机械加工工艺基础知识点.docx
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机械加工工艺基础知识点
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机械加工工艺基础知识点
机械加工工艺基础知识点
0总体要求
掌握常用量具的正确使用、维护及保养,了解机械零件几何精度的国家标准,理解极限与配合、形状和位置公差的含义及标注方法;金属切削和刀具的一般知识、常用夹具知识;能正确选用常用金属材料,了解一般机械加工的工艺路线与热处理工序。
一、机械零件的精度
1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。
理解配合制、公差等级及配合种类。
掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。
基本术语:
尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、(尺寸)公差、标准公差及等级(20个公差等级,IT01精度最高;IT18最低)、公差带位置(基本偏差,了解孔、轴各28个基本偏差代号)。
配合制:
(1)基孔制、基轴制;配合制选用;会区分孔、轴基本偏差代号。
(2)了解配合制的选用方法。
(3)配合类型:
间隙、过渡、过盈配合
(4)会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带,判断配合类型。
公差与配合的标注
(1)零件尺寸标注
(2)配合尺寸标注
2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。
理解形位公差及公差带。
几何公差概念:
1)形状公差:
直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。
2)位置公差:
位置度、同心度、同轴度。
作用:
控制形状、位置、方向误差。
3)方向公差:
平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。
4)跳动公差:
圆跳动、全跳动。
几何公差带:
1)几何公差带
2)几何公差形状
3)识读
3.正确选择和熟练使用常用通用量具(如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等)及专用量具(如螺纹规、平面样板等),并能对零件进行准确测量。
常用量具:
(1)种类:
钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。
(2)识读:
刻度,示值大小判断。
(3)调整与使用及注意事项:
校对零点,测量力控制。
专用量具:
(1)种类:
螺纹规、平面角度样板。
(2)调整与使用及注意事项
量具的保养
(1)使用前擦拭干净
(2)精密量具不能量毛坯或运动着的工伯
(3)用力适度,不测高温工件
(4)摆放,不能当工具使用
(5)干量具清理
(6)量具使用后,擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内。
二、金属材料及热处理
1.理解强度、塑性、硬度的概念。
2.了解工程用金属材料的分类,能正确识读常用金属材料的牌号。
金属材料分类及牌号的识读:
2.1.1黑色金属:
(1)定义:
通常把以铁及以铁碳为主的合金(钢铁)称为黑色金属。
(2)铸铁:
灰铸铁HT抗拉强度(σb)200(MPa)、可锻铸铁KT(H黑心、Z珠光体)抗拉强度(σb)300-伸长率06、球墨铸铁QT抗拉强度(σb)400-伸长率18。
(3)碳钢:
按含碳量分:
低、中、高碳钢。
按质量分:
普通、优质、高级优质。
按用途分:
普通:
Q235A:
一般工程用,屈服强度Q数值235等级A。
优质碳素结构钢:
45钢:
机械零件用,中碳钢,含碳量%);
碳素工具钢:
T12:
工具钢,用于刃具、量具、模具用钢,含碳量%。
铸造碳钢:
铸钢ZG屈服强度不低于270-抗拉强度不低于500。
(4)合金钢:
按用途分:
合金结构钢:
40Cr:
合金结构钢,含碳量%,合金含量小于%不标。
合金工具钢:
9SiCr:
合金工具钢,含碳量%,Si、Cr含量小于%;
高速钢(锋钢)W18Cr4V:
含碳量,钨含量18%,Cr含量4%,V含量小于%。
2.1.2有色金属
(1)有色的定义:
除黑色金属以外的金属材料,统称为有色金属。
(2)了解铝及铝合金。
(2)了解铜及铜合金。
3、了解退火、正火、淬火、回火、调质、时效处理的目的、方法及应用。
重点放在应用上。
(1)退火:
消除铸件、焊接件、冷作件毛坯的应力。
(2)时效处理:
长时间退火,消除毛坯的应力。
(3)正火:
消除锻件毛坯的锻造应力。
调整硬度,便于加工。
(4)调质:
淬火+回火,综合机械性能。
一般安排在粗加工后、精加工前。
(5)回火:
消除淬火应力。
温度越高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。
4.了解金属表面处理的一般方法。
(1)表面淬火
(2)(表层)化学处理:
电镀
物理处理:
防锈漆因在金属表面外处理,不在此列。
三、金属切削和刀具的一般知识
1.了解金属切削运动及其特点,掌握切削用量三要素选用原则,会简单计算。
切削运动:
(1)主运动Vc:
(2)进给运动Vf:
(3)关系:
一般主运动一个,进给运动一个或多个。
切削时工件上形成的表面:
(1)待加工表面
(2)过渡表面:
正在切削的表面。
(3)已加工表面
切削用量
(1)切削速度Vc:
Vc=(PI*d*n)/1000(m/min或m/s)
钻头,切削刃d变化,Vc变化
(2)进给量f:
车工:
mm/r;铣工:
(3)背吃刀具ap(mm)
2.了解常用刀具材料及其适用范围。
(车)刀具的结构形式:
整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位刀片式。
刀具常用材料:
(1)硬质合金:
耐温800度以上,不能使用冷却液。
常用的有YT(钢件:
YT5、YT15、YT30)、YW(YW1、YW2)、YG(铸铁件、有色金属件:
YG3、YG6、YG8)三种。
(2)高速钢:
耐温550度以上,需要使用冷却液。
刀具钝化:
(1)磨损:
刀具后刀面和前刀面磨损。
(2)崩刃:
切削刃的脆性破裂。
(3)卷刃:
切削刃的塑性变形。
3.了解常用刀具的主要角度及其作用。
(1)前角:
增大,切削变形减小,切削热少,切削温度低。
(2)后角:
增大,后刀面摩擦少,(工件)切削热少,切削刃强度低,影响刀尖散热。
(3)主偏角:
减小,切削刃增加,散热改善,切削温度低。
(4)副编角:
增大,副后刀面摩擦少,加工残余面积大,粗糙度降低。
(5)刃倾角:
影响刀头强度和排屑方向。
(6)车刀安装对刀具角度的影响:
刀尖与工件轴线不等高情况;刀杆轴线与工件旋转轴线不垂直度影响。
4.了解切削液的常用种类及适用范围。
切削液的常用种类:
(1)水基类:
水溶液:
冷却好,润滑差;乳化液:
冷却中,润滑中。
(2)油基类:
切削油:
冷却差,润滑好。
5.了解常用金属材料的可切削性。
(1)主要指标:
相对加工性;与刀具耐用度、切削热、已加工表面质量、切屑控制和断屑情况、切削力有关。
(2)影响因素:
强度、硬度、塑性、导热性等
(3)改善方法:
适当的热处理,适当调整材料化学成份。
6.了解切削过程中的物理现象,如切屑形成过程及切屑类型、积屑瘤形成机理及控制、切削力、切削热及刀具磨损等。
切削类型:
带状(塑性材料如钢件)、挤裂、单元、崩碎(脆性材料如铸铁)切屑。
积屑瘤:
产生条件:
中等切削速度,塑性材料。
对加工影响:
保护刀具、增大前角、影响表面质量和尺寸精度(积屑瘤不稳定)
控制措施:
提高或降低速度。
切削力:
(1)主切削力Fc(消耗机床功率95%);背向力Fp(又称径向力,它使工件弯曲变形进而引起振动,对加工精度和表面粗糙度影响最大);进给力Ff(消耗机床功率5%)。
(2)影响因素:
材料的强度、硬度、塑性、韧性;刀具的几何角度(主偏角、前角影响最大);切削用量(吃刀量、进给量影响最大,切削速度影响不大)
切削热
(1)切削热来源:
切削层金属变形(主要);切屑与刀具前刀面之间摩擦;切屑与刀具后刀面之间摩擦。
(2)切削热传出:
切屑(50-80%);工件(10-40%);刀具(3-9%);周围介质(1%)
(3)影响切削热因素:
a切削用量因素:
切削速度影响最大;通过增加背吃刀量、降低速度来提高效率。
b材料因素:
强度、硬度影响;一般来说,合金钢比结构钢工件温度高;
c导热性影响:
有色金属工件温度低;
d切屑影响:
铸铁工件温度低但刀尖温度高(粒状或崩碎状切屑影响)。
e常用切削液影响:
水溶液好,乳化液次,切削油更次。
7.遵守职业道德和职业规范,树立安全生产、节能环保和产品质量等职业意识。
四、常用金属切削机床及应用
1.掌握常用机床的型号识读。
常用机床:
车、铣、刨、磨、钻床。
能根据机床型号判别机床类型、加工范围。
2.了解车床、铣床、刨、磨、钻床的种类、组成、应用范围及加工特点。
(1)常用机床:
车、铣、刨、磨、钻床。
(2)能根据机床型号判别机床类型、加工范围。
(3)常用机床的应用及加工特点。
(4)常用机床(车、铣、钻床)的常用加工方法的加工精度大致范围。
五、机械加工工艺规程的制订
1.掌握工步、工序的概念。
2.了解基准的分类,掌握定位基准的选用原则及工件夹紧的基本要求。
3.了解金属表面常用的加工方法及加工精度,了解影响加工表面质量的主要因素及控制措施。
4.掌握加工顺序的安排原则,如工序集中与分散、粗精加工概念等。
5.能进行简单零件加工工艺路线的合理性判定。
6.能读懂典型多工种复合加工的中等复杂零件的工艺卡。
(1)生产类型:
单件、批量、大量生产;
(2)工序集中与分散概念。
(3)机械加工工艺过程:
利用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量,使其转变为成品的过程,简称工艺过程。
(4)工序和工步
(5)安装:
将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为安装。
a六点定位
b车工、铣工、钳工常用的工件装夹方法和注意事项。
(6)工艺设备和工艺装备
(7)定位基准选择
a粗基准选择原则:
重要表面;不需加工的表面;余量少;有一定的夹位,夹紧可靠;同一尺寸方向上只能选用一次。
b精基准选择原则:
基准重合(设计和定位基准);基准统一原则(精基准尽量统一);互为基准原则(钳工平板刮研);自为基准原则(重要表面本身作基准如导轨面加工)。
(8)金属表面常用的加工方法及加工精度
外圆表面加工方法:
车、磨、抛光。
内孔表面加工方法:
钻、扩、铰、镗等
平面加工方法:
车、铣、刨、磨、锉、刮、研等。
(9)了解影响加工表面质量的主要因素:
机械加工表面质量,主要表现在以下两个方面:
一是零件加工表面存在着表面粗糙度、波度等表面几何形状误差;二是由于加工过程中的产生表面塑性变形,引起的冷作硬化现象;
表面粗糙度及其影响因素:
a刀具几何形状:
在切削过程中,工件受到刀具的刃口圆角及后面的挤压、摩擦产生塑性变形,导致理论残留面积被挤歪、沟纹加深,因而增大了表面粗糙度。
b切削因素:
刀瘤与鳞刺是影响粗糙度的主要因素。
加工表面物理机械性能的变化及其影响因素:
(一)加工表面的冷作硬化现象
a刀具的形状因素:
刀具的前角、刃口圆角及刀具后面的磨损量对于冷作硬化层有很大的影响。
前角减小、刃口及后面的磨损量增大时,冷作硬化层的深度和硬度也随之增大。
b切削用量因素:
切削速度和进给量的变化对冷作硬化有较大的影响。
切削速度增大时,刀具与工件的接触时间短,塑性变形程度小,硬化层和硬度都有所减小。
进给速度增大,塑性变形程度增加,表面冷作硬化程度增加。
c被加工材料因素:
被加工材料硬度小,塑性愈大的材料冷作硬化的程度愈严重。
(二)切削热的作用,引起加工表面金相组织发生变化,形成热变质层。