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1、江大机械制造技术基础重点难点例题讲解重点难点深度剖析及难点例题讲解 机械制造技术基础科目，总计包括1本书，机械制造技术基础卢秉恒主编，机械工业出版社出版。在本部分当中，以书为单位，按照章节、知识点，进行内容的安排。此部分内容，是本讲义的重要部分。 本书总计包括七个章节，第七章内容不考。其中重点章节是四、五、六章， 大题一般都从这三张的内容里出，而前三章的基本概念会出成填空、选择、判断等题。基础班给大家大致介绍了各章的基本概念，在强化班中，我们会详细的给大家再讲解一下各章概念知识点，并针对四、五、六章易出大题的知识点出一些例题，以供大家练习。 第一章 机械加工方法1.1本章知识点串讲第一节，零件

2、的形成原理按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理 m0（材料去除原理）；m0（材料基本不变原理）；m0（材料累加成型原理）。本节就这么一个知识点，经常以填空题的形式出现在考试中。为防止考试题型发生变化，考生应知道三种原理的典型代表加工方法。即m0：切削加工；m0：磨具制造；m0：快速成型制造。第二节，机械加工方法根据材料去除原理的机械加工方法主要分为八类。车削、铣削、刨削、钻削与镗削、齿面加工、磨削、特种加工。1.车削 工件旋转形成主切削运动。精度IT8 IT7；粗糙度：6.3 1.6m 生产率高，切削过程较平稳，刀具简单。 主要有卧式车床、立式车床以及转塔车床

3、这几类。2.铣削 主运动为刀具的旋转运动，精度IT8 IT7，表面粗糙度6.3 0.8m顺铣和逆铣 ：根据主运动与进给方向相反或相同，分为逆铣和顺铣。铣床的主要类型有升降台式铣床、床身式铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣床以及数控铣床等。3.刨削 刀具的往复直线运动为主运动。精度IT8 IT7，表面粗糙度3.2 1.6m生产率低，比铣削平稳。4.钻削与镗削 钻削：钻头的旋转运动为主切削运动 加工精度低，IT13 IT11，粗糙度12.5 0.8m钻床适用于加工外形复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔，尤其是多孔加工。有立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、深孔钻床以及中心孔钻床等。镗削：镗刀位于刀杆上，与

4、刀杆一起旋转形成主切削运动 加工精度IT10 IT8 5.齿面加工 成型法：普通铣床成型铣刀。主运动为刀具的旋转运动，进给运动为刀具的直线运动 展成法：滚齿机或插齿机。 6.复杂曲面加工 ：仿形铣、数控铣、特种加工7.磨削 砂轮的旋转运动为主运动 加工过程平稳、精度高、表面粗糙度小。 加工精度IT7 IT5，表面粗糙度1.6 0.025m，精磨可达0.1 0.008m 砂轮的自锐性：砂轮磨粒磨钝后会使切削能力变差，切削力变大。当切削力超过粘结剂强度时，磨钝的磨粒会脱落，露出一层新的磨粒。常用的磨床类型有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床、刀具刃磨磨床、各种专门化磨床、研磨床、其他磨床。8

5、.特种加工 电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工1.2本章重难点总结1.2.1重难点知识点总结本章没有什么重点。难点有三个，分别在铣削；孔加工；磨削这三处。先看铣削，根据铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，可分为顺铣和逆铣。在这里要知道顺铣和逆铣各有哪些优缺点。顺铣时，铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，容易引起打刀。逆铣可以避免这一现象，因此，生产中多采用逆铣。在顺铣铸件或锻件等表面有硬度的工件时，铣刀齿首先接触工件的硬皮，加剧了铣刀的磨损，逆铣则无这一缺点。 但逆

6、铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而切削刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，也会加速刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力具有将工件上抬的趋势，也易引起震动。这是逆铣的不利之处。 在孔加工这部分要知道的是，扩孔、铰孔时，扩孔钻和铰刀均在原底孔的基础上进行加工，因此无法提高孔轴线的位置精度以及直线度。而镗孔时，镗孔后的轴线是由镗杆的回转轴线决定的，因此可以校正原底孔的位置精度。磨削这一部分要了解的就是砂轮的自锐性这一特性。 1.3本章典型题库1.3.1作业1-3 车削加工都能形成哪些表面？1-4 镗削与车削有哪些不同？1.3.2作业答案1-3 车削加工后形成的面主要是回转表面，也可

7、加工工件的端面。1-4 镗削一般用于孔加工，而车削用于外圆加工。其次，镗削的主运动是镗杆的回转运动，车削的主运动是工件的旋转运动。第二章 金属切削原理与刀具2.1本章知识点串讲第一节，刀具的结构首先要明白什么是切削运动。刀具与工件之间的相对运动称为切削运动，即表面成形运动。切削运动可分解为主运动和进给运动。其中，主运动是切下切屑所需的最基本的运动。有且只有一个；进给运动是多余材料不断被投入切削，从而加工出完整表面所需的运动。进给运动可以有一个或几个。 其次是切削过程中的三个表面：已加工表面：工件上已切去切屑的表面。 待加工表面：工件上即将被切去切屑的表面。 加工表面（过渡表面）：工件上正在被切

8、削的表面。切削用量（切削三要素）1）切削速度v：在单位时间内，刀具和工件在主运动方向上的相对位移。即主运动的速度。 （注意：不是合成速度。）2）进给量f：在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移。 3）背吃刀量ap（切削深度）。待加工表面与已加工表面之间的垂直距离 刀具角度。在这一部分，首先要知道的是刀具切削部分的组成，即所谓的“三面两刃一尖”前面（前刀面）：刀具上与切屑接触并相互作用的表面。 主后面：刀具上与工件过渡表面接触并相互作用的表面。 副后面：刀具上与工件已加工表面接触并相互作用的表面。 主切削刃：前刀面与主后刀面的交线，它完成主要的切削

9、工作。 副切削刃：前刀面与副后刀面的交线，它配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。 刀尖：连接主切削刃和副切削刃的一段切削刃。刀具角度的三个参考平面。（1）切削平面：通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面。 （2）基面：通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。 （3）正交平面：通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。几个角度的定义1）前角：在正交平面内测量的前面与基面之间的夹角。 2）后角：在正交平面内测量的主后面与切削平面之间的夹角。 3）主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。4）副偏角：在基面内测量的副切削刃在

10、基面上的投影与进给运动反方向的夹角。 5）刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。当刀尖为主切削刃上最低点时刃倾角小于零；刀尖为主切削刃上最高点时刃倾角大于零。第二节，刀具材料刀具材料应满足的基本要求有：高的硬度；高的耐磨性；高的耐热性；足够的强度和韧性；良好的工艺性；良好的热物理性能和耐热冲击性能。切削加工中常用的刀具材料有：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼。新型刀具材料：陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石。第三节，金属切削过程及其物理现象切屑形成过程 第一变形区：OA OM之间，变形量最大。（基本变形区） 第二变形区：切屑与前刀面摩擦的区域。（摩擦变

11、形区） 第三变形区：工件已加工表面与后面接触的区域。（加工表面变形区） 切屑的类型 带状切屑 加工金属材料，当切屑厚度较小，切削速度较高、刀具前角较大时，一般得到这类切屑。 挤裂切屑 一般在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。 单元切屑 在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面。 崩碎切屑 加工脆性材料的切屑。 积屑瘤现象 在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢材或其他塑性材料时，常常在刀具前面粘着一块剖面有时呈三角形的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2 3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替切削刃进行切削。这块冷焊在前面的金属称为积屑瘤或刀瘤。 积屑瘤的影响： 1

12、）实际前角增大； 2）增大切削厚度，使表面粗糙度增加；（粗加工时有利，精加工时不利） 3）影响刀具寿命。（稳定状态时提高，由于代替切削；不稳定时降低，由于脱落可能把刀具材料撕掉） 第四节，切削力，切削热和切削温度切削三要素对切削力、切削热、切削温度、刀具寿命的影响，按大小顺序排列：切削力： apf v 切削热： apvf 切削温度： vfap 刀具寿命： vf ap第五节，刀具磨损与刀具寿命刀具的磨损形式： 前面磨损：切屑与前刀面互相接触、摩擦。（月牙洼磨损，切削温度越高，洼的深度越深） 后面磨损：工件的新鲜加工表面与刀具后面接触，相互摩擦，引起后面磨损。 边界磨损：磨损发生在主、副切削刃与工

13、件待加工表面或已加工表面接触的地方。 刀具磨损过程：初期磨损阶段（磨损较快）：新刃磨的刀具表面存 在粗糙不平之处以及显微裂纹、氧化或脱碳层等缺 陷，而且切削刃较锋利，后面与加工表面接触面积 较小，压应力较大。 正常磨损阶段（磨损比较缓慢均匀）：经初期磨损后，刀具毛糙表面已磨平，刀具进入正常磨损阶段。 急剧磨损阶段（磨损速度快）：磨损带宽度增加到一定程度后，加工表面粗糙度值增大，切削力与切削温度迅速升高，磨损速度增加很快，以致刀具损坏而失去切削能力。刀具磨钝标准：以1/2背吃刀量处后面上测定的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标准。 刀具寿命：刀具两次刃磨之间所经历的实际切削时间。 刀具的总寿命：刀具从

14、第一次投入使用到完全报废时所经历的时间。 第六节，切削用量选择及工件材料加工性合理切削用量的选择：在充分利用刀具的切削性能和机床的动力性能，保证加工质量的前提下，选择获得较高生产率和低加工成本的切削用量。一般应该选择尽可能大的背吃刀量，然后选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的切削速度。 改善工件材料加工性的途径：（1）调整材料的化学成分（2）采用热处理改善材料的切削加工性2.2本章重难点总结2.2.1重难点知识点总结刀具的结构；刀具材料；金属切削过程及其物理现象；切削三要素对切削过程中各物理量的影响。2.2.2本章重难点例题讲解【例题1】试分析车刀安装高度对工作角度的影响解析：刀尖高于工作轴线

15、：前角增大，后角减小；刀尖低于工作轴线：前角减小后角增大。第三章 金属切削机床3.1本章知识点串讲第一节 概述一、机床的基本组成（1）动力源（2）传动系统（3）支撑件（4）工作部件（5）控制系统（6）冷却系统（7）润滑系统（8）其他装置二、机床的运动机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。 表面形成运动包括主运动和进给运动。 辅助运动是指加工过程中，加工工具与工件除工作运动外的其他运动。主要包括切入运动、各种空行程运动、其他辅助运动。 三、机床技术性能指标 1.机床的工艺范围 机床的工艺范围是指在机床上加工的工件类型和尺寸，能够完成何种工序，使用什么刀具等。2.机床的技术参数机床的主要技术参数包

16、括：尺寸参数、运动参数、动力参数 尺寸参数具体反映机床的加工范围，包括主参数等。 运动参数指机床执行件的运动速度。 动力参数指机床电动机的功率 四、机床精度与刚度加工中保证被加工工件达到要求的精度和表面粗糙度，并能在机床长期使用中保持这些要求，机床本身必须具备的精度称为机床精度。它包括几何精度、传动精度、运动精度、定位精度、工作精度及精度保持性等几个方面。1.几何精度几何精度是指机床在空载条件下，在不运动或运动速度较低时各主要部件的形状、相互位置和相对运动的精确程度。几何精度直接影响加工工件的精度，是评价机床质量的基本指标。它主要取决于结构设计、制造和装配质量。2.运动精度运动精度是指机床空载

17、并以工作速度运动时，主要零部件的几何位置精度。3.传动精度传动精度是指机床传动系各末端执行件之间运动的协调性和均匀性。4.定位精度定位精度是指机床的定位部件运动到达规定位置的精度。定位精度直接影响被加工工件的尺寸精度和形位精度。5.工作精度加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度。6.精度保持性在规定的工作期间内保持机床所要求的精度，称之为精度保持性。第二、四节内容与考试无关，第三节内容已在第一章里融入介绍过了。第四章 机床夹具原理与设计4.1本章知识点串讲第一节 概述 一、装夹 在机床上进行加工时，必须先把工件安装在准确的加工位置上，并将其可靠固定，以确保工件在加工过程中不发生位置

18、变化，才能保证加工出来的表面达到规定的加工要求，这个过程叫做装夹。 定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程。 夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 简而言之，装夹是定位和夹紧过程的总和。 工件在机床上的装夹方法 1.用找正法装夹工件：根据工件表面用划针或指示表找正，或者根据事先划出的线痕进行找正实现装夹。 适用于单件、小批量生产。 2.用夹具装夹工件：工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。 适用于批量生产。 二、机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用1.夹具的主要工作原理1）是工件在夹具中占有正确的加工位置。2

19、）夹具对于机床应先保证有准确的加工位置，而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面的相对准确位置，这就保证了夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精确要求。3）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。2.夹具的作用1）保证稳定可靠的达到各项加工精度要求。2）缩短加工工时，提高劳动生产率。3）降低生产成本。4）减轻工人劳动强度。5）可由较低技术等级的工人进行加工。6）能扩大机床工艺范围。三、夹具的分类与组成1.夹具的分类机床的分类有好几种方法，通常讨论

20、的是按夹具结构与零部件的通用程度来分类的方法。按此方法，可将机床夹具分为：机床附件类夹具；可调夹具；随性夹具；组合夹具；专用夹具。2.夹具的组成夹具的主要组成部分有：（1）定位元件（2）夹紧装置（3）对刀元件（4）引导元件（5）其他装置（6）连接元件和连接面（7）夹具体第二节 工件在夹具中的定位定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有正确的位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性良好。 一、六点定位原理采用六个按一定规则布置的支承点，并保证与工件的定位基准面接触，限制工件六个自由度，使工件位置完全确定的原理。任意一刚体在空间都有六个自由度，即x、y、z坐标轴的

21、三个移动自由度和三个转动自由度。假设工件时一刚体，要使它在机床上（或夹具中）完全定位，就必须限制它在空间的六个自由度。将工件的六个自由度完全限制，工件在空间的位置也就被唯一地确定了。 六点定位“完全定位” 多于六点定位“过定位”或“重复定位”少于六点定位（1）允许的是“不完全定位” （2）不允许的是“欠定位”二、常见的定位方式和定位元件1.工件以平面定位（1）固定支撑；（2）可调支撑；（3）自位支撑；（4）可调支撑2.工件以圆孔定位（1）定位销；（2）锥销；（3）定位心轴3.工件以外圆柱面定位（1）V型块；（2）定位套筒；（3）半圆孔定位座；（4）外圆定心夹紧机构第三节 定位误差分析一、基准的

22、概念 所谓基准是在零件图上，确定点、线、面位置时，作为参考的其他的点、线、面。根据基准的功用不同，可分为设计基准和工艺基准。 1）设计基准：在零件图上，确定点、线、面位置的基准，设计基准是由该零件在产品结构中的功用所决定的。 2）工艺基准：在加工和装配中使用的基准，按照用途不同又可分为定位基准、测量基准、装配基准、调刀基准。 定位基准：在加工中使工件在机床夹具上占有正确位置所采用的基准。 测量基准：在检验时所使用的基准。 装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准。 调刀基准：在加工中用以调整加工刀具位置所采用的基准。 作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，如孔的中心线、外圆

23、的轴线等。二、调刀基准在零件加工前对机床进行调整时，为了确定刀具的位置，还要用到调刀基准。由于最终目的是为了确定刀具相对工件的位置，所以调刀基准往往选在夹具上定位元件的某个工作面。因此，设计基准和定位基准都是体现在工件上的，而调刀基准却是由夹具定位元件的定位工作面来体现的。三、定位误差 设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差。 定位误差分为两类：基准不重合误差和基准位移误差。 1 基准不重合误差 由于定位基准与设计基准不重合引起的。 2 基准位移误差 由于定位副（工件定位工作面与夹具定位元件的定位工作面的合称）制造不准确，使得定位基准相对夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差，

24、称为基准位移误差。第四节 工件在夹具中的夹紧工件在定位元件上定位后，必须采用一定的装置能将工件压紧夹牢，使其在加工过程中不会因受切削力、惯性力或离心力等作用而发生震动或位移，从而保证加工质量和生产安全，这种装置称为夹紧装置。一、夹紧装置的组成及基本要求（1）力源装置（2）中间传力机构（3）夹紧元件需要满足的基本要求：1）夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置2）夹紧力大小要合适，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不得产生不能使工件产生变形或损伤工件表面3）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。4）结构紧凑，易于制造，易于制造与维修。二、夹紧力的确定1.夹紧力方向的确定

25、原则：（1）夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面（2）夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小（3）夹紧力作用方向应使工件的变形尽可能小2.夹紧力作用点的确定1）夹紧力作用点应落在支撑元件或几个支撑元件形成的稳定受力区域内2）夹紧力作用点应落在工件刚性最好的部位3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。这样可减小切削力对夹紧点的力矩。4.2本章重难点总结4.2.1重难点知识点总结六点定位原理在应用工件“六点定位原理”进行定位问题分析时，应注意如下几点：1）定位就是限制自由度2）定位支撑点限制工件自由度的作用，应理解为定位支撑点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。3）一个定位

26、支撑点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支撑点数目，原则上不超过六个。4）分析定位支撑点的定位作用时，不考虑离得影响，工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，欲使其在外力作用下不能运动，是夹紧的任务；反之，工件在外力作用下不能运动，也并非是说工件的所有自由度都被限制了。所以，夹紧和定位是两个概念，不能混淆。5）定位支撑点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支撑点总是通过具体的定位元件体现，至于具体的定位元件应转换为几个定为支撑点，需结合其结构进行分析。 组合定位分析（1）组合定位分析要点1）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件

27、能限制工件的自由度总数等于各定位元件单独定位各自相应定位面时所能限制自由度的数目之和，不会因组合后而发生数量上的变化，但他们限制了哪些方向上的自由度却会随不同组合情况而改变。2）组合定位中，定位元件在单独定位某定位面时原起限制工件移动自由度的作用可能会转化成限制工件转动自由度的作用。但一旦转化后，该定位元件就不再起原来限制工件移动自由度的作用了。3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元。（2）组合定位时重复定位现象的消除方法1）使定位元件沿某一坐标轴可移动。2）采用自位支撑结构。3）改变定位元件的结构形式。4.2.3练习第五章 机械制造质量分析与控制5.1本章知识点串讲机器零件的加工质量指标

28、有两大类：一是加工精度，一是加工表面质量 第一节 机械加工精度的基本概念 1.加工精度与加工误差 所谓加工精度指的是零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状和位置）与图样规定的理想零件的几何参数符合程度。 2.零件获得加工精度的方法 零件的加工精度包括：尺寸精度、形状精度、位置精度。形状精度的获得方法： 轨迹法。利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。此方法的精度取决于成形运动的精度。 成型法。利用成形刀具切削刃的几何形状切出工件的形状。这种方法的精度主要取决于切削刃的形状精度和刀具的装夹精度。 展成法。利用刀具和工件做展成切削运动，切削刃在被加工面上的包络面形成的成型表面。精度取决

29、于展成运动的传动链精度与刀具的制造精度。位置精度（平行度、垂直度、同轴度等） 位置精度的获得与工件的装夹方式和加工方法有关。 尺寸精度的获得 1）试切法：切一小部分，测量，再切，再测，符合要求后切削整个表面。 2）定尺寸刀具法：用具有一定尺寸精度的刀具来保证被加工工件的尺寸精度（如钻孔） 3）调整法：利用定程、对刀装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具满足一定的位置精度要求，然后加工一批零件。 4）自动控制法：使用一定的装置，在工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。第二节 影响加工精度的因素及其分析在机械加工时，将机床、夹具、刀具和工件构成的一个完整的系统称为机械加工工艺系统。 工艺系统

30、中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度复映到工件上，就形成了工件的加工误差。根据因果关系，将工艺系统的误差称为原始误差。 一、原理误差 原理误差是由于采用了近似的加工运动或者近似的刀具轮廓而产生的。 由于技术的原因，有时要想制造出完全符合理论曲线的刀具轮廓非常困难，于是代替以近似的轮廓曲线，这样就造成了原理误差。 二、机床误差 机床误差来自三方面：机床本身的制造、磨损和安装。 机床静误差中最主要的三个： （1）导轨误差； 车床和磨床的床身导轨误差共有三项： 在垂直面内的直线度（弯曲）； 在水平面内的直线度（扭曲）； 前后导轨的平行度（扭曲）。 误差敏感方向： 一般情况下加工表面的法线方向为误差的敏感方向（2）主轴误差； 可分解为：纯轴向窜动、纯径向移动、纯角度摆动。 不同的加工方法，主轴的回转误差所引起的加工误差也不同。在车床上加工外圆或内孔时，主轴径向回转误差可引起工件的圆度和圆柱度误差，但对于加工工件端面则无直接影响。主轴的轴向回转误差对加工外圆或内孔的影响不大，但对加工端面的垂直度及平面度则有较大影响。（误差敏感方向） （3）传动链误差。三、调整误差 在机械加工的每一个工序