机械制造第6章正
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机械制造工艺考试救星该文档由24提供,仅供参考(以下为要考的题目)l-11 在图l-30中,注有加工符号的表面为待加工表面,试分别确定应限制的自由度。
l-12 根据六点定位原理,试用总体分析法和分件分析分析法,分别分析图1–31中6种定位方案所限制的自由度,并分析是否有欠定位和过定位,其过定位是否允许?2-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时,出现图2-80a 、b 、c 所示误差是什么原因,分别可采用什么办法来减少或消除?答:a )主要原因是工件在切削力作用下弯曲变形,产生鼓形圆柱度误差。
主要采用提高工件刚度的方法减小这类误差,例如采用中心架或者跟刀架,减小切削力的作用点到支承之间的距离,以增大工件在切削时的刚度。
b )主要原因是机床在切削力作用下变形,产生马鞍形的圆柱度误差。
主要采用提高机床部件刚度的方法减小这类误差,例如加工中采用支撑套,增大机床的刚度。
c )主要原因是机床导轨与主轴回转轴线不平行造成的误差。
主要采用减小导轨对主轴回转轴线的平行度误差来减小这类误差,或者采用校正装置补偿该误差产生的影响。
2-5 试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时,影响直径误差的因素中,导轨在垂直面内和水平面内的弯曲,哪个影响大?与卧式车床比较有什么不同?为什么?答:D:工件直径; ΔDy,ΔDz 工件直径误差;Δy:导轨在水平面内的弯曲; Δz :导轨在垂直面内的弯曲; 车刀垂直安装时误差的敏感方向在垂直方向。
因此导轨在垂直面内的弯曲对工件直径误差的影响较大 车刀垂直安装: z 方向为误差敏感方向 在卧式车床中: y 方向为误差敏感方向2-8 设已知一工艺系统的误差复映系数为,工件在本工序前有圆度误差0.45mm ,若本工序形状精度规定允差0.01mm ,问至少进给几次方能使形状精度合格?解:已知mg m g ∆∆=⇒∆=∆/εε,为保证工序形状精度规定允差0.01mm ,则:02.045.001.0=≤ε由于每进给一次,误差复映系数为:325.00≥⇒==n n n εε时,02.0016.0≤=ε因此至少进给3次方能使形状精度合格。
思考题与习题1.锻压生产有何特点?试举例说明它的应用。
答:(1)改善金属组织,提高金属的力学性能金属经过锻压可使其晶粒细化,使铸件中的气孔、微裂纹、缩松压合,提高组织的致密度;锻压还可形成金属的纤维方向,使其合理分布,提高零件的力学性能。
(2)适用范围广,生产效率高锻压产品适用范围广泛,模锻和冲压加工有较高的生产率。
(3)节省材料,减少切削加工工时锻压件的力学性能比铸件高,可相对减少零件的截面尺寸,减轻零件的重量。
此外,一些锻压加工的新工艺(如精密模锻)可以生产出尺寸精度和表面粗糙度接近或达到成品零件的要求,可做到少切削或无切削。
锻压的缺点是难以获得形状复杂的零件。
锻压主要用于加工金属制件,也可用于加工某些非金属,如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。
2.金属塑性变形分哪几类?它们之间有何区别?答:金属塑性变形根据温度不同分为冷变形和热变形两种。
冷、热变形的界限是再结晶温度,在再结晶温度以下的变形是冷变形,此时的变形只有加工硬化现象无再结晶现象,因此随着变形的进行,变形抗力增高、塑性降低,最终将导致金属破裂。
所以,变形量不宜过大。
冷变形具有尺寸精度高,表面质量好,生产率高,强度、硬度高等优点。
热变形是再结晶温度以上的变形,在热变形过程中既产生加工硬化,又有再结晶现象,且加工硬化现象被随之而来的再结晶所消除,热变形后的组织是再结晶后的组织,具有良好的塑性,较低的变形抗力。
因此,金属的锻压加工主要采用热变形来进行。
但热变形的生产率和锻件尺寸精度低,表面质量和劳动条件差,需配备相应的加热设备。
3.什么是加工硬化?它在生产中有什么实用意义?答:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象,称为加工硬化,又称冷作硬化。
它标志金属抗塑性变形能力的增强。
加工硬化在生产中的作用是:①经过冷拉、滚压和喷丸等工艺,能显著提高金属材料、零件和构件的表面强度;②零件受力后,某些部位局部应力常超过材料的屈服极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零件和构件的安全度;③金属零件或构件在冲压时,其塑性变形处伴随着强化,使变形转移到其周围未加工硬化部分。
机械制造工艺学知识点总结(含名词解释)Made by Lucy绪论机械:是利用其几何形状实现力与运动方面的性能/功能要求的产品.制造:将原材料加工成为可供使用的物品、获得产品的过程.机械制造:用机械的方法制造机械产品.关键是获得几何形状和位置。
目的:T --时间,效率Q——质量C--成本S—-服务E--环保第一章机械制造过程生产过程:从确定生产需求之后,到得到产品的过程。
包括产品开发过程、产品制造过程和产品销售过程。
到现在,生产过程扩充到服务。
制造过程:直接把原材料和毛坯转换为成品的过程.包括毛坯制造、机械加工工艺、装配、热及表面处理、检验过程.制造过程“三流”:能量流、物质流、信息流.机械加工工艺过程:用切削加工的方法,直接改变工件几何形状及表面机械物理性能的过程。
简称工艺过程.工序:一个(或同时加工的一组)工件,在一个工作地,由一个(或相互协作的多个)工人所连续完成的工艺过程。
安装:如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹,则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装.工位:在工件的一次安装中,通过分度装置,使工件相对于机床床身变换加工位置,则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。
工步:加工表面,切削刀具,切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容.走刀:切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步.工步、走刀、工位和安装之间的关系:走刀<工步<工位<安装一次安装可以有多个工位、工步和多次走刀一个工位可以有多个工步和多次走刀,但一般在一次安装下完成;一个工步只能在一次安装和一个工位下完成,但可多次走刀.可以规范工艺、保证质量工艺规程:工艺过程的书面表达形式和文字记录,用法律文件形式规定下来的工艺过程。
(工艺过程可以有多个,工艺规程只能有一个。
)生产纲领:是指企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划,多数以年计,零件的生产纲领还包括一定的备品和废品数量。
N=n(1+α)(1+β)QQ—-—产品的生产纲领α-—-备品率N———零件的生产纲领β---废品率生产类型:是企业(或车间、工段、班组)生产专业化程度的分类生产批量:年生产纲领确定后,还应根据车间(或工段)的具体情况,确定在计划期内一次投入或产出的同一产品/零件的数量.生产自动化:为什么生产自动化:批量法则、需求、历史发展含义:加工成型自动化、物料输送自动化、系统控制自动化目的:满足企业最大利润,满足工人劳动要求,以TQCSE为目标满足需求方法:生产设备自动化-——-单机自动化解决成型成型自动化问题生产过程自动化—-物流自动化解决传输自动化问题生产信息自动化——系统自动化解决管理与控制自动化问题质量:质量是除去性能/功能之外,产品对社会造成的损失的度量产品质量=装配质量+零件质量(加工质量+材料质量)加工质量:几何形状、位置实际值与理论值的符合程度(加工精度+表面质量)。
第一章绪论一.填空6.机械制造工艺是各种机械的___制造方法__ 和_过程____的总称.6.将_原材料____转变为_成品____的全过程称为生产过程.6.生产过程包括__生产准备___过程._工艺____过程和__生产辅助___过程.6.改变生产对象的_形状____.__尺寸___及__相对位置___和__性质___等,使其成为成品或半成品_____的过程称为工艺过程.6.切削加工是用切削刀具_____从工件上切除_多余材料____的加工方法.6.规定产品或零部件_制造工艺过程____和___操作方法__等的工艺文件称为工艺规程.二.简述1.写出一般机械制造的工艺过程.答:一般机械制造的工艺过程是:金属材料经铸造、锻压或焊接制成毛坯;毛坯通过切削加工和热处理成零件;诸多零件经装配、调试和试验成合格机械。
2.为什么工艺过程在生产过程中占有重要地位?答:工艺过程是生产过程的主要部分、在生产过程中,它是直接作用于生产对象上的那部分劳动,直接影响产品的性能与质量,所以工艺过程在生产过程中占有重要地位。
第二章铸造一.填空1.将熔融金属_浇注____.__压射___或__吸入___铸型型腔中,待其凝固后而得到_一定形状和性能____铸件的方法称为铸造.2.按生产方式不同,铸造可分为_砂型____和_特种____两大类.3.常用的特种铸造有金属型_____、_压力____、_离心____和_熔模____等.4.用_型砂____制成,包括形成铸件形状的_空腔___、_型芯____和_浇冒口____的组合整体称为砂型.5.制造砂型和芯沙的材料称为造型材料_____,它包括_砂____、__粘土___、有机或无机粘结剂_____和其他附加物_____.6.用造型混合料_____及_模样____等工艺装备制造铸型的过程称为造型.造型可分为_手工____、_机器____和_自动化____.7.常见的手工造型方法有_有箱____、_脱箱____、_地坑____和_刮板____等.8.浇注系统是为填充_型腔____和_冒口____而开设于铸型的一系列通道.通道由_浇口杯____、直浇道_____、_横浇道__和___内浇道__组成.9.冒口是在铸型内储存供_补缩铸件____用_熔融金属____的空腔.一般设置在铸件的_最高处____和_最厚处____.10.浇注对铸件质量有影响的两个重要因素是_浇注温度____和_浇注速度____.11.铸件常见的缺陷有_气孔____、_缩孔____、砂眼_____、_粘砂____和_裂纹____等.12.使熔融金属在_高压____下高速_____并在_压力____下凝固的铸造方法称为压力铸造.二.判断1.砂型制作好后必须经烘干才能进行浇注.(×)2.模样和芯盒是用来制造铸型型腔和型芯的工艺装备.(√)3.铸型的分型面就是模样的分模面.(×)4.提高型砂和芯沙的可塑性,可以减轻铸件冷却收缩时的内应力.(×)5.一般情形下,直浇道截面应大于横浇道截面,横浇道截面应大于内浇道截面.(√)6.冒口的作用是保证浇注时多浇的熔融金属能顺利地溢出.(×)7.铸型浇注后应尽快进行落砂,以缩短生产周期.(×)8.铸件凝固过程中如果补缩不良会引起铸件产生缩孔缺陷.(√)9.离心铸造主要适用于铸造空心回转体铸件.(√)10.有箱造型时,砂箱是铸型的组成部分.(√)三.选择1.造成铸件表面粘砂,使清理和切削加工困难的原因是型砂(C)A.透气性不好B.退让性差C.耐火性差D.强度不够2.模样制出铸造圆角有利于(B、C)A.起模B.防止铸件产生裂纹C.造型方便D.防止铸件产生缩孔3.成形后的型芯需要烘干,烘芯的目的是(A、C).增加型芯强度B.提高型芯耐火性C.增加型芯的透气性D.提高型芯的退让性4.防止铸件产生裂纹的方法有(B、D )A.提高浇注温度B.提高砂型和型芯的退让性C.提高型砂的强度D.使铸件的壁厚均匀5.铸件产生砂眼缺陷的原因有(A、B、D)A.型砂强度不够B.型砂紧实度不够C.浇注温度过高D.浇注速度太快6.铸件产生粘砂缺陷的原因有(B、C)A.型砂强度不够B.型砂的耐火性差C.浇注温度过高D.浇注速度太快7.压力铸造的主要特点有(A、D)A.铸件尺寸精度高.形位误差小B.可铸造重型铸件C.适用于单件小批量生产D.可铸造形状复杂的薄壁零件8.铸造双层金属合金铸件应采用(D)A.压力铸造B.熔模铸造C.砂型铸造D.离心铸造9.铸造形状复杂的高熔点合金材质的精密小型零件的毛坯应采用(C)A.离心铸造B.压力铸造C.熔模铸造D.金属型铸造四.名词解释1.模样模样是形成铸型型腔的模具,模样用来造型,以形成铸件的外形。
第6章机械装配工艺基础6.1 概述一.装配的概念1.定义任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。
按照规定的技术要求,将若干个零件或部件进行必要的配合和连接,使之成为合格产品的过程叫装配。
2.装配单元对于结构比较复杂的产品,为保证装配工作顺利地进行,通常将机器划分为若干个能进行独立装配的部分,称为装配单元。
装配单元一般分为:1)零件;2)合件;3)组件;4)部件;5)机器。
二、装配精度1.相互位置精度;2.相对运动精度;3.相互配合精度三.零件精度与装配精度的关系机器和部件是由许多零件装配而成的。
由于一般零件都有一定的加工误差,在装配时这些零件的加工误差累积就会影响装配精度。
例如,卧式车床主轴锥孔中心线和尾座顶尖套锥孔中心线对床身导轨的等高要求。
这项精度与床身4、主轴箱1、尾座2等零部件的加工精度有关。
如图6-1所示。
如果这些零件的累积误差超出装配精度指标所规定的范围,则将产生不合格品。
从装配工艺角度考虑,当然希望这种累积误差不要超过装配精度指标所规定的允许范围,从而使装配工作只是简单的连接过程,不必进行任何的修配或调整就能满足装配精度要求。
因此,一般装配精度要求高的,要求零件精度也要高。
a)b) 01—主轴箱2—尾座3—底板4—床身图6-1 主轴箱主轴与尾座套筒中心线等高结构示意图但零件的加工精度不但在工艺上受到加工条件的限制,而且又受到经济上的制约。
如有的机械产品的组成零件较多,而最终装配精度要求又较高时,即使把经济性置之度外,尽可能地提高零件的加工精度以降低累积误差,结果往往还是无济于事。
因此要达到装配精度,就不能简单地按装配精度要求来加工,在装配时应采取一定的工艺措施。
在装配精度要求高、生产批量较小时尤其如此。
人们在长期的装配实践中,根据不同的机器、不同的生产类型和条件,创造了许多巧妙的装配方法。
在不同的装配方法中,零件加工精度与装配精度间具有不同的相互关系。
为了定量地分析这种关系,常将尺寸链的基本理论应用于装配过程中,即建立装配尺寸链,通过解算装配尺寸链,最后确定零件精度与装配精度之间的定量关系。
6.2 保证装配精度的方法零件精度是影响机器装配精度的最主要因素。
通过建立、分析计算装配尺寸链,可以解决零件精度与装配精度之间的关系。
一.装配尺寸链1.装配尺寸链的基本概念在机器的装配关系中,由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装配尺寸链。
装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。
装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。
在装配关系中,对装配精度有直接影响的零部件的尺寸和位置关系,都是装配尺寸链的组成环。
如同工艺尺寸链一样,装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。
2.装配尺寸链的查找方法正确的查明装配尺寸链的组成,并建立尺寸链是进行尺寸链计算的基础。
1)装配尺寸链的查找方法首先根据装配精度要求确定封闭环。
再取封闭环两端的任一个零件为起点,沿装配精度要求的位置方向,以装配基准面为查找的线索,分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环),直至找到同一基准表面为止。
2)查找装配尺寸链时应注意的问题(1)装配尺寸链应进行必要的简化机械产品的结构通常都比较复杂,对装配精度有影响的因素很多,在查找尺寸链时,在保证装配精度的前提下,可以不考虑那些较小的因素,使装配尺寸链适当简化。
例如,图6-1a表示车床主轴与尾座中心线等高问题。
如果考虑所有影响该项装配精度的因素,则车床主轴与尾座中心线等高性的装配尺寸链可用图6-2来表示。
但由于e1、e2、e3、e4的数值相对A 1、A 2、A 3的误差而言是较小的,故可简化成图6-1b 所示的情形。
(2)最短路线(最少环数)原则 由尺寸链理论可知,在装配精度一定时,组成环数越少,则各组成环所分配到的公差值就越大,零件加工越容易、越经济。
因此在查找装配尺寸链时,每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链,即组成环的数目就等于有关零、部件的数目,即“一件一环”,这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。
顶尖套外圆安装主轴箱的平导轨面图6-2 主轴与尾座套筒中心线等高装配尺寸链二.互换法产品采用互换法装配时,装配精度主要取决于零件的加工精度,装配时不经任何挑选、调整和修配,就可以达到装配精度,这种装配方法称为互换法。
互换法的实质就是用控制零件的加工误差来保证产品装配精度的一种方法。
根据零件的互换程度不同,互换法又可分为完全互换法和不完全互换法。
1.完全互换法组成机器的每一个零件,装配时不需挑选、修配或调整,装配后即可达到规定的装配精度要求的装配方法称为完全互换法。
采用完全互换法时,装配尺寸链采用极值法解算(与工艺尺寸链计算公式相同),即尺寸链各组成环公差之和不能大于封闭环公差:T 0∑-=≥11n i iT(6-1)在进行装配尺寸链反计算时,通常采用中间计算法(或称“相依尺寸公差法”)。
该方法是将一些比较难以加工和不宜改变其公差的组成环(如标准件)的公差预先确定下来,只将极少数或一个比较容易加工,或在生产上受限制较少和用通用量具容易测量的组成环定为协调环。
这个环尺寸称为“相依尺寸”,意思是该环的尺寸相依于封闭环和其他组成环的尺寸和公差值。
然后用公式计算相依尺寸的公差值和极限偏差。
其计算过程如下:1)建立装配尺寸链,确定“协调环” 应验算基本尺寸是否正确。
不能选取标准件或公共环作为协调环,因为其公差值和极限偏差已是确定值。
2) 确定组成环的公差 可先按“等公差”原则确定各组成环的平均公差值,然后根据各组成环尺寸大小和加工的难易程度再进行适当的调整,将其他组成环的公差值确定下来,最后利用公式求出协调环的公差值。
即TA y =TA 0-∑-=21n i i TA(6-2)式中 A y -----协调环;TA y 、TA 0、TA i -----分别为协调环、封闭环和除协调环以外的其余组成环的公差值。
3)确定组成环的极限偏差 除协调环外的其余组成环极限偏差,按“单向入体”原则标注,标准件按规定标注,然后计算“协调环”的极限偏差。
若协调环为增环,则∑∑-=-+=+-=11110m p n m q qpyEIAESAESA ESA(6-3)∑∑-=-+=+-=11110m p n m q qpyESA EIA EIA EIA(6-4)若协调环为减环,则∑∑=-+=-+-=m p n m q qp y ESA EIA EIA ESA 1210 (6-5)∑∑=-+=-+-=mp n m q qpyEIA ESA ESA EIA1210 (6-6)式中p A 为增环,q A 为减环。
[例6-1] 如图6-3a 所示齿轮装配,轴固定,而齿轮空套在轴上回转,要求保证齿轮与挡圈的轴向间隙为0.1-0.35mm ,已知:A 1=30mm 、A 2=5mm 、A 3=43mm 、A 4=005.03-mm (标准件)、A 5=5mm ,现采用完全互换法装配,试确定各组成环公差值和极限偏差。
a) b) 图6-3 齿轮与轴的装配关系[解] 1)建立装配尺寸链,验算各环的基本尺寸(图6-3b )封闭环尺寸为 A 0=35.010.00++ mm , 封闭环基本尺寸为 A 0=A 3-(A 1+A 2+A 4+A 5)=43-(30+5+3+5)=0 因为A 5是一个挡圈,易于加工和测量,故选它作为“协调环”。
2)确定各组成环公差值和极限偏差 各组成环按等公差值确定公差为:mm n TA TA i 05.0525.010==-=挡圈A 4为标准件,A 4=0 05.03-mm 、TA 4=0.05mm 。
其余各组成环按其尺寸大小和加工难易程度选择公差为:TA 1==0.06mm 、TA 2=0.02mm 、TA 3=0.1mm ,各组成环公差等级约为IT9。
A 1、A 2按基轴制确定极限偏差:A 1=0 06.030-mm ,A 2=002.05-mm ,A 3按基孔制确定其极限偏差:A 3=1.0043+mm 。
3)计算协调环的公差值和极限偏差 A 5的公差值为:TA 5=TA 0-(TA 1+TA 2+TA 3+TA 4)=0.25-(0.06+0.02+0.1+0.05)=0.02 mm A 5的下偏差为:EIA 0=ESA 3-(EIA 1+EIA 2+EIA 4+EIA 5) 0.35=0.1-(-0.06-0.02-0.05+EIA 5) EIA 5= - 0.12 mm A 5的上偏差为:ESA 5=TA 5+EIA 5=0.02+(-0.12)=-0.10 m所以协调环A 5尺寸为: A 5=10.012.05-- mm 各组成环尺寸和极限偏差为:A 1=0 06.030-mm ,A 2=002.05-mm ,A 3=1.00 43+mm ,A 4=005.03-mm ,A 5=10.012.05-- mm 。
2.不完全互换法(概率法)大多数产品在装配时,各组成零件不需挑选,修配或调节,装配后即能达到装配精度的要求,但少数产品有可能出现废品,这种方法称为不完全互换法。
其实质是将组成零件的公差值适当放大,有利于零件的经济加工。
这种方法是以概率论为理论依据,故又称为概率法。
(1)组成环正态分布的情况 概率法解尺寸链的公式。
A 0M =∑∑=-+=-m i n m i iM iM A A 111(6-8)TA 0=∑-=112n i iTA(6-9)a) 对称分布 b) 不对称分布 图6-4 分布曲线的尺寸计算(2)组成环偏态分布的情况此种情况下概率法计算尺寸链的公式为:TA 0S =∑-=1122n i i iTA k(6-10)上式为概率法公差计算通式,TA 0S 称为统计公差,k i 为组成环A i 的分布系数。
由于分布系数往往难以准确得到,为方便起见,令k 1=k 2=…=k n-1=k ,于是得出近似概率法公差计算公式:TA 0E =k∑-=112n i iTA(6-11)TA 0E 称为当量公差,k=1.2~1.6。
∑∑=-+=-=mi n m j q pA A A 111(6-12)而各组成环尺寸平均值i A 与平均尺寸A i M 之间的关系为:i A = A iM +e i T i /2 (6-13)由以上两式可以得出:∑∑=-+=+-+=mp n m q qq qM pp pMM T e A T e A A 1110)2()2( (6-14)在计算出各环公差值以及平均尺寸后,各环的公差值对平均尺寸应注成双向对称偏差,然后根据需要再改注成具有基本尺寸和相应上、下偏差的形式。
[例6-2] 如图6-3a 装配图,已知条件与例6-1相同。
采用不完全互换法装配,试确定各组成环公差和偏差(设各组成零件加工接近正态分布)。