同济大学-机械制造技术基础-复习大纲

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第一章 机械加工方法

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Δm<0采用材料去除原理，Δm=0采用材料基本不变原理，Δm>0采用此爱聊累加成型原理，不同原理采用不同的形成工艺方法，Δm<0主要指切削加工。

机械加工方法主要有：车削、铣削、磨削、钻削、镗削及特种加工。

*车削主要加工面：车端面，车圆面，加工偏心轴、（加工锥面、钻孔）。

车削加工的特点：工件旋转形成主切削运动，刀具完成进给运动。

按照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，生产中多采用逆铣。

铣削的特点：铣刀的旋转形成主运动，工具完成进给运动。

特种加工方法区别于传统切削加工方法，是利用化学，物理（电、声、光、热、磁）或电化学方法对工件材料进行去除的一系列加工方法的总称。包括：电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、（化学加工、电接触加工、磨料流加工、电子束加工、液体喷射加工等）。 不全

电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温，溶蚀工件材料来获得工件成形的。其加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液及其循环过滤系统等部分组成。

电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶液的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。工件接直流电源正极，工具接负极。

电解加工的特点：

1）工作电压小（6—24V）、工作电流大（500—20000A）

2）能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔

3）可加工难加工材料

4）生产效率高

5）加工中无机械切削力或切削热

6）平均加工公差可达±0.1mm左右

7）附属设备多、占地面积大、造价高

8）电解液既腐蚀机床又容易污染环境

激光加工的特点：

1）不需要加工工具

2）功率密度高

3）非接触加工，工件无受力变形

4）激光打孔、切割的速度很高

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5）可穿过透明介质进行加工

激光加工应用于金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、发散是冷气冲片的多孔蒙皮、发动机喷油嘴、航空发动机叶片等小孔加工，以及多种金属材料和非金属材料的切割加工。在大规模集成电路的制作中，已采用激光焊接、激光划片、激光热处理等工艺。

第二章 金属切削原理与刀具

切削运动可分解为主运动和进给运动。主运动是切下切削所需的最基本的运动（速度最高、功率最大、主运动只有一个），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）。

切削过程中工件上通常存在着3个不断变化的表面：已加工表面、待加工表面、加工表面。

切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。

切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）三要素。

刀具的切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。

刀具角度的参考平面：切削平面、基面、正交平面。

刀具的标注角度：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角。

刀具的分类：

按加工方式和具体用途：车刀孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等。

按所用材料性质：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和金刚石刀具等。 按结构形式：整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等。

按是否标准化：标准刀具和非标准刀具等。

刀具材料满足的基本要求：

1）高的硬度

2）高的耐磨性

3）高的耐热性

4）足够的强度和韧性

5）良好的工艺性

6）良好的热物理能和耐热冲击性能

切削的类型：

1）带状切屑

2）挤裂切屑

3）单元切屑

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4）崩碎切屑

积屑流定义：在切削速度不高而又能形成连续切屑的情况下，加工一般钢料或其他塑性材料时，常常在刀具前面粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。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。这块冷焊在前面上的金属称为积屑流或刀流。

切削力的来源：

1）克服被加工材料弹性形变的抗力

2）克服被加工材料塑性形变的抗力

3）克服切削与前面的摩擦力和刀具后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦力

除车螺纹外，切削力中切削速度的指数几乎全为0，说明切削速度对切削力影响不明显。

切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料、刀具磨损状态和切削液等

被吃刀量对切削热影响最大，切削速度次之，切削力最小。

车削加工时，切屑带走的切削热>车刀传出的切削热>工件传出的切削热>周围介质（如空气）传出的切削热。切削速度越高切削速度越大，则切屑厚度越大，则带走的热量越多。钻削加工时，切屑带走的切削热>刀具传出的切削热>工件传出的切削热>周围介质传出的切削热。磨削加工时工件带走的切削热多。

切削速度对切削温度的影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。

为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命，在机床允许的条件下，选用较大的背吃刀量和进给量，比选用大的切削速度更为有利。

刀具磨损过程的三个阶段：

1）初期磨损阶段

2）正常磨损阶段

3）急剧磨损阶段

切削速度是影响刀具寿命的影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。耐热性越低的刀具材料切削速度对刀具寿命的影响应该越大。

选择切削用量的顺序为：首先选尽可能大的背吃刀量，其次选择尽可能大的进给量，最后选择尽可能大的切削速度。

?P45粗加工的目的：以提高生产率为主，同时还要保证规定的刀具寿命。

精加工的目的：保证零件的加工精度和表面质量为主，同时也要考虑刀具寿命和获得较高的生产率。

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切削加工性的定义：工件材料被切削加工的难易程度。

良好的切削加工性是指：刀具寿命较长或一定寿命下的切削速度较高；在相同的切削条件下切削力较小，切削温度较低；容易获得好的表面质量；切屑形状容易控制或容易断屑。

反映材料切削加工性的常用指标：一定刀具寿命下的切削速度和相对加工性。切削速度越高表示材料的切削加工性越好。

第三章 金属切削机床

机床的基本组成：动力源、传动系统、支承件、工作部件、控制系统、冷却系统、润滑系统、其他装置。

机床的运动分为表明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。

机床精度包括：几何精度、运动精度、传动精度、定位精度、工作精度、精度保持性。

？提高主轴传动系统措施p60

常见的金属切削机床：车床、磨床、钻床、铣床、加工中心。

车床包括：立式车床、转塔车床。