機械制造工藝學重點總結

第一章

機械制造工藝學的研究對象是機械產品的制造工藝，包括零件加工和裝配兩方面，其指導思想是在保證質量的前提達到高生產率、經濟型。課程的研究重點是工藝過程，同樣也包括零件加工工藝過程和裝配工藝過程。工藝是使各種原料、半成品成為產品的方法和過程。各種機械的制造方法和過程的總稱為機械制造工藝。一、緒論

機械制造技術的發(fā)展

機械制造技術有兩方面的含義：其一是指用機械來加工零件（或工件）的技術，更明確的說是在一種機器上用切削方法來加工，這種機器通常稱為機床、工具機或工作母機；另一方面是指制造某種機械的技術，如汽車、渦輪機等。廣義制造論的形成過程一、制造設計一體化

制造技術發(fā)展階段：手工業(yè)生產階段、大工業(yè)生產階段、虛擬現(xiàn)實工業(yè)生產階段二、材料成形機理的擴展

1去除加工：又稱分離加工，是從工件上去除一部分材料二成形

2結合加工：是利用物理和化學的方法將相同材料或不同材料結合在一起而成形，是一種堆積成形，分層制造方法。按結合機理和結合強度分為附著、注入和連接三種

3變形加工：又稱流動價格，是利用力，熱，分子運動等手段使工件產生變形，改變其尺寸形狀和性能，如鍛造、鑄造等。三制造模式的發(fā)展第二節(jié)

機械產品生產過程：是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，包括直接生產過程和輔助生產過程

直接生產過程：使被加工對象的尺寸、形狀和性能產生一定的變化，即與生產過程有直接關系的勞動過程。包括毛坯的制造，零件的機械加工和熱處理，機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程。輔助生產過程：不是使加工對象產生直接變化，但也是非常必要的勞動過程。包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設備的維修，以及動力（電、壓縮空氣、液壓等）供應等輔助勞動過程。機械加工工藝過程的概念

采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量和力學物理性能，使之成為合格零件的生產過程。機械加工工藝過程的組成

機械加工工藝過程由一個或若干個順序排列的工序組成，工序又分為安裝、工位、工步和走刀。1）工序

由一個（或一組）工人在同一臺機床或同一個工作地，對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分機械加工工藝過程。2）安裝

在一道工序中，工件每經一次裝夾后所完成的那部分工序內容稱為一個安裝。3）工位一次安裝，工件在機床上占據每一個加工位置所完成的那部分安裝稱為工位。一個安裝中可能只有一個工位，或者多個工位。4）工步指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。若有幾把刀具同時參與切削，該工步稱為復合工步。復合工步主要是為了提高加工效率。（5）走刀

切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內容，稱為一次走刀。一個工步可包括一次或數次走刀。當需要切去的金屬層很厚，不能在一次走刀下切完，則需分幾次走刀。走刀次數又稱行程次數。第三節(jié)生產綱領

企業(yè)在計劃期內應當生產的產品數量和進度計劃稱生產綱領。零件的年生產綱領指包括備品和廢品在內的年產量。N=Qn（1+α%+β%）

式中N零件的年生產綱領（件/年）；Q產品年產量（臺/年）；n每臺產品中該零件數量（件/臺）；α%備品率；β%廢品率。生產批量

生產批量是指一次投入或產出的同一產品或零件的數量。生產類型

根據生產綱領和生產的專業(yè)化程度不同，主要分為：大量生產、成批生產和單件生產三種生產類型。其中，成批生產又可分為大批生產、中批生產和小批生產。工件的裝夾

裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內容。

定位使工件在機床或夾具上占有正確位置的過程。

夾緊對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變。工件在機床或夾具中的裝夾方法主要有三種。①夾具中裝夾②直接找正裝夾③劃線找正裝夾定位原理（看書）基準

1、設計基準：設計者在設計零件時，根據零件在裝配結構中的裝配關系和零件本身結構要素之間的相互位置關系，確定標注尺寸的起始位置，這些起始位置稱之為設計基準。

2.工藝基準：零件在加工工藝過程中所用的基準�？煞譃楣ば蚧鶞省⒍ㄎ换鶞�、測量基準和裝配基準。

工序基準：在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。定位基準：在加工時用于工件定位的基準。測量基準：工件測量時所用的基準。裝配基準：零件裝配時所用的基準。

第二章

工藝系統(tǒng)：在機械加工時，機床、夾具、刀具和工件構成的一個完整的系統(tǒng)。研究加工精度的方法：單因素分析法、統(tǒng)計分析法

一、加工原理誤差：采用近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產生的誤差。二、調整誤差三、機床誤差

1、機床導軌的導向誤差（1）導向誤差

1.導向精度

導軌在水平面內的直線度；導軌在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度；導軌對主軸回轉軸線的平行度

（2）回轉誤差：是指主軸實際回轉軸線對其理想回轉軸線的漂移。包括

1、徑向圓跳動。2、軸向圓跳動。3、傾角擺動。

影響主軸回轉精度的主要因素：軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差、主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形，引起回轉軸線的漂移。提高主軸回轉精度的措施：

提高主軸部件的制造精度；對滾動軸承進行預緊；使主軸的回轉誤差不反應到工件上減少傳動鏈傳動誤差的措施

1.傳動件數越少，傳動鏈越短，傳動精度越高

2.采用降速傳動3.提高傳動鏈末端件的精度4.采用校正裝置四、家具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損刀具誤差對加工精度的影響

1.采用定尺寸刀具加工時，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度2.采用成形刀具加工時，刀具的形狀精度直接影響工件的形狀精度3.展成刀具的切削刀形狀必須是加工表面的共軛曲線。因此切削刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀精度

4.對于一般刀具，其制造精度對加工精度無直接影響，但易磨損

殘余應力：也稱內應力，是指在沒有外力作用下或去除外力后工件內殘留的應力產生原因：毛坯制造和熱處理過程中產生的殘余應力；冷校直帶來的殘余應力切削帶來的殘余應力

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第一章

機械制造工藝學的研究對象是機械產品的制造工藝，包括零件加工和裝配兩方面，其指導思想是在保證質量的前提達到高生產率、經濟型。課程的研究重點是工藝過程，同樣也包括零件加工工藝過程和裝配工藝過程。工藝是使各種原料、半成品成為產品的方法和過程。各種機械的制造方法和過程的總稱為機械制造工藝。

一、緒論

機械制造技術有兩方面的含義：其一是指用機械來加工零件（或工件）的技術，更明確的說是在一種機器上用切削方法來加工，這種機器通常稱為機床、工具機或工作母機；另一方面是指制造某種機械的技術，如汽車、渦輪機等。廣義制造論的形成過程一、制造設計一體化

制造技術發(fā)展階段：手工業(yè)生產階段、大工業(yè)生產階段、虛擬現(xiàn)實工業(yè)生產階段二、材料成形機理的擴展

1去除加工：又稱分離加工，是從工件上去除一部分材料二成形

2結合加工：是利用物理和化學的方法將相同材料或不同材料結合在一起而成形，是一種堆積成形，分層制造方法。按結合機理和結合強度分為附著、注入和連接三種

3變形加工：又稱流動價格，是利用力，熱，分子運動等手段使工件產生變形，改變其尺寸形狀和性能，如鍛造、鑄造等。三制造模式的發(fā)展

第二節(jié)

機械產品生產過程：是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，包括直接生產過程和輔助生產過程

直接生產過程：使被加工對象的尺寸、形狀和性能產生一定的變化，即與生產過程有直接關系的勞動過程。包括毛坯的制造，零件的機械加工和熱處理，機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程。

輔助生產過程：不是使加工對象產生直接變化，但也是非常必要的勞動過程。包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設備的維修，以及動力（電、壓縮空氣、液壓等）供應等輔助勞動過程。

機械加工工藝過程的概念:采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量和力學物理性能，使之成為合格零件的生產過程。

機械加工工藝過程的組成

機械加工工藝過程由一個或若干個順序排列的工序組成，工序又分為安裝、工位、工步和走刀。1）工序

由一個（或一組）工人在同一臺機床或同一個工作地，對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分機械加工工藝過程。2）安裝

在一道工序中，工件每經一次裝夾后所完成的那部分工序內容稱為一個安裝。3）工位

一次安裝，工件在機床上占據每一個加工位置所完成的那部分安裝稱為工位。一個安裝中可能只有一個工位，或者多個工位。

4）工步

指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。若有幾把刀具同時參與切削，該工步稱為復合工步。復合工步主要是為了提高加工效率。（5）走刀:切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內容，稱為一次走刀。一個工步可包括一次或數次走刀。當需要切去的金屬層很厚，不能在一次走刀下切完，則需分幾次走刀。走刀次數又稱行程次數。

生產綱領:企業(yè)在計劃期內應當生產的產品數量和進度計劃稱生產綱領。零件的年生產綱領指包括備品和廢品在內的年產量。

N=Qn（1+α%+β%）

式中N零件的年生產綱領（件/年）；Q產品年產量（臺/年）；n每臺產品中該零件數量（件/臺）；α%備品率；β%廢品率。生產批量:生產批量是指一次投入或產出的同一產品或零件的數量。生產類型

根據生產綱領和生產的專業(yè)化程度不同，主要分為：大量生產、成批生產和單件生產三種生產類型。其中，成批生產又可分為大批生產、中批生產和小批生產。工件的裝夾

裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內容。

定位使工件在機床或夾具上占有正確位置的過程。

夾緊對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變。工件在機床或夾具中的裝夾方法主要有三種。①夾具中裝夾②直接找正裝夾③劃線找正裝夾定位原理（看書）

基準

1、設計基準：設計者在設計零件時，根據零件在裝配結構中的裝配關系和零件本身結構要素之間的相互位置關系，確定標注尺寸的起始位置，這些起始位置稱之為設計基準。

2.工藝基準：零件在加工工藝過程中所用的基準�？煞譃楣ば蚧鶞省⒍ㄎ换鶞�、測量基準和裝配基準。

工序基準：在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。定位基準：在加工時用于工件定位的基準。測量基準：工件測量時所用的基準。裝配基準：零件裝配時所用的基準。

第二章

工藝系統(tǒng)：在機械加工時，機床、夾具、刀具和工件構成的一個完整的系統(tǒng)。

研究加工精度的方法：單因素分析法、統(tǒng)計分析法

一、加工原理誤差：采用近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產生的誤差。二、調整誤差三、機床誤差

1、機床導軌的導向誤差（1）導向誤差

1.導向精度

導軌在水平面內的直線度；導軌在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度；導軌對主軸回轉軸線的平行度

（2）回轉誤差：是指主軸實際回轉軸線對其理想回轉軸線的漂移。包括

1、徑向圓跳動。2、軸向圓跳動。3、傾角擺動。

影響主軸回轉精度的主要因素：軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差、主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形，引起回轉軸線的漂移。提高主軸回轉精度的措施：提高主軸部件的制造精度；對滾動軸承進行預緊；使主軸的回轉誤差不反應到工件上減少傳動鏈傳動誤差的措施

1.傳動件數越少，傳動鏈越短，傳動精度越高

2.采用降速傳動3.提高傳動鏈末端件的精度4.采用校正裝置四、家具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損刀具誤差對加工精度的影響

1.采用定尺寸刀具加工時，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度2.采用成形刀具加工時，刀具的形狀精度直接影響工件的形狀精度

3.展成刀具的切削刀形狀必須是加工表面的共軛曲線。因此切削刃的形狀誤差會影響加工表面的形狀精度

4.對于一般刀具，其制造精度對加工精度無直接影響，但易磨損

殘余應力：也稱內應力，是指在沒有外力作用下或去除外力后工件內殘留的應力產生原因：毛坯制造和熱處理過程中產生的殘余應力；冷校直帶來的殘余應力切削帶來的殘余應力工藝系統(tǒng)的熱源:

內部熱源：切削熱和摩擦熱，產生于工藝系統(tǒng)內部，主要以熱傳導形式傳遞外部熱源：工藝系統(tǒng)外部的、以對流傳熱為主要形式的環(huán)境溫度和各種熱輻射熱傳遞方式：導熱傳熱、對流傳熱、輻射傳熱

加工誤差的性質

1、系統(tǒng)誤差：在順序加工一批工件中，其加工誤差的大小和方向都保持不變，或者按一定規(guī)律變化，統(tǒng)稱為系統(tǒng)誤差。前者稱為常值系統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。加工原理誤差，機床等的制造誤差等與時間無關，其大小在一次調整中也基本不變，因此都屬于常值系統(tǒng)誤差。機床、刀具等在熱平衡前的熱變形誤差，刀具等的磨損等屬于變值系統(tǒng)誤差。2、隨機誤差：在順序加工的一批工件中，其加工誤差的大小和方向的變化時屬于隨機性的，稱為隨機誤差。

分布圖分析法的應用：判別加工誤差的性質；確定工序能力及其等級；估算合格品率或不合格品率

分布圖分析法的缺點在于：沒有考慮一批工件加工的先后順序，故不能反映誤差變化的趨勢，難以區(qū)別變值系統(tǒng)誤差和隨機誤差的影響；必須等到一批工件加工完畢之后才能繪制分布圖，因此不能再加工過程中及時提供控制精度的信息。保證和提高加工精度的途徑：誤差預防；誤差補償

誤差預防技術：合理采用先進工藝與設備；直接減少原始誤差；轉移原始誤差；均分原始誤差；均化原始誤差

誤差補償技術：在線檢測；偶件自動配磨；積極控制起決定作用得到誤差因素

第三章加工表面質量：加工表面的幾何形貌和表面層材料的力學物理和化學性質

幾何形貌：表面粗糙度表面波紋度紋理方向表面缺陷。

表面材料力學的物理化學性能：表面層金屬的冷作硬化、表面層金屬金相組織變化。冷作硬化：機械加工中因切削力產生的塑性變形使表層金屬硬度和強度提高的現(xiàn)象。評定指標：表層金屬的顯微硬度HV、硬化層深度h、硬化程度N

加工表面質量對機器零件使用性能的影響：

表面質量對耐磨性影響：1表面粗糙度值越小耐磨性越好，表面波紋度越大粗糙度越大。2圓弧狀凹坑狀表面紋理耐磨性好，尖峰狀表面紋理耐磨性差。3加工表面冷作硬化提高耐磨性能。

表面質量對耐疲勞性影響：1表面粗糙度值越小表面缺陷越少耐疲勞性越好。2冷作硬化組織疲勞裂紋生長提高零件耐疲勞強度。

表面質量對耐腐蝕性影響：1表面粗糙度值越大耐蝕性越差。2表面殘余壓應力有利于提

高表面抗腐蝕能力。表面質量對零件配合質量影響：1.對于間隙配合表面，其實磨損最顯著零件配合表面的起

始磨損量與表面粗糙度的平均值成正比增加。表面粗糙度越大變量越大影響配合穩(wěn)定

性。2.對于過盈配合表面粗糙度越大兩表面相配合時表面凸峰易被擠掉使過盈量減少。3對于過度配合兼有上述兩種配合影響。切削速度V=20~50m/min時表面粗糙度最大容易出現(xiàn)積瘤。

表面粗糙度測量：1比較法2觸針法3光切法4干涉法

磨削燒傷：對于已淬火的鋼件，很高的磨削溫度使表面層金屬金相組織產生變化，使表層金屬硬度下降，使工件表面呈現(xiàn)氧化膜顏色。減少磨削燒傷工藝途徑：1正確選擇砂輪2合理選擇磨削用量3改善冷卻條件4選擇開槽砂輪

表面強化工藝1噴丸強化2滾壓加工

機械加工中的振動主要有強迫振動和自激振動

強迫振動是由于外界周期性干擾力的作用而引起的振動機內振源主要有機床旋轉的不平衡、機床傳動機構的缺陷、往復運動部件的慣性力級切削過程中的沖擊力

特征：其振動頻率與干擾力的頻率相同，或是干擾力頻率的數倍

自激振動：機械加工過程中，在沒有周期性外力作用下，由系統(tǒng)內部激發(fā)反饋產生的周期性

振動。

自激振動的特征：是在沒有外力干擾下產生的振動運動，這與強迫振動有本質的區(qū)別；自激

振動的頻率接近系統(tǒng)的固有頻率，這就說明顫振頻率取決于振動系統(tǒng)的固有特性。這與

自由振動相似但不相同。自由振動受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動卻不因為有阻尼存在而迅速衰減。

消除強迫振動的條件：減小機內外干擾力的幅值；適當調整振源的頻率；采用隔振措施消除自激振動的條件：減小前后兩次切削的波紋重疊系數；調整振動系統(tǒng)小剛度主軸的位置；

增加切削阻尼；采用變速切削方法加工提高工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性：提高工藝系統(tǒng)剛度；增大工藝系統(tǒng)的阻尼減振裝置：動力減振器；摩擦減振器；沖擊式減振器

第四章

機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關生產人員都應嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件機械加工工藝規(guī)程的作用

1.根據機械加工工藝規(guī)程進行生產準備（包括技術準備）

2.機械加工工藝規(guī)程是生產計劃、調度，工人的操作、質量檢查等的依據3.新建或擴建車間，其原始依據也是機械加工工藝規(guī)程

機械加工工藝規(guī)程的設計原則：（1）可靠地保證零件圖樣上所有技術要求的實現(xiàn)（2）必須

能滿足生產綱領要求（3）在滿足技術要求和生產綱領要求前提下，一般要求工藝成本最低（4）盡量減輕工人的勞動強度，保障生產安全。步驟內容：（1）閱讀裝配圖和零件圖（2）工藝審查（3)熟悉或確定毛坯（4）擬定機械加工

工藝路線（5）確定滿足各工序要求的工藝裝備對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備應提出具體設計任務書（6）確定各主要工序的技術要求和檢驗方法（7）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差（8）確定切削用量（9）確定時間定額（10）填寫工藝文件。

工藝路線的制定、主要問題、定位基準的選擇、

粗基準的選擇：使用未經機械加工時的表面作為定位基準。&原則：（1）保證相互位置要求

的原則（2）保證加工表面加工余量合理分配的原則（3）便于工件裝夾原則（4）粗基

準一般不得重復使用的原則。

精基準的選擇：使用機械加工表面作為基準。&原則：（1）基準重合原則（2）統(tǒng)一基準原則

（3）互為基準原則（4）自為基準原則（5）便于裝夾原則工藝順序的安排：1工藝順序安排原則：（1）先加工基準面，再加工其他表面（2）一般情

況下，先加工平面后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

熱處理工序及其表面的安排：（1）為改善切削性而進行的熱處理安排在切削之前（2）為消

除內應力而進行的熱處理安排在粗加工之后（3）為改善材料力學物理性質半精加工之

后，精加工之前常安排淬火，淬火回火，滲碳淬火（4）對高精度零件，淬火后安排冷處理以穩(wěn)定零件尺寸（5）為提高零件表面耐磨性或耐腐蝕性而安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的處理工序安排在最后。工藝尺寸鏈：（1）尺寸鏈在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸

組（2）尺寸環(huán)：尺寸鏈中每一個尺寸成一個環(huán)（3）封閉環(huán)：在零件加工過程或機器裝

配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）（4）組成環(huán)：除封閉環(huán)以外各環(huán)，一般由加工直接得到：a曾環(huán)：變動時引起封閉環(huán)同向變動。b：減環(huán)：變動時引起封閉環(huán)反向變動（5）直接尺寸鏈：在工藝尺寸鏈中，全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈稱直接尺寸鏈。

時間定額：在一定生產條件下，規(guī)定生產一件產品或完成一道生產工序所需消耗的時間-----------機械裝配工藝規(guī)程設計---------------裝配包括：裝配、調整、檢驗、試驗等

零件：組成機器的最小單元，由整塊金屬或其他材料制成套件：在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件構成的組件：在一個基準零件上，裝上若干套件及零件構成的

部件：在一個基準零件上，裝上若干組件、套件和零件構成的

1.保證裝備精度的裝配方法：一、互換法（1）完全互換（2）大數互換。二、選擇法（1）

直接選配法（2）分組選配法。三、修配法（1）修配法單件修配法（2)合并加工修配法（3)自身加工修配法。四、調整法（1）固定調整法（2）可動調整法（3）誤差抵消法機器結構的裝配工藝性：機器結構應能分成獨立的裝配單元；減少裝配時的修配和機械加工；機器結構應便于裝配和拆卸

裝配精度：相互位置精度；相對運動精度；相互配合精度

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