汽车制造工艺学第三版期末复习总结文档格式.docx
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单件生产；
成批生产：
大批、中批、小批
大量生产
大量大批生产
中批生产
产品
工艺特征
机床设备
广泛使用高生产率的专用机床、组合机床、半自动及自动机床以及自动生产线，部分使用数控机床和加工中心
使用通用机床外，部分使用较高生产率的和可调性好的专用机床、组合机床、数控机床和加工中心
机床设备的布置
采用零件流水生产线和自动生产线
按零件结构特征组成可调式流水生产线
工艺装备
广泛使用高效专用机床夹具、专用刀具和量检具
广泛使用专用机床夹具、部分使用专用刀具和专用量检具
零件尺寸的获得方法
静调整法、定尺寸刀具法和主动及自动测量控制法
静调整法、定尺寸刀具法和主动测量控制法
第二章工件的装夹和机床夹具
1、定位：
通常将确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的过程。
P11
2、夹紧：
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
3、装夹：
将工件在机床上或机床夹具中定位、夹紧的过程。
4.机床夹具：
用以装夹工件（和引导刀具）的装置
第一节基准的概念
1.基准：
用来确定生产对象上几何关系所依据的那些点、线、面。
2.设计基准：
设计图样上采用的基准
3.设计尺寸：
设计图样上标注的尺寸
4.工艺基准：
在工艺过程中采用的基准
5.工序基准：
在工序图上用来确定本道工序被加工表面加工尺寸、位置公差的基准。
工序卡上用以表示工件被加工表面加工要求及工件装夹情况的简图为工序图。
工序尺寸具有方向性
6.定位基准：
在加工中确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的基准。
粗基准：
未经加工的表面作为定位基准，精基准：
用已加工的表面作为定位基准
7.测量基准：
用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准
8.装配基准：
用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准
第2节工件的装夹方法
工件装夹时，为了保证工序尺寸和位置公差，应满足的两项基本条件
1.加工之前，工件必须正确定位，即工件相对于机床和刀具应占有正确位置
2.加工过程中，工件必须合理夹紧，即保证作用于工件上的各种外力不被破坏定位。
工件的装夹方法
1.找正装夹法
直接找正装夹法：
划线找正装夹法：
2.专用机床夹具装夹法：
为某种零件在某一道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具
特点：
定位准确，装卸工件迅速，但设计与制造的周期长，费用较高。
主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批和大量生产。
作用：
保证加工精度，提高生产率，减轻工人的劳动强度，扩大机床的工艺范围
第3节专用机床夹具的组成及其分类
一、专用机床夹具的组成
（1）.定位元件：
确定工件在夹具中位置的元件。
（6）夹紧装置：
在工件定位后将工件夹紧的装置
（2）.对刀导向元件：
用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。
（3）.夹具连接元件：
用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。
（4）.其他装置或元件：
如分度机构。
（5）.夹具体：
用于连接夹具各元件及装置使之成为一个整体的基础件
二、专用机床夹具的分类
1.专用机床夹具：
为某种工件在某道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具。
2.组合夹具：
按一工件某道工序的加工要求，用预先制造的一套系列化标准零件及组件拼装而成的专用机床夹具。
使用后可拆开，清洗和储存，以便多次重复使用。
主要应用与单件、小批生产
3.成组夹具：
在多平中、中小批生产中采用成组加工时，为每个工件组设计制造的专用机床夹具
针对性强，结构较为紧凑，弥补组合夹具结构刚性不足的缺点。
适用于多品种、中小批生产
4.随行夹具：
用于组合机床自动线上的可随工件通行的一种移动式专用机床夹具
第四节、工件在机床夹具中的定位
一、工件定位的六点定位规则
六点定位规则：
在工件的适当位置上布置六个支撑点，相应限制工件的六个自由度，从而确定工件唯一确定位置的规则
三个移动，三个旋转。
二、正确确定工件位置应限制的自由度
1.第一类自由度：
为保证加工要求应限制的自由度
2.第二类自由度：
对加工要求无关的自由度
三、机床夹具定位元件及其所限制的自由度
定位元件必须满足的要求
一定的精度，良好的耐磨性，足够的刚性，良好的工艺性
（1）工件以平面为定位基准时常用的定位元件
支承件：
使用元件的平面支承工件的定位基准。
起定位作用的基本支承；
不起限制自由度作用的辅助支承件。
支承钉，支承板，可调支承，辅助支承
（2）工件以内孔为定位基面时常用的定位元件
工件以内孔定位基面，常用的定位元件有心轴和定位销两种。
长心轴（销），限制4个自由度短心轴（销），限制2个自由度。
常用心轴定位形式
①锥形心轴：
定位时是依靠心轴的锥体定心和胀紧，可以限制五个自由度。
②过盈配合圆柱心轴：
过盈配合心轴定心精度较高，可以限制四个自由度。
③间隙配合心轴：
带有轴臂的间隙配合心轴可以限制五个自由度，其中心轴定位部分可以限制四个自由度。
（3）工件以外圆为定位基面时常用的定位元件
工件以外圆定位基面，常用v形块、半圆定位块、定位套、定心夹紧机构。
固定v型块中的短v型块限制两个自由度；
一个长v型块或两个短v型块的组合件限制四个自由度；
活动v型块（浮动式与移动式）可以限制一个自由度。
定位套中的短定位套孔限制两个自由度；
长定位套孔限制四个自由度；
定位元件锥孔限制三个自由度。
（4）工件以组合表面定位的定位元件
4、过定位：
几个定位支承点，同时限制同一个自由度的定位。
5、欠定位：
在加工中，如果定位元件限制的自由度少于工件应限制的自由度。
第5节定位误差的分析与计算
1、定位误差：
是指由于定位的不准确原因使工件工序基准偏离理想位置，引起工序尺寸变化的加工误差。
产生的原因：
工件的定位基准与工序基准不重合，工件的定位基准（基面）与定位元件工作表面存在制造误差
1.基准位移误差Δj，y：
是由于定位基面（孔）和定位元件（心轴）制造不准确，而使定位基准在工序尺寸方向上产生最大位置变化，引起的加工误差）
2.基准不重合误差Δj，b：
是由于工序基准与定位基准不重合引起的，即工序基准在工序尺寸方向上产生的最大位置变化。
）
3.定位误差ΔΔj，Δj，b
注意：
公差
上偏差-下偏差≥0，定位误差Δd≥0，Δj，y≥0，Δj，b≥0
第6节工件的夹紧和夹紧装置
1、夹紧装置的组成及夹紧的基本要求
夹紧装置：
将工件压紧夹牢的装置
组成：
力源装置，夹紧元件，中间传力机构
夹紧装置的设计要求？
夹紧力的三要素：
大小、方向和作用点。
①确保工件的定位置不变。
②夹紧力的大小要适当。
③具有良好的自锁性。
④便于使用、操作简便。
⑤夹紧装置有良好的工艺性。
2、夹紧力的确定
确定夹紧力作用点的原则
①应正对夹具定位支承元件或位于支承元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转。
②应在工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少。
③应尽量靠近工件的加工表面，以保证夹紧的稳定性和可靠性、减小工件的夹紧力，防止加工过程产生振动。
确定夹紧力作用方向的选择原则？
①应垂直于主要定位基面，以保证加工精度。
②应与工件刚度最大的方向一致，使工件的夹紧变形最小。
③应尽量与切削力、重力的方向一致，以减小工件的夹紧力。
3、常用的典型机构
1.斜楔夹紧机构：
适用于成批大量生产中，夹紧较大型工件的场合
2.螺旋夹紧机构：
螺旋夹紧结构简单，增力比大，自锁性好，夹紧可靠，所以在夹具中得到最广泛的应用。
螺旋夹紧的主要缺点安装、拆卸工件的辅助时间太长。
4.多位多件夹紧机构：
加工时采取多件夹紧，可以大大提高生产率，尤其在小件加工时应用更为广泛。
5.定心夹紧机构
1.机械式定心夹紧机构特点：
结构简单工作行程较长通用性好。
但定心精度不高.适用于工件行程较长,定心精度要求不高的工件的装夹。
2.弹性变形式定心夹紧机构特点：
定心精度高操作简便但夹紧力小因此多用于精加工。
第七节典型的专用机床夹具
一、专用钻具夹具
钻床夹具：
使用钻头，铰刀等孔加工刀具进行孔加工的机床夹具，亦称钻模
具有引导钻头、铰刀等孔加工刀具的导向元件——钻套和安装钻套的钻模板
钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件
钻套：
用来引导钻头、铰刀等孔加工刀具的导向元件。
功能是确定孔加工刀具相对于夹具定位元件间的位置和引导孔加工刀具，提高刀具的刚性，防止其加工中发生偏移。
钻模板
2、专用铣床夹具
对刀元件：
专用铣床夹具上确定铣刀相对于夹具定位元件间正确位置的元件
定位键：
保证铣床夹具对铣床工作台间相对位置的连接件
9、工序基准与定位基准不重合以及定位基准的位移误差是造成定位误差的两方面原因？
p35
①基准不重合误差由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，为基准不重合误差。
②基准位移误差由于工件上的定位表面或夹具上的定位元件的制造误差和最小间隙配合的影响而引起的加工
第三章汽车零件表面的加工方法
1、切削用量或切削三要素：
切削速度、进给量f、背吃刀量。
2、车削是以工件的旋转作为主运动，车刀的移动作为进给运动的切削加工方法。
3、车削加工可分为哪几级以及达到的加工精度和表面粗糙度？
①粗车是在毛坯表面上车掉较多的加工余量，为保证粗车的生产率，一般在一次工作行程尽可能采用较大的背吃刀量和进给量，速度较低。
粗车时的经济精度为:
12级~11级，表面粗糙度为12.5~6.3µ
m；
②半精车时的经济精度为:
10级~8级，表面粗糙度为6.3~3.2µ
③精车一般作为较高精度表面的终加工一般采用较小进给量和背吃刀量和较高的切削速度。
半精车时的经济精度为:
7级~8级，表面粗糙度为3.2~0.8µ
④精细车是作为小的表面粗糙度和高精度表面的终加工。
.精细车时的经济精度为:
6级~7级，表面粗糙度为0.8~0.2µ
m。
4、、硬质合金刀具材料有哪几类？
各用于何种零件材料的加工？
①钨钛钴类硬质合金用于加工铸铁和有色金属；
②钨钴类硬质合金用于加工钢；
③钨钛钽钴类硬质合金用于难加工钢材
5、何为立方氮化硼（）刀具材料？
具有何特点？
由六方氮化硼在高温高压下聚合而成的高硬度刀具材料。
硬度仅次于金刚石；
耐热性高；
在1000度不与铁，镍和钴等金属发生化学反应。
6、简述车拉削加工曲轴轴劲。
它有哪些主要特点？
1-5刀片：
同一直径，粗车轴颈外圆、曲柄侧面、沉割槽。
切削量可用径向进给控制。
6-7刀片：
具有一定齿升量精车拉削轴颈外圆。
1）、一个刀片在一个循环中，只切削一次，加工平稳，切削力小，散热条件好，寿命长；
2）、刀片分成粗加工、精加工部分，可保持刀具的精度，寿命长；
3）、车拉精度高，省去了粗磨工序同时完成多道工序内容，经济性好；
4）、生产率高。
用多刀盘可同时加工多轴颈。
5）、车-车拉加工柔性好。
7、钻削：
使用钻孔刀具在实体材料上加工孔的切削加工方法。
钻削刀具为钻头，扩孔时成为扩钻。
8、扩削（扩孔）使用的刀具为扩孔钻，是对已钻孔、铸孔和锻孔进行孔径扩大的切削加工方法。
1）扩孔钻无横刃，就可以避免横刃对切削不利的影响——钻削时横刃处发生严重的挤压变形和产生很大的轴向力，所以扩孔时可以采用比钻孔更大的进给量，生产率较高
2）扩孔时的加工余量较小，扩孔钻的容屑槽浅；
导向性好；
扩孔钻的副刃削刀对孔壁的修光能力较强。
可以获得比钻孔更高的加工精度和较小的表面粗糙度值
9、铰削：
使用铰削刀具从孔壁上切除较小金属层的切削加工方法。
铰孔特点：
铰孔的加工余量较小；
铰刀的齿数较多，导向性好;
铰刀的容屑槽较浅，刚性较高；
副切削刃有修光作用；
铰孔的切削速度较低；
铰削时的进给量较大
10、铣削：
以铣刀旋转作为主运动，工件或铣刀作为进给运动的切削加工方法
11、拉削：
使用拉削刀具进行加工的一种高生产率的精切削加工方法。
拉刀结构有整体式、装配式和镶齿式。
12、镗削：
以镗刀的旋转为主运动，对工件预制孔进行扩孔的切削加工方法。
13、细（金刚）镗孔：
使用经过仔细刃磨，几何角度合适的金刚石或硬质合金镗刀，并以高切削速度和细小进给量进行镗孔的加工方法。
特点是高切削速度、小的背吃刀量和进给量。
14、磨削：
在磨床上用砂轮切学金属的过程
磨削加工特点
1）、砂轮磨料硬度高，能磨削硬质材料工件；
2）、磨削加工厚度较小，具有修正能力和高精度；
3）、砂轮的磨削速度高，砂轮速度更高，可提高生产率及加工精度；
4）、产生大量热量，易造成工件的烧伤。
15、磨削加工的分类
1）、加工对象：
磨外圆、磨内孔、磨平面等
2）、工件夹紧和驱动方式：
定心磨削；
无心磨削
3）、进给方向：
纵向进给；
横向进给
4）、砂轮工作表面：
周边磨削；
端面磨削；
周边-端面磨削。
16、磨削外圆：
普通外圆磨床磨削外圆，纵向进给（生产率低。
主要用于磨削轴类零件的长外圆）和横向进给（生产效率高。
横向进给磨外圆主要用于加工短而刚性好的零件表面）两种方式进行。
同时磨外圆和端面。
磨外圆自动化。
17、磨削平面
1）、周边磨削法：
较高精度，效率低。
用于成批生产中加工薄片小件。
2）、端面磨削法：
加工精度低，效率高。
18、无心磨削原理：
无心磨削即工件不需顶尖夹持，只靠工件加工面放在砂轮和导轮中间的支承板上就可以进行磨削。
工件随导轮旋转，由砂轮对工件进行磨削。
应用范围1.纵向进给磨削：
不带台阶的零件工件从一端送进。
从另一端出来。
2.横向进给磨削法：
阶梯轴
19、珩磨：
用磨粒很细的油石在一定压力下，低速进行的光整加工方法，多用于加工圆柱孔。
6、超精加工：
是用精细度（W528）的磨条或砂轮进行微量磨削的一种精整`光整的加工方法P97
7、插齿：
利用一对平行轴圆柱齿轮副啮合原理，用插齿刀进行切齿的加工方法。
67，0.4~0.25μm。
P106
8、剃齿：
利用交错轴斜齿轮副啮合原理，对未淬硬齿轮齿面进行精加工的一种切削加工方法。
67，
0.4~0.25μm。
P111
9、珩齿：
用珩轮以一对交错轴斜齿齿轮副啮合原理进行齿面热处理后精加工的方法。
P115
10、磨齿：
是用砂轮按展成法或成形法磨削齿轮轮齿齿面的精加工方法。
360.01~0.2μm。
P117
第四章汽车零件的机械加工质量
第一节机械加工质量
汽车零件质量：
加工精度，表面质量
1、加工精度：
指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的接近程度。
P143
①尺寸精度：
指零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值和理想值的接近程度。
②形状精度指零件表面或线的实际形状与理想形状的接近程度，国家标准中规定用直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度作为评定形状精度的项目。
③位置精度：
指零件表面或线的实际位置和理想位置的接近程度，国家标准中规定用平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动作为评定位置精度的项目。
2、表面质量：
指机械加工后零件表面层的状况。
3、表面粗糙度：
指已加工表面微观几何形状误差。
表面微观几何形状特征：
1）表面粗糙度；
2）波度；
3）纹理方向；
4）缺陷。
4、表面层的物理力学性能和化学性能因切削力和切削热作用引起的变化
1）表面层因塑性变形引起的强化（冷作硬化）；
2）表面层中的残余应力；
3）表面因切削热引起的金相组织变化。
第二节影响机械加工精度的主要因素
一、机床误差
4、工艺系统：
在机械加工时，机床，机床夹具，刀具和工件形成了一个完整的加工系统。
5、工艺系统的误差类型—影响加工精度的因素：
（1）工艺系统的原有误差：
主要有原理误差、机床误差、夹具误差、安装误差、刀具误差、测量误差、调整误差等。
（2）加工过程中的误差：
主要有工艺系统的受力变形、受热变形、磨损和残余应力变形等。
6、机床误差
①机床导轨的直线度加工的工件产生圆柱度误差
②机床主轴旋转轴线与导轨的平行度工件被加工成锥体、马鞍形、中凸形。
③机床主轴旋转轴线与导轨的不平行度工件表面被加工成双曲面回转体。
-
刀具误差包括：
刀具的制造及磨损误差。
6、尺寸磨损：
沿加工表面法向（误差敏感方向）切削刃的磨损量
三．工艺系统的受力变形
7、机床、夹具、工件和刀具构成的弹性系统，统称为工艺系统。
工艺系统在外力作用下，抵抗变形的能力称为工艺系统刚度。
8、机床刚度的其它影响因素
（1）配合零件的接触刚度。
接触刚度：
零件接触表面抵抗因受外力而产生变形的能力。
方法：
刮研接合面，过盈配合，减少接合面数量。
（2）机床薄弱零件的刚度。
减小其受力。
（3）联接件的刚度
（4）零件的间隙。
减小间隙——热膨胀、装配措施（预紧）
9、工艺上提高刀具刚度的措施有：
钻套——提高钻头刚度；
镗孔时采用导向支承或专用镗模提高镗刀杆的刚度。
10、何谓误差复映规律？
如何利用这一规律解释？
为何加工要求高的表面需多次加工？
如果毛坯件有形状误差，在切削时，刀具的背吃刀量不均匀，而使工艺系统产生的弹性变形量也不均匀，而使具有偏心的毛坯件经加工后，表面仍然是偏心的，及毛坯的误差被复映下来了，只不过是误差减小了，这称为误差复映规律。
由于各次加工之间是独立的，故经过几个行程的加工后，工件误差逐渐减小，达到所要求的精度。
4、工艺系统的热变形
1、工艺系统的热源
1）热变形：
机加工中，工艺系统要产生热量。
工艺系统受热而引起的变形。
2）热变形主要来源
（1）切削热：
被加工材料切削层的弹、塑形变形，刀具与切屑及已加工表面的摩擦热——对刀具和工件有较大的影响。
（2）摩擦热和传动热：
运动零件摩擦及液压传动和电动机的温升——对机床有较大的影响。
（3）外部热源（环境热）：
环境温度变化及阳光、照明和取暖设备的辐射热——对精密机床及精密零件的加工与测量有显著影响。
机床热变形引起的加工误差
1）主轴热变形而产生的加工误差。
2）导轨热变形而产生的加工误差。
减少热变形的措施
（1）采用有效的冷却措施。
（2）提高切削速度。
（3）热补偿法。
（4）隔离热源，恒温加工。
刀具主要热源来自于切削热，但传给刀具的热较少。
5、工件内应力
工件内应力（残余应力）：
指除去载荷后，存在工件内的应力。
6、其他原因
原理误差：
采用了近似的刀具形状或近似的加工运动方法而造成的误差。
测量误差：
工件实际尺寸与量仪表出来的尺寸之间的差值
调整误差：
机床的尺寸控制机构、刀具及夹具调整位置不准确而产生的加工误差。
5、系统性误差：
在顺序加工一批零件时，其大小方向都保持不变，或按一定的规律变化得误差称为系统性误差。
6、随机性误差：
，在顺序加工一批工件时，其大小和方向呈无规律变化的加工误差称为随机性误差
第三节表面质量的形成及影响因素
一、表面粗糙度
积屑瘤：
在一定的条件下切削塑性金属时，由于前刀面挤压及摩擦的作用，使切屑底层中的一部分金属停滞和堆积在切削刃口附近，形成硬块，能代替切削刃进行切削，这个硬块称为切屑瘤。
（2）积屑瘤产生的原因：
切屑底面对前刀面强烈摩擦，当接触面达到一定温度和压力时，表面产生粘结现象，形成积屑瘤。
加工塑性材料时以什么样的切削速度易产生积屑瘤？
中、低速
工艺系统振动的影响
强迫振动产生原因：
1）由其它机床设备传来的振动。
2）机床传动件制造和装配误差引起的振动。
3）由于断续切削产生切削力周期性变化引起的振动。
4）由于旋转工件或机床传动部分不平衡产生离心力而引起的振动。
工艺因素对表面粗糙度的影响
（1）刀具的几何参数：
减小进给量和刀具的主、副偏角，增大刀尖的圆弧半径。
（2）切削速度：
钢——高速或者低速。
铸铁——高速。
（3）切削液
（4）被加工材料
磨削加工的表面粗糙度
1）几何因素的影响
（1）砂轮粒度和砂轮的修整
（2）磨削用量，转速高、线速度小，粗糙度值小。
2）表面层的塑性变形
（1）磨削用量
（2）砂轮粒度和硬度
7、表面强化：
金属表面由于塑性变形的结果其强度和硬度提高，塑性和韧性降低，从而在工件表面形成一定深度的硬化层，称为表面强化。
影响表面强化的主要因素：
金属塑性、导热性。
表面层残余应力产生的原因：
1）切削力的影响。
2）切削热的影响。
3）金相组织变化的影响。
第4节表面质量对机器使用性能的影响
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
一般说，表面粗糙度↓，强度与硬度↑，耐磨性↑；
（二）表面质量对零件疲劳强度的影响
一般说，表面粗糙度↓，强度与硬度↑，疲劳破坏↓。
表面残余压应力有利
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