机械制造工程学复习

博主： tutu
发布时间：2023 年 06 月 19 日
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# 机械制造工程学

## 第三章

- **加工精度**是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）与理想几何参数的接近位置；实际值越接近理论值，加工精度越高。
- **加工误差**是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的偏离量。
- 工艺系统**原始误差**：包括加工原理误差、工件的装夹误差、调整误差、刀具误差以及机床主轴回转误差、机床导轨导向误差、机床传动误差等。
- 对加工精度影响最大的方向称为**误差敏感方向**。
- 在切削过程中由于毛坯本身的几何形状误差或材料的硬度不均匀，引起切削力的不断变化，促使工艺系统产生相应的变形，这种变形最终改变了刀尖和工件原来已经调整好的相对位置关系，造成工件表面保留了与毛坯表面相似的形状误差，这种现象称**误差复映**。
- 工艺能力系数Cp
  - CP＞1.67特级，但过高
  - 1.67≥CP＞1.33一级，足够
  - 1.33≥CP＞1.0二级，勉强
  - 1.0≥CP＞0.67三级，不足
  - CP≤0.67四级，不行
- **主轴回转误差**可以分为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种。
- **工艺系统刚度**指的是工艺系统抵抗受力变形的能力。
- **加工原理误差**有以下两种：
  - 采用近似道具加工所造成的误差
    - 用滚刀切削渐开线齿轮
    - 用模数铣刀加工渐开线齿轮
  - 采用近似的加工运动方法造成的误差
    - 用展成法切削齿轮
    - 用近似传动比切削齿轮
- 计算题一道（正态分布、加工误差）
- 影响机床部件刚度的因素：
  - 连接表面的接触变形
  - 薄弱零件本身的变形
  - 接触表面之间的摩擦
  - 连接表面间的间隙影响
  - 连接件夹紧力的影响
- 减少工艺系统变形的措施：
  - 减少热源产生的热量
    - 减少机床各运动副的摩擦热
    - 减少切削热和磨削热
  - 改善散热条件
    - 对加工件进行大流量或喷雾等方法冷却
    - 机床发热部件采取冷油强制冷却
    - 热源部分采用通风散热措施
  - 均衡温度场
    - 均衡温度场
    - 恒温加工
    - 机床热平衡后再进行加工
  - 改进机床结构
    - 采用热对称结构
    - 合理选择装配基准
    - 合理设计零部件的相对位置
  - 分离热源、隔离热源
- 工件的内应力：
  - 毛坯内应力
  - 冷校直内应力
  - 切削加工内应力
- 减少内应力的措施：
  - 时效处理
  - 结构上保证壁厚均匀
  - 刚度适当
  - 减少切削力，“小切深，多走刀”
  - 尽量不用冷校直工序

## 第四章

- 表面层因塑性变形引起的加工硬化称为**冷作硬化**。
- 机械加工中产生的**振动**，一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。
- **磨削烧伤**：由于切削热的作用，当工件加工区及其临近区域产生的温升超过金相组织变化的临界点时，金相组织发生变化。
- 由振动过程本身引起某种切削力的周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，这种类型的振动被称为**自激振动**。
- 零件表面质量的体现
  - 表面微观几何形状特征
    - 表面粗糙度
    - 表面波度
  - 表面物理力学性能的变化
    - 表面层冷作硬化
    - 表面层残余应力
    - 表面层金相组织的变化
- 表面质量对零件的使用性能的影响
  - 对耐磨性的影响
    - 粗糙度太大、太小都不耐磨
    - 适度冷硬能提高耐磨性
  - 对疲劳强度的影响
    - 粗糙度越大，疲劳强度越差
    - 适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度
  - 对工作精度的影响
    - 粗糙度越大、工作精度降低
    - 残余应力越大，工作精度降低
  - 对耐腐蚀性能的影响
    - 粗糙度越大，耐腐蚀性越差
    - 压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性

**磨削烧伤**的种类及减轻磨削烧伤的工艺措施：

- 磨削烧伤可分为**回火烧伤**，**淬火烧伤**和**退火烧伤**。磨削烧伤和表层温升有密切关系，因此减轻烧伤的根本途径是**降低磨削热**和**改善散热条件**，可采用的工艺措施主要有：**正确选用砂轮**，**合理选择磨削用量**，**改善冷却条件**，**采用低应力磨削工艺**等。

简述**振动对机械加工的影响**：

- 振动会在工件加工表面出现振纹，降低了工件的加工精度和表面质量
- 振动会引起刀具崩刃打刀现象并加速刀具或砂轮的磨损
- 振动使机床连接部分松动，影响运动副的工作性能，并导致机床丧失精度
- 强烈的振动及伴随而来的噪声，还会污染环境，危害操作者的身心健康。为减小加工过程中的振动，有时不得不降低切削用量，使机械加工生产率降低。

简述如何**识别强迫振动和自激振动**：

- **强迫振动**的频率等于干扰力的频率。
- **自激振动的频率**接近于系统的固有频率，即颤振频率取决于振动系统的固有特性。这与自由振动相似，而与强迫振动根本不同。

简述**产生自激振动的条件**：

- 振动系统要吸收能量大于振动系统要消耗能量时，振动系统将有持续的自激振动产生。

## 第六章

计算题详见ppt

完全互换法的特点：

- 装配工作简单，生产率高
- 装配时间定额稳定，易于组织装配流水线
- 对零件的技术要求高，零件加工相对困难
- 需用极值法解相应的尺寸链，即：满足$T_0=\sum_{i=1}^m{T_i}$

在用极值法计算尺寸链时需要注意：

- 先确定封闭环，再根据封闭环公差确定组成环的公差及其分布。
- 在确定组成环公差前先用公式算出组成环平均公差作为参考。
- 组成环若为标准件，则其公差大小及分布位置应为相应标准中的既定值。
- 协调环的偏差是试凑出来的，其公差值为非标准公差值。

**调整法**：调整法与修配法相似，各组成环也按**经济加工精度**加工，所引起的封闭环累计误差扩大不是通过修配环修配来补偿的，而是通过**改变某个调整环的实际尺寸和位置**的方法来使封闭环达到其公差和极限偏差要求的。

**可动调整法**：在装配尺寸链中选定某个零件作为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，以达到装配精度，这种方法称为可动调整法。

**固定调整法**：在尺寸链中选定（或加入）一个零件作为调整环。作为调整环的零件是按一定尺寸间隔级别制成的一组专门零件，根据装配时的需要，选用其中某一级别的零件来做补偿，从而保证所需要的装配精度。

## 第七章

计算题详见ppt

定位误差的概念：由定位引起的工件加工误差。对于调整法加工的一批零件，在定位过程中，**工序尺寸（工序基准）在尺寸方向上的最大变动量**。产生原因： 定位元件和工件有误差。一般定位方案不同，定位误差也不同。

**夹紧力的确定**：

- 夹紧力方向
  - 夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位——主夹紧力应垂直于主定位表面，使工件紧靠在主定位面上。
  - 夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少工件的变形
  - 夹紧力的作用方向应与切削力、重力方向一致，以减少所需夹紧力
- 夹紧力作用点
  - 夹紧力应作用在刚度较好部位
  - 夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内
- 夹紧力大小

**工件定位原理**：

- 完全定位：工件六个自由度全部被限制。**广泛**采用。
- 不完全定位（部分定位）：没有完全限制工件的六个自由度，但已能满足加工要求的定位，称为不完全定位。不完全定位是**合理**的定位方式。
- 欠定位：工件加工时必须限制的自由度未被限制，称为欠定位。**欠定位是不允许的定位方式**。
- 过定位：零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。大多数情况下，应避免过定位，但在定位基准精度较高条件下允许。此时过定位→提高系统刚度和保证工件质量。

**典型夹紧机构**：

- 斜楔夹紧机构
- 螺旋夹紧机构
- 偏心夹紧机构
- 定心夹紧机构
- 联动夹紧机构

**典型夹具**：

- 铣床夹具
- 钻床夹具：固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式、滑柱式
  - 钻模板：固定式钻模板、铰链式钻模板、分离式钻模板、悬挂式
- 车床夹具：心轴类、角铁式、圆盘式、卡盘类

最后修改：2023 年 06 月 19 日

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tutu • 2023 年 06 月 19 日

# 机械制造工程学

## 第三章

## 第四章

**磨削烧伤**的种类及减轻磨削烧伤的工艺措施：

简述**振动对机械加工的影响**：

简述如何**识别强迫振动和自激振动**：

简述**产生自激振动的条件**：

- 振动系统要吸收能量大于振动系统要消耗能量时，振动系统将有持续的自激振动产生。

## 第六章

计算题详见ppt

完全互换法的特点：

在用极值法计算尺寸链时需要注意：

## 第七章

计算题详见ppt

**夹紧力的确定**：

**工件定位原理**：

**典型夹紧机构**：

- 斜楔夹紧机构
- 螺旋夹紧机构
- 偏心夹紧机构
- 定心夹紧机构
- 联动夹紧机构

**典型夹具**：

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