機械制造工藝學(xué)考試重點

1、第一章機械加工工藝過程：用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程。工序：是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成那一部分工藝過程。區(qū)分工序的主要依據(jù)是工人和工作地點不變，工作對象不變，工作連續(xù)。只要其中任意一個因素發(fā)生變動，則視為不同工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是制定生產(chǎn)計劃、進行經(jīng)濟核算的基本單元。工位：在工件的一次裝夾中，通過分度（或移位）裝置使工件相對于機床床身變換加工位置，把每一個加工位置上所完成的那部分工藝內(nèi)容。工步：在被加工表面、切削用量（轉(zhuǎn)速和進給量）、切削刀具均不變的情況下所完成的那部分工藝內(nèi)容。工步是構(gòu)

2、成工序的基本單元，其實質(zhì)是工序的加工內(nèi)容。由人和（或）設(shè)備連續(xù)完成的工序，該部分工序不改變工件的形狀、尺寸和表面粗糙度，但它是完成工步所必需的，稱為輔助工步，如更換刀具等。在一個工步內(nèi)，若有幾把刀具同時加工幾個不同表面，稱此工步為復(fù)合工步生產(chǎn)綱領(lǐng)：是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。某零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量：N=Qn(1+a%+b%)(件/年)N-零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，n-每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，a%-備品率，b%-廢品率，Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量年生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計或修改工藝規(guī)程的重要依據(jù)，是車間（或工段）設(shè)計的基本文件零件的結(jié)構(gòu)工藝性: 指所設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)在滿足使用要求的前提下,制造

3、的可行性和經(jīng)濟性。具有相對性?；鶞?zhǔn)：是確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。設(shè)計基準(zhǔn)：設(shè)計圖上用來標(biāo)定其它點、線、面位置的點、線、面，是標(biāo)注設(shè)計尺寸或位置公差的起點。工藝基準(zhǔn)：零件在加工、度量和裝配時所用的基準(zhǔn)分為：工序基準(zhǔn)：工序圖上用來確定本工序加工表面的尺寸和位置時所依據(jù)的基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn)：在測量工件已加工表面的尺寸和位置時所依據(jù)的基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：在機器裝配時，確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置時所依據(jù)的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：加工時使工件在機床或夾具上占有正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。分為：粗基準(zhǔn)：未經(jīng)機械加工的定位基準(zhǔn)，亦即第一道工序采用的定位基準(zhǔn)。影響：位置精度、各加工表面的余量大小精

4、基準(zhǔn)：經(jīng)過機械加工的定位基準(zhǔn)。輔助基準(zhǔn)：根據(jù)機械加工工藝需要而專門設(shè)計的定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇原則：即先考慮精基準(zhǔn)的選擇，后考慮粗基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇原則：基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)、自為基準(zhǔn)。主要考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度，以及如何使得工件裝夾方便可靠。（簡答）粗基準(zhǔn)的選擇原則：優(yōu)先保證加工余量原則（均勻、足夠）、優(yōu)先保證表面間相互位置要求的原則、可靠定位原則、一般不重復(fù)使用原則。（簡答）加工方法的選擇：根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法和加工方案；考慮被加工材料的性質(zhì)；考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)，即考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性問題；考慮本廠的現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)條件：即充分利用本廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝裝備

5、。（簡答）加工階段的劃分：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段。（簡答）劃分原則（目的）：保證零件加工質(zhì)量、及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷、合理利用機床設(shè)備、便于穿插熱處理工序。（簡答）工序的劃分原則：即工序的集中和工序的分散。機械加工工序的安排原則：基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔。尺寸鏈：在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。工藝尺寸鏈：在零件加工過程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。裝配尺寸鏈：在機器設(shè)計和裝配過程中，由有關(guān)零件設(shè)計尺寸形成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。尺寸鏈的組成：確定封閉環(huán)、查找組成環(huán)、確

6、定增減環(huán)。（加工余量往往是封閉環(huán)）尺寸鏈的特征： 封閉性：尺寸鏈?zhǔn)且唤M有關(guān)尺寸首尾相接構(gòu)成封閉形式的尺寸。 關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中間接保證的尺寸的精度是受這些直接獲得的尺寸的精度所支配。極值解法：這種方法又叫極大極小值解法。它是按誤差綜合后的兩個最不利情況，即各增環(huán)皆為最大極限尺寸而各減環(huán)皆為最小極限尺寸的情況；以及各增環(huán)皆為最小極限尺寸而各減環(huán)皆為最大極限尺寸的情況，來計算封閉環(huán)極限尺寸的方法。豎式計算封閉環(huán)(多用于驗算封閉環(huán))：增環(huán)，上、下偏差照抄；減環(huán)，上、下偏差對調(diào)、變號1、封閉環(huán)基本尺寸=所有增環(huán)基本尺寸-所有減環(huán)基本尺寸2、封閉環(huán)的最大極限尺寸=所有增環(huán)的最大極限尺寸之和-所有減環(huán)的最小

7、極限尺寸之和 封閉環(huán)的最小極限尺寸=所有增環(huán)的最小極限尺寸之和-所有減環(huán)的最大極限尺寸之和3、封閉環(huán)的上偏差=所有增環(huán)的上偏差之和-所有減環(huán)的下偏差之和 封閉環(huán)的下偏差=所有增環(huán)的下偏差之和-所有減環(huán)的上偏差之和4、封閉環(huán)公差=所有組成環(huán)公差之和第二章裝配精度：指機器裝配以后，各工作面間的相對位置和相對運動等參數(shù)與規(guī)定指標(biāo)的符合程度。裝配精度是機器質(zhì)量指標(biāo)中重要項目之一，是保證機器具有正常工作性能的必要條件。機器的裝配精度是根據(jù)機器的使用性能要求提出的。裝配精度包括：零部件間的尺寸精度；位置精度；相對運動精度和接觸精度。零部件間的尺寸精度包括：指機器中相關(guān)零部件間的距離精度和配合精度。距離精度

8、是指保證一定的間隙、配合質(zhì)量、尺寸要求等相關(guān)零件、部件的距離尺寸的準(zhǔn)確程度。配合精度是指相配合零件間的間隙或過盈量。相互位置精度是指機器中相關(guān)零部件間的相互位置關(guān)系的精度。接觸精度是指相互接觸、相互配合的表面接觸面積大小及接觸點的分布情況。各種精度之間的關(guān)系：接觸精度和尺寸精度是距離精度的基礎(chǔ)。位置精度又是相對運動精度的基礎(chǔ)。 尺寸精度和接觸精度對相互位置精度和相對運動精度的實現(xiàn)又有較大影響。一般來說，零件精度越高，裝配精度就越容易保證，即零件精度是保證裝配精度的基礎(chǔ)，但裝配精度并不總是完全取決于零件精度。裝配尺寸鏈的查找方法：取封閉環(huán)任一端開始，找相鄰零件的尺寸，然后再找與第一個零件相鄰的第

9、二零件的尺寸，這樣一環(huán)接著一環(huán)，直到封閉環(huán)的另一端為止，從而形成封閉的尺寸組。明確裝配關(guān)系、確定封閉環(huán)、查找組成環(huán)、畫尺寸鏈圖。查找裝配尺寸鏈原則：簡化性原則、最短路線原則、方向性原則裝配尺寸鏈計算：(1)正計算用于驗算。已有產(chǎn)品裝配圖和全部零件圖，求封閉環(huán)，與設(shè)計要求比較。 (2)反計算用于設(shè)計。根據(jù)產(chǎn)品裝配精度要求（封閉環(huán)），確定各組成環(huán)零件的尺寸及精度。保證產(chǎn)品裝配精度的方法：互換裝配法：完全互換法、大數(shù)互換裝配法（不完全互換法、部分互換法）分組裝配法：直接選配法、分組選配法調(diào)整裝配法：可動調(diào)整法、固定調(diào)整法、誤差抵消調(diào)整法修配裝配法：單件修配法、合并加工修配法、就地加工修配法。修配法是

10、用鉗工或機械加工的方法修整產(chǎn)品中某個零件（該零件稱為修配件，該組成環(huán)稱為修配環(huán)或補償環(huán)）的尺寸，以獲得規(guī)定裝配精度的一種方法，而其他有關(guān)零件仍可以按照經(jīng)濟加工精度進行加工。 補償環(huán)被去除材料的厚度稱為補償量或修配量。（例題2-4、2-5）單件修配法：選擇一個固定零件作修配環(huán)；如單件生產(chǎn)中鍵與鍵槽的配合。合并加工修配法：將兩個或多個零件合并進行加工修配；就地加工修配法：機器總裝時自己加工自己的方法。第三章夾具的組成：定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向元件和對刀元件、夾具體、連接元件和其他裝置六點定位原理：合理布置六個定位支承點，使工件上的定位基面與其緊密接觸或配合，一個支承點限制工件一個自由度，使工件六個

11、自由度被完全限制，在空間得到唯一確定的位置。（看表3-1）限制工件自由度與加工要求的關(guān)系：完全定位：工件的六個自由度被完全限制的定位。不完全定位：允許少于六點的定位。完全定位和不完全定位都是合理的定位方式。限制自由度越少，則夾具越簡單，但夾緊越困難。若考慮加工穩(wěn)定性，則限制自由度不少于3個。欠定位：工件應(yīng)限制的自由度未被限制的定位。在實際生產(chǎn)中欠定位是絕對不允許的。過定位：工件一個(或幾個)自由度被兩個(或兩個以上)約束點約束。常用定位方法和定位元件工件以平面定位，常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。支承元件：主要支承：固定支承（支承釘,支承板）、可調(diào)支承、自位支

12、承；輔助支承（不作定位元件，不限制自由度）。工件以孔定位，常用定位元件是定位銷和心軸。圓柱銷：短圓柱銷限制兩個自由度；長圓柱銷（長徑比0.8）可以限制四個自由度；圓錐銷：常用于工件孔端的定位，可限制三個自由度間隙配合心軸限制工件五個自由度；過盈配合心軸限制工件四個自由度；小錐度心軸限制五個自由度。工件以外圓定位：工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個自由度，長V型塊（或兩個短V型塊組合）限制4個自由度。浮動式V形塊只限制一個自由度。定位套：在工件以端面/外圓柱面為定位基面的場合短定位套可限

13、制2個自由度，長定位套限制4個自由度。錐孔限制工件的3個自由度。半圓孔：當(dāng)工件尺寸較大，用圓柱孔定位不方便時，可將圓柱孔改成兩半，下半孔用作定位，上半孔用于壓緊工件。短半圓孔定位限制工件的二個自由度；長半圓孔定位限制工件的四個自由度。工件以其它表面定位、工件以組合表面定位定位誤差D：只與工件定位有關(guān)的加工誤差。一批工件逐個在夾具上定位時，由于工件及定位元件存在公差，使各個工件所占據(jù)的位置不完全一致即定位不準(zhǔn)確，加工后形成加工尺寸的不一致，形成加工誤差。定位誤差的來源：基準(zhǔn)位置誤差y：定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，定位基準(zhǔn)相對于其理想位置的最大位置變動量?；鶞?zhǔn)不重合誤差b：

14、定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差。設(shè)計基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)的理想位置的最大位置變動量。只有在采用調(diào)整法加工時才會產(chǎn)生，在試切法加工中不會產(chǎn)生。結(jié)論：定位誤差只產(chǎn)生在采用調(diào)整法加工一批零件的條件下。定位誤差是由于工件定位不準(zhǔn)產(chǎn)生的加工誤差。表現(xiàn)形式為工序基準(zhǔn)相對加工面可能產(chǎn)生的最大尺寸或位置的變動范圍。D=yb工件的工序基準(zhǔn)與工件和定位元件的定位接觸點位于工件定位基準(zhǔn)同側(cè)時,取“”號；異側(cè)時,取“+”號。第四章機械加工表面質(zhì)量的研究內(nèi)容包括加工表面幾何形狀特征和表面層物理、機械性能的變化。其中表面的幾何形狀特征：表面粗糙度（是加工方法本身所固有的，其產(chǎn)生與刀刃形狀、刀具進給、切屑的形成過程，

15、如裂屑、剪切、積屑瘤、電鍍表面的生成等因素有關(guān)。）、表面波度（與工藝系統(tǒng)的振動有關(guān)）、紋理方向（與所采用的機械加工方法有關(guān)。）表面層物理和力學(xué)、化學(xué)性能的變化指：表面層加工硬化(冷作硬化)、表面層金相組織變化、表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。機械加工中，表面粗糙度形成的原因：幾何因素（P149）、物理力學(xué)因素和工藝系統(tǒng)的振動。磨削中影響粗糙度的因素：砂輪粒度、砂輪的硬度、砂輪的修整、磨削用量、工件材料（硬度、塑性、導(dǎo)熱性）、切削液。砂輪粒度：砂輪粒度號（粒度越細(xì)），則單位面積上磨粒數(shù)，在工件上的刻痕也密而細(xì)Ra。（注意過細(xì)砂輪易堵塞，產(chǎn)生燒傷）砂輪的硬度：砂輪太硬，磨粒破損后還不能脫落工件表面受到強烈摩擦

16、和擠壓，塑變Ra；砂輪太軟，磨粒易脫落，磨削作用減弱Ra砂輪的修整：砂輪修整除了使砂輪具有正確的幾何形狀外，更重要的是使砂輪工作表面形成排列整齊（等高性）而又銳利的微刃。砂輪修整的質(zhì)量對磨削表面的粗糙度影響很大。工件材料：太硬、太軟、太韌、導(dǎo)熱性差的材料都不容易磨光。如銅、鋁合金等軟材料，易堵塞砂輪Ra；塑性大、導(dǎo)熱性差的耐熱合金易使砂輪早期崩落Ra在切削加工中，工件由于受到切削力和切削熱的作用，使表面層金屬的物理機械性能產(chǎn)生變化，最主要的變化是表面層冷作硬化、金相組織的變化和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。冷作硬化：機械加工過程中，工件表面后金屬受切削力作用，產(chǎn)生強烈的塑性變形、使金屬的晶格扭曲，晶粒被拉長

17、、纖維化甚至破碎而引起的表面層的強度和硬度增加，塑性降低，物理性能（如密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等）也有所變化。這種現(xiàn)象稱為加工硬化，又稱作冷作硬化或強化。淬火鋼在磨削時，由于磨削條件不同，產(chǎn)生的磨削燒傷有三種形式?；鼗馃齻?、淬火燒傷、退火燒傷回火燒傷：磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變臨界溫度（碳鋼的相變溫度約為720），工件表面將產(chǎn)生一層回火組織（索氏體或屈氏體），硬度比原來的回火馬氏體低。淬火燒傷：磨削區(qū)溫度超過相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬會出現(xiàn)二次淬火馬氏體組織，硬度比原來的回火馬氏體高。在它的下層，因為冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原來的回火馬氏體低的回火組織。退火燒傷：磨削區(qū)溫度超過了

18、相變溫度，而磨削過程中又沒有冷卻液，表層金屬即產(chǎn)生退火組織，表層金屬的硬度急劇下降。評定燒傷的方法：觀色法、酸洗法、金相組織法、顯微硬度法。表面層殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；金相組織變化引起的殘余應(yīng)力；冷態(tài)塑性變形后比容積增大引起的殘余應(yīng)力。磨削加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力主要與磨削熱有關(guān)。精細(xì)磨削（輕磨）時，表面產(chǎn)生淺而小的殘余壓應(yīng)力；粗磨（重磨）時，表面產(chǎn)生極淺的殘余壓應(yīng)力，接著就是較深且較大的殘余拉應(yīng)力減小殘余拉應(yīng)力、防止表面燒傷和裂紋的解決原則：一是減少磨削熱的發(fā)生，二是加速磨削熱的傳出。工藝措施：合理選擇磨削用量、提高冷卻效果、提高砂輪的磨削性

19、能。磨削深度的增大回事表面溫度升高，工件速度和砂輪速度的增大會使表面溫度升高，影響程度不如磨削深度。橫向進給量的增大使表面溫度下降。機械加工中的振動及分類：按工藝系統(tǒng)振動的類型分類：自由振動、強迫振動、自激振動。按工藝系統(tǒng)的自由度數(shù)量分類：單自由度、多自由度。第五章機械加工精度：指零件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。反之，越低。原始誤差：在機械加工時，由機床、夾具、刀具和工件構(gòu)成的系統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中所存在的各種誤差稱為原始誤差。在加工前已存在，即在無切削負(fù)荷的情況下檢驗的，稱為工藝系統(tǒng)靜誤差；若在有切削負(fù)荷情況下產(chǎn)

20、生的則稱為工藝系統(tǒng)動誤差。加工原理誤差：由于采用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓所產(chǎn)生的加工誤差。工藝系統(tǒng)幾何誤差：機床的幾何誤差、其他幾何誤差機床的幾何誤差：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差、傳動鏈誤差。主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動三種不同形式的誤差。導(dǎo)軌是機床中確定各主要部件相對位置關(guān)系的基準(zhǔn)。導(dǎo)軌誤差（導(dǎo)向誤差）：影響機床移動部件的直線運動精度造成加工表面的形狀誤差。在機床的精度標(biāo)準(zhǔn)中，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度包括下列內(nèi)容： 導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差y；導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差z前后導(dǎo)軌的平行度誤差（扭曲）；導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差其他幾何誤差：刀具誤差、夾具誤差、測量誤

21、差、調(diào)整誤差圖5-22，機床部件剛度的特點： 變形與載荷不成線性關(guān)系部件有塑性變形，機床部件的變形不純粹是彈性變形。 加載曲線和卸載曲線不重合有能量損失，卸載曲線滯后于加載曲線；兩曲線所包容的面積代表加載和卸載循環(huán)中消耗的能量，它消耗于克服部件內(nèi)零件間摩擦力和接觸塑性變形所做的功。 卸載后曲線不回到原點有殘留變形，反復(fù)加載才接近于零。 部件實測剛度遠(yuǎn)比按實體結(jié)構(gòu)估算值小,一般取第一次加載曲線的兩個端點連線的斜率為部件的平均剛度。誤差復(fù)映現(xiàn)象：有誤差（尺寸誤差、形狀誤差、位置誤差）的工件毛坯，再次加工后，其誤差仍以與毛坯相似的形式、程度不同地再次反映在新的加工表面上。（P215圖5-24）降低復(fù)

22、映誤差的主要工藝措施：提高工藝系統(tǒng)剛度、增加工作行程數(shù)（或走刀次數(shù)）、提高毛坯精度（尺寸變動范圍）和材質(zhì)的均勻性。大批大量生產(chǎn)中，用調(diào)整法加工一批工件控制毛坯精度，通過熱處理改善材質(zhì)的均勻性。一次進給達不到要求，為達到加工精度要求，可采用多次走刀、減少進給量、提高工藝系統(tǒng)剛度、減少誤差復(fù)映系數(shù)等工藝措施。殘余內(nèi)應(yīng)力：是指在沒有外力作用下或去除外力作用后殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力：為了糾正細(xì)長軸類零件的彎曲變形，有時采用冷校直方法。這種方法在與變形相反的方向上施加作用力，如圖（a）所示，使工件產(chǎn)生反方向彎曲，并產(chǎn)生一定的塑性變形。當(dāng)工件外層應(yīng)力超過屈服強度時，其內(nèi)層應(yīng)力還未超過彈性極限，故其應(yīng)力分布情況如圖（b）所示。去除外力后，由