。2. 鑄件內腔的設計(1) 盡量避免不必要的型芯。(2) 型芯要便于固定、排氣和清理。3. 鑄件結構斜度的設計在垂直于分型面的不加立壁上應設計出斜度。合金鑄造性能對鑄件結構的要求1. 合理設計鑄件壁厚鑄件壁厚設計應大于該合金在一定鑄造條件下所能得到的“最小壁厚”。2. 鑄件壁厚應盡可能均勻3. 鑄件的連接方式要合理(1) 鑄造圓角；(2) 鑄件要避免交叉和銳角連接；(3) 壁厚與薄壁連接時，應力求平緩過渡，避免截面突變，減少應力集中，防止產生裂紋。第三章金屬的可鍛性是指

6、金屬經受鍛壓成形的難易程度?？慑懶砸越饘俚乃苄院妥冃慰沽砗饬俊Ｓ绊懡饘倏慑懶缘囊蛩?1) 化學成分的影響一般純金屬的可鍛性比它們的合金好。對碳鋼，隨碳含量增加，鐵素體量減少，滲碳體量增加，碳鋼強度增加、塑性降低，可鍛性變差。合金鋼總趨勢是隨合金元素增加鋼的塑性降低，變形抗力增高，可鍛性降低。(2) 組織的影響單相組織比多相組織塑性好；細晶粒金屬的塑性比粗晶粒的好，但變形抗力較大。鑄態(tài)組織的鋼錠具有粗大的柱狀晶、夾渣、偏析、疏松和氣孔等鑄造缺陷，鍛造時塑性低，容易開裂。為保證鍛件質量，開始鍛造鑄態(tài)鋼錠時變形量要小，待其逐漸轉變?yōu)殄懺旖M織性能較好時，再增大變形量。(3) 變形溫度的影響大多數(shù)金屬

7、隨溫度升高，塑性增加、變形抗力降低，易產生回復和再結晶，消除加工硬化。但過高的溫度會造成金屬過燒，降低可鍛性。(4) 變形速度的影響隨變形速度增加金屬回復和再結晶不能及時產生，加工硬化加劇，塑性降低、變形抗力增加。變形過程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉化為熱能（塑性變形熱效應）。當變形速度很大時，熱量來不及擴散，導致鍛件溫度升高、塑性提高、變形抗力下降。變形速度低于臨界值a時，可鍛性變差；當變形速度高于臨界值a時，可鍛性大為改善。(5) 應力狀態(tài)的影響金屬在變形過程中，由于受到不同方向的外力，所產生的應力狀態(tài)就各不相同。壓應力個數(shù)越多、數(shù)值越大，金屬塑性越高。壓應力有利于抑制和消除由于塑性

8、變形而引起的各種微觀破壞和組織缺陷。壓應力促使金屬內部摩擦增大，變形抗力也隨之增大。金屬鑄錠內存在的非金屬夾雜物，在鍛壓的熱變形后沿金屬的流變方向分布，在經浸蝕后的宏觀研磨面上會出現(xiàn)流線，這種流線稱為“纖維組織”。在零件設計時，應使零件所受的最大正應力方向與纖維組織方向重合，最大切應力方向與纖維組織方向垂直，并使纖維分布與零件輪廓相符合。模鍛件結構工藝性要求1) 鍛件應有一個合理的分模面；2) 為使坯料金屬易于充滿模膛，鍛件外形應力求簡單、對稱、平直；3) 盡量避免多孔、深孔、窄溝、深槽等結構；4) 與分模面垂直的表面上盡可能避免有凹槽和孔；5) 要有拔模斜度，鍛件上孔不可過深；6) 對復雜形

9、狀零件用模鍛制坯較困難時，可采用鍛焊或鍛造螺釘連接等組合結構。沖裁件斷面處有明顯的三個區(qū)（四個部分）：剪裂帶，光亮帶，榻角，毛刺。光亮帶尺寸準確、表面光潔，斷面質量最好；剪裂帶粗糙、略帶斜度，斷面質量較差。沖孔時，孔的尺寸取決于凸模尺寸；落料件的尺寸取決于凹模尺寸。彎曲變形時，坯料內側受壓縮、外側受拉伸。為防止材料在彎曲時的斷裂，應使內側的最小彎曲半徑rmin（0.251）S；材料的塑性好，rmin值可取小些。軋材、板材具有各向異性，應盡量使坯料的纖維方向與彎曲線垂直。彎曲線必須與坯料纖維方向重合時，應增大rmin；坯料表面不要劃傷，以免在彎曲時應力集中而斷裂。在設計彎曲模時，應使模具角度比零

10、件小一個回彈角，使零件在彎曲后得到所要求的角度。一般小于10。拉深系數(shù)m值越小，變形程度越大，所需變形力也越大，越易產生起皺、拉穿等缺陷。為防止拉深過程中的起皺，可用壓邊圈。沖壓件的結構工藝性1. 沖裁件的結構工藝性1) 外形和內孔形狀應盡量簡單、對稱，避免狹槽、長的懸臂，b>2S。2) 直線相接處均要以圓角過渡。3) 沖孔尺寸不能過小，尺寸精度不要太高。2. 彎曲件的結構工藝性1) 彎曲件的圓角半徑不要小于最小彎曲半徑。圓角半徑過大，受回彈影響。2) 形狀盡量對稱。3) 彎曲邊不要過短。4) 孔不能靠彎曲邊過近。5) 彎曲件的精度一般不應超過IT9IT10。3. 拉深件的結構工藝性1)

11、 形狀力求簡單、對稱。2) 拉深件高度盡可能減低。3) 對半敞開或不對稱的拉深件可采用合沖工藝，然后切開。4) 帶凸緣拉深件的凸緣寬度要適當。5) 底與壁間的圓角半徑應滿足要求。6) 精度不能要求過高，高精度應不高于IT16IT17,直徑精度應不高于IT12IT16。第四章電焊條由藥皮和焊芯兩部分組成。在焊接時，焊芯作為電極和熔化后填充焊縫，因此焊芯的化學成分和雜質含量直接影響焊縫質量。藥皮的作用是：容易引燃電弧和提高電弧的穩(wěn)定性；造氣、造渣包圍和覆蓋熔池，保護焊縫；提供合金元素滲入焊縫，以保證焊縫的力學性能和焊接工藝性能。酸性焊條，熔渣呈酸性。熔渣的氧化性較強，脫硫能力差，焊縫塑性、韌性差，

12、易產生裂紋。焊接操作工藝性好，價格較低，可交直流兩用，常用于要求不高的一般結構的焊接。堿性焊條，熔渣呈堿性。熔渣的氧化性小，脫氧、脫硫能力強，焊縫抗裂性好，常用于重要結構的焊接。堿性焊條容易產生氣孔，焊接操作工藝性差，常用直流電焊接。焊接接頭的組織和性能根據(jù)金屬被加熱時的狀態(tài)不同，焊接接頭可分為焊縫區(qū)和熱影響區(qū)兩部分。(1) 焊縫區(qū)焊縫區(qū)的金屬被加熱熔化后進行冷卻結晶，其結晶是從熔池底側面開始向中心生長。由于兩邊晶粒同時生長而互相阻礙，晶體長大方向指向熔池中心而形成鑄態(tài)柱狀晶。在焊接時受到電弧吹力和保護氣體吹動，使晶體長大受到干擾，柱狀晶呈層片狀，使晶粒細化；同時合金元素滲入焊縫使焊縫合金化，

13、所以焊縫金屬的性能不低于母材。(2) 熱影響區(qū)焊縫兩側的金屬母材因焊接熱作用而產生組織和性能變化的區(qū)域稱為熱影響區(qū)。根據(jù)組織變化的特征不同，熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。焊接應力和變形焊接過程中對焊件進行不均勻加熱而產生的膨脹、冷卻時的收縮，均受到周圍金屬的限制，使焊件產生了應力和變形。常見的變形基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪形變形。金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性是指在一定的工藝條件下金屬材料獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。其一是工藝焊接性，即金屬形成焊接缺陷的敏感性要??；其二是使用性能，即金屬的焊接接頭適應使用時的性能要求。焊接碳當量CE：將鋼中各種元

14、素對焊接性的影響都折算成與碳作用相當?shù)牧?。計算碳鋼及低合金鋼的碳當量CE（%）經驗公式為CE=wC+wMn6+wCr+wMo+wV5+wNi+wCu15式中各項均為該元素在鋼中的質量分數(shù)。碳鋼及低合金鋼的焊接1. 碳鋼的焊接低碳鋼的碳含量少（wC0.25%），焊接性良好，能活動優(yōu)質焊接接頭。中碳鋼的碳含量為wC=0.25%0.60%，隨著碳含量增加焊接性變差。因此，應適當進行預熱，wC在0.45%以下，預熱溫度為150250攝氏度；wC在0.45%以上，預熱溫度為250400攝氏度。焊接時應盡量選用抗裂性能好的低氫型焊條，而且采用細焊條小電流、開坡口多層焊、焊后緩慢冷卻和去應力退火。該方法主要

15、用于焊接鑄鋼和鍛件。高碳鋼焊接性很差，一般進行焊補，不進行結構焊接。2. 低合金鋼的焊接CE<0.4%，強度低，焊接性良好，常溫下焊接性能與低碳鋼差不多。CE=0.4%0.6%，強度級別較高，焊接性較差；焊接前一般都要進行預熱，選用低氫焊條及焊后進行退火處理。鑄鐵的焊補鑄鐵不考慮作為焊接結構件，只能進行焊補。鑄鐵件的焊補常用手弧焊和氣焊，焊補方法可分為熱焊法和冷焊法。焊接結構材料的選擇盡量選用焊接性良好的材料。應多采用成型材料。熔化焊接頭基本形式有對接接頭、搭接接頭、角接接頭、T形接頭。當焊件厚度較大時，為了保證焊透，接頭處應根據(jù)工件厚度加工出各種坡口。焊縫的布置(1) 焊縫的位置應便于

16、操作(2) 焊縫應避開應力最大和應力集中的部位(3) 焊縫布置應盡可能分散(4) 焊縫位置應盡可能對稱(5) 焊縫位置應遠離加工表面第五章各種毛坯的特點和應用場合P83鑄件的特點：液態(tài)成形，鑄件精度低、加工余量較大，鑄造合金組織粗大、內部有缺陷；鑄造工序較多，廢品率較高，抗沖擊性能不如同材料的鍛件；鑄件的應用場合：對一些形狀復雜，用其他方法難以成形的零件；一些要求耐磨、減振、承壓、價廉的零件。砂型鑄件機床機身，缸體，帶輪，箱體等；金屬鑄件鋁活塞、銅套；熔模鑄件汽輪機葉片，成形刀；離心鑄件缸套，污水管；低壓鑄件大功率柴油機活塞，曲軸箱，汽缸頭；壓鑄件微型電動機外殼，化油器體；鍛壓件特點：沒有鑄造

17、的粗大組織和內部缺陷，其力學性能較好，但因它是在固態(tài)下塑性成形而難以獲得復雜的形狀；常用鍛壓件的應用場合：一些要求強度高、耐沖擊、抗疲勞的重要零件。自由鍛件精度低、生產率不高，適用于小批生產形狀簡單的零件，如光軸、階梯軸、齒 輪坯；模鍛件可鍛制比自由鍛件形狀復雜的零件，精度較高，加工余量小，生產率高。用于大批量中、小型鍛件；沖壓件主要用于6mm以下，塑性良好 的金屬板料、條料制品，也適用于一些非金屬材料的沖裁?？蓻_制出形狀復雜、尺寸精度較高的薄壁件、空心件。焊接件特點：可以小拼大，氣密性好，生產周期短，但抗振性差，易變形；型材的應用場合：冷軋型材尺寸較小精度較高，易實現(xiàn)自動送料，適于自動加工；

18、熱軋型材多應用于普通零件制造（機械零件多采用型材為毛坯：鋼等）；型材：常用型材有圓鋼、方鋼、六角鋼及角鋼、槽鋼等。型材根據(jù)精度可分普通精度的熱軋型材和高精度的冷軋型材。熱軋型材多應用于普通零件的制造，冷軋型材尺寸較小、精度較高，易實現(xiàn)自動送料，也可直接選用冷軋型材而不需要表面切削加工。毛坯選擇原則使用要求保證使用要求是選擇毛坯的首要原則。由于工作條件、使用要求不同，其毛坯的類別、材料和制造方法也不一樣。農業(yè)機械、建筑機械中的一些齒輪，常在低速下運轉，受力不大，對嚙合及振動要求不高，常用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造后，不經機械加工即可直接使用。機床中的齒輪，工作時要求傳動平穩(wěn)振動小，受力穩(wěn)定，在靜態(tài)下變

19、換轉速，且有良好的潤滑條件，工作環(huán)境較好，故常選用碳鋼或低合金鋼經鍛造和機械加工后，根據(jù)需要進行不同熱處理后使用。汽車齒輪速度較高，在動態(tài)下進行變速，路面不平、超載等，要承受較大沖擊，要求齒輪具有較高的耐磨性和抗沖擊性，常選用低碳合金結構鋼如20CrMnTi等材料，經鍛造、機械加工、滲碳淬火后使用。經濟性1. 選擇合適的毛坯生產工藝2. 選擇合適的材料3. 批量和生產周期實際生產條件所謂實際生產條件，主要是指本企業(yè)的設備條件、技術水平、廠房情況及原材料供應情況等。常用零件的毛坯選擇（如曲軸，車架，外殼）P88軸類零件鋼或鑄鐵（光軸熱/冷軋圓鋼；階梯軸圓鋼或鍛件；凸輪軸和曲軸球墨鑄鐵或鍛件）輪盤

20、類零件鑄造或鍛造毛坯（大型齒輪鑄鋼或球墨鑄鐵；小型低速齒輪鑄鐵；帶輪等輪灰鑄鐵）套類零件鋼，鑄鐵，青銅，黃銅等（孔徑小于20mm熱/冷軋或實心鑄件；大于20mm無縫鋼管或有孔的鑄件和鍛件；批量大擠壓和冶金件）箱體類零件灰鑄鐵（客車車架，機床和機架鑄鋼件；航空發(fā)動機和箱體類零件高強度鋁合金鑄件）第六章互換性概述P90在機器制造業(yè)中，零、部件的互換性是指同一規(guī)格的一批零件或部件中，任取其一，不經過任何挑選或附加修配，裝在機器上就能達到規(guī)定的功能的要求。這樣的一些零件或部件，就稱為具有互換性的零、部件。畫公差帶圖P91何謂標準公差，基本偏差？P92標準公差：國標規(guī)定的，用以確定公差帶大小的任一公差值

21、.用來確定公差帶的寬度，由公差單位和公差等級構成.基本偏差：國標規(guī)定的，用以確定公差帶相對于零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差，用來確定公差帶的位置.H下偏差為零，h上偏差為零必須會查標準公差，基本偏差P93基準制的選用P101基孔制：孔的公差帶位置確定，基準孔下偏差為零，“H”基軸制：軸的公差帶位置確定，基準軸上偏差為零，“h”公差等級的選用P101對于基本尺寸小于或等于500mm的較高等級的配合，由于孔比同級的軸加工困難，當標準公差小于或等于IT8級時，國標推薦孔比軸低一級相配合。但對于標準公差大于IT8級或基本尺寸大于500mm的配合，由于孔的測量精度比較容易保證，故推薦

22、采用同級孔、軸配合；何謂最小條件？P102最小條件：理想要素的確定準則，就是最小條件，即被測實際要素對理想要素的最大變動量為最小.形狀公差與位置公差怎么標注？P102 表面粗糙度參數(shù)值的選擇P113表面特征代號及其標注法P113何謂尺寸鏈、封閉環(huán)？P114尺寸鏈：由有相互關系并按一定次序排列的一組尺寸組成的一個封閉尺寸鏈環(huán).封閉環(huán)：在零件加工后或機器裝配后間接形成的尺寸。畫尺寸鏈圖，判斷封閉環(huán)，增減環(huán)P115極值解法計算公式P116完全互換裝配法P120畫尺寸鏈判斷增減環(huán)用極值解法求上、下偏差在工序圖上改變設計尺寸的標注P129一次加工同時保證多個設計尺寸P130表面熱處理層深度及鍍層深度工藝

23、尺寸鏈P132第七章切削用量：指切削速度、進給量和切削深度三者的總稱.常稱為切削用量三要素。切削速度v：它是切削刃上選定點相對于工件的主運動的速度。進給速度vf與進給量f：進給速度vf是切削刃上選定點相對于工件的進給運動的速度，單位為mms。進給量f是工件或刀具的主運動每轉或每一行程時，工件和刀具在進給運動方向上的相對位移量。切削深度ap：對外圓車削而言，切削深度（mm）是工件上待加工表面和已加工表面間的垂直距離。刀具耐用度：刃磨后刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切削時間，稱為刀具耐用度，以T表示車床加工范圍及特點P143用于加工各種回轉表面，如內外圓柱表面、圓錐表面、成形回轉表面和

24、回轉體端面；臥式車床通用性較大，但結構復雜且自動化程度低，適用于單件、小批生產和修理車間等（車床應用最廣）齒輪的加工方法，滾齒和插齒P144成形法和展成法；滾齒機滾切直齒和斜齒圓柱齒輪和渦輪；插齒機內、外嚙合的圓柱齒輪銑床、刨床和插床的加工范圍及特點P146銑床加工平面和溝槽、螺旋面，適用于加工單件、小批成批生產小型零件（凸輪、樣板、模具）刨床和插床加工平面和溝槽，適用于單件、小批生產和修理車間鉆床和鏜床加工范圍及特點P148鉆床加工外形較復雜，沒有對稱回轉軸線的工件上的孔，如箱體、機架等零件上的各種孔，加工時，工件不動，刀具作旋轉主運動。鏜床鏜孔、鉆孔、銑平面、車削何謂加工精度，加工誤差？P

25、149加工精度：指零件在機械加工以后的尺寸、幾何形狀和各表面間的相互位置等實際數(shù)值與理想數(shù)值相接近的程度.加工誤差：零件在加工過程中，產生的誤差.產生加工誤差的主要因素P150加工原理誤差機床、刀具及夾具的制造誤差與磨損工件的安裝誤差工藝系統(tǒng)的受力變形工藝系統(tǒng)的熱變形工件內應力的影響測量誤差和調整誤差毛坯誤差的復映原理 P153工件的毛坯在尺寸上、形狀上以及表面層硬度的均勻性上都有較大的誤差。毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷地變化，從而引起切削力的變化，使工藝系統(tǒng)產生相應變形，因而在加工后的工件表面上還保留著與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。誤差敏感方向誤差敏感方向：通過刀刃的加工表面法線方

26、向，在此方向上原始誤差對加工誤差影響最大。主軸及軸承誤差對工件形狀的影響P151當車床主軸采用滑動軸承時，由于切削載荷使主軸的軸頸始終壓緊在軸承表面的一定部位上，則主軸軸頸的圓度就會反映到工件上去。誤差的分類（系統(tǒng)性誤差變值、常值系統(tǒng)性誤差，偶然性誤差，并舉實例）P155系統(tǒng)性誤差（變值、常值系統(tǒng)性誤差）、偶然性誤差；常值系統(tǒng)性誤差：機床導軌偏斜后引起的形狀誤差和定尺寸刀具偏大時，孔徑偏大于相應的數(shù)值；變值系統(tǒng)性誤差：刀具磨損后，零件直徑逐漸變大。系統(tǒng)性誤差：當順序加工一批零件時，加工誤差的數(shù)值大小不變，或者按明顯的規(guī)律變化，這些誤差被稱為系統(tǒng)性誤差。偶然性誤差：如果誤差的出現(xiàn)沒有明顯的規(guī)律性

27、則被稱為偶然性誤差；因內應力重新分布所引起的工件變形;因材料硬度不均勻、加工余量不均勻、毛坯表面有缺陷等原因導致切削力變化所造成的加工誤差都屬于偶然性誤差。何謂加工表面質量？包括哪些內容？P158加工表面質量：指機械加工以后，零件表面的幾何形狀（主要是表面粗糙度）和表面層的物理力學性能兩個方面。表面的幾何形狀包括：宏觀幾何形狀偏差或宏觀不平度、表面粗糙度、表面波度。表面層的物理力學性能：表面層的冷硬程度和深度、表面層殘余應力和種類（拉伸或壓縮）、大小及其分布狀況、表面層的金相組織。表面質量對零件使用性能的影響原因和結論.P159表面層存在殘余壓應力，可提高表面硬度；零件表面進行強化處理（如冷擠壓）后，可以顯著降