湖北工业大学《机械制造基础》考点总结(共5页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上湖北工业大学机械制造基础考点总结合金充型能力：液态合金充满铸型型腔，并获得形状完整，轮廓清晰，尺寸准确的铸件的能力。 合金充型能力影响因素：合金的流动性；浇注条件（浇注温度，浇注压力，充型能力）；铸型特点。合金流动性：液态合金自身的流动能力。合金流动性提高措施：a共晶合金b选择流动性合金c加入低熔点化合物d提高浇注温度e改善铸型合金流动性影响因素：合金的种类;合金成分。（共晶成分流动性最好，离共晶成分越远，结晶温度范围越宽，流动性越差）灰口铸铁，球墨铸铁，铸钢及铝合金流动性比较：灰口铸铁铝合金球墨铸铁铸钢铁形态：灰口铸铁（石墨呈片状）球墨铸铁（石墨呈球状）蠕墨球铁（石墨呈蠕虫状）可锻铸铁（石墨呈团絮状）灰铁与球铁性能：灰铁（良好的铸造性能，流动性好，收缩性小，减震性好，耐磨性好，缺口敏感度低，抗压强度接近于钢），球铁（力学性能比其他铸铁高，可与钢媲美，抗拉强度近于钢，塑性韧性低于钢，但高于其他铸铁，耐磨性好，减振性好，缺口敏感性低，这是钢所不及的） 合金的收缩：高温合金液从浇入铸型到冷凝至室温的整个过程中，其体积和尺寸减小的现象。分类：液态收缩；凝固收缩；固态收缩。（T浇注T凝固开始T凝固终止T室）缺陷：缩孔、缩松、变形、裂纹、残余应力。液、固收缩形成缩孔和缩松，固缩产生内应力、变形和裂纹。缩孔：是集中在铸件上部或最后凝固部位容积大的孔洞。缩孔产生原因：合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。合金液充满铸型后，在冷却的过程中在靠近型腔的表面先降低到凝固温度，凝固成一层硬壳，内部包住了合金液。温度继续下降，铸件除产生液态收缩和凝固收缩外，还有先凝固的外壳产生的固态收缩，由于液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩，故液面下降并与硬壳顶面脱离，产生了间隙。待内部完全凝固，铸件上部形成了缩孔。缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔。缩松产生原因：合金液充满铸型，并向四处散热时，因合金的结晶温度范围教宽。铸件截面先生成的树枝状晶体不断长大直到相互接触，此时合金液被分割成许多封闭区，封闭区中的液体在凝固过程中得不到补充，形成的微小孔就是缩松。缩孔缩松防止措施：a合理选择铸造合金：采用接近共晶成分或结晶温度范围窄的合金。b合理选用凝固原则：采用“顺序凝固”或“同时凝固”原则，在铸件最后凝固地方，设置冒口或冷铁来补缩 铸造内应力的种类及产生原因：种类（热应力，机械应力）产生原因：热应力，由于冷却速度不均匀，机械应力，由于铸件固态收缩受到机械阻碍。铸造内应力预防和消除：1）设计上，力求铸件壁厚均匀，使铸件各部分温差尽量减少，还应避免尖，锐角2）工艺上，改善铸型和型芯的退让性顺序凝固：离冒口最远的部件先凝固，冒口本身最后凝固。同时凝固：采用工艺措施使铸件各部分之间没有温差或温差很小，同时进行凝固。分型面：两个铸型相互接触的表面。浇注位置：浇注时铸件所处的空间位置。分模面：分开磨具、取出产品和浇注系统凝料的可分离的接触表面。拔模斜度：为便于起模，垂直于分型面的壁必须有一定的倾斜度。冒口、冷铁、芯撑、芯骨的作用：（冒口：补给铸件凝固收缩时所需的金属，避免产生缩孔。冷铁：为增加铸件厚大部分冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔内安放的金属激冷物。芯撑、芯骨：作辅助支撑） 冷变形：金属塑性变形在不产生回复，再结晶温度以下的变形热变形：金属塑性变形在再结晶温度以上的变形加工硬化：随着变形程度的增加，金属强度，硬度升高，塑性和韧性下降加工硬化利弊：（弊：金属强度升高后，要求压力加工设备功率大。金属塑性下降后，继续塑性变形困难，需增加中间退火工序，降低生产率，提高成本。利：作为金属强化手段，如：滚压与喷丸）金属可锻性：金属接受锻压加工的难易程度可锻性衡量指标：塑性指标，变形抗力（塑性越大，变形抗力越小，则金属可锻性越高）自由锻特点：1）工具简单，通用性强，灵活性大，适合单件小批量生产2）精度差，生产效率低，工人劳动强度大，对工人技术水平要求高3）生产适用范围广，对大型锻件，自由锻是唯一途径 自由锻前加热（火焰、电）目的：提高金属塑性，减少变形抵抗力，使其易于流动成型并获得良好锻后组织。 自由锻造：是金属在锤面与砧面之间受压变形的加工方法。自由锻设备：空气锤，蒸汽-空气锤，水压机自由锻工序：基本工序（拔长，冲孔，镦粗，弯曲）；辅助工序（压肩，错移）；精整工序（滚圆，整平）模锻设备：蒸汽-空气锤，热锻模曲柄压力机，平锻机，摩擦压力机模锻结构：模锻模膛（终锻模膛（有毛(飞)边槽,模锻斜度和圆角半径较小），预锻模膛）；制坯模膛（拔长模膛，滚压模膛，弯曲模膛）、拔长/滚压/弯曲/成型模膛、镦粗台、切断模膛模锻特点：质量好，重量小，设备投资大，工艺灵活性不如自由锻，节约金属，可锻比较复杂锻件，生产效率高，操作简单，对工人技术水平要求较低，劳动强度较低 板料冲压工序：分离工序（落料：将板料沿不封闭的曲线（轮廓线）分离的冲压方法。主要用于备料。冲孔：将板料沿封闭的曲线（轮廓线）分离的冲压方法落料）；变形工序（弯曲：金属在弯矩作用下，坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的冲压工序。拉深：材料在一拉一压的应力状态下变形为空心状的零件( 杯状 )的冲压工艺方法。）冲模分类：简单冲模，连续冲模，复合冲模 焊接：利用加热或加压或两者兼用，借用于金属原子的结合和扩散作用，使分离的金属材料牢固地结合起来称为焊接。 焊接方法分类：1）熔化焊:气/电弧/电渣/等离子弧/电子束/激光/铸焊。2）压力焊：电阻/摩擦/压力气/冷压/超声波/高频/爆炸焊。3）钎焊：软钎焊，硬钎焊。 熔化焊：将焊件接头处局部加热到熔化状态，通常还需要加入填充金属（如焊丝，电焊条）以形成共同的焊池，冷却凝固后即可完成焊接过程。 压力焊：将焊件接头处局部加热到高温塑性状态或接近熔化状态，然后施加压力，使焊接头处紧密接触并产生一定的塑性变形，从而完成焊接过程。 钎焊：将填充金属（低熔点钎料）熔化后，渗入到焊件的接头处，通过原子的扩散和溶解而完成焊接过程。 直流焊机接线方法及其应用：1）直流正接：焊件接电源正极，电极（焊条）接电源负极的接线法称正接2)直流反接：焊件接电源负极，电极（焊条）接电源正极的接线法称反接。应用：一般情况下皆用正接因焊件上热量大，可提高生产率，如焊厚板，难熔金属等。反接只在特定要求时才用，如焊接有色金属，薄钢板或采用低氢型焊条等。 焊接接头组织及性能：焊接接头包括焊缝和焊接热影响区两部分。焊缝（焊缝的金属性能常不低于基本金属）焊接热影响区：熔合区（组织粗大，处熔化和半熔化状态，化学成分不均匀，力学性能最差），过热区（晶粒粗大，处严重过热状态，塑性韧度低，易产生焊接裂纹），正火区（晶粒细化，金属发生重结晶，力学性能好），部分变相区（晶粒大小不均匀，力学性能稍差）焊接应力形成原因：1）不均匀的加热2)工件具有一定刚性3）冷却不均匀 焊接应力减少1）避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能的少，以减少焊接局部加热从而减少焊接残余应力。2）预热可以减少工件温差，也可减少残余应力。3）采取合理焊接顺序，使焊缝能较自由的收缩，以减少应力。4）采用小线能量焊接时，残余应力也较小5）每焊完一道焊缝，立即均匀锤击焊缝使金属伸长，也减少焊接残余应力。000焊接应力消除：消除应力退火、加载法（水压试验）、振动法。焊接变形种类：1）收缩变形：因焊缝纵向和横向收缩，而导致构件纵向横向尺寸收缩。2)角变形：V形坡口对称焊，截面形状上下不对称，焊后横向收缩3）弯曲变形：T形梁焊接，焊缝布置不对称，焊缝纵向收缩。4）扭曲变形：焊接顺序或焊接方向不合理，焊前结构装配不当5）波浪变形：薄板焊接，焊缝纵向收缩，使焊件丧失稳定性。 焊接变形预防措施：1)加裕量法2）刚性固定法3）反变形法4）选择合理的焊接次序。 焊接变形矫正方法：1）机械矫正法：利用机械外力来矫正。2）火焰加热矫正法：利用火焰加热后冷却收缩来抵消该部分已产生的伸长变形。 焊条组成及各部分作用1）焊芯，保证焊缝金属具有良好的塑，韧性，减少产生焊接裂纹的倾向，以改善焊缝金属的力学性能，弥补焊接过程中合金元素的烧损。产生电弧、熔化后填充焊缝2）药皮，焊丝表面涂压的一层涂药。作用是稳定电弧、造气造渣、机械保护、改善焊缝金属化学成分 焊条选用原则：焊接低碳钢或低合金钢时，一般应使焊缝金属与母材等强度。焊接耐热钢，不锈钢时，应使焊缝金属的化学成份与焊件的化学成分相近。焊接形状复杂和刚度大的结构及焊接承受冲击载荷，交变载荷的结构时应选用抗裂性能好的碱性焊条。焊接难以在焊前清理的焊件时应选用抗气性能好的酸性焊条。使用酸性焊条比碱性焊条经济，在满足使用性能要求的前提下优先选用酸性焊条。 焊条牌号：焊条牌号一般由一个大写拼音字母和三个数字表示。拼音字母表示焊条的大类，J 表示结构钢焊条，A 表示奥氏体不锈钢焊条，Z 表示铸铁焊条。前两位数字表示各大类中若干小类的焊缝金属抗拉强度等级，单位是kgf/mm2。最后一个数字表示药皮类型和电流种类。 焊接接头概念及形式：概念是指焊接结构中，各焊接元件相互连接的地方。形式有对接，搭接，角接，T形接四种。 坡口形式有不开坡口，V型坡口，X型坡口，U型坡口。 可焊性概念及其评估方法：概念：可焊性是指被焊金属在采用一定的焊接方法，焊接材料，工艺参数及结构型式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。它包括2个方面，一是工艺可焊性，主要是指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂缝的可能性。二是使用可焊性，主要是指焊接接头在使用总的可靠性，包括焊接接头的机械性能及其他特殊性能。评估方法：以碳当量估算。Ce=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Ni/15+Cu/15 Ce<0.4%时，钢材焊接时冷裂倾向不大，焊接性能良好。Ce=0.4%-0.6%时，钢材焊接时冷裂倾向明显，焊接性能较差。Ce>0.6%时，钢材焊接冷裂倾向严重，焊接性能差。 切削运动：切削时，刀具和工件的相对运动。包括主运动（最基本）和进给运动（使金属层不断投入切削）。 切削用量三要素：切削速度：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。进给量：工件或刀具运动在一个工作循环内，刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。切削深度(背吃刀量)：待加工表面与已加工表面间的垂直距离。 切削层几何参数：切削厚度、切削宽度、切削面积。 刀具材料性能要求：1）高的硬度和耐磨性2）足够的强度和韧性3）高的耐热性4）良好的热物理性能和耐热冲击性能5）良好的工艺性能6）经济性 刀具材料种类：碳素工具钢及合金钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼（用得最多的高速钢和硬质合金）车刀切削部分：3个刀面：前刀面（直接与切屑接触，切屑流过的表面)、主后刀面（与工件上加工表面相对的表面）、副后刀面（与工件上已加工表面相对的表面） 2个刀刃：主切削刃（前刀面与主后刀面交线）、副切削刃（前刀面与副后刀面的交线） 1个刀尖：刀尖（主切削刃与副切削刃连接处的那一部分切削刃）前角：在正交平面内前刀面与基面夹角后角：在正交平面内主后刀面与切削平面夹角；主偏角：在基面内主切削平面与假定工作平面夹角；副偏角：在基面内副切削平面与假定工作平面夹角；刃倾角：在切削平面内主切削刃与基面夹角切屑种类：带状切屑：切削速度较高，刀具的前角较大而切削厚度不大时，加工塑性较好的材料容易获得。这是正常情况下最常见的切屑形态。挤裂切屑：切削厚度较大，刀具前角较小，容易获得。单元切屑：切削厚度很大而切削速度极低，刀具前角小，容易获得（切削单元基本不连续）。崩碎切屑：加工脆性材料时容易出现。 金属切削过程变形区的特点及关联：特点：第一变形区为塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前面流出时必然有很大摩擦，因而使切屑底层又产生一次塑性变形；第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域，已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。关联：这三个变形区汇集在切削附近，应力状况复杂、应力大而集中，切削层金属就在此处分离。此外，第二变形区的摩擦状况对第一变形区的剪切面位置有很大影响，而第三变形区却受到延伸至已加工表面下的第一变形区的影响。积屑瘤概念及形成：概念：在一定的切削速度范围内加工塑性金属时，在刀具前刀面上靠近刀刃的部位，常发现粘附着一小块很硬的金属，这块金属称为积屑瘤。形成：在一定的切削速度范围内切削钢、铝合金与球墨铸铁等塑性金属时，由于前刀面上挤压和摩擦作用，使切屑底层中的一部分材料停滞和堆积在刃口附近形成积屑瘤。 积屑瘤对切削加工影响：优点：积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。缺点：积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程1）部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上2）而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变3）同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。积屑瘤控制措施：1)对塑性金属材料来说，采取适当热处理，改变其金相组织2）避开积屑瘤的生长速度范围3）采用润滑性能好的切削液4）增大前角可抑制积屑瘤5）减小切削厚度，人工加热切削区鳞刺概念及控制措施：概念：在较低的切削速度下，用高速钢、硬质合金刀具切削塑性金属时，在工件的已加工表面常会出现一种鳞片状的毛刺，称为鳞刺。控制措施：1）适当提高工件材料的硬度2）增大刀具的后角3）减小切削厚度4）采用润滑性能较好的切削液5）采用人工加热切削6）在较低切削速度下适当增大前角，在较高切削速度下适当减小前角切削力概念及产生原因：概念：由于刀具切削工件（试件）而产生的工件和刀具之间的相互作用力。产生原因：切削过程中产生的变形和摩擦引起的。切削力来源，产生部位及影响因素：来源：1）三个变形区内工件材料的弹、塑性变形产生的抗力2）工件、切削与刀具摩擦产生的阻力。产生部位：刀具的前、后刀面。影响因素（1）机加设备自身的功率大小，它是切削力的客观条件（2）所加工材料的种类（3）刀具的种类和刀片参数的不同切削液作用及应具备性能：作用：冷却、润滑、清洗、防锈、排屑。刀具磨损形式：1)前刀面磨损（月牙洼磨损）、2）后刀面磨损3）前刀面和后刀面同时磨损 刀具磨损原因分类及特点：（1）磨粒磨损（硬质点磨损）。各种切速下均存在，低速情况下刀具磨损的主要原因（2）粘结磨损（冷焊）。刀具材料与工件材料亲和力大，刀具材料与工件材料硬度比小，中等偏低切速（3）扩散磨损。高温下发生，刀具的物理机械性能降低（4）相变磨损。刀具上最高温度超过材料相变温度 刀具磨损过程：初期磨损阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段刀具磨钝标准：规定允许刀具磨损量的最大限度。 刀具破损形成及原因：形式：崩刃、碎裂、裂纹、塌陷。原因：机械破损、热应力引起的裂纹刀具耐用度（用T表示）：刀具由刃磨后开始切削一直到磨损量达到磨钝标准的总切削时间。影响因素：切削用量 （切削速度：切削速度越高，刀具所能切削的时间越短。进给量和进刀深：进给量和进刀深越大，刀具所能切削时间越短，但没有切削速度影响大）、刀具材料（强度和硬度越高，耐用度越高）、工件材料（切削性能越好，耐用度越高）、刀具角度。 衡量材料可切削加工性能的指标：1、一定刀具耐用度T1的切削速度Vt 2、相对加工性 3、已加工表面质量 4、切屑控制或断屑的难易 5、切削力 刀具寿命是指刀具从开始投入使用直到报废为止的总切削时间，其中包含多次重磨（重磨次数以n表示）时间，所以刀具寿命等于和（n+1)的乘积机床最基本类型：车床，铣床，钻床，刨床，磨床常见切削加工方法：车削，铣削，钻削与镗削，刨削与拉削，磨削车削加工工件安装方法：三爪卡盘安装，四爪卡盘安装，花盘安装，在两顶尖间安装，心轴上安装铣削加工运动：主运动铣刀高速旋转，进给运动工件直线连续进给切削平面方式周铣与端铣比较：1）端铣加工质量比周铣高2）端铣的生产率比周铣高3)端铣的适应性比周铣差周铣的逆铣与顺铣（逆铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相反，铣削时每齿切削厚度从零逐渐到最大而后切出。顺铣：铣刀旋转方向与工件进给方向相同，铣削时每齿切削厚度从最大逐渐减少到零）砂轮特性决定因素：磨料，粒度，硬度，结合剂，组织，形状，尺寸砂轮自锐性概念：砂轮自行推陈出新，以保持自身锋锐的性能。 钻，扩，铰孔依次加工精度提高原因：钻孔一般用麻花钻容易引起“引偏”,排屑困难，切削热不易传散等特点导致孔的精度不好。扩孔是加工孔，铸孔和锻孔直径扩大的加工过程。一般用扩孔钻有刚性较好，导向性较好，切削条件好。所以扩孔作为孔的一种半精加工方法既可以作为精加工前的预加工，也可作为精度要求不太高的孔的加工。铰孔在扩孔或半镗孔的基础上的进行的，是应用较普遍的孔的精加工方法之一。所用铰刀分工作部分，颈部，柄部组成。工作部分包括切削部分和修光部分。铰孔余量小，切削速度低，需切削液等特点能提高其加工精度。 生产过程：由原材料到生产出成品的全部劳动过程的总和，它包括原材料的运输、保管、生产准备、毛坯的制造、机械加工、装配、检验及试车、油漆和包装。 机械加工工艺过程：生产过程中，直接改变原材料的性能、尺寸和形状，使之变为成品过程。 工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程 。 装夹:将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程，称为装夹。工序：机械加工工艺过程中，一个或一组工人在一个工作地点，对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程。安装：工件经一次装夹后完成的那部分工序内容。工位：在工件的一次安装中，工件在相对机床所占据一固定位置中完成的那部分安装的内容。工步：在不改变加工表面、切削刀具和切削用量的条件下所完成的那部分工位的内容。 走刀：在一个工步中，当加工表面、刀具和切削用量中的转速与送进量保持不变时，切去一层金属层的加工工程。生产纲领：指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。生产类型分类：单件生产、成批生产、大量生产。生产类型工艺特点：单件生产：绝大多数采用普通机床，机群式排列，多用标准附件，靠画线及试切保证尺寸精度，工人技术熟练程度重要，所用工艺规程文件简单，一般用工艺过程综合卡。成批生产：采用通用机床及工艺设备，按加工零件类别分工段排列机床，大部分采用调整法加工，对工人操作水平可较单件生产为低，一般用较详细工艺规程文件。大量生产：采用专用机床，自动机床，自动生产线及工艺设备，按零件加工工艺先后顺序排列，采用流水线生产组织形式，工人技术要求低，各零件有详细工艺规程卡。机械加工工艺规程：把工艺工程的有关内容，用工艺文件的形式写出来。机械加工工艺规程种类：工艺过程卡（单件小批量），机械加工工艺卡（成批），机械加工工序卡（大批大量）基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按照基准作用不同，可把基准分为设计基准和工艺基准（工序基准、定位基准、测量基准和装配基准）设计基准：设计图样上所采用的基准。工艺基准：零件在加工、检测和装配中，用作依据的点、线、面。工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工后的尺寸、形状、位置的基准。定位基准：零件加工时，用以确定其在机床上相对刀具之正确位置所依据的点、线、面。 测量基准：在加工中或加工后用以测量已加工表面形状、尺寸及其相对位置误差所依据的点、线、面。装配基准：装配时用以确定零件在产品中位置所依据的点、线、面。粗基准选择原则：1.保证相互位置要求原则2.保证加工表面加工余量合理分配原则3.便于装夹原则4.粗基准不重复使用原则 精基准选择原则：1.基准重合原则2.基准统一原则3.互为基准原则4.自为基准原则加工经济精度：在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人、不延迟加工时间）所能保证的加工精度。选择加工方法时考虑的问题：1.加工方法能否达到零件精度要求。2.零件材料的可加工性如何。3.生产批量对加工方法的要求。4.本厂的工艺能力和现有的加工设备的加工经济精度。 机械加工工序的安排原则：1.基准先行2.先面后空3.先主后次4.先粗后精，粗精分开机械加工工艺过程划分四阶段：粗加工、半精加工、精加工、光整加工定位与夹紧的区别：定位是指工件在机床或夹具占有某一正确位置。夹紧是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位不变的操作。区别 定位是确保工件的加工的正确位置，保证工件有好的定位方案和定位精度，定位后不能直接加工。而夹紧是保证工件的定位位置不变，定位在前，夹紧在后。保证加工精度和安全生产。完全定位，不完全定位，欠定位，过定位：限制六个自由度的称完全定位。只需限制一个或几个（少于6个）自由度的称不完全定位。工件在定位时，为满足工件加工精度的要求必须约束的自由度没有被约束称欠定位。工件在定位时，同一自由度被两个或更多的定位支承点约束称过定位。专心-专注-专业