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。