金属工艺学复习重点.docx
《金属工艺学复习重点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属工艺学复习重点.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
金属工艺学复习重点
金属工艺学复习重点
第一章切削加工
1.零件的种类
（1）轴类
（2）盘套类（3）支架箱体（4）六面体（5）机身基座（6）特殊类
2.切削运动
（1）主运动
（2）进给运动
3.切削用量三要素、公式
4.零件表面的成型方法
（1）轨迹法
（2）成形法（3）展成法
5.刀具的组成
6.刀具的参考系
7.刀具的几何角度？
如何标注？
8.常见的刀具材料及用途
9.
第二章 特种加工
1.特种加工有那些？
举出3个加工实例
第三章 特性表面的加工
1.螺纹的种类、用途和标注
2.螺纹的基本要素
3.螺纹的加工方法
4.常见的齿轮种类？
5.齿轮的主要参数
6.齿轮的加工方法有那些？
7.插齿和滚齿有那些运动？
8.成形面的种类有那些？
（1）回转
（2）直线（3）立体
第四章 常见表面加工方案需选择
1.外圆加工方案
2.内孔加工方案
3.平面加工方案
4.表面加工方案的依据
（1）根据表面的尺寸精度和表面粗度
（2）零件结构形状和尺寸选择
（3）根据零件热处理状态选择
（4）根据零件材料的性能选择
（5）根据零件的批量选择
5.轴加工方案、盘套类加工方案、V形铁加工方案实例
第五章数控加工技术
第六章
第七章其他新技术新工艺
一、爆炸成形
二、液压成形
三、旋压成形
四、喷丸成形
五、滚挤压加工
六、滚扎成形加工
七、胶接
第八章零件的结构工艺性
零件的结构工艺性
1.尽量采用标准化参数
2.便于装夹
3.便于进刀和退刀
4.避免给加工带来困难
5.零件结构要有足够的刚度
6.减少装夹次数
7.减少机床调整
8.减少刀具种类
9.减少加工面积
10.便于测量
11.热处理
12.便于装配
13.分解独立装配
14.避免在箱体内装配
15.便于拆卸
16.要有正确的装配基准
17.增加调节环
第九章零件的制造工艺过程
第一节零件加工工艺的基本知识
一、工艺过程的概念
1．生产纲领（N）：
企业在计划期内应当生产产品、产量和年度计划。
生产纲领用年产量表示。
产品中某零件的生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量。
N=Qn（1+α）（1+β）
式中：
N--零件的生产纲领
Q---产品的生产纲领
n---产品中包含该零件的数量
α---该零件的备件率
β---该零件的平均废品率
例如：
生产10000台轿车轮毂，计算生产轮毂的生产纲领。
N=Qn（1+α%）（1+β%）
=10000Ｘ5（1+3%）（1+1%）
=52015
2．生产类型（三种）
1）单件生产：
单个地制造某一种零件，很少重复，甚至不完全不重复的生产，称为单件生产
2）成批生产：
（小批、中批、大批）成批制造相同零件，每个一定时间重复生产。
3）大量生产：
按品种生产量角度划分生产类型，可以分为少品种大量生产、中量（成批）生产和多品种少量生产。
而在成批生产中，又可划分为大批生产、中批生产和小批生产。
由于大批和大量生产特点相近，单件和小批生产特点相近，所以在实际工作中，通常分为大量大批生产、成批生产和单件小批生产。
在一般情况下，大批大量生产具有生产稳定、效率高、成本低、管理工作简单等特点。
但也存在着投资大（专用夹具和专用机械设备的配备）、适应性差和灵活性差等特点。
这样会给产品更新换代带来巨大损失。
单件小批生产，由于作业现场不断变换品种，作业准备改变频繁，造成生产能力利用率低（人和机器设备的闲置等待）所以生产稳定性差、效率低、成本高、管理工作复杂等。
因此，必须尽力做好作业准备、作业分配、作业进度计划和进度调整等工作。
中批生产特点介于上述二者之间。
3.生产过程
生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。
包括：
原材料运输和保管、生产准备工作、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检验、调试、油漆和我装等。
4.工艺过程
生产过程中，直接改变原材料或毛坯的形状、相对位置、尺寸和性能等，使其成为成品或半成品的过程。
可以通过不同的工艺方法来完成。
因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。
采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。
机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。
5．工序
工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。
这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。
工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。
工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。
（1）工位
工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。
（2）工步
工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。
工步是构成工序的基本单元。
（3）走刀
走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。
每个工步可包括一次走刀或几次走刀。
举例：
先确定加工方案：
车、磨
工序
工序内容
机床或场地
1
车端面，钻中心孔，粗车各外圆，精车各外圆，切槽，倒角，车螺纹
车床
2
磨±￠30±1.0065，￠35±0.008及￠45±0.008外圆至尺寸要求，靠磨￠50台肩面
外圆磨床
3
检验
二、工件的安装
安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。
装夹：
将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。
1.直接找正装夹精度高，生产率低，要求工人水平，单件小批生产；
2.划线找正装夹加工余量均匀；
3.专用夹具装夹生产率高，不要求工人水平，大批大量生产。
￠
夹具简介
1.夹具的种类
1）通用夹具
2）专用夹具
2.夹具的主要组成部分
1）定位元件
2）夹紧机构
3）导向元件
4）夹具体和其他部分
三、工件的六点定位原理
xoy面上：
1、2、3点：
xoz面上：
4、5点：
yoz面上：
6点
限制了六个自由度——六点定位原理
注意：
1． 定位支撑点限制工件自由度必须使支撑点与工件定位面始终保持贴紧；
2． 限制工件自由度的定位元件不一定是支撑点，常用定位板、心轴、V型块上
的有关表面。
超定位、过定位：
前后顶尖限制：
三爪自定心卡盘：
顶尖中心线和三爪止卡盘中心线不重合
——超定位会影响精度
不完全定位：
元件被限制的自由度数少于六个仍能满足加工要求。
如有图加工通槽，只需限制五个自由度；平面磨床磨平面，只需限制三个自由度。
练习题：
如图长V型块与短V型块各限制了几个自由度？
图9-8 悬挂的中间导向支承架
1－夹具底座；2、4－镗模支架；3－吊架
图9-9 以顶面和两销孔定位
1、2－定位销；3－导向支承架；4－定位支承板
四、工件的基准
零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。
根据其功用的不同，可分为设计基准、工艺基准两大类。
在零件图上用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准。
零件在加工、测量、装配等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。
1．装配基准 在零件或部件装配时用以确定它在机器中相对位置的基准。
2．测量基准 用以测量工件已加工表面所依据的基准。
例如以内孔定位用百（千）分表测量外圆表面的径向跳动，则内孔就是测量外圆表面径向跳动的测量基准。
图6-1工序基准示例图6-2齿轮的加工
3．工序基准 在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。
所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。
工序基准也可以看作工序图中的设计基准。
图6-1所示为钻孔工序的工序图，图a、b分别表示两种不同的工序基准和相应的工序尺寸。
设计基准
基准 定位基准
工艺基准 度量基准
装配基准
作为定位基准的点或线，总是以具体表面来体现的，这种表面就称为定位基准面。
例如，轴类零件与盘套类零件，当定位基准均为轴线时，定位基准面却分别是中心孔和内孔。
4．定位基准 用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。
如轴类零件的中心孔就是车、磨工序的定位基准。
如图6-2所示的齿轮加工中，从图a可看出，在加工端面E及内孔F的第一道工序中，是以毛坯外圆面A及端面B确定工件在夹具中的位置的，故A、B面就是该工序的定位基准。
图b是加工齿轮端面B及外圆A的工序，用E、F面确定工件的位置，故E、F面就是该工序的定位基准，由于工序尺寸方向的不同，作为定位基准的表面也就不同。
作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面起定位作用的，这些表面称定位基面。
例如在车床上用顶尖拨盘安装一根长轴，实际的定位表面（基面）是顶尖的锥面，但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。
因此，选择定位基准，实际上既选择恰当的定位基面。
五、定位基准的选择原则
定位基准分为粗基准和精基准。
粗基准：
用毛坯的未加工的表面作为定位基准。
凡是以未经过机械加工的毛坯表面作定位基准的，称为粗基准，粗基准往往在第一道工序第一次装夹中使用。
精基准：
用加工过的表面作为定位基准。
（1）粗基准的选择原则：
尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。
若零件的所有表面都需加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准。
选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准。
粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用。
（一）粗基准的选择
粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸要求，保证加工表面的加工余量均匀和足够，以及减少装夹次数等。
具体原则有以下几方面：
1．如果零件上有一个不需加工的表面，在该表面能够被利用的情况下，应尽量选择该表面作粗基准。
2．如果零件上有几个不需要加工的表面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。
3．如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作粗基准。
4．同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。
5．粗基准要选择平整、面积大的表面。
（二）精基准的选择
选择精基准时，主要应考虑如何保证加工表面之间的位置精度、尺寸精度和装夹方便，其主要原则是：
1．基准重合原则 即选设计基准作本道加工工序的定位基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。
这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。
2．基准统一原则 在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个（或一组）定位基准来定位，称为基准统一原则。
3．互为基准原则 若两表面间的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。
4．自为基准原则 如果只要求从加工表面上均匀地去掉一层很薄的余量时，可采用以加工表面本身作定位基准。
●退火和正火大多数铸铁和锻件要进行退火或正火，一般安排在毛坯制造和粗加工之间，以改善切削加工性能。
●调质调质可获得良好的综合机械性能，调质后仍可用刀具进行加工，因此一般安排在粗加工和半精加工之间。
这样了有利于消除粗加工产生的内应力。
●淬火工件淬火后的硬度一般高于HRC40，用普通刀具加工较为困难，因此淬火通常安排在半精加工之后磨削之前。
●时效对于尺寸稳定性要求高的精密零件，必须进和时效处理。
根据零件精度和刚性不同，时效可以安排一次或多次。
一次时效一般安排在粗加工和半精加工之间，二次时效安排在半精加工和精加工之间。
拟订工艺过程
拟订工艺过程就职把零件各表面的加工，按顺序作合理的安排。
工序安排一般要考虑以下三条原则：
●基准先行原则。
●粗、精加工分开原则。
●先主后次原则。
确定各工序的加工余量
编制工艺卡片。
第二节 零件加工工艺的制定
一、制定零件加工工艺的内容和要求
二、制定零件加工工艺的步骤
1.研究零件图样及其技术要求
2.选择毛坯的类型
3.零件的工艺分析
（1）确定主要表面的加工方法和步骤
（2）确定定位基准
①阶梯轴
②盘类零件
③支架箱体类④
4.安排热处理工序
5.拟定工艺路线
（1）基准先行原则
（2）粗精分开原则
（3）确定各工序加工余量、切削用量和工时定额
工艺路线是指从毛坯制造开始经机械加工、热处理、表面处理生产出产品、零件所经过的工艺流程。
工艺路线是工艺规程的总体布局，它主要涉及零件表面加工方法的选择、加工阶段的划分、加工工序数目的确定和工序的安排。
1、表面加工方法的选择
在选择零件各表面的加工方法时，主要应从以下几个方面来考虑。
（一）零件的结构
包括组成零件各表面的性质和尺寸的大小及结构的复杂程度。
各种典型表面都有其相适应的加工方法。
例如，外圆表面的加工，主要以车、磨为主；孔的加工，则以钻、铰、车、镗、磨等为主；平面加工又以铣、刨、插、拉、车、磨等为主；精密螺纹加工是以车、磨、研为主；齿形的主要加工方法有滚、插、拉、磨、剃、珩、研等。
（二）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度
任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，而高精度的获得一般要以高成本为代价，不适当的高精度要求，会导致加工成本急剧上升。
（三）工件材料的性质
加工方法的选择，常受工件材料性质的限制。
例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用金刚镗或高速精密车削来进行精加工。
（四）工件的结构形状和尺寸
以内圆表面加工为例，回转体零件上较大直径的孔可采用车削或磨削；箱体上IT7级的孔常用镗削或铰削，孔径较小时宜用铰削，孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削。
（五）生产率和经济性
选择加工方法一定要考虑生产类型，这样才能保证生产率和经济性要求。
2、加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多。
从零件的整个机械加工工艺过程来看，可划分为五个加工阶段：
（一）粗加工阶段 此阶段主要任务是切除大部分加工余量，应使用高生产率的加工方法和设备，以提高生产率。
而对于精度要求很低的加工表面，在本阶段可直接加工完毕。
（二）半精加工阶段 此阶段要切除粗加工后可能产生的变形和缺陷，并为主要表面的精加工作好准备。
一般安排在热处理之前进行。
对于次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）则在本阶段加工完毕。
（三）精加工阶段 此阶段是要保证主要表面达到图纸规定的质量要求，主要是靠精加工方法和工艺装备保证质量。
（四）光整加工阶段 主要是为加工质量要求特别高（6级以上标准公差，表面粗糙度Ra0.2um以下）的表面设置的加工阶段。
该阶段主要用光整加工方法和专门的工艺装备来降低表面粗糙度值，用以获得很光洁的表面。
（五）超精密加工阶段 其加工精度在0.3～0.03μm、表面粗糙度值在Ra0.05～0.03μm范围（或称亚微米级加工）。
划分加工阶段的目的是：
1．零件在加工中由于受切削力、切削热和内应力的作用，不可避免地要产生变形，影响加工质量。
划分加工阶段并使各加工阶段有一定的时间间隔，便于残余应力得到释放，从而减少这些变形带来的影响，或者在加工阶段之间安排诸如热处理、校直、自然时效等工序来消除各种变形的影响，提高加工质量。
2．由于各加工阶段的主要任务不同，加工方法、加工设备、不同等级的技术工人的配备也就不同。
为合理地使用设备和发挥技术工人的积极性，粗加工用功率大、精度较低、效率高的设备和技术等级低的工人。
精加工则与之相反，从而发挥机床的各自特点，满足高效、低耗生产的要求。
3．便于安排热处理工序。
例如，粗加工后安排时效处理，消除粗加工时工件所产生的残余应力；精加工又安排在淬火工序之后，以利于提高加工精度和消除淬火产生的变形及氧化层。
4．便于发现毛坯的缺陷，以便及时报废或修补，减少浪费。
5．精加工阶段放在最后进行加工，可以避免因零件在周转时的运输当中精加工表面的碰伤及划伤。
3、工序集中与工序分散
安排零件的加工工艺过程时，还要解决工序集中和工序分散问题。
在不同的生产条件下，工艺人员编制的工艺会有所不同。
。
我们把同一个零件工艺过程中工序多少的状况称为工序的集中和分散。
工序集中就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。
这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。
工序分散则相反，它把加工表面分的很细，每个工序加工内容少，表现为工序多，工艺路线长。
由于工序的集中和分散各有特点，究竟按何种原则确定工序数量，这要根据生产纲领、机床设备及零件本身的结构和技术要求等作全面的考虑。
但从技术的发展方向来看，随着数控机床、加工中心的发展和应用，今后将更多地趋向于工序集中。
4、加工顺序的安排
要满足零件图样的全部技术要求及生产的高效率和低成本，不仅要正确选择定位基准和每个表面的加工方法，而且要合理地安排工序顺序。
这不仅指安排好机械加工间的顺序，而且要合理地安排好机械加工与热处理、表面处理及与辅助工序（如清洗、检验等）间的工序顺序。
（一）机械加工顺序的安排
1．基面先行 作为其它表面加工的精基准一般安排在工艺过程一开始就进行加工。
2．先主后次 零件的主要工作表面（一般是指加工精度和表面质量要求高的表面）、装配基面应先加工，从而及早发现毛坯中可能出现的缺陷。
3．先粗后精 一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。
4．先面后孔 箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其它表面尺寸为大的平面，用它作定位基准面稳定可靠，故一般先加工这些平面以作精基准，供加工孔和其它表面时使用。
（二）热处理工序的安排
热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。
热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。
（三）检验工序的安排
检验工序是辅助工序中最重要的工序，为了确保零件的加工质量，在工艺过程中合理地安排检验工序是非常必要的。
一般在重要工序的前后、零件送往另一个车间之前、各加工阶段之间及工艺过程的最终都应安排检验工序，以保证加工质量。
零件的清洗工序一般安排在最终检验工序之前。
五、工艺文件的编制
1.机械加工工艺过程卡片
2.机械加工工艺卡片
3.机械加工工艺（综合）卡片
第三节 典型零件工艺过程
一、轴类零件的机械加工工艺过程
1．工艺分析：
该零件的各配合表面除本身有一定的精度（相当于IT7）和粗糙度要求外，对轴线的径向圆跳动还有一定的要求。
根据对各表面的具体要求，可采用如一的加工方案：
粗车——半精车——热处理——粗磨——精磨
2．基准选择，为了保证各配合表面的位置精度，用轴两端的中心孔作为粗、精加工的定位基准面。
这样，既符合基准同一各基准重合的原则，也有利于生产率的提高。
为了保证定位基准面的精度和粗糙度，热处理后应修研中心孔。
3．该轴的工艺过程。
（略）
二、盘套类零件的机械加工工过程。
1．术要求的分析。
2．毛坯的选择。
3．定位基准的选择。
4．加工方法的选择。
5．加工顺序的安排。
（1）各外圆、端面、内孔粗车之后，进行调质处理，然后再进行半精车、精车。
其中大外圆、大端面和内孔在一次装夹中完成，因此以大端面为定位基准，磨削小端面，以保证位置精度。
（2）插齿之后，进行齿端倒圆，然后对齿面进行高频淬火。
（3）磨内孔之后，采用心轴装夹进行磨齿。
（4）插键槽之后，去毛刺。
6．机械加工工艺过程卡片的填写。
三、支架箱体类零件的加工过程
1.拟定支架、箱体类零件工艺过程的原则
（1）先孔后面
（2）粗、精加工分开
（3）合理选择机床
2.
升级会员 